Betonarme Binaların Deprem Performanslarının Doğrusal Ve Doğrusal Olmayan Yöntemler Kullanılarak Belirlenmesi Ve Karşılaştırılması

(1)

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSLARININ DOĞRUSAL VE DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLER KULLANILARAK BELİRLENMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. Mehmet Gökhan GÜLER

OCAK 2008

Anabilim Dalı : İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ Programı : DEPREM MÜHENDİSLİĞİ

(2)

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSLARININ DOĞRUSAL VE DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLER KULLANILARAK BELİRLENMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

YÜKSEK LİSANS TEZİ İnş. Müh. Mehmet Gökhan GÜLER

(501041217)

OCAK 2008

Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 24 Aralık 2007 Tezin Savunulduğu Tarih : 29 Ocak 2008

Tez Danışmanı: Prof. Dr. Kadir GÜLER

Diğer Jüri Üyeleri Prof. Dr. Zekai CELEP (İ.T.Ü.) Doç. Dr. Oğuz Cem ÇELİK (İ.T.Ü.)

(3)

ÖNSÖZ

Yüksek lisans eğitimim boyunca bilgi birikiminden yararlandığım, yardımlarını hiçbir zaman esirgemeyen ve kıymetli zamanını bana ayıran değerli danışman hocam Sayın Prof. Dr. Kadir GÜLER’ e ve bugüne kadar üzerimde emeği olan tüm hocalarıma teşekkürü bir borç bilirim.

Bu çalışmayı, bana olan güven ve desteklerini hiçbir zaman esirgemeyen sevgili aileme ithaf ediyorum

(4)

İÇİNDEKİLER

KISALTMALAR vii TABLO LİSTESİ viii ŞEKİL LİSTESİ xi SEMBOL LİSTESİ xiii

ÖZET xv SUMMARY xvii

1. GİRİŞ 1

1.1 Konu 1

1.2 Çalışmanın İçeriği ve Amacı 2

2. YAPI SİSTEMLERİNİN ANALİZ YÖNTEMLERİ 4

2.1 Doğrusal Elastik Hesap Yöntemleri 4

2.2 Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri 5

2.2.1 Yapı sistemlerinin dış yükler altındaki doğrusal olmayan davranışı 6 2.3 Geometri Değişimi Bakımından Doğrusal Olmayan Sistemler 10 2.4 Malzeme Değişimleri Bakımında Doğrusal Olmayan Sistemler 10 2.4.1 Çelik için idealleştirilmiş malzeme modelleri 10

2.4.2 Beton için malzeme modelleri 12

2.4.2.1 Hognestad modeli 12

2.4.2.2 Geliştirilmiş kent ve park modeli 13

2.4.2.3 Sheikh ve uzumeri modeli 14

2.4.2.4 Thopmson ve park modeli 15

2.4.2.5 Mander modeli 16

2.5 Doğrusal Olmayan Sistemlerin Çözüm Yöntemleri 17

3. PERFORMANSA DAYALI TASARIM 18

3.1 Giriş 18

3.2 Kapasite Spektrumu Yöntemi 20

3.2.1 Performans seviyeleri 20

3.2.1.1 Yapısal performans seviyeleri ve aralıkları 20 3.2.1.2 Yapısal olmayan performans seviyeleri 22

3.2.1.3 Bina performans seviyeleri 23

3.2.2 Deprem hareketi 26

3.2.3 Performans amaçları 27 3.2.3.1 Performans amaçları ve sınıflandırılması 27

(5)

3.2.5 Yapısal kapasite 31

3.2.6 Elastik ivme-periyot spektrum eğrisi 31 3.2.7 Elastik ivme-yerdeğiştirme spektrum eğrisi 33 3.2.8 Elastik ivme – yerdeğiştirme spektrumunun sönüm ile azaltılması ve

performans noktasının bulunması 34 3.2.9 Performans noktasının bulunması 39 3.2.10 Performans noktasının kabul kriterleri 42

4. DBYYBY 2007’NİN BETONARME BİNALARIN PERFORMANS DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRİLMESİ İLE İLGİLİ

GETİRDİĞİ YENİLİKLER 43

4.1 Giriş 43 4.2 Binalardan Bilgi Toplanması 43

4.2.1 Bilgi düzeyleri 44

4.2.2 Betonarme binalardan bilgi toplanması 45 4.3 Yapı Elemanlarında Hasar Sınırları ve Hasar Bölgeleri 45

4.3.1 Kesit hasar sınırları 46

4.3.2 Kesit hasar bölgeleri 46

4.3.3 Deprem hesabına ilişkin kurallar 47

4.4 Bina Deprem Performansının Doğrusal Elastik Hesap Yöntemleri ile

Belirlenmesi 48

4.4.1 Eşdeğer deprem yükü yöntemi 48

4.4.2 Mod birleştirme yöntemi 48

4.4.3 Yapı elemanlarında hasar düzeylerinin belirlenmesi 49

4.4.4 Göreli kat ötelemeleri kontrolü 50

4.5 Bina Deprem Performansının Doğrusal Elastik Olmayan Yöntemlerle

Belirlenmesi 51 4.5.1 Artımsal itme analizi ile bina deprem performans değerlendirmesinde

izlenecek yol 51

4.5.2 Doğrusal elastik olmayan davranışın idealleştirilmesi 52 4.5.3 Artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ile itme analizi 53

4.5.4 Artımsal mod birleştirme yöntemi ile itme analizi 57 4.5.5 Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi 58 4.5.6 Birim şekil değiştirme istemlerinin belirlenmesi 58 4.5.7 Betonarme elemanların kesit birim şekil değiştirme kapasiteleri 58 4.6 Bina Deprem Performanslarının Belirlenmesi 59

4.6.1 Hemen kullanım performans düzeyi 59

4.6.2 Can güvenliği performans düzeyi 59

4.6.3 Göçmenin önlenmesi performans düzeyi 60

4.6.4 Göçme durumu 61

(6)

5. BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSLARININ

BELİRLENMESİ İLE İLGİLİ SAYISAL İNCELEMELER 62

5.1 İncelenen Taşıyıcı Sistem Modelleri 63

5.2 Taşıyıcı Sistemlerin Hesap Modellerinin Oluşturulması 65

5.2.1 Malzeme özellikleri 65

5.2.2 Deprem karakteristikleri 65

5.2.3 Boyutlandırmada göz önüne alınan düşey yükler 66

5.2.4 Yatay yük analizi 66

5.2.5 Eşdeğer deprem yükü hesabı 66 5.2.5.1 Eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulanabileceği binalar 66

5.2.5.2 Eşdeğer deprem yükünün belirlenmesi 67

5.2.6 Tasarıma esas oluşturan yükleme birleşimleri 70

5.2.7 Hesaplamalarda yapılan kabuller 71

5.2.8 Tasarım ve boyutlandırma 71 5.3 Taşıyıcı Sistem Modellerinin Deprem Performanslarının Değerlendirilmesi 72

5.4 TSM–1 için Deprem Performansı Değerlendirmesi 73 5.4.1 Doğrusal elastik yönteme göre tsm-1 deprem performansının belirlenmesi 73

5.4.1.1 Doğrusal elastik yönteme göre x doğrultusunda deprem

performansının belirlenmesi 74

5.4.1.2 Doğrusal elastik yönteme göre y doğrultusunda deprem

5.4.2 Doğrusal elastik olmayan hesap yöntemine göre tsm–1 deprem

5.4.2.1 Tsm–1 için doğrusal elastik olmayan yönteme göre x doğrultusunda

performans değerlendirmesi 84 5.4.2.2 Tsm–1 için doğrusal elastik olmayan yönteme göre y doğrultusunda

performans değerlendirmesi 93 5.4.2.3 Tsm–1 modeline ait doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri

ile bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması 98 5.5 TSM–2 için Deprem Performansı Değerlendirmesi 102

5.5.1 Tsm–2 modeline ait doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması 104 5.6 TSM–3 için Deprem Performansı Değerlendirmesi 108

5.6.1 Tsm–3 modeline ait doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması 110

5.7 TSM–4 için Deprem Performansı Değerlendirmesi 114 5.7.1 Tsm–4 modeline ait doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile

bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması 116 5.8 TSM–5 için Deprem Performansı Değerlendirmesi 122

(7)

5.9 TSM–6 için Deprem Performansı Değerlendirmesi 130 5.9.1 Tsm–6 modeline ait doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile

bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması 132

6. ZEUS-NL YAZILIMI KULLANILARAK STATİK VE DİNAMİK

ANALİZLERİNİN YAPILMASI 138

6.1 Artımsal İtme Analizleri Hakkında Genel Bilgiler 138

6.1.1 Doğrusal olmayan itme analizlerinin gelişimi 139

6.1.2 Klasik artımsal itme analizleri 141

6.2 Zeus- NL Hakkında Genel Bilgiler 142

6.2.1 Malzeme özelliklerinin tanımlanması 143 6.2.2 Kesit özelliklerinin tanımlanması 145 6.2.3 Programın hesap algoritması 146 6.3 Zeus –NL Kullanılarak Statik ve Dinamik Analizlerin Yapılması 146

6.3.1 TSM–1 modeline ait itme analizleri 150

6.3.5 TSM–5 modeline Ait İtme Analizleri 156

6.3.6 TSM–6 modeline Ait İtme Analizleri 157

6.3.7 Statik itme eğrilerinin beton dayanımına göre karşılaştırılması 159 6.3.8 Uyuşumlu statik itme eğrilerinin beton dayanımına göre karşılaştırılması 161

7. SONUÇLAR 164

KAYNAKLAR 166 ÖZGEÇMİŞ 170

(8)

KISALTMALAR

ABYYHY 1998 : 1998 Türk Deprem Yönetmeliği ATC : Applied Technology Council

DBYBHY 2007 : 2007 Türk Deprem Yönetmeliği

GÇ : Göçme Sınırı

GÖ : Göçmenin Önlenmesi

HK : Hemen Kullanım

MN : Minimum Hasar

SAP 2000 : Integrated Software for Structural Analysis and Design

TS 500 : Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları

(9)

TABLO LİSTESİ

Sayfa No

Tablo 2.1 :Yapı sistemlerinin doğrusal olmamam nedenleri ... 6

Tablo 3.1 :Yapısal performans seviyeleri ve aralıkları ... 21

Tablo 3.2 :Yapısal olmayan performans seviyeleri... 22

Tablo 3.3 :Bina performans seviyeleri ... 24

Tablo 3.4 : Gözönüne alınabilecek deprem için parametreler... 27

Tablo 3.6 : Çok seviyeli performans amaçları... 29

Tablo 3.7 : Temel güvenlik performans amacı... 29

Tablo 3.8 : Normal binalar için örnek performans seviyeleri ... 30

Tablo 3.9 : Performans amaçlarının ekonomiklik durumları ... 30

Tablo 3.10 : Deprem bölge katsayısı ... 32

Tablo 3.11 :Kaynağa uzaklık katsayısı... 32

Tablo 3.12 : Zemin sınıflarının tanımı ... 32

Tablo 3.13 : Deprem katsayısı, CA... 32

Tablo 3.14 :Deprem katsayısı, CV... 33

Tablo 3.15 : Sönüm düzeltme katsayısı (κ) değerleri (ATC–40) ... 36

Tablo 3.16 : Yapısal davranış tipleri (ATC–40)... 36

Tablo 3.17 : Spektral azaltma katsayıları S_RA ve S_RV ... 38

Tablo 3.18 : SRA ve SRV’ nin alabileceği minimum değerler (ATC–40) ... 38

Tablo 4.1 : Binalar için bilgi düzeyi katsayıları ... 44

Tablo 4.2 : Betonarme kirişler için hasar sınırlarını tanımlayan ... 49

etki/kapasite oranları (r) ... 49

Tablo 4.3 : Betonarme kolonlar için hasar sınırlarını tanımlayan etki/kapasite oranları ( r )... 50

Tablo 4.4 : Betonarme perdeler için hasar sınırlarını tanımlayan etki/kapasite oranları ( r )... 50

Tablo 4.5 : Göreli kat ötelemesi sınırları... 50

Tablo 4.6 : Binalar için farklı deprem etkileri altında hedeflenen performans düzeyleri ... 61

Tablo 5.1 : Taşıyıcı sistem modelleri ... 65

Tablo 5.2 : Eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulanabileceği binalar ... 66

Tablo 5.3 : Hareketli yük katılım katsayısı (n)... 68

Tablo 5.4 : Dört katlı modeller için eşdeğer deprem yükleri ... 69

Tablo 5.5 : Altı katlı modeller için eşdeğer deprem yükleri... 70

Tablo 5.6 : Tsm–1 x doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 74

Tablo 5.7 : Tsm–1 x doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 74

Tablo 5.8 : Tsm–1 x doğrultusu kiriş moment kapasiteleri... 75

Tablo 5.9 : Tsm–1 x doğrultusu kirişleri etki/kapasite oranları ... 76

Tablo 5.10 : Tsm–1 x doğrultusu kirişleri hasar bölgeleri ... 77

Tablo 5.11 : Tsm–1 x doğrultusu kolon hasar bölgeleri... 78

(10)

Tablo 5.13 : Tsm–1 y doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 79

Tablo 5.14 : Tsm–1 y doğrultusu kiriş moment kapasiteleri... 80

Tablo 5.15 : Tsm–1 y doğrultusu kirişleri etki/kapasite oranları ... 80

Tablo 5.16 : Tsm–1 y doğrultusu kirişleri hasar bölgeleri ... 81

Tablo 5.17 : Tsm–1 x doğrultusu kolon hasar bölgeleri... 81

Tablo 5.18 : Tsm–1 etkin modal kütle (%)... 85

Tablo 5.19 : Tsm–1 modal katılım oranları (%)... 85

Tablo 5.20 : Tsm–1 x yönü un - vb değerleri... 85

Tablo 5.21 : Tsm–1 x yönü modal yerdeğiştirme ve modal ivme değerleri... 86

Tablo 5.22 : Tsm–1 x yönü tepe noktası yatay yerdeğiştirme isteminin belirlenmesi87 Tablo 5.23 : Tsm–1 x yönü kirişleri toplam eğrilik istemleri... 89

Tablo 5.24 : Tsm–1 x yönü kirişleri deprem performans seviyeleri ... 90

Tablo 5.25 : Tsm–1 x yönü kolonların toplam eğrilik istemleri... 91

Tablo 5.26 : Tsm–1 x yönü kolonları deprem performans seviyeleri ... 92

Tablo 5.27 : Tsm–1 y yönü un - vb değerleri... 93

Tablo 5.28 : Tsm–1 y yönü modal yerdeğiştirme ve modal ivme değerleri... 93

Tablo 5.29 : Tsm–1 x yönü tepe noktası yatay yerdeğiştirme isteminin belirlenmesi 95 Tablo 5.30 : Tsm–1 y yönü kirişleri toplam eğrilik istemleri... 95

Tablo 5.31 : Tsm–1 y yönü kirişleri deprem performans seviyeleri ... 96

Tablo 5.32 : Tsm–1 y yönü kolonların toplam eğrilik istemleri... 96

Tablo 5.33 : Tsm–1 y yönü kolonları deprem performans seviyeleri ... 97

Tablo 5.34 : Tsm-1 x doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 98

Tablo 5.35 : Tsm-1 y doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 99

Tablo 5.36 : Tsm-1 x doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 100

Tablo 5.37 : Tsm-1 y doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 101

Tablo 5.38 : Tsm–2 x doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 102 Tablo 5.39 : Tsm–2 x doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 102

Tablo 5.40 : Tsm–2 y doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 103 Tablo 5.41 : Tsm–2 y doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 103

Tablo 5.42 : Tsm–2 x doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 104

Tablo 5.44 : Tsm-2 x doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 106

Tablo 5.45 : Tsm–2 y doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 107

Tablo 5.46 : Tsm–3 x doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 108 Tablo 5.47 : Tsm–3 x doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 108

Tablo 5.48 : Tsm–3 y doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 109 Tablo 5.49 : Tsm–3 y doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 109

Tablo 5.50 : Tsm–3 x doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması... 110

(11)

Tablo 5.52 : Tsm-3 x doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem

performanslarının karşılaştırılması... 112

Tablo 5.53 : Tsm–3 y doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem

Tablo 5.54 : Tsm–4 x doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 114 Tablo 5.55 : Tsm–4 x doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 114 Tablo 5.56 : Tsm–4 y doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 115 Tablo 5.57 : Tsm–4 y doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 116 Tablo 5.58 : Tsm–4 x doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem

Tablo 5.59 : Tsm–4 y doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem

Tablo 5.60 : Tsm–4 x doğrultusu kolonlarının her iki yöntemle bulunan deprem

Tablo 5.62 : Tsm–5 x doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 122 Tablo 5.63 : Tsm–5 x doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 123 Tablo 5.64 : Tsm– 5 y doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları 123 Tablo 5.65 : Tsm– 5 y doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları.. 124 Tablo 5.66 : Tsm–5 x doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem

Tablo 5.70 : Tsm–6 x doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları. 130 Tablo 5.71 : Tsm–6 x doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları... 131 Tablo 5.72 : Tsm– 6 y doğrultusu kolon en kesit boyutları ve boyuna donatıları 131 Tablo 5.73 : Tsm– 6 y doğrultusu kiriş en kesit boyutları ve boyuna donatıları.. 132 Tablo 5.74 : Tsm–6 x doğrultusu kirişlerinin her iki yöntemle bulunan deprem

(12)

ŞEKİL LİSTESİ

Sayfa No

Şekil 2.1 : Çeşitli teorilere göre elde edilen yük parametresi – yerdeğiştirme

bağıntıları... 7

Şekil 2.2 : Doğrusal elastik malzeme ... 10

Şekil 2.3 : Elastoplastik malzeme... 11

Şekil 2.4 : İdeal elastoplastik malzeme ... 11

Şekil 2.5 : Pekleşen ideal elastoplastik malzeme ... 11

Şekil 2.6 : Rijit plastik malzeme ... 12

Şekil 2.7 : Hognestad modeli ... 13

Şekil 2.9 : Sheikh ve uzumeri modeli... 14

Şekil 2.10 : Thompson ve park modeli... 15

Şekil 2.11 : Mander modeli ... 17

Şekil 3.2 : Bina performans seviyeleri ile maliyet arasındaki ilişki... 28

Şekil 3.3 : (Sa – T) Spektrum eğrisi ... 33

Şekil 3.5 : Spektral azaltma için sönüm elde edilmesi ... 37

Şekil 3.6 : Talep spektrumunun azaltılması ... 38

Şekil 3.7 : Taşıyıcı sistemde kapasite spektrumu eğrisi... 39

Şekil 3.8 : İstem spektrumu ve kapasite spektrumu ... 40

Şekil 3.9 : Performans noktasının bulunması... 41

Şekil 4.1 : Kesit hasar bölgeleri... 46

Şekil 4.2 : İç kuvvet- plastik şekil değiştirme kabulleri ... 53

Şekil 4.3 : Performans noktasının belirlenmesi (T1(1) ≥TB) ... 55

Şekil 4.4 : Performans noktasının belirlenmesi (T1(1) ≤TB) ... 56

Şekil 4.5 : Performans noktasının belirlenmesi... 57

Şekil 5.1 : x doğrultusu hesap aksı ... 63

Şekil 5.2 : y doğrultusu hesap aksı ... 64

Şekil 5.3 : Kat kalıp planı... 64

Şekil 5.4 : Eşdeğer deprem yüklerinin bulunması... 70

Şekil 5.5 : TSM-1 üç boyutlu hesap modeli... 73

Şekil 5.6 : Sisteme etkiyen sabit ve hareketli yükler... 73

Şekil 5.8 : Spektral ivme- spektral yerdeğiştirme diyagramı ... 87

Şekil 5.9 : Son itme adımında oluşan plastik mafsallar ... 88

Şekil 5.10 : Statik itme eğrisinin iki doğrulu diyagrama dönüştürülmesi ... 94

Şekil 5.11 : Spektral ivme- spektral yerdeğiştirme diyagramı ... 94

Şekil 6.1 : Üç doğrulu beton modeli... 143

Şekil 6.1a : Sabit sargılı beton modeli... 144

Şekil 6.2 : Değişken sargılı beton modeli... 144

Şekil 6.3 : Pekleşmeli çelik modeli ... 145

Şekil 6.4 : Tsm-1 modeli x doğrultusu itme analizleri yerdeğiştirme- öteleme eğrisi ... 147

Şekil 6.5 :Tsm-2 modeli x doğrultusu itme analizleri öteleme- yük parametresi ilişkisi ... 148

(13)

Şekil 6.6 : Tsm-3 modeli y doğrultusu itme analizleri öteleme- zaman eğrileri....149

Şekil 6.7 : Tsm-3 modeli y doğrultusu itme analizleri öteleme- zaman eğrileri... 149

Şekil 6.8 : Tsm-1 modeli x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması... 150

Şekil 6.9 : Tsm-1 modeli y doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması...151

Şekil 6.10 : Tsm-2 modeli x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması...152

Şekil 6.11 : Tsm-2 modeli y doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması...152

Şekil 6.12 : Tsm-3 modeli x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması ... 153

Şekil 6.13 : Tsm-3 modeli y doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması ... 154

Şekil 6.20 : Tsm-1, tsm-2,tsm-3 x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması...159

Şekil 6.21 : Tsm-1, tsm-2,tsm-3 y doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması..160

Şekil 6.22 : Tsm-4, tsm-5,tsm-6 x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması..160

Şekil 6.23 : Tsm-4, tsm-5,tsm-6 y doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması.. 161

Şekil 6.24 : Tsm-1, tsm-2,tsm-3 x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması.. 162

Şekil 6.25 : Tsm-1, tsm-2,tsm-3 y doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması..162

Şekil 6.26 : Tsm-4, tsm-5,tsm-6 x doğrultusu itme analizlerinin karşılaştırılması..163

(14)

SEMBOL LİSTESİ

api : i. ardışık yaklaşım için seçilen spektral ivme değeri

ay : İdealleştirilmiş kapasite spektrum eğrisinin akma anındaki spektral

ivme değeri

Ac : Kolonun veya perde uç bölgesinin brüt enkesit alanı As : Çekme donatısı alanı

A0 : Etkin yer ivmesi katsayısı

CA : Sabit ivme bölgesinde sismik çarpan CV : Sabit hız bölgesinde sismik çarpan

dpi : i. ardışık yaklaşım için seçilen spektral yer değiştirme değeri dp : i. ardışık yaklaşım sonucu bulunan spektral yer değiştirme değeri dy : İdealleştirilmiş kapasite spektrum eğrisinin akma anındaki spektral

yer değiştirme değeri

E : Deprem etki türü katsayısı

Es : Çelik için elastisite modülü EI : Eğilme rijitliği

ED : Çevrimsel sönüm ile yutulan enerji miktarı ES0 : En büyük yer değiştirme enerjisi

fck : Betonun karakteristik silindir basınç dayanımı fyk : Donatı karakteristik akma gerilmesi

g : Yerçekimi ivmesi

hi : i. kata ait kat yüksekliği I : Bina önem katsayısı

Ic,b : Sırasıyla kolon ve kiriş kesitlerine ait atalet momentleri Ke : Hesap yapılan doğrultudaki elastik rijitlik

Ki : Yapının başlangıç (elastik) rijitliği Ks : Pekleşme bölgesi rjitliği

Keff : Etkili rijitlik

lp : Plastik mafsal uzunluğu

M : Eğilme momenti

Me : Elastik eğilme momenti

N : Normal kuvvet

NA : Sabit ivme bölgesi kaynağa uzaklık katsayısı NV : Sabit hız bölgesi kaynağa uzaklık katsayısı Pi : İşletme yükü, i. kata gelen toplam düşey yük

ΣPi : i. adım sonunda bulunan toplam yatay yük parametresi R : Gerekli olan elastik dayanımın akma dayanımına oranı

(Dayanım azaltma katsayısı)

Ra(T) : Deprem yükü azaltma katsayısı

Se : Etkili Te periyoduna karşı gelen spektral ivme Sa : İvme spektrumu

(15)

Sde : Elastik spektral yerdeğiştirme Sdi : İnelastik spektral yerdeğiştirme SRA , SRV : Spektral azaltma çarpanı

S1 : Bir saniye periyodu spektral parametresi T : Yapının birinci doğal titreşim periyodu

TA, TB : Spektrum karakteristik periyotları Te : Etkin doğal periyot

Ti : Hesap yapılan doğrultudaki elastik periyot V : Toplam yatay kuvvet, Taban kesme kuvveti

Vt : Hedef yer değiştirme için taban kesme kuvveti Vy : İdealleştirilmiş kapasite eğrisinin akma dayanımı Vi : i. kata etkiyen kat kesme kuvveti

W : Yapının toplam ağırlığı

wi : i. kata ait ağırlık

Z : Deprem bölge katsayısı

α : Kapasite eğrisinde negatif eğimli davranış için bir çarpan

α1 : Birinci doğal moda ait modal kütle katsayısı αi : i. kata ait yatay yük dağıtma çarpanı

β : Sönüm oranı

β0 : Çevrimsel (eşdeğer viskoz) sönüm oranı βef : Etkili sönüm oranı

Δ : Kat ötelemesi, Kesitin toplam (elastik+plastik) uzama miktarı

Δy : Kesitin akma anındaki uzaması Δl : Boy değişmesi

Δle : Elastik boy değişmesi Δlp : Plastik boy değişmesi δ : Yer değiştirme (d)

δt : Hedef yer değiştirme

κ : Yapının davranışına bağlı düzeltme çarpanı

φ : Dönme

φp : Plastik mafsal dönmesi

maksφp : En büyük plastik mafsal dönmesi Φ1,roof : En üst katta birinci modun genliği

θ : Kesitin toplam (elastik+plastik) dönme miktarı (Σθ(k) iPM)

(16)

BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSLARININ DOĞRUSAL VE DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLER KULLANILARAK

BELİRLENMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

ÖZET

Yapı sistemlerinin deprem etkilerine maruz kalmaları haline ait tasarımlarında genellikle doğrusal yöntemler kullanılmakta ve boyutlandırma ilkeleri bu prensiplere bağlı kalarak yapılmaktadır. Doğrusal teoriye dayalı hesap yöntemlerinde malzemelerin doğrusal elastik olduğu ve sisteme ait yerdeğiştirmelerin mertebelerinin küçük olduğu kabulü yapılmaktadır. Doğrusal elastik olmayan analiz yöntemlerinde ise malzemelerin doğrusal elastik olmayan davranışlarının sistem üzerine etkileri göz önüne alınarak yerdeğiştirmelerin küçük olmadığı yaklaşımı hakimdir.

Ülkemizde özellikle son yılarda yaşadığımız deprem felaketinde yaşamış olduğumuz can ve mal kayıpları neticesinde, gerek yeni yapıların tasarım aşamasında gerekse mevcut yapıların deprem performanslarının belirlenmesinde yeni yaklaşımlara duyulan ihtiyaç artmıştır. Yapıların toptan göçmesi veya can güvenliğini tehlikeye düşürecek tarzda tasarımları engellemek ve mevcut yapıların davranışlarını tespit etmek amacıyla performansa dayalı tasarım kavramı geçerlik kazanmış ve 2007 Türk Deprem Yönetmeliğinde kendine yer bulmuştur.

Yedi bölümden oluşan bu çalışmada ülkemizde konut amaçlı kullanılan yapıları temsil edeceği düşünülen modeller seçilmiştir. Seçilen modellere yönetmelikte atıfta bulunulan doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan yöntemler uygulanarak performans seviyeleri belirlenmiş ve bu işlemin ardından belirlenen performans seviyeleri karşılaştırılmıştır.

Birinci bölümde konu açıklanmış, konu ile ilgili giriş bilgileri verilmiştir. Çalışmanın amacı ve içeriğine ilişkin detaylı bilgiler verilerek kullanılan yazılımlar tanıtılmıştır. İkinci bölümde yapı sistemlerinin doğrusal ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri hakkında bilgi verilmiş ayrıca beton ve çeliğe ait malzeme modelleri tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde performansa dayalı tasarım ile ilgili tanımlar ve detaylı bilgiler verilerek konu bütünlüğü açısından ATC, FEMA ve Türk Deprem Yönetmeliği yaklaşımları tanıtılmıştır.

Dördüncü bölümde ise Yeni deprem yönetmeliğinde performansa dayalı tasarım ile konular hakkında bilgi verilerek yönetmelik kısıtları verilmiştir.

Beşinci bölümde ise seçilen taşıyıcı sistem modellerine ait sayısal analizler yapılmıştır. 1998 ABYYHY koşullarına göre boyutlandırılan sistemlere ait performans değerlendirmeleri doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan yöntemler kullanılarak yapılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır.

(17)

Altıncı bölümde ise yapısal sistem modelleri ZEUS-NL yazlımı kullanılarak klasik itme, uyuşumlu itme analizi ve dinamik analizleri yapılarak kapasite eğrileri çizdirilmiş ve kıyaslanmıştır.

Son bölümde ise yapılan sayısal incelemeler hakkında bilgi verilerek detaylı karşılaştırmalar yapılarak konu hakkında yorum ve öneriler yapılmıştır.

(18)

COMPARATIVE STUDY OF SEISMIC PERFORMANCE OF REINFORCED CONCRETE BULDINGS ACCORDING TO THE LINEAR ELASTIC AND

NON-LINEAR ELASTIC METHODS

SUMMARY

Conventionally, seismic assessment and design of structural systems relied on linear or equivalent linear analysis. In the linear theory, main assumptions are linear elastic material and small displacements. According to these assumptions the structural analysis can be carried out by the conventional linear methods given in design codes. However in the non-linear analysis approach, material nonlinearity and geometrical nonlinearity are taken into account

Destructive earthquakes in recent years have brought increasing awareness for all people in our country that building structures designed according to codes may sustain irreparable seismic damage to take the building out of service. In order to render some protection to financial investment in the property, structural design based on performance criteria beyond those of minimal collapse prevention and life safety, as mandated by new 2007 Turkish Earthquake Code must be incorporated in the project development..

This study consists of seven chapters. In the first chapter subjects are given, the result of a literature survey, the scope and the objectives of the study

In the second chapter of this study, linear and non-linear behaviors of the structural systems are discussed. Both concrete and steel material models and basic principles are explained.

The third chapter is devoted to the performance based seismic design criteria. Different approaches about it are explained and given basic principles about ATC 40, FEMA and Turkish Earthquake Code’s approaches.

In the forth chapter, the information given in new Turkish Eartquake Code about performance based design methods are introduced and the code provisions are discussed.

The fifth chapter is devoted to the numerical studies. In this chapter, several frame systems which represent different number of story level and material strength are selected and designed according to 1998 Turkish Earthquake Code. The linear elastic and pushover analysis are performed to determine performance levels of these structural systems. The capacity curves are drawn for all analysis types and model, and the results are compared and discussed with code provisions.

The sixth chapter is about the inelastic analysis of the structural systems by using ZEUS-NL software. Conventional, adaptive and dynamic pushover analyses of the structural systems are performed and results are compared for all structural models.

(19)

The last chapter covers the numerical results of this study. The main objectives of this study are the comparison of the elastic and inelastic methods and discussion of their numerical results obtained.

(20)

1. GİRİŞ

1.1 Konu

Ülkemizde geçmişte depremler sonucu büyük yıkımlar yaşanmış, gerçekleşen bu yıkımlar sonucunda önemli miktarda can ve mal kayıpları yaşanmıştır. Bu kayıpların temel nedeni, mevcut yapı stokumuzun büyük bir kısmının genellikle deprem olgusu ihmal edilerek tasarlanmış olmasıdır. Bu durumun en açık göstergesi gerçekleşen depremler sonucu meydana gelen can ve mal kayıplarının deprem büyüklüklerine kıyasla fazla olmasıdır.

Depremlerin yıkıcı etkicisine maruz yapılar üzerinde yapılan deneysel ve gözlemsel çalışmalar sonucunda, yapıların depreme karşı davranışlarında ki eksikliklerin nedenleri

• Yapım aşamasında kullanılan malzemelerin dayanım ve kalite ölçütlerindeki yetersizlikler

• Yapıların tasarım ve boyutlandırılmasında malzeme ve taşıyıcı sistem elemanlarının davranışlarının hesaba katılmaması

• Yapım aşamasında projeye uyulmaması veya gerekli kalite kontrol ölçütlerine uyulmaması

• Can güvenliği ölçütünden ziyade konfor ölçütü ve mimari kaygıların ön plana çıkması

olarak sıralanabilir.

Ülkemizde ve dünyanın birçok ülkesinde tasarım aşamasında yapılan deprem hesaplarının temel amacı yapının tamamen göçmesinin ve ekonomik olarak tamir edilemez düzeyde bir hasara uğramasının engellenmesidir. Mevcut doğrusal elastik hesap yöntemleri yapının depreme karşı davranışı ve hasar durumu hakkında net bir fikir verecek seviye değildir. Dolayısıyla doğrusal elastik hesap yöntemlerinin deprem hesabında yetersiz kaldığı söylenebilir. Bu durumda, yapının elastik ötesi davranışını gözönünde bulunduran daha gerçekçi çözümler sunan doğrusal elastik

(21)

olmayan hesap yöntemlerinin gerekli olduğu görüşü son yıllarda ağırlık kazanmıştır. Yapılan doğrusal elastik olmayan analiz ile deprem sonrası oluşacak şekildeğiştirmeler bulunarak yapıda meydana gelecek hasarlar ve bu hasarların mertebeleri hakkında varsayımlar yapılabilir.

Son yıllarda özellikle bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak doğrusal elastik olmayan hesap yöntemlerinin kullanımı artmış ve deprem yönetmeliklerinde kendine yer edinmiştir.

Yeni inşa edilecek, mevcut yapıların deprem güvenliklerinin veya deprem performanslarının belirlenmesinde, taşıyıcı sistem elemanlarının gerek doğrusal gerekse doğrusal olmayan davranışlarının gözönüne alınarak, yapı sistemlerinin dış yükler ve deprem yükleri altındaki davranışları incelenerek performanslarının belirlenmesi daha gerçekçi bir yaklaşım olarak karşımıza çıkmaktadır.

1.2 Çalışmanın İçeriği ve Amacı

Bu çalışmada ülkemizde 6 Mart 2007 tarihinde Resmi gazetede yayınlanarak yürürlüğü giren Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelikte bahsi geçen mevcut veya yeni inşa edilecek yapıların deprem performanslarının belirlenmesinde kullanılan doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan hesap yöntemlerinin karşılaştırılması ve bu yöntemlere göre ülkemizde mevcut betonarme binaların tipik örneklerinin deprem performanslarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı davranışları temsil etmesi amacıyla iki farklı grupta kat yüksekliği ve üç farklı grupta malzeme dayanımları seçilmiştir.

Yapıların doğrusal olmayan analizleri literatürde statik itme analizi olarak anılan yöntem kullanarak yapılmış, buradan elde edilen sonuçlar son yıllarda daha gerekçi sonuçlar verdiği gözlemlenen dinamik itme analizleri ile karşılaştırılmış ve bu işlemler birbirleri ile yaptıkları kabuller yönünden ayrılan iki farklı yazlımla yapılmıştır.

(22)

Çalışmanın içeriği maddeler halinde özetlenecek olursa

- Yapı sistemlerinin doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan hesap yöntemlerinin incelenmesi

- Performansa dayalı tasarım ve değerlendirme yöntemlerinin incelenmesi - İncelenen yapısal sistem modelleri hakkında bilgi verilmesi

- Sistem modellerinin ABYYHY 1998 [1] hükümlerince boyutlandırılması - İncelenen hesap modellerinin DBYYHY 2007 [2] de belirtilen doğrusal

elastik ve doğrusal elastik olmayan hesap yöntemleri kullanılarak deprem performanslarının belirlenmesi

- Her iki yöntemle bulunan deprem performanslarının karşılaştırılması - Zeus-NL yazılım ile ilgili bilgi verilmesi

- SAP 2000 ve Zeus-NL yazılımları ile yapılan statik itme analizlerinin karşılaştırılması

- Çalışma sonucunda elde edilen sonuçların yorumlanması şeklinde sıralanabilir.

(23)

2. YAPI SİSTEMLERİNİN ANALİZ YÖNTEMLERİ

Yapı sistemleri, üzerlerine etkiyen dış etkilerin artması ve sistemi kullanılamaz hale getirmesiyle göçerler. Göçme olayı kırılma, burulma, burkulma, büyük yer değiştirmelerin oluşması gibi değişik şekillerde tezahür edebilir [11].

Göçme olayı esnasında yapı sistemi, çoğunlukla malzeme ve geometri özelliklerinin değişimi bakımından veya her iki bakımdan doğrusal davranış göstermemesi sebebiyle doğrusal teori yetersiz kalmakta ve doğrusal olmayan teoriye göre hesap yapılması gerekmektedir. Böylece göçme durumuna karşı mühendislik kabulleri çerçevesinde istenen bir güvenlik seviyesi sağlanabilir ve yapı malzemesinin doğrusal – elastik ötesi taşıma kapasitesinden faydalanılabilinir.

Yapı sistemlerinin hesabının amacı, sistem üzerine etkiyen dış tesirlerin oluşturduğu kesit zorları, şekil değiştirmeler ve yer değiştirmelerin yeterli yakınsaklıkta bulunmasıdır.

Yapı sistemlerinin hesabı için kullanılan hesap yöntemleri aşağıda sıralanmıştır; • Doğrusal-elastik yöntemler

• Doğrusal olmayan yöntemler

• Zaman tanım alanında hesap yöntemi

2.1 Doğrusal Elastik Hesap Yöntemleri

Doğrusal- Elastik hesap yönteminde yapılan kabuller aşağıda sıralanmıştır. • Malzeme doğrusal-elastiktir.

• Yer değiştirmelerin mertebesi çok küçüktür ve dolayısıyla I. Mertebe teorisi geçerlidir.

• Kesit zorları çift yönlüdür ve sistemin boyutları yükleme durumları ile değişmemektedir.

(24)

• Dış etkiler işletme yükü sınırını aşarak yapının taşıma gücüne yaklaştıkça, gerilmeler lineer-elastik sınırı aşmakta ve yerdeğiştirmeler çok küçük kabul edilemeyecek değerler almaktadır [7].

Bu kabuller sonuncu süperpozisyon kuralı geçerli olduğu için belirlenen bir güvenlik katsayısına göre mukayese yapılabilir.

Doğrusal - Elastik teoride;

• Göçme durumuma karşı sabit bir güvenlik sağlanamaz.

• Sistemin doğrusal-elastik sınır yükünden sonraki taşıma gücünden faydalanılmaz.

• R katsayısı sebebiyle sistemin yatay yükler altında davranışı yaklaşık olarak belirlenir.

2.2 Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri

Bir yapı sisteminin dış yükler altındaki davranışının doğrusal olmaması genel olarak iki temel nedenden kaynaklanmaktadır [7].

1- Malzemenin doğrusal-elastik olmaması nedeniyle gerilme-şekil değiştirme bağıntılarının (bünye denklemlerinin) doğrusal olmaması.

2- Geometri değişimlerinin yeter derecede küçük olmaması nedeniyle denge denklemlerinin (ve bazı hallerde geometrik süreklilik denklemlerinin) doğrusal olmaması.

Yapı sistemlerinin doğrusal olmamasına neden olan etkenler ve bu etkenleri göz önüne alan teoriler Tablo 2.1' de topluca özetlenmiştir.

(25)

Tablo 2.1: Yapı Sistemlerinin Doğrusal Olmamam Nedenleri [7]

Doğrusal Olmayan Sistemler Geometri Değişimleri

Bakımından (2) Her İki Bakımdan (1+2) Çözümün

Sağlaması Gereken Koşullar

Doğrusal

Sistemler Malzeme Bakımından

(1) İkinci _Mertebe Teorisi Sonlu Deplasman Teorisi İkinci Mertebe Teorisi Sonlu Deplasman Teorisi Bünye Denklemleri (Gerilme-Şekil Değiştirme Bağıntıları) Doğrusal Elastik Doğrusal Elastik Değil Doğrusal

Elastik Doğrusal Elastik

Doğrusal Elastik Değil Doğrusal Elastik Değil Denge Denklemlerinde

Yer Küçük Küçük Küçük Değil Küçük Değil Küçük Değil Küçük Değil Değiştirmeler Geometrik Uygunluk Koşullarında Yer Değiştirmeler Küçük Küçük Küçük Küçük _Değil Küçük Küçük _Değil P-δ Bağıntıları

Denge denklemlerinde yerdeğiştirmelerin küçük olmadığı sistemlerde denge denklemleri şekil değiştirmiş eksen üzerinde yazılmaktadır.

Geometrik uygunluk koşullarında yerdeğiştirmelerin küçük olmadığı sistemlerde ise, geometrik süreklilik denklemlerinin de şekil değiştirmiş eksen üzerinde yazılması gerekmektedir.

2.2.1 Yapı sistemlerinin dış yükler altındaki doğrusal olmayan davranışı

Düşey ve yatay yükler etkisindeki bir yapı sisteminin lineer ve lineer olmayan teorilere göre hesabı ile elde edilen yük parametresi-yerdeğiştirme (P-Δ) bağıntıları Şekil 2.1’de şematik olarak gösterilmişlerdir.

Malzemenin sınırsız olarak lineer-elastik varsayıldığı bir yapı sisteminin, artan dış yükler altında, birinci mertebe teorisine göre elde edilen davranışı şekildeki (I) doğrusu ile temsil edilmektedir. Geometri değişimlerinin denge denklemlerine etkisinin, diğer bir deyişle, eksenel kuvvetlerden oluşan ikinci mertebe etkilerinin hesaba katıldığı ikinci mertebe teorisinde ise, eksenel kuvvetin basınç veya çekme olmasına göre farklı sistem davranışları ile karşılaşılabilmektedir. Örneğin eksenel

(26)

kuvvetin basınç olması halinde, (II) eğrisinden görüldüğü gibi, artan dış yüklere daha hızla artan yer değiştirmeler karşı gelmektedir. Dış yüklerin şiddetini ifade eden yük parametresi artarak lineer-elastik burkulma yükü adı verilen bir PB değerine eşit olunca yer değiştirmeler artarak sonsuza erişir ve sistem burkularak göçer. Bazı özel durumlarda, burkulmadan sonra, artan yer değiştirmelere azalan yük parametresi karşı gelebilir. Örneğin asma sistemler gibi eksenel kuvvetin çekme olduğu durumlarda ise, şekilde (IIa) ile gösterilen P-Δ diyagramı pekleşen özellik gösterir. Yanal yük etkisinde olmayan ve bu nedenle burkulmadan önce şekil değiştirmeyen sistemlerde, yük parametresinin bir Pcr değerinde dallanma burkulması oluşur ve şekildeki (IIb) diyagramından görüldüğü gibi, yer değiştirmeler birden artarak sonsuza erişir. Dallanma burkulmasına neden olan yüke kritik yük denilmektedir. Kritik yük genellikle burkulma yükünden biraz büyük veya ona eşittir. Dallanma burkulması, bazı hallerde burkulmadan önce şekil değiştiren sistemlerde de oluşabilir, (II eğrisi).

(27)

Lineer olmayan malzemeden yapılmış sistemlerde, artan dış yüklerle birlikte iç kuvvetler de artarak bazı kesitlerde lineer-elastik sınırı aşmakta ve bu kesitler dolayında lineer olmayan (plastik) şekil değiştirmeler meydana gelmektedir. Lineer olmayan şekil değiştirmeler genel olarak sistem üzerinde sürekli olarak yayılmaktadır. Buna karşılık, kopma sırasındaki toplam şekil değiştirmelerin lineer şekil değiştirmelere oranının büyük olduğu sünek malzemeden yapılmış sistemlerde, lineer olmayan şekil değiştirmelerin plastik mafsal (veya genel anlamda plastik kesit) adı verilen belirli kesitlerde toplandığı, bunun dışındaki bölgelerde ise sistemin lineer-elastik davrandığı varsayılabilir. Bu varsayım plastik mafsal hipotezi olarak isimlendirilmektedir. Plastik mafsal hipotezinin esas alındığı bir yapı sisteminin birinci mertebe teorisine göre hesabında (III eğrisi), oluşan plastik mafsallar nedeniyle sistemin tümünün veya bir bölümünün mekanizma durumuna gelmesi taşıma gücünün sona erdiğini ifade eder. Bu yük birinci mertebe limit yük adını alır. Doğrusallığı bozan her iki etkinin birlikte göz önüne alınması halinde, yani yapı sisteminin ikinci mertebe elastoplastik teoriye göre hesabı ile elde edilen P-Δ diyagramı şekilde (IV) eğrisi ile gösterilmiştir. Bu diyagram ilk kritik kesitte lineer-elastik sınırın aşılmasına kadar (II) eğrisini izlemekte, daha sonra oluşan plastik şekil değiştirmeler nedeniyle yerdeğiştirmeler daha hızlı olarak artmaktadır. Plastik mafsal hipotezinin esas alındığı yapı sistemlerinde, dış yükler artarak bir PL2 sınır değerine eşit olunca, meydana gelen plastik mafsallar nedeniyle rijitliği azalan sistemin burkulma yükü dış yük parametresinin altına düşer, diğer bir deyişle, P-Δ diyagramında artan yerdeğiştirmelere azalan yükler karşı gelir. Sistemin stabilite yetersizliği nedeniyle taşıma gücünü yitirmesine sebep olan bu yük parametresine

ikinci mertebe limit yük denilmektedir.

Bazı hallerde, dış yükler limit yüke erişmeden önce, meydana gelen büyük yerdeğiştirmeler, büyük plastik şekil değiştirmeler ile betonarme sistemlerde oluşan çatlaklar ve kırılma yapının göçmesine neden olabilmektedir.

Doğrusal olmayan statik hesap yöntemleri temel olarak, yapının yatay yük taşıma kapasitesini ifade eden kapasite eğrisinin belirlenmesini, bu kapasite eğrisinden yararlanarak göz önüne alınan deprem için yapının elastik olmayan maksimum deplasmanının (deplasman talebinin) hesaplanmasını ve bu deplasman değerine statik olarak itilmiş bir yapının performansının (deprem güvenliğinin) belirlenmesini içermektedir.

(28)

Sistemlerin doğrusal olmaması iki nedenle olabilir. Birincisi, malzemenin lineer elastik olmaması nedeniyle gerilme şekil değiştirme (bünye denklemleri) bağıntılarının lineer olmamasıdır. İkincisi, geometri değişimlerinin büyük olduğu kabul edilen sistemlerde denge ve geometrik uygunluk şartlarının lineer olmamasıdır. Bu sebeplerden birinin veya her ikisinin de sistemde bulunması nedeniyle sistem lineer olmayan davranış gösterir.

Doğrusal analiz yönteminde, yapının doğrusal olmayan davranışı, taşıyıcı sistem davranış katsayısı dolayısıyla deprem yükü azaltma katsayısıyla hesaba katılmaktaydı. Doğrusal olmayan davranışın tek bir katsayıyla çözüme girmesi, depremde yapıya etkiyecek deprem kuvvetinin, oluşacak olan yer değiştirmelerin ve şekil değiştirmelerin belirlenmesi bakımından bazı belirsizlikler getirmektedir.

Doğrusal olmayan yapı sistemlerinin davranışını esas alan hesap yöntemlerinin geliştirilmesinde ve uygulanmasında genel olarak iki durum ile karşılaşılmaktadır. Bunlardan birincisi, yapı sisteminin lineer olmamasına neden olan etkenlerin belirlenerek sistem davranışının gerçeğe yakın bir biçimde temsil eden hesap modelinin oluşturulması, diğeri ise bu hesap modelinin analizi sonucunda elde edilen lineer olmayan denklem sisteminin etkin bir şekilde çözülmesidir.

Geometri değişimleri bakımından doğrusal davranış sergilemeyen sistemlerin çözümünü için oluşturulması gereken denklem takımlarının şekil değiştirmiş eksen üzeride yazılması zorunluluğu dolayısıyla gerek sistem rijitlik matrisinin gerekse sistem yük matrisinin teşkilinde sistem yerdeğiştirmelerine bağlı olarak ifade edilmeleri zorunluluğu unutulmaması gereken bir noktadır. Aynı şekilde malzeme davranışı bakımdan doğrusal özellik göstermeyen sistemlerin çözümünde de aynı etkinin varlığı ve denge denklemlerinin sistemin bilinmeyenleri üzerine kurulacağı da bilinmelidir [7].

(29)

2.3 Geometri Değişimi Bakımından Doğrusal Olmayan Sistemler

Bu tip sistemler yukarıda verilen tabloda belirtildiği gibi malzeme değişimleri bakımından doğrusal ama geometri değişimleri bakımından doğrusal olmayan yani yerdeğiştirmelerin kabul edilebilir derecede küçük olmadığı sistemlerdir. Sistem geometri bakımından şekil değiştirdiği için sistemin çözümü için yazılacak denge denklemleri de bu şekil değiştirmiş eksen üzerinde yazılmalıdır. Bu durum ise I mertebe ektilerinin değil de II. Mertebe etkilerin devreye girmesini sağlar ve geometrik süreklilik denklemlerini terk edilmesine yol açar [7].

2.4 Malzeme Değişimleri Bakımında Doğrusal Olmayan Sistemler

Bu bölümde yapı sistemlerinde malzemelerin idealleştirmiş davranışlarından bahsedilerek genel anlamda betonarme çeliği ve beton için kabul edilmiş olan malzeme modelleri hakkında bilgi verilecektir.

2.4.1 Çelik için idealleştirilmiş malzeme modelleri

a) Doğrusal elastik malzeme: Bütün yükleme durumları için şekil değiştirmeleri doğrusal elastik olan malzemelerdir, Şekil 2.2.

Şekil 2.2: Doğrusal Elastik Malzeme

b) Elastoplastik malzeme: Yükleme ve boşaltma eğrileri çakışmayan, fakat boşaltma eğrisinin başlangıç teğeti, yükleme eğrisinin başlangıç teğetine paralel olan malzemelerdir, Şekil 2.3.

(30)

Şekil 2.3: Elastoplastik Malzeme

c) İdeal elastoplastik malzeme: Bu tür malzemelerde yükleme eğrisinin belirli bölümünde sabit eğimde bu kısımdan sonra ise şekil değiştirme eksenine paralel bir doğru olarak üzere iki doğru parçasından meydana geldiği kabul edilmiştir, Şekil 2.4.

Şekil 2.4: İdeal Elastoplastik Malzeme

d) Pekleşen ideal elastoplastik malzeme: Pekleşme özelliği gösteren elastoplastik malzemelerde doğru parçasının ikinci kısmı yerdeğiştirme eksenine paralel değil de belirli bir eğimle idealleştirildiği kabul edilmiştir, Şekil 2.5.

(31)

e) Rijit plastik malzeme: Doğrusal elastik şekildeğiştirmelerin terk edilmesinin kabul edildiği malzemelerdir[1].

Şekil 2.6: Rijit Plastik Malzeme 2.4.2 Beton için malzeme modelleri

Betonun σ ε− eğrisi çok sayıda değişkenden etkilendiği, bu nedenle her durum için geçerli tek bir eğrinin tanımlanmasının mümkün olmayacağı bilinmektedir. Ancak betonun davranışın davranışının anlaşılabilmesi için ve σ ε− ilişkisinin belirlenmesi amacıyla çeşitli modellemeler yapılmıştır. Bu modellerde betonun sargılama etkisinin yanında tekrarlı yükler altındaki davranışı da incelenmiştir.

2.4.2.1 Hognestad modeli

Hognestad tarafından önerilen modelde σ ε− eğrisinin tepe noktasına kadar olan parçası ikinci derece bir parabol, düşüş parçası ise, doğrusal olarak varsayılmıştır. Maksimum gerilme genelde beton silindir dayanımının % 85’i olarak alınır(fc=0.85 fck). Maksimum gerilmeye karşılık gelen birim kısalma. 0.002ε_co= olarak alınabilir. Modeldeki elastisite modülü Ec için Hognestad aşağıdaki denklemi önermiştir[12]. Hognestad beton modeline ait σ ε− eğrisi Şekil 2.7’ de gösterilmiştir.

(32)

Şekil 2.7: Hognestad Modeli

tan 12680 460 ( )

c c

E = α = + f MPa (2.1)

2.4.2.2 Geliştirilmiş kent ve park modeli

Bu modelde sargılı ve sargısız beton için iki ayrı σ ε− eğrisi önerilmektedir. Sargı nedeni ile beton dayanımının fc den fcc’ye maksimum gerilmeye karşılık gelen birim kısalmanın ise εco dan εcoc yükseldiği varsayılmaktadır. Gerek sargılı gerekse sargısız

beton için önerilen eğrilerin ilk bölümleri, Hognestad modelindeki gibi ikinci derece bir parabol varsayılmıştır. Eğrilerin gerilme azalmasın gösteren ikinci bölümleri ise, eğimi negatif olan düz çizgilerle gösterilmiştir. Sargılı betonun eğimi, sargısız betona oranla daha küçüktür. Sargısız betonda maksimum birim kısalma εcu iken, sargılı

betonda böyle bir sınır yoktur [12]. Geliştirilmiş Park ve Kent beton modeline ait

(33)

Şekil 2.8: Geliştirilmiş Kent ve Park Modeli

2.4.2.3 Sheikh ve uzumeri modeli

Sheikh ve Uzumeri tarafından önerilen sargılı beton modeline sargı etkisiyle dayanımın arttığı varsayılmaktadır. Modelde, tepe noktasına ulaşıldıktan sonra sabit gerilme altında deformasyon artışı görülmekte, eğrinin iniş bölümü doğru ile ifade edilmektedir [12]. Sheikh ve Uzumeri beton modeline ait σ ε− eğrisi Şekil 2.9’ da gösterilmiştir.

(34)

2.4.2.4 Thopmson ve park modeli

Bazı dinamik etkiler altında (deprem v.b) tersine tekrarlanan yükleme durumları söz konusudur. Bu tür yüklemelerde betondaki gerilmelerde peşi sıra azalma ve artmalar gündeme gelebilir. Deneysel çalışmalar σ ε− eğrisinin, tersinir tekrarlanan yükler altında oluşacak gerilmeler için bir zarf eğrisi oluşturduğunu göstermektedir. Bu durumda, tersinir tekrarlanır yükler altındaki σ ε− eğrisini elde edebilmek için betondaki gerilme azalma artma ilişkilerinin (boşaltma- yükleme) tanımlanması gereklidir.

Thompson Ve Park modeli, boşaltma- yükleme yollarının tanımlanması amacıyla öne sürülmüştür[12]. Thompson Ve Park modeline ait σ ε− eğrisi Şekil 2.10’ da gösterilmiştir.

tan 12680 460 ( )

c c

E = α = + f MPa (2.2)

(35)

2.4.2.5 Mander modeli

Mander modeli günümüzde DBYYHY 2007 de dâhil olmak üzere birçok modern yönetmelik ve yapısal analiz programları tarafından kabul görmüş sargılı ve sargısız betona ait σ ε− ilişkisinin elde edilebildiği bir modeldir. Bu çalışma kapsamında sayısal incelemelerde kolon ve kirişlere ait M− eğrileri de bu modelden κ faydalanılarak elde edilmiştir. Mander modeline ait σ ε− eğrisi Şekil 2.11’ de gösterilmiştir[2].

Sargılı betonda beton basınç gerilmesi fc , basınç birim şekildeğiştirmesi εc’_nin fonksiyonu olarak aşağıdaki bağıntı ile verilmektedir:

cc c r = 1 f x r f r− +x (2.3)

Bu bağıntıdaki sargılı beton dayanımı fcc ile sargısız beton dayanımı fco arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir.

e e cc c co c co co = ; = 2.254 1+7.94 f 2 f 1 254. f f f f λ λ − − (2.4)

Buradaki fe etkili sargılama basıncı, dikdörtgen kesitlerde birbirine dik iki doğrultu için aşağıda verilen değerlerin ortalaması olarak alınabilir:

ex = e x yw ; = ey e y yw

f k ρ f f k ρ f (2.5)

Bu bağıntılarda fyw enine donatının akma dayanımını, ρx ve ρy ilgili doğrultulardaki

enine donatıların hacimsel oranlarını, ke ise aşağıda tanımlanan sargılama etkinlik katsayısı’nı göstermektedir. 1 2 s i e o o o o o o = 1 1 1 1 6 2 2 A a s s k b h b h b h − ⎛ ₋ ∑ ⎞⎛ ₋ ⎞⎛ ₋ ⎞⎛ ₋ ⎞ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ _⎟⎝ _⎠⎝ _⎠⎝ _⎠ ⎝ ⎠ (2.6)

Burada ai kesit çevresindeki düşey donatıların eksenleri arasındaki uzaklığı, bo ve ho

göbek betonunu sargılayan etriyelerin eksenleri arasında kalan kesit boyutlarını, s düşey doğrultuda etriyelerin eksenleri arasındaki aralığı, As ise boyuna donatı alanını

göstermektedir. Denk.(2.3)’deki normalize edilmiş beton birim şekildeğiştirmesi x ile

r değişkenine ilişkin bağıntılar aşağıda verilmiştir. c cc co c co cc = ; = [1 5( 1)] ; 0 002 . x ε ε ε + λ − ε ≅ ε (2.7)

(36)

c cc c co sec c sec cc = E ; 5000 [ ] ; = f r E f MPa E E −E ≅ ε (2.8)

Sargılı betondaki maksimum basınç birim şekildeğiştirmesi εcu aşağıda verilmiştir: s yw su cu cc 1 4 = 0 004. . f f ρ ε ε + (2.9)

Şekil 2.11: Mander Modeli

2.5 Doğrusal Olmayan Sistemlerin Çözüm Yöntemleri

Yapı sistemlerinde doğrusal olmayan davranışın malzeme ve geometri değişimleri bakımından ileri geldiği daha önceden açıklanmıştı. Aynı şekilde geometri ve malzeme değişimleri bakımından doğrusal olmayan sistemlerin hesap yöntemlerinde kullanılacak olan sistem rijitlik ve yük matrislerinin değerlerinin de problemin bilinmeyenlerine bağlı olarak ifade edilebileceği bilinmektedir.

Problemin çözümüyle ilgili değişkenlerin sahip oldukları bu belirsizler dolayısıyla denklem takımının çözümünü de zorlaşmaktadır. Bu durumda, doğrusal olmayan yapı sistemlerinin etkin bir şekilde hesabı için, her adımda problemin doğrusallaştırılması esasına dayanan sayısal yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması gerekmektedir.

Doğrusal olmayan sistemlerin çözüm yöntemleri 1. Ardışık yaklaşım yöntemleri

2. Yük artımı yöntemleri

fc fcc fco εco=0.002 0.004 0.005 εcc εcu εc Sargılı Sargısız

(37)

3. PERFORMANSA DAYALI TASARIM

3.1 Giriş

Performansa dayalı yapısal değerlendirme kavramı deprem mühendisliğinde son yıllarda gelişen bir kavram olup, mevcut yapıların deprem güvenliklerinin daha gerçekçi olarak belirlenmesi amacıyla geliştirilmiştir. Ancak daha sonra bu yöntemin yeni yapıların tasarımında da kullanılabileceği anlaşılmıştır. Performansa dayalı tasarım klasik tasarım kavramının genişletilmişi olarak düşünülebilir. Deprem hareketine karşı yapılan hesaplamalarda kullanılan yöntemlerin birçoğunda hesap kolaylığı için elastik davranış kabulü yapılmaktadır. Buna karşılık yapı sistemi gerçekte elastik ötesi davranmaktadır. Elastik davranış kabulü ile yapılan hesaplamalar sonucu bulunan değerler belirli kabuller ve katsayılarla indirgenerek elastik ötesi davranışa uygunluk amaçlanmaktadır. Performans kavramının ortaya çıkmasıyla özellikle mevcut yapıların deprem güvenliğinin belirlenmesi için kolaylık sağlanmakta ve gerçeğe daha yakın bilgiler elde edilmektedir. Deprem mühendisliğinde performansa dayalı tasarım, yapıların deprem etkisi altında yapıdan beklenen performans seviyesinin ortaya çıkmasını amaçlamaktadır.

Belirli bir deprem hareketi altında, bina için öngörülen yapısal performans, performans hedefi olarak tanımlanır. Yapısal performans, bir yapıyı oluşturan taşıyıcı olan ve taşıyıcı olmayan elemanların performans seviyeleri ile tanımlanır. Bir performans hedefi birçok seviyeyi kapsayan yer hareketi için hasar durumlarının göz önünde bulundurulmasını kapsayabilir. Bu durum çok seviyeli performans hedefi olarak adlandırılır.

Bir yapı için performans hedefi seçildikten sonra analizde kullanılacak sismik talep, yapının yapısal ve yapısal olmayan sisteminin değerlendirilmesi ve tasarım için kullanılacak performans seviyelerinin sınır değerlerini ifade eden kabul kriterleri tanımlanabilir. Performans seviyesine göre yapılan hesaplama yönteminde geçerli bir

sonuç elde etmek için yapısal özelliklerin ve zemin davranışının iyi tanımlanmış olması gerekmektedir.

(38)

Performans temeline dayanan analizlerin iki önemli kavramı talep ile kapasitedir ve işlemler bu iki kavrama bağlı olarak yapılır. Talep, deprem yer hareketinin göstergesidir. Kapasite, yapının sismik talebe karşılık verebilme yeteneğinin göstergesidir. Yapı performansı kapasitenin talebe karşılık verebilmesi ile ölçülür. Yani, yapı depremin talebine karşılık verebilecek kapasitede olmalıdır. Bu sebeple yapı performansı projelendirme amaçları ile uyumlu olmalıdır.

Gerek kapasite spektrum yöntemi, gerekse yerdeğiştirme katsayıları yöntemi gibi statik itme yöntemlerinin kullanılarak basitleştirilmiş doğrusal olmayan analiz işlemlerinin yapılabilmesi için kapasite, talep ve performans özelliklerine ihtiyaç vardır. Bu ifadeleri tanımlamak gerekirse;

Kapasite: Yapının toplam kapasitesi yapıyı oluşturan elemanlarının dayanım ve şekildeğiştirme kapasitelerine bağlıdır. Elastik sınıra kadar olan bölümdeki şekildeğiştirme kapasitesi lineer analiz yöntemleri ile hesaplanabilir fakat elastik sınırın ötesindeki deformasyon yapabilme kapasitesini belirlemek için statik itme analizi (pushover) gibi doğrusal olmayan analizlerden bazılarını kullanmak gerekir. Bu yöntemde yapı bileşenlerinin akmaya ulaşması için gereken yatay yük artırılarak uygulanır ve yapı labil hale gelene veya önceden belirlenen bir sınıra ulaşana kadar devam edilir. İki veya üç boyutlu modeller için doğrusal olmayan analiz ve statik itme eğrisi bilgisayar programları tarafından doğrudan yapılabilmektedir. Analiz sonucunda elde edilen kapasite eğrisi, yapıların elastik limitlerini aştıktan sonraki davranışlarının tahmin edilmesine yardım eder.

Talep: Deprem sırasında yer hareketi zamana bağlı olarak sürekli yön değiştirir. Bu nedenle binada karışık yatay yerdeğiştirme durumları oluşur. Tasarım için gerekli parametreleri belirlemek amacıyla, her bir zaman aralığı için bu yer hareketini izlemek yani zaman tanım alanında analiz pratik olmayan bir hesap yöntemidir. Söz konusu yapı ve yer hareketi için karşılık yerdeğiştirme, yer hareketi boyunca yapıda meydana gelmesi beklenen maksimum yer değiştirmedir.

Performans: Yapı performansı, kapasite eğrisi ve talep eğrinin kesişmesiyle oluşan performans noktası ile belirlenir. İstenilen performansın sağlandığını kontrol etmek için öncelikle kapasite eğrisi ve talep eğrisi belirlenmelidir. Bu kontrol yapısal ve yapısal olmayan elemanlarda oluşan hasarın kabul edilen sınırların aşılıp aşılmadığını gösterir.

(39)

3.2 Kapasite Spektrumu Yöntemi

ATC 40 dokümanı 1996 yılında ‘Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings’ ismi ile yayınlanmış olup kapsamı itibari ile betonarme binalarla sınırlıdır. Mevcut yapıların incelenmesi, değerlendirilmesi ve güçlendirilmesine yönelik hazırlanmasına rağmen günümüzde yeni yapılacak yapıların projelendirilmesinde de kullanılmaktadır. Yöntemin esası, deprem etkisi altında yapıda oluşması beklenen performans seviyesinin belirlenmesi ve bu seviyenin kontrol edilmesidir. Yöntem, kapasite eğrisinden üretilen kapasite spektrumu ile tasarım depremine karşılık çizilmiş talep spektrumu veya azaltılmış, yani doğrusal olmayan davranışı dikkate almak üzere spektral azaltma katsayıları ile çarpılmış talep spektrumunun kesişim noktasının (performans noktası) bulunması üzerine kuruludur.

Yapıda hangi deprem seviyesi esas alınacak ve bu depreme karşılık ne gibi hasarlar oluşacak ve yapı nasıl bir performans gösterecektir? Bu sorulara karşılık “Bina Deprem Performans Amacı” tanımlanır.

3.2.1 Performans seviyeleri

Performans seviyeleri verilen bir yapı için, verilen bir deprem etkisi altında öngörülen hasar miktarının sınır durumlarıdır. Bu sınır durumlar, binadaki taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan elemanlardaki hasarın miktarına, bu hasarların can güvenliği bakımından bir tehlike oluşturup oluşturmamasına, deprem sonrasında binanın kullanılıp kullanılmamasına ve hasarın neden olduğu ekonomik kayıplara bağlı olarak belirlenir. Yapısal ve yapısal olmayan sistemlerin hedef performans seviyeleri ayrı ayrı tanımlanır.

3.2.1.1 Yapısal performans seviyeleri ve aralıkları

Taşıyıcı sistem elemanlarında herhangi bir deprem etkisi sonucu gerçekleşmesi olası hasara ve bu hasarla ilgili olarak yapının kullanımına bağlı olarak yapısal performans seviyeleri ve aralıkları Tablo 3.1’ de tanımlanmıştır.

(40)

Tablo 3.1: Yapısal Performans Seviyeleri Ve Aralıkları

¾ SP-1 Hemen Kullanım Performans Seviyesi: Depremden sonra çok sınırlı hasar meydana gelmiştir. Taşıyıcı sistemin depremden önceki bütün taşıyıcılık özelliği, dayanım özellikleri, karakteristikleri ve kapasitesi hemen hemen devam etmektedir. Yapısal hasarlardan dolayı oluşan can güvenliği riski yoktur. Bina depremden sonra sınırsız kullanıma açıktır.

¾ SP-2 Hasar Kontrolü Performans Aralığı: Bu seviye net ve açık bir seviye olmayıp deprem sonrası hasar durumu için bir aralıktır. Bu durum SP-1 ve SP-3 seviyeleri arasında kalmaktadır. Bu aralık can güvenliğinin korunmasının ötesine giderek hasarın da belirli ölçüde sınırlandırılmasına karşılık gelir. Deprem yönetmeliklerinde yeni binalar için 50 yıllık bir süre içinde aşılma olasılığı %10 olarak tanımlanan deprem etkisinde öngörülen performans seviyesi bu aralığa denk gelmektedir. Tarihi ve mimari açıdan değerli yapıların korunması için bu performans aralığı kullanılır.

¾ SP-3 Can Güvenliği Performans Seviyesi: Deprem sonrası taşıyıcı sistemde önemli sayılabilecek hasar olmasına karşılık, binanın yerel veya toptan göçmesi söz konusu değildir. Binada bu duruma ulaşmayı önleyecek ek bir kapasite kalmıştır. Yaralanmaların muhtemel olmasına rağmen, can güvenliği tehlikesi bulunmamaktadır. Bu performans seviyesindeki yapıların onarılması veya güçlendirilmesi mümkün fakat yüksek bir maliyet gerektirmektedir. ¾ SP-4 Sınırlı Güvenlik Performans Aralığı: Bu durum SP-3 ve SP-5 seviyeleri

arasındaki bir aralıktır. Bir binanın güçlendirilmesinde tam bir can Performans

Seviyesi

Performans

Aralığı Tanım

SP-1 Hemen Kullanım Performans Seviyesi

SP-2 Hasar Kontrolü Performans Aralığı

SP-3 Can Güvenliği Performans Seviyesi

SP-4 Sınırlı Güvenlik Performans Aralığı SP-5 Yapısal Stabilite Performans Seviyesi SP-6 Yapısal Performansın Göz önüne Alınmadığı

(41)

güvenliğinin sağlanmaması durumunda göz önünde alınabilir. Bu seviyede güçlendirme tüm yapısal elemanlar için gerekmeyecek fakat can güvenliği seviyesinin üstünde, toptan göçmenin altında bir güçlendirme yapılabilir. ¾ SP-5 Yapısal Stabilite Performans Seviyesi: Yapının taşıyıcı sisteminin güç

tükenmesi sınırında bulunması duruma karşı gelir. Yatay kuvveti karşılayan sistemde önemli hasarlar oluşmuş olup, yanal rijitlik ve dayanımda azalmalar başlamıştır. Buna rağmen düşey yük karşılamaya devam edilmektedir. Yapı stabilitesinin bir kısmını korumasına rağmen deprem sonrası artçı şoklar sebebiyle her an yıkılma tehlikesiyle karşı karşıyadır. Önemli bir güçlendirme müdahalesinin gerektiği bu tür yapıda genellikle güçlendirme teknik ve ekonomik olarak kabul edilebilir değildir. Bu tür seviyenin yeni binaların tasarımında maksimum deprem etkisi altında sağlanması tavsiye edilir. Daha düşük bir deprem etkisinde bu seviyenin göz önüne alınması güç tükenmesinin yüksek olasılıkla bulunmasına karşı gelir ki, kabul edilmesi uygun değildir.

¾ SP-6 Yapısal Performansın Göz Önüne Alınmadığı Performans Seviyesi: Bu durum tam olarak bir seviye belirtmemektedir. Yapısal olmayan elemanların (duvar, asma tavan, yüzey kaplamaları, eşyalar vb.) sismik değerlendirmesi ve güçlendirilmesi için ifade edilen bir seviye olarak düşünülebilir [6].

3.2.1.2 Yapısal olmayan performans seviyeleri

Binanın taşıyıcı özelliğe sahip olmayan elamanlarında herhangi bir etkisinde meydana gelmesi muhtemel hasara ve kullanımına bağlı olarak performans seviyeleri Tablo 3.2’ de gösterildiği şekilde tanımlanır.

Tablo 3.2: Yapısal Olmayan Performans Seviyeleri

Performans Seviyesi Tanım

NP-A Kullanıma Devam Performans Seviyesi NP-B Hemen Kullanım Performans Seviyesi NP-C Can Güvenliği Performans Seviyesi NP-D Azaltılmış Hasar Performans Seviyesi