Bu çalışmada, TBDY ile uyumlu olacak şekilde oluşturulmuş farklı ivme kaydı setleri kullanılarak yapılan zaman tanım alanında analiz sonucunda üç boyutlu bir betonarme bina için elde edilen yapısal tepki parametreleri istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Yapısal tepki parametreleri olarak maksimum çatı ötelenmesi (Δmak), maksimum çatı ötelenmesi oranı (Δmak/H), maksimum göreli kat ötelenmesi (mak) ve maksimum göreli kat ötelenmesi oranı (mak/h) seçilmiştir. Çalışmada, ayrıca, aynı hedef spektrum ile uyumlu olarak elde edilen farklı ivme kaydı setleri kullanılarak yapılan analiz sonuçlarına göre, bu setlere ait yapısal tepkiler arasındaki farkın istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığını araştırılmıştır. Son olarak maksimum ötelenme taleplerinin ortalaması için güven aralığı tahminleri yapılmıştır.
Kullanılan ivme kaydı setleri, 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem düzeyi (TBDY’de tanımlanan DD2 deprem düzeyi) ve Denizli il sınırları içerisinde bulunan bir konum ile uyumlu yatay elastik tasarım spektrumları dikkate alınarak elde edilmiştir. ZB, ZC ve ZD zemin sınıfları için tanımlanmış yatay elastik tasarım spektrumları ayrı ayrı dikkate alınmış ve her bir zemin sınıfı için 30 farklı ivme kaydı takımı seti elde edilmiştir. Analizlerde toplam 90 ivme kaydı takımı seti kullanılmıştır. Her bir ivme kaydı takımı setinde 11 ivme kaydı takımı yani 22 ivme kaydı bulunmaktadır.
Betonarme binanın analizleri ile, bir ivme kaydı takımı setinde bulunan her bir ivme kaydı takımı için ayrı ayrı maksimum çatı ötelenmesi talepleri (mak) ve maksimum göreli kat ötelenmesi talepleri (mak) elde edilmiştir. Bu talepler kullanılarak, bina için maksimum çatı ötelenmesi oranı (mak/H) ve her bir kat için maksimum göreli kat ötelenmesi oranı (mak/h) talepleri hesaplanmıştır. Daha sonra her bir set için mak/H değerlerinin ortalaması (m/H), standart sapması (s/H) ve varyasyon katsayısı (CoV/H) ile mak/h değerlerinin ortalaması (m/h), standart sapması (s/h) ve varyasyon katsayısı (CoV/h) hesaplanmıştır. Bu değerler, tez çalışması kapsamında istatistiksel değerlendirmelerin yapılması amacıyla kullanılmıştır.
Tez çalışması kapsamında yapılan çalışmalar sonucunda aşağıda maddeler halinde ifade edilen sonuçlara ulaşılmıştır:
Betonarme bina için herhangi bir zemin sınıfı ile uyumlu, farklı setlere ait m ve CoV değerlerinin, kullanılan ivme setine bağlı olarak rastgele değiştiği görülmüştür. Yani, aynı hedef spektrumla uyumlu olsa bile, farklı ivme setleri kullanıldığında, her bir set için farklı m ve CoV değerlerinin elde edilebileceği anlaşılmaktadır.
Maksimum çatı ötelenmesi taleplerinin, beklendiği gibi, zemin sınıfı ZB’den ZD’ye değiştikçe arttığı gözlenmiştir. İvme setleri için hesaplanan mΔ değerleri, ZB zemin sınıfı için 5.82cm-10.90cm arasında, ZC zemin sınıfı için 13.72cm-25.14cm arasında ve ZD zemin sınıfı 17.45cm-26.79cm arasında değişmektedir.
mΔ değerlerinin bina yüksekliğine bölünmesi ile elde edilen maksimum çatı ötelenmesi oranı (mΔ/H) talepleri, ZB zemin sınıfı ile uyumlu ivme setleri için %0.38-0.70 arasında, ZC zemin sınıfı ile uyumlu ivme setleri için %0.89-1.62 arasında ve ZD zemin sınıfı ile uyumlu ivme setleri için %1.13-1.73 arasında değişmektedir. İvme kaydı setlerinden elde edilecek mΔ/H değerlerinin ortalaması (beklenen değeri) ise ZB, ZC ve ZD zemin sınıfı için sırası ile %0.48, %1.12 ve %1.41 olarak hesaplanmıştır.
CoVΔ/H değerleri, ZB zemin sınıfı ile uyumlu ivme setleri için 0.33-1.47 arasında, ZC zemin sınıfı ile uyumlu ivme setleri için 0.59-1.83 arasında ve ZD zemin sınıfı ile uyumlu ivme setleri için 0.47-1.45 arasında değişmektedir. İvme kaydı setlerinden elde edilecek CoVΔ/H değerlerinin ortalaması (beklenen değeri) ise ZB, ZC ve ZD zemin sınıfı için sırası ile 0.83, 1.09 ve 0.95 olarak hesaplanmıştır. Varyasyon katsayısının yüksek değerleri, ivme seti içerisinde yer alan kayıtlardan elde edilen maksimum çatı ötelenmesi oranı taleplerinin ortalama etrafındaki saçılımının yüksek olduğunu göstermektedir. Herhangi bir zemin sınıfı için daha düşük veya daha yüksek saçılım elde edildiğini söylemek mümkün değildir.
Çalışmada ele alınan betonarme bina için maksimum göreli kat ötelenmesi oranı taleplerinin de ZB sınıfı zeminden ZD sınıfı zemine doğru gidildikçe arttığı, binaların alt katlarında diğer katlara oranla daha fazla olduğu görülmüştür. Betonarme bina için ivme setlerine ait m değerleri açısından
değerlendirme yapıldığında, genel olarak ilk iki katta daha yüksek göreli kat ötelenmesi oranı talebinin elde edildiği, en üst katta ise en düşük taleplerin gözlendiği görülmektedir. ZB sınıfı zemin ile uyumlu 30 ivme kaydı takımı seti için hesaplanan m/h değerlerinin birinci katta %0.50-%1.02 arasında, ikinci katta ise %0.58-%1.04 arasında değiştiği belirlenmiştir. Birinci ve ikinci katta, 30 sete ait m/h değerlerinin ortalaması yani beklenen değeri sırası ile %0.66 ve %0.72’dir. ZC sınıfı zemin ile uyumlu 30 ivme kaydı takımı seti için hesaplanan m/h değerlerinin birinci katta %1.20-%2.50 arasında, ikinci katta ise %1.28-%2.51 arasında değiştiği belirlenmiştir. ZC sınıfı zemin için, birinci ve ikinci katta, 30 sete ait m/h değerlerinin ortalaması yani beklenen değeri sırası ile %1.68 ve %1.70’dir. ZD sınıfı zemin ile uyumlu 30 ivme kaydı takımı seti için hesaplanan m/hdeğerlerinin birinci katta %1.56-%2.70 arasında, ikinci katta ise %1.67-%2.63 arasında değiştiği belirlenmiştir. ZD sınıfı zemin için, birinci ve ikinci katta, 30 sete ait m/h değerlerinin ortalaması yani beklenen değeri sırası ile %2.07 ve %2.11’dir.
En yüksek göreli kat ötelenmesi oranı taleplerinin elde edildiği birinci ve ikinci kat için, ivme kaydı takımlarından elde edilen ötelenme taleplerinin sete ait ortalama etrafındaki saçılımını temsil eden CoV/h değerleri birinci katta ZB sınıfı zemin için 0.33-1.62 arasında, ZC sınıfı zemin için 0.67-1.97 arasında ve ZD sınıfı zemin için 0.49-1.64 arasında değişmektedir. Bu katta, 30 sete ait CoV/hdeğerlerinin ortalaması yani beklenen değeri ZB, ZC ve ZD zemin sınıfı için sırası ile 0.92, 1.22 ve 1.05 olarak hesaplanmıştır. İkinci kata ait CoV/hdeğerleri ZB sınıfı zemin için 0.39-1.51 arasında, ZC sınıfı zemin için 0.62-1.92 arasında ve ZD sınıfı zemin için 0.47-1.51 arasında değişmektedir. Bu katta, 30 sete ait CoV/hdeğerlerinin ortalaması yani beklenen değeri ZB, ZC ve ZD zemin sınıfı için sırası ile 0.90, 1.15 ve 0.98 olarak hesaplanmıştır. Buna göre, göreli kat ötelenmesi oranı taleplerinin set içerisindeki saçılımı da oldukça yüksektir. Zemin sınıfları açısından bakıldığında, saçılımın zemin sınıfının değişimi ile ilişkisi olmadığı, tüm zemin sınıfları için ivme setlerine bağlı olarak rastgele değiştiği görülmektedir.
Analiz sonuçları hem mΔ hem de m/h değerlerinin, aynı hedef spektrumla uyumlu farklı ivme setleri için rastgele değişmekte olduğunu göstermiştir. Bilindiği gibi bu değerler TBDY’ye göre tasarım veya performans değerlendirmesi için dikkate alınabilmektedir. Bu durum gözönünde bulundurularak, aynı hedef spektrumla uyumlu farklı ivme setlerinden elde edilen yapısal tepkiler arasındaki farkın düzeyinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla maksimum ötelenme talepleri ve maksimum göreli kat ötelenmesi talepleri ayrı ayrı dikkate alınarak tek yönlü varyans analizi yapılmıştır. Varyans analizi sonuçları, tez çalışmasında kullanılan betonarme bina için, aynı zemin sınıfı ile uyumlu olarak elde edilen farklı ivme setleri kullanılarak hesaplanan ötelenme taleplerinin, %5 anlamlılık düzeyi ile aynı ana kitleden (aynı populasyodan) rastgele seçilen örnekler olarak kabul edilebileceğini göstermiştir. Başka bir deyişle, aynı hedef spektrumla uyumlu farklı ivme setlerinden elde edilen yapısal tepkiler arasındaki fark, %5 anlamlılık düzeyi ile istatistiksel olarak anlamlı değildir.
Maksimum çatı ötelemesi oranı talepleri için ivme kaydı setlerinden elde edilecek m/Hdeğerlerinin ait olduğu ana kitlenin ortalaması/Hiçin %90 ve %95 güven aralığı tahminleri verilmiştir. ZB sınıfı zeminlerle uyumlu ivme setlerinden elde edilecek m/H değerlerinin %90’ı, 0.0046-0.0051 arasında olacaktır. m/H değerlerinin %90’ı, ZC sınıfı zeminlerle uyumlu setler için 0.0106-0.0118 arasında, ZD sınıfı zeminlerle uyumlu setler için 0.0134- 0.0148 arasında olacaktır. Güven düzeyi %95 alınırsa, ZB, ZC ve ZD zemin sınıfları için m/H değerlerine ait güven aralığı sırası ile 0.0045-0.0051, 0.0105-0.0119 ve 0.0134-0.0148 olmaktadır.
Maksimum göreli kat ötelenmesi oranı talepleri için ivme kaydı setlerinden elde edilecek m/h değerlerinin ait olduğu ana kitlenin ortalaması /h için %90 ve %95 güven aralığı tahminleri bulunmuştur. ZB sınıfı zeminlerle uyumlu ivme setlerinden elde edilecek m/h değerlerinin %90’ı, birinci katta 0.0062-0.0070 ve ikinci katta 0.0068-0.0076 arasında olacaktır. ZC zemin sınıfı için m/h değerlerinin %90’ı, birinci katta 0.0158-0.0178 ve ikinci katta 0.0160-0.0179 arasında olacaktır. ZD zemin sınıfı için ise m/h değerlerinin %90’ı, birinci katta 0.0196-0.0217 ve ikinci katta 0.0202-0.0220 arasında olacaktır. Güven düzeyi %95’e çıktığında, güven aralığı biraz daha
açılmaktadır. ZB sınıfı zemin için uyumlu ivme setlerinden elde edilecek m/h değerlerinin %95’inin, birinci katta 0.0061-0.0070 ve ikinci katta 0.0067- 0.0077 arasında olacağı, ZC sınıfı zemin için uyumlu ivme setlerinden elde edilecek m/h değerlerinin %95’inin, birinci katta 0.0156-0.0180 ve ikinci katta 0.0158-0.0181 arasında olacağı, ZD sınıfı zemin için uyumlu ivme setlerinden elde edilecek m/h değerlerinin %95’inin ise birinci katta 0.0194- 0.0219 ve ikinci katta 0.0200-0.0222 arasında olacağı görülmüştür.
Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, ivme kaydı seçiminde kullanılan katalog, analiz için kullanılan bina modeli ve hedef spektrum dikkate alınarak bu çalışmada kullanılmak üzere elde edilen ivme setleri için geçerlidir. Çalışmada elde edilen sonuçların daha geniş bir ölçüde değerlendirilmesi amacı ile aşağıda yer alan çalışmaların da yapılmasının uygun olacağı düşünülmektedir.
Bu çalışmada, DD-2 deprem düzeyi dikkate alınarak belirli bir koordinat için zemin sınıflarına ait yatay elastik tasarım spektrumu, ivme kaydı setlerinin elde edilmesi için hedef spektrum olarak tanımlanmıştır. Türkiye Deprem Tehlike Haritası’nda farklı deprem düzeyi ve farklı koordinatlar için elde edilecek farklı hedef spektrumlar dikkate alınarak benzer çalışmalar yapılabilir.
Çalışmada sadece bir betonarme bina modeli kullanılmıştır. Bu sebeple, bu çalışmada elde edilen sonuçların genellenmesi mümkün değildir. Farklı betonarme bina modelleri dikkate alınarak yapılacak çalışmalar ile bu konuda daha fazla bilgi edinilmesi mümkündür.
Güvenilirlik esaslı tasarım veya değerlendirme amacıyla, yapısal tepkilere ait olasılık dağılımlarının tahminine yönelik çalışmalar için farklı taşıyıcı sistemler dikkate alınarak benzer çalışmaların yapılmasının da mevcut bilgi birikimine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.