Yüksek Yapıların Analizi İçin Ölçekleme Yaklaşımları

Yüksek yapıların tasarımı veya değerlendirilmesi için sahaya ilişkin deprem risk değerlendirmesi yapılarak farklı deprem düzeyleri için zemin bağımlı deprem tasarım spektrumları elde edilmelidir [70]. Yüksek yapıların tasarım ve değerlendirmesinde az ve orta katlı yapılardan farklı bazı yaklaşımlar bulunabilmektedir. Bu bölümde ülkemizde ve dünyada yüksek yapıların analizi için yayınlanmış olan yönetmelik vb dokümanlarda yer alan kriterlere yer verilmiştir. Ülkemizde 2008 yılında taslak olarak İstanbul Büyükşehir Belediyesi tarafından İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliği (İYBDY) [27] yayınlanmıştır. Bu yönetmelik taslak olarak yayınlanmış olmasına rağmen Türkiye’de yüksek yapılar ile ilgili analiz ve tasarım koşullarını içeren ilk yönetmelik olması açısından önemlidir. Bu önemi açısından bu bölümde İYBDY’nin ivme kayıtları ile ilgili kısımlarına yer verilmiştir. Bundan başka bu bölümde Amerika’da önemli bir yere sahip olan ve Los Angeles Yüksek Yapılar Yapısal Tasarım Birliği (Los Angeles Tall Buildings Structural Design Council) tarafından yayınlanan Los Angeles Bölgesinde Bulunan Yüksek Yapıların Sismik Anazli ve Tasarımı İçin Alternatif Yöntem (An Alternative Procedure for Seismic Analysis and Design of Tall Buildings Located in The Los Angeles Region) [71] ve Pasifik Deprem Mühendisliği Araştırma Merkezi (Pacific Earthquake Engineering Research Center) tarafından yayınlanan Yüksek Binaların Performansa Dayalı Tasarımı Esasları (Guidelines for Performance-Based Seismic Design of Tall Buildings) [72] adlı dokümanların ivme kayıtları ile ilgili bölümlerine de yer verilmiştir.

İYBDY’nde [27] yüksekliği 60 metreyi aşan yapılar yüksek yapı kabul edilmiştir. Yönetmelikte yüksek yapıların analiz ve değerlendirmesi için Tablo 3.1.’de verilen “D1”, “D2” ve “D3” olmak üzere üç farklı deprem düzeyi tanımlanmıştır. D1 deprem düzeyi depremin, 50 yılda aşılma olasılığı %50, buna karşı gelen dönüş periyodu ise 72 yıl, D2 düzeyi depremin 50 yılda aşılma olasılığı %10, dönüş periyodu ise 475 yıl, D3 düzeyi depremin ise 50 yılda aşılma olasılığı %2, buna karşı gelen dönüş periyodu ise 2475 yıl olarak belirtilmiştir.

42 Tablo 3.1. İYBDY’ne göre deprem düzeyleri

Deprem Düzeyi Aşılma Olasılığı Dönüş Periyodu

D1 Düzeyi 50 yılda %50 72 yıl

D2 Düzeyi 50 yılda %10 475 yıl

D3 Düzeyi 50 yılda %2 2575 yıl

İYBDY’nde zaman tanım alanında yapılacak analizler için, İstanbul ili için yanal atımlı deprem kaynak mekanizması, 7,0 < Mw < 7,5 deprem moment büyüklüğü ve B veya C zemin sınıfının esas alınacağı, yeterli sayıda gerçek deprem ivme kaydı bulunamadığı durumlarda, deprem kaydı simülasyonları ve tasarım spektrumu ile uyumlu olarak üretilmiş yapay deprem yer hareketleri kullanılabileceği, yönelim etkilerinin göz önüne alınması amacı ile bina konumu ile ana Marmara fay hattı arasındaki en kısa mesafenin 15 km’den daha az olduğu durumlarda en az üç deprem kaydı takımının simülasyona dayalı olarak belirleneceği, her bir deprem deprem kaydı ivme genliğinin ± 0,05g’yi ilk ve son olarak aştığı iki nokta arasında kalan sürenin, bina doğal titreşim periyodunun 5 katından veya 15 saniyeden daha kısa olmaması gerektiği, bütün kayıtlara ait bileşke spektrumların ortalamasının 0,2T ve 1,2T (T=Bina hakim doğal titreşim periyodu) periyotları arasındaki genliklerinin, tanımlanan tasarım spektrumunun aynı periyot aralığındaki genliklerinin 1,3 katından daha az olmaması kuralına göre, kayıt bileşenlerinin genliklerinin ölçeklendirileceği ve her iki bileşenin ölçeklendirilmesinin aynı oranda yapılacağı belirtilmiştir.

Los Angeles Bölgesinde Bulunan Yüksek Yapıların Sismik Anazli ve Tasarımı İçin Alternatif Yöntem Mutabakat Dokümanı (YYMD) [71] (An Alternative Procedure for Seismic Analysis and Design of Tall Buildings Located in The Los Angeles Region), Los Angeles Yüksek Yapılar Yapısal Tasarım Birliği (Tall Buildings Structural Design Council) tarafından daha önce yayınlanmış olan dokümanların en güncel hali olarak 2011 yılında yayınlanmıştır. YYMD’nda yüksekliği 160 ft (48,76 m)’den fazla olan binalar yüksek bina olarak tanımlanmıştır. Bu dökümanda yapıların hesabı için tanımlanan deprem düzeyleri

43

Tablo 3.2.’de verilmiştir. Tabloda, “Sık Depremler” olarak tanımlanan depremin 30 yılda asılma olasılığı %50, buna karşı gelen dönüş periyodu ise 43 yıl, “Çok Seyrek Depremler” olarak belirtilen depremin 50 yılda asılma olasılığı %2, buna karsı gelen dönüş periyodu ise 2475 yıl olarak ifade edilmiştir.

Tablo 3.2. YYMD’na göre deprem düzeyleri

Deprem Düzeyi Aşılma Olasılığı Dönüş Periyodu

Sık Depremler 30 yılda %50 43 yıl

Çok Seyrek Depremler 50 ılda %2 2475 yıl

YYMD’nda zaman tanım alanında yapılacak analizler için, servis seviyesi için en az üç veya yedi deprem kaydının kullanılacağı, servis seviyesi analizleri için üç adet deprem kaydının seçilmesi durumunda değerlendirilen değişkenin maksimum değerlerinin, yedi adet deprem kaydının kullanılması durumunda ortalamalarının alınacağı, göçmenin önlenmesi performans seviyesinin hedeflendiği maksimum tasarım depreminin göz önüne alındığı analizlerde yedi veya daha fazla deprem kaydının seçileceği, sahaya özgü zemin bağımlı olarak seçilen deprem kayıtlarının %2,5 sönümlü spektrumlarının ASCE 7-05’e göre ölçekleneceği, deprem kayıtlarının ölçeklenmesinde genlik-ölçekleme veya spektrum eşleştirme yaklaşımlarının kullanılabileceği ifade edilmiştir.

Yüksek yapıların tasarım ve değerlendirilmesi için yönetmelik hazırlanması çalışmaları kapsamında ana esasların belirlenmesi amacıyla Uygulamalı Teknoloji Konseyi (Applied Technology Council, ATC) ile Pasifik Deprem Mühendisliği Araştırma Merkezi (Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEER) tarafından yürütülen bir çalışma sonucunda, PEER/ATC72-1 Yüksek yapıların sismik tasarım ve analizi için modelleme ve kabul kriterleri (Modeling and acceptance criteria for seismic design and analysis of tall buildings) [72] adlı rapor hazırlanarak Ekim-2010 tarihinde yayınlanmıştır. Kasım-2010 tarihinde ise bu raporu temel alan TBI-Yüksek Binaların Performansa Dayalı Tasarım Esasları (TBI-YBTE) (Guidelines for Performance-Based Seismic Design of Tall

44

Buildings) adlı doküman PEER, Yüksek Binalar Girişimi (Tall Buildings Initiative, TBI) grubu tarafından yayınlamıştır. Yayınlanan bu dokümanda yüksek yapıların tasarım, hesap ve değerlendirilmesine ilişkin ayrıntılı bilgiler sunulmuştur. Bu dokümanda hakim periyodu 1,0 saniyeden fazla olan yapılar yüksek yapı olarak nitelendirilmiştir. Dokümanda yapıların hesabı için “Servis Düzeyi Depremi” ve “Maksimum Değerlendirme Depremi” olmak üzere iki farklı deprem düzeyi tanımlanmış ve tanımlanan bu deprem düzeyleri aşağıda yer alan Tablo 3.3.’de sunulmuştur. Tabloda görüldüğü üzere TBI-YBTE dokümanında 30 yılda aşılma olasılığı %50, dönüş periyodu 43 yıl olan deprem “Servis Düzeyi Depremi”, 50 yılda aşılma olasılığı %2, dönüş periyodu 2475 yıl olan deprem ise “Maksimum Değerlendirme Depremi” olarak tanımlanmıştır.

Tablo 3.3. TBI-YBTE Dokümanına göre deprem düzeyleri

Deprem Düzeyi Aşılma Olasılığı Dönüş Periyodu

Servis Düzeyi Depremi 30 yılda %50 43 yıl

Maksimum Değerlendirme Depremi 50 yılda %2 2475 yıl

TBI-YBTE dokümanında zaman tanım alanında yapılacak analizler için, yedi veya daha fazla deprem kaydı veri grubunun kullanılacağı, hesap sonuçlarından kontrol edilecek değerin ortalamalarının alınması gerektiği, 30 yılda aşılma olasılığı %50 olan depremlerin kullanılması durumunda %2,5 sönüm oranına sahip tasarım spektrumuna göre ölçekleme gerektiği, 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan depremde ise sönüm oranının en fazla %5 alınabileceği, bununla birlikte sönüm oranının, N bina kat adedi olmak üzere α/N formülü ile belirlenebileceği formülde yer alan α katsayısının betonarme yapılar için en fazla 120 alınabileceği belirtilmektedir.

Çalışma kapsamında gerçekleştirilen zaman tanım alanında dinamik analizlerde kullanılan deprem kayıtları, yukarıda bahsedilen yüksek yapılarla ilgili dokümanlarda verilen koşullara uygun olarak seçilmiş ve seçilen bu kayıtlar aşağıda verilmiştir.

45