Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Benzer belgeler
RYTEİE E GÖRE DOLGU DUVAR ETKİSİNİ DİKKATE ALAN BASİTLEŞTİRİLMİŞ YÖNTEMİN İRDELENMESİ

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Kontrol Uygulaması

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26(1): 1-6 (2010)

Burulma Düzensizliğinin Betonarme Yapı Davranışına Etkileri

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

d : Kirişin faydalı yüksekliği E : Deprem etkisi E : Mevcut beton elastisite modülü

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

Dolgu Duvarlarının Çerçeve Yapının Deprem Davranışına ve Göçme Mekanizmasına Etkisi

BETONARME PERDE DUVAR ORANININ BİNALARIN SİSMİK PERFORMANSINA ETKİSİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

YAPISAL DÜZENSİZLİKLERİ OLAN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

Hızlı Değerlendirme ve Ayrıntılı İnceleme Yöntemleri ile Betonarme Yapıların Hasar Durumlarının İncelenmesi

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 6- Risk Tespit Uygulaması: Yığma Bina

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

A3 Düzensizliğine Sahip Yapıların Doğrusal Olmayan Kat Kesme Kuvvetlerinin İncelenmesi

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİNİN VE DOLGU DUVARLARIN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİLERİ

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

Deprem etkisindeki betonarme binaların taşıyıcı sistem maliyetine yapısal düzensizliklerin etkisi

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

ANTALYA YÖRESİNDEKİ DÜZENSİZ BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Deprem Güvenliği

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Özel Konular

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DOĞRUSAL ELASTİK VE DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN HESAP YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

KISMİ BOŞLUKLU DOLGU DUVARLARIN BETONARME ÇERÇEVELERİN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

1- BELGELER 2- YAPI GENEL BİLGİLERİ BAŞLIKLAR 3- YAPIDAN BİLGİ TOPLANMASI 4- RİSKLİ YAPI TESPİT ANALİZİ 5- ZEMİN ETÜD RAPORU 6- YIĞMA YAPI ANALİZİ

RİSKLİ BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ ÜZERİNE BİR İNCELEME

TÜRKİYE DEKİ ORTA KATLI BİNALARIN BİNA PERFORMANSINA ETKİ EDEN PARAMETRELER

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

YAPISAL ÖZELLİKLERİ FARKLI BA BİNALARIN PERFORMANSA DAYALI ANALİZİ

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

2007 DEPREM YÖNETMELİĞİ NE GÖRE YAPI DÜZENSİZLİKLERİNİN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞLARINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

BETONARME BİNALARDA DOLGU DUVARLARIN DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Kadir Erkan UYSAL

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

DOLGU DUVARLARIN BİNA DOĞAL MODAL PERİYOT VE MOD ŞEKLİNE OLAN ETKİLERİ

SÜREKLİLİK VE SÜREKSİZLİK DURUMLARINDA PERDE-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİ. İnşaat Y. Müh., Gebze Teknik Üniversitesi, Kocaeli 2

DEPREM YÖNETMELİĞİNDEKİ FARKLI ZEMİN SINIFLARINA GÖRE YAPI DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

Geçmiş depremlerde gözlenen hasarlar Güncellenen deprem yönetmelikleri Tipik bir binada depremsellik incelemesi

BİLDİRİ BAŞLIĞI : Betonarme Yapı Analizlerinde Dolgu Duvarların Modellenme Teknikleri

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 2-Yönetmelik Altyapısı

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 4-DBYBHY (2007)ve RBTE(2013) Karşılaştırılması

THE FACTORS AFFECTING TORSIONAL IRREGULARITY IN MULTI-STOREY STRUCTURES

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering

Deprem Etkisindeki Betonarme Binalarda Yumuşak Kat Düzensizliğine Perde Duvar Etkisi

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 2-Genel Açıklamalar

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞINDA ETKİSİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:11 Sayı:2 Yıl: Mayıs 2009 sh

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

Merkezi Çaprazlı Çerçevelerde Dayanım Farklılığı Sonucu Oluşan Burulma Etkileri

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

1502 TİPİ AFET KONUTUNUN NONLİNEER STATİK İTME ANALİZİ VE DEPREM HASARININ KARŞILAŞTIRILMASI

DEPREM YALITIMLI HASTANE TASARIMI UYGULAMASI: ERZURUM SAĞLIK KAMPÜSÜ

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR 2 TEMMUZ.2013YÖNETMELİĞİ

ÇELİK UZAY ÇATI SİSTEMLİ HAL YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Armağan KORKMAZ *, Zeki AY **

Düşük dayanımlı betonun elastisite modülünün belirlenmesi ve RYTEİE ile yapılan risk değerlendirmesine etkisi

DİKEY DOĞRULTUDA KÜTLE DÜZENSİZLİĞİ OLAN YAPILARIN DEPREM ALTINDAKİ DAVRANIŞI

Dolgu Duvarlı Betonarme Yapıların Deprem Davranışında Bağ Kirişlerinin Yapı Performansına Etkisinin İncelenmesi

1975 Yönetmeliğine Göre Yapılmış Yapıların Türkiye 2007 Deprem Yönetmeliğine Göre Performans Değerlendirmesi

1 Mayıs 2003 Bingöl Depreminde Yıkılmış Betonarme Üç Katlı Bir Okul Binasının Statik ve Dinamik Analizi

d E h G (Ek:RG-2/7/ ) EK-2 RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR Simgeler

BİNALARIN BİRİNCİ DOĞAL TİTREŞİM PERİYODUNUN YAKLAŞIK OLARAK BELİRLENMESİ* Approximate Determinatıon Of First Natural Vibratıon Period Of Buildings *

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlı Sistemler ile Süneklik Düzeyi Yüksek Merkezi Çelik Çaprazlı Sistemlerin Yapısal Maliyet Analizi Karşılaştırması

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

Betonarme Perdeler ve Çelik Çaprazlarla Yapılan Güçlendirmelerin Karşılaştırılması

Data Merkezi. Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles. Tunç Tibet AKBAŞ

YIĞMA YAPI TASARIMI DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALAR HAKKINDA YÖNETMELİK

Dairesel Betonarme Kolonlarda Çatlamış Kesite Ait Etkin Eğilme Rijitliklerinin İrdelenmesi

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

DOLGU DUVARLARIN YAPI DEPREM PERFORMANSINA ETKISININ MEVCUT BIR YAPI ÜZERINDE ARAŞTIRILMASI

BETONARME TAŞIYICI SİSTEMLER İÇİN 2007 DEPREM YÖNETMELİĞİNDE TANIMLANAN YAPISAL DEPREM GÜVENLİĞİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Transkript:

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences DOLGU DUVARLARIN BETONARME ÇERÇEVE DAVRANIŞINA ETKİSİNİN BASİTLEŞTİRİLMİŞ BİR YÖNTEMLE DİKKATE ALINMASI CONSIDERING THE EFFECT OF MASONRY INFILL WALLS ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF R/C FRAMES WITH A SIMPLIFIED METHOD Hasan Basri AKSOY 1, Özgür AVŞAR 1* 1İnşaat Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir, Türkiye. hasanbasri.aksoy@gmail.com, ozguravsar@anadolu.edu.tr Geliş Tarihi/Received: 15.06.2014, Kabul Tarihi/Accepted: 26.08.2014 * Yazışılan yazar/corresponding author doi: 10.5505/pajes.2014.52297 Araştırma Makalesi/Research Article Öz Betonarme bir bina tasarlanırken ya da performans değerlendirmesi yapılırken, dolgu duvarların etkisi, çoğunlukla uygulamada hesaba katılmamaktadır. Bu etkiyi dikkate alabilmek için, bir takım hesaplamaların ve kabullerin yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, dolgu duvarların betonarme çerçeve davranışı üzerindeki etkisinin bir katsayı ile dikkate alınması için önerilen basitleştirilmiş bir yöntem ve yöntemin uygulanma kriterleri irdelenmiştir. Kentsel Dönüşüm Yasası kapsamında uygulanan Riskli Yapıların Tespit Edilmesine İlişkin Esaslar (RYTEİE) kısmında bu etkinin göz önüne alınması için verilen benzer bir önerinin uygun olup olmadığı araştırılmıştır. Kolon kesme kuvveti, göreli kat ötelemesi ve mod şekilleri ve periyotları yapılan değerlendirmelerde, temel kriterler olarak ele alınmıştır. 4 katlı bir binanın analitik modeli oluşturularak dolgu duvarın betonarme çerçeve üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda RYTEİE de tanımlanan dolgu duvar etkisini bir katsayı ile hesaba katan önerinin, incelenen bir çok durumda güvenli tarafta kaldığı belirlenmiştir. Ancak, dolgu duvarın planda simetrik olmayan yerleşimi nedeni ile yapıda burulmaya neden olması durumunda bazı kolonlarda daha büyük kesme kuvveti talepleri oluşturduğu görülmüştür. Buna göre, RYTEİE de tanımlanan önerinin uygulanabileceği binaların sınırlandırıldığı kriterlere ilave olarak dolgu duvarların burulmaya neden olması durumunda kullanılmaması gerekliliğinin vurgulanması önerilmektedir. Anahtar kelimeler: Dolgu duvar, Sismik davranış, Betonarme, Burulma Abstract Generally, in practice, effect of infill walls is not taken into account in the design or seismic performance assessment of RC buildings. In order to consider this effect, certain calculations and assumptions should be made. In this study, a simplified method, which considers this effect by employing a coefficient, is investigated and the criteria defined to employ this method is examined. A similar recommendation is investigated in detail given in the recent code namely Determination of Seismically Vulnerable Buildings in the context of Urban Transformation Law, where a single coefficient was defined to consider the effect of masonry infill walls. Column shear forces, inter-story drift ratio, mode shapes and the corresponding periods are the engineering demand parameters used in the assessments. Analytical model of a four-story RC building is generated and the effect of infill walls on its seismic response is investigated. It was found out that the coefficient proposed by the code Determination of Seismically Vulnerable Buildings to consider the effect of infill wall leads to column shear demands that are on the safe side in most of the cases. On the other hand, unsymmetrical arrangement of infill walls can cause torsion in the structure, which increases the shear demands in certain columns. Accordingly, it is suggested to add a further limitation in the application of the simplified method in the relevant item of the code Determination of Seismically Vulnerable Buildings when the infill walls cause torsion in the structural system. Keywords: Infill wall, Seismic behavior, Reinforced-concrete, Torsion 1 Giriş Dolgu duvarlar binaların tasarım aşamasında birçok bilinmeyenin olması nedeniyle uygulamada çoğunlukla hesaba katılmayıp ihmal edilmektedirler. Literatürde yapılan çalışmalarda dolgu duvarların betonarme binaların deprem performansı üzerinde önemli etkilere neden olduğu vurgulanmıştır [1]. Türkiye de yaşanan son depremlerde, binalarda meydana gelen hasarın önemli bir kısmının dolgu duvarlarla ilişkilendirilebilecek düzensizliklerden (yumuşak kat, zayıf kat) kaynaklanması, dolgu duvarların da tasarım aşamasında bir yapısal eleman olarak düşünülmesi gerekliliğini desteklemektedir. Ayrıca planda simetrik yerleştirilmemiş dolgu duvarların neden olacağı burulma, binanın dolgu duvarın düşünülmediği durumdaki davranışından önemli farklılıklar göstermektedir. Bu durum dolgu duvarların tasarım veya performans değerlendirme aşamalarında dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Paulay ve Priestley [2], dolgu duvarların, binaların toplam yanal yük taşıma kapasitesini artırabileceği gibi planda simetrik olmayan yerleşimi nedeniyle, yapının davranışını olumsuz yönde etkileyeceğini ve düşey taşıyıcı elemanlarda yük dağılımını değiştirerek bazı kolonlarda daha büyük kesme talepleri oluşturacağını belirtmişlerdir. Bu da dolgu duvarların binada önemli bir düzensizliğe neden oluşturabileceği anlamına gelmektedir. Smith ve Coull [3], dolgu duvarların tasarım yöntemi olarak çapraz basınç çubuk elemanlar konseptini ortaya koymuşlardır. Çapraz basınç çubuklarının eşdeğer kalınlığını, duvarın diyagonal uzunluğunun onda biri olarak varsaymışlardır. Smith ve Carter [4], dolgu duvarlı çerçeveye sahip yanal yükleme durumundaki çok katlı binaları incelemişlerdir. Deneysel sonuçların ışığında, eşdeğer basınç çubukları konseptine bağlı tasarım grafikleri ve yöntemleri geliştirmişlerdir. İlk olarak, dolgu duvarların betonarme çerçeveli kompozit davranışının kırılma mekanizmasına yoğunlaşmışlardır. Sonrasında, çapraz basınç çubukların efektif genişliğini etkileyecek faktörleri saptamışlardır. Sonuç olarak, deneysel gözlenen davranış ve dikkate alınan faktörlere bağlı olarak, eşdeğer çubuk kalınlığını bulabilmek için tasarım grafikleri önermişlerdir. 115

Ancak, dolgu duvarların modellenmesi için literatürdeki mevcut formül ve hesaplar, bina tasarımı yapanlar için karmaşık ve uzun zaman alabilen çalışmalar gerektirmektedir. Bu durumda dolgu duvarların etkisinin basitleştirilmiş bir yöntem ile göz önüne alınması gerekliliği saptanmıştır. Kentsel Dönüşüm Yasası kapsamında Riskli Yapıların Tespit Edilmesine İlişkin Esaslar (RYTEİE) Ek-2 [5] de dolgu duvar etkisini dikkate almak için bir kat sayı önerilmiştir. RYTEİE nin 3.5.2 maddesine göre; Binanın kritik katında değerlendirmenin yapıldığı doğrultuda ΣA kn /A p 0.002N ve (δ/h) en büyük kat öteleme oranı 0.015 den küçük ise, hesaplanan deprem kuvveti 0.75 katsayısı ile çarpılarak dolgu duvar etkisi dikkate alınabilir. Burada; ΣA kn = Kritik katta değerlendirmenin yapıldığı doğrultudaki kapı ve pencere boşluk oranı %5'i geçmeyen ve köşegen uzunluğunun kalınlığına oranı 40 dan küçük olan dolgu duvarların kat planındaki toplam alanı. A p = Kritik katın plan alanı, (δ/h) = Kat etkin göreli kat ötelemesi oranı, N = Binanın zemin seviyesi üstündeki kat adedi. RYTEİE de 3.5.2 maddesine göre dolgu duvar etkisinin basitleştirilmiş yöntemle dikkate alınabilmesi için 2 adet kriter tanımlanmıştır. Bunlar, dolgu duvar alanının belirli bir alana sahip olması ve en büyük kat öteleme oranının sınırlandırılmasıdır. Bu çalışmanın amacı RYTEİE de tanımlanan basitleştirilmiş yöntemin yeterliliğinin irdelenerek, farklı duvar malzemesi kullanılmasında ve malzeme özelliğinin belirlenmesinde farklı yöntemlerin kullanılması durumunda önerilen katsayının güvenilirliği incelenecektir. Ayrıca basitleştirilmiş yöntemin uygulanabileceği binaların belirlenmesinde tanımlanan 2 adet kriterin yeterliliği araştırılacaktır. Bu çalışma kapsamında Anadolu Üniversitesi Yunus Emre Kampüsünde bulunan, AÖF TV Yapım Merkezi olarak kullanılan 4 katlı bir ofis binasının yapısal sistemi kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. 2 Analitik Yöntem Son yıllarda yapılan çalışmalar sonucunda, özellikle doğrusal elastik analizler kullanılarak yapılan tasarımlarda, dolgu duvarların genellikle Şekil 1 deki gibi çapraz basınç çubukları olarak modellenerek çerçeve üzerindeki etkisi hızlı ve basit bir şekilde dikkate alınması sağlanmaktadır. Eşdeğer basınç çubuğunun mekanik ve geometrik özellikleri belirlenerek, iki ucu mafsallı çubuk eleman olarak analitik modele tanımlanmaktadır. 2.1 FEMA Eşdeğer Basınç Çubuğu Yöntemi Bu çalışmada dolgu duvarların etkisini hesaba katabilmek için FEMA-356 [6] da önerilen yöntem kullanılmıştır. Burada dolgu duvar ile betonarme çerçevenin, bir bütün olarak çalışmasını sağlayacak şekilde imal edilmesi gerektiği vurgulanmıştır. Basınç çubuklarının eşdeğer kalınlıkları aşağıda verilen formüller (Denklem 1 ve 2) ile hesaplanmaktadır. Bu denklemlerde kullanılan parametreler incelendiğinde, analitik modelde dolgu duvarı temsil edecek eşdeğer basınç çubuğu genişliğinin hem duvarın içinde bulunduğu çerçeve elemanlarının hem de dolgu duvarın mekanik ve geometrik özelliklerine bağlı olduğu görülmektedir. Burada; a = 0.175(λ 1 h col ) 0.4 r inf (1) λ 1 = [ E 1 met inf sin 2θ 4 ] 4E fe I col h inf h col = Kiriş eksenleri arasında kalan kolon yüksekliği, h inf = Dolgu duvar yüksekliği, E fe = Çerçevenin beklenen elastik modülü, E me = Dolgu duvarlarının beklenen elastik modülü, I col = Kolonun atalet momenti, r inf = Dolgu duvarın diagonal uzunluğu, t inf = Dolgu duvarın ve eşdeğer çubuğun kalınlığı, θ = Dolgu duvar yüksekliğinin uzunluğuna oranının tanjant açısı, λ 1 = Eşdeğer çubuğun genişliği hesabında kullanılan katsayı, a = Eşdeğer çubuğun genişliği. 2.2 Bina Analitik Modeli 2. derece deprem bölgesinde ve Z2 tipi zemin sınıfında bulunan bu bina 4 katlı ve simetrik bir plana sahiptir. Plan ölçüleri 12.4 m x 18.5 m olan binanın kat planı ve modellenen dolgu duvarların yerleri Şekil 2 de gösterilmiştir. Bütün dolgu duvarlar 20 cm. kalınlıktadır. Yaklaşık 30 yıl önce yapılmış bu binanın bodrum katta bulunan bazı kolonlarından (Şekil 3) alınan karot örnekleri üzerinde yapılan testler sonucunda ortalama beton basınç dayanımının 13 MPa olduğu saptanmıştır [7]. Betonun elastisite modülü için ACI 318M-11 [8] de önerilen aşağıdaki formül (Denklem 3) kullanılmıştır. (2) E fe =5000 f c (3) Şekil 1: Dolgu duvarlı çerçevenin analitik modeli. f c = Beton basınç dayanımı (MPa) Kolon boyutları ve modellenen dolgu duvarların kat planı üzerindeki görünümü Şekil 2 de gösterilmiştir. Denklem 1 ve 2 kullanılarak eşdeğer basınç çubuğunun genişliği hesaplanırken gerekli geometrik özellikler mevcut 116

Şekil 2: Kat planı ve modellenen dolgu duvarlar. ilişkilendirildiğinden [6]-[9] ilk aşamada dolgu duvarın basınç dayanımı belirlenmiştir. Bu çalışma kapsamında dolgu duvarın betonarme çerçeve davranışı üzerine etkisi incelendiğinden, mevcut binadan örnekler alıp genel bir duvar basınç dayanımı belirlenmesi yerine, duvarın farklı malzeme özelliğine sahip olması durumunda davranışın nasıl değiştiğini incelemek için literatürde tanımlanmış farklı malzeme özellikleri kullanılmıştır. Bunun için, dolgu duvarların basınç dayanımları için FEMA 356 [6] da belirtilen üç farklı durum gözetilmiştir. FEMA 356 [6], dolgu duvarların basınç dayanımlarının eğer, duvar kötü durumdaysa 2.1 MPa dan fazla, eğer vasat durumdaysa 4.1 MPa dan fazla, eğer iyi durumdaysa 6.2 Mpa dan fazla alınmaması gerektiği belirtilmiştir. Bu çalışmada duvar basınç dayanımı için FEMA 356 [6] da tanımlanmış olan 3 farklı sınır değer ayrı ayrı ele alınmıştır. Ayrıca dolgu duvarların elastisite modülü için ise hem Türk Deprem Yönetmeliği (DBYBHY)[9] de belirtilen (Denklem 4) hem de FEMA 356 [6] da belirtilen (Denklem 5) formülleri esas alınarak eşdeğer basınç çubukların özellikleri belirlenmiştir. E me =200f d (4) Şekil 3: Beton örneğinin alındığı bir kolon. proje ve yerinde yapılan ölçümler sonucunda belirlenirken, betonarme elemanların malzeme özellikleri yapılan testler yardımıyla tespit edildi. Fakat aynı zamanda dolgu duvar malzemesinin elastisite modülünün (E me ) de belirlenmesi gerekmektedir. Literatürde dolgu duvarın elastisite modülü (E fe ) çoğunlukla duvar basınç dayanımı ile f d =Duvar basınç dayanımı (MPa) E me =550f d (5) Öncelikle binanın dolgu duvarlarının dikkate alındığı model ile dolgu duvarsız model (Şekil 4) karşılaştırılmıştır. Ayrıca duvarların, planda düzensiz yerleştirilmesi sonucunda oluşabilecek burulma etkisini inceleyebilmek için bir model 117

daha oluşturulmuştur (Şekil 5). Bu modelde dolgu duvarları temsil etmek için modele tanımlanan eşdeğer basınç çubukları sadece bir aksta olacak şekilde en dıştaki kenar çerçeve içine yerleştirilerek diğer akslar boş bırakılmıştır. Şekil 6: Göreli kat ötelemesi. Şekil 4: Dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız analitik modeller. 3.3 Tepki Spektrumu Analizi Burulma etkisinin inceleneceği modelde, düzensizlik olduğu için eşdeğer deprem yükü yöntemi yerine mod birleştirme yöntemi kullanılmıştır. Sonuçların karşılaştırılması için, mod birleştirme yöntemi, düzensizliği bulunmayan dolgu duvarsız model için de kullanılmıştır. Binanın bulunduğu, Z2 sınıfına ait DBYBHY [9] de tanımlanmış olan tasarım spektrumu (Şekil 7) ile analiz yapılmıştır. Buna göre spektrumun köşe periyotları T A = 0.15s ve T B = 0.40s dir. Şekil 5: Kısmi duvarlı analitik model. 3 Analizler Dolgu duvarların dikkate alınmasında RYTEİE de tanımlanan basitleştirilmiş yöntem incelendiğinden, RYTEİE de tanımlanan Doğrusal Elastik Hesap Yöntemi bu çalışmada da gerçekleştirilecek analizler için kullanılan yöntem olmuştur. Deprem yükleri, ilk iki modelde (Şekil 4) DBYBHY de tanımlanan eşdeğer deprem yükü yöntemi ile burulma etkisinin inceleneceği modelde (Şekil 5) ise mod birleştirme yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca, kısmi duvarlı analitik model analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmak üzere, Şekil 4 teki dolgu duvarsız model mod birleştirme yöntemiyle de hesaplanmıştır. 3.1 Modal Analiz Sonuçları İlk olarak, dolgu duvarlar için en düşük malzeme özelliklerinin hesaplandığı durum olan E me =200f d [9] ve f d = 2.1 MPa durumunda, duvarlı ve duvarsız modellerin modal analiz sonuçları incelenmiştir (Tablo 1 ve Tablo 2). Duvarların modellendiği doğrultuda (y-yönü) periyot 0.67 saniyeden 0.52 saniyeye düşmüştür. Periyotta gözlenen bu değişim eşdeğer basınç çubuklarının yapının rijitliğine sağladığı katkıdan kaynaklandığından beklenen bir durumdur. Ayrıca, burulma moduna ait periyotta da bir düşüş gözlenmiştir. 3.2 RYTEİE de Göre Basitleştirilmiş Yöntemin Uygulanma Kriterleri RYTEİE [5] de dolgu duvarların etkisini basitleştirilmiş bir yöntemle hesaba katabilmek için tanımlanan ΣA kn /A p 0.002N ve (δ/h) 0.015 kriterlerinin kontrolleri yapılmıştır ve bunları sağladığı görülmüştür. 3. Katta gözlenen en büyük göreli kat ötelemesinin %1.5 un altında olduğu belirlenmiştir (Şekil 6). Şekil 7: Tasarım spektrumu (DBYBHY 2007 [9]). 4 Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Ele alınan 3 farklı duvar malzemesi için ve her bir duvar basınç dayanımı için 2 farklı formül (FEMA 356 [5] ile DBYBHY [9]) kullanılarak hesaplanan dolgu duvar elastisite modülü değerleri kullanılarak SAP2000 [10] de oluşturulan analitik modellerin analizleri gerçekleştirilmiştir. Dolgu duvarlar binanın kısa doğrultusunda (y-yönü) yerleştiğinden, analizler de sadece bu doğrultuda gerçekleştirilmiştir. Her bir analiz sonucunda, zemin kat kolonlarının kesme kuvvetlerindeki değişimler incelenmiştir (Şekil 8, 9, 10, 11, 12 ve 13). Beklenildiği üzere, dolgu duvarın basınç dayanımı arttıkça, elastisite modülü değerleri de artmakta ve dolayısıyla eşdeğer basınç çubuklarının rijitliği de artmaktadır. Her ne kadar dolgu duvarsız modelin y-doğrultusundaki periyodu, T B köşe periyodundan uzun olmasından dolayı, dolgu duvarlı modelde binaya etki eden deprem kuvvetinde artış olsa da, bina modeline eklenen eşdeğer basınç çubuklarının deprem kuvvetinin bir kısmını alması nedeniyle, kolonlara gelen kesme kuvvetleri azalmıştır. Ayrıca, bu çalışmanın en önemli amaçlarından biri olan RYTEİE de tanımlanan kolonlara gelen 118

kesme kuvvetinin hesaplanmasında kullanılan azaltma oranı (0.75), farklı duvar malzeme özellikleri için analizler sonucunda elde edilen azaltma oranları ile karşılaştırılmıştır. Dolgu duvar nedeniyle kolonlara etki eden kesme kuvvetindeki azalma oranı, duvarlı durumda bodrum seviyesindeki kolonların toplam kesme kuvvetinin, duvarlı durumda hesaplanan toplam eşdeğer deprem yüküne (taban kesme kuvveti) oranı olarak hesaplanmaktadır. Buna göre, Şekil 14 te altı farklı durum için incelenen binada, kolonların toplam kesme kuvvetinin bina kesme kuvvetine oranı gösterilmiştir. DBYBHY [9] ile karşılaştırıldığında, dolgu duvar elastisite modülü FEMA 356 [5] ile daha büyük hesaplandığından, dolgu duvarı iyi durumda olan modellerde FEMA 356 [6] ile yapılan hesaplamalarda kolonların kesme kuvvetlerindeki azaltma oranı %50 nin altına inmiştir. Şekil 14 te görüldüğü üzere, dolgu duvarların dikkate alınması için RYTEİE de tanımlanan 0.75 oranı (kolonların toplam kesme kuvvetindeki azaltma katsayısı), çoğu durumda güvenli tarafta olduğu, ancak duvar kalitesinin düşük olduğu durumda 0.8 den büyük olduğu için az da olsa güvensiz tarafta kaldığı saptanmıştır. Ayrıca burulma etkisinin incelendiği modelin analiz sonuçları ile duvarsız modelin mod birleştirme yöntemiyle elde edilen analiz sonuçları Şekil 15 te verilmiştir. Burulma etkisinin incelendiği kısmi duvarlı model ile duvarsız modelin kolonlarının bodrum kat kesme kuvvetleri karşılaştırılmıştır (Şekil 15). Burada görülmüştür ki, dolgu duvarın modellendiği çerçeveye uzak olan, özellikle dış akstaki kolonların kesme kuvvetlerinde artış olduğu tespit edilmiştir. Planda düzensiz yerleştirilmiş dolgu duvarların burulmaya neden olarak, bazı kolonlarda daha büyük kesme kuvvetinin oluşmasına neden olmuştur. RYTEİE de tanımlanan azaltma katsayısının burulma durumuna dikkat edilmeden kullanılması durumunda incelenen binada olduğu üzere güvensiz tarafta kalınabileceği görülmektedir. İncelenen binada burulma modunun hakim olması durumunda, dolgu duvar etkisinin RYTEİE de tanımlanan basitleştirilmiş yöntem ile dikkate alınması yerine, dolgu duvarın analitik modele yansıtılarak hesaplamaların yapılması daha güvenilir sonuçlar elde edilmesini sağlayacaktır. Mod No. Periyot (s) X-yönü Tablo 1: Duvarsız modelin modal analiz sonucu. Y-yönü X-yönü Y-yönü Burulma Burulma 1 1.01 0.85 0.00 0.85 0.00 0.18 0.18 2 0.76 0.00 0.00 0.85 0.00 0.24 0.43 3 0.67 0.00 0.80 0.85 0.80 0.39 0.82 Mod No. Periyot (s) X-yönü Tablo 2: Duvarlı modelin modal analiz sonucu. Y-yönü X-yönü Y-yönü Burulma Burulma 1 1.01 0.85 0.00 0.85 0.00 0.19 0.19 2 0.61 0.00 0.00 0.85 0.00 0.25 0.43 3 0.52 0.00 0.83 0.85 0.83 0.41 0.84 Şekil 8: E me =200f d (DBYBHY [9]) ve f d = 2.1 MPa durumunda kolon kesme kuvvetleri. 119

Şekil 9: E me =200f d (DBYBHY [9]) ve f d = 4.1 MPa durumunda kolon kesme kuvvetleri. Şekil 10: E me =200f d (DBYBHY [9]) ve f d = 6.2 MPa durumunda kolon kesme kuvvetleri. Şekil 11: E me =550f d (FEMA 356 [6]) ve f d = 2.1 MPa durumunda kolon kesme kuvvetleri. 120

Şekil 12: E me =550f d (FEMA 356 [6]) ve f d = 4.1 MPa durumunda kolon kesme kuvvetleri. Şekil 13: E me =550f d (FEMA 356 [6]) ve f d = 6.2 MPa durumunda kolon kesme kuvvetleri. Şekil 14: Kolonların toplam kesme kuvvetinin bina kesme kuvvetine oranı. 121

5 Sonuçlar Betonarme bir bina tasarlanırken ya da performans değerlendirmesi yapılırken dolgu duvar etkisinin basitleştirilmiş bir yöntemle ele alınabilmesi, binanın deprem davranışını hızlı ve doğru bir şekilde tahmin edilebilmesi için önemli kolaylık sağlamaktadır. Bu etkinin basit bir şekilde ele alınabilmesi için RYTEİE de tanımlanan katsayının güvenilirliği araştırılmıştır. Bunun için öncelikle duvarlı ve duvarsız olmak üzere iki model oluşturulmuş, iki modelin analiz sonuçları arasındaki farklılıklar incelenmiştir. Ayrıca bir model daha oluşturulmuş, bu modelde ise, planda simetrik olmayan dolgu duvar yerleşiminin sebep olacağı burulmanın etkisi incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar aşağıda sıralanmıştır. Dolgu duvarın analitik modelde dikkate alınması durumunda gerek binanın modal özelliklerinde gerekse de kolonların kesme kuvvet dağılımında önemli farklılıklar oluşturduğu görülmüştür, Dolgu duvar malzemesinin kalitesinin artması ile dolgu duvara aktarılacak deprem kuvvetleri artarken, kolon kesme kuvvetlerinde önemli azalmalar meydana gelmiştir. Modelin doğru bir şekilde kurulabilmesi için duvar dayanımının doğru bir şekilde tahmin edilmesi gerekmektedir, RYTEİE de verilen 0.75 azaltma katsayının çoğu durumda güvenli tarafta kaldığı, ancak duvar kalitesinin düşük olması durumunda az da olsa güvensiz tarafta olduğu incelenen binada tespit edilmiştir, RYTEİE de dolgu duvar etkisinin göz önüne alınabilmesi ve önerilen basitleştirilmiş yöntemi kullanabilmek için sadece iki adet kriter tanımlanmıştır. Fakat burulmaya neden olacak, planda simetrik olmayan dolgu duvar yerleşiminin, kolonlardaki kesme kuvveti ve momentlerin artışına sebep olacağı için, RYTEİE de ilgili maddeye, incelenen binada burulmanın oluşmadığı ya da sınırlı düzeyde kaldığı durumda tanımlanan azaltma katsayısının uygulanabileceğine dair bir kriterin daha eklenmesi gerektiği önerilmektedir. Aksi durumda düşey taşıyıcı Şekil 15: Burulma etkisinde kolon kesme kuvvetleri. elemanlarda oluşacak kesme kuvvetindeki artışın dikkate alınması gerekti vurgulanmalıdır. 6 Teşekkür Bu çalışma Anadolu Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonunca kabul edilen BAP-1303F055 nolu Proje kapsamında desteklenmiştir. 7 Kaynaklar [1] Tasligedik AS, Pampanin S, Palermo A. Damage Mitigation Strategies of Non-Structural Infill Walls: Concept and Numerical-Experimental Validation Program. Proceedings of the Ninth Pacific Conference on Earthquake Engineering Building an Earthquake-Resilient Society, Aucland, New Zealand, 14-16 April 2011. [2] Paulay T, Priestley MJN. Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings. 1 st ed. USA. Wiley Interscience, 1992. [3] Smith BS, Coull A. Tall Building Structures: Analysis and Design. 1 st ed. USA. Wiley Interscience, 1991. [4] Smith BS, Carter C. A Method of Analysis for Infilled Frames. Proceedings of the Institution of Civil Engineers (ICE), 44(1), 31-48, 1969. [5] Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. Riskli Yapıların Tespit Edilmesine İlişkin Esaslar. Ek: RG-2/7/2013-28695, EK-2: Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara, Türkiye, 2013. [6] FEMA 356 Prestandard And Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings. Prepared by ASCE for Federal Emergency, Washington D.C, 2000. [7] Kılınç K, Yalçın M, Tuncan M. AÖF TV Yapım Merkezi Müdürlüğü A Blok, Eski İletişim Bilimleri Fakültesi A Blok ve B Blok Binalarına Ait Deney Raporu, Eskişehir, Türkiye, Kasım 2012. [8] American Concrete Institute (ACI). Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, American Concrete Institute 318M-11, USA, 2011. [9] Bayındırlık ve İskan Bakanlığı. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, Türkiye, 2007. [10] Computers and Structures, Inc. SAP2000, Version 15.1.0., Structural Analysis and Design Software. Berkeley, CA, 2000. 122