afet bölgelerinde yapılacak yapılar hakkında yönetmelik ile eurocode 8’in çelik yapılar...

YILDIZ TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

AFET BLGELERNDE YAPILACAK YAPILAR HAKKINDA YNETMELK LE EUROCODE 8N ELK YAPILAR N

PROJE UYGULAMALI KARILATIRILMASI

n. Mh. K. Mehmet YILDIRIM

FBE naat Mhendislii Anabilim Dal Yap Programnda Hazrlanan

YKSEK LSANS TEZ

Tez Danman : Prof. A. Zafer ZTRK

STANBUL, 2009

NDEKLER

SMGE LSTESvi

KISALTMA LSTES....xi

EKL LSTES.xii

TABLO LSTES .xiv

NSZ.....xvi

ZET.......xvii

ABSTRACT........xviii

1 GR1 1.1 Giri ve almann Amac.....1

2 TEMEL LKELER VE KURALLARIN KARILATIRILMASI......2 2.1 Temel lkeler...2 2.1.1 Eurocode8.......2 2.1.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Ynetmelik..............................................................2 2.2 Uyulacak Kriterler..................................................................................................3 2.2.1 Eurocode8..............................................................................................................3 2.2.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Ynetmelik..............................................................4 2.3 Tasarmda Alnacak Temel nlemler....................................................................4 2.3.1 Eurocode8..............................................................................................................4 2.3.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik................................5 2.4 Zemin Koullar.....................................................................................................6 2.4.1 Eurocode8..............................................................................................................6 2.4.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik................................7 2.5 Sismik Hareket.....................................................................................................10 2.5.1 Eurocode8............................................................................................................10 2.5.1.1 Deprem Hareketinin Alternatif Tanmlar............................................................14 2.5.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik..............................14 2.5.2.1 Genel Kabuller.....................................................................................................14 2.5.2.2 Deprem Yknn Temel Tanm.........................................................................15 2.5.2.3 Zaman alannda Dorusal Elastik veya Elastik Olmayan zmleme Yntemi 17 2.6 Deprem Yknn Dier Yklerle Kombinasyonu..............................................18 2.6.1 Eurocode8............................................................................................................18 2.6.1.1 Snr Yk Durumu................................................................................................18 2.6.1.2 Kullanlabilirlik Limit Durumu............................................................................23 2.6.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik..............................25 2.7 Deprem Durumunda Bina nem Katsaylar.......................................................27 2.7.1 Eurocode8.............................................................................................................27

ii

2.7.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik...............................27 2.8 Genel Karlatrma...............................................................................................29 2.8.1 Yaplarn Deprem Performans.............................................................................29 2.8.1.1 Yap Elemanlarnda Hasar Snrlar ve Hasar Blgeleri.......................................29 2.8.1.1.1 Kesit Hasar Snrlar..............................................................................................29 2.8.1.1.2 Kesit Hasar Blgeleri............................................................................................29 2.8.2 Deprem Yknn Tanm....................................................................................31 2.8.3 Deprem Yknn Dier Yklerle Kombinasyonu ve nem Katsaylar............32

3 DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI......................................................33 3.1 Depreme Dayankl Yapda Aranan Genel zellikler..........................................33 3.1.1 Eurocode8.............................................................................................................33 3.1.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik...............................34 3.2 Hesap Esaslar.......................................................................................................35 3.2.1 Yapsal Dzensizlikler..........................................................................................35 3.2.1.1 Eurocode8.............................................................................................................35 3.2.1.1.1 Planda Dzensizlik in Kriterler.........................................................................35 3.2.1.1.2 Boykesitte Dzensizlik in Kriterler...................................................................36 3.2.1.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik...............................39 3.2.1.2.1 Planda Dzensizlik Durumlar..............................................................................41 3.2.1.2.2 Dey Dorultuda Dzensizlik Durumlar...........................................................43 3.2.1.3 Genel Karlatrma...............................................................................................45 3.2.2 Yapsal Analiz.......................................................................................................45 3.2.2.1 Eurocode8e Gre Modelleme ve Analiz Metotlar..............................................45 3.2.2.2 A.B.Y.Y.H.Ye Gre Yapsal Analiz ve Analiz Yntemleri................................53 3.2.2.3 Yapsal Olmayan Elemanlar.................................................................................61 3.2.3 Gvenlik Yeterlilikleri..........................................................................................64 3.2.3.1 Eurocode8e Gre Tama Snr Durumu.............................................................64 3.2.3.2 Kullanlabilirlik Snr Durumu..............................................................................65 3.2.3.3 A.B.Y.Y.H.Yde kinci Mertebe Etkileri..............................................................66 3.2.3.4 A.B.Y.Y.H.Ye Gre Deprem Derzleri................................................................66 3.2.4 Genel Karlatrma..............................................................................................67 3.2.4.1 Modelleme ve Hesap Metodunun Seilmesindeki Farkllklar............................67 3.2.4.2 Analiz....................................................................................................................68

4 ELK YAPILARIN DEPREME DAYANIKLI TASARIMI.............................69 4.1 Giri.......................................................................................................................69 4.2 Tayc Sistemin Snflandrlmas.......................................................................69 4.2.1 Eurocode8..............................................................................................................69 4.2.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik................................70 4.3 Yap Tipleri ve Davran Faktrleri.......................................................................70 4.3.1 Eurocode8..............................................................................................................70

iii

4.3.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik................................76 4.4 Tasarm Kurallar...................................................................................................78 4.4.1 Eurocode8..............................................................................................................78 4.4.1.1 Tasarm Kriterleri...................................................................................................78 4.4.1.2 Yapsal Elemanlara likin Detay Kurallar...........................................................78 4.4.1.3 Moment Aktaran ereveye likin Kurallar.........................................................80 4.4.1.4 Ortak Merkezli apraz ubuklara likin Detay Kurallar....................................82 4.4.1.5 Dmerkez Olarak Balanan apraz ubuklara likin Detay Kurallar...............84 4.4.1.6 Konsol veya Ters Sarka Yaplara likin Detay Kurallar....................................85 4.4.1.7 Beton ekirdekli veya Beton Duvarl Yaplara likin Detay Kurallar..............85 4.4.1.8 kili Yaplara likin Detay Kurallar.....................................................................85 4.4.1.9 Karma Yaplara likin Detay Kurallar.................................................................86 4.4.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik................................86 4.4.2.1 Tasarm Kriterleri...................................................................................................86 4.4.2.2 Moment Aktaran Sneklik Dzeyi Yksek erevelere likin Kurallar.............87 4.4.2.3 Sneklik Dzeyi Yksek elik aprazl Perdelere likin Kurallar......................89 4.4.2.4 Sneklik Dzeyi Normal erevelere likin Kurallar..........................................90 4.4.2.5 Sneklik Dzeyi Normal elik aprazl Perdelere likin Kurallar......................91 4.5 Genel Karlatrma................................................................................................91

5 RNEK YAPININ KARILATIRMALI DEPREM ANALZ.........................93 5.1 Yapsal zellikler..................................................................................................93 5.2 Dier zellikler......................................................................................................93 5.3 Eurocode8..............................................................................................................93 5.3.1 Yapya Etkiyen Ykler...........................................................................................93 5.3.2 Yapnn Tasarm Spektrumunun Hesaplanmas.....................................................95 5.3.3 Edeer Deprem Yklerinin Hesaplanmas...........................................................96 5.3.4 Dmerkezliklerin Hesaplanmas...........................................................................96 5.3.5 Ek Dmerkezlik Etkilerinin Hesaplanmas...........................................................97 5.3.6 Yk Kombinasyonlarnn Tanmlanmas...............................................................97 5.3.7 Yapnn Deplasmanlar ve Burulma Dzensizlii Kontrolleri...............................99 5.4 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik..............................101 5.4.1 Yapya Etkiyen Ykler........................................................................................101 5.4.2 Yapnn Tasarm Spektrumunun Hesaplanmas...................................................102 5.4.3 Edeer Deprem Yklerinin Hesaplanmas.........................................................102 5.4.4 Dmerkezliklerin Hesaplanmas.........................................................................103 5.4.5 Yk Kombinasyonlarnn Tanmlanmas.............................................................104 5.4.6 Yapnn Deplasmanlar ve Burulma Dzensizlii Kontrolleri.............................104 5.5 Genel Karlatrma..............................................................................................109

iv

KAYNAKLAR.......................................................................................................................110

EKLER....................................................................................................................................111

Ek 1 rnek yapnn X Y Kesitinden izimi...............................................................112 Ek 2 rnek yapnn X Z Kesitinden izimi...............................................................113 Ek 3 Ykleme kombinasyon tablolar..........................................................................114

ZGEM............................................................................................................................115

v

SMGE LSTES

Ac Binann ilk katndaki perde duvarlarn m2 cinsinden birletirilmi etki alan

AEd Deprem hareketinin referans dnm periyodu iin karakteristik deeri

ag Referans dnm periyodu iin tasarm yer ivmesi

Ai Binann ilk katnda bulunan herhangi bir perde duvarn m2 cinsinden etkin enkesit

alan

Awj Binann temel stndeki ilk katnda jinci perdenin brt enkesit alan

A0 Etkin yer ivmesi katsays

A+ Yatay deprem yk pozitif ynde etkirken, ekmeye alan apraz ubuklarn

izdm alan

A- Yatay deprem yk negatif ynde etkirken, ekmeye alan apraz ubuklarn

izdm alan

b elik ereve elemann balk genilii

Ba Tayc sistem elemannn a asal dorultusunda tasarma esas tekil eden i kuvvet

bykl

Bax Tayc sistem elemannn a asal dorultusunda, x dorultusundaki depremden

oluan i kuvvet bykl

Bay Tayc sistem elemannn a asal dorultusunda, xe dik y dorultusundaki

depremden oluan i kuvvet bykl

de Tasarm tepki spektrumunu temel alan bir dorusal analiz ile tanmlanm yapsal

sistemin ayn noktasndaki yer deitirme

Di Dmerkezlik bytme katsays

dr Greli ortalama yer deitirmesi

ds Tasarm depremi sonucu yapnn bir noktasnda meydana gelen yer deitirme

Ed Boyutlamaya esas olan kesit etkileri

Edx Deprem yk, x ekseni dorultusunda uygulandnda hesaplanan yk etkileri

Edy Deprem yk, x ekseni dorultusunda uygulandnda hesaplanan yk etkileri

Efd Temeller zerindeki yk etkilerinin tasarm deerleri

e0 M ktle merkezi ile S rijitlik merkezi arasndaki mevcut dmerkezlik

vi

e1 Kat ktle dalmnn dzgn olmamasn gz nne alan muhtemel dmerkezlik

e2 teleme ve dnme titreimlerini gz nne almak iin hesaba katlan dmerkezlik

Fb Taban kesme kuvveti

fe Mekanik ve elektrik donanmn ktle merkezine etkiyen edeer deprem yk

Ffi Binann iinci katna etkiyen fiktif yk

Fi iinci kattaki yatay kuvvet

Gkj Sabit yk jnin karakteristik deeri

h Kat ykseklii

Hi Binann iinci katnn temel stnden itibaren llen ykseklii

I Binann nem katsays

k Gznne alnan mod says

kd1 TC titreim periyodundan daha byk bir periyot iin tasarm spektrumunun ekline

etki eden s

kd2 TD titreim periyodundan daha byk bir periyot iin tasarm spektrumunun ekline

etki eden s

k1 TCden byk titreim periyodu iin spektrum ekline etki eden deer

k2 TDden byk titreim periyodu iin spektrum ekline etki eden deer

ls2 Katn plandaki dnme atalet yarapnn karesi

lwi Binann birinci katnda ve binaya uygulnan yklere paralel dorultuda bulunan

herhangi bir perde duvarn ykseklii

mi iinci katn ktlesi

Mli i katna etkiyen yatay kuvvet

Mpl,Rdi i kirinin plastik blgesindeki eilme dayanm

Mp Kolonun st ucunda hesaplanan plastikleme momenti

Mpa Kolonun alt ucunda hesaplanan plastikleme momenti

vii

Mpi Kiriin sol ucu ide hesaplanan pozitif veya negatif plastikleme momenti

Mpj Kiriin sa ucu jde hesaplanan pozitif veya negatif plastikleme momenti

MSdi i kirinin plastik blgesindeki eilme momenti

n Hareketli yk katlm katsays

Ncr Burkulma iin gereken kuvvet

Npl,Rd Btn enkesitin akma dayanm

Npl,Rdi i apraznn dayanm

q Davran faktr

Qki Hareketli yk inin karakteristik deeri

R Tayc sistem davran katsays

Ra (T) Deprem yk azaltma katsays

Rd Tanabilecek kesit etkileri

s Zemin parametresi

Sd (T) Yerekimi ivmesi ile normlize edilmi tasarm spektrumunun ordinat

S (T) Spektrum katsays

tb elik ereve elemannn balk kalnl

TB Eurocode 8de sabit spektral ivme blgesi snrnn balangc

TC Eurocode 8de sabit spektral ivme blgesi snrnn sonu

TD Eurocode 8de tasarm spektrumunda sabit deplasman blgesinin baladn gsteren

deer

tg elik ereve elemannn gvde kalnl

Vik ereveli veya perdeli-ereveli sistemlerin erevelerinde, binann iinci katndaki tm

kolonlarda gz nne alnan deprem dorultusunda hesaplanan kesme kuvvetlerinin

toplam

viii

Vis ereveli veya perdeli-ereveli sistemlerin erevelerinde binann iinci katnda gl

kolon koulunun hem alttaki hem de stteki dm noktalarnda saland

kolonlarda, gz nne alnan deprem dorultusunda hesaplanan kesme kuvvetlerinin

toplam

Vpl,Rdi i kiriinin plastik blgesindeki kesme dayanm

Vsd Gvde panelinde yk etkilerine dayanan kesme kuvveti

w Binann toplam arl

0 %5 snm iin spektral bytme katsays

Snm dzletme faktr

Viskoz snm oran

Tasarm yer ivmesinin yerekimi ivmesine oran

i Herhangi bir iinci katta hesaplanan Vis/ Vik oran

m Perde taban momentleri toplamnn toplam kesme momentine oran

F Gvenlik katsays

I nem faktr

G Sabit yk artrma katsays

m Malzeme katsays

Q Hareketli yk artrma katsays

Deprem yk birletirme katsays

2i Hareketli yk inin yar sabit deeri iin kombinasyon katsays

Yk azaltma katsays

Narinlik derecesi

bi Burulma dzensizlii katsays

ci Dayanm dzensizlii katsays

ki Rijtlik dzensizlii katsays

ix

(i) Bir katta grlen en byk greli kat telemesi

(i)ort Bir katta grlen ortalama greli kat telemesi

(Ae)i Herhangi bir kattaki etkili kesme alanlarnn toplam

(Ae)i+1 Bir st kattaki etkili kesme alanlarnn toplam

Ag Herhangi bir katta, gz nne alnan deprem dorultusuna paralel dorultuda perde

olarak alan tayc sistem elemanlarnn enkesit alanlarnn toplam

Ak Herhangi bir katta, gz nne alnan deprem dorultusuna paralel kagir dolgu duvar

alanlarnn toplam

Aw Herhangi bir katta, kolon enkesiti etkin gvde alanlar olan Awlarn toplam

x

KISALTMA LSTES

CEN Comit Europen de Normalisation

TS Trk Standartlar

ABYYHY Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik

xi

EKL LSTES

Sayfa

2.1 Eurocode 8de elastik spektrum erileri12

2.2 Elastik tasarm ivme spektrumu16

2.3 Bina hasar durumlar.30

3.1 Eurocode 8de dzenlilik kriterleri37




3.5 A.B.Y.Y.H.Yye gre burulma dzensizlii.41

3.6 A.B.Y.Y.H.Yye gre deme sreksizlikleri42

3.7 A.B.Y.Y.H.Yye gre planda knt dzensizlikleri.42

3.8 A.B.Y.Y.H.Yye gre izin verilmeyen durumlar...44

3.9 Deprem yknn dmerkezlikleri.50

3.10 ....55

3.11 Ek dmerkezliklerin hesaba katlmas...56

3.12 A2 tr dzensizlikte kaydrlm ktle merkezi.......................................................56

3.13 Asal eksenleri Dorultusunda Paralel Olmayan Sistemler........................................57

4.1 Enerji yutma zelliinin topland alanlar...............................................................71

4.2 ekme diyagonalleri..................................................................................................72

4.3 ekme ve basn diyagonalleri..................................................................................72

4.4 K aprazlar................................................................................................................73

4.5 Dmerkez balanm apraz ubuklar......................................................................73

4.6 Konsol ve ters sarka yap modeli.............................................................................74

4.7 Beton duvarl yap modeli..........................................................................................74

4.8 kili yap modeli.........................................................................................................75

4.9 Karma yap modeli....................................................................................................75

xii

4.10 Kiri kolon birleimlerindeki gvde panelleri.........................................................82

4.11 Merkezi aprazlar.......................................................................................................83

4.12 Moment aktaran erevede gl kolon koulu.........................................................87

xiii

TABLO LSTES

Sayfa

2.1 Zemin tipleri...............................................................................................................6

2.2 Elastik spektrum iin zemin parametreleri.................................................................7

2.3 Zemin gruplar............................................................................................................8

2.4 Yerel zemin snflar...................................................................................................9

2.5 Spektrum karakteristik periyotlar..............................................................................10

2.6 Etkin yer ivmesi katsays...........................................................................................15

2.7 Yerel zemin snflarna gre spektrum karakteristik periyotlar.................................16

2.8 Yk artrma katsaylar...............................................................................................19

2.9 Hareketli ykler iin birletirme katsaylar...............................................................20

2.10 Yk ana birletirme durumuna rnek.........................................................................22

2.11 Basitletirilmi yk birletirme durumuna rnek........................................................22

2.12 Yer deitirme azaltma katsaylar..............................................................................25

2.13 Hareketli yk katlm katsaylar.................................................................................26

2.14 Bina nem snflar ve nem faktrleri.......................................................................27

2.15 Bina nem katsaylar.................................................................................................28

3.1 Sismik tasarmda yapsal dzensizlikler.....................................................................35

3.2 Dzensiz binalar..........................................................................................................40

3.3 Edeer deprem yk ynteminin uygulanabilecei binalar......................................53

3.4 Yapsal olmayan elemanlarn davran faktrleri.......................................................63

4.1 elik binalar iin tayc sistem davran katsaylar.................................................76

4.2 Bina tr olmayan elik yaplar iin tayc sitem davran katsaylar....................77

4.3 Enkesit snflarna gre davran faktr deerleri.....................................................79

5.1 X ve Y dorultularndaki edeer deprem ykleri......................................................96

5.2 Dmerkezlik nedeniyle oluan momentler.................................................................97

xiv

5.3 Eurocode 8e gre zlen sistemin sonu deerleri..................................................99

5.4 X ve Y dorultularndaki edeer deprem ykleri....................................................103

5.5 Dmerkezlik nedeniyle oluan momentler...............................................................104

5.6 Trk Deprem Ynetmeliine gre zlen sistemin sonu deerleri.....................105

xv

NSZ

Yaplarn afetlere dayankl olmas ve afetlerin yaplarda yaratt zararlarn en aza

indirilmesi iin gerekli yapm kurallarn belirleyen "Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar

Hakknda Ynetmelik" nemli oranda yenilenerek 2007 ylnda Resmi Gazete'de

yaynlanm ve yrrle girmitir. Bu ynetmeliin byk bir blm yaplarn, lkemizde

sklkla ye etkin olarak grlen deprem afetine kar can kaybn nleyecek ve mal kaybn

en aza indirecek ekilde tasarlanmas ve hesaplanmasna ilikin kurallar iermektedir.

Bugn btnleme abas iindeki Avrupa Birlii'ne ye lkeler de, Avrupa'da deprem afeti

yaanmas olasl talya ve Yunanistan dnda dk olmasna karn, yaplarn depreme

dayankl olarak tasarmyla ilgili kurallar getiren ortak bir standart oluturma gerei

duymulardr. Bu amala CEN ( Avrupa Standartlar Komitesi ) tarafndan "Eurocode 8 :

Design of Structures for Earthquake Resistance" hazrlanmtr.

naat Mhendislii Blm, Yap Mhendislii yksek lisans program erevesinde

gerekletirilen bu yksek lisans almasnda, Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar

Hakknda Ynetmelik ile Eurocode 8'in genel karlatrlmas yaplacak, bir rnek proje

zerinde deprem hesaplarndaki farklar irdelenecektir.

almalarm boyunca yol gsterici ve hogrl yaklam ile tezimin gelimesindeki byk

katklar iin sayn hocam Prof. Dr. A. Zafer ZTRK'e ve bata ailem olmak zere

yetimemde emei geen herkese teekkr ederim.

Mays 2009 K. .Mehmet YILDIRIM

xvi

ZET

Master tezi olarak sunulan bu almada, 2007 Trk Deprem Ynetmelii ile Eurocode 8 birbirleriyle karlatrlm ve iki ynetmelik elik bir binann karlatrmal tasarmna uygulanmtr.

Be blmden oluan almann ilk blm konu ve almann amacn kapsamaktadr.

kinci blm, Eurocode 8 ve Trk Deprem Ynetmelii'nde deinilen genel kavram, tasarm prensipleri ve yapsal dzenlilik kavramlarnn karlatrlmasna ayrlmtr. Yapnn beklenen deprem performans ve gvenilirliinden ve zemin koullarndan bahsedildikten sonra, deprem ykleri bu iki ynetmelie gre tanmlanmtr.

nc blm, yaplarn depreme dayankllk iin analiz srecini anlatr. Yapnn Modellenmesi ve analiz metodunun seilmesi ortaya konduktan sonra, iki temel statik ve dinamik metot tanmlanmtr. Her iki yntem de ikinci mertebe etkilerin belirlenmesi ve nceden kestirilebilen gme mekanizmasnn nlenmesi iin deiik hesap ve kontrol admlarn gerektirmektedir.

Drdnc blmde, elik yaplar iin zel tasarm kurallar aklanmtr. Deiik yapsal sistemler iin davran faktrleri tablo ve formller eklinde verilmitir. Daha sonra yapsal elemanlarn sneklik ve dayanm iin iki ynetmelikteki ngrler birbirleriyle karlatrlmtr.

Beinci blmde, iki ynetmelik, 8 katl elik bir hastane yapsnn edeer deprem yk metodu kullanlarak, karlatrmal tasarm iin uygulanmtr. Binann yapsal analizi SAP 2000 bilgisayar program kullanlarak gerekletirilmitir. Blmn sonunda, hesap sonular arasndaki saysal farklar yardmyla, iki kod arasndaki saysal ayrm aa kavuturulmutur.

Anahtar Kelimeler : Deprem ynetmelikleri, Eurocode 8, elik yaplar.

xvii

ABSTRACT

In this study, which is presented as a Master of Science Thesis, 2007 Turkish Earthquake Specifcations and Eurocode 8 are compared with each other and the two codes are applied to the comparative design of a steel building.

The first chapter of the study, which is composed of five chapters, covers the description of the subject, aim and the scope.

The second chapter explains the contents and characteristics of the two codes.

The second chapter is devoted to the comparsion of general concept, design principles and structural regularity concepts mentioned in Eurocode 8 and in Turkish Specifcations. After stating expected seismic performance and reliability of the structure and ground conditions, the earthquake loads are defned with regard to these two codes.

In the third chapter presents analysis procedure of structures for earthquake resistance. After introducing modelling of structure and choosing analysis method, two majr static and dynamic methods are described. Both of the methods involves different calculation and control steps in order to determine the second order effects and to prevent foreseeable collapse mechanism.

In the fourth chapter, specifc design rules for steel buildings are explained. Behaviour factors are given for different structural systems in forms of tables and formula. Then provisions for ductility and rigidity of structural elements in two codes are compared with each others.

In the fifth chapter, the two codes are applied to the comparative design of a simple steel building by using equivalent static design method. The structural analysis of the building is performed by using SAP 2000 computer program. The numerical distinction between the two codes is made clear by presenting the differences between the computational results at the end of the chapter.

Keywords : Seismic codes, Eurocode 8, steel structures.

xviii

1. GR

1.1 Giri ve almann Amac

Deprem yerkabuu iindeki derin tabakalarn kmesine, tektonik ve volkanik etkilere bal

olan krlmalar nedeniyle ani olarak ortaya kan titreimlerin dalgalar halinde yaylarak

getikleri ortamlar ve yeryzeyini sarsmas olaydr.

Amerika ve Avrupa da uzun yllar nce yaygnlamaya balayan elik yap kullanm, ilk

yatrm maliyetinin yksek bulunmasndan dolay lkemizde fazla rabet grmemitir.

Deprem etkisinde snek davran gsterdii ve enerji yutma kapasitesi ok yksek olduu iin

elik yaplarn kullanmnda son yllarda belirgin bir art olmutur. elik bir yapnn

zmnn, betonarme sisteme gre daha hassas bir yaps olduu iin elik yaplarla ilgili

ynetmeliklerin iyi bilinmesi gerekir.

lkemizde 17 Austos 1999 tarihinde zmit de meydana gelen moment bykl Mw=7.4

olan depremin ardndan 12 Kasm 1999da Dzce de yaanan Mw=7.2 byklndeki

deprem, bizlere Trkiyenin bir deprem lkesi olduunu hatrlatmtr. 2007 ylnda Resmi

Gazetede yaynlanarak yrrle giren Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda

Ynetmelik depreme maruz kalacak bina ve bina tr yaplarn depreme dayankl tasarm

ve yapm iin gerekli koullar belirlemektedir.

Avrupada talya dnda iddetli depremlerle karlamamamza ramen (talyada getiimiz

aylarda can ve mal kaybna neden olan bir deprem yaanmtr), Avrupa Birliine dahil

lkelerin ortak almalaryla oluturulan Avrupa Standartlar (Eurocodes) arasnda olduka

ayrntl bir depreme dayankl yap tasarm standard bulunduu grlmektedir. Genel

Sekreterlii Brkselde bulunan, Comit Europen de Normalisation (CEN) Eurocode 8 :

Design of Structures for Earthquake Resistance (Eurocode 8 : Yaplarn Depreme Dayankl

Olarak Tasarm) standardn karmtr.

Bu almada, yukarda ad geen iki deprem ynetmeliinin benzeen ynleri ve farkllklar,

konu balklar altnda karlatrmalarla irdelenecek ve en son blmde bir elik yap

zerinde saysal deerlendirmeye gidilecektir.

1

2. TEMEL LKELER VE KURALLARIN KARILATIRILMASI

2.1 Temel lkeler

2.1.1 Eurocode 8

Gmeye Kar Dayanm lkesi: Yapnn yerel veya genel gmeye kar dayankl olduunu syleyebilmek iin, depremden sonra da yap, btnln ve yk tama

kapasitesini srdrebilmelidir.

Hasar Snrlandrlmas lkesi: Tasarm deprem ykne nazaran daha hafif iddette bir depremin yapya etkileri, yapnn kullanmn snrlandracak ekilde ya da yap

maliyetine oranla yksek meblalara mal olacak ekilde grlmemelidir.

Gmeye kar dayanm ilkesi ve hasar snrlandrlmas ilkesindeki gvenlik hedefleri, yap

eitlerine gre belirlenir. Yaplar nem kategorilerine gre ayrlr ve deiik gvenlik

dereceleri elde edilir. Her nem derecesine karlk bir I (nem katsays) bulunmaktadr.

2.1.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelik

Ynetmeliin amac, deprem hareketi etkisinde kalacak olan yaplarn tamamnn veya

blmlerinin depreme dayankl tasarm ve yapm iin gerekli minimum koullar

belirtmektir. Depreme dayankl yap tasarmnn esaslarn koyan deprem ynetmelii,

deprem mhendisliinin pratik sonularn ierir. Ynetmeliklerin gelitirilmesinde binann

depreme dayankl tasarmnda aadaki tanmlar esas alnr.

Hafif iddetli bir depremde yapnn mimari elemanlarnda baz atlaklara msaade edilirken, tayc sisteminde herhangi bir hasar meydana gelmemesi salanacaktr.

Orta iddetli bir depremde yapnn tayc sisteminde hasara msaade edilirken, bu hasarn tayc sistemde ekonomik boyutlarda onarm ve glendirme kabul edecek

seviyede kalmas salanacaktr.

iddetli bir depremde ekonomik snrlar ierisinde yapnn onarm ve glendirilmesi beklenmemekte ise de, ok sayda can kaybna sebep olabilecek ekilde, yapnn

toptan gmesinin nlenmesi salanacaktr.

Depremler hafif, orta ve iddetli olarak grupta dnlmektedir. Ancak, bu tanmlamalar

edeer iddete dntrecek saysal deerler verilmemektedir. Acaba, ne kadarlk bir ivmeye

yol aan deprem hafif (veya orta iddetli) bir depremdir? Bu sorunun cevab mhendisin

saduyusuna braklm gibi gzkmektedir.

2

1. derece deprem blgesinde maksimum etkin yer ivmesi 0.40 g olarak verilmektedir.

Buradan hareketle, 1. derece deprem blgesinde aadaki mhendislik yargs geerli

olabilir:

Etkin Yer vmesi Katsays (gnin arpan olarak)

iddetli Deprem: (0.40) g

Orta iddetteki deprem: (0.25 0.30) g

Hafif iddetteki deprem: (0.15 0.20) g

2.2 Uyulacak Kriterler

2.2.1 Eurocode 8

Tama Snr Durumu: Yapnn gmesi veya can gvenliini tehlikeye atacak dier yapsal

bozulmalarn gereklemesi durumudur. Bu durumun nlenmesi iin aadaki koullar

salanmaldr:

-Yapnn dayanm ve sneklii, yap malzemesinin lineer olmayan dayanmnn kullanm

oranna bal olarak deiir. Yapnn dayanm ve sneklii arasndaki iliki, q (davran

faktr) ile karakterize edilir.

-Enerji yutucu olmayan yaplarda, histerik evrimler sonucu enerji snmnn olmad,

malzemenin lineer olmayan dayanmnn kullanlmad dnlerek q (davran faktr) 1

alnr.

-Enerji yutucu yaplarda q (davran faktr) 1den byk alnr.

-Yapnn tmnn deprem hareketi etkisinde kayma ve devrilme gvenlii salanmaldr.

-Temel elemanlarnn ve zeminin deprem etkisinin, styap elemanlarna etkisi sonucu

oluabilecek kuvvetlere kar dayanm yeterli olmaldr.

-kinci mertebe etkileri gz nne alnmaldr.

-Deprem hareketi esnasnda yapsal olmayan elemanlarn yapya ve insanlara zarar verme

riski ortadan kaldrlmaldr.

3

Kullanlabilirlik Snr Durumu: Yapnn belirtilen kullanm gereksinimlerini

karlayamadn ifade eden snr durumdur. Bu durumun nlenmesi iin aadaki hususlara

dikkat edilmelidir.

-Kabul edilemeyecek zararlara kar deformasyon limitleri salanarak uygun gvenlik

derecesi elde edilmelidir.

-Toplum iin byk neme sahip yaplar deprem etkisi altnda, fonksiyonlarn ve ilevlerini

srdrebilmeleri iin yeterli rijitlie ve dayanma sahip olmaldr.


Gme snr yk durumu artlar ve kullanma snr yk durumu artlar burada da geerlidir.

Bir btn olarak deprem yklerini tayan bina tayc sisteminde ve ayn zamanda tayc

sistemi oluturan elemanlarn her birinde, deprem yklerinin temel zeminine kadar srekli bir

ekilde ve gvenli olarak aktarlmasn salayacak yeterlikte rijitlik, kararllk ve dayanm

bulunmaldr. Bu balamda deme sistemleri, deprem kuvvetlerinin tayc sistem

elemanlar arasnda gvenle aktarlmasn salayacak dzeyde rijitlik ve dayanma sahip

olmaldr. Binaya aktarlan deprem enerjisinin nemli bir blmnn tayc sistemin snek

davran ile tketilmesi iin, bu ynetmeliin ilgili blmlerinde belirtilen snek tasarm

ilkelerine titizlikle riayet edilmelidir.

Dzensiz binalarn tasarmndan ve yapmndan kanlmaldr.

2.3 Tasarmda Alnacak Temel nlemler

2.3.1 Eurocode 8

Tasarmda alnacak nlemler aada sralanmtr:

Yap planda ve boy kesitte basit ve dzenli olarak tasarlanmaldr. Eer mecbur kalnrsa yap dinamik olarak bamsz nitelere blnebilir.

Tmyle sneklikten, gevrek krlmalardan ve stabil olmayan mekanizmalarn, vaktinden nce meydana gelmesinden kanlmaldr. Gevrek krlmadan kanmak ve

enerji yutucu elemanlarn amalanan ekilde almalarn salamak iin, deiik

4

yapsal elemanlarda dayanmn kademe kademe artt kapasite tasarm metoduna

bavurulur.

Yapnn deprem performans, yapnn kritik blgelerine veya elemanlarna bal olduu iin, genel olarak kritik blgeler veya elemanlar evrimsel artlar altnda,

gerekli kuvveti aktaracak ve enerji yutacak ekilde detaylandrlmaldr. Lineer

olmayan davran gsterecei tahmin edilen blgelerde yapsal elamanlarla birleim

detaylarna zel olarak dikkat edilmelidir.

Deprem sonularn snrlandrmak iin, blgesel sismik hareketlere, nem kategorisine, zemin kouluna ve evre planlamasna gre binann ykseklii veya

dier karakteristik zellikler snrlandrlabilir.

Yapnn analizi, yapsal olmayan elemanlar ve zemindeki deformasyon etkilerini gz nne alan uygun bir yapsal modele gre yaplmaldr.

Yapda, yapm aamasnda veya kullanm sresince, uygun nedenler haricinde bir deiiklik yaplmamaldr.

Yapda genel olarak tek tip temel kullanlmaldr. Eer dinamik olarak bamsz birimler varsa, burada farkl temel tipi kullanlabilir.


Dzensiz binalarn tasarmndan ve yapmndan kanlmaldr. Dzensiz bina tasarmndan

kanmak iin aadaki hususlara dikkat edilmelidir.

Basit ve dzenli plan geometrisi tercih edilmelidir. T ve L ekilli planlar, dilatasyon derzleri ile dzenli ekillere ayrlmaldr. Dey dorultuda ise, zellikle herhangi bir

katta zayf kat veya yumuak kat durumu oluturan dzensizliklerden kanlmaldr.

Bu balamda, tayc sistem hesabnda gz nne alnmayan, ancak kendi

dzlemlerinde nemli derecede rijitlie sahip olabilen dolgu duvarlarnn baz katlarda

ve zellikle binalarn giri katlarnda kaldrlmas ile oluan ani rijitlik ve dayanm

azalmalarnn olumsuz etkilerini gidermek iin, bina tayc sisteminde gerekli

nlemler alnmaldr.

5

Plan geometrisi, olabildiince simetrik olmaldr. Simetrisi bozuk plan geometrisine sahip yaplarda, nemli kat burulmas oluabilir. Kat burulmasna maruz yaplarn,

olumsuz deprem davrann kestirebilmek zordur.

Dey tayclar, btnl olan bir temel sistemi ile her iki asal ynde, birbirlerine balanmaldr. Ksmen kaya ve ksmen de toprak zerine oturan temellerden

kanlmaldr.

Yap yksekliince gerek geometride, gerekse de rijitlikte, simetri bozukluu olmamaldr.

2.4 Zemin Koullar

2.4.1 Eurocode 8

Genel olarak zemin grubunun belirlenmesi iin uygun aratrmalar yaplmaldr. Deprem

srasnda ina alannda, temel zemininde, zemin krlmas, ev instabilitesi ve svlama veya

younlamadan dolay oluabilecek zemin oturmas gibi riskler olmamaldr. Deprem riski

dk blgelerdeki, nem katsays dk binalar iin zemin aratrmas ihmal edilebilir.

Zemin Snflar:

Tablo 2.1 Zemin tipleri

Zemin Snf Zemin Snf Tanm Kesme Dalgaz Hz Vs (m/s)

Yzeyinde en fazla 5m'lik zayf zemin tabakas olan kaya ve dier oluumlar >800

A Onlarca metre kalnlkta ve mekanik zellikleri derinlikle artan, ok sk kum ve akl tabakalar ile konsolide kil tabakalar

>400 (10m. derinlikte)

>200 (10m. derinlikte) B

Onlarca metreden yzlerce metreye kadar deien kalnlklarda, orta sklkta kum, akl veya orta kalnlkta kilden oluan derin birikintiler >350 (10m. derinlikte)

Yumuak kohezyonlu katmanlar ieren veya iermeyen gevek, kohezyonsuz zemin tabakalar

Tablo 2.2 Elastik spektrum iin zemin parametreleri

Zemin

Snf s 0 k1 k2 TB (s) TC (s) TD (s)

A 1 2.5 1 2 0.10 0.40 3

B 1 2.5 1 2 0.15 0.60 3

C 0.9 2.5 1 2 0.20 0.80 3

s : Zemin parametresi

0 : %5 snm iin spektral bytme katsays

k1 ve k2 : Sras ile, TC ve TDden byk titreim periyodu iin spektrum ekline etki eden

deerler

TB ve TC : Sabit spektral ivme blgesinin snrlar

TD : Spektrumda sabit deplasman blgesinin baladn gsteren deer


Yerel zemin koullarnn belirlenmesi iin esas alnacak zemin gruplar Tablo 2.3 de, yerel

zemin snflar ise Tablo 2.4 de verilmitir.

7

Tablo 2.3 Zemin Gruplar

8

Tablo 2.4 Yerel Zemin Snflar

Yerel Zemin

Snf Zemin Grubu ve En st Zemin Tabakas Kalnl (h1)

Z1 ( A ) Grubu zeminler

h1 15 m olan ( B ) grubu zeminler

Z2 h1 > 15 m olan ( B ) grubu zeminler

h1 15 m olan ( C ) grubu zeminler

Z3 15 m < h1 50 m olan ( C ) grubu zeminler

h1 10 m olan ( D ) grubu zeminler

Z4 h1 > 50 m olan ( C ) grubu zeminler

h1 > 10 m olan ( D ) grubu zeminler

Tablo 2.2 deki zemin parametrelerine ilikin deerler, zemin gruplarnn belirlenmesinde yol

gstermek zere verilen standart deerlerdir. Aada belirtilen binalarda, gerekli saha ve

laboratuar deneylerine dayanan zemin aratrmalarnn yaplmas, ilgili raporlarn

dzenlenmesi ve proje dokmanlarna eklenmesi zorunludur. Raporlarda Tablo 2.2 ve Tablo

2.3 e gre tanmlanan zemin gruplar ve yerel zemin snflar ak olarak belirtilecektir.

a) Birinci ve ikinci deprem blgelerinde toplam ykseklii 60 metreden fazla olan tm

binalar,

b) Btn deprem blgelerinde bina yksekliinden bamsz olarak, bina nem

katsaysnn I = 1.5 ve I = 1.4 olduu binalar.

Yukardaki maddelerin kapsam dnda kalan dier binalar iin ise, birinci ve ikinci deprem

blgelerinde, zemin gruplarnn ve yerel zemin snflarnn Tablo 2.2 ve Tablo 2.3deki

tanmlara gre belirlenmesini salayacak yerel bilgilerin ya da gzlem sonularnn deprem

hesap raporlarnda belirtilmesi veya bu konuda yaynlanm kaynaklara referans verilmesi

zorunludur.

Birinci ve ikinci deprem blgelerinde, Tablo 2.2de ( C ) ve ( D ) gruplarna giren zeminlerde,

deprem ykleri altnda kazklarn yatay yataklanma parametreleri ile yatay ve eksenel yk

9

tama glerinin belirlenmesi, saha ve laboratuar deneyleri ieren zemin aratrmalarna gre

yaplacaktr.

Tablo 2.5 Spektrum Karakteristik Periyotlar

Yerel Zemin Snf TA (s) TB (s)

Z1 0.10 0.30

Z2 0.15 0.40

Z3 0.15 0.60

Z4 0.20 0.90

( C ) ve ( D ) gruplarna giren zeminlere oturan kolon ve zellikle perde temellerindeki

dnmelerin, tayc sistem hesabna etkileri, uygun idealletirme yntemleri ile gz nne

alnmaldr.

2.5 Sismik Hareket

2.5.1 Eurocode 8

Yerkre, ulusal komiteler tarafndan, hasar durumuna gre, eitli deprem blgelerine

blnr. Her deprem blgesindeki hasar sabit olarak kabul edilir.

Eurocode uygulamalarnn ounluunda hasar, ag parametresine gre tanmlanr. ag etkin

maksimum yer ivmesidir ve tasarm yer ivmesi olarak adlandrlr.

Tasarm yer ivmesi ulusal komiteler tarafndan, her deprem blgesi iin 475 yllk tekrarlama

periyodu olan bir deprem seilerek bulunur. Bu hesapta, yap nem katsays I = 1.0 olarak

seilir.

Tasarm maksimum yer ivmesi ag nin 0.1 g den kk olduu blgeler, dk sismisiteli

deprem blgeleridir. Bu blgelerde baz yap tipi ve kategorileri iin basitletirilmi veya

azaltlm tasarm yntemleri kullanlabilir. Tasarm yer ivmesinin 0.04 g den dk olduu

blgelerde Eurocode artlarna uymak gerekmez.

10

Deprem Hareketinin Temel Tanm:

Verilen bir noktadaki deprem hareketi, genellikle, elastik zemin ivme tepki spektrumu ile

temsil edilir. Bu spektruma, elastik tepki spektrumu denir. Yatay deprem hareketi ayn tepki

spektrumu iinde gsterilebilen, birbirinden bamsz ve ortogonal iki bileene sahiptir.

Spesifik almalar yaplarak deprem hareketinin dey bileeni belirtilmemise, dey

bileen, ordinatlarn aadaki azaltma arpanlar ile arplmalar sonucu tepki spektrumunda

yatay deprem hareketi olarak gsterilebilir.

T, titreim periyodu 0.15 sn.den kk ise ordinat 0.70 ile arplr.

T, titreim periyodu 0.50 sn.den byk ise ordinat 0.50 ile arplr.

T, titreim periyodu 0.15 sn. ile 0.50 sn. arasnda ise ordinat lineer enterpolasyon ile bulunur.

Baz durumlarda sahadaki deprem hasarn tanmlayabilmek iin, birden fazla spektruma

gerek duyulabilir. Bu gibi durumlarda, deiik ag tasarm yer ivmesi ve tepki spektrumu

kullanlr. iddetli deprem blgelerinde, nemli yaplar iin, arazinin topografik yapsnda

dolay oluabilecek etkiler de gz nnde tutulmaldr. Ulusal otoriteler, belli bir blgedeki

sismik hasar uygun bir ekilde temsil edebilmesi iin spektrumu zelletirebilirler. Bu ancak,

blgeyi etkileyen depremlerin kaynaklar mesafe ile, odaksal mekanizma ile veya blgenin

jeolojisi ile ciddi ekilde deiiyorsa gerekli olabilir. Yani s veya orta slkta depremler

iin geerlidir. Deiik deprem tipleri iin, tepki spektrumunun ekil deitirmesi gibi baz

durumlarda, agnin de farkl deerler almas normaldir.

Yatay Elastik Tepki Spektrumu:

ekil 2.1de gsterilen elastik tepki spektrumu, kullanlan deprem periyodu iin aadaki

denklemler yardmyla belirlenir:

0 BT T ise ( ) 1 ( 2.5 1)e gB

TS T a ST

= + (2.1)

B CT T T ise ( ) 2.5e gS T a S = (2.2)

11

C DT T T ise ( ) 2.5 Ce g TS T a S T = (2.3)

4DT T s ise 2( ) 2.5 C De g T TS T a S T = (2.4)

( )eS T : Elastik tepki spektrumu ordinat;

T : Tek serbestlik dereceli lineer sistemin titreim periyodu;

ga : Kullanlan deprem periyodu iin tasarm zemin ivmesi;

,B CT T : Sabit spektral ivme blgesinin snrlar;

S : Zemin parametresi;

: Snm dzeltme faktr (%5 snm iin =1 kabul edilir.)

ekil 2.1 Eurocode 8de Elastik Tepki Spektrumu

Snm dzeltme faktr deeri aadaki gibi tanmlanr.

10 0.555

= + (2.5)

12

: Yapnn viskoz snm yzde orandr. zel almalarda viskoz snm oran iin % 5'ten farkl deerler kullanlabilir.

Dikey Elastik Tepki Spektrumu:

Deprem hareketinin dey bileeni aada verilen ifadeler kullanlarak tanmlanr.

0 BT T ise ( ) 1 ( 3.5 1)ve vgB

TS T aT

= + (2.6)

B CT T T ise ( ) 3.0ve vgS T a = (2.7)

C DT T T ise ( ) 3.0 Cve vg TS T a T = (2.8)

4DT T s ise 2( ) 3.0 C Dve g T TS T a S T = (2.9)

Maksimum Zemin Yer Deitirmesi:

Eer zel bir alma yaplarak maksimum zemin yer deitirmesi dg verilmemise; dg

yaklak olarak aadaki ifadeye gre hesaplanr.

(2.10)

Lineer Analiz in Tasarm Spektrumu:

Yap sistemlerinin deprem etkilerine kar lineer olmayan blgedeki kapasitesi, genellikle

lineer elastik davranlarna gre daha dk tasarm kuvvetlerine olanak salarlar. Tasarmda

lineer olmayan yapsal analiz kullanmak yerine, lineer hesapta elemanlarn veya eitli

mekanizmalarn snek davranlarndan kaynaklanan enerji yutma kapasitesi gz nne alnr.

Lineer hesapta tepki spektrumu, elastik tepki spektrumuna gre kltlr. Buna tasarm

spektrumu denir. Bu kltme ilemi, q davran faktr kullanlarak yaplr. q davran

faktr, yapnn %5 viskoz snm oran ile, tamamen elastik tepki verdii durumda, yaklak

olarak deprem kuvvetlerinin; genel modellerle, yapnn yeteri derecedeki tepkisinden emin

olunan tasarmda kullanlan, minimum deprem kuvvetlerine orandr. q davran faktrnn,

eitli sneklik dzeyine gre verilen eitli malzemeler ve yapsal sistemler iin, %5 viskoz

snm haricindeki deerleri hesaplanabilir.

0.025g g C Dd a S T T=

13

Yerekimi ivmesi g ile normalize edilmi Sd(T) tasarm spektrumu aadaki ifadelerle

tanmlanr.

0 BT T ise 0( ) 1 ( ) ( /( 1))dB

TS T s qT

= + (2.11)

B CT T T ise 0( ) ( / )dS T s q = (2.12)

C DT T T ise [ ] 10( ) ( / ) / 0.20dkd CS T s q T T = (2.13)

DT T ise [ ] [ ]1 20( ) ( / ) / / 0.20d dk kd C D DS T s q T T T T = (2.14) Sd(T) : g ile normalize edilmi tasarm spektrumun ordinat

q : davran faktr

2.5.1.1 Deprem Hareketinin Alternatif Tanmlar

Zaman- Tarih Gsterimi: Deprem hareketinin yer ivmesi, hz ve deplasman ile ilikili

nicelikleri, zaman-tarih dnemleri eklinde de gsterilebilir. Bu gsterimde, elastik karlk

spektrumundaki frekans, iddet gibi kavramlarla uyumlu olacak ekilde tretilmi yapay

ivmelenme grafikleri veya zemin koullarn iyi temsil eden kaydedilmi ivmelenme grafikleri

kullanlr. Eer boyutlu (uzaysal) bir model isteniyorsa, tane birbirinden farkl ancak

ezamanl etkiyen ivmelenme grafiine ihtiya vardr.

Deprem Yknn Uzaysal Tanm: zel karakteristiklerinden dolay tm mesnetlerinde ayn

hareketlenmeyi gstermeyen yaplarda deprem yk, boyutlu olarak modellenir. Bu model

temel deprem tanmn ieren elastik karlk spektrumu ile uyumlu olmaldr.

2.5.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Yaplar Hakknda Ynetmelik

2.5.2.1 Genel Kabuller

Binalara etkiyen deprem yklerinin belirlenmesinde esas alnacak olan katsaylar, tanm

olarak %5 snm oran iin Tasarm vme Spektrumunun yer ekimi ivmesi gye

blnmesine kar gelen Spektral vme ve Deprem Yk Azaltma katsaylardr.

14

Spektral vme Katsays, A(T), Denk.(2.15) ile verilmitir. %5 snm oran iin tanmlanan

Elastik vme Spektrumunun ordinat olan Elastik Spektral vme, Sae(T), Spektral vme

Katsays ile yerekimi ivmesi gnin arpmna kar gelmektedir.

0( ) ( )A T A I S T=

( ) ( )aeS T A T g=

Spektral ivme katsaysnn belirlenmesinde, deprem kuaklarn hesaba katmak iin kullanlan

parametre Etkin Yer vmesi Katsays, A0dr ve Tablo 2.5de tanmlanmtr.

Tablo 2.6 Etkin yer ivmesi katsays (A0)

Deprem Blgesi A0 1 0.40

2 0.30

3 0.20

4 0.10

Ynetmelikte aksi belirtilmedike deprem yklerinin sadece yatay dzlemde ve binann

birbirine dik iki ekseni dorultusunda ayr ayr etkidikleri varsaylacaktr.

Ynetmelikte esas alnan tasarm depremi, iddetli depreme karlk gelir. Bina nem

katsays I=1 olan binalar iin tasarm depreminin 50 yllk bir sre iinde alma olasl

%10dur.

2.5.2.2 Deprem Yknn Temel Tanm

Spektral ivme katsaysnn belirlenmesinde etkili olan dier bir parametre, yerel zemin

koullarna bal ve bina doal periyodu Tye bal olarak hesaplanan spektrum katsays

S(T)dir.

Deprem Hareketinin Elastik Tanm: Spektral ivme katsays A(T), tanm olarak %5 snm

oran iin elastik tasarm ivme spektrumunun (ekil 2.2) yerekimi ivmesine blnmesiyle

elde edilen bir deerdir.

(2.15)

15

ekil 2.2 Elastik tasarm ivme spektrumu

Elastik tasarm ivme spektrumunu belirleyen denklemler unlardr:

( ) 1 1.5A

TS TT

= + (0 )AT T (2.16)

( ) 2.5S T = ( )A BT T T< (2.17)

0.8( ) 2.5( )BTS TT

= ( )BT T< (2.18)

Gerekli durumlarda elastik tasarm ivme spektrumu, yerel denklem ve zemin koullar

gznne alnarak yaplacak zel aratrmalarla da belirlenebilir. Ancak bu ekilde

belirlenecek ivme spektrumu ordinatlarna kar gelen spektral ivme katsaylar, tm

periyotlar iin Tablo 2.6daki ilgili karakteristik periyotlar gz nne alnarak Denk.

(2.15)ten bulunacak deerlerden, hibir zaman daha kk olmayacaktr.

Tablo 2.7 Yerel Zemin Snflarna Gre Spektrum Karakteristik Periyotlar

Zemin Snf

TA (saniye)

TB (saniye)

Z1 0.10 0.30

Z2 0.15 0.40

Z3 0.15 0.60

Z4 0.20 0.90

16

Deprem Hareketinin Elastik Tanm: Depremde tayc sistemin kendine zg dorusal

elastik olmayan davrann gznne almak zere elastik deprem ykleri, deprem yk

azaltma katsaysna blnecektir.

Deprem yk azaltma katsays Ra(T), tayc sistem davran katsays R ve doal titreim

periyodu Tye bal olarak belirlenir.

0 AT T : ( ) 1.5 ( 1.5)aA

TR T RT

= + (2.19)

AT T< : ( )aR T R= (2.20)

2.5.2.3 Zaman Alannda Dorusal Elastik Veya Elastik Olmayan zmleme Yntemi

zel durumlarda, bina ve bina tr yaplarn, zaman tanm alannda dorusal elastik ya da

dorusal elastik olmayan deprem hesab iin, daha. nce kaydedilen veya yapay yollarla

retilen "benzetirilmi deprem yer hareketleri" kullanlp sistem boyutlu zlr.

Zaman tanm alannda yaplacak deprem hesabnda, aadaki zellikleri tayan en az be

kaydedilmi veya "benzetirilmi ivme" kayd kullanlacak ve bunlara gre elde edilen

byklklerin en elverisiz olanlar tasarma esas alnacaktr. Benzetirilmi ivme

kaytlarnn saysnn ortalama deer ve standart sapma gibi kararl istatistiksel deerler

verecek ve deprem hareketini temsil edecek ekilde seilmesi gerekir.

a ) vme kaytlarndaki kuvvetli yer hareketi ksmnn sresi, ivmelerin zarflar 0,05 g'den

az olmamak koulu ile, yapnn birinci doal titreim periyodunun be katndan ve 15

saniyeden daha ksa olmayacaktr.

b ) Kaydedilmi veya benzetirilmi her bir ivme kaydna gre %5 snm oran iin yeniden

bulunacak spektral ivme deerleri, btn periyotlar iin A(T) = A0 I S(T) spektral ivme

katsays deerlerinin g ile arpmnn %90'ndan az olamayacaktr. Ancak, zaman tanm

alannda dorusal hesap yaplmas durumunda, azaltlm deprem yer hareketinin elde

edilmesi iin esas alnacak spektral ivme deerleri Spa(Tr) = A(Tr)g/Ra(Tr) denklemi ile

hesaplanacaktr.

17

Zaman tanm alannda dorusal elastik olmayan hesap yaplmas durumunda, tayc sistem

elemanlarnn tekrarl ykler altndaki davrann tanmlayan i kuvvet - ekil deitirme

bantlar bu ynetmeliin genel felsefesi erevesinde, geerlilii teorik ya da deneysel

olarak kantlanm yntemlerle elde edilecektir.

2.6. Deprem Yknn Dier Yklerle Kombinasyonu

2.6.1 Eurocode 8

2.6.1.1 Snr Yk Durumu

Bu snr durumunda yap elemanlarnda meydana gelen kesit etkilerinin, gvenli bir ekilde

karlanmas gerektii aktr. Bunun yannda, yer deitirmelerin bymesi nedeniyle, ikinci

mertebe etkilerin byyerek elemanda stabilite kaybnn ortaya kmamas da gerekir.

Gvenlik, bu snr durumunda meydana gelen kesit etkilerinin karland gsterilerek

salanr.

eitli yklerin, ilgili F gvenlik katsaylar ve birletirme katsaylar ile arplmas sonucu

bulunan boyutlamaya esas olan kesit etkilerini gsteren Ed, aadaki denklemi oluturan

deerlerle ilikili olmaldr.

2kj I Ed k i kiG A P Q + + + (2.21) kjG : Sabit yk jnin karakteristik deeri

I : nem faktr

EdA : Deprem hareketinin referans dnm periyodu iin karakteristik deeri

kP : Tm kayplar ktktan sonra kalan karakteristik ngerilme kuvveti deeri

2i : Hareketli yk inin yar sabit deeri iin kombinasyon katsays kiQ : Hareketli yk inin karakteristik deeri

Malzeme dayanmlarnn, ilgili m malzeme katsaylar ( beton iin c ve donat iin s ) ile

blnmesi sonucu elde edilen tanabilecek kesit etkileri Rd ile gsterilir. Ed < Rd artnn

salanmasyla gvenliin saland kabul edilir.

18

Boyutlamaya esas olan Ed tanmas gerekli kesit tesirlerinin elde edilmesi srasnda;

a ) Srekli yklere gre boyutlama durumu ( normal kullanma durumu )

b) Geici yklere gre boyutlama durumu (inaat durumu)

c ) Allmn d yklere gre boyutlama durumu (arpma, deprem vb. durumu) gznne

alnr.

lk iki boyutlama durumu iin etkilerin birletirilmesinde iki imkan sz

konusudur:

Kesin ana yk birletirme durumu (ana birletirme durumu) Basitletirilmi ana yk birletirme durumu (basitletirilmi birletirme

durumu)

Basitletirilmi birletirme durumu her zaman gvenli tarafta bulunmamakla birlikte, iki

durum birbiri ile edeer olarak verilmi olup, istenilen seilebilir. ki durumun sonular

arasnda genel olarak kabul edilebilecek kk farklar vardr.

Ana Birletirme Durumu: Boyutlamaya esas olan Fd yk deeri, Fk karakteristik deerinin

veya Fk temsili deerinin, F artrma katsays ile bytlmesi ile elde edilir:

d G kG G=

Bu ilem sabit ve deiken yk iin ayr ayr yaplr.

Tablo 2.8 Yk artrma katsaylar

Etki Tr G( sabit yk Gk ) Q( deiken yk Qk )

Arttrc 1.35 1.50

Azaltc 1.00 0

d F kF F=

d Q kQ Q=

19

Deiken olan yklerin en byk iddetleri ile hep beraber etkimesine ok ender olarak

rastlanaca iin, bu yklerin veya etkilerin bulunmasnda birletirme katsaylar ( < 1 )

kullanlr. Bylece herhangi bir Qk yknn Qk temsili deeri elde edilir. Bu katsaylar

kullanlarak, hareketli ykn birletirme deeri (0 Qk), sk ortaya kan deeri (1 Qk) ve

srekli saylabilecek deeri (2 Qk) bulunur.

Tablo 2.9 Hareketli ykler iin birletirme katsaylar

Ykler 0 2 Hareketli ykler

A kategorisi

B kategorisi

C kategorisi

0.7 0.7 0.7 0.7 1.0

0.5 0.5 0.7 0.7 0.9

0.3 0.3 0.6 0.6 0.8

Rzgar 0.6 0.5 0Kar 0.6 0.2 0

Deprem analizinde kat arlklarnn hesabnda gz nne alnan yk durumu ise yledir:

kj Ei kiG Q+ (hareketli yklerin bulunmad durum) (2.22) Ei : Hareketli yk i iin deprem yklemesi kombinasyon katsays

2Ei i = (2.23)

Tablo 2.8'de yer alan hareketli yk kategorileri Eurocode l'de yle tanmlanmaktadr:

A Kategorisi: Barnma ve temel ev ii faaliyetleri iin ayrlm alanlar, hastaneler

B Kategorisi: Ofis alanlar

C Kategorisi: nsanlarn topland alanlar (A, B, D ve E kategorilerinde tanmlananlarn

dnda kalmak koulu ile)

C1 : Masal alanlar

C2 : Sabit koltuklu alanlar

20

C3 : nsanlarn hareketi iin engel bulunmayan alanlar

C4: Olas fiziksel aktiviteler iin ayrlm alanlar.

D Kategorisi: Alveri alanlar

D1: Genel perakendeci dkkanlardaki alanlar

D2: Maaza blmlerindeki alanlar

E Kategorisi: Malzeme birikmesine hassas olanlar

D1: Depo alanlar

D2: Ktphaneler

F Kategorisi: Hafif aralar iin trafik ve park alanlar (en fazla 8 yolcu koltuu ve toplam

arlk 30 kN)

F1: Garajlar

F2: Park alanlar ve kapal otoparklar

Yukarda verilen yk katsaylar kullanlarak:

,,1 0,1( ) ( )

k iG k Q k Q iiG Q Q >+ + (2.24)

Denklemi yardmyla elde edilen yk altndaki statik zmleme sonucu, Ed boyutlamaya

esas olan deer (bir kesitte tanmas gereken eilme momenti veya kesme kuvveti gibi)

bulunabilir.

Grld gibi, ilk terimde srekli yklerin ve ikinci terimde deiken yklerin birisinin

karakteristik deerleri, ilgili gvenlik katsays ile artrlmaktadr. Son terimde de birinci

deiken ykle beraber etkiyebilecek dier deiken yklerin artrlm karakteristik

deerleri, birletirme katsaylar ile azaltlarak gznne alnmaktadr.

Fazla azaltma katsaylarndan dolay pek ok ykleme durumunda, batan hangi ykleme

durumunun elverisiz olduunun bilinmesi hemen hemen mmkn deildir. Bu nedenle, en

elverisiz durumun bulunmas iin, muhtemel btn ykleme durumlarnn incelenmesi

gerekir. rnein bir yap sabit yk ve deiken yk yannda kar ve rzgar yklerinin etkisi

altnda ise, Tablo 2.9da verilen trl ykleme birletirmesinin incelenmesi gerekir.

21

Ayrca tabloda gsterilen her yk durumu iin bunlarn en elverisiz durumlarnn gznne

alnmas gerekir (deiken yk iin farkl aklklarda deiik durumlar, rzgarn sa veya

soldan esmesi gibi).

Tablo 2.10 Yk ana birletirme durumuna rnek

Birletirme G Gk Q Qk,1 Q 0 Qk,1 Q 0 Qk,1

1 sabit yk deiken yk kar rzgar2 sabit yk kar deiken yk rzgar

3 sabit yk rzgar deiken yk kar

Basitletirilmi Birletirme Durumu: Bir tane deiken yk bulunmas durumunda:

(2.25)

Birden fazla deiken yk bulunmas durumunda:

(2.26)

basitletirilmi yk birletirmesi kullanlabilir. Elde edilen sonulardan elverisiz olan

kullanlacaktr. rnein sabit yk, kar ve rzgar ele alnrsa Tablo 2.10daki yk durumlarnn

incelenmesi gerekir.

Tablo 2.11 Basitletirilmi yk birletirme durumuna rnek

Basitletirme G Gk Qk,1 Qk,1 Qk,1i

1 sabit yk 1.35 * deiken yk 1.35* kar 1.35 * rzgar2 sabit yk 1.50 * deiken yk 3 sabit yk 1.50 * kar 4 sabit yk 1.50 * rzgar

,1( ) 1.5G k kG Q +

,11( ) 1.35G k kiG Q +

22

Allmn D Ykleme (Deprem Etkisi) Durumu Yk Birletirmesi: Bu tr durumda, AEd

deprem etkisini (allmn d yklemeyi) gstermek zere yk birletirmesi:

1,1 ,1 21( ) ( )

dk I E k i kiiG A Q Q >+ + + (2.27)

olarak kabul edilir. Burada I bina nem katsays olup, deerleri Tablo 2.8den alnacaktr.

Eer tayc sistemin btn katlarnda kinci Mertebe Gsterge Deeri

0

0

0.10t t rt t

P dV h

= (2.28)

ise, ikinci mertebe etkilerinin (P etkilerinin) gznne alnmasna gerek yoktur. Burada

Pt0t, deprem durumunda gznne alnan katta ve stndeki toplam dey ykler; dr rlatif

ortalama kat yer deitirmesi; Vt0t toplam deprem kat kesme kuvveti, h kat yksekliidir.

Hesaplanan bu deerin 0.10 < < 0.20 olmas durumunda deprem etkileri l/(l - ) katsays

ile artrlarak ikinci mertebe etkileri gznne alnabilir. 0.20 < < 0.30 durumunda ise,

ikinci mertebe etkilerinin ayrntl biimde hesaplanmas gerekir. > 0.30 olmasna izin

verilmez ve bu durumda kesit rijitliklerinin artrlmas gerekir.

2.6.1.2 Kullanlabilirlik Limit Durumu

Yapnn kullanma durumunda da zamanla gvenlii zedeleyecek bir durumun ortaya

kmamas gerekir. zellikle elemanlarda meydana gelen atlaklar, donatnn evre

koullarndan olumsuz ynde etkilenmesine ve gvenliin zedelenmesine sebep olur. Bunun

gibi ekil deitirmeler yapnn kullanmn olumsuz ynde snrlayabilir. Ayrca, hem geni

atlaklar ve hem de byk yer deitirmeler yapya kar bir gvensizlik hissinin domasna

sebep olur. Bu amala kullanm durumunda:

Gerilme ve ekil deitirmelerin snrlandrlmas atlak oluumunun snrlandrlmas, sz konusu olur.

Bu durumda gvenlik, bu snr durumunda meydana gelen kesit etkisinin veya ekil

deitirmenin msaade edilenden daha kk kaldnn gsterilmesi eklinde salanr.

23

Ed eitli yklerin ilgili birletirme katsaylar ile arplmas sonucu bulunan kesit etkisi, gerilme veya ekil deitirme ve yer deitirme,

Cd kesit etkisi, gerilme veya ekil deitirmenin kullanma durumunda msaade edilen snr deeri olma zere

Ed Cd

Gerekletirilmesiyle gvenliin saland kabul edilir.

Snr yk durumunda olduu gibi, ilgili parametrelerin karakteristik deerleri kullanlarak

kontrol yaplacak byklklerin Oluabilecek Deerleri ve Kabul Edilebilecek Deerleri

belirlenir.

Kullanlabilirlik limit durumunda yk birletirmesi gznne alnr:

Seyrek oluabilecek yk birletirme durumu

,1 0,1 ,1( ) ( )k k k iiG Q Q>+ + (2.29) Sk oluabilecek yk birletirme durumu

1,1 ,1 2, ,1( ) ( )k k i k iiG Q Q >+ + (2.30) Seyrek ve sk oluabilecek yk birletirme durumu ok katl yaplarda, elverisiz olan esas

olmak zere, aadaki gibi basitletirilebilir:

Bir tek deiken yk varsa

,1( )k kG Q+ (2.31) Birden fazla deiken yk varsa

,1( ) 0.9 ( )k k iiG Q>+ (2.32) azaltlarak hesaba katlmaldr.

Hangi birletirme durumunun en elverisiz olacann bata bilinmesi mmkn olmayp

ekonomik bir boyutlandrma iin, btn yk birletirme durumlarnn ele alnmas gerekir.

Deprem etkisi yk durumu birletirmesi, snr yk durumunda olduu gibi

24

1,1 ,1 2, ,1( ) ( )

dk I E k i k iiG A Q Q >+ + + (2.33)

eklindedir. Deprem etkisi durumunda, eer yapsal olmayan gevrek elemanlar tayc

sisteme bal ise, dr rlatif ortalama kat yer deitirmesi ve bina nem durumuna bal

azaltma katsays (Tablo 2.11) olmak zere,

dr / 0.004 h (2.34)

ve eer yapsal olmayan elemanlar tayc sistemin yer deitirmesi ile etkileimde deilse

dr / 0.006 h (2.35)

olmaldr.

Tablo 2.12 Yer deitirme azaltma katsaylar

Bina nem Snf Azaltma Katsays

1 2.52 2.5

3 2.0 4 2.0

2.6.2 Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakkndaki Ynetmelik

elik yaplarn plastik teoriye gre hesap kurallarn ieren TS 4561e gre d yklerin TS

498e gre saptanan deerleri aadaki yk katsaylar ile arplarak kullanlr.

(2.36)

veya

1.4 1.6G Q+ (2.37) veya

0.9 1.0G E (2.38)

1.0 1.0 1.0G Q E+

25

Emniyet Gerilmeleri Yntemine gre yaplan kesit hesaplarnda, birleim ve ekler dnda

emniyet gerilmeleri iin TS648deki EY yklemesi durumunda em(E)= 1.15 em(EY) olarak

hesaplanan emniyet gerilmesi, deprem durumunda en fazla em(E)= 1.33 em(EY) olacak

ekilde artrlabilir.

EY : Esas yklerin toplam

EY : Esas ve ilave yklerin toplam

Bunlardan baka, Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelike gre, deprem

ykleri ile rzgar yklerinin binaya ayn zamanda etkimedii varsaylacak ve her bir yap

elemannn boyutlandrlmasnda, deprem ya da rzgar etkisi iin hesaplanan byklklerin

elverisiz olan gznne alnacaktr. Ancak rzgardan oluacak byklklerin daha elverisiz

olmas durumunda bile elemanlarn boyutlandrlmas, detaylandrlmas ve birleim

noktalarnn dzenlenmesinde, bu ynetmelikte belirlenen koullara uyulmaldr. Deprem

analizinde kat arlklarnn hesabnda gznne alnan yk durumu ise yledir:

w g n q= + (2.39)

Tablo 2.13 Hareketli yk katlm katsaylar

Binann Kullanm Amac n Depo, antrepo vb. 0.80 Okul, renci yurdu, spor tesisi, sinema, tiyatro, konser salonu, garaj, lokanta maaza vb.

0.60

Konut, iyeri, otel, hastane vb. 0.30

Deprem yk analizinde kar yklerinin %30 u sabit yk olarak gznne alnacaktr.

Endstri binalarnda; sabit ekipman arlklar iin n=1 alnacak, ancak vin kaldrma ykleri

kat arlklarnn hesabnda gznne alnmayacaktr. Hareketli ykn n katsaysyla

azaltlma nedeni, deprem srasnda btn katlarda hareketli yklerin tamamnn bulunmas

olaslnn dk olmasdr.

26

2.7 Deprem Durumunda Bina nem Katsaylar

2.7.1 Eurocode 8

Yaplar, boyutlarna gre genel olarak drt nem snfna ayrlmtr. nem faktrlerinin

deerleri, kme annda meydana gelebilecek olas insan kayplarna gre hazrlanmtr.

475 ylda bir grlen (dnm periyodu 475 yl olan) bir deprem iin nem faktr I = 1

olarak kabul edilir.

Tablo 2.14 Bina nem snflar ve nem faktrleri

nem Snf

Binalar nem Faktr

1 Hastaneler, itfaiye binalar, enerji santralleri gibi deprem srasndaki btnlkleri sivil savunma asndan hayati nem tayan binalar

1.4

2 Okullar, toplant salonlar, kltr- merkezleri gibi depreme dayanmlar, kmeleri halinde ortaya kacak manzara nedeniyle nem tayan binalar

1.2

3 Apartman daireleri, mstakil evler, ofis binalar gibi orta byklkte, sradan binalar

1.0

4 Tarmsal faaliyetlerde kullanlan binalar gibi, toplumun gvenlii asndan ok nem tamayan binalar

0.8


Bina nem katsays I=1 olan binalar iin, tasarm depreminin 50 yllk sre iinde alma

olasl %10dur.

27

Tablo 2.15 Bina nem katsaylar

Binann Kullanm Amac veya Tr Bina nem

Katsays (I)

1. Deprem sonras kullanm gereken binalar ve tehlikeli madde ieren

binalar

a) Deprem sonrasnda hemen kullanm gerekli binalar

(Hastaneler, dispanserler, salk ocaklar, itfaiye bina ve tesisleri, PTT ve

dier haberleme tesisleri, ulam istasyonlar ve terminalleri, enerji retim ve

datm tesisleri; vilayet, kaymakamlk ve belediye ynetim binalar, ilk

yardm ve afet planlama istasyonlar)

b) Toksik, patlayc, parlayc, vb zellikleri olan maddelerin bulunduu veya

depoland binalar

1.5

2. nsanlarn uzun sreli ve youn olarak bulunduu ve deerli eyann

sakland binalar

a) Okullar, dier eitim bina ve tesisleri, yurt ve yatakhaneler, asker, klalar,

cezaevleri, vb.

b) Mzeler

1.4

3. nsanlarn ksa sreli ve youn olarak bulunduu binalar

Spor tesisleri, sinema, tiyatro ve konser salonlar, vb. 1.2

4. Dier binalar

Yukardaki tanmlara girmeyen dier binalar

(Konutlar, iyerleri, oteller, bina tr endstri yaplar, vb)

1.0

28

2.8 Genel Karlatrma

2.8.1 Yaplarn Deprem Performans

Afet Blgelerindeki Yaplar Hakknda Ynetmelikte ve Eurocode 8de yaplarn depreme

dayankl olarak tasarmnda, iki temel ihtiyacn salanmasn esas almaktadrlar. Gmeye

kar dayanm ve hasarn snflandrlmas.

Eurocode 8, yaplarn deprem performansn iki seviyede ele alr. Birinci seviye, hafif iddette

bir depremin meydana gelmesi durumunda yapnn kullanm snr artlarn salamasdr.

Yap deprem srasnda, tasarm aamasnda tasarlanan enerji dalmn gerekletirebilmeli,

hasar yapnn kullanmn engellemeyecek miktarda ve hemen onarlabilir nitelikte olmaldr.

kinci seviye, iddetli depremlerde gmenin engellenmesidir. Yap, iddetli bir depremden

sonra eitli blmlerinde nemli hasarlar meydana gelse de, yapsal btnln korumal

ve bir miktar dayanma daha sahip olmaldr.

Trk Deprem ynetmelii ise yaplarn performansn drt seviyede ele alr. Fakat bu

performans seviyelerinden nce yap elemanlarnda hasar snrlar ve hasar blgelerine

deinmek gerekir.

2.8.1.1 Yap Elemanlarnda Hasar Snrlar ve Hasar Blgeleri

2.8.1.1.1 Kesit Hasar Snrlar

Snek elemanlar iin, kesit dzeyinde snr durum tanmlanmtr. Bunlar; Minimum Hasar

Snr (MN), Gvenlik Snr (GV) ve Gme Snr (G)dr. Minimum hasar snr kesitte

elastik tesi davrann balangcn, gvenlik snr kesitin dayanmn gvenli olarak

salayabilecei elastik tesi davrann snrn, gme snr ise kesitin gme ncesi

davrannn snrn tanmlamaktadr. Gevrek olarak hasar gren elemanlarda, bu

snflandrma geerli deildir.

2.8.1.1.2 Kesit Hasar Blgeleri

Kritik kesitlerinin hasar MNye ulamayan elemanlar Minimum Hasar Blgesinde, MN ile

GV arasnda kalan elemanlar Belirgin Hasar Blgesinde GV ve G arasnda kalan elemanlar

leri Hasar Blgesinde, Gyi aan elemanlar ise Gme Blgesinde yer alrlar.

29

ekil 2.3 Bina hasar durumlar

Binalarn deprem performans, uygulanan deprem etkisi altnda binada olumas beklenen

hasarlarn durumu ile ilikilidir ve drt farkl hasar durumu esas alnarak tanmlanmtr.

Hemen kullanm performans dzeyi: Herhangi bir katta, uygulanan her bir deprem dorultusu iin yaplan hesap sonucunda kirilerin en fazla %10u Belirgin Hasar

Blgesine geebilir, ancak dier tayc elemanlarn tm Minimum Hasar

Blgesindedir.

Can gvenlii performans dzeyi:

(a) Herhangi bir katta, uygulanan her bir deprem dorultusu iin yaplan hesap

sonucunda, ikincil (yatay yk tayc sisteminde yer almayan) kiriler hari

olmak zere, kirilerin en fazla %30u ve kolonlarn aadaki (b) paragrafnda

tanmlanan kadar leri Hasar Blgesine geebilir.

(b) leri Hasar Blgesindeki kolonlarn, her bir katta kolonlar tarafndan tanan

kesme kuvvetine toplam katks %20nin altnda olmaldr. En st katta leri

Hasar Blgesindeki kolonlarn kesme kuvvetleri toplamnn, o kattaki tm

kolonlarn kesme kuvvetlerinin toplamna oran en fazla %40 olabilir.

(c) Dier tayc elemanlarn tm Minimum Hasar Blgesi veya Belirgin Hasar

Blgesindedir. Ancak, herhangi bir katta alt ve st kesitlerinin ikisinde birden

Minimum Hasar Snr alm olan kolonlar tarafndan tanan kesme

30

kuvvetlerinin, o kattaki tm kolonlar tarafndan tanan kesme kuvvetine orannn

%30u amamas gerekir.

Gme ncesi performans dzeyi:

(a) Herhangi bir katta, uygulanan deprem dorultusu iin yaplan hesap sonucunda,

ikincil (yatay yk tayc sisteminde yer almayan) kiriler hari olmak zere,

kirilerin en fazla %20si Gme Blgesine geebilir.

(b) Dier tayc elemanlarn tm Minimum Hasar Blgesi, Belirgin Hasar Blgesi

veya leri Hasar Blgesindedir. Ancak, herhangi bir katta alt ve st kesitlerinin

ikisinde birden Minimum Hasar Snr alm olan kolonlar tarafndan tanan

kesme kuvvetlerinin, o kattaki tm kolonlar tarafndan tanan kesme kuvvetine

orannn %30u amamas gerekir.

(c) Binann mevcut durumunda kullanm can gvenlii bakmndan sakncaldr.

Gme durumu: Bina Gme ncesi Performans Dzeyini salamyorsa Gme Durumundadr. Binann kullanm can gvenlii bakmndan sakncaldr.

Yukardaki artlar salamak zere, her iki ynetmelik de stabilitenin salanmas, ikinci

mertebe etkilerin snflandrlmas, kayma ve devrilmelerin engellenmesi, yapsal dzenliliin

salanmas, gevrek krlmann nlenmesi ve yeterli snekliin elde edilmesi iin eitli

tasarm kurallar getirmektedirler.

2.8.2 Deprem Yknn Tanm

Her iki ynetmelikte de deprem yk, yapnn titreimini temsil eden bir elastik tasarm ivme

spektrumuna gre belirlenir. Yapnn malzemesinden kaynaklanan lineer olmayan ekil

deitirme yetenei, tayc sistemde belirli enerji yutucu snek blgeler oluturularak

kullanlr. Snekliin enerji emilimine ve dolays ile deprem dayanmna olan bu katks,

yapya gelen deprem yknn 1den byk davran katsaylarna blnmesi suretiyle

gznne alnr.

Eurocode 8, elastik spektrumu bir q davran faktr ile azaltarak ve g yerekimi ivmesi

ile normalletirerek tasarm spektrumuna dntrr.

31

Trk Deprem Ynetmeliinde ise snekliin hesaba katlmas elastik ivme spekturumuna

gre hesapta bulunan toplam ykn, R tayc sistem davran katsaysna bal Ra (T)

azaltma katsaysna blnmesi suretiyle olur.

ki ynetmelikte de elastik tasarm ivme spektrumu, yapnn %5 snmle titretii kabulne

gre belirlenir ve blgedeki deprem riskine ve zemin tipine bal parametreler ierir.

Yukardaki tanmlamalarda deprem ykleri, binann ortogonal asal eksenlerine gre iki ayr

yatay dorultuda ve birbirinden bamsz etkiyen ykler eklinde kabul edilmektedirler.

Eurocode 8de Afet Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelikten farkl olarak

depremin dey bileeni iin de baz tanmlamalar yaplmaktadr. Ancak kpr tipi uzun

aklkl yaplarda ve konsol tipi u noktalarnda byk deplasmanlar yapmaya elverili

tayc sistem elemanlar iin byk nem tayan dey deprem yknn etkisi altnda

analizine deinilmemitir.

Blgedeki deprem riski, Trk Deprem Ynetmeliinde A0 etkin yer ivme katsays ile ifade

edilir ve 1. derece deprem blgeleri iin 0.40dan, 4. derece deprem blgeleri iin 0.10a

kadar deer alr.

Eurocode 8de bu katsayya = ag / g oran karlk gelir. Burada ag etkin maksimum yer

ivmesidir. Hafif iddette deprem blgelerinde ag < 0.10 g olduu ifade edilse de uygulama

alanndaki deprem kua etkin maksimum yer ivmesinin saysal deerinin belirlenmesi yerel

otoritelere braklr.

2.8.3 Deprem Yknn Dier Yklerle Kombinasyonu ve nem Katsaylar

Eurocode 8, deprem yklemesini bir rastlantsal ykleme durumu olarak ele almakta ve

hareketli yklerin deprem srasnda, her zamanki deerlerinden az ve ikincil etkili olduklar

kabulyle, hareketli yk kombinasyon katsaysn Trk Deprem Ynetmeliine gre dk

tutmaktadr. Hareketli ykler iin hemen hemen her zaman aldklar kalc, srekli deerleri

belirlemede kullanlan yar sabit kombinasyon katsaysnn kullanlmas ngrlmtr.

nem katsaylar bakmndan iki ynetmelii karlatrdmzda Afet Blgelerinde

Yaplacak Yaplar Hakknda Ynetmelikin ok az bir miktar daha yksek gvenlii art

kotuu grlr. Bu ynetmelikte nem katsaylar 1den kk deer almaz ve deprem

ykn azaltacak ynde etki etmez.

32

3. DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

3.1 Depreme Dayankl Yapda Aranan Genel zellikler

3.1.1 Eurocode 8

Ynetmelikte verilen kurallar deprem durumunda bina iindeki insan hayatnn korunmasna,

hasarn snrl tutulmasna ve nemli yaplardaki faaliyetin devam etmesine yneliktir. Bunun

iin, tayc sistemin dzenlenmesinde aadaki zelliklerin ortaya kmasna zen

gsterilir:

Yapsal Basitlik: Deprem etkilerinin, meydana geldii yerden zemine kadar ak ve dolaysz yollardan iletilmesi salanmaldr. Bu tr basitlik durumunda tayc

sistemin modellenmesi, zmlenmesi, boyutlandrlmas, donat dzeninin

oluturulmas ve ina edilmesi ok daha az belirsizlik ierir ve bu tr bir yapnn

deprem davrannn belirlenmesi ok daha gvenilirdir.

Dzgnlk ve Simetri: Tayc sistem elemanlarnn planda dzgn datlmas, atalet kuvvetlerinin ksa yoldan dolaysz olarak iletilmesini salar. Gerektii zaman, bina

paralara blnerek bu zellik salanabilir. Dey kesitte de dzgnlk salanarak,

gerilme ylmalar ve byk sneklik ihtiyac ortadan kaldrlabilir. Plandaki ktle

dalmna uygun olarak oluturulacak dayanm ve rijitlik dalm ile; ktle ve rijitlik

arasndaki dmerkezlik en dk dzeye indirilir.

ki Dorultuda Dayanm ve Rijitlik: Yatay deprem tesiri iki dorultuda etkir. Bu sebepten binann herhangi bir dorultuda gelecek deprem etkisine dayankl olmas

gerekir. Bu husus, binada birbirine dik iki dorultuda yeterli dayanm oluturularak

salanabilir. Ayrca deprem hareketinin etkilerini en aza indirmeye alrken, seilen

rijitlik karakteristikleri, ikinci mertebe etkileri veya ar yer deitirmelerin

oluumunu snrlandrabilir.

Burulma Dayanm ve Rijitlii: Binalar yanal dayanm ve rijitlik yannda, burulma dayanm ve rijitliine de sahip olmaldr. nk eitli yapsal elemanlarda, dzgn

olmayan yollardan gerilme oluturan burulma hareketlerinin snrlandrlmas

gerekmektedir. Bunun iin, tayc sistemin ana elemanlarnn bina d evresine

yakn yerletirilmesi uygundur.

33

Kat Seviyesinde Rijit Diyafram Etkisi: Binalarn demeleri, tayc sistemin davrannda; deprem kuvvetlerinin toplanmas, datlmas ve sistemin beraber

almas bakmndan nemli bir rol oynar. Bu nedenle, zellikle karmak ve dzgn

olmayan dey elemanlarn bulunmas durumunda, demenin diyafram etkisi nemli

olur. Bunun gibi farkl yatay rijitlie sahip (karma) sistemlerin kullanlmas

durumunda da sistemin btnl, demelerin diyafram etkisiyle salanr. Bu

nedenle, demelerin yeterli rijitlie sahip olmas, kolon ve perdelerle salkl

balantlarnn bulunmas ok nemlidir. Planda ok dank veya ok uzun

dikdrtgen eklinde bina dzeninden ve byk boluklardan, demenin rijit diyafram

etkisini nleyecei iin, kanlmaldr.

Yeterli Temel: Temelin ve st yapya balantsnn yeterli seviyede dzenlenmesiyle, btn binann deprem etkisinde dzgn bir ekilde zorlanmas ve ek etkilerin

olumamas salanr. ok farkl rijitlie sahip kolon ve perdelerden oluan binalarda,

btn elemanlar birletiren rijit bir temel yaplmas uygundur. Tekil temel

durumunda bunlarn bir plakla veya ba kirileri ile iki ana dorultuda balanmalar

salanmaldr.


Bir btn olarak deprem yklerini tayan bina tayc sisteminde ve ayn zamanda tayc

sistemi oluturan elemanlarn her birisinde, deprem yklerinin temel zeminine kadar srekli

bir ekilde ve gvenli olarak aktarlmasn salayacak dzeyde rijitlik, kararllk ve dayanm

bulunmaldr. Bu balamda deme sistemleri, deprem kuvvetlerinin tayc sistem

elemanlar arasnda gvenle aktarlmasn salayacak dzeyde rijitlik ve dayanma sahip

olmaldr.

Binaya aktarlan deprem enerjisinin nemli bir blmnn tayc sistemin snek davran

ile tketilmesi iin, snek tasarm ilkelerine uyulmaldr.

Dzensiz binalarn tasarmndan ve yapmndan kanlmaldr. Tayc sistem, planda

simetrik veya simetrie yakn dzenlenmeli ve burulma dzensizliine olabildiince mahal

verilmemelidir. Bunun iin perde gibi rijit tayc sistem elemanlarnn binann burulma

rijitliini artracak biimde yerletirilmesine zen gsterilmelidir.

Dey dorultuda ise zellikle zayf kat durumu oluturan dzensizliklerden kanlmaldr.

Bu amala, tayc sistem hesabnda gznne alnmayan, ancak kendi dzlemlerinde nemli

derecede rijitlie sahip olabilen dolgu duvarlarn baz katlarda ve zellikle binann giri

34

katlarnda kaldrlmas ile oluan ani rijitlik ve dayanm azalmalarnn olumsuz etkilerini

gidermek iin, bina tayc sisteminde gerekli nlemler alnmaldr.

Zayf zeminlere oturan kolon ve zellikle perde temellerindeki dnmelerin tayc sistem

hesabna etkileri, uygun idealletirme yntemleri ile gznne alnmaldr.

3.2 Hesap Esaslar

3.2.1 Yapsal Dzensizlikler

3.2.1.1 Eurocode 8

Sismik tasarm asndan yaplar, dzenli ve dzensiz olarak ikiye ayrlrlar.

Yapsal dzensizlikler;

a) Uzaysal veya basit dzlemsel yapsal modeli

b) Analiz metodunu (basitletirilmi modal veya multi-modal)

c) Boykesitteki dzensizliklere bal olarak azalan davran faktr qyu belirler.

Tasarmda yapsal dzensizlikle ilgili nerilere gz attmzda, Tablo 3.1de yapsal

dzensizlik karakterlerinin planda ve boykesitte olmak zere ikiye ayrldn grrz.

Tablo 3.1 Sismik tasarmda yapsal dzensizlikler

Dzenlilik zin Verilen Basitletirme Davran Plan Boykesit Model Lineer-Elastik Analiz

Var

Var

Yok

Yok

Var

Yok

Var

Yok

Dzlemsel

Dzlemsel

Uzaysal

Basitletirilmi

Modal

Basitletirilmi

Tablo deeri

Azaltlm

Tablo deeri

3.2.1.1.1 Planda Dzensizlik in Kriterler

Tayc Sistem Dzenlilii: Binann yaps, eilme rijitlii ve ktlelerin dalm asndan

planda dikey eksenlere gre gznne alnan iki deprem dorultusunda da simetrik bir dzen

gstermelidir.

35

Planda Girinti ve knt Dzenlilii: Plandaki dzenleni derli toplu olmaldr. L, C, H, I ve

X gibi blnm ekillerden kanlmaldr. Planda gznne alnan dorultudaki girinti ve

oyuklarn toplam boyutu, plann dtan da boyutunun %25ini amamaldr.

Deme Srekliliinin Dzenlilii: Demenin dzlemsel rijitlii, rijit diyafram kabulne

uyacak ekilde byk olmaldr. Deformasyonlar kk ve kuvvet dalm zerinde etkisiz

olmaldr.

Burulma Dzenlilii: %5lik dmerkezlikle etkiyen deprem kuvveti iin, bir katta deprem

kuvveti dorultusundaki maksimum yer deitirme, katn ortalama yer deitirmesini

%20den fazla aamaz.

3.2.1.1.2 Boykesitte Dzensizlik in Kriterler

Sreksizlik Dzenlilii: Perde ve kolonlar gibi yatay yk tayan elemanlar, binann tepesine

kadar (deiiklik ykseklilerde basamakl dzenleni sz konusu ise ilgili kuaa kadar)

srekli, kesilmeden devam etmelidir.

Rijitlik Dzenlilii: Eilme rijitlii ve ktle, temelden tepeye kadar her yeni katta ya sabit

kalmal ya da ani deiim olmakszn kademeli olarak azalmaldr.

Dayanm Dzenlilii: ereveli binalarda, katn gerek dayanmnn, analiz sonucunda

gerekli grlen dayanma oran, alt ve st komu katlar arasnda orantsz olarak

deimemelidir. Bu yzden betonarme ve yma dolgulu yaplarda iyiletirici nlemlere

bavurulur.

Geri ekilme Dzenlilii Bina ykseldike kat alan planda klyorsa (d noktada geride

ina etme durumu varsa), bu tarz basamakl yaplar iin aadaki zel gvenlik artlarna

uyulmaldr.

36

a)Simetrik gerilemede

1 2

1

0.20L LL (3.1)

olmaldr.

ekil 3.1 Eurocode 8de dzenlilik kriterleri

b) Simetrik ve (0.15 H) yksekliinin zerinde gerekleen gerilemede

3 1 0.20L LL+ (3.2)

olmaldr.


37

c)Simetrik ancak (0.15 H) yksekliinin altndaki gerilemede

3 1 0.50L LL+ (3.3)

olmaldr.

Bu ksm aada genileme olmayan benzer

binada ayn blgede meydana gelecek kesme

kuvvetinin en az %75ini tayacak ekilde

tasarlanmaldr.


d)Simetrik olmayan gerilemede

2 0.30L LL (3.4)

ve

1 21

0.10L LL (3.5)

olmaldr.


38

Eksenel simetrisi korunan dey deiken kesitli binalarda plandaki herhangi bir kesit ile bir nceki kesit arasndaki oran %20den fazla olamaz. (a,b)

Toplam bina yksekliinin %15i iinde dey kesitte sadece 1 defa deiim bulunan binalarda, deiim bir nceki kesitin %50sinden fazla olamaz. Buna gre st katlarn

evresinin izdmnde zemin blgesinin yaps, zemin geniletilmesi yaplmam

benzer bir binada oluacak yanal kesme kuvvetlerinin %75ini karlayacak ekilde

tasarlanmaldr. (c)

Dey de

afet bölgelerinde yapılacak yapılar hakkında yönetmelik ile eurocode 8’in çelik yapılar...

Documents