Bu çalışmada yürürlükte bulunan DBYBHY ile yürürlüğe girmesi planlanan İYBDY esasları değerlendirilerek ve tasarımı 1975 tarihli ABYYHY kurallarına göre yapılmış olan 3bodrum kat + zemin kat + 21 normal kat olmak üzere toplam 25 katlı Barbaros Plaza binası üzerinde karşılaştırılmıştır. Elde edilen başlıca sonuçlar aşağıda açıklanmıştır.
Spektruma uyumlu üretilen yapay deprem hareketlerinin yapısal etkilerinin incelenmesi de ayrıca amaçlandığından, İYBDY’inde tanımlanan ve yapı performansı bakımından arttırıcı rolü olan malzeme katsayıları kullanılmamış, DBYBHY’ine koşut olarak 1.0 değerleri uygulanmıştır. Diğer yandan DBYBHY esaslarınca gerçekte 2.derece deprem bölgesinde olan bina, İYBDY sismik haritalarınca geçiş bölgesinde kaldığından bu çalışmada 1.derece deprem bölgesi için tanımlanan esaslarca kontrol edilmiştir. Yine benzer nedenden dolayı yer hareketleri yapıya ayrı ayrı etkitilmiş, ancak yine de İYBDY ilkelerince tanımlanan iki yönde aynı anda yükleme uygulaması da tek bir durum için yapılmıştır.
DBYBHY 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan bir tasarım depremi öngörmektedir. İYBDY 3 farklı deprem düzeyi için tasarım depremi tanımlanmakta olup D2 deprem düzeyi 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan depremdir Şekil 5.1’de her iki yönetmeliğin öngördüğü spektrumlar karşılaştırılmaktadır. Şekilden görüldüğü üzere DBYBHY ilkelerine göre tanımlanan spektrum, İYBDY ilkelerince tanımlanan spektrumlardan D3 deprem düzeyi ile D2 deprem düzeyi spektrumlarının arasındadır.
Şekil 5.1 : İYBDY ve DBYBHY tasarım depremlerinin karşılaştırılması.
Şekil 5.2 : Mod birleştirme yöntemi İYBDY ve DBYBHY hasar yüzdelerinin karşılaştırılması.
Mod birleştirme yöntemi için İYBDY ilkelerine göre kesintisiz kullanımı kontrol edilmiş olup, bu değerlendirme biçimi tam olarak DBYBHY kuralları ile örtüşmemektedir. Dolayısıyla iki yönetmeliği karşılaştırabilmek için DBYBHY ile belirlenen eleman hasar bölgeleri dikkate alınmış olup, M.H.B. hariç olmak üzere diğer bölgelerdeki hasarlı elemanlar adet olarak toplanarak katta bulunan tüm eleman sayısına oranlanmış ve yüzdesel olarak karşılaştırılmıştır.
Mod birleştirme yöntemi sonuçları bakımından düşey elemanlar için İYBDY D1 deprem düzeyi ile DBYBHY arasında %15, İYBDY D2 deprem düzeyi ile ise %25; kirişler için İYBDY D1 deprem düzeyi ile DBYBHY arasında %9, İYBDY D2 deprem düzeyi ile ise %9 fark olduğu hesaplanmıştır (Şekil 5.2). İYBDY mod birleştirme yöntemine göre D1 ve D2 depremleri etkisinde kesintisiz kullanım performansını kontrol etmesi aşan elemanların hasar bölgelerininin belirtilmemesi aradaki farkı açıklayabilir. İYBDY ilkelerinin aşan elemenların yüzde kaçının kabul edilebilir sınırlarda olduğu belli olmamasından dolayı kesintiz kullanımı sağlayıp sağlamadığı hakkında karar verilemezken, DBYBHY esaslarına göre bina hemen kullanım performans düzeyini sağlamamaktadır.
Doğrusal olmayan zaman tanım alanında hesap yöntemi sonuçları bakımından farklılıklar vardır (Şekil 5.3). Bunların farklı olması İYBDY ilkelerinin göçme güvenliğini kontrol ederken, DBYBHY ilkeleri ise hangi hasar aralığında olduğunu kontrol etmektedir. Ayrıca DBYBHY ilkelerince hesaplanan hasar yüzdelerinin toplanarak kıyaslanması da bu sonuca nedendir. Bu yüzden DBYBHY ilkelerince G.B.’sine geçen elemalar ile kıyaslanması Şekil 5.4’te verilmiştir. DBYBHY ilkelerince perdelerin DBYBHYu1_ort analizi sonuçunda %38’i ve DBYBHYu2_ort analizi sonuçunda ise %25’i göçme bölgesine geçtiğinden dolayı bina göçme durumundadır.
Şekil 5.3 : Doğrusal olmayan zaman tanım alanında analiz İYBDY ve DBYBHY hasar yüzdelerinin karşılaştırılması.
Şekil 5.4 : Doğrusal olmayan zaman tanım alanında analiz İYBDY ve DBYBHY G.B.’sine geçen eleman hasar yüzdelerinin karşılaştırılması.
Göreli kat ötemeleri kontrolü sırasında bir analizin doğru çözülmediği anlaşılmıştır. Parametrelerin değişmesiyle yinelenen analizlerden de çözüm elde edilememiştir. Bu nedenle, benzer analizler için kullanılacak yazılım konusu da ayrı bir önemli problemdir.
DBYBHY ilkelerince yapı performansı göçme düzeyinde çıkmaktadır. Bunun en önemli nedeni perde elemanlarda oluşan plastik mafsallardır. Bilindiği üzere yönetmelik tek bir düşey taşıyıcının bile göçme bölgesine geçmesi durumunda yapı performansını göçme öncesi durum olarak tanımlamaktadır. İYBDY ilkelerince değerlendiren yapı, tasarım aşaması II esaslarınca D1
depremi etkisinde ve D2 depremi etkisinde normal kuvvet ve Mx momenti
bakımından kapasitelerini aşan elemanlardan dolayı aşmayacak şekilde tasarlanarak hesap tekrarı yapılması gerekmektedir. Tasarım aşaması III esaslarınca şekildeğiştirme üst sınır değerlerini aşan kiriş ve perdelerden dolayı hesap tekrarı yapılması gerekmektedir.
Diğer yandan yönetmeliğin uygulanmasında bazı hesaplamaya yönelik problemlerle karşılaşılmıştır. Bunlar özetle şöyle sıralanabilir:
25s. Sürelik deprem etkisi altında doğrusal olmayan dinamik analiz SAP2000 bilgisayar programı ve İntel® Core™ 2 Duo CPU T7500 2.2GHZ işlemcili bir bilgisayar ile ortalama 6,5 saat sürmektedir. Ayrıca İYBDY ilkelerince farklı depremlerin yapıya aynı anda etki ettirilerek çözümlemesi 12 saat sürmektedir. Bu çalışmada 30 adet zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yapılmıştır.
Perdelerin gerçekçi bir şekilde doğrusal olmayan davranışlarının modellenmesi oldukça zordur.
SAP2000 ile doğrusal olmayan zaman tanım alanında çözümleme hesaplamalarında bazı analizlerde iterasyona girerek çözüme ulaşılamamıştır. Bunlarda çözümleme süresini daha da uzatmıştır. Ayrıca SAP2000 ile doğrusal olmayan zaman tanım alanında çözümleme hakkında yeterli bir kaynak bulunmamaktadır.
İYBDY yapısal hasar sınırlarını tanımlamakta, ancak hasar durumu net olarak belirtilmemektedir. Taslak yönetmeliğin piyasada mevcut bilgisayar programlarının en son sürümleriyle bile ne ölçüde doğru modellenerek uygulanabileceği belirsiz olup, böylesi bir hesap yönteminin profesyonel mühendislerce uygulanabilirliği de tartışma konusudur.
KAYNAKLAR
Aktaş, G., 1998. Çok katlı yapıların üçboyutlu dinamik analizi, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
Aslanbaş, H., 1994. Çok katlı perde-çerçeve yapıların deprem yükleri altında dinamik analizi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
ATC-40 Seismic evaluation and retrofit of concrete buildins, 1996. Applied Techlonogy Council, California.
Bozan, A., 2008. Mevcut çok katlı yapının statik itme (pushover) yöntemi ile analizi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
Celep, Z. ve Gençoğlu, M., 2009. Betonarme yapılarda şekil değiştirmeye dayalı tasarım ve değerlendirme, Prof. Dr. Nahit Kumbasar Betonarme Yapılar Semineri, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 21 Ekim. Celep, Z. ve Kumbasar, N., 2004. Deprem mühendisliğine giriş ve depreme
dayanıklı yapı tasarımı, Beta Dağıtım, İstanbul.
Celep, Z., 2008. Betonarme taşıyıcı sistemlerde doğrusal olmayan davranış ve çözümleme, Üçüncü Baskı, Beta Dağıtım, İstanbul.
Chopra, A. K., 2006. Dynamics Of Structures :Theory and Applications to Earthquake Engineering , Third Edition, Prentice Hall,NY.
Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, 2007. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Maya Basın, İstanbul.
Dilek, M. K., 2006. Çok katlı betonarme bir yapının eşdeğer deprem yükü yöntemi ve mod birleştirme yöntemine göre tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Ekinci, N., 2002. Çok katlı yapıların 1997 deprem yönetmeliğinde belirtilen yöntemlere göre deprem hesabı ve yöntemlerin karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır.
FEMA-356 Prestandard and commentary for seismic rehabilitation of buildings, 1997. Federal Emergency Management Agency, Washington.
Güler, F., 2007. Çok katlı çelik yapılarda deprem performansının belirlenmesi ve doğrusal olmayan davranışın incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Hasgür, Z. ve Gündüz, A. N., 1996. Betonarme Çok Katlı Yapılar, Beta Basım, İstanbul.
Hasgür, Z., 2009. Betonarme kesit özelliklerinin hesabı için bilgisayar programı Kesdon ve Kesdong, İTU, İnşaat Mühendisliği Bölümü.
İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliği Taslak Versiyon-IV, 2008. İstanbul Büyükşehir Belediyesi İmar Müdürlüğü, İstanbul.
Kaya, M. P., 2006. Mevcut betonarme binaların deprem performanslarının belirlenmesinde doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemlerin karşılaştırılması üzerine sayısal bir inceleme, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Kuşcu, N. A., 2005. Yatay dinamik yükler altında, rijit diyaframlı çok katlı yapıların sismik davranışının analizi, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
Marano, G. C. ve Greco, R., 2003. Degrading structural systems under seismic actions: A stohchactic analysis, Proceedigs of the FIB Symposium on Concrete Structures in Seismic Zones, Athens, Greece, May 6-8. Mertol A. ve Mertol C., 2002. Deprem mühendisliği depreme dayanıklı yapı
tasarımı, Kozan Ofset.
Özer, E., 2007. Kapasite tasarimi ilkesi ve Türk Deprem Yönetmeliği. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, 16-20 Ekim, s. 257-266. Pakoğlu, H., 2009. Çok katlı bir yapının DBYBHY 2007’ye göre tasarımı ve
DBYBHY 2007 ile IBC’un teorik olarak karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Papageorgiou, A., Halldorsson, B. and Dong, G., 2000. TARSCTH (Target Acceleration Spectra Compatible Time Histories), Engineering Seismology Laboratory (ESL) at the State University of New York at Buffalo
Roufaiel, M. S. C: ve Meyer, C., 1987. Analytical modelling of hysteretic behavior R/C frames, Journal of Structural Engineering, ASCE, 113, pp. 429- 444.
Saiidi, M., 1982. Hysteresis models for reinforced concrete, Journal of the Structural Division, 108, pp. 1077-1087.
SAP 2000 And Dynamic Finite Element Analysis of Structures, 1976-2009. Computers and Structures Inc. Berkeley
Şen, G., 2006. Çok katlı çelik yapılarda performansa dayalı tasarım kriterleri, Yüksek Lisans Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Taşkın, B., 2001. Sismik titreşimler altında betonarme perde ve çerçeve sistemlerin doğrusal olmayan stokastik analizi, Doktora Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Turan, M., 2001. Deprem etkisindeki çok katlı bir mesken yapısının A.B.Y.Y.H.Y. 1975-1997'ye göre incelenmesi ve güçlendirme tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya. Uygun, G., 2007. Mevcut betonarme binaların deprem performanslarının
belirlenmesinde doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemlerin karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Ventura, C. E. ve Ding, Y., 2000. Linear and nonlinear seismic responce of a 52- storey steel frame building, The Structural Design of Tall Buildings. Vol. 9, no. 1, pp. 25-45.
X-Tract Cross-Section Analysis Program, 2007. TRC & Charles Chadwell, Ph. D., P. E., USA.
Yılmaz, E., 2005. 1999 Kocaeli depremi sonrasında güçlendirilmiş betonarme bir binanın doğrusal olmayan dinamik analizle performansının değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
Zorbozan, M., 1983. Ortogonal olmayan taşıyıcı sistemlerden oluşan çok katlı yapıların yatay yüklere göre hesabı için bir yöntem, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
EKLER
EK A.1 : İYBDY EKA’dan deprem tehlike haritaları
EK A.1
EK B.1
Şekil B.1 : İYBDYeq1u1 (sol) ve İYBDYeq1u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.2 : İYBDYeq2u1 (sol) ve İYBDYeq2u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.3 : İYBDYeq3u1 (sol) ve İYBDYeq3u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.4 : İYBDYeq4u1 (sol) ve İYBDYeq4u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.5 : İYBDYeq5u1 (sol) ve İYBDYeq5u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.6 : İYBDYeq6u1 (sol) ve İYBDYeq4u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.7 : İYBDYeq7u1 (sol) ve İYBDYeq7u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.8 : DBYBHYeq1u1 (sol) ve DBYBHYeq1u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.9 : DBYBHYeq2u1 (sol) ve DBYBHYeq2u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.10 : DBYBHYeq3u1 (sol) ve DBYBHYeq3u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.11 : DBYBHYeq4u1 (sol) ve DBYBHYeq4u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.12 : DBYBHYeq5u1 (sol) ve DBYBHYeq5u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.13 : DBYBHYeq6u1 (sol) ve DBYBHYeq6u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
Şekil B.14 : DBYBHYeq7u1 (sol) ve DBYBHYeq7u2 (sağ) analizleri için zaman aralığında değerlendirilmesi.
ÖZGEÇMİŞ
Ad Soyad: Tuğba Başot
Doğum Yeri ve Tarihi: İstanbul, 14 Haziran 1987 Lisans Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi