DEPREM YÖNETMELİĞİ NDE ÖNGÖRÜLEN TAŞIYICI SİSTEM GÜVENLİK DÜZEYİ KONUSUNDA KARŞILAŞTIRMALI SAYISAL İNCELEME

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

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

TÜRKİYE DEKİ ORTA KATLI BİNALARIN BİNA PERFORMANSINA ETKİ EDEN PARAMETRELER

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

ÖRNEK 18 4 KATLI BETONARME PANSİYON BİNASININ GÜÇLENDİRİLMESİ ve DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN YÖNTEM İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARDA DEPREM PERFORMANSININ BELİRLENMESİ YÖNTEMLERİ VE GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ

DEPREM BÖLGELERĐNDE YAPILACAK BĐNALAR HAKKINDA YÖNETMELĐK (TDY 2007) Seminerin Kapsamı

BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSININ BELİRLENMESİ İÇİN BİR YAKLAŞIM

BETONARME-II (KOLONLAR)

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Örnek Güçlendirme Projesi. Joseph Kubin Mustafa Tümer TAN

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 7-Örnekler 2. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Alt Yapı ve Kentsel Dönüşüm Hizmetleri Genel Müdürlüğü

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

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

DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ İÇİN KULLANILAN TİCARİ PROGRAMLARIN ÇERÇEVE SİSTEMLER İÇİN KARŞILAŞTIRILMASI

YAPI VE DEPREM. Prof.Dr. Zekai Celep

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

BİLGİLENDİRME EKİ 7E. LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

NETMELĐĞĐ. Cahit KOCAMAN Deprem Mühendisliği Şube Müdürü Deprem Araştırma Daire Başkanlığı Afet Đşleri Genel Müdürlüğü

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

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRME PROJESİ HAZIRLANMASI İŞİ

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

2007 DEPREM YÖNETMELİĞİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 2-Genel Açıklamalar

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

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

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

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

BETONARME YAPILARDA TAŞIYICI SİSTEM GÜVENLİĞİ

Dinamik Etki: Deprem Etkisi. Deprem Dayanımı için Tasarım. Genel Deprem Analizi Yöntemleri - 1

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

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

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

BETONARME BİNALAR İÇİN HASARGÖREBİLİRLİK EĞRİLERİNİN BELİRLENMESİ

BÖLÜM - 2 DEPREM ETKİSİNDEKİ BİNALARIN TASARIM İLKELERİ (GENEL BAKIŞ)

Farklı Yöntemler Kullanılarak Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Performansa Dayalı Tasarıma göre Deprem Performanslarının Belirlenmesi

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

RİSKLİ BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ ÜZERİNE BİR İNCELEME

BETONARME BİNALARDA DEPREM HASARLARININ NEDEN VE SONUÇLARI

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

GEOMETRİK DÜZENSİZLİĞE SAHİP NURTEPE VİYADÜĞÜNÜN SİSMİK PERFORMANSININ FARKLI YÖNTEMLER KULLANILARAK BELİRLENMESİ

BETONARME YAPI TASARIMI DERSİ Kolon betonarme hesabı Güçlü kolon-zayıf kiriş prensibi Kolon-kiriş birleşim bölgelerinin kesme güvenliği M.S.

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

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Betonarme Yapılarda Perde Duvar Kullanımının Önemi

11/10/2013 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ BETONARME YAPILAR BETONARME YAPILAR

Nautilus kalıpları, yerinde döküm yapılarak, hafifletilmiş betonarme plak döşeme oluşturmak için geliştirilmiş kör kalıp sistemidir.

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

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz

YAPISAL ÖZELLİKLERİ FARKLI BA BİNALARIN PERFORMANSA DAYALI ANALİZİ

Proje Genel Bilgileri

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİNİN VE DOLGU DUVARLARIN BETONARME BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİLERİ

BÖLÜM 7 MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRİLMESİ. sorular

YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTU

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

2007 Deprem Yönetmeliğinde Yer Alan Mevcut Binaların Değerlendirilmesi Yöntemlerinin Artıları ve Eksileri *

ÖRNEK DEPREM YÖNETMELİĞİNE UYGUN OLARAK TASARLANMIŞ 4 KATLI KONUT BİNASININ DOĞRUSAL ELASTİK HESAP YÖNTEMİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

İZMİR İLİ BUCA İLÇESİ 8071 ADA 7 PARSEL RİSKLİ BİNA İNCELEME RAPORU

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

MOMENT YENİDEN DAĞILIM

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Orion. Depreme Güvenli Yapı Tasarımı. PROTA Mühendislik. Bina Tasarım Sistemi. Joseph Kubin Mustafa Tümer TAN

Yeni (2018?)deprem yönetmeliğinde yapı performansı. NEJAT BAYÜLKE

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

Çok Katlı Yapılarda Elverişsiz Deprem Doğrultuları

YAPISAL DÜZENSİZLİKLERİ OLAN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Deprem Güvenliği

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

idecad Statik Programın 2007 Deprem Yönetmeliğine Uyumluluğu

ANTAKYA'DAKİ YIĞMA BİNALARIN ÖZELLİKLERİNİN DEPREM PERFORMANSI AÇISINDAN ANALİTİK OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

Yapı Elemanlarının Davranışı

BÖLÜM II C. BETO ARME BĐ ALARI DEĞERLE DĐRME VE GÜÇLE DĐRME ÖR EKLERĐ ÖR EK 13

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

BÖLÜM 7 MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRİLMESİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Kontrol Uygulaması

MEVCUT BETONAME BİNALARIN DEPREM GÜVENLİĞİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ. (2007 Deprem Yönetmeliği Bölüm 7) φ 1/ρ = 0 φ y φ u Plastik mafsal kabulü:

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

(İnşaat Mühendisliği Bölümü) SEMİNER 1. Burcu AYAR

GENEL KESİTLİ KOLON ELEMANLARIN TAŞIMA GÜCÜ (Ara donatılı dikdörtgen kesitler)

BETONARME PERDELERİN BETONARME YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSINA ETKİLERİ

idecad Statik IDS v10 Programının TBDY 2018 Uyumluluğu

Transkript:

ÖZET: DEPREM YÖNETMELİĞİ NDE ÖNGÖRÜLEN TAŞIYICI SİSTEM GÜVENLİK DÜZEYİ KONUSUNDA KARŞILAŞTIRMALI SAYISAL İNCELEME İ. Keskin 1 ve Z. Celep 2 1 Yüksek Lisans Öğrencisi, Deprem Müh. Programı, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul 2 Profesör, İnşaat Müh. Bölümü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul Email: ihsankeskinn@gmail.com Yurdumuzda, 1997 den önce yürürlükte bulunan Deprem Yönetmeliği kurallarına göre tasarlanmış ve inşa edilmiş çok sayıda okul binası bulunmaktadır. 1997 de yürürlüğe giren Deprem Yönetmeliği, yeni tasarlanacak bütün binaların yatay yük güvenlik seviyelerini artırırken, sünek davranışın da oluşturulması için yeni konstrüktif kurallar içermektedir. Deprem Yönetmeliği nde okul türü binalar, kullanım amacı veya türü bakımından İnsanların uzun süreli ve yoğun olarak bulunduğu ve değerli eşyanın saklandığı binalar sınıfına girmektedir. Özellikle 23 Ekim 2011 de gerçekleşen Van Depremi sonrasında çok sayıda mevcut okul binasının hasar görmesi ve kullanılamaması, bu tür mevcut binaların deprem güvenliklerinin belirlenmesini güncel bir konu haline getirmiştir. Bu amaçla yapılan çalışmada yurdumuzda tipik olarak uygulanan ve Deprem Yönetmeliği (1975) kurallarına göre boyutlandırılmış, üst katlara doğru düşey taşıyıcı elemanlarının kesitleri küçülen perde-çerçeveli taşıyıcı sisteme sahip beş katlı bir betonarme okul binasının, Deprem Yönetmeliği (2007) kurallarına göre performans seviyesi yönetmelikte öngörülen yöntemler kullanılarak belirlenmiştir. Bir okul binasının tasarımında bir deprem düzeyi göz önüne alınırken, bu kurallara göre okul binasının iki deprem düzeyinde değerlendirilmesi gerekmektedir. Bildiride bu konuda sayısal inceleme yapılmıştır. Deprem güvenliği yetersiz bulunan okul binası, betonarme perdelerle güçlendirilmiş ve bu durum için de deprem güvenliği belirlenmiştir. Bu çözümlerde konu hakkında ayrıntılı yorum yapabilmek amacıyla bina doğrusal olamayan değerlendirme yöntemi kullanılarak statik ve dinamik yükleme ile ayrı ayrı incelenmiş ve binanın zayıf yönlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Okul binasının taşıyıcı sisteminin deprem güvenliği konusunda çok sayıda parametrik çalışma yapılmış ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak şekillerle verilmiştir. Bunlara örnek olarak, binanın düşey taşıyıcı elemanlarına ait kesitlerin üst katlara doğru değişkenlik göstermesi veya göstermemesi durumu yanında mevcut beton dayanımının projede öngörülen değerden daha az olması durumu verilebilir. ANAHTAR KELİMELER: Betonarme, okul, Deprem Yönetmeliği, güçlendirme, performans. 1. GİRİŞ Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 1975 (AY-1975) ile yürürlükte olan Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007 (DY-2007) arasındaki önemli farklılıklar güvenlik seviyesinin yükseltilmesi, sünek davranışa verilen önem ve kapasite tasarım kavramının kullanımı olarak belirtilebilir. Kapasite tasarımı ile öngörülenin ötesindeki bir deprem etkisinde güç tükenmesinin gevrek elemanlardan (veya kesitlerden) yerine sünek olanlardan oluşması sağlanır. Buna kirişe göre güçlü kolon tasarımı ilkesi örnek gösterilebilir. Ayrıca, sünek olmadığı için istenmeyen güç tükenme türlerinin (kesme güç tükenmesi, donatı kenetlenmesinin çözülmesi gibi) oluşmasını ve plastik mafsalların toptan göçmeye neden olacak noktalarda oluşmasını engellemek amaçlanır. Bu iki yönetmelik arasındaki en temel farklılıklar; yapısal düzensizlikler, süneklik ve taşıyıcı sistem davranış katsayısı, elastik tasarım ivme spektrumu, mod birleştirme 1

yöntemi ve zaman tanım alanda hesap yöntemleri, ikinci mertebe etkilerinin göz önüne alınması, yer değiştirmeler için gerçekçi sınırlamalar getirilmesi, kirişe göre kuvvetli kolon kavramı, sünek davranış sağlanması amacıyla donatı detaylarının ayrıntılı olarak verilmesi ve mevcut binaların deprem güvenliklerinin değerlendirilmesi ve bu binaların güçlendirilmesidir. Bu çalışmada, AY-1975 ve TS500 (1984) e göre tasarlanmış, betonarme karma taşıyıcı sisteme sahip ve üst katlara doğru düşey taşıyıcı elemanlarının kesitleri küçülen 5 katlı okul binası ele alınmıştır. Binanın DY- 2007 de öngörülen performans seviyesini sağlama durumu, ilgili yönetmelikte verilen doğrusal olmayan yöntemlerden Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile İtme Analizi ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Statik analizden elde edilen itme eğrisi ile çeşitli katsayılar kullanılarak elde edilen dinamik eğri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, bu binanın düşey taşıyıcı elemanlarının her katta sabit kaldığı kabul edilerek oluşturulan binanın performans analizi yapılmıştır. Bunlara ek olarak, 2011 de gerçekleşen Van Depremi sonrasında pek çok okul binasında, beton dayanımının projede öngörülen dayanımdan düşük olması sebebiyle çeşitli seviyelerde hasarlar oluşmuştur. Buradan yola çıkarak, farklı beton dayanımları için mevcut yapının performans analizi yapılmıştır. Yapılan analizlerde SAP2000 programı kullanılmıştır (SAP2000, CSI). 1.1. Okul Türü Binalar İçin Hedeflenen Performans Seviyeleri DY-2007 ye göre okul türü binalar, İnsanların Uzun Süreli ve Yoğun Olarak Bulunduğu ve Değerli Eşyaların Saklandığı binalar sınıfına girmektedir ve yapılacak yeni tasarımda öngörülen bina önem katsayısı (I) 1.4 tür. Buna karşılık bu tür mevcut binaların DY-2007 de tanımlanan tasarım depremi (D2) ve en büyük depreme (D3) altında, sırasıyla Hemen Kullanım ve Can Güvenliği performans seviyelerini sağlamaları öngörülmüştür. Bu depremler Tablo 1 de gösterilmiştir. Ayrıca hedeflenen performans seviyeleri de deprem düzeylerine bağlı olarak Tablo 2 de gösterilmiştir. Deprem Türü Tablo 1. DY-2007 de tanımlanan deprem düzeyleri 50 Yılda Aşılma Deprem Etki Olasılığı Katsayısı Ortalama Dönüş Periyodu D1 Servis Depremi % 50 ~0.50 72 yıl D2 Tasarım Depremi % 10 1.00 475 yıl D3 En Büyük Deprem % 2 ~1.50 2475 yıl Tablo 2. Farklı deprem düzeyleri için okul türü binalarda öngörülen minimum performans hedefleri Deprem Düzeyleri Bina Türü D1 D2 D3 Okul - HK CG Yapılacak analizler sonrasında, taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların kesit hasar seviyeleri ve daha sonra Şekil 2 de gösterilen sınırlara göre katlara ait hasar seviyeleri ve buradan da bina performans seviyesi belirlenir. D2 depremi için, herhangi bir katta, uygulanan her bir deprem doğrultusu için yapılan hesap sonucunda kirişlerin en fazla %10 u Belirgin Hasar Bölgesi ne geçebilir, ancak diğer taşıyıcı elemanlarının tümü Minimum Hasar Bölgesi ndedir. Eğer varsa, gevrek olarak hasar gören elemanların güçlendirilmeleri kaydı ile, bu durumdaki binanın Hemen Kullanım Performans Seviyesi ni sağladığı kabul edilir. D3 depreminde ise, kirişlerin en fazla %30 u ileri hasar bölgesinde olabilirken, ileri hasar bölgesindeki kolonların, her bir katta kolonlar tarafından taşınan kesme kuvvetine katkısı %20 nin altında olmalıdır. 2

Şekil 1. DY-2007 ye göre kesit hasar bölgeleri Şekil 2. DY-2007 ye göre performans seviyesini belirleyen hasar bölgeleri Hasar sınırlarını belirleyen beton (en dış lifteki şekil değiştirme oranı) ve donatı çeliğine ait DY-2007 de verilen şekil değiştirme sınırları Tablo 3 te gösterilmiştir. Tablo 3. DY-2007 ye göre beton ve donatıdaki şekil değiştirme sınır değerleri Hasar Sınırı Şekil Değiştirme Sınırı Betonda Birim Kısalma Donatıda Birim Kısalma ve Uzama Minimum Hasar Bölgesi 0.0035 0.010 Güvenlik Sınırı min[0.0035+0.010ρ s /ρ sm ; 0.0135] 0.040 Göçme Sınırı min[0.0040+0.014ρ s /ρ sm ; 0.0180] 0.060 2. DEĞERLENDİRME YÖNTEMLERİ DY-2007 de mevcut yapıların performans seviyelerinin belirlenebilmesi için doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan hesap yöntemleri verilmiştir. Teorik olarak farklı olan bu yöntemlerin birebir aynı sonuç vermesi beklenmemelidir. Ancak, sonuçların kendi içinde tutarlı ve yakın olması bir kontrol mekanizması olarak kullanılabilir. Artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulamasında birinci mod şekli esas alınarak statik itme 3

eğrisi elde edilirken, zaman tanım alanında hesap yönteminde ise hareket denkleminin çözümü yapıldığı için bir anlamda sistemin bütün modlarının katkısı göz önüne alınmış olur. Ayrıca bu yöntemde sistemin doğrusal olamayan davranışından dolayı, sistemin elastik ötesi davranışla değişen durumu hareket denklemine her çözüm adımında yansıdığı için daha gerçekçi bir çözüm olduğu açıktır. Doğrusal olamayan çözümde plastikleşen kesitler (plastik mafsallar) arasındaki kiriş ve kolon bölümlerindeki kesitlerde çatlamalar olduğu ve eğilme rijitliklerinin azaldığı kirişlerde sabit bir katsayı ile ve kolonlarda düşey yüklerden meydana gelen normal kuvvete bağlı olarak göz önüne alınır. Her iki çözüm yönteminde de normal kuvvet çözüm sürecinde değişmekte ise de bu durumun etkisi küçük olduğu için gözardı edilir. Bu yöntemler ile hesap yapılırken, kesitlerin etkin eğilme rijitlikleri (EI) e kullanılır: *( ) ( ) { ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2.1. Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi İle İtme Analizi Birinci modun etkili olduğu bu hesap yönteminin uygulanabilmesi için DY-2007 de aşağıdaki şartlar verilmiştir: Toplam kat adedi 8 aşmamalıdır (H 25 m, H: Binanın toplam yüksekliği), Burulma düzensizliği katsayısı 1.4 den küçük olmalıdır, Göz önüne alınan deprem doğrultusundaki birinci doğal titreşim moduna ait etkin kütle oranının en az 0.70 olması gereklidir. Bu yöntemde, öncelikle binanın kapasite eğrisi elde edilir (taban kesme kuvveti tepe yerdeğiştirme ilişkisi). Daha sonra, deprem seviyesine uygun olarak tasarım spektrumu kullanılarak depremin talep eğrisi elde edilir. Bu iki eğrinin kesişimi ile ilgili deprem seviyesi için binanın performans noktası elde edilir. Performans noktasına karşı gelen yerdeğiştirme talebine kadar binanın itilmesi sonucunda elde edilen plastik şekil değiştirmeler kullanılarak binanın performans seviyesi belirlenir. 2.2. Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Sistemin hareket denkleminin adım adım çözülmesidir. Analiz esnasında, her bir zaman artımında sistemde meydana gelen yerdeğiştirme, plastik şekildeğiştirme ve iç kuvvetler ile bu büyüklüklerin deprem talebine karşı gelen en büyük değerleri hesaplanır. Analizde kullanılan deprem kayıtları Tablo 4 te ve bu kayıtlara ait ivme zaman grafikleri Şekil 3 te gösterilmiştir. Bu kayıtlar kullanılarak tasarım spektrumları elde edilmiştir ve bu spektrumların ortalaması ile DY-2007 de verilen tasarım spektrumu Şekil 4 te gösterilmiştir. Tablo 4. Analizlerde Kullanılan Deprem Kayıtları Kayıt No Deprem Kaydı Tarih İstasyon Kayıt Süresi M w Fay Tipi 1 Kocaeli 1999 Bursa TOFAŞ 27.2 s 7.53 SS 2 Landers 1992 Yermo İtfaiye İstasyonu 32 s 7.28 SS 3 Imperial Vadisi 1979 Vadi 99 s 6.53 SS 4

Şekil 3. Deprem kayıtlarına ait ivme zaman grafikleri Şekil 4. Ölçeklenmiş ortalama ivme spektrumu ve Deprem Yönetmeliği 2007 de tanımlanan tasarım spektrumu 3. SAYISAL ÖRNEK Bu çalışmada, yurdumuzda tipik olarak uygulanan bir okul binası çeşitli durumlar için incelenmiştir. Bu binaya ait genel bilgiler Tablo 5 te verilmiştir. Kolon ve kirişler çubuk eleman olarak modellenip plastik mafsal teorisine göre değerlendirilirken, perde duvarlar kabuk eleman olarak modellenmiştir. Plastik şekil değiştirmelerin oluştuğu mafsalların tanımlanabilmesi için, SAP2000 de eğrilik ilişkileri sargı etkisi dikkate alınarak hesaplanmıştır. Her bir hasar sınırına karşı gelen eğrilik değerleri, plastik mafsal boyu ile çarpılarak (Lp = 0.5 h) kesitlerde oluşması muhtemel plastik dönme talepleri belirlenmiştir. 5

Tablo 5. Bina Genel Bilgileri Kat Adedi 5 Mevcut Beton Dayanımı, f cm1 C20 Donatı Çeliği S420a Kat Yüksekliği 3.40 m Betonun Elastisite Çeliğin Elastisite 28.5 GPa Modülü, E c1 Modülü, E s 200 GPa Bina Toplam Mevcut Beton 17.0 m Yüksekliği Dayanımı, f cm2 C16 Deprem Bölgesi 1 Bina Oturma Alanı 542 m 2 Betonun Elastisite Modülü, E c2 27.25 GPa Zemin Sınıfı Z2 Kullanım Amacı Okul Mevcut Beton Bilgi Düzeyi C12 Dayanımı, f cm3 Katsayısı 1.00 Bina Önem Betonun Elastisite Hareketli Yük 1.4 25.5 GPa Katsayısı Modülü, E c3 Katılım Katsayısı 0.60 Şekil 5 te görülen kalıp planında 1. kattaki kolonlar 0.30m 0.60m ve 0.80m 0.25m kesitindedir. Üst katlara doğru çıktıkça, 0.30m 0.60m kesitindeki kolonlar, 2. katta 0.30m 0.50m ve diğer katlarda 0.30m 0.40m boyutlarına ve 0.80m 0.25m kesitindeki kolonlar ise, üst katlara doğru 0.10m azalarak 0.40m 0.25m kesitine düşmektedir. Kirişlerin kesitleri ise, 0.30m/0.60m ve 0.25m/0.60m dir. Şekil 5. Mevcut binaya ait kalıp planı 6

4. ANALİZ SONUÇLARI VE DEĞERLENDİRME Yapılan sayısal çözümlerin değerlendirilmesi sonucunda aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir: Tasarım depremine göre, binanın uzun kenarı doğrultusunda yapılan artımsal eşdeğer deprem yükü ile itme analizi sonucunda, ikinci kattaki kirişlerin yaklaşık %30 u belirgin hasar bölgesine eriştiği için Hemen Kullanım performans seviyesi sağlanamamaktadır. Kısa doğrultuda ise, tasarım depreminde amaçlanan performans hedefi sağlanmaktadır. Fakat bu analizlerde ilgili doğrultudaki kütle katılım oranı şartı sağlamamaktadır (her iki yönde de kütle katılım oranı 0.60 dır.). Bu durum binanın devrem davranışında birinci mod yanında daha ileri modların da etkisinin belirli ölçüde bulunduğuna işaret etmektedir. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılarak yapılan dinamik analiz sonuçlarına göre, tasarım depreminde okul türü binalarda hedeflenen hemen kullanım performans seviyesini sağlamamaktadır. Kolon kesitleri üst katlara doğru azaldığı için, üst katların yatay yük taşıma kapasitesi önemli miktarda azalmaktadır ve üst katlara doğru çıktıkça kolonlarda meydana gelmesi beklenen elastik ötesi şekil değiştirmeler (kontrollü hasar) artmakta ve bu katlarda, öncelikle kolonlarda mafsal oluşarak katlar mekanizma durumuna erişmektedir. Bu durum AY-1975 de kirişlere göre güçlü kolon kontrolünün bulunmamasına bağlanabilir. En büyük depreme göre yapılan analizlerde ise, performans noktası bulunamamaktadır, yani deprem talebi taşıyıcı sistem kapasitesi tarafından karşılanamamaktadır ve bütün durumlarda ele alınan bina göçme seviyesine erişmektedir. Yapılan analizler sonucu, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak elde edilen taban kesme kuvveti ve yerdeğiştirme değişimi, artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ile itme analizi sonucu elde edilen değerlerden yaklaşık %30 daha fazladır. Elde edilen sonuçlara göre, zaman tanım alanı çözümünde sistemin kapasitesinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Bu farklılık statik itme analizinde eşdeğer deprem kuvvetlerinin bir modun göz önüne alınarak uygulanmasına bağlanabilir. Zaman tanım alanı çözümünde ise yerdeğiştirmeler sistemin atalet kuvvetleri altında ortaya çıkmaktadır. Yüksek modların etkilerinin daha çok üst katlarda etkili olduğu ve belirli ölçüde birbirini dengeleyebilecek ve düşük taban kesme kuvveti oluşturacak biçimde ortaya çıktığı da hatırlanmalıdır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak yapılan dinamik analizde, deprem kaydı çeşitli katsayılarla değiştirilerek çözüm elde edilmiştir. Tasarım depremine göre yapılan çözüm sonucu elde edilen tepe yerdeğiştirmesi ve taban kesme kuvveti, statik itme eğrisine benzer bir eksen takımında gösterilmiştir (Şekil 6). Burada POX, x doğrultusunda tasarım depremi göz önüne alınarak elde edilen itme eğrisi, ZTA_X ise o doğrultuda zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak elde edilen eğriyi gösterilmiştir. Ayrıca, dinamik analiz sonrasında elde edilen eğrinin ortalaması gösterilmiştir. Bu eğrilerin karşılaştırılması durumunda, zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak yapılan çözümünde depremin talebi, statik yöntemden elde edilen talepten daha büyüktür. Benzer şekilde y doğrultusundaki dinamik analiz sonucu elde edilen eğri ile ilgili yöndeki statik analiz sonucunda elde edilen eğrinin karşılaştırılması Şekil 6 da gösterilmiştir. 7

Şekil 6. Statik itme analizi sonucu elde edilen eğri ile, dinamik analizler sonucu elde edilen değerlerin ortalaması olarak çizilen eğrinin karşılaştırılması Okul binası gibi bina önem katsayısı yüksek olan ve kat adedi çok fazla olmayan bu tür binalarda düşey taşıyıcı eleman kesitlerinin sabit kalması durumunda, performans seviyeleri birkaç bölgesel hasar dışında yönetmelikte öngörülen performans hedefini sağlamaktadır. Çok küçük farkların bulunduğu bu iki durumda, deprem davranışı açısından önemli derecede süneklik farkı oluşmaktadır. Ayrıca, binanın kuvvet ve yerdeğiştirme kapasitesinin yaklaşık %10 arttığı gözlenmiştir. Şekil 7 de her iki durum için yapılan analiz sonrasında elde edilen x ve y doğrultusuna ait itme eğrileri gösterilmiştir. Durum 1 de x doğrultusunda tasarım depremi için yerdeğiştirme talebi 11.5 cm iken, Durum 2 de 12.2 cm dir. Y doğrultusunda ise, sırasıyla 6.3 cm ve 7.4 cm dir. Şekil 7. Yapının mevcut durumu (Durum 1) ile kolon kesitlerinin sabit olduğu duruma (Durum 2) ait taban kesme kuvveti tepe yerdeğiştirmesi ilişkisi Dinamik ve statik analizler sonucu elde edilen göreli kat ötelenmesi oranları (δ/h), Şekil 8 de gösterilmiştir. Bu okul binasının x doğrultusundaki yerdeğiştirme kapasitesi y doğrultusuna göre daha fazladır. Ayrıca, dinamik analizler sonucu elde edilen deplasman talepleri statik analiz sonuçlarına göre daha büyüktür. 8

Şekil 8. X ve y doğrultularında dinamik ve statik analizler sonucunda hesaplanan göreli kat ötelenme oranları Kapasite eğrileri değerlendirildiğinde, beton dayanımı azaldıkça, binanın daha kolay şekil değiştirdiği görülür. Bunun sonucu olarak belirli bir depremde performans noktasının daha büyük elastik ötesi hasar sonucu ortaya çıkacaktır. Projede öngörülen beton dayanımı ile amaçlanan performans seviyeleri sağlanamazken, çeşitli nedenlerden dolayı beton sınıfının beklenenden düşük olması durumunda davranış daha da gevrekleşerek, kapasite kaybına neden olmaktadır. Beton sınıfının beklenenden daha az olması sonucu, plastik mafsalların kolonlarda oluşma yüzdesi artmaktadır ve yapı daha düşük yükler altında mekanizma durumuna erişmektedir. Kapasite tasarımı kapsamında hedeflenen Kirişten güçlü kolon davranışı sağlanamamaktadır. Beton sınıfı değişimine göre kolonlarda ve kirişlerde oluşan hasar miktarlarının değişimi Şekil 9 ve Şekil 10 da gösterilmiştir. 80 60 40 20 0 72 68 57 44 48 50 36 23 27 16 18 6 1 C12 - MHB C16 - MHB C20 - MHB C12 - BHB C16 -BHB C20 - BHB C12 - İHB C16 - İHB C20 - İHB C12 - GB C16 - GB C20 - GB Şekil 9. C12 C16 ve C20 Beton dayanımları için kolonlara ait hasar seviyeleri 9

300 250 200 150 100 50 0 240 177 199 105 110 122 75 0 0 17 15 1 C12 - MHB C16 - MHB C20 - MHB C12 - BHB C16 -BHB C20 - BHB C12 - İHB C16 - İHB C20 - İHB C12 - GB C16 - GB C20 - GB 22 Şekil 10. C12 C16 ve C20 Beton dayanımları için kirişlere ait hasar seviyeleri KAYNAKLAR Celep, Z. (2008). Betonarme Taşıyıcı Sistemlerde Doğrusal Olmayan Davranış ve Çözümleme, Beta Dağıtım, İstanbul, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, 2007. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, 1975. Ergüven, E., Celep, Z., Erken, A., Özdemir Çağlayan, P., Taşkın, B., Yazgan, U., Sezen, A., Oyguç, R., Mert Tuğsal, Ü., İstanbul Teknik Üniversitesi-23 Ekim 2011 M7.1 Tabanlı Van Depremi Raporu. Keskin, İ. (2013). Deprem Yönetmeliği nde öngörülen taşıyıcı sistem güvenlik düzeyi konusunda karşılaştırmalı sayısal inceleme. Yüksek Lisans Tezi, Deprem Mühendisliği Bölümü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul. TS500, (2000). Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, SAP2000 v. 14.0.0. Computers and Structures Inc., Berkeley, USA, SAP2000 Section Designer. Computers and Structures Inc., Berkeley, USA, SEISMOMATCH v. 2.0.0. Seismo Soft, Pavia,Italy. 10