PROMER Müşavirlik Müh. A.Ş. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

(1)

Suat Yıldırım

İnşaat Yük. Müh.

ODTÜ 1989

PROMER Müşavirlik Müh. A.Ş. email: syildirim@promerengineering.com.tr

(2)

Sunum Kapsamı

I Bölüm

•

TBDY 2018 Mevcut Durum Analizi

• Kesit Hasar Seviyeleri ve Deprem Yer Hareketi Düzeyleri

• Bilgi Düzeyleri

• Performans Hedefi ve Değerlendirme Yaklaşımları

• Hesap Yöntemi Seçimi

• Doğrusal Hesap Yönteminin Uygulama Sınırları

• Doğrusal Olmayan Analiz Yöntemleri ve Uygulama Sınırları

• Sabit Tek Modluİtme Analizi ile Performans Analizi

(3)

II Bölüm

•

Çelik Uzay Çatı Ardgerme Yöntemi ile Güçlendirilmesi Örneği

•

Güçlendirmede Klasik ve Yeni Yöntemlerin Temel Farkları

•

Sönümleme Yaklaşımı

•

Sönümleyici Tipleri

•

Dünyada Sönümleyici Kullanımı

•

Türkiye’de Sönümleyici Kullanımı, Gelişimi

•

Betonarme ve Prefabrik Yapılarda Sönümleyici Kullanımı

•

Türkiye’den Uygulama Örnekleri

•

Dışçerçeve Güçlendirme Tekniği

•

Yapı Yükseltilerek Taban İzolasyonu

•

Yapı İçinden Enjeksiyonlu Sürme Kazık

Sunum Kapsamı

(4)

TBDY 2018 Kesit Hasar Bölgeleri (2007 ile aynı)

TBDY 2018 Performans Analizi

(5)

TBDY 2018 Kesit Hasar Bölgeleri (2007 ile aynı)

TBDY 2018 Performans Analizi

TBDY 2018 Deprem Yer Hareketi Düzeyleri (2007 e göre DD-4 ilave)

(6)

•

Sınırlı Bilgi Düzeyi

•

Kapsamlı Bilgi Düzeyi

(2007 yönetmeliğindeki orta bilgi düzeyi artık yok…)

Bilgi Düzeyleri

(7)

TBDY 2018 Performans Analizi

TBDY 2018 Performans Hedefi ve Değerlendirme Yaklaşımı

Deprem hesabında bina önem katsayısı uygulanmayacaktır ( I=1.0 ). Binanın

önem düzeyine göre farklı aşılma olasılıklı depremler için elastik spektrum

üzerinde gerekli düzeltmeler yapılacaktır.

(8)

Hesap Yöntemi Seçimi

Doğrusal Hesap Yöntemleri

• Eşdeğer Deprem Yükü (Uygulanabilecek yapılar Tablo 4.4)

• Mod Birleştirme

Doğrusal Hesap Yönteminin Uygulama Sınırları

Aşağıda belirtilen durumlardan herhangi birinin oluşması durumunda uygulanamaz.

• Bina yükseklik sınıfının 5’den küçük olması (BYS < 5).

• Binada 3.6.2.4’de belirtilen B3 düzensizliğinin bulunması.

• Betonarme binalarda, binanın üst katı haricindeki herhangi bir katında, her bir deprem doğrultusu için düşey sünek elemanların (kolon, perde ve güçlendirilmiş bölme duvarlar) kesme kuvveti ile ölçeklendirilmiş EKO değerlerinin ortalamasının deprem yönündeki kirişlerin ortalama EKO değerinden büyük olması.

• Binanın üst katı haricindeki herhangi bir katında, her bir deprem doğrultusu için sünek perde, sünek kolon ve güçlendirilmiş bölme duvarların kesme kuvveti ile ölçeklendirilmiş EKO değerlerinin ortalamasının 3’den büyük olması.

• Binanın üst katı haricindeki herhangi bir katında, her bir deprem doğrultusundaki sünek kirişlerin ortalama EKO değerinin 5’den büyük olması.

(9)

Hesap Yöntemi Seçimi

Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemleri

• Tek Modlu İtme Yöntemleri

• Sabit Tek Modlu İtme Yöntemi

• Değişken Tek Modlu İtme Yöntemi

• Çok Modlu İtme Yöntemleri

• Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz

Doğrusal Olmayan Hesap Yönteminin Uygulama Sınırları Sabit Modlu İtme Yöntemi Uygulama Sınırı;

• 5B.1.6 – Düşey yüklerin şekil değiştirmiş taşıyıcı sistemde meydana getirdiği ikinci mertebe etkileri’nin önemli olabileceği binalarda, Sabit Modlu İtme Yöntemi’nin taban kesme kuvvetine dayalı olması nedeni ile, bu etkiler uyumlu bir biçimde gözönüne alınamadığından, 5B.2’de verilen Değişken Modlu İtme Yöntemi kullanılmalıdır.

Değişken Modlu İtme Yöntemi Uygulama Sınırı;

• En yakın fayın binaya uzaklığının 15 km’den az olduğu durumlarda,

• İkinci mertebe etkileri nedeni ile modal kapasite diyagramının akma sonrasındaki eğimlerinin negatif olması durumunda.

(10)

Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi

• Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Kapasite Diyagramı Elde Edilir.

• Kapasite diyagramı ordinatları modal sözde ivme-modal yerdeğiştirme çevrilir

• Yapı Deprem Spektrumu İle Çakıştırılarak Hedef Deplasman Hesaplanır

hedef deplasman (m)

Tx S(T) Sae(T) Sae(T)/g Sde (m) ay1 Ry1 CR1 Sdi1 uxN1

0,41 2,5 9,81 1 0,041 3,4137 2,8736 1,3115 0,0537 0,074

Ty S(T) Sae(T) Sae(T)/g Sde (m) ay1 Ry1 CR1 Sdi1 uyN1

0,38 2,5 9,81 1 0,036 4,4379 2,2104 1,3170 0,0472 0,065

(11)

Hesap Yöntemi Seçimi

Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi

• Hedef Deplasman Miktarına Kadar Sabit tek Modlu İtme Analizi Tekrarlanır

• Eleman Uçlarında meydana gelen maksimum plastik yer değiştirme ve şekil değiştirmeler hesaplanır

Hedef Deplasman X-Yönü İtme Analizi Hedef Deplasman Y-Yönü İtme Analizi

(12)

Performans Tespiti

Hesaplanmış şekil değiştirme Sınırları için 5. bölüme yönlendirilme var.

Konrollü Hasar ve Sınırlı Hasar için de benzer şekilde limitler var Hasar sınırları birim uzama limiti ile veriliyor.- Sargı donatısı etkinliği -

(13)

Hesap Yöntemi Seçimi

Sabit Tek Modlu İtme Analizi ile Performans Analizi

• Hedef Deplasman Miktarına Kadar Sabit tek Modlu İtme Analizi Tekrarlanır

• Eleman Uçlarında meydana gelen maksimum plastik yer değiştirme ve şekil değiştirmeler hesaplanır

• Hasar Seviyeleri için Oluşturulmuş Sınırlar ile Kontrol Edilir.

(14)

Suat Yıldırım

İnşaat Yük. Müh.

ODTÜ 1989

PROMER Müşavirlik Müh. email: syildirim@promerengineering.com.tr

(15)

ÇELİK UZAY ÇATI ARDGERME YÖNTEMİ İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

15/27

Yapıdan Fotoğraflar

(16)

FOTOĞRAFLAR

16/27

(17)

17/27

FOTOĞRAFLAR

(18)

ANALİZ

MODELİ

18/27

Tx=2.909 sn / Ty=2.136 sn

(19)

KARSIZ MEVCUT DURUM TESPİTİ

19/27

(20)

MEVCUT DURUM TESPİTİ

20/27

(21)

21/27

10cm donatılı gazbeton döşeme plak yapı

elemanı 0.64 kN/m2

Kar Yükü 0.75 kN/m2

(22)

22/27

(23)

23/27

(24)

KAR YÜKLERİ ALTINDA MEVCUT DURUM

24/27

(25)

KAR YÜKLERİ ALTINDA MEVCUT DURUM

25/27

(26)

GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ

26/27

(27)

GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ

27/27

(28)

GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ

28/27

(29)

ANALİZ MODELİ

29/27

Undeformed Shape

Deformed Shape (DL0)

(30)

ANALİZ MODELİ

30/27

(31)

ANALİZ MODELİ

31/27

(32)

ANALİZ MODELİ

32/27

(33)

GÜÇLENDİRME

33/27

(34)

GÜÇLENDİRME

34/27

(35)

GÜÇLENDİRME

35/27

(36)

GÜÇLENDİRME

36/27

(37)

GÜÇLENDİRME

37/27

(38)

GÜÇLENDİRME

38/27

(39)

Suat Yıldırım

İnşaat Yük. Müh.

ODTÜ 1989

(40)

1-Sürtünme Türü Sönümleyiciler - Deplasmana bağlı doğrusal olmayan davranış ile sönümleme 2-Viskoz Sönümleyiciler - Deplasmanın hızına bağlı sönümleme

3-Ayarlı Kütle Sönümleyiciler

Her üç model için tasarım sırasında farklı yollar izlenmektedir.

Yenilikci Güçlendirme Yöntemleri Sönümleme:

Şekil 1: Sönümleme ile deprem yüklerindeki değişim

(41)

Sürtünme Tipi Sönümleyici Örnekleri:

Şekil 2: Damptech Dairesel Sönümleyici

Şekil 5: Tipik Sürtünme Tipi Sönümleyici Kuvvet-Deplasman

Şekil 4: Oiles Boru Tipi Sönümleyici Şekil 3: Pall Dynamics Tek

Yönlü Sönümleyici

(42)

Neden Sönümleyici (Damper)?

▪ Yapıdan beklenen süneklik ihtiyacını azaltır veya kaldırır

▪ Yüksek enerji sönümleme dayanım artışını ekonomik maliyetler ile sağlanması

▪ Kolay ve süratli montaj-demontaj, tekrar kullanılabilme, yerinde kolaylıkla ayar yapılabilmesi, Mevcut yapıyı boşaltmadan kısa sürede uygulama imkanı

▪ Kolay, süratli, ekonomik bakım maliyetleri, Maksimum performansını sürekli konuma

▪ Çok farklı problemlerin çözümü için çok farklı tipte üretim

▪ Güvenilir performans

▪ Compact, hafif tasarım

▪ Çok dar alanlarda uygulanabilme

Giriş:

(43)

1/1 Ölçekli Test: National Centre for Research on Earthquake Engineering (NCREE) Taiwan

Kat yüksekliği: 3 mt , Kiriş Açıklığı : 4.5 mt , Kolon: H200*200*8*12 , Kiriş : I200*150*6*9 Kaynaklı birleşim

Dünyanın 2. büyük Sarsıntı Tablası

(C.Pasquin, N.Leboeuf, T.Pall -2002)

(44)

Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları:

(45)

Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları:

Damper Uygulanmış ve Uygulanmamış yapı; El Centro Deprem Hareketi 0.20g etkisi ile yapı tepe noktası hareketi.

(46)

Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları:

Damper Uygulanmış ve Uygulanmamış yapı; Kobe Deprem Hareketi 0.175g etkisi ile yapı tepe noktası hareketi.

(47)

Sönümleyici Uygulamasının Test Sonuçları:

Damper Uygulanmış Yapının Deneysel ve analiz sonucu tepe hareketi karşılaştırılması; El Centro Deprem Hareketi etkisi ile yapı tepe noktası hareketi.

(48)

Sonuçlar:

•

Yapıda sismik titreşimlerin etkili bir şekilde sınırlanması.

•

Yüksek Dayanıklılık: 14 Test serisi sonunda hiçbir yapı elemanında veya sönümleyicilerde hasar veya kapasite azalması tespit edilemedi.

•

Sürtünme pad’lerinde hiçbir hasar ve çizilme tespit edilmedi.

•

Analiz sonuçları ile yüksek oranda uyumlu test sonuçları.

•

Yapıdan yüksek süneklik beklentisinde azalma veya tamamen kalkma,

•

Yapı Vibrasyonu ve deplasmanında belirgin azalma,

•

Deprem sonrası yapının hemen kullanımına devam imkanı veriyor.

•

Yeni yapı tasarımında veya Güçlendirmede süneklik tabanlı tasarıma ekonomik ve etkili bir alternatif.

.

(49)

Güçlendirme Örnekleri

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(50)

Güçlendirme

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(51)

Güçlendirme

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(A.Malhotra,D.Carson,P.Gopal, A.Braimah, G.Di Giovanni, R.Pall -2004)

(52)

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(A.Malhotra,D.Carson,P.Gopal, A.Braimah, G.Di Giovanni, R.Pall -2004)

(53)

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(54)

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(55)

Dünyadan Kullanım Örnekleri:

(56)

Yapı Bilgileri:

Beton kalitesi : 16.5 Mpa.

Hakim Periyodlar:

X=1.712 sn. Y=1.496 sn

.

Türkiye’den Bir Güçlendirme Çalışması:

Zeytinburnu İlçe Emniyet Müdürlüğü

(57)

Klasik Yöntem Güçlendirme Çalışması

Şekil 7: Klasik Güçlendirme Perspektif Görünüm ve Tipik Kat Planı

Mevcut Yapı Klasik Güçlendirme Yapılan İşlemler 1-İlave Betonarme Perde Eklenmesi ,

2- Gerekli Kolonlara Betonarme Manto, 3-Bazı Kolon ve Perdelere FRP sargı,

4- Temellerde ilave Radye ve ilave Ambatman.

Güçlendirme Sebepli Maliyetler

1- İlave Perdeler sebebiyle iç mimari kullanım değişti, yeniden tasarlandı, Yüksek mimari onarım maliyeti.

2- Geçiş kapandığı için sol cephedeki konsollar kırıldı,

3- İnşaat Süresi 8 ay (gerçekte 10 ayı geçiyor).

4- İnşaat süresince kullanıcının taşınması gerekli.

(58)

Sismik Sönümleyici Uygulaması:

- Planda görülen şekilde

sönümleyiciler oluşturulan çelik çerçeveler içine yerleştirildi.

- 7 katın 5 katına sönümleyici yerleştirmek yeterli oldu.

Türkiye’den Bir Güçlendirme Çalışması:

(59)

• Sönümleyici uygulamasının yanında beton kolonların kapasiteleri çelik profillerle artırılmıştır.

• Sönümleyiciler, oluşturulan çelik çerçevelerin içine yerleştirilmiştir.

• Ulaşılan toplam eşdeğer modal

sönümleme sönümleme oranı % 22.

Sismik Sönümleyici ile Güçlendirme Çalışması

Şekil 10: Sönümleyici Uygulanmış Yapı 3D-Perspektif

(60)

• Kapasite ve deplasman kontrollerinin dışında sönümleyicilerin kuvvet-deplasman grafikleri ile sönümleyicilerin çalıştığı kontrol edildi.

• Yapının daha az deplasman yapan noktalarına yerleştirilen sönümleyiciler çalışmayabilir.

• Öngörülen performans kriterlerini sağlayan deplasman limitlerinde sönümleyicilerin yeterli

sönümleme yaptıkları görüldü ve yapının yanal yerdeğiştirmelerinin yönetmelikler sınırları içinde kaldığı tespit edildi.

Şekil 11: Zaman Tanım Aralığı Analizinde sönümleyici kuvvet-deplasman hareketleri

Sismik Sönümleyici ile Güçlendirme Çalışması

(61)

Sismik Sönümleyici Uygulaması ile Tepe deplasmanı

Türkiye’den Bir Güçlendirme Çalışması:

Sönümleyicili ve sönümleyicisiz yapının tepe deplasmanı değişimi.

Not:İki model arasındaki tek fark sönümleyici olup olmamasıdır.

(62)

Sismik Sönümleyici Uygulaması ile Kat Ötelemelerindeki Değişim

Türkiye’den Bir Güçlendirme Çalışması:

X yönü Göreli Kat ötelemesi değişimi

Y yönü Göreli Kat ötelemesi değişimi Öte. Oranı (%) X Yönü

Sönümleyicisiz Sönümleyicili

1. Kat 0.01215 0.0078

2. Kat 0.0247 0.0159

3. Kat 0.0296 0.0186

4. Kat 0.033 0.0177

5. Kat 0.0331 0.0146

6. Kat 0.0304 0.0151

7. Kat 0.0266 0.0213

Öte. Oranı (%) Y Yönü

Kat Sönümleyicisiz Sönümleyicili

1. Kat 0.0154 0.0078

2. Kat 0.0293 0.0146

3. Kat 0.031 0.016

4. Kat 0.0265 0.0149

5. Kat 0.0236 0.0132

6. Kat 0.0246 0.0137

7. Kat 0.0264 0.0136

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0,01 0,02 0,03 0,04

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0,01 0,02 0,03 0,04

(63)

Sismik Sönümleyici Uygulaması ile Taban Kesme Kuvvetlerindeki Değişim

Türkiye’den Bir Güçlendirme Çalışması:

Sönümleyicili ve sönümleyicisiz yapının taban kesme kuvveti değişimi.

Not:İki model arasındaki tek fark sönümleyici olup olmamasıdır.

(64)

Farklı Güçlendirme Yöntemlerinin Taban Kesme Kuvvetine Etkisi

Türkiye’den Bir Güçlendirme Çalışması:

(65)

Suat Yıldırım

İnşaat Yük. Müh.

ODTÜ 1989

(66)

Proje Kapsamında İzmir, Menemen, Manisa, Denizli, Isparta, Eğridir bölgelerinde 96 adet Betonarme Prefabrik yapı incelenmiştir.

Tablo 1: Tipleştirilebilen Yapı Tipleri

Tablo 2 : Analiz Parametreleri Tip No

Aks Açıklığı (m)

Akslar arası mesafe (m)

Kiriş Altı Yükseklik

(m)

İncelenen Adet

1 16,0 8,0 4,5 20

2 16,0 8,0 3,5 13

3 12,0 8,0 4,5 14

4 12,0 8,0 3,5 5

Deprem Bölgesi : 1

Zemin Cinsi : Z4

Kar Yükü : 135 kg/m2

Uygulanan Analiz Yöntemi : 3 boyutlu Elastik yapı, zaman tanım aralığında analiz.

Kullanılan Deprem : Düzce Merkez kaydı TDY 2500 Yıllık Deprem Spectrumuna Scale Yapılmıştır.

Aranılan Performans : 500 yıllık Deprem için Hemen Kullanım

2500 Yılık Deprem için Göçme Öncesi

Giriş

(67)

Doğrusal Analiz

:

• Duvarlı ve Duvarsız Model (Duvar Modellemesi için Mainstone Kullanılmıştır.)

• Mevcut Yapı

• Dinamik Analiz Sonuçları

• Mevcut Yapı

• Performans Analiz Sonuçları

(68)

Basit Oturtulmuş Kiriş

Devrilme önleyen Takviye 2- X yönü kiriş devrilme riski

Çözüm: Devrilme önleyici yanak destekleri

(69)

Çerçeve x yönü kirişin basit mesnetlenmesi sebebiyle yüksek deplasmanlar ve basit oturan kirişin stabilite problemi.

• Çerçeve x yönü (çerçeve yönü) deplasmanlarını azaltmak ve yapıya gelen deprem etkisini azaltmak amaçlı her kolon kiriş birleşimine sismik sönümleyici uygulaması.

Kullanılan Güçlendirme Yöntemleri:

(70)

Yapının Tesbit Edilen Başlıca Problemler:

1- Çerçeve y yönü deplasmanlarının eşitlenmesini sağlayacak bağlantı eksikliği:

Y yönünde kullanalan aşık ve oluk kirişi basit bağlanmış olması ve bu amaçla tasarlanmaması sebebiyle yeterli rijitliğe sahip olmaması.

• Y yönü basınç çubukları

(71)

Şekil 11: Tip 3 X yönü damperli yapı taban kesme kuvveti / zaman

Şekil 12: Tip 3 Y yönü damperli yapı taban kesme kuvveti / zaman

Şekil 9: Tip 3 Yapı Kesiti Tablo 5: Tip 3 Maksimum depl. ve ötelemeler Şekil 10: Analiz modeli

Yapı İyileştirilmiş halinin davranışı yapıya benziyor

!!!! Yapı Mevcut hali Yapı davranışı göstermiyor.

Tip 3 Yapı

(72)

Şekil 5: Y yön Damper D / zaman ve F / D

Şekil 5: X yön Damper

İç Aks D / zaman ve F / D

Şekil 7: X yön Damper

Dış Aks D / zaman ve F / D

Tip 1 Yapı Damper Hareketleri:

(73)

Güçlendirilmiş Yapı Ek Sönüm Oranları:

Güçlendirilmiş Yapı Performans Durumu:

Analizde Kullanılan Yazılım Sap2000 V15 Takip Edilen Yönetmelik ASCE41-06:

(74)

Güçlendirme Sonrası Görüntüleri Güçlendirme Aşaması Görüntüleri

(75)

Beton Prefabrik Yapı Güçlendirmesi-Balıkesir

(76)

Güçlendirme Sonrası Görüntüleri Güçlendirme Aşaması Görüntüleri

(77)

Türkiye’den Kullanım Örnekleri:

Bilkent Üniversitesi Restoranı

(78)

Türkiye’den Kullanım Örnekleri:

(79)

Türkiye’den Kullanım Örnekleri:

(80)

Dış Çerçeve:

Yapı Dışından Sönümleyicili Dışçerçeve Uygulaması Yapıya Etkileri:

• Yapı davranışına uygun eklenen (rijitliği fazla artırmadan) dış çerçeye yük aktarımı,

• Dış Çerçeve işinde sönümleyici ile yapı sönümünün artırılması

(81)

Dış Çerçeve:

Yapı Dışından Sönümleyicisiz Dış Çerçeve Uygulaması

(82)

Suat Yıldırım

İnşaat Yük. Müh.

ODTÜ 1989

(83)

Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu

Yapı Dışından Sönümleyicisiz Dış Çerçeve Uygulaması

(84)

Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu

İlave Radye Eklenmesi

(85)

Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu

Yapıyı Yükseltecek Hidrolik Liftler

(86)

Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu

İzolatör Yerleşimi

(87)

Yapı Yükseltilerek Taban İzalasyonu

Yapının Tamamı

(88)

Yapı İçinden Enjeksiyonlu Sürme Kazık

(89)