Ġki Katlı Prefabrik Yapıların Kapasite Eğrisinin Belirlenmesi

Daha önceki bölümlerde de açıklandığı gibi, tek katlı ve iki katlı prefabrik bina kolonlarının plastik mafsal özelliklerinin hesabı için takip edilen yol oldukça benzerdir. Her iki durumda da kolon kesitlerine ait dayanım ve deformasyon kapasiteleri moment-eğrilik analizleri ile belirlenmektedir. Tek katlı binaların kapasite eğrileri hesaplanırken, bu binaları oluĢturan kolonların konsol Ģeklinde çalıĢıyor olmasından kaynaklanan avantaj kullanılmıĢtır. Çok katlı prefabrik sanayi yapıların bu durum bir miktar farklıdır. BirleĢimleri mafsallı ve çok katlı bir prefabrik binanın kolonlarında meydana gelen kesme ve eğilme etkileri ile söz konusu binada oluĢan yerdeğiĢtirmelerin Ģematik olarak gösterimi ġekil 3.15‟te verilmiĢtir.

ġekil 3.15: Ġki katlı prefabrik sanayi yapılarında kesme, moment ve yerdeğiĢtirme

oluĢumu

ġekillerde gösterilen My ve V ifadeleri kolonların tabanlarında oluĢan ve

boyuna donatı miktarı ve kolon boyutları tarafından kontrol edilen moment ve kesme kuvveti kapasitesini temsil etmektedir. Boyuna donatı oranı fazla, kesit boyutları büyük olan kolonların moment ve kesme kapasitesi de büyük olmaktadır. Söz konusu Ģekillerde  ile gösterilen değerler kolonların yerdeğiĢtirme kapasitelerini temsil etmektedir.

Ġki katlı prefabrik binaların kapasite eğrilerinin tek katlı prefabrik sanayi yapılarına göre biraz farklı olmasından dolayı iĢlemleri matematiksel ifadelerle

28

göstermek yerine bu binaların kapasite eğrisinin hesabı için doğrudan analiz programlarından yararlanılmıĢtır. Literatürde bu yapıların kapasite eğrilerinin elde edilmesi için yöntem önerilmiĢ ve yöntem sonuçları ile detaylı analiz sonuçları karĢılaĢtırmıĢtır (Kalkan 2013). Ancak tez kapsamında iki katlı prefabrik yapıların doğrusal olmayan kapasitelerinin hesabı için SAP2000 (CSI 2000) programı kullanılmıĢtır.

Ġki katlı prefabrik sanayi yapılarının kolonlarındaki eksenel kuvvetler hesaplandıktan sonra analiz programına girilmek üzere kolonların moment-dönme eğrileri elde edilmiĢtir. Ancak taĢıyıcı elemanların moment-dönme grafikleri hazırlanırken kullanılan yazılıma uygun olarak plastik dönme değerleri hesaplanmıĢ ve tanımlanmıĢtır. Analiz programına veri giriĢinin bu Ģekilde yapılması gerektiğinden dolayı moment-dönme grafikleri plastik dönme değerleri üzerinden hazırlanmıĢtır. ġekil 3.16‟da analiz programına girilmek üzere hazırlanmıĢ tipik bir moment-dönme eğrisi verilmiĢtir. Kesit hasar bölgelerinin tarifi Bölüm 3.5, plastik dönme kapasitelerinin hesabı ise Bölüm 3.2‟de verilmiĢtir.

ġekil 3.16: Ġki katlı prefabrik bina kolonlarının tipik moment-dönme iliĢkisi

TaĢıyıcı elemanların elastik kısmının tanımlanmaması sebebiyle elastik bölge (eğilme rijitliği) rijitliklerinin tarif edilmesi gereklidir. 2007 tarihli deprem yönetmeliğinin 7. Bölümünde eğilme etkisi altındaki elemanların çatlamıĢ kesitleri için efektif eğilme rijitlikleri tanımlanmıĢtır. DBYBHY 2007‟ göre kiriĢlerin eğilme rijitliği 0.4, kolonlar ve perdeler için ise eksenel kuvvet düzeyine göre tanımlanmıĢ eğilme rijitliği ifadeleri verilmiĢtir. Eksenel yük düzeyi %10‟un altında elemanlar için %40, eksenel yük düzeyi %40 ve üstünde olan kolon ve perdeler için ise %80

29

verilmiĢtir. Eksenel yük düzeyi %10 ile %40 arasında kalan elemanlar için enterpolasyon yapılabilmektedir.

Yapılan analizler sonucunda sınırlı sayıda kolonun eksenel yük düzeyinin %10 ila %40 arasında olduğu gözlenmiĢtir. Bu durumda DBYBHY 2007‟e göre iki katlı prefabrik kolonların çok büyük bir çoğunluğu kiriĢ gibi varsayılmaktadır. Bu sebeple iki katlı prefabrik sanayi yapılarının efektif rijitliklerinin hesabı için literatürden faydalanılmıĢ ve konu ile ilgili çok sayıda deneysel çalıĢmalar yapan (Priestley ve diğ. 2007) tarafından önerilen yaklaĢım benimsenmiĢtir. Buna göre eksenel yük düzeyi düĢük olan taĢıyıcı elemanlar için efektif rijitlik, toplam rijitliğin %50‟si olarak alınmaktadır. Dolayısıyla tez kapsamındaki 41 adet binanın efektif rijitlikleri (3.20) denklemiyle hesaplanmıĢtır.

( ) ( ) (3.20)

Ġki katlı prefabrik sanayi yapılarının ara kat kiriĢleri birinci kat seviyesindeki kolonlara yapılan guselere (çoğunlukla pi plak) oturtularak teĢkil edilmektedir. Dolayısıyla bu binalar birinci katları mafsallı tasarımlandırılmaktadır. Ancak binanın iĢletiminden kaynaklanan sebeplerle bu ara katlarda idari alan, ofis veya zaman zaman ağır teçhizatlar kullanılmaktadır. Dolayısıyla bu yapılar esasen birinci kat hizasında yük bulunan konsol yapı davranıĢı göstermektedirler. Bu sebeple bu yapılar deprem sırasında ara katlarındaki kütle sebebiyle yatay yük almaktadırlar.

Her iki kat seviyesinde de deprem yüklerinin oluĢması sebebiyle bu yapıların birinci ve ikinci kat seviyelerinde farklı göreli ötelenme oranlarının oluĢmaktadır “2>1” (ġekil 3.17). Bu durum özellikle birinci kat ile ikinci kat arasında rijitlik

farkının yüksek olduğu binalarda gözlenmektedir. Dolayısıyla bu binalar için taban kesmesi-yerdeğiĢtirme kapasiteleri verilirken bu durumun göz önüne alınması gerektiği ve en kritik ötelenme oranlarına sahip olan zemin katın değerlerine bakılarak verilmesi gerektiği belirlenmiĢtir. Bu yüzden bina hasar sınırlarına karar verilirken en kritik sonuçların meydana geldiği zemin kattaki ötelenme oranlarına bakılmıĢtır. BaĢka bir ifade ile kapasiteleri eğrileri düĢeyde yatay dayanım oranları yatayda ise zemin kat seviyesinde oluĢan ötelenme oranları ile tarif edilmiĢtir. Kapasite eğrisi üzerinde bulunan hasar sınırlarının belirlenmesi için ise tek katlı prefabrik yapılarda uygulanan yöntem kullanılmıĢtır. Bölgede bulunan bütün

30

binaların analizleri için yukarı bahsedilen tüm aĢamalar uygulanmıĢ ve binaların statik itme analiz sonuçları değerlendirilerek kapasite eğrileri ve bu eğri üzerindeki hasar bölgeleri (hafif, orta, ağır, göçme) belirlenmiĢtir.

ġekil 3.17: Ġki katlı prefabrik sanayi yapılarında yerdeğiĢtirme profili