3. MATERYAL VE METOD
3.3 DLH-2008’e Göre İskelelerin Performanslarının Değerlendirilmesi
Zf =1.8× T Lp ≥ 4T olarak hesaplanır.
Şekil 3.7 ve 3.8’de SAP2000 programında modellenen D18 iskelesinin sırasıyla ankastre ve yaylı olarak modellenmiş şekli örnek olarak verilmiştir. Diğer modellerde D18 modeliyle aynı şekilde modellenmiştir.
Şekil 3.7 : D18 iskelesinin DY 1975 göre SAP 2000 programında modellenmesi.
Şekil 3.8 : D18 iskelesinin DLH 2008 Deprem Yönetmeliğine göre SAP2000 programında modellenmesi.
Tasarım amacıyla oluşturulan modellerde kazıkların deniz tabanı altında Zf derinliğinde ankastre olacağı kabul edilmiştir. Bu çalışmada yatak katsayısının zemine inildikçe doğrusal olarak arttığı kabulü yapılmıştır. Hesaplanan penatrasyon ve ankastrelik boyları Tablo-3.6'da verilmiştir.
X Z
Tablo-3.6: Modeller için penatrasyon ve ankastrelik boyları Zemin grubu Deprem katsayısı Modeller Zf hesap (m) Zf seçilen (m) Lp hesap (m) Lp seçilen (m) Kazık dış çapları (cm) t, et kalınlığı (mm) D gr u b u z em in %15 D03 3.78 4.0 8.40 14.0 70 13 D10 4.20 4.5 9.36 16.0 80 15 D18 4.10 4.5 9.10 16.0 80 13 %10 D03 3.72 4.0 8.26 14.0 70 12 D10 4.32 4.5 8.95 16.0 80 12 D18 3.90 4.5 8.65 16.0 80 10 C g ru b u z em in %15 D03 3.14 3.5 7.00 14.0 70 13 D10 3.50 4.0 7.80 16.0 80 15 D18 3.40 4.0 7.60 16.0 80 13 %10 D03 3.10 3.5 6.90 14.0 70 12 D10 3.36 3.5 7.50 16.0 80 12 D18 3.24 3.5 7.20 16.0 80 10
3.3 DLH-2008’e Göre İskelelerin Performanslarının Değerlendirilmesi
Önceki bölümde anlatıldığı şekilde tasarlanan iskele yapıları üç boyutlu halde analiz edilip, deprem performansları DLH 2008 Deprem Yönetmeliğine göre irdelenmiştir. Modelleme aşamasında SAP2000 yapısal analiz programı kullanılmıştır. DHL 2008 Yönetmeliği genel olarak deprem etkileri altında yapıların performansa göre tasarım felsefesini benimsemiştir.
3.3.1 Yönetmeliğin Genel Yaklaşımı: Performansa Göre Tasarım
DLH Deprem Yönetmeliğinin genel tasarım yaklaşımı aşağıdaki şekilde tanımlamaktadır:
“Bu Yönetmelik, deprem etkileri altında temel ilke olarak performansa göre tasarımı esas alır. Bu tasarım yaklaşımında, belirli düzeylerdeki deprem yer hareketleri altında taşıyıcı sistem elemanlarında oluşabilecek hasar sayısal olarak tahmin edilir ve bu hasarın her bir elemanda kabul edilebilir hasar limitlerinin altında kalıp
genel olarak doğrusal elastik sınırlar ötesinde meydana gelen nonlineer deformasyonlara karşı geldiğinden performansa göre tasarım yaklaşımı, doğrusal olmayan (nonlineer) analiz yöntemleri ve şekil değiştirmeye (deformasyona) göre tasarım kavramı ile doğrudan ilişkilidir. Esaslarda, hasarın sınırlı olmasının öngörüldüğü performans hedefleri için, geleneksel dayanıma göre tasarım ilkesi çerçevesinde doğrusal (lineer) analiz yöntemlerinin kullanılmasına da izin verilmektedir.”
DHL 2008 deprem yönetmeliğini kapsayan yapıların performansa göre tasarımında deprem etkileri üç deprem düzeyinde ele almıştır. Bunlar; D1, D2 ve D3 deprem düzeyidir.
3.3.2 Deprem Düzeyleri
Yönetmelik (DLH 2008) kapsamındaki yapıların performansa göre tasarımında esas alınacak deprem düzeyleri aşağıdaki şekilde tanımlanmıştır. Bu düzeylerdeki depremler için ivme spektrumlarını tanımlayan parametreler, Türkiye genelinde 0.02 derecelik enlem ve boylam artımları ile Yönetmelik Ek-A’da verilmiştir. Yerel zemin etkisi ise Ek-B’ye göre belirlenir.
D1-Deprem Düzeyi
Bu deprem düzeyi, yönetmelik kapsamındaki yapıların servis ömürleri boyunca meydana gelebilmesi olasılığı fazla olan, göreli olarak sık ancak şiddeti çok yüksek olmayan deprem yer hareketlerini ifade etmektedir. (D1) düzeyindeki depremin 50 yılda aşılma olasılığı %50, buna karşılık gelen dönüş periyodu ise 72 yıldır.
D2-Deprem Düzeyi
Bu deprem düzeyi, yönetmelik kapsamındaki yapıların servis ömürleri boyunca meydana gelebilmesi olasılığı çok fazla olmayan, seyrek ancak şiddetli deprem yer hareketlerini ifade etmektedir. (D2) düzeyindeki depremin 50 yılda aşılma olasılığı %10, buna karşılık gelen dönüş periyodu ise 475 yıldır.
D3-Deprem Düzeyi
Bu deprem düzeyi, yönetmelik kapsamındaki yapıların maruz kalabileceği en şiddetli deprem yer hareketini ifade etmektedir. (D3) düzeyindeki bu çok seyrek depremin 50 yılda aşılma olasılığı %2, buna karşılık gelen dönüş periyodu ise 2475 yıldır.
3.3.3 Deprem Tasarım Spektrumları
D1, D2 ve D3 deprem düzeyleri için kısa doğal titreşim periyodu (0.2 saniye)ve 1.0 saniyelik doğal titreşim periyoduna karsı gelen spektral ivme değerleri (sırası ile SS ve S1), referans olarak alınan B Zemin Sınıfı için DLH 2008 Ek A’da verilmiştir. Diğer zemin sınıfları için, aynı doğal titreşim periyotlarına karşı gelen spektral ivme değerleri SMS ve SM1 aşağıda verilen denklemler kullanılarak hesaplanır.
SMS=Fa × SS SM1=Fv× S1……….(3.4) Fa ve Fv parametreleri, sırası ile Tablo-3.7-3.8’tetanımlanmıştır. Bu tablolarda gösterilen zemin sınıfları DLH 2008 Ek B’de tanımlanmıştır. Deprem tasarım spektrumları ise Denklem 3.5 ve 3.6 ile hesaplanır.
Tablo-3.7: Kısa periyot zemin kat sayısı Fa Zemin
Sınıfı*
Kısa Periyod Spektral İvmesi (g)a
SS ≤ 0.25 SS = 0.50 SS = 0.75 SS =1.0 SS ≥ 1.25 A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 B 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 C 1.2 1.2 1.1 1.0 1.0 D 1.6 1.4 1.2 1.1 1.0 E 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9 F –b –b –b –b –b * Bkz. DLH Ek B
aSS’in ara değerleri için lineer interpolasyon yapılacaktır.
b Sahaya özel geoteknik inceleme ve dinamik zemin davranış analizi yapılacaktır.
Tablo-3.8: 1.0 s periyodu zemin kat sayısı Fv Zemin
Sınıfı*
1.0 sn periyodunda Spektral İvme (g)a
S1 ≤ 0.1 S1 = 0.20 S1 = 0.3 S1 = 0.4 S1 ≥ 0.5 A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 B 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 C 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 D 2.4 2.0 1.8 1.6 1.5 E 3.5 3.2 2.8 2.4 2.4 F –b –b –b –b –b
3.3.4 Kıyı ve Liman Yapılarının Deprem Performansı Bakımından Sınıflandırılması
Kıyı ve liman yapıları; öngörülen deprem performansına, kullanım amacına ve sahip olduğu öneme göre Şekil 3.9’da görüldüğü gibi sınıflandırılır.
Şekil 3.9 : Kıyı liman yapılarının deprem performansı bakımından sınıflandırılması.
Özel Yapılar;
Özel sınıfa giren kıyı ve liman yapıları aşağıdaki şekilde gruplandırılmıştır:
(a) Deprem sonrasında acil yardım ve kurtarma amacı ile hemen kullanılması gereken yapılar
(b) Toksin, parlayıcı ve patlayıcı özellikleri olan maddeler ile ilgili yapılar. Normal Yapılar;
Normal sınıfa giren kıyı ve liman yapıları aşağıdaki şekilde gruplandırılmıştır: (a) Can ve mal kaybının önlenmesi gereken yapılar
(b) Ekonomik veya sosyal bakımdan önemli olan yapılar
(c) Deprem sonrasında onarım ve güçlendirmesi zor ve zaman kaybına neden olacak yapılar
Basit Yapılar;
Basit sınıfa giren kıyı ve liman yapıları aşağıdaki şekilde gruplandırılmıştır: (a) Özel Sınıf ve Normal Sınıf’taki yapıların dışında kalan daha az önemli yapılar (b) Önemsiz Sınıfı’ndaki yapıların dışında kalan yapılar
Önemsiz Yapılar;
Önemsiz sınıfına giren kıyı ve liman yapıları aşağıdaki şekilde gruplandırılmıştır: (a) Kolaylıkla yeniden yapılabilecek yapılar,
(b) İleri derecede hasar görmesi bile can güvenliğini tehlikeye atmayan yapılar (c) Geçici yapılar
3.3.5 Kıyı ve Liman Yapıları İçin Tanımlanan Performans Düzeyleri
Kıyı ve liman yapılarının performans düzeyleri, deprem etkisi altında meydana gelmesi beklenen hasarlara bağlı olarak Tablo-3.9’da tanımlanmıştır. Bu performans düzeyleri için kabul edilebilir hasar limitleri, her bir yapı tipi veya elemanı için ayrı ayrı ve sayısal olarak tanımlanır. Her bir hasar düzeyi için tamirat veya güçlendirme operasyon süreleri belirlenmektedir.
Tablo-3.9: Kıyı ve liman yapıları için tanımlanan performans düzeyleri Performans
düzeyi
İzin Verilen Hasar Düzeyi Operasyon süresi
Minimum Hasar (MH)
Hasarsız veya sınırlı yapısal hasar
Birkaç gün
Kontrollü Hasar (KH)
Çok ağır olmayan ve onarılabilir hasar
Birkaç hafta veya ay
İleri Hasar Düzeyi (İH)
Göçme öncesinde meydana gelen ileri hasarı düzeyidir. Onarılma olanağı ya yoktur yada ekonomik değildir.
Uzun süreli (birkaç ay veya yıl) aksamaların meydana gelmesi, hatta ilgili liman servisinin tamamen iptal edilmesi mümkündür.
Göçme Hasarı (GH)
Deprem etkisi altında tam göçme hasarı meydana gelir
Operasyon yapılmaz.
3.3.6 Kıyı ve Liman Yapılarında Öngörülen Performans Hedefleri
Tablo-3.10: Çeşitli deprem düzeylerinde hedeflenen performans düzeyleri Yapının sınıfı (D1) Deprem Düzeyi (D2) Deprem Düzeyi (D3) Deprem Düzeyi Özel – MH KH Normal MH KH (İH) Basit KH (İH) – Önemsiz (İH) (GH) –
DLH 2008 Yönetmeliğindeki diğer performans hedeflerinin sağlanması halinde Tablo 3.10’da parantez içinde gösterilen performans hedeflerinin kendiliğinden gerçekleşeceği varsayılmaktadır. Bu bağlamda Basit Sınıf’taki yapılar için (D1) depremi altında Kontrollü Hasar (KH) performans hedefinin sağlanmış olması yeterlidir ve bu tür yapılar için (D2) depremi altında İleri Hasar (İH) performans hedefinin irdelenmesine gerek yoktur. Benzer biçimde, can güvenliğini tehlikeye atmayan ve kolayca yenilenebilecek olan Önemsiz Sınıf’taki yapılar için (D1) depremi altında (İH) performansının ve (D2) depremi altında (GH) durumunun kendiliğinden gerçekleşeceği öngörülmektedir. Bu nedenle bu tür yapıların sadece deprem dışı etkilere göre tasarımının yapılması yeterlidir.
3.3.7 Tasarım ve Değerlendirme Yöntemleri
DLH 2008 Deprem Yönetmeliği iskele yapılarının depreme karşı tasarımında kullanılacak yöntemleri iki temel guruba ayırmıştır. Bunlar Dayanıma göre tasarım (DGT) ve Şekil değiştirmeye göre tasarım (ŞGT) yöntemleridir. Yöntemlerin genel tanımları ve uygulama kapsamları aşağıdaki paragraflarda verilmiştir.
Dayanıma Göre Tasarım (DGT) Yöntemleri
Dayanıma (Kuvvete) Göre Tasarım (DGT) yaklaşımı, elastik deprem kuvvetleri veya elastik ötesi sünek davranış dikkate alınarak azaltılan eşdeğer kuvvetler altında yapılan doğrusal elastik analize göre, sistemlerin stabilitesinin ve yapısal elemanların dayanımlarının yeterliliklerinin sağlanması esasına dayanır. DGT Yöntemleri, (D1) depremi altında tüm kıyı ve liman yapılarının tasarımında kullanılabilir. Bu tür yöntemlerden özel sınıfa ve normal sınıfa giren yapıların (D2) düzeyindeki depreme göre tasarımında da yararlanılabilir (Bkz.Tablo3.11).
Şekil değiştirmeye Göre Tasarım (ŞGT) Yöntemleri:
Bu tasarım yaklaşımında, belirli düzeylerdeki deprem yer hareketleri altında taşıyıcı sistem elemanlarında oluşabilecek hasar sayısal olarak belirlenir ve bu hasarın ilgili elemanlar için kabul edilebilir hasar limitlerinin altında kalıp kalmadığı kontrol edilir. Kabul edilebilir hasar limitleri, çeşitli deprem düzeylerinde yapı için öngörülen hedef performans düzeyleri ile uyumlu olacak şekilde tanımlanır. Eleman düzeyinde hesaplanması öngörülen deprem hasarı, şiddetli depremlerde genel olarak doğrusal elastik sınırlar ötesinde meydana gelen doğrusal olmayan şekil değiştirmelere veya bunlarla uyumlu yer değiştirmelere karşı geldiğinden bu yaklaşım, “Şekil değiştirmeye (Yer değiştirmeye) Göre Tasarım” yaklaşımı olarak adlandırılır. ŞGT Yöntemleri, modern tasarım yaklaşımı “Performansa Göre Tasarım”ın temel yöntemleridir. ŞGT Yöntemleri’nin (D3) depremi altında Özel Sınıf’a giren kıyı ve liman yapıları için kullanılması zorunludur. ŞGT Yöntemleri Özel Sınıf’a ve normal Sınıf’a giren yapıların (D2) düzeyindeki depreme göre tasarımında da kullanılabilir (Bkz. Tablo 3.11).
Tablo 3.11. Kazıklı iskele ve rıhtımlara çeşitli deprem düzeylerinde uygulanmasına izin verilen tasarım yöntemleri
Yapının sınıfı (D1) Deprem Düzeyi (D2) Deprem Düzeyi (D3) Deprem Düzeyi
Özel – DGT / ŞGT ŞGT
Normal DGT DGT / ŞGT –
Basit DGT – –
Önemsiz – – –
3.3.8 Mevcut Yapıların Performanslarının Değerlendirilmesi
Yukarıda açıklanan Dayanıma Göre Tasarım (DGT) ve Şekil değiştirmeye Göre Tasarım (ŞGT) Yöntemleri, mevcut kıyı ve liman yapılarının deprem performanslarının değerlendirilmesi için de kullanılabilir. DGT yöntemi ŞGT yöntemine kıyasla daha bilindik ve hesabı daha basit bir yöntemdir, bu nedenle yönetmeliğin izin verdiği yapılarda mühendislerce en çok tercih edilen yöntemin DGT yöntemi olacağını düşünmekteyiz. Bu tez kapsamında piyasa şartlarında
3.4 Tasarlanan İskele Yapılarının DLH 2008’e Göre Performanslarının