kapali çikma düzensİzlİĞİnİn betonarme · pdf filekapali çikma...

12
Yedinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 30 Mayıs-3 Haziran, 2011, İstanbul Seventh National Conference on Earthquake Engineering, 30 May-3 June 2011, Istanbul, Turkey 1 KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN SİSMİK DAVRANIŞINA ETKİLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ EVALUATION OF EFFECT OF HEAVY OVERHANG IRREGULARITY ON SEISMIC BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES Hayri B. ÖZMEN 1 , Mehmet INEL 2 ve Bayram T. ÇAYCI 3 ÖZET Türkiye’de büyük can ve mal kaybına yol açan depremlerde ağır hasar alan ya da göçen bina miktarı betonarme binaların yetersiz sismik performansını gündeme getirmiştir. Yetersiz sismik performans nedenleri arasında malzeme kalitesi, detaylandırma ve inşaat hataları gibi nedenler yanında çeşitli düzensizlik etkileri de bulunmaktadır. Bunlardan biri olan kapalı çıkma, yapının deprem performansını olumsuz etkileyen durumlardan birisi olarak gösterilebilir. Binada ağırlık ve periyodun artması ile yer değiştirme taleplerinin artmasına yol açmaktadır. Çeşitli nedenlerle kapalı çıkma olan kısımlarda kolonların kiriş elemanlarla bağlanmaması kolonun taşıdığı moment ve kesme değerlerinde azalışa ve ilave rijitlik azalmasına neden olmaktadır. Kapalı çıkmalı yapıların deprem performansının incelenmesi amacıyla Türkiye’de yer alan betonarme binaları temsil eden toplam 144 adet üç boyutlu bina modeli kullanılarak bu binaların kirişli ve kirişsiz kapalı çıkmaya sahip durumları değerlendirilmiştir. Tasarımlar 1975 ve 1998 deprem yönetmeliklerine göre yapılmıştır. Binaların modellemesi ve doğrusal olmayan statik analizleri Sap2000 statik analiz programı ile yapılmıştır. Sismik yerdeğiştirme talepleri 264 farklı ivme kaydı kullanılarak yapıların tek serbestlik derecesine indirgenmiş hallerine doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz uygulanması ile elde edilmiştir. Hemen kullanım, can güvenliği ve göçme öncesi performans seviyeleri kapasite değerleri ile ortalama 0.2g, 0.4g ve 0.6g maksimum yer ivmesi değerine sahip deprem setlerinin talep değerleri karşılaştırılmıştır. Değerlendirme sonucunda kapalı çıkmanın yapı üzerinde bazı olumlu ve olumsuz etkileri bulunduğu fakat olumsuz etkilerin daha ağır bastığı görülmüştür. Kapalı çıkmaya sahip binalarda çıkma bölgesinde kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış üzerinde belirgin etkisi olduğu ve kiriş bulunmayan durumda olumsuzlukların oldukça arttığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans seviyesi, Sismik davranış. ABSTRACT The number of heavily damaged or collapsed buildings during earthquakes has drawn attention to the inadequate seismic performance of reinforced concrete buildings. Among the material quality, detailing and construction deficiencies, irregularities are one of the important reasons of the damages. Heavy overhangs may be seen as one of these irregularities that adversely affect the seismic behavior. This leads to increase in weight and period of the building, which amplifies the displacement demands. In addition, the possible absence of the beams in the overhang zone causes additional loss in the lateral force capacity and rigidity. 144 building models that reflect Turkish reinforced concrete building stock with and without heavy overhangs are investigated in order to evaluate this effect on seismic performance. Models include versions with and without beams in overhang zone. Buildings are designed per 1975 and 1998 Turkish Earthquake Code. The Sap2000 software was used for modeling and non-linear static analyses of the buildings. Seismic displacement demands are determined by non-linear dynamic response history analyses using 264 different acceleration records. 1 Arş. Gör., Pamukkale Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Denizli, [email protected] 2 Doç. Dr., Pamukkale Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Denizli, [email protected] 3 Y.Lisans öğrencisi, Pamukkale Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Denizli.

Upload: lamnhu

Post on 08-Feb-2018

304 views

Category:

Documents


16 download

TRANSCRIPT

Page 1: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

Yedinci Ulusal Deprem Muumlhendisliği Konferansı 30 Mayıs-3 Haziran 2011 İstanbul Seventh National Conference on Earthquake Engineering 30 May-3 June 2011 Istanbul Turkey

1

KAPALI CcedilIKMA DUumlZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN SİSMİK DAVRANIŞINA ETKİLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

EVALUATION OF EFFECT OF HEAVY OVERHANG IRREGULARITY ON

SEISMIC BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

Hayri B OumlZMEN1 Mehmet INEL 2 ve Bayram T CcedilAYCI3

OumlZET

Tuumlrkiyersquode buumlyuumlk can ve mal kaybına yol accedilan depremlerde ağır hasar alan ya da goumlccedilen bina miktarı betonarme binaların yetersiz sismik performansını guumlndeme getirmiştir Yetersiz sismik performans nedenleri arasında malzeme kalitesi detaylandırma ve inşaat hataları gibi nedenler yanında ccedileşitli duumlzensizlik etkileri de bulunmaktadır Bunlardan biri olan kapalı ccedilıkma yapının deprem performansını olumsuz etkileyen durumlardan birisi olarak goumlsterilebilir Binada ağırlık ve periyodun artması ile yer değiştirme taleplerinin artmasına yol accedilmaktadır Ccedileşitli nedenlerle kapalı ccedilıkma olan kısımlarda kolonların kiriş elemanlarla bağlanmaması kolonun taşıdığı moment ve kesme değerlerinde azalışa ve ilave rijitlik azalmasına neden olmaktadır Kapalı ccedilıkmalı yapıların deprem performansının incelenmesi amacıyla Tuumlrkiyersquode yer alan betonarme binaları temsil eden toplam 144 adet uumlccedil boyutlu bina modeli kullanılarak bu binaların kirişli ve kirişsiz kapalı ccedilıkmaya sahip durumları değerlendirilmiştir Tasarımlar 1975 ve 1998 deprem youmlnetmeliklerine goumlre yapılmıştır Binaların modellemesi ve doğrusal olmayan statik analizleri Sap2000 statik analiz programı ile yapılmıştır Sismik yerdeğiştirme talepleri 264 farklı ivme kaydı kullanılarak yapıların tek serbestlik derecesine indirgenmiş hallerine doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz uygulanması ile elde edilmiştir Hemen kullanım can guumlvenliği ve goumlccedilme oumlncesi performans seviyeleri kapasite değerleri ile ortalama 02g 04g ve 06g maksimum yer ivmesi değerine sahip deprem setlerinin talep değerleri karşılaştırılmıştır Değerlendirme sonucunda kapalı ccedilıkmanın yapı uumlzerinde bazı olumlu ve olumsuz etkileri bulunduğu fakat olumsuz etkilerin daha ağır bastığı goumlruumllmuumlştuumlr Kapalı ccedilıkmaya sahip binalarda ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde belirgin etkisi olduğu ve kiriş bulunmayan durumda olumsuzlukların oldukccedila arttığı belirlenmiştir Anahtar Kelimeler Betonarme yapılar Kapalı ccedilıkma Performans seviyesi Sismik davranış

ABSTRACT

The number of heavily damaged or collapsed buildings during earthquakes has drawn attention to the inadequate seismic performance of reinforced concrete buildings Among the material quality detailing and construction deficiencies irregularities are one of the important reasons of the damages Heavy overhangs may be seen as one of these irregularities that adversely affect the seismic behavior This leads to increase in weight and period of the building which amplifies the displacement demands In addition the possible absence of the beams in the overhang zone causes additional loss in the lateral force capacity and rigidity 144 building models that reflect Turkish reinforced concrete building stock with and without heavy overhangs are investigated in order to evaluate this effect on seismic performance Models include versions with and without beams in overhang zone Buildings are designed per 1975 and 1998 Turkish Earthquake Code The Sap2000 software was used for modeling and non-linear static analyses of the buildings Seismic displacement demands are determined by non-linear dynamic response history analyses using 264 different acceleration records

1 Arş Goumlr Pamukkale Uumlniversitesi İnşaat Muumlhendisliği Boumlluumlmuuml Denizli hozmenpauedutr 2 Doccedil Dr Pamukkale Uumlniversitesi İnşaat Muumlhendisliği Boumlluumlmuuml Denizli minelpauedutr 3 YLisans oumlğrencisi Pamukkale Uumlniversitesi İnşaat Muumlhendisliği Boumlluumlmuuml Denizli

2 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Capacity values of immediate occupancy life safety and collapse prevention performance levels were compared with the demands from sets of records having mean peak ground accelerations of 02g 04g and 06g It has been found that heavy overhangs have some positive and negative effects on structural behavior with the conclusion that negative effects are dominant The presence or the absence of the beams at the overhang zone has significant effect on the seismic behavior and latter is much more detrimental Keywords Heavy overhang Performance level Reinforced concrete Seismic behavior

GİRİŞ Tuumlrkiye yoğun depremlerin yaşandığı oumlnemli bir deprem kuşağında yer almaktadır Oumlzellikle son yıllarda yaşanan depremler uumllkemize buumlyuumlk zararlar vermiştir Yapıların deprem karşısında goumlsterdiği yetersiz performans ve yaşanan can kayıpları mevcut yapı stoğunun depremler karşısında sorgulanmasını guumlndeme getirmiştir Yapının deprem performansı birccedilok etkene bağlıdır Kapalı ccedilıkmalar deprem performansını olumsuz etkileyen durumlardan birisidir

Uumllkemizde birccedilok yapıda imar mevzuatının da adeta oumlzendirmesiyle zemin kat uumlstuumlndeki yapılarda kat alanının arttırılması yoluna gidilmektedir Bunun iccedilin de yapının bir veya birkaccedil kenarında ccedilıkmalar inşa edilmektedir Fonksiyonelliği olumsuz etkilediği gerekccedilesiyle kapalı ccedilıkma yapılan kısımlarda kolonlar kirişlerle genellikle birleştirilmez Oumlzellikle zemin kattan sonra yasal olarak adeta teşvik edilen kapalı ccedilıkmalarda yaygın olarak goumlruumllen kiriş suumlreksizlikleri ccedilerccedileve suumlreksizliğinin en tipik oumlrneklerinden birisidir Kapalı ccedilıkmaların binanın ağırlık ve rijitlik merkezleri arasındaki farkı buumlyuumltebileceği meydana gelen ağırlık artışının binanın deprem davranışını etkileyeceği bilinmektedir Geccedilmiş depremlerde bunun oumlrneklerine rastlanmıştır (Doğanguumln 2004 Santiago vd 2003)

Ağır ccedilıkmalara sahip binaların geccedilmiş depremlerde duumlzguumln cepheye sahip binalara oranla daha fazla hasara uğradıkları goumlzlenmiştir (Oumlzcebe 2004 Sucuoglu ve Yazgan 2003) Guumlney Oumlzcebe tarafından hazırlanan Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler Geliştirilmesi TUumlBİTAK İCcedilTAG YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi Sonuccedil Raporursquonda 3 ten fazla katlı yapılar iccedilin ağır ccedilıkmalar kısa kolondan daha oumlnemli bir olumsuzluk olarak oumlngoumlruumllmektedir

Ccedilalışmanın amacı mevcut betonarme yapı stoğunda kapalı ccedilıkmaların yapı performansı uumlzerindeki etkilerinin incelenmesidir Bu amaccedilla uumllkemizdeki mevcut yapı stoğunu temsil eden duumlzensizliği bulunmayan referans olarak nitelenen 2-4- ve 7-katlı binalar 1975 ve 1998 (AY-75 1975 AY-98 1998) youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanmıştır Kapalı ccedilıkmalar eklenerek elde edilen bina modellerinin ccedilıkma boumllgesinde kolonların kirişlere bağlı olduğu ve olmadığı durumlar dikkate alınarak değerlendirmeler yapılmıştır

MODEL OumlZELLİKLERİ VE MODELLEME Ccedilalışma kapsamında kullanılan duumlzenli referans ve kapalı ccedilıkmalı bina modellerinin hazırlanmasında mevcut binalarla ilgili envanter ccedilalışması (İnel vd 2009) verileri kullanılmıştır Bu ccedilalışmada betonarme yapıların dayanım ve şekildeğiştirme davranışları uumlzerinde etkisi olduğu duumlşuumlnuumllen bazı yapısal oumlzelliklerin yapı stoğu iccedilindeki değerleri incelenmiştir Binalar yapım yılları ve kat sayısına goumlre alt gruplara ayrılarak toplam 475 bina ve bu binalardan seccedililen 40351 kolon ve 3123 kiriş eleman dikkate alınmıştır Ccedilalışmada referans olarak nitelendirilen duumlzenli binalar ve bu binaların kapalı ccedilıkmaya sahip durumları olmak uumlzere toplam 144 adet bina modellemesi yapılmıştır Modellere ait kalıp planı goumlruumlnuumlmleri Şekil 1rsquode verilmiştir Binaların iki asal youmlnuuml dikkate alındığında ccedilalışma kapsamında 288 adet model değerlendirilmiştir Envanter ccedilalışması sonucunda elde edilen ve modellerde yer alan kapalı ccedilıkma oranları Tablo 1rsquode verilmiştir Envanter kapsamında ccedilıkma derinliğinin genel olarak 085 m ile 110 m arasında değiştiği goumlzlenmiştir Modellerde yer alan ccedilıkma boumllgesi derinliği de yapılan envanter ccedilalışması verileri baz alınarak belirlenmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 3

Kapalı ccedilıkmaya sahip modellere ait goumlruumlnuumlmler Şekil 1rsquode verilmiştir Şekilde kapalı ccedilıkma bulunan kısımlar taralı olarak goumlsterilmiştir Referans modellerde bu kapalı ccedilıkma kısımları bulunmamaktadır Kirişsiz modelde ise taralı olarak yer alan kirişler kaldırılmıştır

Tablo 1 Envantere ait kapalı ccedilıkma verileri Kapalı ccedilıkma alanınormal kat alanı

Youmlnetmelik Kat

Sayısı Ortalama

() Std Sap Varyasyon Katsayısı

1975 1-2 879 864 098 1975 3-5 718 440 061 1975 6+ 735 614 084 1998 1-2 453 406 089 1998 3-5 1078 752 070 1998 6+ 805 747 093

2 katlı bina kapalı ccedilıkma 4 katlı bina kapalı ccedilıkma

7 katlı bina kapalı ccedilıkma

Şekil 1 Ccedilalışmada kullanılan 2-4- ve 7-katlı kapalı ccedilıkmaya sahip yapıların kalıp planları

Envanter ccedilalışması (İnel vd 2009) sonu elde edilen oumlzelliklerin yansıtılması ile 1-2 katlı

binalar 2 3-5 katlı binalar 4 6 ve uumlzeri katlı binalar da 7 katlı bina modelleri ile temsil edilmiştir Her bir yapı grubu iccedilin iki farklı deprem youmlnetmeliği (1975 ve 1998) 2 farklı beton basınccedil dayanımı ve iki farklı yanal donatı durumu dikkate alınmıştır Beton sınıfı olarak 1998 oumlncesi yapılarda BS16 (orta kalite) ve BS10 (duumlşuumlk kalite) 1998 ve sonrası yapılarda BS25 (iyi kalite) ve

4 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

BS16 (orta kalite) oumlngoumlruumllmuumlştuumlr Her bir model iccedilin sargı boumllgelerinde youmlnetmeliğe uygun donatı duumlzeni ve 200 mm aralıklı ve ccedilirozsuz olmak uumlzere iki farklı yanal donatı durumu goumlz oumlnuumlne alınarak mevcut yapı stoğunda yaygın olarak goumlruumllebilen yanal donatı yetersizliği ve duumlşuumlk beton dayanımı kusurlarının davranışa etkisi de incelenmiştir Analizlerde SAP2000 programı kullanılmıştır (SAP2000 CSI)

Bina modellerinin sismik davranış ve performansının belirlenmesi amacıyla doğrusal elastik olmayan modelleri 2007 Deprem Youmlnetmeliği goumlz oumlnuumlne alınarak hazırlanmıştır (DBYBHY-2007 2007) Doğrusal elastik olmayan davranış eleman uccedillarına yerleştirilen plastik mafsallar yoluyla belirlenmiştir

Bir plastik mafsalın tanımlanabilmesi iccedilin Şekil 2rsquode verilen B C D E (ve performans kriterleri iccedilin MN GV GCcedil) noktalarının koordinatları belirlenmelidir Eğilme mafsallarında bu noktaların tanımlanabilmesi iccedilin moment-eğrilik ilişkisinin bilinmesi gereklidir Bu amaccedilla her bir elemanın kritik kesitlerinde yanal donatı miktarı dikkate alınarak oumlncelikle sargılı beton birim deformasyon-dayanım ilişkisi belirlenmiştir Ccedilelik birim deformasyon-dayanım ilişkisi DBYBHY-2007rsquode oumlnerilen şekilde dikkate alınmıştır Malzeme deformasyon-dayanım ilişkileri kullanılarak elde edilen moment-eğrilik ilişkisi ve belirlenen suumlneklik kriterleri kullanılarak eğilme mafsallarının deformasyon kapasiteleri belirlenmiştir Mafsalların tanımlanması iccedilin her elemanın kritik kesitlerinin moment eğrilik ilişkileri Sargı Etkisi Modelleme Analiz Programı (SEMAp 2008) kullanılarak hesaplanmıştır

Beton modelleri iccedilin Mander sargılı beton modeli (Mander vd 1988) kullanılmıştır Bu moment-eğirlik ilişkileri nihai deformasyon kriterleri ve plastik mafsal boyu (Lp= h2 DBYBHY-2007 2007) kullanılarak her bir elemanın plastik doumlnme kapasitesi ve mafsal oumlzellikleri belirlenmiştir Eğilme mafsalları iccedilin hasar sınır değerleri Tablo 2rsquode verilmiştir

Şekildeğiştirme

Kuvvet

A

BC

D E

MNGV GCcedil

Min

imum

H

asar

Boumll

gesi

Belir

gin

H

asar

Boumll

gesi

İleri

H

asar

Boumll

gesi

Goumlccedilme Boumllgesi

Şekil 2 Tipik dayanım deformasyon ilişkisi

Tablo 2 Eğilme mafsalı hasar sınır kriterleri

Nokta Beton Birim Deformasyonu εc

Ccedilelik Birim Deformasyonu εs

B Akma dayanımı ve eğilme rijitliği belirler MN (εcu)MN=00035 (εs)MN= 001 GV (εcg)GV= 00035+0 010( ρmρs) le00135 (εs)GV= 004 GC (εcg)GC= 00040+0014( ρmρs) le00180 (εcu)GCcedil= 006 C-D (εcg)C= 003 (εs)C= 05εsu

E (εcg)E= 004 (εs)E= εsu

Tabloda verilen c beton birim deformasyon değeri cuen dış beton lifi başınccedil birim deformasyonu cgen dış ccedilekirdek lifi başınccedil birim deformasyonu s kesitte mevcut bulunan enine donatı hacimsel oranı sm kesitte DBYYHY-2007rsquoye goumlre bulunması gerekli enine donatı hacimsel oranı s ccedilelik birim deformasyon değeri su nihai ccedilelik birim deformasyon değerini ifade etmektedir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 5

Moment mafsallarına ek olarak kolon ve kirişlerde kesme mafsalları da tanımlanmıştır Moment mafsallarından farklı olarak kesme mafsallarında herhangi bir suumlneklik hesaplanmamış elemanların kesme kapasitelerine ulaşır ulaşmaz goumlccedilme konumuna ulaştığı varsayılmıştır Kesme kapasiteleri TS500rsquoe (2000) goumlre hesaplanmıştır

İncelenen her bir model dolgu duvarların yapı davranışına etkisinin dikkate alınması amacıyla duvarların taşıyıcı eleman olarak dikkate alındığı ve alınmadığı iki farklı biccedilimde hazırlanmıştır Duvarların etkisi eşdeğer ccedilapraz basınccedil ccedilubukları kullanılarak yansıtılmıştır Basınccedil ccedilubuklarının oumlzellikleri FEMA-356 ve 2007 Deprem Youmlnetmeliği (FEMA-356 2000 DBYBHY-2007 2007) dikkate alınarak belirlenmiştir

Modellemesi yapılan binaların performansı doğrusal elastik olmayan analiz ile belirlenmiştir Boumlylece kirişli ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansları referans binalarla karşılaştırılmış ve etkileri değerlendirilmiştir

KAPALI CcedilIKMANIN DAVRANIŞA ETKİSİ Yapıda ccedilıkma bulunmasının yapı davranışına olumlu ve olumsuz etkileri mevcuttur Oumlncelikle yapıda bulunan ağırlık artışı yapı periyodunu arttırarak yer değiştirme taleplerinin artmasına yol accedilmaktadır Ayrıca burada binanın asal youmlnlerinden biri iccedilin ele alındığı gibi ccedilıkma boumllgesinde mimari nedenlerle kiriş imal edilmeyebilmektedir Bu durum kolonun mesnet şartları değiştiğinden (kiriş ile bağlı olmadığından uccedillarda doumlnme rijitliği azalmaktadır) ilave rijitlik azalışına neden olarak periyodu daha da arttırmaktadır Ek olarak kolonun taşıdığı moment ve kesme değerinin azalması ile (duumlğuumlm dengesi gereği toplam kiriş momenti ve kolon momentinin eşit olması) bina yatay dayanımında azalmaya yol accedilmaktadır

Kolon uumlzerindeki eksenel yuumlk artışı sebebiyle eleman suumlnekliğinde azalmaya neden olur Fakat bu etkilere rağmen kapalı ccedilıkma durumunun olumlu yanları da bulunmaktadır Kapalı ccedilıkma bina dış kenarında imal edilmektedir Bu boumllgede kolonlar zaten kenar kolon olduğundan uumlzerlerindeki eksenel yuumlk duumlşuumlk duumlzeydedir Bu kolonlarda eksenel yuumlk artışı ile oluşan deformasyon kapasitesi duumlşuumlşuuml bina iccedilin kritik olmayabilir Dahası bu kolonlar denge altı olduğundan eksenel yuumlk artışı dayanım değerlerinin artmasına yol accedilarak bina yatay dayanımını arttırmaktadır İlave olarak eleman ccedilatlamış kesit rijitliği de eksenel yuumlk ile arttığından bu kolonların rijitliği ve dolayısıyla bina rijitliği artar Daha da oumlnemlisi bu kolonlardaki goumlreli rijitlik artışı sebebiyle yatay yuumlkler eksenel yuumlk duumlzeyi daha buumlyuumlk olan orta kolonlardan bu kolonlara doğru kayarak daha olumlu bir yuumlk dağılımı elde edilmiş olur Kapalı ccedilıkma boumllgesinde kiriş kaldırılması durumunda duumlğuumlm dengesi gereği ilgili youmlnde kolon momenti azalacaktır Dolayısıyla kolon daha az zorlanacak ve daha geccedil hasar almaya başlayacaktır Buda DBYBHY-2007rsquode olduğu gibi yerdeğiştirme kapasitesinin bina kolonlarında oluşan hasara bağlı değerlendirildiği durumlarda kapasite artışına sebep olabilir Fakat yerdeğiştirme kapasitesinin goumlreli oumltelenmeye bağlı değerlendirildiği zaman bu durum goumlruumllmeyebilir

Ayrıca Şekil 3rsquode goumlruumllduumlğuuml gibi binanın bir kenar kolonunda moment değeri duumlğuumlm dengesi gereği kolona bağlanan kiriş momentine eşittir Bu kolona ccedilıkma yapılarak konsol bir kiriş ilave edilmesi durumunda her iki kirişte de duumlşey yuumlkler altında negatif moment oluşacağından kolona gelen moment azalacaktır Yani ilave edilen kiriş sayesinde kolon moment dayanımının daha az bir kısmı duumlşey yuumlkler iccedilin kullanılmaktadır Bu sismik davranış accedilısından olumlu bir durumdur Oumlrneğin DBYBHY-2007 elastik youmlntemine goumlre analiz yapılması durumunda bu kolon talep ldquorrdquo değerinde azalma anlamına gelmektedir

Goumlruumllduumlğuuml gibi kapalı ccedilıkma davranışında birbiri ile ccedilelişen birccedilok etken mevcuttur Bu sebeple davranışta belirli bir eğilim goumlzlenmesi zor olabilmektedir

Ayrıca ccedilalışma kapsamında kapalı ccedilıkmanın kapasite uumlzerinde etkisinin değerlendirilmesi statik youmlntemler ile yapılmıştır Talep etkilerinin değerlendirilmesinde her ne kadar dinamik youmlntemler kullanılmış olsa da oumlnemli bir etki sayılabilecek depremin duumlşey hareketi dikkate alınmamıştır Depremin duumlşey ivmesi sebebiyle direkt olarak kolon eleman ile desteklenmeyen kapalı ccedilıkma boumllgesinde daha buumlyuumlk gerilmelerin oluşması veveya burada hesaba katılmamış olan duumlşey salınım hareketleri meydana gelmesi muumlmkuumlnduumlr Bu sebeplerle ccedilalışma sonuccedillarında verilen kapalı ccedilıkma etkilerinin değerlendirilmesi soumlzuuml geccedilen hususlar dikkate alınmalıdır

6 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Şekil 3 Ccedilıkma durumunda kolonda moment azaltması

DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME TALEPLERİNİN BELİRLENMESİ 3-B olarak modellenen binalar uumlzerinde bulunan duumlşey yuumlk etkileri de goumlz oumlnuumlne alınarak doğrusal elastik olmayan statik analize tabi tutulmuş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir 288 adet model iccedilin 2007 Deprem Youmlnetmeliğirsquone goumlre Hemen Kullanım Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi performans seviyelerindeki yerdeğiştirme kapasitesi değerleri elde edilmiş ve kapalı ccedilıkmaya sahip ccedilıkma boumllgesinde kiriş bulunan ve bulunmayan binalar referans binalarla kıyaslanmıştır

3-B modellere ait kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilerek ldquoTek Serbestlik Derecelirdquo (TSD) modele indirgenmiştir TSD modellerin farklı maksimum yer ivmesi değerlerine sahip 264 gerccedilek deprem kaydı kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizle doğrusal olmayan yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır (Hachem BiSpec) Elde edilen bina yerdeğiştirme kapasiteleri yerdeğiştirme talepleri ile karşılaştırılmıştır Doğrusal olmayan yerdeğiştirme taleplerinin hesaplanmasında toplamda 264 adet yer hareketi kaydı kullanılmıştır Tuumlm deprem kayıtları PEER (PEER httppeerberkeleyedu) web sitesinden alınmıştır Analizde kullanılan depremler ve ivme kayıtlarına ait maksimum yer ivmesi değerleri Tablo 3rsquote verilmiştir

Deprem yerdeğiştirme talepleri ile bina yerdeğiştirme kapasiteleri kıyaslanırken deprem kayıtları youmlnetmelikte bulunan 3 deprem seviyesini (02g 04g ve 06g ) yansıtması iccedilin gruplara ayrılmıştır 02g 04g ve 06g değerlerinin etrafında maksimum yer ivme değerine sahip kayıtların ortalama yer ivme değerleri bu değerleri yansıtacak şekilde 3 gruba ayrılmış ve kıyaslamada kullanılmışlardır Bu gruplar farklı doumlnuumlşuumlm periyotlarına sahip yer hareketleri olarak duumlşuumlnuumllebilir

ANALİZ SONUCcedilLARI

Yapılan analizler sonucunda binalara ait ccedilatı katı oumltelenme oranları hesaplanmıştır Kapalı ccedilıkmaların referans binalara goumlre sismik performansını belirlemek iccedilin referans bina yerdeğiştirme talep ve kapasiteleri hem kirişli hem de kirişsiz olarak modellenen kapalı ccedilıkmaya sahip binalarla karşılaştırılmıştır

Tablo 4rsquote 1975 ve 1998 youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanan 2- 4- ve 7-katlı modellere ait ortalama yerdeğiştirme kapasite ve talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı cinsinden verilmiştir Talepkapasite oranı youmlnetmelikccedile tanımlanan performans sınırlarının deprem talebini ne oranda karşıladığı hakkında fikir verebilir ldquoRefrdquo referans binaları Kc10 kirişsiz kapalı ccedilıkmalı Kc1B ise kirişli kapalı ccedilıkmalı binaları temsil etmektedir

Şekil 4 5 ve 6rsquoda bina yerdeğiştirme kapasiteleri incelenmiştir Şekil 7 8 ve 9rsquoda ise sırasıyla 02g 04g ve 06grsquolik ortalama maksimum yer ivme değerleri iccedilin yerdeğiştirme talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı olarak verilmiştir Farklı beton ve yanal donatı durumunda sahip modellerin kapasite değerleri buumlyuumlk değişim goumlstermekte ve hepsinin birlikte verilmesi durumunda şekiller anlaşılmaz hale gelmektedir Bu sebeple şekillerde sadece her iki youmlnetmelik durumunda en iyi beton ve yanal donatı durumuna ait veriler goumlsterilmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 2: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

2 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Capacity values of immediate occupancy life safety and collapse prevention performance levels were compared with the demands from sets of records having mean peak ground accelerations of 02g 04g and 06g It has been found that heavy overhangs have some positive and negative effects on structural behavior with the conclusion that negative effects are dominant The presence or the absence of the beams at the overhang zone has significant effect on the seismic behavior and latter is much more detrimental Keywords Heavy overhang Performance level Reinforced concrete Seismic behavior

GİRİŞ Tuumlrkiye yoğun depremlerin yaşandığı oumlnemli bir deprem kuşağında yer almaktadır Oumlzellikle son yıllarda yaşanan depremler uumllkemize buumlyuumlk zararlar vermiştir Yapıların deprem karşısında goumlsterdiği yetersiz performans ve yaşanan can kayıpları mevcut yapı stoğunun depremler karşısında sorgulanmasını guumlndeme getirmiştir Yapının deprem performansı birccedilok etkene bağlıdır Kapalı ccedilıkmalar deprem performansını olumsuz etkileyen durumlardan birisidir

Uumllkemizde birccedilok yapıda imar mevzuatının da adeta oumlzendirmesiyle zemin kat uumlstuumlndeki yapılarda kat alanının arttırılması yoluna gidilmektedir Bunun iccedilin de yapının bir veya birkaccedil kenarında ccedilıkmalar inşa edilmektedir Fonksiyonelliği olumsuz etkilediği gerekccedilesiyle kapalı ccedilıkma yapılan kısımlarda kolonlar kirişlerle genellikle birleştirilmez Oumlzellikle zemin kattan sonra yasal olarak adeta teşvik edilen kapalı ccedilıkmalarda yaygın olarak goumlruumllen kiriş suumlreksizlikleri ccedilerccedileve suumlreksizliğinin en tipik oumlrneklerinden birisidir Kapalı ccedilıkmaların binanın ağırlık ve rijitlik merkezleri arasındaki farkı buumlyuumltebileceği meydana gelen ağırlık artışının binanın deprem davranışını etkileyeceği bilinmektedir Geccedilmiş depremlerde bunun oumlrneklerine rastlanmıştır (Doğanguumln 2004 Santiago vd 2003)

Ağır ccedilıkmalara sahip binaların geccedilmiş depremlerde duumlzguumln cepheye sahip binalara oranla daha fazla hasara uğradıkları goumlzlenmiştir (Oumlzcebe 2004 Sucuoglu ve Yazgan 2003) Guumlney Oumlzcebe tarafından hazırlanan Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler Geliştirilmesi TUumlBİTAK İCcedilTAG YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi Sonuccedil Raporursquonda 3 ten fazla katlı yapılar iccedilin ağır ccedilıkmalar kısa kolondan daha oumlnemli bir olumsuzluk olarak oumlngoumlruumllmektedir

Ccedilalışmanın amacı mevcut betonarme yapı stoğunda kapalı ccedilıkmaların yapı performansı uumlzerindeki etkilerinin incelenmesidir Bu amaccedilla uumllkemizdeki mevcut yapı stoğunu temsil eden duumlzensizliği bulunmayan referans olarak nitelenen 2-4- ve 7-katlı binalar 1975 ve 1998 (AY-75 1975 AY-98 1998) youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanmıştır Kapalı ccedilıkmalar eklenerek elde edilen bina modellerinin ccedilıkma boumllgesinde kolonların kirişlere bağlı olduğu ve olmadığı durumlar dikkate alınarak değerlendirmeler yapılmıştır

MODEL OumlZELLİKLERİ VE MODELLEME Ccedilalışma kapsamında kullanılan duumlzenli referans ve kapalı ccedilıkmalı bina modellerinin hazırlanmasında mevcut binalarla ilgili envanter ccedilalışması (İnel vd 2009) verileri kullanılmıştır Bu ccedilalışmada betonarme yapıların dayanım ve şekildeğiştirme davranışları uumlzerinde etkisi olduğu duumlşuumlnuumllen bazı yapısal oumlzelliklerin yapı stoğu iccedilindeki değerleri incelenmiştir Binalar yapım yılları ve kat sayısına goumlre alt gruplara ayrılarak toplam 475 bina ve bu binalardan seccedililen 40351 kolon ve 3123 kiriş eleman dikkate alınmıştır Ccedilalışmada referans olarak nitelendirilen duumlzenli binalar ve bu binaların kapalı ccedilıkmaya sahip durumları olmak uumlzere toplam 144 adet bina modellemesi yapılmıştır Modellere ait kalıp planı goumlruumlnuumlmleri Şekil 1rsquode verilmiştir Binaların iki asal youmlnuuml dikkate alındığında ccedilalışma kapsamında 288 adet model değerlendirilmiştir Envanter ccedilalışması sonucunda elde edilen ve modellerde yer alan kapalı ccedilıkma oranları Tablo 1rsquode verilmiştir Envanter kapsamında ccedilıkma derinliğinin genel olarak 085 m ile 110 m arasında değiştiği goumlzlenmiştir Modellerde yer alan ccedilıkma boumllgesi derinliği de yapılan envanter ccedilalışması verileri baz alınarak belirlenmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 3

Kapalı ccedilıkmaya sahip modellere ait goumlruumlnuumlmler Şekil 1rsquode verilmiştir Şekilde kapalı ccedilıkma bulunan kısımlar taralı olarak goumlsterilmiştir Referans modellerde bu kapalı ccedilıkma kısımları bulunmamaktadır Kirişsiz modelde ise taralı olarak yer alan kirişler kaldırılmıştır

Tablo 1 Envantere ait kapalı ccedilıkma verileri Kapalı ccedilıkma alanınormal kat alanı

Youmlnetmelik Kat

Sayısı Ortalama

() Std Sap Varyasyon Katsayısı

1975 1-2 879 864 098 1975 3-5 718 440 061 1975 6+ 735 614 084 1998 1-2 453 406 089 1998 3-5 1078 752 070 1998 6+ 805 747 093

2 katlı bina kapalı ccedilıkma 4 katlı bina kapalı ccedilıkma

7 katlı bina kapalı ccedilıkma

Şekil 1 Ccedilalışmada kullanılan 2-4- ve 7-katlı kapalı ccedilıkmaya sahip yapıların kalıp planları

Envanter ccedilalışması (İnel vd 2009) sonu elde edilen oumlzelliklerin yansıtılması ile 1-2 katlı

binalar 2 3-5 katlı binalar 4 6 ve uumlzeri katlı binalar da 7 katlı bina modelleri ile temsil edilmiştir Her bir yapı grubu iccedilin iki farklı deprem youmlnetmeliği (1975 ve 1998) 2 farklı beton basınccedil dayanımı ve iki farklı yanal donatı durumu dikkate alınmıştır Beton sınıfı olarak 1998 oumlncesi yapılarda BS16 (orta kalite) ve BS10 (duumlşuumlk kalite) 1998 ve sonrası yapılarda BS25 (iyi kalite) ve

4 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

BS16 (orta kalite) oumlngoumlruumllmuumlştuumlr Her bir model iccedilin sargı boumllgelerinde youmlnetmeliğe uygun donatı duumlzeni ve 200 mm aralıklı ve ccedilirozsuz olmak uumlzere iki farklı yanal donatı durumu goumlz oumlnuumlne alınarak mevcut yapı stoğunda yaygın olarak goumlruumllebilen yanal donatı yetersizliği ve duumlşuumlk beton dayanımı kusurlarının davranışa etkisi de incelenmiştir Analizlerde SAP2000 programı kullanılmıştır (SAP2000 CSI)

Bina modellerinin sismik davranış ve performansının belirlenmesi amacıyla doğrusal elastik olmayan modelleri 2007 Deprem Youmlnetmeliği goumlz oumlnuumlne alınarak hazırlanmıştır (DBYBHY-2007 2007) Doğrusal elastik olmayan davranış eleman uccedillarına yerleştirilen plastik mafsallar yoluyla belirlenmiştir

Bir plastik mafsalın tanımlanabilmesi iccedilin Şekil 2rsquode verilen B C D E (ve performans kriterleri iccedilin MN GV GCcedil) noktalarının koordinatları belirlenmelidir Eğilme mafsallarında bu noktaların tanımlanabilmesi iccedilin moment-eğrilik ilişkisinin bilinmesi gereklidir Bu amaccedilla her bir elemanın kritik kesitlerinde yanal donatı miktarı dikkate alınarak oumlncelikle sargılı beton birim deformasyon-dayanım ilişkisi belirlenmiştir Ccedilelik birim deformasyon-dayanım ilişkisi DBYBHY-2007rsquode oumlnerilen şekilde dikkate alınmıştır Malzeme deformasyon-dayanım ilişkileri kullanılarak elde edilen moment-eğrilik ilişkisi ve belirlenen suumlneklik kriterleri kullanılarak eğilme mafsallarının deformasyon kapasiteleri belirlenmiştir Mafsalların tanımlanması iccedilin her elemanın kritik kesitlerinin moment eğrilik ilişkileri Sargı Etkisi Modelleme Analiz Programı (SEMAp 2008) kullanılarak hesaplanmıştır

Beton modelleri iccedilin Mander sargılı beton modeli (Mander vd 1988) kullanılmıştır Bu moment-eğirlik ilişkileri nihai deformasyon kriterleri ve plastik mafsal boyu (Lp= h2 DBYBHY-2007 2007) kullanılarak her bir elemanın plastik doumlnme kapasitesi ve mafsal oumlzellikleri belirlenmiştir Eğilme mafsalları iccedilin hasar sınır değerleri Tablo 2rsquode verilmiştir

Şekildeğiştirme

Kuvvet

A

BC

D E

MNGV GCcedil

Min

imum

H

asar

Boumll

gesi

Belir

gin

H

asar

Boumll

gesi

İleri

H

asar

Boumll

gesi

Goumlccedilme Boumllgesi

Şekil 2 Tipik dayanım deformasyon ilişkisi

Tablo 2 Eğilme mafsalı hasar sınır kriterleri

Nokta Beton Birim Deformasyonu εc

Ccedilelik Birim Deformasyonu εs

B Akma dayanımı ve eğilme rijitliği belirler MN (εcu)MN=00035 (εs)MN= 001 GV (εcg)GV= 00035+0 010( ρmρs) le00135 (εs)GV= 004 GC (εcg)GC= 00040+0014( ρmρs) le00180 (εcu)GCcedil= 006 C-D (εcg)C= 003 (εs)C= 05εsu

E (εcg)E= 004 (εs)E= εsu

Tabloda verilen c beton birim deformasyon değeri cuen dış beton lifi başınccedil birim deformasyonu cgen dış ccedilekirdek lifi başınccedil birim deformasyonu s kesitte mevcut bulunan enine donatı hacimsel oranı sm kesitte DBYYHY-2007rsquoye goumlre bulunması gerekli enine donatı hacimsel oranı s ccedilelik birim deformasyon değeri su nihai ccedilelik birim deformasyon değerini ifade etmektedir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 5

Moment mafsallarına ek olarak kolon ve kirişlerde kesme mafsalları da tanımlanmıştır Moment mafsallarından farklı olarak kesme mafsallarında herhangi bir suumlneklik hesaplanmamış elemanların kesme kapasitelerine ulaşır ulaşmaz goumlccedilme konumuna ulaştığı varsayılmıştır Kesme kapasiteleri TS500rsquoe (2000) goumlre hesaplanmıştır

İncelenen her bir model dolgu duvarların yapı davranışına etkisinin dikkate alınması amacıyla duvarların taşıyıcı eleman olarak dikkate alındığı ve alınmadığı iki farklı biccedilimde hazırlanmıştır Duvarların etkisi eşdeğer ccedilapraz basınccedil ccedilubukları kullanılarak yansıtılmıştır Basınccedil ccedilubuklarının oumlzellikleri FEMA-356 ve 2007 Deprem Youmlnetmeliği (FEMA-356 2000 DBYBHY-2007 2007) dikkate alınarak belirlenmiştir

Modellemesi yapılan binaların performansı doğrusal elastik olmayan analiz ile belirlenmiştir Boumlylece kirişli ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansları referans binalarla karşılaştırılmış ve etkileri değerlendirilmiştir

KAPALI CcedilIKMANIN DAVRANIŞA ETKİSİ Yapıda ccedilıkma bulunmasının yapı davranışına olumlu ve olumsuz etkileri mevcuttur Oumlncelikle yapıda bulunan ağırlık artışı yapı periyodunu arttırarak yer değiştirme taleplerinin artmasına yol accedilmaktadır Ayrıca burada binanın asal youmlnlerinden biri iccedilin ele alındığı gibi ccedilıkma boumllgesinde mimari nedenlerle kiriş imal edilmeyebilmektedir Bu durum kolonun mesnet şartları değiştiğinden (kiriş ile bağlı olmadığından uccedillarda doumlnme rijitliği azalmaktadır) ilave rijitlik azalışına neden olarak periyodu daha da arttırmaktadır Ek olarak kolonun taşıdığı moment ve kesme değerinin azalması ile (duumlğuumlm dengesi gereği toplam kiriş momenti ve kolon momentinin eşit olması) bina yatay dayanımında azalmaya yol accedilmaktadır

Kolon uumlzerindeki eksenel yuumlk artışı sebebiyle eleman suumlnekliğinde azalmaya neden olur Fakat bu etkilere rağmen kapalı ccedilıkma durumunun olumlu yanları da bulunmaktadır Kapalı ccedilıkma bina dış kenarında imal edilmektedir Bu boumllgede kolonlar zaten kenar kolon olduğundan uumlzerlerindeki eksenel yuumlk duumlşuumlk duumlzeydedir Bu kolonlarda eksenel yuumlk artışı ile oluşan deformasyon kapasitesi duumlşuumlşuuml bina iccedilin kritik olmayabilir Dahası bu kolonlar denge altı olduğundan eksenel yuumlk artışı dayanım değerlerinin artmasına yol accedilarak bina yatay dayanımını arttırmaktadır İlave olarak eleman ccedilatlamış kesit rijitliği de eksenel yuumlk ile arttığından bu kolonların rijitliği ve dolayısıyla bina rijitliği artar Daha da oumlnemlisi bu kolonlardaki goumlreli rijitlik artışı sebebiyle yatay yuumlkler eksenel yuumlk duumlzeyi daha buumlyuumlk olan orta kolonlardan bu kolonlara doğru kayarak daha olumlu bir yuumlk dağılımı elde edilmiş olur Kapalı ccedilıkma boumllgesinde kiriş kaldırılması durumunda duumlğuumlm dengesi gereği ilgili youmlnde kolon momenti azalacaktır Dolayısıyla kolon daha az zorlanacak ve daha geccedil hasar almaya başlayacaktır Buda DBYBHY-2007rsquode olduğu gibi yerdeğiştirme kapasitesinin bina kolonlarında oluşan hasara bağlı değerlendirildiği durumlarda kapasite artışına sebep olabilir Fakat yerdeğiştirme kapasitesinin goumlreli oumltelenmeye bağlı değerlendirildiği zaman bu durum goumlruumllmeyebilir

Ayrıca Şekil 3rsquode goumlruumllduumlğuuml gibi binanın bir kenar kolonunda moment değeri duumlğuumlm dengesi gereği kolona bağlanan kiriş momentine eşittir Bu kolona ccedilıkma yapılarak konsol bir kiriş ilave edilmesi durumunda her iki kirişte de duumlşey yuumlkler altında negatif moment oluşacağından kolona gelen moment azalacaktır Yani ilave edilen kiriş sayesinde kolon moment dayanımının daha az bir kısmı duumlşey yuumlkler iccedilin kullanılmaktadır Bu sismik davranış accedilısından olumlu bir durumdur Oumlrneğin DBYBHY-2007 elastik youmlntemine goumlre analiz yapılması durumunda bu kolon talep ldquorrdquo değerinde azalma anlamına gelmektedir

Goumlruumllduumlğuuml gibi kapalı ccedilıkma davranışında birbiri ile ccedilelişen birccedilok etken mevcuttur Bu sebeple davranışta belirli bir eğilim goumlzlenmesi zor olabilmektedir

Ayrıca ccedilalışma kapsamında kapalı ccedilıkmanın kapasite uumlzerinde etkisinin değerlendirilmesi statik youmlntemler ile yapılmıştır Talep etkilerinin değerlendirilmesinde her ne kadar dinamik youmlntemler kullanılmış olsa da oumlnemli bir etki sayılabilecek depremin duumlşey hareketi dikkate alınmamıştır Depremin duumlşey ivmesi sebebiyle direkt olarak kolon eleman ile desteklenmeyen kapalı ccedilıkma boumllgesinde daha buumlyuumlk gerilmelerin oluşması veveya burada hesaba katılmamış olan duumlşey salınım hareketleri meydana gelmesi muumlmkuumlnduumlr Bu sebeplerle ccedilalışma sonuccedillarında verilen kapalı ccedilıkma etkilerinin değerlendirilmesi soumlzuuml geccedilen hususlar dikkate alınmalıdır

6 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Şekil 3 Ccedilıkma durumunda kolonda moment azaltması

DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME TALEPLERİNİN BELİRLENMESİ 3-B olarak modellenen binalar uumlzerinde bulunan duumlşey yuumlk etkileri de goumlz oumlnuumlne alınarak doğrusal elastik olmayan statik analize tabi tutulmuş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir 288 adet model iccedilin 2007 Deprem Youmlnetmeliğirsquone goumlre Hemen Kullanım Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi performans seviyelerindeki yerdeğiştirme kapasitesi değerleri elde edilmiş ve kapalı ccedilıkmaya sahip ccedilıkma boumllgesinde kiriş bulunan ve bulunmayan binalar referans binalarla kıyaslanmıştır

3-B modellere ait kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilerek ldquoTek Serbestlik Derecelirdquo (TSD) modele indirgenmiştir TSD modellerin farklı maksimum yer ivmesi değerlerine sahip 264 gerccedilek deprem kaydı kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizle doğrusal olmayan yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır (Hachem BiSpec) Elde edilen bina yerdeğiştirme kapasiteleri yerdeğiştirme talepleri ile karşılaştırılmıştır Doğrusal olmayan yerdeğiştirme taleplerinin hesaplanmasında toplamda 264 adet yer hareketi kaydı kullanılmıştır Tuumlm deprem kayıtları PEER (PEER httppeerberkeleyedu) web sitesinden alınmıştır Analizde kullanılan depremler ve ivme kayıtlarına ait maksimum yer ivmesi değerleri Tablo 3rsquote verilmiştir

Deprem yerdeğiştirme talepleri ile bina yerdeğiştirme kapasiteleri kıyaslanırken deprem kayıtları youmlnetmelikte bulunan 3 deprem seviyesini (02g 04g ve 06g ) yansıtması iccedilin gruplara ayrılmıştır 02g 04g ve 06g değerlerinin etrafında maksimum yer ivme değerine sahip kayıtların ortalama yer ivme değerleri bu değerleri yansıtacak şekilde 3 gruba ayrılmış ve kıyaslamada kullanılmışlardır Bu gruplar farklı doumlnuumlşuumlm periyotlarına sahip yer hareketleri olarak duumlşuumlnuumllebilir

ANALİZ SONUCcedilLARI

Yapılan analizler sonucunda binalara ait ccedilatı katı oumltelenme oranları hesaplanmıştır Kapalı ccedilıkmaların referans binalara goumlre sismik performansını belirlemek iccedilin referans bina yerdeğiştirme talep ve kapasiteleri hem kirişli hem de kirişsiz olarak modellenen kapalı ccedilıkmaya sahip binalarla karşılaştırılmıştır

Tablo 4rsquote 1975 ve 1998 youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanan 2- 4- ve 7-katlı modellere ait ortalama yerdeğiştirme kapasite ve talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı cinsinden verilmiştir Talepkapasite oranı youmlnetmelikccedile tanımlanan performans sınırlarının deprem talebini ne oranda karşıladığı hakkında fikir verebilir ldquoRefrdquo referans binaları Kc10 kirişsiz kapalı ccedilıkmalı Kc1B ise kirişli kapalı ccedilıkmalı binaları temsil etmektedir

Şekil 4 5 ve 6rsquoda bina yerdeğiştirme kapasiteleri incelenmiştir Şekil 7 8 ve 9rsquoda ise sırasıyla 02g 04g ve 06grsquolik ortalama maksimum yer ivme değerleri iccedilin yerdeğiştirme talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı olarak verilmiştir Farklı beton ve yanal donatı durumunda sahip modellerin kapasite değerleri buumlyuumlk değişim goumlstermekte ve hepsinin birlikte verilmesi durumunda şekiller anlaşılmaz hale gelmektedir Bu sebeple şekillerde sadece her iki youmlnetmelik durumunda en iyi beton ve yanal donatı durumuna ait veriler goumlsterilmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 3: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 3

Kapalı ccedilıkmaya sahip modellere ait goumlruumlnuumlmler Şekil 1rsquode verilmiştir Şekilde kapalı ccedilıkma bulunan kısımlar taralı olarak goumlsterilmiştir Referans modellerde bu kapalı ccedilıkma kısımları bulunmamaktadır Kirişsiz modelde ise taralı olarak yer alan kirişler kaldırılmıştır

Tablo 1 Envantere ait kapalı ccedilıkma verileri Kapalı ccedilıkma alanınormal kat alanı

Youmlnetmelik Kat

Sayısı Ortalama

() Std Sap Varyasyon Katsayısı

1975 1-2 879 864 098 1975 3-5 718 440 061 1975 6+ 735 614 084 1998 1-2 453 406 089 1998 3-5 1078 752 070 1998 6+ 805 747 093

2 katlı bina kapalı ccedilıkma 4 katlı bina kapalı ccedilıkma

7 katlı bina kapalı ccedilıkma

Şekil 1 Ccedilalışmada kullanılan 2-4- ve 7-katlı kapalı ccedilıkmaya sahip yapıların kalıp planları

Envanter ccedilalışması (İnel vd 2009) sonu elde edilen oumlzelliklerin yansıtılması ile 1-2 katlı

binalar 2 3-5 katlı binalar 4 6 ve uumlzeri katlı binalar da 7 katlı bina modelleri ile temsil edilmiştir Her bir yapı grubu iccedilin iki farklı deprem youmlnetmeliği (1975 ve 1998) 2 farklı beton basınccedil dayanımı ve iki farklı yanal donatı durumu dikkate alınmıştır Beton sınıfı olarak 1998 oumlncesi yapılarda BS16 (orta kalite) ve BS10 (duumlşuumlk kalite) 1998 ve sonrası yapılarda BS25 (iyi kalite) ve

4 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

BS16 (orta kalite) oumlngoumlruumllmuumlştuumlr Her bir model iccedilin sargı boumllgelerinde youmlnetmeliğe uygun donatı duumlzeni ve 200 mm aralıklı ve ccedilirozsuz olmak uumlzere iki farklı yanal donatı durumu goumlz oumlnuumlne alınarak mevcut yapı stoğunda yaygın olarak goumlruumllebilen yanal donatı yetersizliği ve duumlşuumlk beton dayanımı kusurlarının davranışa etkisi de incelenmiştir Analizlerde SAP2000 programı kullanılmıştır (SAP2000 CSI)

Bina modellerinin sismik davranış ve performansının belirlenmesi amacıyla doğrusal elastik olmayan modelleri 2007 Deprem Youmlnetmeliği goumlz oumlnuumlne alınarak hazırlanmıştır (DBYBHY-2007 2007) Doğrusal elastik olmayan davranış eleman uccedillarına yerleştirilen plastik mafsallar yoluyla belirlenmiştir

Bir plastik mafsalın tanımlanabilmesi iccedilin Şekil 2rsquode verilen B C D E (ve performans kriterleri iccedilin MN GV GCcedil) noktalarının koordinatları belirlenmelidir Eğilme mafsallarında bu noktaların tanımlanabilmesi iccedilin moment-eğrilik ilişkisinin bilinmesi gereklidir Bu amaccedilla her bir elemanın kritik kesitlerinde yanal donatı miktarı dikkate alınarak oumlncelikle sargılı beton birim deformasyon-dayanım ilişkisi belirlenmiştir Ccedilelik birim deformasyon-dayanım ilişkisi DBYBHY-2007rsquode oumlnerilen şekilde dikkate alınmıştır Malzeme deformasyon-dayanım ilişkileri kullanılarak elde edilen moment-eğrilik ilişkisi ve belirlenen suumlneklik kriterleri kullanılarak eğilme mafsallarının deformasyon kapasiteleri belirlenmiştir Mafsalların tanımlanması iccedilin her elemanın kritik kesitlerinin moment eğrilik ilişkileri Sargı Etkisi Modelleme Analiz Programı (SEMAp 2008) kullanılarak hesaplanmıştır

Beton modelleri iccedilin Mander sargılı beton modeli (Mander vd 1988) kullanılmıştır Bu moment-eğirlik ilişkileri nihai deformasyon kriterleri ve plastik mafsal boyu (Lp= h2 DBYBHY-2007 2007) kullanılarak her bir elemanın plastik doumlnme kapasitesi ve mafsal oumlzellikleri belirlenmiştir Eğilme mafsalları iccedilin hasar sınır değerleri Tablo 2rsquode verilmiştir

Şekildeğiştirme

Kuvvet

A

BC

D E

MNGV GCcedil

Min

imum

H

asar

Boumll

gesi

Belir

gin

H

asar

Boumll

gesi

İleri

H

asar

Boumll

gesi

Goumlccedilme Boumllgesi

Şekil 2 Tipik dayanım deformasyon ilişkisi

Tablo 2 Eğilme mafsalı hasar sınır kriterleri

Nokta Beton Birim Deformasyonu εc

Ccedilelik Birim Deformasyonu εs

B Akma dayanımı ve eğilme rijitliği belirler MN (εcu)MN=00035 (εs)MN= 001 GV (εcg)GV= 00035+0 010( ρmρs) le00135 (εs)GV= 004 GC (εcg)GC= 00040+0014( ρmρs) le00180 (εcu)GCcedil= 006 C-D (εcg)C= 003 (εs)C= 05εsu

E (εcg)E= 004 (εs)E= εsu

Tabloda verilen c beton birim deformasyon değeri cuen dış beton lifi başınccedil birim deformasyonu cgen dış ccedilekirdek lifi başınccedil birim deformasyonu s kesitte mevcut bulunan enine donatı hacimsel oranı sm kesitte DBYYHY-2007rsquoye goumlre bulunması gerekli enine donatı hacimsel oranı s ccedilelik birim deformasyon değeri su nihai ccedilelik birim deformasyon değerini ifade etmektedir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 5

Moment mafsallarına ek olarak kolon ve kirişlerde kesme mafsalları da tanımlanmıştır Moment mafsallarından farklı olarak kesme mafsallarında herhangi bir suumlneklik hesaplanmamış elemanların kesme kapasitelerine ulaşır ulaşmaz goumlccedilme konumuna ulaştığı varsayılmıştır Kesme kapasiteleri TS500rsquoe (2000) goumlre hesaplanmıştır

İncelenen her bir model dolgu duvarların yapı davranışına etkisinin dikkate alınması amacıyla duvarların taşıyıcı eleman olarak dikkate alındığı ve alınmadığı iki farklı biccedilimde hazırlanmıştır Duvarların etkisi eşdeğer ccedilapraz basınccedil ccedilubukları kullanılarak yansıtılmıştır Basınccedil ccedilubuklarının oumlzellikleri FEMA-356 ve 2007 Deprem Youmlnetmeliği (FEMA-356 2000 DBYBHY-2007 2007) dikkate alınarak belirlenmiştir

Modellemesi yapılan binaların performansı doğrusal elastik olmayan analiz ile belirlenmiştir Boumlylece kirişli ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansları referans binalarla karşılaştırılmış ve etkileri değerlendirilmiştir

KAPALI CcedilIKMANIN DAVRANIŞA ETKİSİ Yapıda ccedilıkma bulunmasının yapı davranışına olumlu ve olumsuz etkileri mevcuttur Oumlncelikle yapıda bulunan ağırlık artışı yapı periyodunu arttırarak yer değiştirme taleplerinin artmasına yol accedilmaktadır Ayrıca burada binanın asal youmlnlerinden biri iccedilin ele alındığı gibi ccedilıkma boumllgesinde mimari nedenlerle kiriş imal edilmeyebilmektedir Bu durum kolonun mesnet şartları değiştiğinden (kiriş ile bağlı olmadığından uccedillarda doumlnme rijitliği azalmaktadır) ilave rijitlik azalışına neden olarak periyodu daha da arttırmaktadır Ek olarak kolonun taşıdığı moment ve kesme değerinin azalması ile (duumlğuumlm dengesi gereği toplam kiriş momenti ve kolon momentinin eşit olması) bina yatay dayanımında azalmaya yol accedilmaktadır

Kolon uumlzerindeki eksenel yuumlk artışı sebebiyle eleman suumlnekliğinde azalmaya neden olur Fakat bu etkilere rağmen kapalı ccedilıkma durumunun olumlu yanları da bulunmaktadır Kapalı ccedilıkma bina dış kenarında imal edilmektedir Bu boumllgede kolonlar zaten kenar kolon olduğundan uumlzerlerindeki eksenel yuumlk duumlşuumlk duumlzeydedir Bu kolonlarda eksenel yuumlk artışı ile oluşan deformasyon kapasitesi duumlşuumlşuuml bina iccedilin kritik olmayabilir Dahası bu kolonlar denge altı olduğundan eksenel yuumlk artışı dayanım değerlerinin artmasına yol accedilarak bina yatay dayanımını arttırmaktadır İlave olarak eleman ccedilatlamış kesit rijitliği de eksenel yuumlk ile arttığından bu kolonların rijitliği ve dolayısıyla bina rijitliği artar Daha da oumlnemlisi bu kolonlardaki goumlreli rijitlik artışı sebebiyle yatay yuumlkler eksenel yuumlk duumlzeyi daha buumlyuumlk olan orta kolonlardan bu kolonlara doğru kayarak daha olumlu bir yuumlk dağılımı elde edilmiş olur Kapalı ccedilıkma boumllgesinde kiriş kaldırılması durumunda duumlğuumlm dengesi gereği ilgili youmlnde kolon momenti azalacaktır Dolayısıyla kolon daha az zorlanacak ve daha geccedil hasar almaya başlayacaktır Buda DBYBHY-2007rsquode olduğu gibi yerdeğiştirme kapasitesinin bina kolonlarında oluşan hasara bağlı değerlendirildiği durumlarda kapasite artışına sebep olabilir Fakat yerdeğiştirme kapasitesinin goumlreli oumltelenmeye bağlı değerlendirildiği zaman bu durum goumlruumllmeyebilir

Ayrıca Şekil 3rsquode goumlruumllduumlğuuml gibi binanın bir kenar kolonunda moment değeri duumlğuumlm dengesi gereği kolona bağlanan kiriş momentine eşittir Bu kolona ccedilıkma yapılarak konsol bir kiriş ilave edilmesi durumunda her iki kirişte de duumlşey yuumlkler altında negatif moment oluşacağından kolona gelen moment azalacaktır Yani ilave edilen kiriş sayesinde kolon moment dayanımının daha az bir kısmı duumlşey yuumlkler iccedilin kullanılmaktadır Bu sismik davranış accedilısından olumlu bir durumdur Oumlrneğin DBYBHY-2007 elastik youmlntemine goumlre analiz yapılması durumunda bu kolon talep ldquorrdquo değerinde azalma anlamına gelmektedir

Goumlruumllduumlğuuml gibi kapalı ccedilıkma davranışında birbiri ile ccedilelişen birccedilok etken mevcuttur Bu sebeple davranışta belirli bir eğilim goumlzlenmesi zor olabilmektedir

Ayrıca ccedilalışma kapsamında kapalı ccedilıkmanın kapasite uumlzerinde etkisinin değerlendirilmesi statik youmlntemler ile yapılmıştır Talep etkilerinin değerlendirilmesinde her ne kadar dinamik youmlntemler kullanılmış olsa da oumlnemli bir etki sayılabilecek depremin duumlşey hareketi dikkate alınmamıştır Depremin duumlşey ivmesi sebebiyle direkt olarak kolon eleman ile desteklenmeyen kapalı ccedilıkma boumllgesinde daha buumlyuumlk gerilmelerin oluşması veveya burada hesaba katılmamış olan duumlşey salınım hareketleri meydana gelmesi muumlmkuumlnduumlr Bu sebeplerle ccedilalışma sonuccedillarında verilen kapalı ccedilıkma etkilerinin değerlendirilmesi soumlzuuml geccedilen hususlar dikkate alınmalıdır

6 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Şekil 3 Ccedilıkma durumunda kolonda moment azaltması

DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME TALEPLERİNİN BELİRLENMESİ 3-B olarak modellenen binalar uumlzerinde bulunan duumlşey yuumlk etkileri de goumlz oumlnuumlne alınarak doğrusal elastik olmayan statik analize tabi tutulmuş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir 288 adet model iccedilin 2007 Deprem Youmlnetmeliğirsquone goumlre Hemen Kullanım Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi performans seviyelerindeki yerdeğiştirme kapasitesi değerleri elde edilmiş ve kapalı ccedilıkmaya sahip ccedilıkma boumllgesinde kiriş bulunan ve bulunmayan binalar referans binalarla kıyaslanmıştır

3-B modellere ait kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilerek ldquoTek Serbestlik Derecelirdquo (TSD) modele indirgenmiştir TSD modellerin farklı maksimum yer ivmesi değerlerine sahip 264 gerccedilek deprem kaydı kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizle doğrusal olmayan yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır (Hachem BiSpec) Elde edilen bina yerdeğiştirme kapasiteleri yerdeğiştirme talepleri ile karşılaştırılmıştır Doğrusal olmayan yerdeğiştirme taleplerinin hesaplanmasında toplamda 264 adet yer hareketi kaydı kullanılmıştır Tuumlm deprem kayıtları PEER (PEER httppeerberkeleyedu) web sitesinden alınmıştır Analizde kullanılan depremler ve ivme kayıtlarına ait maksimum yer ivmesi değerleri Tablo 3rsquote verilmiştir

Deprem yerdeğiştirme talepleri ile bina yerdeğiştirme kapasiteleri kıyaslanırken deprem kayıtları youmlnetmelikte bulunan 3 deprem seviyesini (02g 04g ve 06g ) yansıtması iccedilin gruplara ayrılmıştır 02g 04g ve 06g değerlerinin etrafında maksimum yer ivme değerine sahip kayıtların ortalama yer ivme değerleri bu değerleri yansıtacak şekilde 3 gruba ayrılmış ve kıyaslamada kullanılmışlardır Bu gruplar farklı doumlnuumlşuumlm periyotlarına sahip yer hareketleri olarak duumlşuumlnuumllebilir

ANALİZ SONUCcedilLARI

Yapılan analizler sonucunda binalara ait ccedilatı katı oumltelenme oranları hesaplanmıştır Kapalı ccedilıkmaların referans binalara goumlre sismik performansını belirlemek iccedilin referans bina yerdeğiştirme talep ve kapasiteleri hem kirişli hem de kirişsiz olarak modellenen kapalı ccedilıkmaya sahip binalarla karşılaştırılmıştır

Tablo 4rsquote 1975 ve 1998 youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanan 2- 4- ve 7-katlı modellere ait ortalama yerdeğiştirme kapasite ve talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı cinsinden verilmiştir Talepkapasite oranı youmlnetmelikccedile tanımlanan performans sınırlarının deprem talebini ne oranda karşıladığı hakkında fikir verebilir ldquoRefrdquo referans binaları Kc10 kirişsiz kapalı ccedilıkmalı Kc1B ise kirişli kapalı ccedilıkmalı binaları temsil etmektedir

Şekil 4 5 ve 6rsquoda bina yerdeğiştirme kapasiteleri incelenmiştir Şekil 7 8 ve 9rsquoda ise sırasıyla 02g 04g ve 06grsquolik ortalama maksimum yer ivme değerleri iccedilin yerdeğiştirme talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı olarak verilmiştir Farklı beton ve yanal donatı durumunda sahip modellerin kapasite değerleri buumlyuumlk değişim goumlstermekte ve hepsinin birlikte verilmesi durumunda şekiller anlaşılmaz hale gelmektedir Bu sebeple şekillerde sadece her iki youmlnetmelik durumunda en iyi beton ve yanal donatı durumuna ait veriler goumlsterilmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 4: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

4 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

BS16 (orta kalite) oumlngoumlruumllmuumlştuumlr Her bir model iccedilin sargı boumllgelerinde youmlnetmeliğe uygun donatı duumlzeni ve 200 mm aralıklı ve ccedilirozsuz olmak uumlzere iki farklı yanal donatı durumu goumlz oumlnuumlne alınarak mevcut yapı stoğunda yaygın olarak goumlruumllebilen yanal donatı yetersizliği ve duumlşuumlk beton dayanımı kusurlarının davranışa etkisi de incelenmiştir Analizlerde SAP2000 programı kullanılmıştır (SAP2000 CSI)

Bina modellerinin sismik davranış ve performansının belirlenmesi amacıyla doğrusal elastik olmayan modelleri 2007 Deprem Youmlnetmeliği goumlz oumlnuumlne alınarak hazırlanmıştır (DBYBHY-2007 2007) Doğrusal elastik olmayan davranış eleman uccedillarına yerleştirilen plastik mafsallar yoluyla belirlenmiştir

Bir plastik mafsalın tanımlanabilmesi iccedilin Şekil 2rsquode verilen B C D E (ve performans kriterleri iccedilin MN GV GCcedil) noktalarının koordinatları belirlenmelidir Eğilme mafsallarında bu noktaların tanımlanabilmesi iccedilin moment-eğrilik ilişkisinin bilinmesi gereklidir Bu amaccedilla her bir elemanın kritik kesitlerinde yanal donatı miktarı dikkate alınarak oumlncelikle sargılı beton birim deformasyon-dayanım ilişkisi belirlenmiştir Ccedilelik birim deformasyon-dayanım ilişkisi DBYBHY-2007rsquode oumlnerilen şekilde dikkate alınmıştır Malzeme deformasyon-dayanım ilişkileri kullanılarak elde edilen moment-eğrilik ilişkisi ve belirlenen suumlneklik kriterleri kullanılarak eğilme mafsallarının deformasyon kapasiteleri belirlenmiştir Mafsalların tanımlanması iccedilin her elemanın kritik kesitlerinin moment eğrilik ilişkileri Sargı Etkisi Modelleme Analiz Programı (SEMAp 2008) kullanılarak hesaplanmıştır

Beton modelleri iccedilin Mander sargılı beton modeli (Mander vd 1988) kullanılmıştır Bu moment-eğirlik ilişkileri nihai deformasyon kriterleri ve plastik mafsal boyu (Lp= h2 DBYBHY-2007 2007) kullanılarak her bir elemanın plastik doumlnme kapasitesi ve mafsal oumlzellikleri belirlenmiştir Eğilme mafsalları iccedilin hasar sınır değerleri Tablo 2rsquode verilmiştir

Şekildeğiştirme

Kuvvet

A

BC

D E

MNGV GCcedil

Min

imum

H

asar

Boumll

gesi

Belir

gin

H

asar

Boumll

gesi

İleri

H

asar

Boumll

gesi

Goumlccedilme Boumllgesi

Şekil 2 Tipik dayanım deformasyon ilişkisi

Tablo 2 Eğilme mafsalı hasar sınır kriterleri

Nokta Beton Birim Deformasyonu εc

Ccedilelik Birim Deformasyonu εs

B Akma dayanımı ve eğilme rijitliği belirler MN (εcu)MN=00035 (εs)MN= 001 GV (εcg)GV= 00035+0 010( ρmρs) le00135 (εs)GV= 004 GC (εcg)GC= 00040+0014( ρmρs) le00180 (εcu)GCcedil= 006 C-D (εcg)C= 003 (εs)C= 05εsu

E (εcg)E= 004 (εs)E= εsu

Tabloda verilen c beton birim deformasyon değeri cuen dış beton lifi başınccedil birim deformasyonu cgen dış ccedilekirdek lifi başınccedil birim deformasyonu s kesitte mevcut bulunan enine donatı hacimsel oranı sm kesitte DBYYHY-2007rsquoye goumlre bulunması gerekli enine donatı hacimsel oranı s ccedilelik birim deformasyon değeri su nihai ccedilelik birim deformasyon değerini ifade etmektedir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 5

Moment mafsallarına ek olarak kolon ve kirişlerde kesme mafsalları da tanımlanmıştır Moment mafsallarından farklı olarak kesme mafsallarında herhangi bir suumlneklik hesaplanmamış elemanların kesme kapasitelerine ulaşır ulaşmaz goumlccedilme konumuna ulaştığı varsayılmıştır Kesme kapasiteleri TS500rsquoe (2000) goumlre hesaplanmıştır

İncelenen her bir model dolgu duvarların yapı davranışına etkisinin dikkate alınması amacıyla duvarların taşıyıcı eleman olarak dikkate alındığı ve alınmadığı iki farklı biccedilimde hazırlanmıştır Duvarların etkisi eşdeğer ccedilapraz basınccedil ccedilubukları kullanılarak yansıtılmıştır Basınccedil ccedilubuklarının oumlzellikleri FEMA-356 ve 2007 Deprem Youmlnetmeliği (FEMA-356 2000 DBYBHY-2007 2007) dikkate alınarak belirlenmiştir

Modellemesi yapılan binaların performansı doğrusal elastik olmayan analiz ile belirlenmiştir Boumlylece kirişli ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansları referans binalarla karşılaştırılmış ve etkileri değerlendirilmiştir

KAPALI CcedilIKMANIN DAVRANIŞA ETKİSİ Yapıda ccedilıkma bulunmasının yapı davranışına olumlu ve olumsuz etkileri mevcuttur Oumlncelikle yapıda bulunan ağırlık artışı yapı periyodunu arttırarak yer değiştirme taleplerinin artmasına yol accedilmaktadır Ayrıca burada binanın asal youmlnlerinden biri iccedilin ele alındığı gibi ccedilıkma boumllgesinde mimari nedenlerle kiriş imal edilmeyebilmektedir Bu durum kolonun mesnet şartları değiştiğinden (kiriş ile bağlı olmadığından uccedillarda doumlnme rijitliği azalmaktadır) ilave rijitlik azalışına neden olarak periyodu daha da arttırmaktadır Ek olarak kolonun taşıdığı moment ve kesme değerinin azalması ile (duumlğuumlm dengesi gereği toplam kiriş momenti ve kolon momentinin eşit olması) bina yatay dayanımında azalmaya yol accedilmaktadır

Kolon uumlzerindeki eksenel yuumlk artışı sebebiyle eleman suumlnekliğinde azalmaya neden olur Fakat bu etkilere rağmen kapalı ccedilıkma durumunun olumlu yanları da bulunmaktadır Kapalı ccedilıkma bina dış kenarında imal edilmektedir Bu boumllgede kolonlar zaten kenar kolon olduğundan uumlzerlerindeki eksenel yuumlk duumlşuumlk duumlzeydedir Bu kolonlarda eksenel yuumlk artışı ile oluşan deformasyon kapasitesi duumlşuumlşuuml bina iccedilin kritik olmayabilir Dahası bu kolonlar denge altı olduğundan eksenel yuumlk artışı dayanım değerlerinin artmasına yol accedilarak bina yatay dayanımını arttırmaktadır İlave olarak eleman ccedilatlamış kesit rijitliği de eksenel yuumlk ile arttığından bu kolonların rijitliği ve dolayısıyla bina rijitliği artar Daha da oumlnemlisi bu kolonlardaki goumlreli rijitlik artışı sebebiyle yatay yuumlkler eksenel yuumlk duumlzeyi daha buumlyuumlk olan orta kolonlardan bu kolonlara doğru kayarak daha olumlu bir yuumlk dağılımı elde edilmiş olur Kapalı ccedilıkma boumllgesinde kiriş kaldırılması durumunda duumlğuumlm dengesi gereği ilgili youmlnde kolon momenti azalacaktır Dolayısıyla kolon daha az zorlanacak ve daha geccedil hasar almaya başlayacaktır Buda DBYBHY-2007rsquode olduğu gibi yerdeğiştirme kapasitesinin bina kolonlarında oluşan hasara bağlı değerlendirildiği durumlarda kapasite artışına sebep olabilir Fakat yerdeğiştirme kapasitesinin goumlreli oumltelenmeye bağlı değerlendirildiği zaman bu durum goumlruumllmeyebilir

Ayrıca Şekil 3rsquode goumlruumllduumlğuuml gibi binanın bir kenar kolonunda moment değeri duumlğuumlm dengesi gereği kolona bağlanan kiriş momentine eşittir Bu kolona ccedilıkma yapılarak konsol bir kiriş ilave edilmesi durumunda her iki kirişte de duumlşey yuumlkler altında negatif moment oluşacağından kolona gelen moment azalacaktır Yani ilave edilen kiriş sayesinde kolon moment dayanımının daha az bir kısmı duumlşey yuumlkler iccedilin kullanılmaktadır Bu sismik davranış accedilısından olumlu bir durumdur Oumlrneğin DBYBHY-2007 elastik youmlntemine goumlre analiz yapılması durumunda bu kolon talep ldquorrdquo değerinde azalma anlamına gelmektedir

Goumlruumllduumlğuuml gibi kapalı ccedilıkma davranışında birbiri ile ccedilelişen birccedilok etken mevcuttur Bu sebeple davranışta belirli bir eğilim goumlzlenmesi zor olabilmektedir

Ayrıca ccedilalışma kapsamında kapalı ccedilıkmanın kapasite uumlzerinde etkisinin değerlendirilmesi statik youmlntemler ile yapılmıştır Talep etkilerinin değerlendirilmesinde her ne kadar dinamik youmlntemler kullanılmış olsa da oumlnemli bir etki sayılabilecek depremin duumlşey hareketi dikkate alınmamıştır Depremin duumlşey ivmesi sebebiyle direkt olarak kolon eleman ile desteklenmeyen kapalı ccedilıkma boumllgesinde daha buumlyuumlk gerilmelerin oluşması veveya burada hesaba katılmamış olan duumlşey salınım hareketleri meydana gelmesi muumlmkuumlnduumlr Bu sebeplerle ccedilalışma sonuccedillarında verilen kapalı ccedilıkma etkilerinin değerlendirilmesi soumlzuuml geccedilen hususlar dikkate alınmalıdır

6 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Şekil 3 Ccedilıkma durumunda kolonda moment azaltması

DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME TALEPLERİNİN BELİRLENMESİ 3-B olarak modellenen binalar uumlzerinde bulunan duumlşey yuumlk etkileri de goumlz oumlnuumlne alınarak doğrusal elastik olmayan statik analize tabi tutulmuş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir 288 adet model iccedilin 2007 Deprem Youmlnetmeliğirsquone goumlre Hemen Kullanım Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi performans seviyelerindeki yerdeğiştirme kapasitesi değerleri elde edilmiş ve kapalı ccedilıkmaya sahip ccedilıkma boumllgesinde kiriş bulunan ve bulunmayan binalar referans binalarla kıyaslanmıştır

3-B modellere ait kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilerek ldquoTek Serbestlik Derecelirdquo (TSD) modele indirgenmiştir TSD modellerin farklı maksimum yer ivmesi değerlerine sahip 264 gerccedilek deprem kaydı kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizle doğrusal olmayan yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır (Hachem BiSpec) Elde edilen bina yerdeğiştirme kapasiteleri yerdeğiştirme talepleri ile karşılaştırılmıştır Doğrusal olmayan yerdeğiştirme taleplerinin hesaplanmasında toplamda 264 adet yer hareketi kaydı kullanılmıştır Tuumlm deprem kayıtları PEER (PEER httppeerberkeleyedu) web sitesinden alınmıştır Analizde kullanılan depremler ve ivme kayıtlarına ait maksimum yer ivmesi değerleri Tablo 3rsquote verilmiştir

Deprem yerdeğiştirme talepleri ile bina yerdeğiştirme kapasiteleri kıyaslanırken deprem kayıtları youmlnetmelikte bulunan 3 deprem seviyesini (02g 04g ve 06g ) yansıtması iccedilin gruplara ayrılmıştır 02g 04g ve 06g değerlerinin etrafında maksimum yer ivme değerine sahip kayıtların ortalama yer ivme değerleri bu değerleri yansıtacak şekilde 3 gruba ayrılmış ve kıyaslamada kullanılmışlardır Bu gruplar farklı doumlnuumlşuumlm periyotlarına sahip yer hareketleri olarak duumlşuumlnuumllebilir

ANALİZ SONUCcedilLARI

Yapılan analizler sonucunda binalara ait ccedilatı katı oumltelenme oranları hesaplanmıştır Kapalı ccedilıkmaların referans binalara goumlre sismik performansını belirlemek iccedilin referans bina yerdeğiştirme talep ve kapasiteleri hem kirişli hem de kirişsiz olarak modellenen kapalı ccedilıkmaya sahip binalarla karşılaştırılmıştır

Tablo 4rsquote 1975 ve 1998 youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanan 2- 4- ve 7-katlı modellere ait ortalama yerdeğiştirme kapasite ve talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı cinsinden verilmiştir Talepkapasite oranı youmlnetmelikccedile tanımlanan performans sınırlarının deprem talebini ne oranda karşıladığı hakkında fikir verebilir ldquoRefrdquo referans binaları Kc10 kirişsiz kapalı ccedilıkmalı Kc1B ise kirişli kapalı ccedilıkmalı binaları temsil etmektedir

Şekil 4 5 ve 6rsquoda bina yerdeğiştirme kapasiteleri incelenmiştir Şekil 7 8 ve 9rsquoda ise sırasıyla 02g 04g ve 06grsquolik ortalama maksimum yer ivme değerleri iccedilin yerdeğiştirme talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı olarak verilmiştir Farklı beton ve yanal donatı durumunda sahip modellerin kapasite değerleri buumlyuumlk değişim goumlstermekte ve hepsinin birlikte verilmesi durumunda şekiller anlaşılmaz hale gelmektedir Bu sebeple şekillerde sadece her iki youmlnetmelik durumunda en iyi beton ve yanal donatı durumuna ait veriler goumlsterilmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 5: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 5

Moment mafsallarına ek olarak kolon ve kirişlerde kesme mafsalları da tanımlanmıştır Moment mafsallarından farklı olarak kesme mafsallarında herhangi bir suumlneklik hesaplanmamış elemanların kesme kapasitelerine ulaşır ulaşmaz goumlccedilme konumuna ulaştığı varsayılmıştır Kesme kapasiteleri TS500rsquoe (2000) goumlre hesaplanmıştır

İncelenen her bir model dolgu duvarların yapı davranışına etkisinin dikkate alınması amacıyla duvarların taşıyıcı eleman olarak dikkate alındığı ve alınmadığı iki farklı biccedilimde hazırlanmıştır Duvarların etkisi eşdeğer ccedilapraz basınccedil ccedilubukları kullanılarak yansıtılmıştır Basınccedil ccedilubuklarının oumlzellikleri FEMA-356 ve 2007 Deprem Youmlnetmeliği (FEMA-356 2000 DBYBHY-2007 2007) dikkate alınarak belirlenmiştir

Modellemesi yapılan binaların performansı doğrusal elastik olmayan analiz ile belirlenmiştir Boumlylece kirişli ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansları referans binalarla karşılaştırılmış ve etkileri değerlendirilmiştir

KAPALI CcedilIKMANIN DAVRANIŞA ETKİSİ Yapıda ccedilıkma bulunmasının yapı davranışına olumlu ve olumsuz etkileri mevcuttur Oumlncelikle yapıda bulunan ağırlık artışı yapı periyodunu arttırarak yer değiştirme taleplerinin artmasına yol accedilmaktadır Ayrıca burada binanın asal youmlnlerinden biri iccedilin ele alındığı gibi ccedilıkma boumllgesinde mimari nedenlerle kiriş imal edilmeyebilmektedir Bu durum kolonun mesnet şartları değiştiğinden (kiriş ile bağlı olmadığından uccedillarda doumlnme rijitliği azalmaktadır) ilave rijitlik azalışına neden olarak periyodu daha da arttırmaktadır Ek olarak kolonun taşıdığı moment ve kesme değerinin azalması ile (duumlğuumlm dengesi gereği toplam kiriş momenti ve kolon momentinin eşit olması) bina yatay dayanımında azalmaya yol accedilmaktadır

Kolon uumlzerindeki eksenel yuumlk artışı sebebiyle eleman suumlnekliğinde azalmaya neden olur Fakat bu etkilere rağmen kapalı ccedilıkma durumunun olumlu yanları da bulunmaktadır Kapalı ccedilıkma bina dış kenarında imal edilmektedir Bu boumllgede kolonlar zaten kenar kolon olduğundan uumlzerlerindeki eksenel yuumlk duumlşuumlk duumlzeydedir Bu kolonlarda eksenel yuumlk artışı ile oluşan deformasyon kapasitesi duumlşuumlşuuml bina iccedilin kritik olmayabilir Dahası bu kolonlar denge altı olduğundan eksenel yuumlk artışı dayanım değerlerinin artmasına yol accedilarak bina yatay dayanımını arttırmaktadır İlave olarak eleman ccedilatlamış kesit rijitliği de eksenel yuumlk ile arttığından bu kolonların rijitliği ve dolayısıyla bina rijitliği artar Daha da oumlnemlisi bu kolonlardaki goumlreli rijitlik artışı sebebiyle yatay yuumlkler eksenel yuumlk duumlzeyi daha buumlyuumlk olan orta kolonlardan bu kolonlara doğru kayarak daha olumlu bir yuumlk dağılımı elde edilmiş olur Kapalı ccedilıkma boumllgesinde kiriş kaldırılması durumunda duumlğuumlm dengesi gereği ilgili youmlnde kolon momenti azalacaktır Dolayısıyla kolon daha az zorlanacak ve daha geccedil hasar almaya başlayacaktır Buda DBYBHY-2007rsquode olduğu gibi yerdeğiştirme kapasitesinin bina kolonlarında oluşan hasara bağlı değerlendirildiği durumlarda kapasite artışına sebep olabilir Fakat yerdeğiştirme kapasitesinin goumlreli oumltelenmeye bağlı değerlendirildiği zaman bu durum goumlruumllmeyebilir

Ayrıca Şekil 3rsquode goumlruumllduumlğuuml gibi binanın bir kenar kolonunda moment değeri duumlğuumlm dengesi gereği kolona bağlanan kiriş momentine eşittir Bu kolona ccedilıkma yapılarak konsol bir kiriş ilave edilmesi durumunda her iki kirişte de duumlşey yuumlkler altında negatif moment oluşacağından kolona gelen moment azalacaktır Yani ilave edilen kiriş sayesinde kolon moment dayanımının daha az bir kısmı duumlşey yuumlkler iccedilin kullanılmaktadır Bu sismik davranış accedilısından olumlu bir durumdur Oumlrneğin DBYBHY-2007 elastik youmlntemine goumlre analiz yapılması durumunda bu kolon talep ldquorrdquo değerinde azalma anlamına gelmektedir

Goumlruumllduumlğuuml gibi kapalı ccedilıkma davranışında birbiri ile ccedilelişen birccedilok etken mevcuttur Bu sebeple davranışta belirli bir eğilim goumlzlenmesi zor olabilmektedir

Ayrıca ccedilalışma kapsamında kapalı ccedilıkmanın kapasite uumlzerinde etkisinin değerlendirilmesi statik youmlntemler ile yapılmıştır Talep etkilerinin değerlendirilmesinde her ne kadar dinamik youmlntemler kullanılmış olsa da oumlnemli bir etki sayılabilecek depremin duumlşey hareketi dikkate alınmamıştır Depremin duumlşey ivmesi sebebiyle direkt olarak kolon eleman ile desteklenmeyen kapalı ccedilıkma boumllgesinde daha buumlyuumlk gerilmelerin oluşması veveya burada hesaba katılmamış olan duumlşey salınım hareketleri meydana gelmesi muumlmkuumlnduumlr Bu sebeplerle ccedilalışma sonuccedillarında verilen kapalı ccedilıkma etkilerinin değerlendirilmesi soumlzuuml geccedilen hususlar dikkate alınmalıdır

6 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Şekil 3 Ccedilıkma durumunda kolonda moment azaltması

DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME TALEPLERİNİN BELİRLENMESİ 3-B olarak modellenen binalar uumlzerinde bulunan duumlşey yuumlk etkileri de goumlz oumlnuumlne alınarak doğrusal elastik olmayan statik analize tabi tutulmuş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir 288 adet model iccedilin 2007 Deprem Youmlnetmeliğirsquone goumlre Hemen Kullanım Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi performans seviyelerindeki yerdeğiştirme kapasitesi değerleri elde edilmiş ve kapalı ccedilıkmaya sahip ccedilıkma boumllgesinde kiriş bulunan ve bulunmayan binalar referans binalarla kıyaslanmıştır

3-B modellere ait kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilerek ldquoTek Serbestlik Derecelirdquo (TSD) modele indirgenmiştir TSD modellerin farklı maksimum yer ivmesi değerlerine sahip 264 gerccedilek deprem kaydı kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizle doğrusal olmayan yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır (Hachem BiSpec) Elde edilen bina yerdeğiştirme kapasiteleri yerdeğiştirme talepleri ile karşılaştırılmıştır Doğrusal olmayan yerdeğiştirme taleplerinin hesaplanmasında toplamda 264 adet yer hareketi kaydı kullanılmıştır Tuumlm deprem kayıtları PEER (PEER httppeerberkeleyedu) web sitesinden alınmıştır Analizde kullanılan depremler ve ivme kayıtlarına ait maksimum yer ivmesi değerleri Tablo 3rsquote verilmiştir

Deprem yerdeğiştirme talepleri ile bina yerdeğiştirme kapasiteleri kıyaslanırken deprem kayıtları youmlnetmelikte bulunan 3 deprem seviyesini (02g 04g ve 06g ) yansıtması iccedilin gruplara ayrılmıştır 02g 04g ve 06g değerlerinin etrafında maksimum yer ivme değerine sahip kayıtların ortalama yer ivme değerleri bu değerleri yansıtacak şekilde 3 gruba ayrılmış ve kıyaslamada kullanılmışlardır Bu gruplar farklı doumlnuumlşuumlm periyotlarına sahip yer hareketleri olarak duumlşuumlnuumllebilir

ANALİZ SONUCcedilLARI

Yapılan analizler sonucunda binalara ait ccedilatı katı oumltelenme oranları hesaplanmıştır Kapalı ccedilıkmaların referans binalara goumlre sismik performansını belirlemek iccedilin referans bina yerdeğiştirme talep ve kapasiteleri hem kirişli hem de kirişsiz olarak modellenen kapalı ccedilıkmaya sahip binalarla karşılaştırılmıştır

Tablo 4rsquote 1975 ve 1998 youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanan 2- 4- ve 7-katlı modellere ait ortalama yerdeğiştirme kapasite ve talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı cinsinden verilmiştir Talepkapasite oranı youmlnetmelikccedile tanımlanan performans sınırlarının deprem talebini ne oranda karşıladığı hakkında fikir verebilir ldquoRefrdquo referans binaları Kc10 kirişsiz kapalı ccedilıkmalı Kc1B ise kirişli kapalı ccedilıkmalı binaları temsil etmektedir

Şekil 4 5 ve 6rsquoda bina yerdeğiştirme kapasiteleri incelenmiştir Şekil 7 8 ve 9rsquoda ise sırasıyla 02g 04g ve 06grsquolik ortalama maksimum yer ivme değerleri iccedilin yerdeğiştirme talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı olarak verilmiştir Farklı beton ve yanal donatı durumunda sahip modellerin kapasite değerleri buumlyuumlk değişim goumlstermekte ve hepsinin birlikte verilmesi durumunda şekiller anlaşılmaz hale gelmektedir Bu sebeple şekillerde sadece her iki youmlnetmelik durumunda en iyi beton ve yanal donatı durumuna ait veriler goumlsterilmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 6: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

6 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

Şekil 3 Ccedilıkma durumunda kolonda moment azaltması

DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME TALEPLERİNİN BELİRLENMESİ 3-B olarak modellenen binalar uumlzerinde bulunan duumlşey yuumlk etkileri de goumlz oumlnuumlne alınarak doğrusal elastik olmayan statik analize tabi tutulmuş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir 288 adet model iccedilin 2007 Deprem Youmlnetmeliğirsquone goumlre Hemen Kullanım Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi performans seviyelerindeki yerdeğiştirme kapasitesi değerleri elde edilmiş ve kapalı ccedilıkmaya sahip ccedilıkma boumllgesinde kiriş bulunan ve bulunmayan binalar referans binalarla kıyaslanmıştır

3-B modellere ait kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilerek ldquoTek Serbestlik Derecelirdquo (TSD) modele indirgenmiştir TSD modellerin farklı maksimum yer ivmesi değerlerine sahip 264 gerccedilek deprem kaydı kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizle doğrusal olmayan yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır (Hachem BiSpec) Elde edilen bina yerdeğiştirme kapasiteleri yerdeğiştirme talepleri ile karşılaştırılmıştır Doğrusal olmayan yerdeğiştirme taleplerinin hesaplanmasında toplamda 264 adet yer hareketi kaydı kullanılmıştır Tuumlm deprem kayıtları PEER (PEER httppeerberkeleyedu) web sitesinden alınmıştır Analizde kullanılan depremler ve ivme kayıtlarına ait maksimum yer ivmesi değerleri Tablo 3rsquote verilmiştir

Deprem yerdeğiştirme talepleri ile bina yerdeğiştirme kapasiteleri kıyaslanırken deprem kayıtları youmlnetmelikte bulunan 3 deprem seviyesini (02g 04g ve 06g ) yansıtması iccedilin gruplara ayrılmıştır 02g 04g ve 06g değerlerinin etrafında maksimum yer ivme değerine sahip kayıtların ortalama yer ivme değerleri bu değerleri yansıtacak şekilde 3 gruba ayrılmış ve kıyaslamada kullanılmışlardır Bu gruplar farklı doumlnuumlşuumlm periyotlarına sahip yer hareketleri olarak duumlşuumlnuumllebilir

ANALİZ SONUCcedilLARI

Yapılan analizler sonucunda binalara ait ccedilatı katı oumltelenme oranları hesaplanmıştır Kapalı ccedilıkmaların referans binalara goumlre sismik performansını belirlemek iccedilin referans bina yerdeğiştirme talep ve kapasiteleri hem kirişli hem de kirişsiz olarak modellenen kapalı ccedilıkmaya sahip binalarla karşılaştırılmıştır

Tablo 4rsquote 1975 ve 1998 youmlnetmeliklerine goumlre tasarlanan 2- 4- ve 7-katlı modellere ait ortalama yerdeğiştirme kapasite ve talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı cinsinden verilmiştir Talepkapasite oranı youmlnetmelikccedile tanımlanan performans sınırlarının deprem talebini ne oranda karşıladığı hakkında fikir verebilir ldquoRefrdquo referans binaları Kc10 kirişsiz kapalı ccedilıkmalı Kc1B ise kirişli kapalı ccedilıkmalı binaları temsil etmektedir

Şekil 4 5 ve 6rsquoda bina yerdeğiştirme kapasiteleri incelenmiştir Şekil 7 8 ve 9rsquoda ise sırasıyla 02g 04g ve 06grsquolik ortalama maksimum yer ivme değerleri iccedilin yerdeğiştirme talepleri ccedilatı katı oumltelenme oranı olarak verilmiştir Farklı beton ve yanal donatı durumunda sahip modellerin kapasite değerleri buumlyuumlk değişim goumlstermekte ve hepsinin birlikte verilmesi durumunda şekiller anlaşılmaz hale gelmektedir Bu sebeple şekillerde sadece her iki youmlnetmelik durumunda en iyi beton ve yanal donatı durumuna ait veriler goumlsterilmiştir

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 7: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 7

Tablo 3 Analizlerde kullanılan depremler ve kayıtlara ait ivme değerleri

No Deprem Kayıt Sayısı PGA Aralığı (g) 1 Cape Mendocino 19920425 1806

4 0385-0662

2 Chi-Chi Taiwan 19990920

56 0119-0655 3 Coalinga 19830502 2342

4 0227-0592

4 Coyote Lake 19790806 1705

3 0228-0434 5 Duzce Turkey 19991112

2 0348-0535

6 Erzincan Turkey 19920313

1 0496 7 Friuli Italy 19760506 2000

1 0351

8 Gazli USSR 19760517

1 0608 9 Imperial Valley 19400519 0437

2 0215-0313

10 Imperial Valley 19791015 2316

33 016-0704 11 Irpinia Italy 19801123 1934

11 0201-0602

12 Kobe 19950116 2046

8 0212-0693 13 Kocaeli Turkey 19990817

17 0137-0550

14 Landers 19920628 1158

4 0152-0417 15 Livermore 19800124 1900 1 0229 16 Loma Prieta 19891018 0005 38 0159-0701 17 Mammoth Lakes 19800527 1451 1 0408 18 Morgan Hill 19840424 2115 2 0423-0711 19 N Palm Springs 19860708 0920 7 0205-0694 20 Northridge 19940117 1231 34 0185-0657 21 Parkfield 19660628 0426 5 0357-0652 22 San Fernando 19710209 1400 1 0324 23 Spitak Armenia 19881207 1 0199 24 Superstitn Hills(B) 19871124

1316 10 0181-0682

25 Tabas Iran 19780916 2 0328-0406 26 Victoria Mexico 19800609 0328 2 0587-0621 27 Westmorland 19810426 1209 7 0155-0651 28 Whittier Narrows 19871001 1442 5 0199-0426 29 Whittier Narrows 19871004 1059 1 0374

Toplam 264

0

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 4 Hemen kullanım ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 8: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

8 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

00

05

10

15

20

25

30

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 5 Can guumlvenliği ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

05

10

15

20

25

30

35

40

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 6 Goumlccedilme oumlncesi ccedilatı oumltelenme oranı kapasitesi

00

01

02

03

04

05

06

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 7 02g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 9: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 9

00

02

04

06

08

10

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 8 04g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

00

03

06

09

12

15

0 02 04 06 08 1

Ccedilatı

Katı

Oumlte

lenm

e O

ranı

()

Periyot(s)

Ref

Kc10

Kc1b

Şekil 9 06g ivme değerine sahip kayıtlar iccedilin ccedilatı oumltelenme oranı talepleri

Tablo 4 Binalara ait kapasite ve talep yerdeğiştirme ccedilatı goumlreli oumltelenme oranı ve talepkapasite

oranları

Kapasite () Talep () Oran HK CG GOuml 02g 04g 06g 02gHK 04gG 06gOuml

1975-2Kat

Ref 0358 1473 1473 0190 0434 0703 0532 0295 0478 Kc1B 0317 1396 1396 0191 0444 0725 0603 0318 0520 Kc10 0286 1472 1472 0247 0495 0792 0862 0336 0538

1998-2Kat

Ref 0316 2141 2748 0148 0306 0471 0469 0143 0171 Kc1B 0306 2119 2716 0188 0313 0485 0613 0148 0179 Kc10 0392 2686 3165 0434 0725 1085 1106 0270 0343

1975-4Kat

Ref 0216 0861 0894 0376 0682 1042 1744 0793 1166 Kc1B 0233 0830 0912 0354 0647 1004 1520 0780 1101 Kc10 0238 0921 0961 0415 0739 1106 1745 0802 1151

1998-4Kat

Ref 0269 1456 1689 0234 0450 0677 0870 0309 0401 Kc1B 0219 1466 1678 0255 0448 0675 1167 0306 0403 Kc10 0243 1529 1755 0311 0543 0803 1279 0355 0458

1975-7Kat

Ref 0247 1111 1266 0389 0674 0892 1573 0606 0705 Kc1B 0265 1100 1100 0422 0699 0934 1595 0636 0850 Kc10 0243 1155 1198 0444 0715 0937 1826 0619 0783

1998-7Kat

Ref 0289 1430 1645 0257 0432 0615 0888 0302 0374 Kc1B 0250 1410 1605 0272 0447 0646 1087 0317 0402 Kc10 0266 1383 1546 0291 0480 0675 1096 0347 0436

HK Hemen Kullanım CG Can Guumlvenliği GOuml Goumlccedilme Oumlncesi

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 10: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

10 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

SONUCcedilLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ Bu ccedilalışmada mevcut yapı stoğunu yansıttığı duumlşuumlnuumllen binalarda kapalı ccedilıkma etkisinin bina sismik davranışı uumlzerine etkileri doğrusal elastik olmayan statik ve dinamik analizler kullanılarak incelenmiştir Binaların yerdeğiştirme kapasiteleri 3-B bina modellerinin doğrusal elastik olmayan statik analizi ile elde edilirken yerdeğiştirme talepleri iccedilin de ldquoEşdeğerrdquo Tek Serbestlik Dereceli (ETSD) sistemlerinin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır Mevcut konut yapılarını temsil etmesi iccedilin 2- 4- ve 7-katlı toplam 144 adet betonarme binanın doğrusal elastik olmayan modelleri hazırlanmıştır Doğrusal elastik olmayan statik analiz ile kapasite eğrileri elde edilen binaların değişik performans seviyelerindeki ccedilatı katı yerdeğiştirme kapasiteleri elde edilmiştir Kapasite eğrileri iki doğrulu hale getirilen binalar ETSD sisteme ccedilevrilerek doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanında analizle 264 ivme kaydı iccedilin yerdeğiştirme talepleri hesaplanmıştır Elde edilen talepler ccedilatı katı yerdeğiştirme değerine doumlnuumlştuumlruumllerek kapasiteler ile kıyaslanmıştır Referans kirişli kapalı ccedilıkmalı ve kirişsiz kapalı ccedilıkmalı modellerin davranışları karşılaştırılmıştır Ccedilalışmada elde edilen bulgular aşağıda oumlzetlenmiştir

1 Olumsuz malzeme ve yanal donatı durumunda kapasite değerlerinde oumlnemli oranda duumlşuumlş goumlzlenebilmektedir Oumlrneğin koumltuuml beton dayanımı ve olumsuz yanal donatı durumunda tuumlm modeller iccedilin Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitelerinde 44 azalma meydana gelmektedir

2 Ortalama olarak yalnız koumltuuml beton durumunda duumlşuumlş 14 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda ise 27 mertebesindedir Ccedilalışmada ele alınan değerler ccedilerccedilevesinde Can Guumlvenliği yerdeğiştirme kapasitesi accedilısından yanal donatı durumu beton dayanımından daha etkilidir

3 Farklı beton ve etriye durumlarının referans ve kapalı ccedilıkmalı modeller uumlzerinde etkileri de incelenmiştir Koumltuuml beton ve yanal donatı durumunda referans modellerde 45 Kc1B iccedilin 46 Kc10 iccedilin ise 41 azalma meydana gelmiştir Bu değerler yalnız koumltuuml beton durumunda Ref iccedilin 16 Kc1B iccedilin 15 Kc10 iccedilin 11 yalnız olumsuz yanal donatı durumunda Ref iccedilin 26 Kc1B iccedilin 27 Kc10 iccedilin 23 mertebesindedir

4 Kc1B modeli Ref modele benzer değerlere sahip iken Kc10 modelinin Ref modele goumlre beton dayanımı ve yanal donatı durumu değişimlerine 3 ile 5 arasında daha az hassas olduğu goumlruumllmektedir

5 Kapalı ccedilıkma davranışı accedilısından ise tuumlm kapasite talep ve talepkapasite oranların incelendiğinde kapasite artışı veveya talep talepkapasite oranı duumlşuumlşuuml ile kapalı ccedilıkma durumunun referans durumdan daha olumlu olduğu değerlere rastlanabilmektedir Bunun sebeplerinden ldquokapalı ccedilıkmanın davranışa etkisirdquo boumlluumlmuumlnde bahsedilmiştir Fakat genel olarak tuumlm binalar ve durumlar değerlendirildiğinde kapalı ccedilıkma etkisinin olumsuz olduğu goumlruumllmektedir

6 Hemen Kullanım durumu kapasitesi iccedilin uccedil değerler olarak Kc1B modellerinde referans modele goumlre 19 duumlşuumlş ve yuumlzde 7 artış goumlruumllmektedir Ortalamada ise 5 duumlşuumlş olmuştur Kc10 modellerinde ise yine uccedil değerler olarak 20 duumlşuumlş ve 24 artış goumlruumllmektedir 24 artış goumlruumllen modelin kiriş kaldırılmasıyla oluşan rijitlik ve dayanım kaybından en az etkilenebilecek 2 katlı 1998 youmlnetmeliği modeli olmasına dikkat edilmelidir Kc10 modellerinde ortalama kapasite azalışı ise 1 seviyesindedir

7 Aynı eğilim Can Guumlvenliği ve Goumlccedilme Oumlncesi deplasman kapasiteleri iccedilinde geccedilerli olmaktadır Kc1B değerleri incelendiğinde referans modele goumlre Can Guumlvenliği iccedilin ortalama 2 Goumlccedilme Oumlncesi iccedilin ise 3 azalma mevcuttur Kc10 iccedilin Can Guumlvenliğinde 6 Goumlccedilme Oumlncesinde 3 kapasite artışı goumlruumllmektedir

8 Uumlstteki iki madde goumlz oumlnuumlne alındığında kapalı ccedilıkma durumunda kirişlerin kaldırılmasının kolonların zorlanmalarını azaltarak yerdeğiştirme kapasitesinde az da olsa artış sağladığı soumlylenebilir Fakat kirişlerin kaldırılmasıyla oluşan rijitlik kaybı nedeniyle artan

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 11: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

H B Oumlzmen M İnel ve B T Ccedilaycı 11

yerdeğiştirme talepleri kapasite artışıyla elde edilen faydanın ccedilok uumlzerinde olumsuzluklara yol accedilmaktadır

9 Ayrıca ccedilalışma kapsamında yerdeğiştirme kapasitelerinin hesabı DBYYHY-2007 youmlnetmeliği huumlkuumlmlerine goumlre yapılmıştır Bu youmlnetmelikte kapasite sınırları elaman hasar seviyelerine goumlre belirlenmektedir Kirişlerin kaldırıldığı kolonlarda zorlanmalar azalarak eleman hasarı daha buumlyuumlk yerdeğiştirmelerde gerccedilekleşmektedir Bunun yerine oumlrneğin goumlreli oumltelenme değerlerinin dikkate alındığı bir kapasite kriteri kullanılması durumunda kiriş kaldırılması ile azalan rijitlik ile artan oumltelenmeler sebebiyle yerdeğiştirme kapasite değerlerinde de azalma olması muumlmkuumlnduumlr

10 Kc10 modellerinin talep değerleri incelendiğinde 04g deprem seti iccedilin minimum 6 maksimum 137 ortalama olarak ise 33 talep artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 10 maksimum 192 ortalama 49 06g iccedilin ise minimum 5 maksimum 130 ortalama 30 artış mevcuttur

11 Kirişlerin kaldırılmadığı Kc1B modelinde ise talep artışları ccedilok daha duumlşuumlk duumlzeydedir 04g deprem seti iccedilin minimum 5 azalma maksimum 4 artış ortalama olarak ise 1 artışının olduğu goumlruumllmektedir 02g iccedilin minimum 6 azalma maksimum 27 artış ortalama 7 artma 06g iccedilin ise minimum 4 azalma maksimum 5 artış ortalama 2 artış mevcuttur Goumlruumllduumlğuuml gibi genel olarak kirişlerin mevcut olduğu durumda talep artışı ccedilok daha sınırlı olmaktadır

12 Talepkapasite oranının hem talep hem de kapasitenin birlikte ele alınmasıyla davranış değişimini daha geniş oumllccediluumlde yansıttığı duumlşuumlnuumllebilir Bu değerlerin referans modele goumlre karşılaştırılması yapılarak Kc1B ve Kc10 modellerinin sismik davranış değişimi incelenebilir Tablo 4 incelendiğinde talepkapasite oranı suumltunlarında yer alan 36 değerden 31 adedinin referansa goumlre artış goumlstermesiyle kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği soumlylenebilir

13 Kc1B modelinde 02gHK durumunda ortalama 15 04gCG durumunda ortalama 3 06gGOuml durumunda ortalama 6 talepkapasite oranında artış olduğu goumlruumllmektedir

14 Kc10 modelinde ise 02gHK durumunda ortalama 47 04gCG durumunda ortalama 23 06gGOuml durumunda ortalama 26 talepkapasite artışı mevcuttur

15 Kc1B ve Kc10 modellerinin değerleri kıyaslandığında ccedilıkma boumllgesinde kirişlerin kaldırılmasının olumsuzlukları ccedilok buumlyuumlk oranda artırdığı goumlruumllmektedir

Oumlzet olarak kapalı ccedilıkmalı binaların deprem performansı uumlzerinde olumlu ve olumsuz olarak

farklı etkilere sahip olduğu soumlylenebilir Fakat davranış accedilısından kapalı ccedilıkma durumunun genel olarak olumsuzluğa neden olduğu ve bir duumlzensizlik olarak ele alınabileceği anlaşılmaktadır Ayrıca kapalı ccedilıkmalı binalarda ccedilıkma boumllgesindeki kirişlerin yapılıp yapılmamasının davranış uumlzerinde oumlnemli etkisi olduğu değerlendirilmiştir Kiriş bulunmaması durumunda oumlzellikle talep değerlerinde buumlyuumlk artışların yaşanması sebebiyle deprem performansı kirişli durumdan ccedilok daha olumsuz olduğu goumlruumllmektedir Teşekkuumlr Bu ccedilalışma 107M569rsquonolu TUumlBİTAK ve 2008FBE005rsquonolu Pamukkale Uumlniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi olarak desteklenmiştir

KAYNAKLAR AY-75 (1975) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara AY-98 (1998) ldquoAfet Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelikrdquo Bayındırlık ve İskan Bakanlığı

Ankara DBYYHY-2007 2007 Deprem Boumllgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Youmlnetmelik Bayındırlık ve İskacircn

Bakanlığı Ankara

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara

Page 12: KAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME · PDF fileKAPALI ÇIKMA DÜZENSİZLİĞİNİN BETONARME YAPILARIN ... Anahtar Kelimeler: Betonarme yapılar, Kapalı çıkma, Performans

12 Kapalı Ccedilıkma Duumlzensizliğinin Betonarme Yapıların Sismik Dav Etk Değ

DoğanguumlnA (2004) ldquoPerformance of reinforced concrete buildings during the May 1 2003 Bingoumll earthquake in Turkey Engineering Structures 26(6) 841-856

FEMA-356 2000 Prestandard and Commentary for Seismic Rehabilitation of Buildings Report No FEMA-356 Federal Emergency Management Agency Washington DC

Hachem MM BiSpec httpeqsolscomdefaultaspx Inel M Ozmen HB Şenel ŞM ve Kayhan AH (2009) Mevcut Betonarme Binaların Yapısal

Oumlzelliklerinin Belirlenmesi Uluslararası Sakarya Sempozyumu 1-2 Ekim 2009 Sakarya Tuumlrkiye Mander J B Priestley M J N Park R 1998 Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete

Journal of Structural Engineering ASCE Vol 114 No 8 pp 1804-1825 Oumlzcebe G 2004 Deprem Guumlvenliğinin Saptanması İccedilin Youmlntemler GeliştirilmesiTUumlBİTAK İCcedilTAG

YMAUuml İ574 Numaralı Araştırma Projesi SonuccedilRaporuAnkara PEER httppeerberkeleyedu Santiago P Ramirez J and Sarria A 2003 Observations On The Behaviour Of Low-Rise Reinforced

Concrete Buildings January 25 Colombia Earthquake httpniseeberkeleyedulessonscolombiapdf SAP2000 CSI Integrated finite element analysis and design of structures basic analysis reference manual

Berkeley (CA USA) Computers and Structures Inc SEMAp (2008) Sargılı etkisi beton modelleme analiz programı Tubitak proje no 105M024 Sucuoglu H and Yazgan U 2003 Simple Survey Procedures For Seismic Risk Assessment In Urban

Building Stocks Earth And Environmental Sciences Vol 2997ndash118 London TS-500 (2000) Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları Tuumlrk Standartları Enstituumlsuuml Ankara