Yazar "Temiz, Melih Muhlis" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • Küçük Resim Yok
    Öğe
    TBDY-2018'e göre tasarlanmış planda A1 ve A3 düzensizliği bulunan betonarme bir binanın performans analizi
    (Bursa Teknik Üniversitesi, 2022) Temiz, Melih Muhlis; Sürmeli, Melih
    Deprem, tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de insanlığı tehdit eden bir doğa olayıdır. Gelişen teknoloji ile birlikte bu afete karşı önlemler alınmaya çalışılsa da can güvenliğini sağlamak adına depreme karşı dayanıklı yapı tasarlamak büyük önem arz etmektedir. Bu bağlamda, depreme dayanıklı bina tasarımının gerçekleştirilmesi ile ilgili belirli kuralların ve uygulama esaslarının yer aldığı deprem yönetmelikleri oluşturulmuştur. Tez çalışması kapsamında, 1 Ocak 2019 tarihi itibariyle ülkemizde yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 (TBDY-2018) esas alınmıştır. Bina tasarımında genel anlamda doğrusal-elastik hesaba dayalı dayanıma göre tasarım prensipleri kullanılmaktadır. Buna karşın, binaların gerçek davranışını yansıtan ve doğrusal olmayan analiz yöntemlerinin kullanıldığı şekildeğiştirmeye göre tasarım, binaların deprem yükleri altında performans seviyelerini belirlemek adına önem arz etmektedir. TBDY-2018'de deprem yer hareketi etkisi altındaki gerçek bina davranışının tahmin edilmesini gerektiren yüksek binalar, sismik izolasyonlu binalar gibi önemli binaların tasarımı ve mevcut binalarda şekildeğiştirmeye göre tasarım zorunlu kılınmıştır. Bu tür binalarda dayanıma göre tasarım bir ön tasarım yöntemi olarak benimsenmiştir. Bu kapsamda, söz konusu tez çalışmasında, TBDY-2018 esasları uyarınca dayanıma göre tasarımı yapılmış, bünyesinde A1-burulma düzensizliği ve A3-planda çıkıntı düzensizliği bulunduran, taşıyıcı sistemi boşluksuz perde ve çerçevelerden oluşan 10 katlı betonarme bir binanın performans değerlendirilmesi yapılarak şekil değiştirmeye göre tasarımı tamamlanmıştır. Tez çalışmasında, ilk olarak dayanıma göre tasarım kapsamında, binanın doğrusal-elastik davranışını esas alan üç boyutlu (3D) nümerik modeli ETABS programında oluşturulmuştur. Kolon ve kirişler çubuk eleman, perde ve döşemeler ise kabuk eleman olarak modellenmiştir. Doğrusal-elastik analizde kullanılan etkin kesit rijitlik çarpanları ilgili kesitlere atanmıştır. TS498'de belirtilen yük kabullerine göre döşeme ve kirişlere yük ataması yapılmıştır. Binanın kat kütleleri programa hesaplatılarak serbest titreşim analizi (modal analiz) gerçekleştirilmiş; binanın X, Y ve burulma doğrultularındaki hâkim titreşim periyotları, mod şekilleri ve kütle katılım oranları belirlenmiştir. TBDY-2018'de tanımlı olan elastik ivme spektrumu ve kat kütleleri ile birlikte ek dışmerkezlik etkileri de dikkate alınarak eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanmıştır. Dışmerkezlik etkileri ile X ve Y doğrultularındaki deprem yer hareketlerinin yönleri dikkate alınarak sekiz farklı kombinasyon oluşturulup düzensizlik, göreli kat ötelemeleri, ikinci mertebe etkileri ve devrilme momenti kontrolleri yapılmıştır. Binada A1 burulma düzensizliği ve A3 planda çıkıntı bulunması düzensizliklerinin yer aldığı tespit edilmiştir. Devrilme momenti kontrollerinin sağlanamaması üzerine yapı davranış katsayısında (R) düzeltme yapılmıştır. Burulma düzensizliği katsayısı oranında dışmerkezlik etkileri artırılmış ve eşdeğer deprem yükü yöntemi binaya tekrar uygulanmıştır. Yalnızca düşey yüklerin bulunduğu tasarım kombinasyonu ile birlikte depremin X ve Y bileşenlerinin aynı anda etkimesi durumlarını gözönüne alacak şekilde oluşturulan toplamda 65 yük kombinasyonu için en olumsuz durumu veren yükleme değerine göre kolon, kiriş ve perde elemanların boyut ve donatı miktarları belirlenmiştir. Binanın serbest titreşim modlarının kütle katılım oranlarının X, Y ve burulma doğrultularında yeterli katılımı sağlayamadığından dolayı binaya ayrıca mod birleştirme yöntemi de uygulanmıştır. Mod birleştirme yöntemi ile de yük kombinasyonları oluşturulup tasarım gerçekleştirilmiş ve dayanıma göre tasarım sonlandırılmıştır. Şekildeğiştirmeye göre tasarım kapsamında, binanın doğrusal olmayan davranışı esas alan nümerik modeli yine ETABS programıyla oluşturulmuştur. Malzeme açısından doğrusal olmama durumunu dikkate alabilmek adına kiriş ve kolonlarda yığılı plastisite; perdelerde ise yayılı plastisite kullanılmıştır. Kirişlerin uçlarına M3 eğilme mafsalı, kolonlara iki eksenli eğilme ve normal kuvvet etkileşimini dikkate alabilen P-M2-M3 mafsalı, perdelerde ise kritik perde yüksekliği boyunca bünyesinde doğrusal olmayan beton ve donatı çeliği gerilme-şekildeğiştirme bağıntılarının tanımlanabildiği kesit hücreleri atanmıştır. Kolon ve kiriş kesitlerinin moment-eğrilik ilişkilerinin oluşturulması için XTRACT programından faydalanılmıştır. Moment-eğrilik ilişkileri iki doğrulu olarak idealleştirilerek doğrusal olmayan analize esas olacak etkin kesit rijitlikleri ile göçme öncesi (GÖ) ve kontrollü hasar (KH) performans sınırları için plastik dönme değerleri hesaplanmıştır. Kolonlarda moment-eğrilik ilişkileri oluşturulurken dikkate alınacak eksenel yük doğrusal olmayan düşey yük analiziyle belirlenmiştir. Perde elemanlarında kullanılan kesit hücrelerine atanan parabolik pekleşen donatı ve Mander sargılı-sargısız beton modelleri TBDY-2018'den alınmıştır. X ve Y yönünde kütle katılım oranlarının düşük olması sebebiyle binaya sabit tek modlu itme analizi yöntemi uygulanmamış; Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz (ZTA) yöntemi uygulanmıştır. Analizde kullanılacak yatay deprem ivme kayıtları, tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyine uygun deprem büyüklüğü, kaynak mekanizması, yerel zemin grubu ve faya olan mesafelere göre Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) veritabanında bulunan gerçek deprem ivme kayıtlarından seçilmiştir. TBDY-2018'de yer alan basit ölçeklendirme yöntemi PEER veritabanı tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, on bir deprem ivme kayıt takımının bileşenlerinin elastik ivme spektrum ordinatlarının karelerinin toplamının karekökü alındıktan sonra ortalamalarından oluşan spektrumdaki ivme değerlerinin, tasarıma esas elastik spektrum ivme ordinatlarının 1.3 katından büyük olması esas alınmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizin başlangıç adımı olarak doğrusal olmayan düşey yük analizi tanımlanmıştır. Bu analiz sonucu oluşan deformasyon ve rijitlik durumları esas alınarak yer hareketinin her iki bileşeni aynı anda binaya belirlenen ölçek katsayısı ile çarpılarak etki ettirilmiştir. Analizlerde Rayleigh sönümü kullanılmış olup sınır periyotlar için belirli yaklaşımlar yapılmıştır. Sonuç olarak, on bir adet yer hareket çifti, doğrultuları değiştirilerek binaya etki ettirilmiş, toplamda 22 adet zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yapılmıştır. Yeni yapılacak binanın deprem yer hareketi karşısında performansını belirlemek adına, ZTA'dan elde edilen istem büyüklüklerinin zaman serisi sonuçlarının en büyük değerlerinin ortalamaları dikkate alınmıştır. Bazı istem değerleri için, doğrusal olmayan analiz için hesaplanan bu değerler ile mod birleştirme yöntemi ile hesaplanan değerler karşılaştırılmıştır. Hesaplamalar sonucunda, TBDY-2018 uyarınca Dayanıma Göre Tasarımda belli oranda hasar oluşumuna izin verilmiş olsa da A1 ve A3 türü düzensizliğe rağmen kolon ve kiriş olarak çalışan elemanların yaklaşık %85' i Sınırlı Hasar Bölgesi' nde kalmıştır. Perde elemanlarda plastikleşmenin zemin kat düzeyinde sınırlı kaldığı ve şekildeğiştirmelerin bütün depremler için yönetmelik hasar sınır değerinin altında kaldığı belirlenmiştir. Mod Birleştirme yöntemi ile bulunan sonuçlar karşılaştırıldığında, tepe yerdeğiştirmelerinin doğrusal olmayan analizde her iki yönde de ortalama %70 oranında daha fazla çıktığı, göreli kat ötelemeleri değerlerinin iki yöntem için de yönetmelik sınır değerleri altında kaldığı, taban kat kesme kuvvetlerinin doğrusal olmayan analiz sonuçlarında yaklaşık 3 katı kadar fazla olduğu gözlemlenmiştir. Bütün olarak bakıldığında, TBDY-2018 esaslarına göre tasarlanan söz konusu binanın tasarım deprem yer hareketi olan DD-2 altında Kontrollü Hasar performans düzeyinde olduğu, ancak Belirgin Hasar Bölgesi' ne geçen çok az sayıda elemanın bulunması nedeniyle oldukça güvenli tarafta kalan bir performans sergilediği söylenebilir. Özellikle perdelerin sınırlı hasar performans seviyesinde kaldığı düşünüldüğünde perde tasarımında daha düşük donatı oranlarının kullanılabilmesine olanak doğmaktadır.