KOCAELĐ ÜNĐVERSĐTESĐ * FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
BĐNA PERFORMANS DEĞERLENDĐRMESĐNDE KAPASĐTEYE
BAĞLI VE ĐSTATĐSTĐKSEL YÖNTEMLERĐN
KARŞILAŞTIRILMASI
YÜKSEK LĐSANS
Đ
nşaat Müh. Ömer Faruk ÖZBERK
Anabilim Dalı: Đnşaat Mühendisliği
Danışman: Yard. Doç. Dr. Fuad OKAY
ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR
Bu çalışmada, özellikle Marmara Depreminden sonra önemi daha da artan, mevcut bina tipi yapıların deprem performansları kapasiteye bağlı yöntemler ve istatistiksel yöntemlerle karşılaştırılmıştır.
Tez çalışmam süresince, tez danışmanlığımı yapan kıymetli hocam Yard. Doç. Dr. Fuad OKAY’a, yönlendirmelerinden dolayı Doç. Dr. Şevket ÖZDEN’e ve deprem konusunda ufkumu açan Doç. Dr. Kemal BEYEN’e teşekkür ederim.
Ayrıca, Đzmit Belediyesi Đmar Müdürlüğü’ne, Kocaeli Đl Özel Đdaresi Plan Proje Dairesi’ne ve Kocaeli ĐMO Başkanı Đnşaat Mühendisi Sayın Aykut BOZKURT’a projelerin temin edilmesi sürecindeki yardımlarından, Bilgisayar Mühendisi Đhsan VAROL’a bilgisayar kodlarına verdiği destekten ve Makine Mühendisi Kenan ADIGÜZEL’e katkılarından dolayı teşekkür ederim.
Varlığından fazla istifade etme şansı bulamadığım ama yokluğunda, bırakmış olduğu vasiyeti ile, beni bu noktaya kadar teşvik etmiş olan rahmetli babam Hüseyin ÖZBERK’e ve sabırlarından dolayı da annem Fadime ÖZBERK ve kardeşim Özlem ÖZBERK’e sonsuz şükranlarımı sunarım.
ĐÇĐNDEKĐLER ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR ... i ĐÇĐNDEKĐLER ... ii ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ ... iii TABLOLAR DĐZĐNĐ ... iv SĐMGELER ... vi
BĐNA PERFORMANS DEĞERLENDĐRMESĐNDE KAPASĐTEYE BAĞLI VE .... x
THE COMPARISON OF BUILDING PERFORMANCE ASSESSMENT BY ... xi
1. GĐRĐŞ ... 1
1.1. Mühendislik Yapıları ve Deprem Gerçeği ... 2
1.2. Betonarme Davranışı ... 5
1.3. Performans Kavramı ... 12
2. KAPASĐTEYE BAĞLI YÖNTEMLER ... 14
2.1. Kapasiteyle Đlgili Yapılan Çalışmalar ... 14
2.1.1. Hasar kontrol indeksleri ... 14
2.1.2. Göreli kat ötelenme spektrumu ... 15
2.1.3. Yatay yük parametresi ile ötelenmelerin karşılaştırılması ... 15
2.1.4. Orta yükseklikteki binalarda basitleştirilmiş dayanım belirleme yöntemi ... 16
2.1.5. Sismik indeks yöntemi ... 16
2.1.6. Türk deprem yönetmeliği yöntemi ... 21
2.2. Performansa Dayalı Tasarım ... 29
3. ĐSTATĐSTĐKSEL YÖNTEMLER ... 31
3.1. Đstatistiksel Değerlendirmede Kıstaslar... 32
3.1.1. Yapısal taşıyıcı sistem ... 32
3.1.2. Yapı düzensizlikleri ... 33
3.2. Đstatistiksel Yöntemlerle Đlgili Yapılmış Çalışmalar ... 35
3.2.1. Yapısal hasar derecesi ... 35
3.2.2. Kolon ve duvar indeksleri yöntemi ... 36
3.2.3. Kapasite indeksi yöntemi ... 38
3.2.4. P24 puanlama yöntemi ... 41
3.2.5. FEMA-154 RVS yöntemi ... 55
4. MEVCUT BĐR YAPININ PERFORMANS DEĞERLENDĐRMESĐ ... 57
4.1. Çalışmada Kullanılan Yapılar ... 57
4.2. Kapasiteye Bağlı Yöntemlerle Performans Değerlendirmesi ... 63
4.2.1. Hasar kontrol indeksi ... 63
4.2.2. TDY’nin önerdiği yöntem ... 65
4.3. Đstatistiksel Yöntemlerle Performans Değerlendirmesi ... 67
4.3.1. Kapasite indeksi yöntemi ... 67
4.3.2. P24 puanlama yöntemi ... 68
5. SONUÇLAR ve ÖNERĐLER ... 70
KAYNAKLAR ... 72
ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ
Şekil 1.1: Salt betonun gerilme –birim şekil değiştirme grafiği ... 6
Şekil 1.2: Đdeal malzeme davranışı ... 7
Şekil 1.3: Gevrek ve sünek davranışa ait yükleme- şekil değiştirme grafiği ... 8
Şekil 1.4: Basınç etkisinde oluşan çekme gerilmeleri ... 8
Şekil 1.5: Çelik donatı davranışı ... 9
Şekil 1.6: Betonarme kesitte gerilme dağılımı ... 10
Şekil 1.7: Betonarme davranışı ... 10
Şekil 1.8: R taşıyıcı sistem davranış katsayısı ... 11
Şekil 2.1: Göreli kat ötelenmesi- periyot grafiği ... 15
Şekil 2.2: Yatay yük parametresi- yerdeğiştirme eğrisi ... 16
Şekil 2.3: Taban kesme kuvvetinin katlara etki ettirilmesi ... 22
Şekil 2.4: Doğrusal elastik deprem spektrumu ... 22
Şekil 2.5: Eksenel yük-moment grafiği ... 27
Şekil 2.6: TDY-2007’de verilen hasar bölgeleri ... 28
Şekil 3.1: F= f (I, So, σ) Bina hasar fonksiyonunun bina türüne göre değişimleri .... 35
Şekil 3.2: Kolon ve duvar indeksi yöntemine ait sonuç grafiği ... 37
Şekil 3.3 P24 değerlendirme yönteminde hasar bölgeleri ... 54
Şekil 4.1: Đstiklal Đ.Ö.O Ek Binası ... 57
Şekil 4.2: Banka Binası ... 59
Şekil 4.3: Yurt binasına ait model ... 61
Şekil 4.4: Okul binasına ait normalize edilmiş göreli kat ötelenmeleri ... 63
Şekil 4.5: Banka binasına ait normalize edilmiş göreli kat ötelenmeleri ... 64
Şekil 4.6: Yurt binasına ait normalize edilmiş göreli kat ötelenmeleri ... 65
TABLOLAR DĐZĐNĐ
Tablo 2.1: Birinci seviye gözlemde düşey elemanların sınıflandırılıması ... 18
Tablo 2.2: α değerleri ... 19
Tablo 2-3: Đkinci seviye gözlemde düşey elemanların sınıflandırılması ... 19
Tablo 2.4: Üçüncü seviye gözlemde düşey elemanların sınıflandırılması ... 20
Tablo 2.5: TDY-2007’de verilmiş performans hedefleri ... 21
Tablo 2.6: Kirişler için hasar sınırları ... 25
Tablo 2.7: Kolonlar için hasar sınırları ... 26
Tablo 2.8: Perdeler için hasar sınırıları ... 26
Tablo 2.9: Güçlendirilmiş dolgu duvarların hasar sınırı ... 27
Tablo 2.10: Göreli kat ötelemeleri hasar sınırları ... 28
Tablo 3.1: S0 ve σ değişkenlerinin yapı cinsine göre aldıkları değerler ... 36
Tablo 3.2: Beton kalitesine göre tavsiye edilen beton dayanımları ... 39
Tablo 3.3: Mimari özelliklere ilişkin katsayılar ... 41
Tablo 3.4: CM katsayısı için önerilen değerler ... 41
Tablo 3.5: Burulma düzensizliği ile ilgili katsayılar ... 43
Tablo 3.6: Döşeme süreksizliği ile ilgili katsayılar ... 43
Tablo 3.7: Plandaki çıkıntılarla ilgili katsayılar ... 43
Tablo 3.8: Bina akslarının ortoganl olmaması ile ilgili katsayılar ... 44
Tablo 3.9: Düşey taşıyıcı elemanların süreksizliği ile ilgili katsayılar ... 46
Tablo 3.10: Kütle düzensizliği ile ilgili katsayılar ... 46
Tablo 3.11: Korozyon durumu ile ilgili katsayılar ... 46
Tablo 3.12: Kısa kolon ile ilgili katsayılar ... 47
Tablo 3.13: Ağır cephe elemanlarının bulunması ile ilgili katsayılar ... 47
Tablo 3.14: Asma kat ile ilgili katsayılar ... 48
Tablo 3.15: Çarpışma olasılığı ile ilgili katsayılar ... 48
Tablo 3.16: Seviye farkı / kısmi bodrum bulunmasıyla ilgili katsayılar ... 48
Tablo 3.17: Zemin tipi ile ilgli katsayılar... 49
Tablo 3.18: Zemin oturması ile ilgili katsayılar ... 49
Tablo 3.19: Sıvılaşma olasılığı ile ilgili katsayılar... 49
Tablo 3.20: Heyelan faktörü ile ilgili katsayılar ... 50
Tablo 3.21: Zemin büyütmesi ile ilgili katsayılar ... 50
Tablo 3.22: Topoğrafik etkiler ile ilgili katsayılar ... 51
Tablo 3.23: Temel tipi ile ilgili katsayılar ... 51
Tablo 3.24: Temel derinliği ile ilgili katsayılar ... 51
Tablo 3.25: Yer altı su seviyesi ile ilgili katsayılar ... 52
Tablo 3.26: Beton kalitesi ile ilgili katsayılar ... 52
Tablo 3.27: t üstel değerinin kat yükseliklerine göre değişimi ... 54
Tablo 4.1: Đstiklal Đ.Ö.O ek binasına ait yatay kuvvetler ve deplasman değerleri ... 58
Tablo 4.2: Đstiklal Đ.Ö.O. kolon ve ebat listesi ... 58
Tablo 4.3: Banka binasına ait yatay kuvveteler ve deplasmanlar ... 59
Tablo 4.4: Banka binası kolon ve boyut listesi ... 60
Tablo 4.6: Yurt binasına ait kolon ve boyutları ... 62
Tablo 4.7: Kullanılan yapıların TDY’ne göre performans hedefleri ... 65
Tablo 4.8: Đstiklal Đ.Ö.O CG performans seviyesini sağlamayan elemanlar ... 65
Tablo 4.9: Banka binası CG performans seviyesini sağlamayan elemanlar ... 66
Tablo 4.10: Yurt binası CG performans seviyesini sağlamayan elemanlar ... 66
Tablo 4.11: Kapasite indeksi yöntemi ile elde edilen değerler ... 67
Tablo 4.12: P24 yöntemine göre kullanılan faktör katsayıları ... 68
Tablo 4.13: P24 yöntemine göre elde edilen performans puanları ... 69
SĐMGELER
AC : Kolonların toplam kesit alanı [mm²]
Af : Kat alanı [m²]
As : Etkili betonarme perde kesme alanları
ASC : Kısa kolonların toplam kesit alanı [mm²]
Atf : Zemin kat toplam alanı
Aw : Dolgu duvarı alanları
AW1 : Đki uçtan tutulu duvarların toplam kesit alanı [mm²]
AW2 : Bir uçtan tutulu duvarların toplam kesit alanı [mm²]
AW3 : Serbest duvarların toplam kesit alanı [mm²]
Az : Zemin kattaki yapı alanı
BCPI : Temel kapasite indeksi bw : Kolon genişliği
C : Dayanım indisi CI : Kolon indeksi CPI : Kapasite indeksi
CA : Mimari düzensizlik katsayısı
CAF : Düşey düzensizlik faktörü
CAP : Planda düzensizlik faktörü
CAS : Yumuşak kat faktörü
CASC : Kısa kolon faktörü
CC : Kolon dayanım indisi
CM : Yapım kalitesi katsayısı
CSC : Kısa kolon dayanım indisi
CTU : Yığışımlı dayanım indisi
CW : Duvar dayanım indisi
c : Kesme alanı katsayısı D : Kolon derinliği d : Deplasman
d : Faydalı derinlik (Tablo 2.6) ES : Temel sismik talep indisi
F : Süneklik indisi
F : Hasar derecesi (Şekil 3.1) Fc : Beton basınç dayanımı [N/mm²]
FN : N’inci kata etki eden yatay yük
FSC : Kısa kolon süneklik indisi
FW : Duvar süneklik indisi
Fx : x’inci kata etki eden yatay kuvvet
fcm : Mevcut malzeme beton dayanımı
fctk : Betonun çekme dayanımı
fctm : Mevcut malzeme beton çekme dayanımı
G : Zemin davranış katsayısı g : Yerçekim ivmesi
H : Bina yüksekliği h : kolon derinliği hji : Etkin kat yüksekliği
hN : Tüm binanın yüksekliği
ho : Kolonun net açıklığı
hx : x’inci katın yüksekliği
I : Đnceleme yapılan nokta / yöredeki deprem şiddeti ISO : Sismik talep indisi
Iwj : Değiştirilmiş Japon şiddet ölçeği
Iww : Değiştirilmiş Mercalli şiddet ölçeği
MA : Artık moment kapasitesi
MD : Düşey yükler etkisinde oluşan moment
MK : Kapasite momenti
Mw : Depremin moment büyüklüğü
N : Kat adedi (Şekil 2.3)
NA : Artık eksenel yük kapasitesi
ND : Düşey yükler etkisindeki eksenel kuvvet
NK : Eksenel yük kapasitesi
n : Kat sayısı P : Kuvvet
P : Performans puanı (Bölüm 3.2.4) Pa : Donatının aktığı andaki yük
Pbç : Betonda büyük çatlak oluşturan yük
Pç : Đlk çatlama yükü
Pe : Elastik noktadan plastik noktaya taşıyan yük
Pm : Maksimum yük
Pp : Pekleşmeyi başlatan yük
Ps : Normal kullanım yükü
Pu : Göçme yükü
R : Taşıyıcı sistem davranış katsayısı r : Etki/kapasite oranı
rs : Etki/kapasite hasar sınır oranı
Sa : Spektral ivme katsayısı S0 : Binanın sismik dayanımı
SD : Düzensizlik indisi
T : Zaman indisi
Tu : Kesitin taşıyabileceği maksimum gerilme
U : Kullanım katsayısı W : Kat ağırlığı
WI : Duvar indeksi wx : x’inci katın ağırlığı
x : Kat numarası
V : Taban kesme kuvveti Vc : Toplam kesme kapasitesi
Vci : i. elemanın kesme kapasitesi
Vcode : Yönetmeliğe göre hesaplanan kesme kapasitesi
Ve : Esas alınan tasarım kesme kuvveti
Vy : Akma taban kesme kuvveti
Z : Deprem bölgesi α : Beton katsayısı
α1 : Kolon etkili dayanım katsayısı
α2 : Duvar etkili dayanım katsayısı
α3 : Kısa kolon etkili dayanım katsayısı
βc : Beton dayanım katsayısı
δelastik : Elastik sınırdaki uzama miktarı
δji : Etkin göreli kat ötelemesi
δmaks : Kopma anındaki uzama miktarı
εc : Betonda meydana gelen birim uzama
εsu : Donatıda meydana gelen kopma birim uzaması
µ : Süneklik σ : Standart sapma
σx : X doğrultusunda oluşan gerilme
τW1 : Đki uçtan tutulu kolonlar için ortalama kayma dayanımı
τW2 : Bir uçtan tutulu kolonlar için ortalama kayma dayanımı
τW3 : Serbest duvar için ortalama kayma dayanımı
KISALTMALAR
ATC : Applied technology council
CUREE : Consortium of universities for research in earthquake engineering FEMA : Federal emergency management agency
GSREB : Guideline for seismic rehabilitation of existing buildings ICBO : International conference of building officials
NBS : National Bureau of Standards SAC : SEAOC-ATC-CUREE
SEAOC : Structural engineers association of California TS-500 : Betonarme yapıların tasarım ve yapım kuralları TDY-98 : ABYYHY-1998
TDY : DBYHBY-2007
BĐNA PERFORMANS DEĞERLENDĐRMESĐNDE KAPASĐTEYE BAĞLI VE
ĐSTATĐSTĐKSEL YÖNTEMLERĐN KARŞILAŞTIRILMASI
Ömer Faruk ÖZBERK
Anahtar Kelimeler: Sismik Kapasite, Performans Değerlendirmesi, Hızlı Değerlendirme
Özet: Özellikle 1999 Marmara Depremi’nden sonra, bölgenin sosyoekonomik durumu gözetilerek başlayan yapı mevcudunun güvenlik durumu ile ilgili tartışmalar, 1997 Deprem Yönetmeliği’nin yeniden düzenlenmesi ile yapı performansı kavramını ülkemiz mühendisleri ile tanıştırmıştır.
Çalışmada üç, beş ve dokuz katlı üç tip binanın kapasite hesapları SAP2000 programı kullanılarak yapılmış ve literatürde bulunan bazı hızlı değerlendirme metotları ile kıyaslanarak sonuçları tartışılmıştır. Bu çalışma ile hem zaman hem mali tasarruf sağlayabilecek pratik bir metodun varlığı araştırılmıştır.
THE COMPARISON OF BUILDING PERFORMANCE ASSESSMENT BY CAPACITY BASED VERSUS STATISTICAL METHODS
Ömer Faruk ÖZBERK
Keywords: Seismic Capacity, Performance Evaluation, Rapid Assessment
Abstract: Especially, after the 1999 Marmara earthquake, discussions about safety of existing structures as considering the regions’ socio-economic circumstances began, has met concept of structural performance to the engineers of our country. In this study, capacity of three types of buildings which has three, five and nine storeys are calculated by using the program SAP2000 and the results of some rapid assessment methods in the literature are compared versus the ones acquired by SAP2000 are discussed. The study investigates the existence of a practical method which can provide both time and financial savings.
1. GĐRĐŞ
Ülkemiz, üzerinde bulunduğu toprakların tektonik özellikleri nedeni ile bir deprem kuşağında bulunmaktadır. Nüfus artışı, bu nüfusun yoğunlaştığı bölgelerde beraberinde çarpık yapılaşmayı ve elbette bünyesinde yeterince kontrol edil(e)memiş yapıları da beraberinde getirmiştir. Bunun sonucu olarak, depreme karşı yeterli güvenliğe sahip olmayan, ciddi büyüklükte bir yapı varlığı meydana çıkmıştır. Son olarak 1999 yılında yaşadığımız Kocaeli (M=7.4) ve Düzce (M=7.2) depremleri, bizi bir kez daha ülke nüfusunun yaklaşık beşte birinin yaşadığı ve ülke hazinesine %40 katkı yapan Đstanbul’un da bulunduğu Marmara bölgesinde olabilecek büyük depremin sonuçlarını düşünmeye sevk etmiştir1.
Alınacak olası tedbirlerin tespiti, sorunun teşhisinden geçmektedir. Đşte bu noktada, elde mevcut bu büyük yapı varlığının taranması ve risk taşıyan yapıların sorunlarının acilen bertaraf edilmesi gerekmektedir. Bunu sağlamak için önlem alınması gerektiği ortada olmakla birlikte, alınacak önlemlerin getireceği iş gücü yükü ve bunun maliyeti ciddi bir maddi güç gerektirmektedir.
Çalışmanın birinci bölümünde yapı tasarımında kullanılan yöntemlere değinilmiştir. Đkinci bölüm kapasiteye bağlı yöntemlere, üçüncü bölüm ise istatistiksel yöntemlere ayrılmıştır. Dördüncü bölümde bu çalışmada kullanılan yöntemlerin yapı modellerine uygulanması sonucu elde edilen sonuçlar açıklanmıştır. Beşinci bölümde sonuçlar irdelenmiş ve öneriler getirilmiştir.
1
Sadece Đstanbul’da 750.000 bina, 3.040.000 hane (2000 yılı DĐE bina sayımı) ve 9 milyon gece nüfusu ile Marmara Denizi’nde olabilecek 7,7 veya 7,5 civarında bir deprem durumunda olası kayıplar şu şekilde tahmin edilmektedir:
50.000-60.000 civarında ağır hasarlı bina, 500.000-600.000 civarında evsiz aile, 70.000-90.000 civarında ölü, 120.000-130.000 civarında ağır yaralı, 140 milyon ton enkaz, 50 milyar Amerikan Doları civarında maddi kayıp [1]
Çalışmada kapasite anlizleri SAP2000 v.10 yazılımı yardımı ile yapılmış, elde edilen çıktılar, ele alınan kapasiteye bağlı yöntemler (Hasar Kontrol Đndeksi, TDY Doğrusal Analiz Yöntemi) ve istatistiksel yöntemlerde (Kapasite Đndeksi Yöntemi, P24 Puanlama Yöntemi) kullanılmıştır.
1.1.Mühendislik Yapıları ve Deprem Gerçeği
Đnşaat mühendisliği en eski disiplinlerden biridir ve oturmuş kuralları, teknikleri ve belli konularda yeterli tecrübeleri vardır. Ancak bu birikimin sistematik olarak nesillere aktarılması ve geliştirilmesi endüstri devriminden sonra olmuştur.
Tarihte yapısal tasarıma dayalı bilinen ilk yapı, M.Ö. 2700 yılında Sakkara’da, Imhotep tarafından firavun Djoser için yapılmış olan basamaklı piramittir. Antik çağda ve orta çağ döneminde de devasa boyutta yapılar yapılmaya devam etmiştir. Ancak bu yapılar yapılırken belli davranış kurallarına dayanıldığına dair elde somut veriler yoktur. Elde delil olmasa da usta-çırak ilişkisine dayalı bu öğreti bütünü, dünya medeniyetine damgasını vurmuş nice yapıların ortaya çıkmasına ve günümüze kadar gelmesine yetecek kadar gelişmiştir. Bu öğretilerin de temelinde, her ne kadar o dönemde ismi konulmamış veya ismi bugüne yetişememiş olsa da, bilimsel kanunların olduğu gerçeği kesinlikle yadsınamaz.
Yapı tasarımında kullanılan yöntemler fizik kurallarına dayanmaktadır. Yapı tasarımında amaç; yapıya etki edeceği öngörülen etkilerin ki bunlar yapıya etki edecek kuvvetler, çevresel etkiler, olası afetler, vs. olabilir, karşılanabileceği yeter derecede emniyetli ve en ekonomik olan taşıyıcı sistemin oluşturulmasıdır. Ancak bu yapılırken, bilhassa, yaşam alanları olarak adlandırılan konutlar, alış-veriş merkezleri gibi yapıların mimari şartlarının da sağlanması gerekmektedir. Mimari şartlar ise yaşanacak mekanların işlevselliğini belirlemektedir. Elbette bu durum tasarımı yapacak kişinin işini zaman zaman zorlaştırmaktadır.
Ancak iş bununla sınırlı kalmamakta, hazırlanan tasarımın da gerçeğe birebir yansıtılması gerekmektedir ki bu da uygulama olarak adlandırılır. Pek çok kabul ile
tasarlanan yapı, uygulamada gereken hassasiyet gösterilmez ise gerekli performansı sağlayamaz.
Performans dilimizde “başarım” anlamına gelmektedir. Yani amaca uygun yapının öngörülen durumlara dayanacak yeterlilikte yapılmasıdır. Bunun için ihtiyaç belirlenir ve bu ihtiyaca yönelik yeterli işlevselliğe sahip mimari tasarımlar hazırlanır. Mimari tasarımda mekanların kullanımına göre yapıya etki edebilecek kuvvetler belirlenir. Bu belirleme geçmiş tecrübelere ve istatistiksel verilere dayanarak şartnamelerce alt sınırları belirlenmiş tablolara göre yapılmaktadır.
Yurdumuzda, deprem mühendisliğinin ortaya çıkışı yaşanan büyük depremler sonrasında olmuştur. 26 Aralık 1939 tarihinde meydana gelen ve 33.000 kişinin yaşamını yitirmesine, 100.000 kişinin yaralanmasına ve 120.000 yapının yıkılmasına veya ağır hasar görmesine yol açan, 8.0 büyüklüğündeki, Erzincan Depremi sonrasında, ilk kez ülkenin deprem tehlikesini belirleme ve depremlere karşı önlemler alma ihtiyacı gündeme gelmiştir.
Deprem sonrası ABD, Japonya, Đtalya ve Yunanistan gibi ülkelerde yapılan çalışmalar incelenmiş ve Đtalya tarafından 1937 yılından itibaren uygulanmaya başlanan “Zelzele Mıntıkalarında Yapılacak Đnşaata ait Đtalyan Yapı Talimatnamesi” Türkçeye çevrilmiş ve Nafia Vekaleti tarafından yayımlanmıştır. Bu yönetmelikten yararlanarak 1940 yılı içerisinde “Zelzele Mıntıkaları Muvakkat Yapı Talimatnamesi” hazırlanarak yurt genelinde uygulanmaya başlanmıştır. 20 Aralık 1942 Niksar-Erbaa, 20 Haziran 1943 Adapazarı-Hendek, 26 Kasım 1943 Tosya-Ladik ve 1 Şubat 1944 Bolu-Gerede gibi depremlerin birbiri peşi sıra meydana gelmesi ve büyük can ve mal kayıplarına neden olması sonucunda 22 Temmuz 1944 tarih ve 4623 sayılı “Yersarsıntısından Evvel ve Sonra Alınacak Tedbirler Hakkında Kanun” çıkarılmıştır.
Bu kanun Türkiye’de deprem tehlikesi ve riskinin belirlenmesi ve deprem zararlarının azaltılması konusunda, merkezi ve yerel düzeylerde nasıl örgütlenileceğini, yerleşme ve yapılaşmaların nasıl denetleneceğini belirleyen ilk yasal düzenlemedir. Eldeki mevcut bilgi ve verilerden yararlanarak 1945 yılında
ülkemiz için ilk resmi deprem bölgeleri haritası hazırlanmıştır. Bu harita sırasıyla 1947, 1963, 1972 ve 1996 yıllarında yenilenmiştir. Buna paralel olarak 1940 yılı talimatnamesinden sonra 4623 sayılı kanuna dayanarak deprem bölgelerinde yapılacak yapılar için yönetmelikler hazırlanmaya başlanmış ve zaman içinde 1947, 1949, 1953, 1961, 1968, 1975, 1996, 1997, 1998 ve 2007 yıllarında bilimsel gelişmelere ve ülke şartlarına bağlı olarak değiştirilerek yürürlüğe sokulmuştur [2].
Son yirmi yıl boyunca yaşadığımız depremlerde, depreme dayanıklı yapı tasarımı kriterlerine uygun bir biçimde projelendirilmiş ve yine projesine uygun bir biçimde inşa edilmiş yapılarda ciddi bir hasar gözlenmemiştir.
Depreme dayanıklı yapı felsefesi kısaca özetlenirse;
• Düşük şiddetli depremlerde, taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan yapı elemanlarında hiçbir hasar olmamalı.
• Orta şiddetli depremlerde, taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan yapı elemanlarında onarılabilecek hasar olabilir.
• Şiddetli depremlerde yapısal elemanlarda hasar beklenebilir ve hatta yapı kullanılır olmaktan da çıkabilir. Ancak, göçme kesinlikle önlenmelidir.
Şiddetli bir depremde taşıyıcı olmayan yapı elemanlarında dahi çatlağa izin vermeyecek bir yapı ekonomik olamaz. Đyi bir tasarım ile yapının göçmesi kesinlikle önlenir. Depreme dayanıklı yapıların temel kriterleri:
• Yapıya etkiyen tasarım deprem kuvvetinin yönetmeliklere uygun olarak hesaplanması,
• Şiddetli bir depremde yapının yatay ötelenmelerinin önlenmesi amacıyla kolonların yanı sıra yeterli miktarda deprem perdelerinin kullanılması,
• Yapıdaki düşey elemanlar olan kolonların, kirişlerden daha güçlü olmasının sağlanması,
• Kolon ve kiriş birleşim noktalarının, depremin neden olduğu kuvvetlere dayanabilecek biçimde tasarlanması.
Can kaybının ve hasarın artmasına neden olan birinci etken proje ve inşaat kalitesidir. Yerel zemin koşulları dikkate alınmayarak konumlandırılmış ve temelleri projelendirilmiş yapılar da depremlerden etkilenecektir.
Yapı tasarımı için kullanılan yöntemler temelde ikiye ayrılır. Bunlar, doğrusal yöntemler ve doğrusal olmayan yöntemlerdir. Burada yöntemlerin doğrusal ya da doğrusal olmayan olarak adlandırılması aslında yapı iskeletinin temelini oluşturan taşıyıcı elemanların malzeme karakteristiklerine bağlıdır. Ancak gerçekte, yapıda kullanılan çok az malzeme tam olarak doğrusal çalışır.
Doğrusal yöntemlerin kullanılmasında amaç pratik çözümler üretmektir. Zira doğrusal olmayan yöntemler son derece karmaşık ve vakit alıcıdır. Yapılarda kullanılan malzemeler, tarihi süreçte, ahşap ile başlamış daha sonra taş veya kerpiç kullanılmış ve Roma Đmparatorluğu ile birlikte yapı malzemesi sahasında günümüzdeki betona çok yakın bir malzeme kullanılmış ve endüstri devrimi ile birlikte de çelik ortaya çıkmıştır. Çeliğin ortaya çıkması ile birlikte beton ile kullanımı yaygınlaşmış ve bu yeni kompozit malzeme betonarme olarak adlandırılmıştır. Ülkemizde de günümüz itibari ile şehir nüfusunun %80’i bu yapılarda yaşamaktadır. Yaygın kullanımından dolayı betonarmeyi ve davranışını kısaca incelemekte fayda vardır [3].
Betonarme, beton ve yapı çeliğinin birlikte davranışı ile ortaya çıkan kompozit bir malzemedir. Beton homojen yapıda olmadığından betonarme kurallarının, bilimsel teorilerin yanında deneylerle de desteklenmesi gerekmektedir.
1.2.Betonarme Davranışı
Yapı malzemesi olarak ilk betonarme örneği 1864 yılında William Boutland Wilkinson tarafından Newcastle-Upon-Tyne, Đngilterede yapılan evdir. Alman şirketi Wayss & Freitag 1875 yılında, 1887 yılında betonarme üzerine bir kitap yayınlayan A.G. Wayss tarafından kurulmuştur. O dönemde Avrupadaki rakipleri ise François Hennebique’in 1892’de kurulan firmasıdır. Betonarmeye sistem olarak patent alınması ise A.B.D. yaşayan Thaddeus Hyatt tarafından 1878 yılında gerçekleşmiştir.
A.B.D’de yapılan ilk betonarme yapı ise Pacific Coast Borax Company isimli şirketin Alameda, Kaliforniyadaki rafinerisi olmuştur [4]. Betonarmeye çok büyük hizmetleri olan E. Mörsch, Wayss & Freitag şirketinin isteği üzerine 1902 yılında çalışmalarına başlamıştır.
Düşük çekme dayanımına sahip beton çeliğin yüksek çekme dayanımı ile bir araya gelerek betonarme davranışı ortaya çıkarır. Beton üzerine yapılan çalışmalar sonucunda betonun birim uzama-gerilme diyagramı Şekil 1.1’de görülmektedir. Beton davranışı gevrek iken donatı davranışı sünektir.
Tu
Çekme dayanımı, basınç dayanımının %8 -%15’i kadardır. Gerilme Şekil Değiştirme ε E Tu
Çekme dayanımı, basınç dayanımının %8 -%15’i kadardır.
Gerilme
Şekil Değiştirme ε
E
Şekil 1.1: Salt betonun gerilme –birim şekil değiştirme grafiği [5]
Betonarme davranışını belirleyen unsur ise göçme tipine bağlı olarak bazen beton bazen de çelik olabilmektedir. Bu noktada tasarımcıya düşen betonarme davranışa sünek olan çelik davranışına yakın bir biçim vermektir. Bunun sağlanması adına şartnameler belli sınırlar koymuşlardır. Ülkemizde betonarme için minimum koşulların belirlendiği TS-500 şartnamesinin yanında ayrıca deprem durumu için de TDY -2007 yürülüktedir.
Ancak unutulmaması gereken, şartnamelerin yalnızca alt sınırları belirlediği ve gerekli tasarım esaslarında yapılması gereken değişikliklerin tasarımcının tasarrufunda olduğudur.
Tasarlanan yapının analizi için TDY’de tavsiye edilen yöntemler şunlardır:
• Modal Analiz Yöntemi
• Zaman-Tanım Alanında Hesap Yöntemi
Hesap yöntemi ne olursa olsun analize geçmeden önce verilmesi gereken karar malzeme davranışının nasıl kabul edileceğidir. Malzemenin doğrusal (elastik) davranacağı kabul edilirse analiz sonuçları doğrusal, doğrusal olmayan (elastoplatik) bir malzeme davranışı kabul edilirse doğrusal olmayan sonuçlardır. Ancak betonarme bu kabullerin her ikisine de tam olarak uymamaktadır.
Şekil 1.2: Đdeal malzeme davranışı [5]
Şekil 1.2’de görüldüğü gibi doğrusal malzeme ya da eleman davranışında, yük ile orantılı olarak değişen deformasyon, Pu değerine ulaştığında kesit aniden kırılır.
Burada Pu, elemanı göçme durumuna getiren yüktür. Doğrusal olmayan
(elastoplastik) davranışta ise belirli bir bölgede deformasyon ve yük artışı orantılı iken (elastik bölge) elastik noktadan sonra davranış, sadece deplasman yönünde gelişirken taşıma kapasitesinde bir artış olmamakta ve en büyük deplasman değerinden sonra kırılmaktadır. Şekil 1.2’de görülen ideal davranış şekilleri uygulamada, gevrek ve sünek malzeme davranışı şeklinde karşımıza çıkmaktadır.
Süneklik, göçme anında meydana gelen uzamanın, doğrusal davranışın kaybedildiği andaki uzamaya oranı olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir deyişle, bir elemanın ya da
malzemenin plastik bölgesi uzama ekseni doğrultusunda ne kadar uzunsa eleman ya da malzeme de o kadar sünektir.
maks elastik
δ
δ
µ
= (1.1)Denklem 1.1’de, µ, sünekliği, δelastik, elastik sınırı belirleyen uzama miktarını ve
δmaks ise elemanın göçme anında yaptığı uzama miktarını ifade etmektedir.
Şekil 1.3: Gevrek ve sünek davranışa ait yükleme- şekil değiştirme grafiği [5]
Beton yalnız başına iken gevrek bir malzeme olarak davranır (bkz. Şekil 1.3). En büyük gerilme değerine ulaştıktan sonra fazla uzama yapmadan kırılır. Özellikle çekme etkisinde, kapasitesinin %8’i ile %15’ini kullanır. Bu yüzden çekme etkisine maruz kalan bölgeler çelik çubuklar ile donatılır. Böylece eleman daha sünek bir davranış sergiler. Beton, basınç altında bile yine çekme gerilmelerinin etkisi ile göçmektedir. Gerilemeye dik yönde oluşan asal gerilmeler betonun göçmesine neden olmaktadır (bkz. Şekil 1.4). Bunu önleyebilmek için, özellikle kolonlarda sargı etriyesi kullanılır.
Şekil 1.4’te P, elemana etki eden kuvveti, σx ise kesitte ortaya çıkan X-ekseni
doğrultusundaki gerilmeleri ifade etmektedir.
Betonarme kesit elde etmek için kullanılan çelik donatı ise sünek bir davranış sergiler. Şekil 1.5’te görüldüğü üzere elastik sınırdan sonra yapı çeliği belirgin bir akma basamağı sergiler, sonra pekleşir ve boyun yaparak kopma kapasitesine ulaşır. Şekilde Py, elastik bölgeden, plastik bölgeye geçiş (orantılılık sınırı) anında taşıdığı
kuvveti, diğer bir deyiş ile akma kuvvetini, Psh, pekleşmeye başladığı anda taşıdığı
kuvveti ve Pm, kesitin taşıyabileceği en büyük kuvveti, ifade etmektedir.
εy εsh εm Pm Psh Py Y ü k Uzama εy εy εεshsh εεmm Pm Pm Psh Psh Py Py Y ü k Uzama
Şekil 1.5: Çelik donatı davranışı [6]
Beton ile birlikte kullanıldığında betonda meydana gelen çekme gerilmelerini kendi üzerine alarak ki bu betonarmede uyum olarak adlandırılır (bkz. Şekil 1.5), betonun çekme gerilmeleri altında daha az deplasman yapmasına yardımcı olur. Aşırı miktarda kullanılan donatı, kendisi akmaya ulaşmadan, beton kesitte ezilmelere neden olur. Bu durumda kesit rijitlik kaybına çok daha hızlı uğrar ve beklenen kapasiteye erişmez. Bu yüzden yönetmeliklerle donatı oranı sınırlandırılmıştır.
Fc F´ s Fs εc εs Fc F´ s Fs εc εs Fc Fc F´ s F´ s Fs Fs εc εc εs εs
Şekil 1.6: Betonarme kesitte gerilme dağılımı
Önemli olan nokta, çelik donatı çubukları ile beton arasında tama yakın bir aderansın sağlanmasıdır. Böylece, Şekil 1.6’da görülen betonarme davranışı ortaya çıkar. Burada εc betonda meydana gelen uzama miktarını, εs ise donatıda meydana gelen
uzama miktarını, Fs´, üst donatılarda, Fs, alt donatılarda meydana gelen gerilmeyi ve
Fc de basınç bölgesinde betonda oluşan gerilmeyi göstermektedir.
Şekil 1.7: Betonarme davranışı [5]
Betonarme yapı elemanlarının sünek davranması istenir. Zira sünek davranış daha fazla deformasyona izin verir ve böylece daha fazla enerji yutulur. Deprem etkisi altında sünek yapı elemanları, taşıma güçlerini kaybetmeden daha fazla deformasyon yaparak göçerler. Bu durum, yapının daha fazla enerjiyi sönümlemesi anlamına gelir.
Şekil 1.7’de, Pu kesitin taşıyabildiği en büyük eksenel yükü, Pa donatıların akmasına
neden olan kuvveti, Pbç kesitte meydana gelen büyük çatlakların oluştuğu yükü ve Pç
ise meydana gelen ilk çatlağın oluştuğu yükü göstermektedir.
Belli bir yük düzeyine kadar elastik davranan yapı elemanı daha sonra çatlamaya başlar. Çatlama, kesitte meydana gelen çekme gerilmelerinin betonun çekme dayanımını aşması ile ortaya çıkar ve artan gerilmeler altında bu çatlak gittikçe büyür. Kesit artık kalıcı (plastik) deformasyon yapmaya başlar. Elemanın çatladıktan sonra kopma noktasına kadar yaptığı deformasyonunun miktarının az ya da çok oluşu yapı elemanının gevrek ya da sünek olmasının göstegesidir.
: Mafsallaşma Ve Vy Va A x δa δy x Y M δu E U δkat T . K e sm e K u v . x x x x x: Mafsallaşma Ve Ve Vy Vy Va Va A x δa δa δδyy x Y M δu δu E U δkat δkat T . K e sm e K u v . x x x x x
Şekil 1.8: R taşıyıcı sistem davranış katsayısı [7]
Sünek yapılar için tanımlanan R taşıyıcı sistem davranış katsayısı, TDY-98 şartnamesinde bir öncekine göre daha büyük verilmiştir.
a e V V
R= (1.2)
Denklem (1.1) ile verilen ifadede Ve yapının birinci doğal titreşim periyotu göz
önüne alınarak yapılan doğrusal analiz sonucu elde edilen taban kesme kuvvetini, Va
ise tasarıma esas alınacak kesme kuvvetini temsil etmektedir. Şekil 1.8 göz önüne alındığında A noktasından sonra davranış doğrusallıktan ayrılmaktadır. Bu noktaya
denk gelen taban kesme kuvveti, tasarıma esas kesme kuvveti olarak göz önüne alınmaktadır. Yapının doğrusal olmayan davranışı bu noktadan sonra yapıda mafsalların oluşması ile kendini göstermektedir. Vy, doğrusal olmayan davranışın
idealleştirilmesi sonucu elde edilen akma taban kesme kuvvetidir.
R katsayısı kullanılarak sünek tasarlanan yapılar üzerine etkiyecek deprem yükü hesaplarda azaltılır. Gerçekte yapıya etkiyecek deprem yükü değişmemektedir. Aradaki kuvvet farkı sünek davranış ile karşılanır. Sünek davranışın pratikte gerçekleşebilmesi için yapının tasarım aşamasında özellikle kolon kiriş birleşim bölgelerinde ve kolonlarda gerekli donatı düzenlemeleri göz önüne alınmalı ve uygulamada da bu detaylara sadık kalınmalıdır. Böylece yapı maliyeti daha düşük olur.
Betonarme taşıyıcı elemanların tasarım ilkesi deprem mühendisliği açısından şu şekilde özetlenebilir:
• Küçük şiddetli depremlerde elemanlar elastik bölge içerisinde kalarak deprem yüklerini karşılayabilmeli
• Yapının hizmet süresi boyunca olabilecek büyük bir depremde (aşılma olasılığı 50 yılda %10), yapı elemanları, deprem enerjisini elastik sınır ötesinde şekil değiştirerek ısı enerjisine dönüştürebilmeli
Böylece, yapı enerjiyi sönümlerken, içindekilere de kaçmaları için zaman kalır ve can kaybı yaşanmasının önüne geçilir .
1.3.Performans Kavramı
Performans kelimesi dilimizde, “başarım” anlamında kullanılır [8]. Deprem mühendisi açısından performans kavramı, tasarlanan yapının amaca hizmet edebilirliğinin nicel değerlerle belirlenebilmesidir. Ancak bu çok kolay değildir. Yapıların, depremlerde hasar almasında en büyük etken, yatay ötelenme kapasitesi ve buna ait parametreler olmakla birlikte tek başına bu parametreler belirleyici değildir.
Yapı, üzerine gelen kuvvetleri kapasitesi nispetinde karşılar ya da karşılayamaz. Kapasitenin belirlenmesi tamamen tasarımcının elinde olmakla birlikte, değişkenlerin çok olması yanında belirisizliği işi karmaşıklaştırır. Bu yüzden yönetmelikler belirli noktalara doğru tasarımcıyı yönlendirir.
Yapıların tasarımında TDY, can güvenliği açısından üç hedef belirlemiştir. Düşük şiddetli depremlerde yapıda belirgin hasar olmamalıdır. Orta dereceli depremlerde hasarlar olabilir anacak onarılabilir seviyelerde kalmalıdır. Şiddetli depremlerde ise yapı ciddi hasarlar alabilir ancak göçmeden ayakta kalabilmelidir. Bu, “Sıfır Can Kaybı” yaklaşımı olarak adlandırılır [9].
Yapıya etkiyecek kuvvetler, yapı elemanlarınca ne kadar karşılanabilir sorusunun cevabı, yapıya etkiyecek kuvvetlerin bilinmesi ile mümkündür. Deprem mühendisi açısından ise bu pek olası değildir. Kaydı olan deprem verileri ile tasarıma gidilebilir. Bu verilerin ışığında yapıdan beklenen talep kısmen tespit edilmiş olacaktır.
Yapının kapasitesini belirleyen unsurlar yapı elemanları ve bunların birbirleri ile ilişkisidir. Dolayısı ile kapasitesi bilinen elemanlar ve depremin bu elemanlardan talebi, söz konusu depreme karşı yapının performansının tespiti için yeterlidir.
2. KAPASĐTEYE BAĞLI YÖNTEMLER
2.1.Kapasiteyle Đlgili Yapılan Çalışmalar
Yapı kapasitesi ile ilgili olarak yapılan çalışmalar, ilk olarak deprem enerjisinin yapı tarafından sönümlenmesi ve göreli kat ötelenmeleri ve/veya bina tepe ötelenmesi değişkenleri etrafında yoğunlaşmıştır. Daha sonra yapılan çalışmalar yapı elemanlarını da sınıflandırarak değerlendirmeye dahil edecek yönde gelişmiştir. Bu tür yöntemler, gerçekte hasar almış yapılarla kıyaslanarak daha gerçekeçi sonuçlar verecek şekilde hala geliştirilmektedir.
2.1.1. Hasar kontrol indeksleri
Yapılan bir çalışmada diğer ülkelerin ve Türkiye’nin deprem yönetmeliklerinde verilen göreli kat ötelenmesi sınırları karşılaştırılmıştır. Ancak; yapılacak analizler sonucunda bulunacak olan göreli kat ötelenmesi değerleri binaya etkitilecek deprem kuvvetine ve dolayısıyla da ilgili yönetmeliğin yatay yük katsayısına bağlı olduğundan, göreli kat ötelenmesi değerleri 104 ile çarpılarak ilgili yönetmeliğin öngördüğü yatay yük katsayısına bölünmüş ve normalize edilmiştir. Tüm ülke yönetmelikleri incelendiğinde bu indeks değerlerinin 44 ile 986 arasında değiştiği saptanmıştır [10].
Göreli kat ötelenmeleri TDY’nde Denklem (2.1) ile verilmiştir. Bu denklemde di, i.
katta meydana gelen ötelenmeyi göstermektedir. ∆ ise göreli kat ötelemesidir.
1
−
− =
∆i di di (2.1)
Çalışmada ayrıca, depremden sonra yapının işletmeye açılması veya binanın fonksiyonlarına devamı için önerilen indeks değeri 120 olarak önerilmiştir.
2.1.2. Göreli kat ötelenme spektrumu
Kayma kirişi olarak idealize edilen çerçevelerde, yakın mesafede meydana gelen yer hareketlerinden dolayı gerçekleşen göreli kat ötelenmesi talebi araştırılmıştır. Bu talep, % 5 sönüm oranı için her zaman % 1’den fazladır. Şekil 2.1’de görüldüğü üzere 6-8 kat arası betonarme binalara denk gelen 0,7 periyot değeri ve %5 sönüm oranı için göreli kat ötelenmesi talebi %3‘tür [11].
GKÖ GKÖ GKÖ
Şekil 2.1: Göreli kat ötelenmesi- periyot grafiği [12]
2.1.3. Yatay yük parametresi ile ötelenmelerin karşılaştırılması
Mevcut yapıların gerçek deprem performanslarının araştırıldığı bir çalışmada, 1992 Erzincan Depremi’nde orta hasar gören bir yapı üzerinde inceleme yapılmıştır.
Yapı, 1975 Deprem Yönetmeliği’ne göre yatay yük katsayısı, birinci derece deprem bölgeleri için kullanılan c = 0,08 alınarak incelenmiştir. Yapılan doğrusal olmayan analiz sonucunda yapının, bu yatay yükün % 49’unda göçtüğü görülmüştür (bkz. Şekil 2.2). Yapının modellenmesi duvarsız çerçeve olarak yapılmışsa da, bodrum kat çevre dolgu duvarlarının etkisini görmek için bu duvarlar eşdeğer basınç çubukları
ile tanımlanmıştır. Yatay ötelenmelerin azaldığı görülmüş ancak yapı yine kuvvetin %49’unda göçmüştür [13].
Şekil 2.2: Yatay yük parametresi- yerdeğiştirme eğrisi [13]
2.1.4. Orta yükseklikteki binalarda basitleştirilmiş dayanım belirleme yöntemi
Yapılan bir diğer çalışmada, araştırmacılar doğrusal elastik analiz ve kapasite prensiplerinin birleştirilmesi ile elde edilen sonuçların, elastik ötesi statik itme analizinden elde edilen sonuçlarla tutarlılığını kıyaslamışlardır.
Çalışma sonucunda, önerilen yöntem ile taban kesme kuvveti kapasitesi, statik itme analizi yapılmadan oldukça doğru olarak tahmin edilebilmiştir. Ayrıca, yöntem sonucunda elde edilen plastik mafsal dağılımları, birkaç durum haricinde statik itme analizi ile elde edilen plastik mafsal dağılımları ile tutarlılık içerisinde çıkmıştır. Elde edilen dağılım, hasarı da yakalayabilmiştir [14].
2.1.5. Sismik indeks yöntemi
Bu yöntem üç aşamadan oluşmaktadır. Đstatistiksel verilerin toplanmasını amaçlayan sokak taraması, yalnızca zemin katta ölçüm gerektiren birinci seviye gözlem ve özellikli yapıların ya da birinci seviye değerlendirmeler sonucu yeterli olmadığına
kanaat getirilen yapıların değerlendirilmesinde kullanılan, detaylı değerlendirme seviyelerinden oluşmaktadır.
Yöntem sismik indis olarak adlandırılan Is değişkeninin, sismik talep indisi Iso ile
kıyaslanması sonucunda hükme varmaktadır. Iso’ın bulunması için Denklem (2.2)
kullanılmaktadır.
ZGU E
ISO = S (2.2)
Yukarıdaki denklemde ES, yapının temel sismik talep indisini vermektedir ve gözlem
seviyesine göre birinci seviye gözlemde 0,8, ikinci ve üçüncü seviye gözlemde de 0,6 değerini almaktadır. Z, bölgenin depremselliğini, G, zeminin büyütme özelliklerini ve U ise yapının kullanım amacını göz önüne alan katsayıdır.
Yöntem ikinci ve üçüncü seviye gözlem sonuçlarına göre yapının güvenli çıkması durumunda ayrıca Denklem (2.3)’ün de sağlanmasını ön görmektedir.
ZGU S
CTU D ≥0,3 (2.3)
CTU, yapının en büyük deformasyonu durumundaki yığışımlı dayanım indisi, SD ise
düzensizlik indisidir.
T S E
IS = 0 D (2.4)
IS’in bulunmasında Denklem (2.4) kullanılmaktadır. Burada E0, temel sismik indisi,
SD, düzensizlik indisini ve T ise zaman indisini göstermektedir. Burada en önemli
parametre E0’dır ve gözlem seviyesine göre farklı parametrelere göre, her kat ve
deprem doğrultusu için hesaplanmaktadır. En genel hali ile E0 Denklem (2.5)’te
verilmiştir.
FC
Yukarıdaki denklemde, C dayanım indisini ve F süneklik indisini temsil etmektedir. Yani yöntem, yapının temel sismik özelliklerini yine yapının sünekliği ve dayanımının bir ifadesi olarak ele almaktadır.
Düşey taşıyıcıların sınıflandırılmasında gözlem seviyesine göre farklılıklar vardır. Tablo 2.1’de birinci, Tablo 2.2’de ikinci ve Tablo 2.3’te ise üçüncü seviye gözlemlerde düşey taşıyıcı elemanların nasıl sınıflandırıldığı görülmektedir.
Tablo 2.1: Birinci seviye gözlemde düşey elemanların sınıflandırılıması
Düşey Eleman Tanım
Kolon ho/D değeri 2’den büyük elemanlar Kısa kolon ho/D değeri 2 ya da 2’den küçük elemanlar
Duvar Bölme duvarları
Tablo 2.1’de verilen ho, kolonun kiriş altından döşeme üzerine olan açıklığı değil,
bitişik net pencere, v.b. açıklığı, D ise kolon derinliğidir. Bölme duvarlardan kasıt başlarından herhangi bir kolon ya da perdeyle teması olmayan serbest duvarlardır.
Birinci seviye gözlemde Denklem (2.6) ve Denklem (2.7)’den elde edilen sonuçlardan büyüğü Denklem (2.4)’te kullanılır.
(
CW CC)
FW i n n E0 1 +α1 + + = (2.6)(
CSC CW CC)
FSC i n n E0 1 +α2 +α3 + + = (2.7)Yukarıdaki denklemlerde verilen değişkenlerden n, yapının toplam kat yüksekliğini, i, incelenen katın zemin kat 1 kabul edilmek şartı ile sırasını, CW, Denklem (2.8) ile
verilen duvar dayanım indeksini, CC, kısa kolonlar hariç Denklem (2.9) ile verilen
kolonlara ait dayanım indeksini, CSC, denklem (2.10) ile verilen kısa kolonlara ait
dayanım indeksini, FW, duvarlara ait süneklik indisini ve FSC ise kısa kolonlara ait
c W W W W W W W W A A A C τ τ τ β
∑
+ + = 1 1 2 2 3 3 (2.8) c C C C W A C τ β∑
= (2.9) c SC SC SC W A C τ β∑
= (2.10) 20 c c F = β Fc ≤20 (2.11) 20 c c F =β
Fc >20 (2.12)Denklem (2.8)-(2.12)’da verilen değişkenlerden τ değerleri, ortalama kayma gerilmelerini, A değerleri, kesit alanlarını, W, katın öz ağırlığını ve taşıdığı hareketli yükleri ve Fc değeri ise betonun karakteristik basınç dayanımını temsil etmektedir.
Alt indislerden w1 iki ucundan düşey taşıyıcılarla ilişkisi olan duvarları, w2, bir ucundan düşey taşıyıcılarla ilişkisi olan duvarları, w3, serbest duvarları, w duvarları, c, kolonları ve sc, kısa kolonları göstermektedir.
Tablo 2.2: α değerleri
Alt indis 1 2 3
Değer 0,7 0,7 0,5
Tablo 2.3: Đkinci seviye gözlemde düşey elemanların sınıflandırılması
Düşey Eleman Tanım
Kesme perdesi Eğilme kapasitesine ulaşmadan kesme kapasitesine ulaşan elemanlar Eğilme perdesi Kesme kapasitesine varmadan eğilme kapasitesine ulaşan perdeler
Kesme kolonu Kısa kolonlar haricinde, eğilmeden önce kesme kapasitesine ulşan elemanlar Eğilme kolonu Kesme kapasitesinden önce eğilme kapasitesine ulaşan elemanlar
Tablo 2.3 ve Tablo 2.4’te de görüldüğü üzere gözlem seviyesi arttıkça incelenen elemanların göçme tipleri de detaylandırılmaktadır. Bu detaylandırma özellikle dayanım ve süneklik indislerinin hesabını daha da zorlaştırmaktadır. Zira, gözlem seviyesinin artması, her bir elemanın göçme mekanizmalarının tespit edilmesini gerektirmktedir.
Tablo 2.4: Üçüncü seviye gözlemde düşey elemanların sınıflandırılması
Düşey Eleman Tanım
Kesme perdesi Eğilme kapasitesine ulaşmadan kesme kapasitesine ulaşan eleman Eğilme perdesi Kesme kapasitesine varmadan eğilme kapasitesine ulaşan perde
Kesme kolonu Kısa kolonlar haricinde, eğilmeden önce kesme kapasitesine ulşan eleman Eğilme kolonu Kesme kapasitesinden önce eğilme kapasitesine ulaşan eleman
Kısa kolon ho/D değeri 2 veya 2’den küçük, eğilmeden önce kesmeden göçen eleman Eğilme kiriş kolonu Kesmeden önce eğilmeden göçen kiriş etkisindeki kolon
Kesme kirişi kolonu Eğilmeden önce kesmeden göçen kiriş etkisindeki kolon
SD, düzensizlik indisi değerinin hesabında yöntem, yapının yatay denge, düşey
denge, kaçıklık ve rijitlik durumlarını gözeten bazı katsayılar ile E0 değişkenini
düzenlemektedir. Düzensizlik indisi, ikinci ve üçüncü seviye gözlemlerde aynı alınmaktadır.
T, zaman indisi yapının yaşını göz önüne almak için kullanılan bir değişkendir. Değişkenin tespitinde yapıda meydana gelmiş oturmalar, duvar ve kolon çatlaklarının varlığı, yangın geçmişi, kullanım amacı, yapının yaşı ve sıva, ahşap kaplama gibi ince işlerin durumu göz önüne alınmaktadır. T değerini belirleyen değişkenler 0,7 ile 1 arasında değişmektedir. Birinci seviye gözlemde bu değer 0,7 olarak alınmaktadır. Đkinci ve üçüncü seviye gözlemlerde yapının her katı için göz önüne alınan değişkenlerin değerleri toplamının ortalaması T değeri olarak kullanılmaktadır. Yöntem, ayrıca, yapısal olmayan elemanlarında sismik değerlendirmesini yapmak amacı ile bazı formüller de önermektedir [15,16].
2.1.6. Türk deprem yönetmeliği yöntemi
TDY-2007’de hem doğrusal hem de doğrusal olmayan analizlerle performans hesabı yapılmasına müsaade edilmiştir. Kapasite hesabı yapılırken, yapı önem katsayısı kullanılmaz ve elastik deprem kuvveti azaltması yapılmaz. Yani yapıya etki etmesi beklenen kuvvet aynen etki ettirilir. Analizler sırasında, tasarımda göz önüne alınan kaçıklıklar göz önüne alınmaz Yapının önem derecesi, performans kıstasları belirlenirken göz önüne alınmaktadır. Daha önemli yapılar için daha üst seviye performans hedeflenir ve yapı buna göre değerlendirilir [17].
Tablo 2.5: TDY-2007’de verilmiş performans hedefleri [17] Binanın Kullanım Amacı ve Türü
Depremin Aşılma Olasılığı
50 yılda %50 50 yılda %10 50 yılda %2
Deprem Sonrası Kullanımı Gereken - HK CG
Uzun Süreli ve Yoğun Bulunulan - HK CG
Kısa Süreli ve Yoğun Bulunulan HK CG -
Tehlikeli Madde Đçeren - HK GÖ
Diğer Binalar - CG -
Tablo 2.5’te görülen HK, CG ve GÖ sırası ile “Hemen Kullanım”, “Can Güvenliği” ve “Göçme Öncesi” performans düzeylerini temsil etmektedir.
Yapının salt düşey yükler altında, elemanlarının kesit kapasite kullanımları, kesitin kapasitesinin yüzde kaçına denk geldiğine bağlı olarak eleman rijitliklerinde azaltmaya gidilir. Burada amaç, elemanların yatay yük etkisi altındaki etkin eğilme rijitliklerine yakın değerler kullanmaktır. Bu değerler çatlamamış kesite ait rijitliğin; kirişler için yaklaşık %40’ına, kolonlarda ise kapasite kullanımı %10’un altında ise %40’ına, kapasite kullanımı %40’ın üzerinde ise %80’ine eşittir. Ara değerler için ise doğrusal enterpolasyon tavsiye edilmektedir.
Eşdeğer deprem analizi ile elde edilen kat yükleri, rijit döşeme kabulü ile modellenmiş yapının her katında kütle merkezine etki ettirilerek yapı kat yerdeğiştirme değerleri ve eleman kesit zorları elde edilir (bkz. Şekil 2.3).
Şekil 2.3: Taban kesme kuvvetinin katlara etki ettirilmesi
Eşdeğer deprem kuvveti hesaplanırken yapının hedeflenen performans seviyesine göre spektral ivme grafiğinde değişiklikler yapılır. Can güvenliği performans seviyesi için grafik ordinatı daha büyük bir depremi temsil etmesi için yukarı çekilirken (normal değerin 1,5 katı) hemen kullanım performans seviyesi için ise ordinat aşağı çekilmektedir (normal değerin yarısı) (bkz. Şekil 2.4). Ayrıca 3 ve daha fazla katlı yapılarda eşdeğer taban kesme kuvvetinin %85’i hesapta kullanılmaktadır.
Şekil 2.4: Doğrusal elastik deprem spektrumu
Yapı elemanları genellikle iki ana başlıkta incelenmektedir. Taşıyıcı elemanlar ve taşıyıcı olmayan elemanlar; taşıyıcı elemanlar kiriş, kolon ve perdelerden, taşıyıcı olmayan elemanlar ise bölme duvarları ve parapetlerden meydana gelmektedir.
Moment ve kesme kapasiteleri hesaplanan elemanların, analizler sonucunda göçme tiplerine bağlı olarak incelemeye dahil edilip edilmeyeceğine karar verilir. Gevrek elemanlar, en son değerlendirme aşamasında kullanılır. Analize sünek göçen elemanların artık kapasitelerinin belirlenmesi ile devam edilir.
Kirişlerde artık moment kapasitesinin hesaplanabilmesi için (Denklem (2.13)) öncelikle elemanın her iki ucuna ait mevcut donatı ve beton dayanımlarına bağlı olarak uç moment kapasiteleri, MK, hesaplanır. Đncelenen deprem doğrultusu da göz
önüne alınarak, elemanın ilgili uçlarından düşey yükler, MD, etkisi altında kiriş
uçlarında meydana gelen moment değerleri çıkarılır ve elde edilen değer söz konusu elemanın ilgili ucuna ait artık moment kapasitesi, MA, olarak adlandırılır.
D K
A M M
M = − (2.13)
Diğer bir deyişle, elemanın düşey yükler tarafından kullanılmayan, dolayısı ile depremin talep edebileceği kapasitesidir. Deprem durumunda artık kapasitenin üzerinde bir talep gelmesi durumunda kesit göçecektir. Ancak burada deprem durumunda kapasitenin tamamına her zaman ulaşılabileceği gibi bir anlam çıkarılmamalıdır. Ne kadarına ulaşılacağı elemanın birleştiği düğüm noktasına ve bu noktaya bağlanan diğer elemanların kapasitelerine de bağlıdır. Göçen kesitlerin cinsi ve miktarı yapının hasar düzeyini belirlemektedir.
Elde edilen artık moment kapasiteleri kullanılarak hesaplanan artık kesme kapasiteleri, bağlandıkları düşey taşıyıcılar üzerine potansiyel eksenel yük olarak etki ettirilerek, söz konusu düşey taşıyıcı üzerine gelebilecek en büyük eksenel yük ve bu eksenel yüke karşı gelen moment kapasiteleri her bir düşey taşıyıcı için hesaplanır.
Bir düğüm noktasına birleşen kolonların uç moment değerleri toplamının, aynı düğüm noktasına birleşen ve incelenen doğrultuda etkin olan kirişlerin uç moment değerleri toplamına oranı kolon-kiriş kapasite oranı olarak adlandırılır. Düğüm noktalarında, her bir deprem yönü için kolon-kiriş kapasite oranları kontrol edilir.
Bu oranının hesaplanmasında amaç mafsalların öncelikli olarak nerede oluştuğunu belirlemektir. Oranın 1’den küçük olması, düğüm noktasında birleşen kirişlerin, kolonlardan daha fazla moment kapasitesine sahip olduğu anlamına gelmektedir. Bu durumda plastik mafsallar kolonlarda ortaya çıkacaktır ve kirişler hesaplanan moment kapasitelerine ulaşamayacaktır. Bu durum istenmeyen bir durumdur ve yönetmelikler bu yüzden “kuvvetli kolon-zayıf kiriş” kontrolünü mecbur tutmaktadırlar. Kiriş moment kapasiteleri kolon-kiriş kapasite oranı ile çarpılarak düzeltme yoluna gidilir. Bu düzeltmeden sonra işlem bir kez daha yinelenir. Kolonların, kirişlerden daha güçlü olması durumunda ise, düğüm noktasında meydana gelen toplam moment, kolonlara rijitlikleri oranında paylaştırılır.
Bu anlizler neticesinde hem yatay hem de düşey taşıyıcı tüm elemanların moment kapasiteleri hesaplanır. Elde edilen veriler kullanılarak etki-kapasite oranları, r, hesaplanır (bkz. Denklem (2.14)). A E A E N N M M r= = (2.14)
Denklem 2.14’te ME ve NE sırası ile deprem yükleri altında oluşan moment ve
eksenel yükleri temsil etmektedirler. Etki-kapasite oranı, deprem durumunda talep edilen değerlerin artık kapasitelere oranıdır. Bu oranın neye göre kıyaslanacağı etki-kapasite sınır değerlerinin, rs, belirlenmesini gerektirir.
Etki-kapasite sınırı, eleman türüne ve donatı oranına bağlı olarak yalnızca sünek göçme potansiyeli olan elemanlar için hesaplanmaktadır. Elemanların kesme kuvvetlerinin etkisinde göçmemesi durumunda, sünek olarak göçtükleri kabul edilmektedir. Kesme kapasiteleri hesabı TS-500’e göre yapılmakadır.
Elemanların maruz kaldıkları kesme kuvvetleri, elemanların uç momentlerinin, elemanın net açıklığına bölünmesi ile hesaplanmakta (kirişlerde düşey yüklemeden meydana gelen kesme kuvvetleri de göz önünde bulundurulur) ve bu hesap sonucu elde edilen kesme etkisinin, elemanın kesme kapasitesinden küçük olması
durumunda, eleman etki-kapasite sınır değerlerinin hesabında bu kesme kuvveti kullanılır.
Tablo 2.6: Kirişler için hasar sınırları [17]
Sünek Kirişler Hasar Sınırı
b ρρ ρ− , Sargılama ctm w e df b V MN GV GÇ 0 , 0 ≤ Var ≤0,65 3 7 10 0 , 0 ≤ Var ≥1,30 2,5 5 8 5 , 0 ≥ Var ≤0,65 3 5 7 5 , 0 ≥ Var ≥1,30 2,5 4 5 0 , 0 ≤ Yok ≤0,65 2,5 4 6 0 , 0 ≤ Yok ≥1,30 2 3 5 5 , 0 ≥ Yok ≤0,65 2 3 5 5 , 0 ≥ Yok ≥1,30 1,5 2,5 4
Tablo 2.6’da birinci sütunda verilen değer, kesitin çekme donatısı oranı ρ ile basınç donatısı oranı ρ’ farkının, dengeli donatı oranı ρb’a oranıdır. Bu oranın artması
kesitin sünekliğinin azalması anlamına gelmektedir. Üçüncü sütunda verilen oran, kesme kuvvetinin Ve, salt beton tarafından taşınabilecek çekme kuvveti kapasitesine
oranıdır. Burada bw kirişin gövde genişliğini, d, faydalı yüksekliği ve fctm ise mevcut
malzeme dayanımını göstermektedir. Çekme etkisi altında kesme kuvvetlerinin göçme mekanizmasında çok daha etkin olacağı aşikardır.
TDY-2007’de önerilen yöntem, aynı zamanda kolon-kiriş birleşim noktalarının da kontrolünü zorunlu tutmakta ve gevrek hasar gören düğüm noktalarına bağlanan elemanların da gevrek hasar gördüğünü kabul etmektedir.
Elemanın, hedeflenen performans seviyesine uygun olarak belirlenen hasar bölgesine (Minimum Hasar Bölgesi, Belirgin Hasar Bölgesi, Đleri Hasar Bölgesi veya Göçme Bölgesi) geçip geçmediği bu iki orana bağlı olarak belirlenen etki-kapasite hasar sınır puanlarına göre belirlenir. Etki-kapasite oranlarının, etki-kapasite sınır değerlerine oranı elemanın hangi hasar bölgesinde olduğunu belirlemektedir (bkz. Şekil 2-6).
Tablo 2.7: Kolonlar için hasar sınırları [17]
Sünek Kolonlar Hasar Sınırı
cm c K f A N Sargılama ctm w e df b V MN GV GÇ 1 , 0 ≤ Var ≤0,65 3 6 8 1 , 0 ≤ Var ≥1,30 2,5 5 6 4 , 0 ≥ ve ≤0,7 Var ≤0,65 2 4 6 4 , 0 ≥ ve ≤0,7 Var ≥1,30 1,5 2,5 3,5 1 , 0 ≤ Yok ≤0,65 2 3,5 5 1 , 0 ≤ Yok ≥1,30 1,5 2,5 3,5 4 , 0 ≥ ve ≤0,7 Yok ≤0,65 1,5 2 3 4 , 0 ≥ ve ≤0,7 Yok ≥1,30 1 1,5 2 7 , 0 ≥ - - 1 1 1
Tablo 2.7’nin birinci sütununda verilen oran düşey taşıyıcı elemanın, düşey yükler etkisi altında meydana gelen düşey momentle uyumlu eksenel yük kapasitesinin, salt eksenel yük etkisi altında taşıyabileceği eksenel yüke oranını vermektedir.
Tablo 2.8: Perdeler için hasar sınırıları [17]
Sünek Perdeler Hasar Sınırı
Perde Uç Bölgesinde Sargılama MN GV GÇ
Var 3 6 8
Yok 2 4 6
Perdeler için verilen rs değerinin (Tablo 2.8) aslında kesit kapasitesinin %10’u kadar
eksenel yükle yüklenmiş kolon sınır değerleri ile aynıdır. Bu durum perdelerin eksenel yükler için değil yatay yükler için kullanıldığının da bir göstergesidir. Moment etkisi altında eksenel yük taşıyan elemanların davranış grafiği Şekil 2.5’te görülmektedir.
Şekil 2.5: Eksenel yük-moment grafiği [17]
Şekil 2.5’te görülen (MD,ND) ve (MK,NK) ikililerinin oluşturduğu noktalar sırası ile
incelenen kesit üzerinde düşey yükleme durumunda meydana gelen moment-eksenel yük noktasını göstermektedir. Đnceleme yapılan doğrultuda salt deprem etkisi altında meydana gelen moment ve eksenel yük değerlerinin düşey yüklemeden elde edilen noktalara eklenmesi sonucu elde edilen üçüncü bir noktanın kapasite eğrisini kestiği noktanın ordinatı Tablo 2.7’de verilen NK değerini vermektedir. Aynı noktanın apsisi
de etki-kapasite oranı değerinin hesaplanmasında kullanılan MK değerini
vermektedir.
Tablo 2.9: Güçlendirilmiş dolgu duvarların hasar sınırı [17]
lduvar / hduvar oranı aralığı
0,5 - 2,0
Hasar Sınırı
MN GV GÇ
Etki/Kapasite Oranı (rs) 1 2 -
Göreli Kat Ötelemesi Oranı 0,0015 0,0035 -
TDY-2007’de ayrıca güçlendirilmiş dolgu duvarların etkisinin de hesaba katılması durumunda kullanılacak hasar sınırları da verilmiştir (bkz. Tablo 2.9).
Hasar durumları belirlenen yapı elemanlarının, hedeflenen performans düzeyinin gerektirdiği koşulları sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir. Değerlendirme işlemi, göreli kat ötelemelerinin kontrolü ile sonlandırılır. Göreli kat ötelemelerinin kontrolünde kullanılacak hasar sınır değerleri Tablo 2.10’da görülmektedir.
Tablo 2.10: Göreli kat ötelemeleri hasar sınırları [17]
Göreli Kat Ötelemesi Oranı Hasar Sınırı
MN GV GÇ
ji ji/h
δ 0,01 0,03 0,04
Göreli kat ötelemeleri kontrolünde iki parametre kullanılmaktadır. Bunlar, ardışık katlar arasındaki ötelenme farkı δji ve incelen katlar arasındaki yükseklik hji’dir. Son
değerlendirme yapılırken, gevrek olarak hasar gördüğünden dolayı kapasite hesaplarına tabi tutulmayan elemanlarda göz önüne alınır. En son aşamada yapının hedeflenen performansı sağlayıp sağlamadığının kontrolü yapılır.
Şekil 2.6: TDY-2007’de verilen hasar bölgeleri [17]
Bu aşamada bölgeler için Şekil 2.6 esas alınmak üzere hemen kullanım performans seviyesi için;
• Kirişlerin en fazla %10’u belirgin hasar bölgesine geçebilir.
• Diğer tüm taşıyıcı elemanlar minimum hasar bölgesindedir.
• Gevrek hasar gören elemanlar güçlendirilmeleri kaydı ile bu performans seviyesini sağlıyor hükmüne varılabilir.
Can güvenliği performans seviyesi için;
• Taşıyıcı kirişlerin en fazla %30’u ileri hasar bölgesine geçbilir.
• Đleri hasar bölgesindeki kolonların katta taşınan kesme kuvvetine katkısı %20’den fazla olamaz. En üst kat kolonları için bu %40’ı geçemez.
• Diğer tüm taşıyıcı elemanların minimum hasar sınırı aşılmış kolonlar tarafından ilgili katta taşınan kesme kuvveti %30’u aşmamak kaydı ile minimum hasar bölgesi veya belirgin hasar bölgesinde olmasına izin verilir.
Göçme öncesi performans seviyesi için;
• Kirişlerin en fazla %20’si göçme bölgesine geçebilir.
• Diğer tüm taşıyıcı elemanlar göçme bölgesinin gerisindedir. Ancak, minimum hasar sınırı aşılmış kolonlar tarafından taşınan ilgili kattaki kolonların taşıdığı kesme kuvveti o kattaki tüm kolonların taşıdığı kesme kuvvetinin %30’unu geçemez.
• Gevrek hasar gören elemanlar göçme öncesi performans seviyesinde kabul edilir. Bu koşulları sağlayaman yapılar göçme durumunda kabul edilmektedir.
2.2.Performansa Dayalı Tasarım
Performans kavramı beraberinde fayda/maliyet oranını da getirmektedir. Bu noktada, hedeflenen yapı performansı belirlenirken maliyet de göz önüne alınmakta dolayısı ile yapının hasar alması, can kaybı olmadığı sürece kabul edilmektedir.
Konu ile ilgili çeşitli ülkelerde birden fazla uygulama varsa da (SEAOC Vision 2000, Fema 273, ATC–40,-A.B.D, Standard for Seismic Evaluation for Existing Reinforced Concrete Buildings- Japonya) içerikleri ana fikirden çok az farklılık göstermektedir. ATC 40, FEMA 310, FEMA 273 (mevcut FEMA 356), ICBO’nun UCBC (mevcut GSREB), ASCE 31-03, New Zealand Draft Code and Eurocode 8 gibi kaynaklar performans üzerine yapılmış çalışmaların özetidir. Performans kriterleri belirlenirken sınır değerlerden yola çıkılmaktadır. Bu sınırların sayısı ülkeden ülkeye değişse de genellikle üç adettir [18].
Ülkemizde bu sınır değerler; hemen kullanım, can güvenliği ve göçme öncesi olarak da TDY’de yerini almıştır. Bu üç sınır değer, yapı elemanlarında oluşan hasarların minimum hasar sınırı, güvenli sınır ve göçme sınırı arasında kalanlarının (bkz. Şekil 2.6 ) istatistiksel oranları ile kıyaslanarak tespit edilir.
Hedeflenen dayanımlar, aşılma olasılığı belirli depremler için tespit edilir. Bu durum depremlerin sınıflandırılmasını gerektirmektedir. Bu sınıflandırma genellikle depremlerin tekrarlanma periyotları ile yapılmaktadır. Periyotu daha uzun olan bir depremin şiddeti de daha büyük olacaktır. Kapasite hesapları yapılırken, belli kaynaklarda bölme duvarların etkisi de göz önüne alınmaktadır.
Depremden gelecek talep ancak istatistiksel veriler ile oalsılık hesapları üzerinden tahmin edilebilir. Hal böyle iken, zemin parametreleri ve yapı- zemin ilişkileri de bu tahminleri zorlaştırmaktadır.
Tahmin edilen talebe uygun kesit zorlarını karşılayacak kesit boyutları ve donatıları yerleştirilmiş bir kesitte, beklenen performans hedefinin sağlanması gereklidir. Eleman mertebesinde karşılanan talep büyük ihtimalle yapı için de karşılanmış olacaktır. Burada belirsizlik nedeni yapım kalitesi ve zemin davranışıdır. Sıvılaşma potansiyeline sahip bir zeminde üst yapı elemanları hasar almasa dahi yapı hasar alabilir [19].
