Bu çalışmada dikdörtgen kesitli, konsol betonarme perdelerin tasarım kesme kuvvetleri nümerik yöntem kullanılarak incelenmiştir. Depreme dayanıklı yapı tasarımında yaygın olarak kullanılan betonarme perdelerde sünek bir güç tükenmesi için kesme kuvvet kapasitesinin eğilme kapasitesinden yüksek olması gerekir. Perdelerin kesme kuvvet talebi, eğilme kapasitesinin yanı sıra yüksek modların etkisine de bağlıdır. Yüksek modların, perdelerde gevrek kırılmalara yol açacak kesme kuvvet artışlarına neden olduğu literatürde birçok çalışma ile gösterilmiştir.
Bu çalışmada perdelerin kesme kuvvet talebinde özellikle yüksek modların etkisi incelenmiştir. Literatürde yüksek modların etkisi, yapının periyoduna, süneklilik talebine ve yapıya etki eden yer hareketinin büyüklüğüne bağlı olarak incelenmiştir. Çalışmada ise periyot ve süneklilik talebine ek olarak, perde yüksekliği/plandaki boyu (Hw/Lw) oranının
yüksek modların etkinliği üzerindeki etkisi araştırılmıştır.
Sayısal çalışmada farklı kat sayısı ve Hw/Lw oranı dikkate alınarak üretilen
dikdörtgen kesitli perdelerin, mod birleştirme yöntemi kullanılarak ve Türk Deprem Yönetmeliği (2007) esasları dikkate alınarak tasarımları yapılmıştır. Elastik analiz kullanılarak tasarlanan perdelerin, zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak, gerçek ivme kayıtları altında elastik ötesi analizleri yapılmıştır. Elastik ve elastik ötesi analizlerden elde edilen kesme kuvvetlerinin ve eğilme momentlerinin katlara göre dağılımı verilmiştir. Ayrıca elastik ötesi analizden elde edilen kat kesme kuvvetleri, elastik analizden elde edilen kat kesme kuvvetlerine oranlanarak, katlara göre kesme kuvvet talep artışları elde edilmiştir. Perdelerin taban kesitinde, moment-eğrilik ilişkisinden elde edilen kapasite momentleri elastik analizden elde edilen taban eğilme momentine oranlanarak dayanım fazlalığı katsayısı elde edilmiştir. Yüksek modların etkisini gösteren ve Türk Deprem Yönetmeliği’ndeki ifade şekli ile dinamik büyütme kat sayısı, kesme kuvvet talep artışlarının eğilme artım katsayılarına oranlanması ile elde edilmiştir.
Analizler neticesinde, Türk Deprem Yönetmeliği (2007) tarafından önerilen dinamik büyütme katsayısının (βv), Hw/Lw =3 olan perdeler dışında aşıldığı görülmüştür.
bağlı olarak değişim gösterdiği tespit edilmiştir. Dinamik büyütme katsayısının, periyoda, dayanım fazlalığı katsayısına ve Hw/Lw oranına bağlı olarak ifade etmenin daha gerçekçi
olacağı düşünülmüştür. Bu amaçla çalışmada dinamik büyütme katsayısı için biri grafik tabanlı diğeri de formüle dayanan iki yaklaşım sunulmuştur. Grafik tabanlı yaklaşımda sistemin dayanım fazlalığı-periyod grafiğinden, dinamik büyütme katsayısı-periyod grafiğine gidilerek dinamik büyütme katsayısı elde edilir. Grafik yaklaşım özellikle Hw/Lw
oranı büyük olan sistemlerde etkili ve pratik yaklaşım sunmaktadır. Literatürde pek rastlanılmayan grafik yaklaşım ile pratik çözüm sunulması hedeflenmiştir. Formüle dayanan ikinci yaklaşım ise, analiz sonuçları üzerinde yapılan regresyon analizi ile elde edilmiştir. Regresyon analizi neticesinde, dinamik büyütme katsayısını periyoda, dayanım fazlalığı katsayısına ve Hw/Lw oranına bağlı olarak ifade eden bir formül önerilmiştir. Bu
yaklaşımlar çalışmada dikkate alınan kat adetleri ve dikdörtgen kesitli konsol perdeler için geçerlidir. Kat adedi ya da periyotla büyük değişim gösteren dinamik büyütme katsayısının, çalışmada dikkate alınmayan kat adetleri içinde incelenmesi gerekir.
Ayrıca sayısal çalışma neticesinde, kesme kuvvet dağılımı için bir eğri önerilmiştir. Analizler neticesinde elde edilen kesme kuvvet dağılım grafiklerinin, Türk Deprem Yönetmeliği (2007) tarafından önerilen yaklaşık üçgen yük dağılımından farklı bir yol izlediği görülmüştür. Özellikle Rutenberg ve Nsieri (2006) tarafından konsol perdeler için önerilen dağılıma benzer bir yol izledikleri tespit edilmiştir. Ancak Rutenberg ve Nsieri (2006) tarafından önerilen kesme kuvvet dağılımının kat adedi ve Hw/Lw oranı arttıkça
muhafazakar sonuçlar verdiği görülmüştür. Ekonomik bir tasarım için, çalışmada dikkate alınan perdeler için kesme kuvvet dağılım eğrisi önerilmiştir.
Çalışmada çok sayıda perde incelenmesine karşın, tasarım ve modelleme aşamasında birçok kabul içermektedir. Perdelerin modellenmesinde literatürde çok yaygın olarak kullanılan davranış modeli kullanılmıştır. Ancak bu davranış modeli kesme kuvvet eğilme etkileşimini dikkate almamaktadır. Krawinkler (2006), son yıllarda perdeler üzerinde yapılan deneysel çalışmalara dayanarak, perde tabanında meydana gelen kaymanın perde davranışını önemli oranda etkilediğini ve analitik çalışmalarda dikkate alınan kesme kuvvet dağılımının, bu etki nedeni ile önemli oranda değişeceğini belirtmiştir. Çalışmanın perdelerdeki kesme kuvvet-eğilme etkileşimini dikkate alan bir perde davranış modeli ile genişletilmesi gerekir. Ayrıca çalışmada dikkate alınan perde davranış modelinin teorisi gereği, perde taban kesitinde boyuna donatılarda meydana gelen
aderans kayması dikkate alınmamıştır. Deprem gibi çevrimsel yükleme altında, sistemin son kat yer değiştirmesi üzerinde artırıcı etki gösteren bu uzama dikkate alınarak çalışma geliştirilebilir. Çalışmada betonun çekme dayanımı yakınsama problemleri ile karşılaşıldığı için ihmal edilmiştir. Çekme dayanımını dikkate alan gerçekçi bir malzeme davranış modeli ile çalışmanın geliştirilebileceği düşünülmektedir.
Ayrıca çalışmada dikdörtgen kesitli konsol perdeler dikkate alınmıştır. Perdelerin plan şekillerinin, perdelerin tepkileri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu deneysel çalışmalar ile gösterilmiştir (Thomsen ve Wallace, 1995). T, L, U gibi farklı geometrik şekillere sahip perdeler ile çalışmanın genişletilmesi gerektiği düşünülmektedir. Çalışmada tek bir konsol perde dikkate alınmıştır. Farklı rijitliklerde bir birine bağlı perdelerin kullanılması durumunda farklı sonuçlara ulaşılabileceği düşünülmektedir. Ayrıca deprem bölgelerinde yaygın olarak kullanılan perde+çerçeve sistemler ile bağ kirişli perdelerde de kesme kuvvet talep artışının kapsamlı bir şekilde incelenmesi gerektiği düşünülmektedir.