YPETD_Hafta 6

11/03/2014
BÖLÜM - 2
DEPREM ETKİSİNDEKİ BİNALARIN
TASARIM İLKELERİ
(GENEL BAKIŞ)
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
1
TASARIM DEPREMİ
Binaların tasarımı tek bir deprem tehlike seviyesi için yapılır.
Şiddetli depreme karşılık gelen bu deprem Tasarım depremi,
olarak tanımlanır.
Tasarım depremi, önem katsayısı I=1 olan binalar için, dönüş
periyodu 475 yıl ve 50 yılda aşılma olasılığı % 10 olan
“seyrek deprem”dir.
Tasarım depremi, Deprem Tasarım Spektrumu ile ifade edilir.
Bu spektrum binayı etkileyen deprem
karakteristiklerini yansıtır.
Spektral İvme
Büyüklük
Zemin özellikleri
Kaynak özellikleri
Süre özellikleri vb.
TA
TB
Periyot (T)
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
2
1
11/03/2014
DEPREM TASARIM SPEKTRUMU (Elde Edilişi)
Deprem bölgeleri için olasılıksal ve/veya deterministik yaklaşımlar kullanılarak
belirlenen gerçek ve/veya suni (üretilmiş) deprem ivme kayıtları özelliklerine göre
gruplandırılır ve ivme spektrumları elde edilir.
δ δ
0.4
1.6
M
SAKARYA DEPREMİ İVME KAYDI
1.4
0.2
1.2
0.1
1
Sa (g)
İvme (g)
0.3
δmax = Sd = Sa / ω2
0
-0.1 30
60
0.8
0.6
-0.2
0.4
-0.3
0.2
0
-0.4
-0.5
SAKARYA DEPREMİ İVME
SPEKTRUMU
0
0.5
1
t (s)
1.5
2
T (s)
2.5
3
Çok sayıda kayıt için yapılır.
1
Sa (g)
Her bir spektrum grubu
için en elverişsiz
spektral değerleri içeren
bir zarf spektrum
belirlenir.
Yönetmelik
Spektrumu
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.00
1.00
2.00
3.00
Periyot
4.00
5.00
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
3
İvme kaydı ve ivme spektrumu örnekleri
İvme kayıtları
[M][u’’]+[C][u’]+[K][u] = [M][I][u’’]
İvme spektrumları
g
0,4
0,3
0,2
0,1
0
-0,1 0
-0,2
-0,3
-0,4
ELC-180
1
0,8
0,6
Sa (g)
İvme (g)
ELC-180
0,4
45
0,2
0
0
0,5
1
1,5
t (s)
ERZ-DB
2
2,5
3
2
2,5
3
1,5
0,2
Sa (g)
İvme (g)
3
2
0,4
0
0
23
1
0,5
-0,4
0
0
-0,6
0,5
1
1,5
t (s)
T (s)
SKR-090
0,4
0,3
0,2
0,1
0
-0,1 30
-0,2
-0,3
-0,4
-0,5
SKR-090
1,5
Sa (g)
İvme (g)
2,5
ERZ-DB
0,6
-0,2
2
T (s)
60
1
0,5
0
0
0,5
1
t (s)
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
1,5
T (s)
6. HAFTA
4
2
11/03/2014
DEPREM TASARIM SPEKTRUMU (DBYBHY)
S(T)
2.5
S(T)=2.5=(TB/T)0.8
1.0
TA
TB
A(T)=A0 I S(T)
Spektral ivme katsayısı
Sae(T)=A(T) g
Spektral ivme
TA , TB
Zemin türüne bağlı
karakteristik periyotlar
I
A0
Bina önem katsayısı
Etkin yer ivmesi katsayısı
Periyot (T)
Yerel Zemin Sınıfları için Spektrum Katsayısı Grafikleri
3
Z1
Z2
Z3
Z4
S (T)
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
0.5
1
1.5
2
Periyot (sn)
2.5
3
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
5
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
6
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
3
11/03/2014
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
7
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
8
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
4
11/03/2014
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
9
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
10
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
5
11/03/2014
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
11
TASARIM SONUCUNDA HEDEFLENEN DAVRANIŞ
(PERFORMANS HEDEFİ)
Hafif şiddetteki
depremlerde
Binalardaki yapısal ve yapısal
Olmayan sistem elemanlarının
herhangi bir hasar görmemesi
Orta şiddetteki
depremlerde
Yapısal ve yapısal olmayan
elemanlarda oluşabilecek
hasarın sınırlı ve onarılabilir
düzeyde kalması
Şiddetli depremlerde
(Tasarım depreminde)
Can güvenliğinin sağlanması
amacı ile kalıcı yapısal hasar
oluşumunun sınırlanması
Yönetmelikte sadece bu depremin
özellikleri tanımlanır ve tasarım bu
depreme göre yapılır.
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
12
6
11/03/2014
EŞDEĞER TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEM VARSAYIMI
Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile Yatay deprem etkisinin belirlenmesinde Çok Serbestlik
Dereceli Sistemin Eşdeğer Tek Serbestlik Dereceli Sistem gibi davranacağı varsayımı
yapılır.
Çok serbestlik
dereceli sistem
TASARIM SPEKTRUMU
Eşdeğer Tek Serbestlik
Dereceli (TSD) Sistem
Sae(T) = A0.I.S(T).g
M
Yatay
deprem
etkisi
Sae(T1)
TA
Hakim (Birinci)
mod davranışı
TB
T1
VTe = M. Sae(T1)
(T1)
Periyot (T)
Yatay Deprem Kuvveti
(Doğrusal Elastik Davranan Yapı için)
Mod birleştirme yönteminde belirli sayıda
TSD sistem için benzer işlem uygulanır ve
elde edilen büyüklükler istatistik istatistik
olarak birleştirilir .
Zaman Tanım Alanında Hesap Yönteminde
TSD sistem yaklaşımı kullanılmadan da çözüm
yapılabilir
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
DEPREM ETKİSİ
ALTINDA
DOĞRUSAL ELASTİK
DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN
Ra
Taban Kesme Kuvveti (VT)
δe
Deprem
Kuvveti
VTe
Elastik Dayanım
Talebi
Doğrusal Elastik
Davranış
VTe
YAPI
DAVRANIŞI
Doğrusal Elastik
yanal ötelenme
Büyük kesitler,
çok rijit sistem
Deprem Yükü
Azaltma Katsayısı
13
VTe
δeo
Ra
Doğrusal Elastik
Olmayan davranış
Vy
Vd
VT
Plastik Şekildeğiştirme
Küçük kesitler,
sünek sistem
δy
δe
Tepe Deplasmanı (δ
δ)
δeo
µ=
Deprem
Kuvveti
Süneklik
Talebi
Büyük yanal ötelenme,
çok sayıda plastikleşen
kesit
Vy : Binanın gerçek yatay yük dayanımıdır.
Vd : Binanın yatay yük tasarım dayanımıdır.
Vy/ Vd ≅ 1.5
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
δeo
δy
6. HAFTA
14
7
11/03/2014
DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI (Ra)
Ra Taşıyıcı sistem davranışına (sünekliğine), Yapı temel periyoduna (T) ve
karakteristik periyot TA ‘ ya bağlı olarak belirlenir.
S(T)
2.5
Spektral İvme
Katsayısı Grafiği
S(T)=2.5=(TB/T)0.8
1.0
TA = 0.10-0.20 s
TA
Rijit yapılarda (T ≤ TA)
TB
Periyot (T)
Esnek yapılarda (T > TA)
Ra= 1.5 + (R-1.5)T/TA
Ra = R
R: Taşıyıcı sistem davranış katsayısı
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
Rijit bağlantılı çerçeve (1.1)
R=8
Bağ kirişli perde sistem (1.2)
R=7
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
15
6. HAFTA
16
8
11/03/2014
Trapez
prefebrike kiriş
Rijit bağlantılı çerçeve (2.1)
R=7
Mafsallı bağlantılı kolonlar (2.2)
R=3
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
17
Çelik Kafes kiriş
Rijit bağlantılı çerçeve (3.1)
R=8
Mafsallı bağlantılı kolonlar (3.2)
R=4
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
18
9
11/03/2014
TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI (R) (DBYBHY)
Rijit bağlantılı çerçeve
Bağ kirişli perde sistem
(Süneklik Düzeyi yüksek)
(Süneklik Düzeyi yüksek)
Potansiyel
Plastik mafsal
(kesit) yerleri
R=7
R=8
Rijit bağlantılı çerçeve
(Süneklik Düzeyi yüksek)
Mafsallı bağlantılı kolonlar
(Süneklik Düzeyi yüksek)
Mafsallı bağlantı
Prefabrike Betonarme
sistem
Çelik Taşıyıcı sistem
R=8
R=4
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
19
KAYNAKLAR
• Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı, Z. Celep, N.
Kumbasar, Beta Dağıtım, (2008).
• Betonarme Taşıyıcı Sistemlerde Doğrusal Olmayan Davranış ve Çözümleme, Deprem Yönetmeliği
2007 Kavramları, Z. Celep, Beta Dağıtım, 2. baskı, (2008).
• Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik Açıklamalra ve Örnekler Kitabı, M.N.,
Aydınoğlu, Z. Celep, E. Özer, H. Sucuoğlu, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, (2012)
• Malzeme ve Geometri Değişimi Bakımından Lineer Olmayan Sistemler, A. Çakıroğlu, E.
Özer, (1980).
• Betonarme Yapılar, Z. Celep, N. Kumbasar, Beta Dağıtım, (1998).
• Betonarme Temel İlkeler ve Taşıma Gücü Hesabı, U. Ersoy, Evrim Yayınevi, (1985).
• Sesimic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buindings, T. Paulay, M.J.N.
Priestley, John Wiley&Sons Inc, (1992).
• Reinforced Concrete Structures, R. Park, T. Paulay, John Wiley&Sons Inc. (1975).
• Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007).
• TS 500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, TSE, (2000).
• ATC 40, Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings-Vol 1,2, Applied Technology
Council, (1996).
• FEMA 356, Prestandart and commentary for the seismic rehabilitation of buildings,
American Society of Civil Engineers, (2000).
• ASCE/SEI 41-06, Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, American Society of Civil
Engineers, Reston (2007).
• CEN, Eurocode 8 : Design of Structures for Earthquake Resistance—Part 3: Assessment
and Retrofitting of Buildings, Comité Européen de Normalisation, Bruxelles, (2005).
YAPILARIN PERFORMANS ESASLI TASARIMI VE DEĞERLENDİRİLMESİ
BAÜ. MÜH. MİM. FAK. İNŞAAT MÜH. BL.
Yrd.Doç.Dr. Kaan TÜRKER
6. HAFTA
20
10

Download Report