Upload
basak-zengin
View
296
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
1/182
UKUROVA NVERSTES
YKSEK LSANS TEZ
Mustafa TANSEL
OK KATLI ELK YAPILARIN 2007 DEPREM YNETMELNE GREANALZ VE TASARIMI
NAAT MHENDSL ANABLM DALI
ADANA, 2010
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
2/182
UKUROVA NVERSTESFEN BLMLER ENSTTS
OK K ATLI ELK YAPILARIN 2007 DEPREMYNETMELNE GRE ANALZ VE TASARIMI
Mustafa TANSEL
YKSEK LSANS TEZ
NAAT MHENDSL ANABLM DALI
Bu tez 12/02/2010 Tarihinde Aadaki Jri yeleri Tarafndan Oybirlii le KabulEdilmitir.
mza mza mzaYrd. Do. Dr Beytullah TEMEL Yrd. Do. Dr. A. Hamza TANR IKULU D o. Dr. S. Seren GVENDANIMAN YE YE
Bu tez E nstitmz naat Mhendislii Anabilim Dalnda hazrlanmtr.Kod No
Prof. Dr. lhami YENG L
Enstit Mdr
Not: Bu tezde ku llanlan zgn ve baka kaynaktan yaplan bildirilerin, izelge, ekil ve fotoraflarnkaynak gsterilmeden kullanm, 5846 sayl Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hkmlere tabidir.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
3/182
I
Z
YKSEK LSANS TEZ
OK K ATLI ELK YAPILARIN 2007 DEPREMYNETMELNE GRE ANALZ VE TASARIMI
Mustafa TANSE L
UKUROVA NVERSTESFEN BLMLER ENSTTS
NAAT MHEND SL ANABLM DALI
Danman : Yrd. Do. Dr. Beytullah TEM ELYl : 2010, Sayfa: 159
Jri : Yrd. Do. Dr. Beytullah TEMEL: Yrd. Do. Dr. A. Hamza TANRIKULU: Do. Dr. S. Seren GVE N
Bu tezde, elik yaplarn deprem ykleri altndaki davran 2007 depremynetmeliine gre incelenmitir. Deprem yk leri Edeer Deprem Yk Ynteminegre hesaplanmtr. Depreme dayankl tasarm koullar eitli rnek yaplarzerinde analizleri yaplarak aratrlmtr. Yap analiz ve tasarmlar iin sonluelemanlar yntemine dayal, genel amal SAP2000 paket programndanyararlanlmtr. Hesaplamalardan elde edilen sonular irdelenerek kyaslamalaryaplmtr.
Anahtar Kelimeler: Deprem Ykleri, ok Katl elik Yap lar.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
4/182
II
ABSTRACT
MSc THESIS
DESIGN AND ANALYSING OF MULTISTO REY STEELBUILDINGS ACCORDING TO TURK ISH SEISMIC CODE 2007
Mustafa TANSE L
DEPATMENT OF CIVIL ENGINEERING
INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCESUNIVERSITY OF CUKUROVA
Supervisor : Asst. Prof. Dr. Beytullah TEM ELYear : 2010, Page : 159
Jury : Asst. Prof. Dr. Beytullah TEM EL: Asst. Prof. Dr. A. Hamza TANR IKU LU: Assoc. Prof.Dr. S. Seren GVE N
In this thesis, the response of steel structures subjected to earthquake forces
was investigated according to Turkish Seismic De sign Code 2007. Earthquake forceswere calculated by using Equivalent Earthquake Load Method procedure. Thedesign conditions resisting earthquake forces was analyzed t hough different buildingmodels. SAP2000 structural analysis program based on finite elements method wasused for the desin and analysis of the structures. The rusults obtained from thecalculations for different three dimensional models have been compared with eachother.
Key Words: Earthquake Fo rces, Multistorey Steel Structures
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
5/182
III
TEEKKR
Tez almam boyunca her trl desteini esirgemeyen, verdii akademik
bilgilerle zer inde alt m tezin bu aamaya ge lmesinde byk eme i olan
danman hocam sayn Yrd. Do. Dr. Beytullah TEMELe, almalarmda verdii
tavsiyeler ve destekleri iin sayn Yrd. Do. Dr. Hakan T. TRKERe ve hayatm
boyunca madd i ma nevi desteklerini her zama n yanmda hissett iim aileme teekkr
ederim.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
6/182
IV
NDEKLER
Z ............................................................................................................................ I
ABSTR ACT ............................................................................................................ II
TEEK KR ...........................................................................................................III
NDEKLE R ...................................................................................................... IV
ZE LGE LER DZN .......................................................................................... XI
EKLLER DZN .............................................................................................XIV
SMGELER VE KISALTMALAR ......................................................................XVI1. GR .................................................................................................................. 1
1.1. o k Katl elik Y aplarn Tarihesi ............................................................... 1
1.2. ok Katl Yaplarda elik Konstrksiyonun Yeri .......................................... 1
1.3. elik Yaplarn Depreme Kar Avantajlar.................................................... 2
1.4. ok Katl elik Tayc Sistemler ................................................................. 3
1.4.1. Rijit ereve Sistemler ....................................................................... 4
1.4.2. aprazl ereve Sistemler ................................................................. 41.4.3. ereveli Tp Sistemler ...................................................................... 4
1.4.4. Kafesli T p Sistemler ......................................................................... 5
1.4.5. Demet (M odler) Tp S istemler ......................................................... 5
1.4.6. Dey Kafes K irili Yaplar ................................................................ 5
1.4.7. Yatay Kafes Kirili ve Kuakl Yaplar ............................................... 6
1.4.8. Asma Sitemler .................................................................................... 6
1.4.9. Uzay Sitem ler ..................................................................................... 7
1.4.10. Omurgal S itemler ............................................................................ 7
2. N CEK ALIM ALAR .................................................................................... 8
3. DEPREM E D AYAN IKLI ELK YAPI TASARIMI .........................................10
3.1. Y ap M alzemes i Olarak elik .......................................................................10
3.2. Y ap G eomet risi ve Sreklilik .......................................................................11
3.3. S nek (Dktil) Yap......................................................................................11
3.4. 2007 Deprem Y netmeliinde ngr len elik T ayc S itemler ................13
SAYFA
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
7/182
V
3.4.1. Moment Aktaran ereveler ..............................................................13
3.4.2. M erkezi aprazl Perdeler .................................................................15
3.4.3. Dmerke z apraz l Perdeler ..............................................................17
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAK
YNETM ELK .................................................................................................19
4.1. Depreme Dayankl Binalar in Hesap Kurallar ..........................................19
4.1.1. G enel lke ve Kurallar........................................................................19
4.1.1.1. Bina Tayc Sistemine likin Ge nel lkeler ........................19
4.1.1.2. Deprem Yklerine likin Genel Kurallar .............................20
4.1.2. Dzens iz B inalar ...............................................................................20
4.1.2.1. Planda Dzensizlikler D urumu .............................................20
4.1.2.2. Dey Dorultuda Dzensizlikler Durumu ...........................23
4.1.3. Elastik Deprem Yklerinin Tanmlanmas: Spektral vme Katsays ..25
4.1.3.1. Etkin Yer vmesi Katsays (Ao) ...........................................25
4.1.3.2. B ina nem Katsays (I ) .......................................................26
4.1.3.3. Spektrum Katsays ...............................................................26
4.1.3.4. ze l Tasarm vme Spektrumlar ..........................................27
4.1.4. Elastik Deprem Y klerinin Azaltlmas: Depre m Yk AzaltmaKatsays ..........................................................................................27
4.1.4.1. Tayc S istemlerin Sneklik Dzeylerine likin GenelKou llar ................................................................................28
4.1.4.2. Sneklik Dzeyi Normal Baz S istemlerde Perde KullanmZorunluluuna likin Ko ullar .............................................29
4.1.4.3. Sneklik Dzeyi Bakmndan Karma Tayc Sistemlerelikin Kou llar .....................................................................30
4.1.4.4. Kolonlar stten Mafsall Binalara likin Koullar ..............30
4.1.5. H esap Ynteminin Se ilmesi .............................................................31
4.1.5.1. Hesap Yntemleri .................................................................31
4.1.5.2. Edeer Deprem Yk Ynteminin Uygulama Snrlar ........32
4.1.6. Edeer Deprem Yk Yntemi ........................................................32
4.1.6.1. Toplam Edeer Deprem Yknn Be lirlenmesi ..................32
4.1.6.2. Katlara Etkiyen E deer D eprem Yklerinin Belirlenmesi ....33
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
8/182
VI
4.1.6.3. Gznne Alnacak Yer deitirme Bileenleri ve DepremYk lerinin Etkime Noktalar .................................................34
4.1.6.4. Binann B irinci Doal T itreim Periyodunun Belirlenmesi ...36
4.1.6.5. Eleman Asal Eksen Dorultularndaki Kuvvetler ..............37
4.1.7. M od Birletirme Yntemi ..................................................................38
4.1.7.1. vme Spektrumu ...................................................................38
4.1.7.2. Gznne Alnacak Dinamik Serbestlik Dereceleri ..............39
4.1.7.3. Hesaba Katlacak Y eterli Titreim M odu Says ....................39
4.1.7.4. M od Katklarnn B irletirilmesi ...........................................40
4.1.7.5. Hesaplanan Byklklere likin Altsnr Deerleri ..............41
4.1.7.6. Eleman Asal Eksen Dorultularndaki Kuvvetler ..............41
4.1.8. Zaman Tanm Alannda Hesap Yntemleri ........................................41
4.1.8.1. Yapay Deprem Yer Hareketleri ............................................42
4.1.8.2. Kaydedilmi veya Benzetirilmi Deprem Yer Hareketleri ...42
4.1.8.3. Zaman Tanm Alannda Hesap..............................................42
4.1.9. Greli Kat telemelerinin Sn rlandrlmas, kinci Mertebe Etkileri ve
Deprem Derz leri ...............................................................................434.1.9.1. Etkin G reli Kat telemelerinin Hesaplanmas ve
Snrlandrlmas ...................................................................43
4.1.9.2. k inci Mertebe E tkileri..........................................................44
4.1.9.3. Deprem Derz leri ...................................................................44
4.1.10. Yapsal kntlara, M imari Elemanlara, M ekanik ve ElektrikDonanmna Etkiyen Deprem Ykleri...............................................45
4.1.11. Bina Tr Olmayan Y aplar .............................................................46
4.1.12. Deprem Hesap Raporuna likin Kurallar .........................................47
4.2. elik Binalar in Depreme Dayankl Tasarm Kurallar ..............................48
4.2.1. Genel Kura llar ...................................................................................48
4.2.1.1. e lik Tayc S istemlerin S nflandrlmas ..........................48
4.2.1.2. lgili St andartlar ...................................................................49
4.2.1.3. Malzeme Koullar ve Emniyet Gerilmeleri ..........................49
4.2.1.4. Arttrlm Depre m Etkileri ...................................................50
4.2.1.5. Kuvvet Kapasiteleri ve Gerilme S nr Deer leri ................51
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
9/182
VII
4.2.2. Sneklik Dzeyi Yksek ereve ler ..................................................51
4.2.2.1. Enkesit Kou llar ..................................................................52
4.2.2.2. Kolonlarn Kirilerden Daha Gl Olmas Koulu ..............52
4.2.2.3. Kolonlarn Kirilerden Daha Gl Olmas Koulunun BazKolonlarda Salanamamas Durumu .....................................54
4.2.2.4. Kiri - Ko lon Birleim Blge leri ...........................................55
4.2.2.5. Kolon ve Kiri Ekleri ............................................................58
4.2.2.6. Kiri Balklarnn Yanal Dorultuda Mesnetlenmesi ...........59
4.2.3. Sneklik Dzeyi No rmal ereveler ..................................................59
4.2.3.1. Enkesit Kou llar ..................................................................59
4.2.3.2. Kiri Kolon B irleim Blgeleri ..........................................60
4.2.3.3. Kiri ve Ko lon E kleri ............................................................61
4.2.3.4. Kiri Balklarnn Yanal Dorultuda Mesnetlenmesi ...........61
4.2.4. Merkezi ve Dmerkez elik apraz l Perdeler ..................................61
4.2.5. Snek lik Dzeyi Yksek Merkezi elik aprazl Perdeler .................62
4.2.5.1. Enkesit Kou llar ..................................................................62
4.2.5.2. Yat ay Yk lerin Da lm ......................................................63
4.2.5.3. aprazlarn B irleimleri........................................................63
4.2.5.4. zel apraz Dzenleri in Ek Koullar ...............................64
4.2.5.5. Kolon Ek leri .........................................................................64
4.2.6. Snek lik Dzeyi Normal Merkezi elik ap razl Perdeler .................65
4.2.6.1. Enkesit Kou llar ..................................................................65
4.2.6.2. aprazlarn B irleimleri........................................................65
4.2.6.3. zel apraz Dzenleri in Ek Koullar ...............................664.2.7. Sneklik D zeyi Yk sek D merkez elik aprazl Perdeler .............66
4.2.7.1. Enkesit Kou llar ..................................................................66
4.2.7.2. Ba Kirileri .........................................................................67
4.2.7.3. Ba Kiriinin Yanal Dorultuda Mesnetlenmesi ...................68
4.2.7.4. Ba K iriinin D nme As ...................................................68
4.2.7.5. R ijitlik (Berkitme) Levha lar ................................................70
4.2.7.6. apraz lar, Kat Kirileri ve Kolonlar .....................................71
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
10/182
VIII
4.2.7.7. apraz Ba K irii Birleimi ...............................................72
4.2.7.8. Ba Kirii Kolon B irleimi ................................................72
4.2.7.9. Kiri-Ko lon B irleimi ...........................................................73
4.2.8. Temel Balant Detaylar ...................................................................73
4.2.9. Proje Hesap Rapor ve Uygulama Projelerine likin Kurallar .............74
4.2.9.1. Proje H esap Rapo ru ..............................................................74
4.2.9.2. elik Uygulama Projesi izimlerine likin Kurallar ............74
4.2.10. Moment Aktaran erevelerde Kiri-Ko lon Birleim Detaylar .......75
4.2.10.1. Kapsam ve Ge nel Hususlar .................................................75
4.2.10.2. Aln Levhal Bulonlu Birleim Detay.................................76
4.2.10.3. Takviyeli Aln Levhal Bulonlu B irleim Detay .................77
4.2.10.4. Aln Levhasz Bulonlu Birleim Detay ..............................78
4.2.10.5. Ka ynakl Birleim Detay ...................................................80
4.2.10.6. Ek Balk Levhal Kaynakl Birleim Detay .......................81
4.2.10.7. Zayflatlm Kiri Enkesiti Kaynakl Birleim Detay ........82
5. YAPI ANALZ VE TASARIMI ........................................................................84
5.1. T ip Pro jenin Genel zellikleri ......................................................................84
5.2. Ma lzeme ve ze llikleri .................................................................................85
5.3. Hesap Yntemi ve Dikkate Alnacak Ynetmelikler .....................................86
5.3.1. Kapasite Tasar mnn Temel lkeleri ..................................................86
5.4. Yk Analizi ..................................................................................................87
5.4.1. Dey Yk ler.....................................................................................87
5.4.2. Rzgar Ykleri ..................................................................................88
5.4.3. Deprem Yk leri .................................................................................89
5.5. Yk Kombinasyonlar ...................................................................................89
5.6. Moment Aktaran Rijit ereve S istem ..........................................................91
5.6.1. Edeer Deprem Yk H esab ...........................................................92
5.6.2. Greli Kat teleme lerinin Snrlandrlmas .......................................93
5.6.3. Burulma Dzensizlii Kontro l .........................................................94
5.6.4. kinci Mertebe Etkileri .......................................................................95
5.6.5. Kolon Kesit Tahkikleri ......................................................................96
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
11/182
IX
5.6.6. Kiri Kesit Tahkikleri ...................................................................... 107
5.6.7. Ko lonlarn Kirilerden Daha Gl Olma s Kontrol ....................... 112
5.6.8. Dzens izlik Kontrol ....................................................................... 113
5.7. Merkezi e lik aprazl S istem ................................................................... 116
5.7.1. E deer D eprem Yk Hesab ......................................................... 117
5.7.2. Greli Kat teleme lerinin S nrlandrlmas ..................................... 119
5.7.3. Burulma D zensizlii Kont rol ....................................................... 120
5.7.4. kinci Mertebe Etkileri ..................................................................... 121
5.7.5. Kolon Kesit Tahkikleri .................................................................... 121
5.7.6. Kiri Kesit Tahkikleri ...................................................................... 125
5.7.7. apraz Tahkiki ................................................................................ 127
5.7.8. Dzensizlik Kont rol ....................................................................... 128
5.8. D merkezi elik apraz l S istem............................................................... 131
5.8.1. E deer D eprem Yk Hesab ......................................................... 132
5.8.2. Greli Kat teleme lerinin S nrlandrlmas ..................................... 134
5.7.3. Burulma D zensizlii Kont rol ....................................................... 135
5.8.4. kinci Mertebe Etkileri ..................................................................... 136
5.8.5. Kolon Kesit Tahkikleri .................................................................... 136
5.8.6. Kiri Kesit Tahkikleri ...................................................................... 140
5.8.7. Ba Kirii Tahkiki ........................................................................... 142
5.8.8. apraz Tahkiki ................................................................................ 147
5.8.9. Dzens izlik Kontrol ....................................................................... 149
6. SONU VE NERLER .................................................................................. 151
6.1. Tayc Sistem Titreim Periyot lar ............................................................ 151
6.2. Toplam D inamik Analiz Deprem Yk leri ................................................... 152
6.3. Greli Etkin Kat telemeler i ...................................................................... 152
6.4. Enkes it Kou llar ........................................................................................ 153
6.5. elik Tayc Sistem Arlklar ................................................................. 153
6.6. Kuvvet lerin Karlatrlmas .................................................................. 153
6.6. ner iler ...................................................................................................... 155
KAY NAKLAR ..................................................................................................... 157
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
12/182
X
ZG EM.......................................................................................................... 159
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
13/182
XI
ZELGELER DZN
izelge 4.1. Etkin Yer vmesi Katsays .................................................................. 25
izelge 4.2. Bina nem Katsays ........................................................................... 26
izelge 4.3. Spektrum Karakteristik Peryotlar ........................................................ 27
izelge 4.4. Tayc Sistem Davran Katsays (R) ................................................ 28
izelge 4.5. Edeer D eprem Y k Ynteminin Uygulanabildii B inalar ............... 32
izelge 4.6. Hareketli Yk Katlm Katsays .......................................................... 33
izelge 4.7. Bina T r Olmayan Yaplar in T ayc Sistem Davran Katsays ... 47izelge 4.8. Da Artrma Katsaylar ......................................................................... 50
izelge 4.9. Bytme Katsaylar ............................................................................ 51
izelge 4.10. Enkes it Ko ullar .............................................................................. 53
izelge 4.11. Aln Levhal Bulonu Kiri-Kolon Birleim Detaynn Uygulama
Snrlar ............................................................................................ 77
izelge 4.12. Takviyeli Aln Levhal Bulonlu Kiri-Kolon Birleim Detaynn
Uygulama Snrlar ........................................................................... 78izelge 4.13. Aln Levhasz Bulonlu Kiri-Ko lon Birleim Detaynn Uygu lama
Snrlar ............................................................................................ 80
izelge 4.14. Kaynakl Kiri-Kolon B irleim Detaynn Uygulama Snrlar .......... 80
izelge 4.15. Ek Balk Levhal Kaynakl Kiri-Ko lon Birleim Detaynn
Uygulama Snrlar ........................................................................... 82
izelge 4.16. Zayflatlm Kiri Enkesiti Kaynak l Kiri-Ko lon Birleim Detaynn
Uygulama Snrlar ........................................................................... 83
izelge 5.1. Emniyet Gerilmeleri ......................................................................... 85
izelge 5.2. Rijit ereve Sistemde Katlara Etkiyen Edeer Deprem Ykleri .... 93
izelge 5.3. Rijit ereve Sistemde (x) Dorultusu Greli Kat telemesi
Snrlar ............................................................................................ 94
izelge 5.4. Rijit ereve Sistemde (y) Doru ltusu Greli Kat telemesi
Snrlar ............................................................................................ 94
SAYFA
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
14/182
XII
izelge 5.5. Rijit ereve Sistemde (x) Dorultusu Burulma Dzensizlii
Snrlar ............................................................................................ 95
izelge 5.6. Rijit ereve Sistemde (y) Dorultusu Burulma Dzensizlii
Snrlar ............................................................................................ 95
izelge 5.7. 69 Numara l Ko lon Kesit zellikleri ................................................ 99
izelge 5.8. 69 Numara l Ko lon Kuvvetleri ..................................................... 99
izelge 5.9. 143 Numara l Kolon Kesit zellikleri ............................................ 102
izelge 5.10. 143 Numara l Kolon Kuvvet leri ................................................. 103
izelge 5 .11. Kiri Kesit Tesirleri ........................................................................ 107
izelge 5.12. 1120 N umara l Kiri Kesit zellikleri ............................................ 108
izelge 5.13. 218 Numara l Kiri Kesit zellikleri .............................................. 110
izelge 5.14. Merkezi aprazl Sistemde Katlara Etkiyen Edeer Deprem
Yk leri ........................................................................................... 118
izelge 5.15. Merkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Greli Kat telemesi
Snrlar .......................................................................................... 119
izelge 5.16. Merkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Greli Kat telemesi
Snrlar .......................................................................................... 119
izelge 5.17. Merkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Burulma Dzensizlii
Snrlar .......................................................................................... 120
izelge 5.18. Merkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Burulma Dzensizlii
Snrlar .......................................................................................... 120
izelge 5.19. 3 Numaral Kolon Kesit zellikleri ................................................ 122
izelge 5.20. 3 Numaral Kolon Kuvvet leri ..................................................... 122
izelge 5.21. 931 Numara l Kiri Kesit Tesirleri.................................................. 126izelge 5.22. 931 Numara l Kiri Kesit zellikleri .............................................. 126
izelge 5.23. 1316 Numara l apraz Kesit Tesirleri ............................................ 127
izelge 5.24. 1316 N umara l apraz zellikleri .................................................. 127
izelge 5.25. Dmerkezi aprazl Sistem Katlara Etkiyen Edeer Deprem
Yk leri ........................................................................................... 133
izelge 5.26. Dmerkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Greli Kat telemesi
Snrlar .......................................................................................... 134
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
15/182
XIII
izelge 5.27. Dmerkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Greli Kat telemesi
Snrlar .......................................................................................... 134
izelge 5.28. Dmerkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Burulma Dzensizlii
Snrlar .......................................................................................... 135
izelge 5.29. Dmerkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Burulma Dzensizlii
Snrlar .......................................................................................... 135
izelge 5.30. 3 Numaral Kolon Kesit zellikleri ................................................ 137
izelge 5.31. 3 Numaral Kolon Kuvvet leri ..................................................... 137
izelge 5.32. 822 Numara l Kiri Kesit Tesirleri.................................................. 141
izelge 5.33. 822 Numara l Kiri Kesit zellikleri .............................................. 141
izelge 5 .34. Kiri Kesit Tesirleri ........................................................................ 142
izelge 5.35 . 45 Numara l Kiri Kesit zellikleri ................................................ 143
izelge 5.36. 105 Numara l Kiri Kesit zellikleri .............................................. 145
izelge 5.37. 1428 Numara l apraz Kesit Tesirleri ............................................ 147
izelge 5.38. 1428 N umara l apraz Kesit ze llikleri ......................................... 147
izelge 6.1. Periyotlarn Karlatrlmas .......................................................... 151
izelge 6.2. Deprem Yk lerinin Karlatrlmas .............................................. 152
izelge 6.3. Greli Etk in Kat telemelerinin Karlat rlmas........................... 152
izelge 6.4. elik T ayc Sistem Arlklarn n Karlatrlmas ..................... 153
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
16/182
XIV
EKLLER DZN
ekil 1.1. elik tayc sistemler .............................................................................. 3
ekil 3.1. Ger ilme-ekil deitirme diyagra m ......................................................... 11
ekil 3.2. Rijit elik ereve birleimi ..................................................................... 13
ekil 3.3. Kiri ........................................................................................................ 14
ekil 3.4. M erkezi apraz perdeli sistemler ............................................................. 16
ekil 3.5. M erkezi elik aprazl perde davran ..................................................... 17
ekil 3.6. D merkezli elik aprazl sistem ler ........................................................ 17ekil 4.1. Buru lma dzensizli i durumu .................................................................. 21
ekil 4.2. Deme dzens izlii durumu................................................................... 22
ekil 4.3. Planda kntlar bulunma s durumu ........................................................ 23
ekil 4.4. T ayc sistem dey eleman larn sreksizlii ......................................... 24
ekil 4.5. zel tasar m ivme spektru mu .................................................................. 27
ekil 4.6. B ina katlarna etkiyen ed eer deprem ykleri ......................................... 34
ekil 4.7. Ek dmerkezlik etkisi ............................................................................. 35ekil 4.8. Ek dmerkezlik etkisinin dal bulunan tekil ktlelere uygulanmas ...... 36
ekil 4.9. Edeer deprem ykn n katlara da lm ............................................... 37
ekil 4.10. X ve Y do rultusunda etkiyen depre m, sistemin A ve B asal eksenleri .. 38
ekil 4.11. Kolonlarn kirilerden daha gl o lmas koulu ................................... 53
ekil 4.12. Kiri-ko lon birleim detaynda kayma b lgesi ....................................... 56
ekil 4.13. Takv iye levhalar ................................................................................... 57
ekil 4.14. Ba kirii dnme as ........................................................................... 69
ekil 4.15. Dmerkez apraz- ba kirii bir leimi ................................................... 70
ekil 4.16. Ba kirii ko lon b irleimi ...................................................................... 73
ekil 4.17. Aln levhal bulonlu birleim ................................................................. 76
ekil 4.18. Takviyeli aln levhal bulonlu b irleim................................................... 78
ekil 4.19. Aln levhasz bulonlu birleim ............................................................... 79
ekil 4.20 . Kaynak l birleim detay ........................................................................ 81
ekil 4.21. Ek balk levhal kaynakl birleim ........................................................ 82
SAYFA
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
17/182
XV
ekil 4.22. Zayflatlm kiri enkesiti kaynak l birleim detay ............................... 83
ekil 5.1 . Tip mimar i plan ....................................................................................... 84
ekil 5.2. Kompozit d eme.................................................................................... 85
ekil 5.3. Rijit ereve sistem ................................................................................. 91
ekil 5.4. R ijit ereve sistem zemin kat plan ....................................................... 114
ekil 5.5. Rijit ereve s istem a aks erevesi enkesiti ......................................... 115
ekil 5.6. Merkezi aprazl sistem ......................................................................... 116
ekil 5.7. Merkezi aprazl sistem zemin k at plan ................................................ 129
ekil 5.8. M erkezi aprazl sistem a-aks erevesi enkesiti ................................... 130
ekil 5.9. Dmerkezi aprazl sistem .................................................................... 131
ekil 5.10. Dmerkezi aprazl sistem zemin kat plan ......................................... 149
ekil 5.11. Dmerkezi aprazl sistem a aks ere vesi enkes iti ............................ 150
ekil 5.12. G+Q+E +0.3E yklemesi sonucu o luan kolon asa l gerilmeleri ....... 154
ekil 5.13. G+Q+E +0.3E yklemesi sonucu o luan k olon M 33 momentleri ..... 154
ekil 5.14. G+Q+E +0.3E yklemesi sonucu oluan k iri M33 momentleri ....... 155
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
18/182
XVI
SMGELER VE K ISALTMALAR
A :Enkesit alan
:Kesme alan
:Net enkesit alan
A(T) : Spektral vme Katsays
Ao :Etkin Yer vmesi Katsays
Ba : Tayc sistem elemannn aasal ekseni dorultusunda tasarma esas i
kuvvet byklBax : Tayc sistem elemannn a asal ekseni dorultusunda, x dorultusundaki
depremden oluan i kuvvet byk l
Bay : Tayc sistem elemannn aasal ekseni dorultusunda, xe dik y
dorultusundaki depremden oluan i kuvvet bykl
Bb : Tayc sistem elemannn basal ekseni dorultusunda tasarma esas i
kuvvet bykl
Bbx : Tayc sistem elemannn b asal ekseni dorultusunda, x dorultusundakidepremden oluan i kuvvet byk l
Bby : Tayc sistem elemannn basal ekseni dorultusunda, xe dik y
dorultusundaki depremden oluan i kuvvet byk l
BB : Mod Birletirme Ynteminde mod katklarnn birletirilmesi ile bulunan
herhangi bir byklk
BD :BBbyk lne ait bytlm deer
b : Genilik
: Kolon kesitinin balk genilii
: Kiri kesitinin balk genilii
D : Dairesel halka kesitlerde d ap
: Akma gerilmesi arttrma katsays
D i : Edeer Deprem Yk Ynteminde burulma dzensizlii olan binalar iin
iinci katta %5 ek dmerkezlie uygulanan bytme katsays
: Kiri enkesit ykseklii
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
19/182
XVII
: Kolon enkesit ykseklii
dfi : Binann iinci katnda Ffi fiktif yklerine gre hesaplanan yerdeitirme
di : Binann iinci katnda azaltlm deprem yklerine gre hesaplanan
yerdeitirme
E : Deprem yk simgesi
: Yap elii elastisite modl
e : Ba kirii boyu
Ffi : Birinci doal titreim periyodunun hesabnda iinci kata etkiyen fiktif yk
Fi : Edeer Deprem Yk Y nteminde iinci kata etkiyen edeer deprem
yk
fe : Yapsal kntnn, mimari elemann, mekanik ve elektrik donanmn arlk
merkezine etkiyen edeer deprem yk
G : Sabit yk simgesi
g : Yerekimi ivmesi (9.81 m/s2)
gi : Binann iinci katndaki toplam sabit yk
Hi : Binann iinci katnn temel stnden itibaren llen ykseklii (Bodrum
katlarnda rijit evre perdelerinin bulunduu binalarda iinci katn zemin kat
demesi stnden itibaren llen ykseklii)
: Binann temel stnden itibaren llen toplam ykseklii (Bodrum
katlarnda rijit evre perdelerinin bulunduu binalarda zemin kat demesi
stnden itibaren llen toplam ykseklik)
: Dm nok tasnn stndeki ve a ltndaki kat yksekliklerinin ortalamas
h : Gvde levhas ykseklii
hi : Binann iinci katnn kat ykseklii
I : Bina nem Katsays
: Kiriin yanal dorultuda mesnetlendii noktalar arasndaki uzaklk
: Kiri ularndaki olas plastik mafsal noktalar arasndaki uzaklk
: Dey ykler ve deprem yklerinin ortak etkisi altnda hesaplanan eilme
momenti
Mn : ninci doal titreim moduna ait modal ktle
: Eilme mo menti kapasitesi
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
20/182
XVIII
: Kolonun alt ucunda hesaplanan moment kapasitesi
: Kiriin sol ucu ide hesaplanan pozitif veya negatif moment kapasitesi : Kiriin sa ucu jde hesaplanan negatif veya pozitif moment kapasitesi
: ndirgenmi moment kapasitesi
: Kolonun st ucunda hesaplanan mo ment kapasitesi
: Kiriin sol ucu i deki olas plastik mafsaldaki kesme kuvvetinden dolay
kolon yznde meydana gelen ek eilme momenti
: Kiriin sa ucu j deki olas plastik mafsaldaki kesme kuvvetinden dolay
kolon yznde meydana gelen ek eilme momentiMxn : Gznne alnan x deprem dorultusunda binann ninci doal titreim
modundaki etkin kt le
Myn : Gznne alnan y deprem dorultusunda binann ninci doal titreim
modundaki etkin kt le
m i : Binann iinci katnn ktlesi (m i : wi /g)
mi : Kat demelerinin rijit diyafram olarak almas durumunda, binann iinci
katnn kaydrlmam ktle merkezinden geen dey eksene g re ktleeylemsizlik momenti
N : Binann temel stnden itibaren toplam kat says (Bodrum katlarnda rijit
evre perdelerinin bulunduu binalarda zemin kat demesi stnden
itibaren toplam kat says)
: Eksenel basn kapasitesi
: Eksenel ekme kapasitesi
:Dey ykler ve deprem yklerinin ortak etkisi altnda hesaplanan eksenelkuvvet
n : Hareketli Yk Katlm Katsays
Q : Hareketli yk simgesi
qi : Binann iinci katndaki toplam hareketli yk
R :Tayc Sistem Davran Katsays
Ralt,Rst: Kolonlar stten mafsall tek katl erevelerin, yerinde dkme betonarme,
prefa brike veya e lik binalarn en st (at) kat olarak kullanlmas
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
21/182
XIX
durumunda, sras ile, alttaki katlar ve en st kat iin tanmlanan R
katsaylar
: DBYBHY Tablo 2.5te deprem yklerinin tamamnn sneklik dzeyi
normal ereveler tarafndan tand durum iin tanmlanan Tayc
Sistem Davran Katsays
: DBYBHYTablo 2.5te deprem yklerinin tamamnn sneklik dzeyi
yksek perdeler tarafndan tand durum iin tanmlanan Tayc Sistem
Davran Katsays
Ra(T) : Deprem Yk Azaltma Katsays
: Kiri balnn ve gvdenin 1/5 inin yanal dorultudaki atalet yarap
S(T) : Spektrum Katsays
Sae(T) : Elastik spektra l ivme [m /s2]
SaR(Tr) : rinci doal titreim modu iin azaltlm spektral ivme [m /s2]
T : Bina doal titreim periyodu [s]
T1 : Binann birinci doal titreim periyodu [s]
TA,TB : Spektrum Karakteristik Periyotlar [s]
Tm, Tn : Binann minci ve ninci doal titreim periyotlar [s]
t : Kalnlk
: Kiri kesitinin balk kalnl
: Kolon kesitinin balk kalnl
: Kayma blgesindeki en kk levha kalnl
: Takviye levhalar dahil olmak zere, kayma blgesindeki toplam levha
kalnl
: Takviye levhas kalnl
: Gvde ka lnl
u : Kayma blgesi evresinin uzunluu
: Dey ykler ve deprem yklerinin ortak etkisi altnda hesaplanan kesme
kuvveti
: Kiriin kolona birleen yznde dey yklerden meydana gelen basit kiri
kesme kuvveti
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
22/182
XX
: Kolon-kiri birleim blgesinin gerekli kesme dayanm
: Kayma b lgesinin gerekli kesme dayanm
Vi :Gznne alnan deprem dorultusunda binann iinci katna etki eden kat
kesme kuvveti
: Kesme kuvveti kapasitesi
: ndirgenmi kesme ku vveti kapasitesi
Vt : Edeer Deprem Yk Y nteminde gznne alnan deprem
Dorultusunda binaya etkiyen toplam edeer deprem yk (taban kesme
kuvveti)
VtB : Mo d Birletirme Y nteminde, gznne alnan deprem dorultusunda
modlara ait katklarn birletirilmesi ile bulunan bina toplam deprem yk
(taban kesme kuvveti)
W : Binann, hareketli yk katlm katsays kullanlarak bulunan toplam arl
: Plastik mukavemet momenti
we : Yapsal kntnn, mimari elemann, mekanik veya elektrik donanmn
arl
wi : Binann iinci katnn, hareketli yk katlm katsays kullanlarak
hesaplanan arl
Y : Mod Birletirme Ynteminde hesaba katlan yeterli doal titreim modu
says
: Deprem derzi boluklarnn hesabnda kullanlan katsay
: Herhangi bir iinci katta hesaplanan Vis / Vik oran
: Sneklik dzeyi yksek perdelerin tabannda elde edilen kesme kuvvetleri
toplamnn, binann tm iin tabanda meydana ge len toplam kesme
kuvvetine oran
:Mod Birletirme Yntemi ile hesaplanan byklklerin alt snrlarnn
belir lenmesi iin ku llanlan katsay
i : Binann iinci katndaki azaltlm greli kat telemesi
( i)ort : Binann iinci katndaki ortalama azaltlm greli kat telemesi
FN : Binann Ninci katna (tepesine) etkiyen ek edeer deprem yk
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
23/182
XX I
i : Binann iinci katndaki etkin greli kat telemesi
( i)max : Binann iinci katndaki maksimum etkin greli kat telemesi
: Ba kirii dnme as
: Bytme katsays
: Yap eliinin akma gerilmesi
: Elemann narinliine bal olarak, TS-648e gre hesaplanan basn emniyet
gerilmesi
: Emniyet gerilmesi
bi : iinci katta tanmlanan Burulma Dzensizlii Katsaysci :iinci katta tanmlanan Dayanm Dzensizlii Katsays
ki : iinci katta tanmlanan Rijitlik Dzensizlii Katsays
xin : Kat demelerinin rijit diyafram olarak alt binalarda, ninci mod
eklinin iinci katta x ekseni dorultusundaki yatay bileeni
yin :Kat demelerinin rijit diyafram olarak alt binalarda, ninci mod
eklinin iinci katta y ekseni dorultusundaki yatay bileeni
in :Kat demelerinin rijit diyafram olarak alt binalarda, ninci modeklinin iinci katta dey eksen etrafndaki dnme bileeni
i :iinci katta tanmlanan kinci Mertebe Gsterge Deeri
p : Greli kat telemesi as
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
24/182
1. GR Mustafa TANSEL
1
1. GR
1.1. ok K atl elik Yap larn Ta rihesi
Yksek elik yaplarn rneklerini dnyann birok yerinde grmek
mmkndr. lk yksek elik yap 1883 ylnda montaj tamamlanan Chichago daki
Home nsurance Building dir. Yksek e lik yaplarda dnyadaki en nemli ve ba
eken rnek ise phesiz Pariste bulunan 300m yksekliindeki Eiffel Kulesidir.
Yksek yap fikri ve rnekleri ilk kez Chichago ehrinde kmas nedeniyle yllarcayksek yaplara Chichago Yaps denilmitir. lerleyen yllarda ise New York ehri
bu konuda n plana kmaktadr. Grld gibi Amerik ada ska imal edile n
yksek elik yaplarla ilgili 1921 ylnda AISC (American Institude of Steel
Construction) kurulmu ve ilk AISC ynetmelii 1923 ylnda yaynlanmtr.
Yaplan bilimsel almalar ve deneyler neticesinde bu ynetmelik zaman iinde pek
ok kez revizyona uramtr. 1994 ylndaki Northridge depreminde elik yaplar
zellikle kolon-kiri birleimlerinde beklenen performans gsterememitir. Bunun
zerine elik yaplarn snek tasarm n plana km, hasar gren yaplarda edinilen
gzlemler, deneyler ve almalar sonucu ynetmeliklerde nemli deiiklikler ve
eklemeler yaplmtr.
1.2. ok Katl Yaplarda elik Konstrksiyonun Yeri
ok katl yksek yaplarda; yapnn ina edilecei blgenin deprem asndan
aktif olup, olmadna; yap fonksiyonuna (konut, otel veya i merkezi); ina
edilecei lkenin yap teknolojisinin seviyesine; iilik cretlerine bal olarak,
baz en e lik ma lzeme betonarmeye, baz en de betonarme malz eme e lie stnlk
salamaktadr. Deprem asndan aktif blgelerde eliin betonarmeye kar
stnl tartlamaz bir gerek olarak bilinmektedir.
Trkiyede ortalama 35 ylda bir iddetli bir deprem oluyor, baka bir deprem
lkesi olan Japonya ise ortalama her be ylda bir iddetli depremlerle sarslyor.
Depremde len kii says ve maddi hasarlara bakldnda dnyada Trkiye birinci
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
25/182
1. GR Mustafa TANSEL
2
sralardadr. Bir deprem lkesinde yaadmz gerei gz nnde tutulursa, bu
bilinle yeni yap larn da depreme dayank l olarak tasarlanp ret ilmesi ne
kmaktadr.
Depreme dayankl yap tasarmnda elik yaplar birok avantaj ile ne
kmaktadr. 1985te oluan Mexico City depreminde 107 betonarme yapda gme,
36 betonarme yapda ise nemli tahribat meydana gelmesine ramen, sadece 9 elik
yapda gme olurken birinde nemli tahribat olumutur. Prof.Dr.Emilio
Rousenblueth tarafndan yaynlanm bir yazda Mexico City depreminin bir
deerlendirmesi yaplarak, deprem blgelerinde elik yaplarn betonarmeye kar
stnln tartlmaz olduu belirtilmitir.
Deprem etkileri altnda bir yapnn enerji yutmas isteniyorsa yap
malzemesinin snek davran gereklidir. eliin, kopmadan byk deformasyon
yapabilme zellii yani byk bir ekil deitirme s as olmas ve yksek dayanm,
malzemeyi deprem blgelerinde ina edilecek olan yaplar iin ideal bir malzeme
durumuna getirmektedir.
1.3. elik Yaplarn Depreme Kar Avantajlar
Yksek dayanml olup, z arlnn tad yke oran ok kktr;
dolaysyla yapnn toplam arln azaltmaktadr.
Elastiste modl, dier yap malzemeleriyle karlatrldnda, ok
yksektir. Bu nedenle, stabilite sorunlarna, dinamik yklere, titreimlere uygun bir
davran gstermekte ve sehim problemi olan tayc sistemlerin
boyut land rlmas nda daha eko nomik kesit ler elde edilmektedir.ekme dayanm basn dayanmna eit, hatta burkulma olay dnlrse
daha yksektir. Bu nitelii, elie mimari adan tasarm zellik gsteren yaplarda
bir ava ntaj salamaktadr.
Snek olduu iin byk bir ekil deitirme kapasitesi bulunmakta,
dolaysyla, beklenmeyen olaan d yk durumlarnda, rk zeminlerde
oluabilecek oturmalarda ve deprem b lgelerinde ok nem kazanmaktad r.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
26/182
1. GR Mustafa TANSEL
3
Tayc elemanlarn atlyelerde ilenmeleri, inaatn montaj aamasnda hava
koullarndan fazla etkilenmemesine neden olmakta ve dolaysyla yapm sresi
ksalmaktadr.
Deitirme ve takviye olana ok kolay olduu iin, elemanlar
skldklerinde yeniden az bir kaypla, veya yeniden kullanlmalar nceden
planlanm ise hi kayps z, ku llanlabilmektedir. Hatta yap nn t myle sk lp
baka bir yere tan mas o lana vard r. Restorasyo na a kt r ve dier tr yap larn
restorasyonunda da pek ok olanaklar sunar.
elik dnyann en ok ve tam olarak geri dntrlen malzemesidir. elik
hurda %100 elie dnr ve doru yaplrsa kalite ve gvenirlik kayb o lmaz.
1.4. ok Katl elik Tayc Sistemler
ok katl elik yaplarda kat says artka, tayc sistemin
boyut land rlmas nda rzgar ve deprem gibi yatay ykler dey yklere g re daha
etkili olmaya balar. Yap yksekliine bal olarak tasarmcnn da tercihiyle farkl
tayc sistemler kullanlmaktadr (Esiz, 2005).
ekil 1.1.elik tayc sistemler (Fazlur, 1974)
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
27/182
1. GR Mustafa TANSEL
4
1.4.1. Rijit ereve Sistemler
Rijit ereveler birbirine rijit olarak balanm kolon ve kirilerden
olumaktadr. ereve sistemde yapya gelen rzgar ve deprem gibi yatay yklerle
yapda oluan l ve hareketli ykler, kolon ve kiriler tarafndan tanmaktadr. Rijit
ereveler normal artlarda 30 kata kadar ekonomik olmaktadr. Deprem
b lgeler inde ise bu ykseklik 20 kata inmektedir.
1.4.2. aprazl ereve Sistemler
Rijit ereveli sistemler 20 kattan yksek binalarda kiri ve kolonlardaki
eilmenin byk deformasyonlara neden olmasndan dolay, yatay ykler karsnda
yeterli etkinlik gsterememekted ir. Bu durumda ereveye dey b ir kafes eklenmesi
yoluyla sistemin rijitletirilmesine gidilmektedir. Bylece erevenin dey ykleri,
kafesin ise yatay ykleri tayaca kabul edilmektedir. Genellikle ereveli
yaplarda yanal stabiliteyi arttrmann en ekonomik yolu dey aprazlamalarla
olmaktadr.
1.4.3. ereveli Tp Sistemler
Cephede sk aralkl kolonlar ve yksek parapet kirilerinden oluan tp
sistem, delikli dikdrtgen ya da benzeri bir boru eklinde davranan bu ereveli tp,
yksek binalar iin olduka etkin bir sistemdir. Yatay yke paralel iki cephe duvar
yaklak o larak ereve davran gstermekte, bu ykler k iri ve kolonlarn eilmesiile karlanmakta ve yatay ykler karsnda bina tmyle bir konsol tp davran
gstermektedir. Burada sk kolonlarn oluturduu sistem rijit bir diyafram gibi
almaktadr. Tp sistemlerde d cephe duvarlar yatay yk balants ve perdelere
gerek kalmamaktadr. Ancak bina ykseklii ve yatay ykler arttka i tp lerden ya
da ekirdekten yararlanlmaktadr.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
28/182
1. GR Mustafa TANSEL
5
1.4.4. Kafesli Tp S istemler
Bina yksekliklerinin ereveli tplerin etkin olamayaca kadar ykselmesi
durumunda ereveli tpn cephesine diyagonal elemanlarn eklenmesi yoluyla
sistemin daha fazla ykseklikler iin yatay yk karsndaki etkinlii arttrlm ve
cephedeki kolonlar daha geni aklkl olarak tasarlanabilmitir. Bu sistem tpn
balklar ndaki ve dier tp ele ma nlardaki kesme etkisini de ortadan ka ldrmaktadr.
Kafeslerin eklenmesi, ereveli tpn ko nsol eklinde davranmasn sa lamak iin en
etkin yntemdir. ereve tp sistemin en olumsuz yn ise aln kirilerinin
esnekliidir. Bu amala apraz elemanlar eklenerek sistemin rijitlii arttrlmaktadr.
Bu durumda kesme kuvveti aln kirileri ile deil, diyagonaller ile karlanmaktadr.
Bu diyagonaller gerek ereveli tpte kirilerin karlad kaymay gerekse de
eksenel ubuk almas ile yatay ykleri karlamas son derece nemlidir.
1.4.5. Demet (Modler) Tp S istemler
30 kattan ok yksek binalara kadar geni bir yelpazede uygulanabilen demettp kavram, bir dizi ereveli tpn, ortak i erevelerle, ok hcreli bir tp
oluturacak ekilde bir araya getirilmesiyle oluturulmaktadr. Bu sistemde yatay
yke paralel ereveler kesme kuvvetlerini karlarken, dier ereveler eilme
momentlerini karlamaktadr. Demet tp oluturan her bir tpn btnln
bozmadan her hang i bir seviyed e kesilebilir. Tek bir ereveli tpe gre, demet
tplerde kolonlarn daha byk aklklara sahip olmas mmkndr. Aradaki
ereveler i mekan tasarmn engellemeden yerletirilebilir. lke olarak her trlkapal form de met tp o luturmak iin kullanlabilmektedir.
1.4.6. Dey Kafes Kirili Yaplar
ok katl yksek yaplar en ekonomik ve etkin ekilde dey kafes kirilerle
rijitletirilir. Dey kafes kiriler statik bakmdan zemine ankastre kiri gibidir. Dar
kafes kirilerde ubuk kuvvetleri yannda deformasyonlar da byk olur. Geni
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
29/182
1. GR Mustafa TANSEL
6
olanlar ise, ubuk kuvvetleri kk o lduundan ekonomik ekilde boyutlandrlabilir.
Dar kafes kirilerin rijitliklerini arttrmak iin, birka katta diyagonal balantlar kat
geniliince uzatlr. Ayrca, rijitliin sadece st kata konan yatay bir kafes kirile
arttrlmas da mmkndr. Kafes kiri rijitlii ise ubuklar eilme rijitlikli seilerek
ve dm noktalar rijit dzenlenerek arttrlabilir.
1.4.7. Yatay Kafes Kirili ve Kuakl Yaplar
40 katn zerindeki binalarda yalnzca dey bir kafes ve ereveden oluan
tayc sistemler rzgar ve deprem ykleri karsnda yetersiz kalmaktadr. Ayrca bu
sistemlerin belli bir yksekliin zerinde etkin olabilmesi iin kullanlan elik
miktar ekonomiklik snrn gemektedir. Bu durumda sisteme yatay kafes k irilerin
(ara kuaklarn) eklenmesiyle iki ynl yarar salamaktadr. Birinci sistemin
devrilme momentlerine kar devrilme rijitlii arttrlmakta, ikincisi kullanlan elik
miktarndan tasarruf salanmaktadr. Bu tayc sistem aprazl bir ekirdek ve bu
ekirdekle d kolonlar birbirine balayan yatay kafes kirilerden oluabilmektedir.
Yatay kafes kiriler, eilme ve kesme kuvvetlerine kar etkinlii arttrmak iin,
genellikle bir veya iki kat ykseklikte tasarlanmaktadr. Ayn amaca ynelik olarak
katlar arasna diyagonaller yerletirmek de olas bir zmdr. Sonu olarak her
kattaki ana kiriler moment balantlaryla ekirdee veya d kolonlara balanarak
yatay kafes kirilere dntrlebilmektedir. Btn bu durumlarda yatay kafes
kiriler tayc sistemin eilme dayanmn arttrsa da, kesme kuvvetlerine kar
dayanm arttrmazlar; bu kuvvetlerin ekirdek tarafndan karlanmas belirlenir.
1.4.8. Asma S itemler
Asma sistem bir veya daha fazla ekirdek ile at seviyesinde elik kablo ve
benzer i gibi elemanlar la bir ucundan bu ekirdee aslm , kat d emeler inden
olumaktadr. Asma sistemlerde tm ykler dorudan doruya ekme kuvvetleri
olarak karlanmaktadr.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
30/182
1. GR Mustafa TANSEL
7
1.4.9. Uzay Sitemler
Uzay sistemlerde binaya etkiyen yatay ykler, boyutlu bir ereve
tarafndan karlanmaktadr. Bu boyutlu ereveyi oluturan elemanlar dier
sistemlerden farkl olarak hem yatay hem de dey ykleri karlamaktadr. Sonu
olarak ortaya olduka etkin ve hafif bir sistem kmaktadr.
1.4.10. Omurgal Sitemler
Yakn bir gemite gelitirilmi olan omurgal sistemlerde, yatay yke
dayanm salayan omurga dey ya da eik elemanlar, aprazl ereveler veya
virendeel kirilerinden olumaktadr. Dey ve eik elemanlar devrilme
momentlerinin neden o lduu eksenel ykleri karlamaktadr.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
31/182
2. NCEK ALIMA LAR Mustafa TANSEL
8
2. NCEK ALIMALA R
lkemizde elik yaplarln nndeki en byk engellerden biri; standart ve
teknik artname gereksiniminin yeterince karlanmamas olmutur. Tasarm
konusunda bu sorun ksmen giderilmi olsa da imalat ve uygulama safhasnda
standartlar ve teknik artnameler yetersiz kalmaktadr. Bu nedenlerle genelde dier
lkelerin artnamelerinden yararlanlmaktadr. Son zamanlarda elik yaplara olan
talep dorultusunda nem ve almalarda art gstermitir.
2009 ylnn ekim aynda TM MO B naat Mhendisleri Odas 3. Ulusal elikyaplar sempozyumunu dzenlemitir. Trkiye Yapsal elik Dernei (TUSCA)
elik yaplarla ilgili ulusal ve uluslar aras gelimeler ve almalar konu edinen
aylk bltenler yaynlamakla beraber, teknik yaynlar karlmaktadr.
niversitelerimizde elik yaplar ile ilgili yaplm olan pek ok alma
bulunmaktadr. Bunlardan bir ksm aada verilm it ir.
S. Kocaba (2005), Tek ve ok aklkl endstri yaplar ile ok katl elik
yaplarn analizi, tasarm ve kesit ve birleim hesaplar ayrntl olarak adm admyapm ve u ygulama projeleri oluturmutur.
F. Gner (2006), ok katl elik yaplarn deprem performansnn
belir lenmesi ve dorusal olmayan davrann incelenmesine ynelik bir a lma
yapmtr.
. iriki (2006), elik taycl bir sisteminin elastik ve plastik hesap
yntemlerine gre analizlerini yapp karlatrmtr. Ayrca ayn sistemi betonarme
olarak da modelleyip maliyet karlatrmalar yapmtr.
E. aatay (2006), stanbul da bulunan ve betonarme olarak ina edilmi olan
Metrocity binasn, sneklik dzeyi yksek d merkez glendirilmi ereveli elik
yap olarak tasarlam, yapm sresi, maliyet ve yatrmn geri dn bakmndan
elik yapnn daha avantajl olduunu ispatlamtr.
A. Ate (2006), elik yaplarn analiz ve tasarm kurallarn 1997 ve 2006
deprem ynetmeliklerini karlatrarak irdelemitir.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
32/182
2. NCEK ALIMA LAR Mustafa TANSEL
9
M. Kabil (2006), Tek ve ift ynde rijit ereve sistemler tasarlam, analiz
sonularn karlatrmtr.
G. en (2006), elik yaplarn performansa dayal tasarm yntemleri
zerinde durmu, kapasite spektrum metodu ve deplasman katsaylar metodunu
kullanarak performans deerlendirilmesi yapmtr.
. Gzak (2006), Dznesiz bir yapy merkezi ve dmerkezi
glendirilmi ereve sistem olarak tasarlayp analiz yaparak, metraj ve maliyet
sonularn karlatrmtr.
E. ileli (2008), 20 katl merkezi ve dmerkezi apraz dzenleri ile
tasarlad yaplar zmlenerek tasarm koullar ve sneklik dzeylerini
karlatrmtr.
B. Aslangiray (2008), elik yaplar iin kullanlan en nemli uluslararas
standartlar ve lkemizde kullanlan standartlar arasnda karlatrmalar yapm,
rnek yap zerinde zm yaparak sonular irdelemitir.
M. Bulut (2008), aprazl ok katl elik yaplarn dorusal olmayan
davrann Eurocode 1,3,4 ve 8 ynetmeliklerine g re incelemi, dizayn ve sneklik
dzeylerini karlatrmtr.
N. Aydnolu, Z. Ce lep , H.Sucuolu, E. zer (2009), Deprem B lge ler inde
Yaplacak Yaplar Hakkndaki Ynetmelik aklamalar ve rnekler kitabn
Bayndrlk Ve skan Bakanln adna hazrlamlardr.
Bu almada ise Ayn koullar altndaki bir bina rijit ereve, merkezi
aprazl ve d merkezi aprazl olarak modellenmi, 2007 deprem ynetmeliine
gre analizi yaplp, ynetmelikte kurallar verilen kapasite tasarm ilkeleri
dorultusunda kontrolleri yaplm. Sonular karlatrlarak yorumlanmayaallmtr.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
33/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
10
3. DEPREME DAYANIKLI ELK YAPI TASARIMI
Depreme dayankl yap tasarmnda tm d nyada uygulanan ilke, yapnn sk
ve kk iddetteki depremleri elastik snrlar iinde kalarak; orta iddetteki
depremleri elastik snrlarn tesinde, fakat tayc sistemde kolayca onarlabilecek
nemsiz hasarlarla; ok seyrek iddetli depremleri, byk hasarla fakat tayc
sistemi tamamen gmeden, can kayb olmakszn karlayabilmesidir.
Deprem riski yksek olan bir blgede yaplacak yapnn deprem etkisiyle
maruz kalaca ykler, yapnn ktle, rijitlik, snm gibi dinamik zellikleri iledeprem hareketinin zelikleri arasndaki ilikiye baldr. Deprem yap iin hareketli
ve dinamik bir yktr. Dinamik kuvvetler zamanla deiir ve zamanla deien
kuvvetler altnda yapda atalet kuvvetleri doar. Meydana gelen atalet kuvvetleri,
ktle ile yer ivmesinin arpmna eittir. Bunun dnda depremin etkisi depremin
frekans karakteristikleri ve deprem etki sresine de baldr.
Depremden oluan kesit tesirlerinin, tayc sistemin elastik davran ile
karlanmas mmkn deildir. Yatay deprem kuvvetlerinin %10-25 deerlerininelastik davran ile karland kabul edilir. Deprem enerjisinin byk bir ksm
lineer olamayan deformasyonlarla tketilir.
Tm bunlar bir arada dnldnde kopmadan byk defromasyon
yapabilme zelliinin yan sra hafif ve yksek dayanml olmas nedeniyle deprem
dayankl yap zmlerinde elik yaplar ne kmtr.
3.1. Yap Malzemesi Olarak elik
elik yksek lde demir dk lde karbon ieren bir alamdr. Karbon
miktar artka eliin dayanm artar fakat bu durumda elik daha gevrek hale gelir.
Yapsal eliin hem yksek dayanml hem de snek olmasnn gereklilii
dnldnde retiminde karbon yzdesi hassas ve nemli rol oynamaktadr.
elik alamna ayrca fosfor, kkrt, azot, silisyum, manganez, bakr, krom ve nikel
gibi elemanlarda eliim kalitesini artrmak iin ilave edilir.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
34/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
11
Yap eliinin ilenme ve kullanma ynelik en nemli zellikleri
mukavemet, sneklik, kaynaklanabilirlilik, ilenme zellii ve korozyon dayanm
saylabilir. Statik ykler ve ekme kuvvetleri altndaki dayanmn tanmlamak iin
malzemenin akma snr, ekme mukavemeti, sertlik zelliklerinden yararlanlr.
Akma snr ve ekme mukavemetine kar gelen karakteristik deerler ekme deneyi
ile saptanr ve kuvvet- uzama diyagram elde edilir ki, buradan da gerilme- ekil
deitirme diyagramna ge ilir.
ekil 3.1. Gerilme-ekil deitirme diyagram
3.2. Yap G eometrisi ve Sreklilik
Geometri olarak basit ve dzenli yaplarn yapm kolay olup yapmda hata
yapma olaslnn az olmasna ek olarak bu tr yaplarn depremdeki davrannn
tahmin etmek ve buna gre zmleme yapmak daha kolaydr. Her iki dorultuda
simetrik tasarlanm binalarda, karmak ve dzensiz binalarda ortaya kan burulma
etkilerinden de kanlm olunur.
3.3. Snek (Dktil) Yap
Yap elamanlarnn krlma konumuna ulamadan nce, byk
deformasyonlar gsterebilme zelliine sneklik denir. Snek yaplar deprem
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
35/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
12
esnasnda deprem enerjisinin yklmadan kalc deformasyonlar yaparak tketmeye
alrlar. Snek bir yapnn enerji yutma zellii nedeniyle herhangi bir depremde
maruz kalaca yatay yklerin iddeti, sneklik dzei dk bir yapya gre daha
azdr.
Yapya gelecek deprem kuvvetlerini mmkn olan minumuma indirmek,
byk deprem ku vvet leri do masna meydan ver meden, gerekirse plastik mafsallar
tekili ile, alternatif ynl yatay deprem deplasmanlarnn yer alabilmesini
salamaktr. Snek yapda deprem enerjisi bu kesitlerde oluan deplasmanlarla,
kesitlerde kopma olmadan plastik mafsallar tarafndan yutulur.
eliin en nemli iki zellii, sneklii ve tekrarl inelastik ykleme altnda
enerji yutma kapasitesidir. Bir ok elik elemann plastik uzamas veya ksalmas
iin ihtiya duyulan enerji, plastik kuvvet ile plastik deformasyonun arpm olarak
hesaplanr ve histerik enerji olarak adlandrlr.
Bir tayc sisteme etkiyen deprem yk, bu sisteme bir d enerji uygular.
Bu enerjinin karl ise, sistemde harcanan plastik enerji ile depolanan deformasyon
enerjisi ve kinetik enerjidir.
= + +
Burada;
: Deprem enerjisi
: Kinetik enerji
: Elastik deformasyon enerjisi
: Harcanan plastik enerji
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
36/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
13
3.4. 2007 Deprem Y netmeliinde ngrlen elik Tayc Sitemler
3.4.1. Moment Aktaran ereveler
Snek rijit ereve sistemleri, birbirlerine rijit olarak balanm kolon ve kiri
elemanlarnda oluur. Yanal yklere diren, ereve elemanlarnda moment ve
kesme kuvvetlerinin oluumu ile gerekleir.
Rijit elik ereve sistemler dier sistemlere nazaran mimari adan daha
geni tasarm olanaklar salarlar. Yksek dktiliye sahip olmakla birlikte dk
elastik rijitlie sahiptirler.
elik ereve sistemleri ar deprem ykleri altnda plastik mafsallarn
kolonlardan ziyade kirilerde olumas halinde, daha ok histerik enerji sarf edilir.
Plastik mafsallarn kirilerde olumas sonucu ortaya kan gme mekanizmas
yumuak kat mekanizmasnn oluumunu nler. Bu ekilde boyutlandrlan
sistemlere kuvvetli kolon-zayf kiri sistemleri denir.
ekil 3.2. Rijit elik ereve birleimi
KolonKaynak
Kayma eleman
Kiri
Panel blgesi
Sreklilik levhas
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
37/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
14
Panel blgesi: Depreme dayankl olarak tasarlanan ok katl elik ereve
sistemlerin kirileri zerinde plastik mafsallar olumas beklenir. Bunun iin
istenmeyen kolon-kiri birleim yetersizlikleri olumamas arttr. Bu amala
bir leim yer inde, oluma lar mu htemel olan akma, buruma ve panel b lgesi yk
tama kayb durumlarnn nlenmesi gerekir. Kiri balk levhas hizasnda kolon
gvdesine her iki yandan konan takviye levhalar, panel blgesinde olumas
muhtemel akma ve buruma durumlarn etkin bir biimde nler. Baz durumlarda
diyagonel berkitme levhas kullanlmas durumuna da gidilebilir.
Kiriler: elik kirilerde yk tama kapasitesi kayb, kiri balklarnda,
gvde levhasnda meydana gelen yerel burkulma ve yanal burkulma nedeniyle
oluur. Eilme snekliini yksek tutmak iin k iri enkesit oranlarn uygun seme k
gereklidir. Yerel burkulma yk tama kapasitesi kayplarnda birinci derecede rol
oynadndan kesit oranlar le olmaldr ki, lokal burulma byk deformasyon
deerlerinde olusun.
ekil 3.3. Kiri kesiti
Uygun bir sneklik seviyesine ulalabilmesi iin / oran St37 elii iin
17, St52 elii iin 14 den kk o lmamaldr. / oran ise St37 elii iin 44 ten,
St52 elii iin ise 36 dan kk olmamaldr.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
38/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
15
Kolonlar: Kolonlarn maksimum moment tama kapasitesi ve sneklii
zerine etkiyen eksenel kuvvet, burkulmalarla deiir. Kk eksenel basn ku vveti
etkisi altndaki kolonlar daha snek davran gsterirken, byk eksenel ykler
altndaki kolonlarda daha az snek davran gzlenir. Eilme snekliini yksek
tutmak iin en kesit oranlarn uygun semek gerekir. Geni ve ince levhal balk ya
da gvde kesitleri yerel burkulma oluabilecek kesitlerdir.
Birleimler: ABDnin Los Angeles kentinde 1994te meydana gelen
Northridge depreminde h ibir elik binada gme ya da can kayb olmamasna karn
kolon-kiri blgelerinde gevrek krlmalar ve atlaklar gzlenmitir. Bunun zerine
almalar ve deneylerle daha gvenilir birleim tekilleri ortaya konmutur.
Northridge deprem inden nce ku llanlan balklardan kaynakl gvdeden bulon
levhal birleimler yaplan testlerde yksek performans gstermelerine ramen
deprem esnasnda beklenenin aksine bir sonu kmtr. Genellikle kirii kolona
ba layan kaynaklarda, ko lon balnda ve ka ynaktan balayp ko lon balna doru
atlaklar gzlenmitir. Yeni test ve almalarla gelitirilen birleim ekil ve
detaylaryla eskisinin yerini almtr.
3.4.2. Merkezi aprazl Perdeler
Merkezi apraz perdeli sistemler, apraz elemanlarn merkez izgileri ana
erevenin birleim noktalar ile dzenli bir konfigrasyon ierisinde birleerek
dey tayc sistem iinde bir tr dey kafes sistem oluturan sistemlerdir. Yatay
deprem + rzgar ykleri bu dey kafes sistem ile tanr. Bu sistemler rijit elik
ereve sistemlere gre yksek yatay elastik rijitlie sahip olmalarna karn dksnek davran gsterirler. Mimari eitlilik asnda ise apraz elemanlar engel
tekil edebilmektedir.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
39/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
16
ekil 3.4. Merkezi apraz perdeli sistemler
Merkezi elik aprazlar tekrarl eksenel yk etkisinde enerji tketirler. ekme
altnda akarak, basn altnda da burkularak, dayanmn ve rijitliini nemli lde
kaybetmeden byk deformasyonlar yapabilmeleri beklenir. aprazlar sistemdeki
dier elemanlara nazaran en zayf eleman olarak seilmelidir. aprazlarn deprem
esnasndaki akma ve burkulma hareketleri srasnda birleimler, kolonlar ve kiriler
elastik snrlar iinde kalacak ekilde daha gl tasarlanmaldr.
apraz elemanlarn narinlii azaldka inelastik evrimsel davranlar
iyilemeye, yani e nerji yutma kapasitesi artmaya balar. Bu nedenle ynetmeliklerde
narinlikler iin snrlamalar getirilmitir. Bir apraz elemann enerji yutma kapasitesi
basn etkis i altnda ike n nar inlie ba ld r.
Merkezi apraz Elemanlarn Davran: Tekrarl eksenel yk etkisinde
apraz eleman evrimsel davran erisi ekil 3.5de grlmektedir. Eleman eksenel
basn etkisinde burkulma kapasitesine kadar yklenir ve 1 noktasnda burkulma
oluur ve eleman yanal deplasman yapar. 2 noktasnda artan basn ykyle beraberelemann orta noktasnda plastik mafsal oluur. 3 noktasnda eksenel yk sfra
inmitir fakat eksenel deformasyon ve yanal deplasman mevcuttur. 3den sonra
eksenel yk tekrar yklemeyle ekme ye dnr, elemandaki yanal deplasman azalr
fakat sfra inmeden elemanda akma gzlenir. 4 noktasndan sonra kuvvet tekrar
sfra iner fakat eleman da kalc deformasyonlar olumutur ve grld gibi 6
noktasnda burkulma kapasitesi, , balangtakinden kk tr.
Diyagonel aprazl Ters VX aprazl V aprazl
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
40/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
17
ekil 3.5. Merkezi elik aprazl perde davran
3.4.3. Dmerkez aprazl Perdeler
Dmerkez elik apraz perdeli sistemlerde apraz elemann bir ucu kiriebalant kirii olarak anlan paray oluturacak ekilde balanr. nelastik davran
bu ba lant eleman (ba lant kirii) zer inde sn rlandrlr . D merkez e lik aprazl
sistemler eitli geometrik formlarda olabilir. Bunlar arasnda ters V formu
kolonlarda yksek momentlere neden olmayacak bir formda olduklar iin en ok
tercih edilendir.
ekil 3.6. Dmerkezli elik aprazl sistemler
Dmerkez diagonel Dmerkez ters V Dmerkez V
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
41/182
3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL
18
Dmerkezli elik aprazl sistemler yksek elastik rijitlie sahip olmalarnn
yan sra, evrimsel yatay ykler altnda stabil bir inelastik davrana ve mkemmel
bir snek lik ve enerji yutma kapasitesine sahip tir . Sisteme ge len deprem ener jis i
ba lant k iriinin inelastik davran ile tketilmeye a l lr. Ba lant kiri i dndak i
tm kolonlar, kiriler, aprazlar ve birleimler elastik snrlar iinde kalacak ekilde
tasarm yaplmaldr.
apraz elemanda oluacak eksenel yk, kirie eksenel gerilme yaratan yatay
bileeni ve kiri gvdesine kayma gerilmeleri oluturan dey bileeni ile aktarlr.
Berkeley niversitesinde yaplan almalar sonucu; balant kirilerinin gvde
takviye levhalar olmakszn tekrarl yklere kar koyacak kapasiteye sahip
olmadklar ve yk tama kapasitesinin, gvde burumas nedeniyle nemli oranda
azald ortaya konulmutur. Bunun iin, gvde burkulmasn nleyecek ekilde
ba lant kirilerine r ijit lik ver ilmelidir.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
42/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
19
4. DEPREM BLGELE RNDE YAPILACAK BNALAR H AKK INDAK
YNETMELK
Bu blmde lkemizde deprem blgelerinde yaplacak olan yaplarn analiz
ve tasarmlarnda ve daha nce yaplm binalarn deerlendirilmesinde kullanlan
Deprem Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hak knda Ynetmelik, 2007 (DBYBHY)
irdelenerek, elik yaplar iin esaslar ortaya konacaktr.
4.1. Depreme Dayankl B inalar in Hesap Kurallar
4.1.1. Genel lke ve Kurallar
4.1.1.1. Bina Tayc Sistemine likin Genel lkeler
(1) Bir btn olarak deprem yklerini tayan bina tayc sisteminde ve ayn
zamanda tayc sistemi oluturan elemanlarn her birinde, deprem yklerinin temel
zeminine kadar srekli bir ekilde ve gvenli olarak aktarlmasn salayacak
yeterlikte rijitlik, kararllk ve dayanm bulunmaldr.
(2) Deme sistemleri, deprem kuvvetlerinin tayc sistem elemanlar
arasnda gvenle aktarlmasn salayacak dzeyde rijitlik ve dayanma sahip
olmaldr. Yeterli olmayan durumlarda, demelerde uygun aktarma elemanlar
dzenlenmelidir.
(3) Binaya aktarlan deprem enerjisinin nemli bir blmnn tayc
sistemin snek davran ile tketilmesi iin, Blm 3.2de belirtilen snek tasarm
ilkelerine titizlikle uyulmaldr.
(4) leriki ksmlarda tanmlanacak olan dzensiz binalarn tasarmndan ve
yapmndan kanlmaldr. Tayc sistem planda simetrik veya simetrie yakn
dzenlenmeli A1 bal ile tanmlanan burulma dzensizliine olabildiince yer
verilmemelidir. Bu balamda, rijit tayc sistem elemanlarnn binann burulma
rijitliini arttracak biimde yerletirilmesine zen gsterilmelidir. Dey dorultuda
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
43/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
20
ise zellikle B1 ve B2 balklar ile tanmlanan ve herhangi bir katta zayf kat veya
yumuak kat durumu oluturan dzensizliklerden kanlmaldr.
(5) (C) ve (D) gruplarna giren zeminlere oturan kolon ve zellikle perde
temellerindeki dnmelerin tayc sistem hesabna etkileri, uygun idealletirme
yntemleri ile gz nne alnmaldr.
4.1.1.2. Deprem Yklerine likin Genel K urallar
(1) Binalara etkiyen deprem yklerinin belirlenmesi iin, bu blmde aksi
belirtilmedike, Spekt ral vme Katsays ve Deprem Yk Azaltma Katsays esas
alnacaktr.
(2) Deprem yklerinin sadece yatay dzlemde ve birbirine dik iki eksen
dorultusunda etkidikleri varsaylacaktr.
(3) Deprem ykleri ile dier yklerin ortak etkisi altnda binann tayc
sistem elemanlarnda oluacak tasarm i kuvvetlerinin tama gc ilkesine gre
hesabnda kullanlacak yk katsaylar, ilgili yap ynetmeliklerinden alnacaktr.
(4) Deprem ykleri ile rzgar yklerinin binaya ayn zamanda etkimedii
varsaylacak ve her bir yap elemannn boyutlandrlmasnda, deprem ya da rzgar
etkisi iin hesaplanan byklklerin elverisiz olan gz nne alnacaktr. Ancak,
rzgardan oluan byklklerin daha elverisiz olmas durumunda bile; elemanlarn
boyut land rlmas , detaylandrlmas ve bir leim noktalar nn dzenle nmesinde, bu
Ynetmelikte belirtilen kou llara uyulmas zorunludur.
4.1.2. Dzensiz Binalar
4.1.2.1. Planda Dzensizlikler Durumu
(1) A1- Burulma Dzensizlii: Birbirine dik iki deprem dorultusunun
herhangi biri iin, herhangi bir katta en byk greli kat telemesinin o katta ayn
dorultudaki ortalama greli telemeye orann ifade eden Burulma Dzensizlii
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
44/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
21
Katsays bi nin 1.2den byk olmas durumu (ekil 4 .1). [bi = (i)max / (i)ort
> 1.2]
ekil 4.1.Burulma dzensizlii durumu
Greli kat telemelerinin hesab, %5 ek dmerkezlik etkileri de gznne
alnarak yaplacaktr. A1 tr dzensizlik deprem hesap ynteminin seiminde etken
olan dzensizliklerdendir.(2) A2- Deme Sreksizlikleri: Herhangi bir kattaki demede (ek il 4.2);
(a) Merdiven ve asansr boluklar dahil, boluk alanlar toplamnn kat
brt alannn 1/3nden faz la olmas durumu,
(b) Deprem yklerinin dey tayc sistem elemanlarna gvenle
aktarlabilmesini gletiren yerel deme boluklarnn gvenle aktarlabilmesini
gletiren yerel deme boluklarnn bu lunmas durumu,
i +1 inci katdemesi
Demelerin kendi dzlemleri iinde rijit diyafram olarak almalar durumunda
( i)ort = 1/2 ( i)m ax + (i)minBurulma dzensizlii katsays :bi = (i)max / (i)ort
Burulma dzensizlii durum u : bi > 1.2
i inci katdemesi
Depremdorultusu
(i)m in( i)m ax
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
45/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
22
(c) Demenin dzlem ii ri jit lik ve dayanmnda ani azalma lar n olmas
durumu,
ekil 4.2.Deme dzensizlii durumu
(3) A3- Planda kntlar Bulunmas: Bina kat planlarnda knt yapan
ksmlarn birbirine dik iki dorultudaki boyutlarnn her ikisinin de, binann o
katnn ayn dorultulardaki toplam plan bo yutlarnn %20 'sinden daha byk olmas
durumu.
A A
A2 tr dzensizlik durumu-2 ve 3
Ab1Ab Ab2
A2 tr dzensizlik durumu 1
Ab / A > 1/3
Ab : B oluk alanlar toplam , A : Brt alan
Ab = Ab1 + Ab2
A2 tr dzensizlik durumu 2
KesitA-A
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
46/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
23
ekil 4.3. Planda kntlar bulunmas durumu
A2 ve A3 tr dzensizliklerin bulunduu binalarda, birinci ve ikinci derece
deprem blgelerinde, kat demelerinin kendi dzlemleri iinde deprem kuvvetlerini
dey tayc sistem elemanlar arasnda gvenle aktarabildii hesapla
dorulanacaktr.
4.1.2.2. Dey Dorultuda Dzensizlikler Durumu
(1) B2- Komu Katlar Aras Rijitlik Dzensizlii (Yumuak Kat):
Birbirine dik iki deprem dorultusunun herhangi biri iin, herhangi bir iinci kattaki
ortalama g reli kat telemesi orannn bir st veya b ir alt kattaki ortalama g reli kat
telemesi oranna blnmesi ile tanmlanan Rijitlik Dzensizlii Katsays ki nin
2.0den fazla olmas durumu. [ki = (i /hi)ort / (i+1 /hi+1)ort > 2.0 veya ki = ( i
/hi)ort / (i1/hi1)ort > 2.0]
Greli kat telemelerinin hesab, %5 ek dmerkezlik etkileri de gz nne
alnacaktr. Deprem hesab ynteminin seiminde etken olan bir dzensizlik
durumudur.
(2) B3 - Tayc Sistemin Dey Elemanlarnn Sreksizlii :Tayc
sistemin dey elemanlarnn (kolon veya perdelerin) baz katlarda kaldrlarak
kirilerin veya guseli kolonlarn stne veya ucuna oturtulmas, ya da st kattaki
perdelerin alt ta ko lonlara oturtulmas durumu.
ax > 0.2 Lx ve ayn zamanda ay > 0.2 Ly
ay
LxLxaxaxaxax
ayay
Ly LyLy
ay
axLx
A3 tr dzensizlik durumu:ax > 0.2 Lx ve ayn zamanda ay > 0.2 Ly
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
47/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
24
(a) Kolonlarn binann herhangi bir katnda konsol kirilerin veya alttaki
kolonlarda oluturulan guselerin stne veya ucuna oturtulmasna hibir zaman izin
verilmez.
(b) Kolonun iki ucundan mesnetli bir kirie oturmas durumunda, kiriin
btn kesit ler inde ve ayrca gznne alna n deprem do rultusunda bu kiri in
ba land d m noktalar na bir leen dier kiri ve ko lon lar n btn kesitler inde,
dey ykler ve depremin ortak etkisinden oluan tm i kuvvet deerleri %50
orannda arttrlacaktr.
(c) st katlardaki perdenin altta kolonlara oturtulmasna hibir zaman izin
verilmez.
(d) Perdelerin binann herhangi bir katnda, kendi dzlemleri iinde kirilerin
stne aklk ortasnda oturtulmasna hibir zaman izin verilmez.
ekil 4.4. Tayc sistem dey elemanlarn sreksizlii
Bkz. 3.1.4.2.2 (a) Bkz. 3.1.4.2.2 (b)
Bkz. 3.1.4.2.2 (c) Bkz. 3.1.4.2.2 (d)
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
48/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
25
4.1.3. Elastik Deprem Yklerinin Tanmlanmas: Spektral vme Katsays
Deprem yklerinin belirlenmesi iin esas alnacak olan Spektral vme
Katsays, A(T), Denk.(4.1) ile verilmitir. %5 snm oran iin tanmlanan Elastik
vme Spektrumunun ordinat olan Elastik Spektral vme, Sae(T), Spektral vme
Katsays ile yerekimi ivmesi gnin arpmna kar gelmektedir.
o
ae
( ) = ( )
( ) = ( )
A T A I S T
S T A T g (4.1)
4.1.3.1. Etkin Yer vmesi K atsays (Ao)
izelge 4.1. E tkin Yer vmesi Katsays
Deprem Blgesi Ao 1 0.42 0.33 0.24 0.1
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
49/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
26
4.1.3.2. Bina nem K atsays (I)
izelge 4.2. Bina nem Katsays
Binann Kullanm Amac veya Tr Bina nemKatsays (I)
1. Deprem son ras kullanm gereken binalar ve tehlikeli madde ierenbinalar.a) Deprem sonrasnda hemen kullanlmas gerekli binalar (Hastaneler,dispanserler, salk ocaklar, itfaiye bina ve tesisleri, PTT ve dierhaberleme tesisleri, ulam istasyonlar ve terminalleri, enerji retim vedatm tesisleri; vilayet, kaymakamlk ve belediye ynetim binalar, ilkyardm ve afet planlama istasyonlar)b) Toksik, patlayc, parlayc, vb zellikleri olan maddelerin bulunduu veya
depoland binalar
1.5
2. nsanlarn uzun sreli ve youn olarak bulunduu ve deerlieyann sakland binalara) Okullar, dier eitim bina ve tesisleri, yurt ve yatakhaneler, askeriklalar, cezaevleri, vb.b) Mzeler
1.4
3. nsanlarn ksa sreli ve youn olarak bulunduu binalar Sportesisleri, sinema, tiyatro ve konser salonlar, vb.
1.2
4. Dier binalar. Yukardaki tanmlara girmeyen dier b inalar(Konutlar,iyerleri, oteller, bina tr endstri yaplar, vb)
1.0
4.1.3.3. Spektrum Katsays
Spektrum Katsays, S (T), yerel zemin koullarna ve bina do al periyodu
Tye bal olarak Denk.(4.2) ile hesaplanacaktr.
AA
A B0.8
B
B
( ) = 1 + 1.5 (0 )
( ) = 2.5 ( )
( ) = 2.5 ( )
TS T T T
TS T T T T
T
S T T T T
Denk.(4.2)deki Spektrum Karakteristik Periyotlar, TA ve TB, Yerel Zemin
Snflarna bal olarak izelge 4.3te verilmitir.
(4.2)
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
50/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
27
izelge 4.3. Spektrum Karakteristik Periyotlar
Yerel Z em in Snf TA (saniye) TB (saniye)Z1 0.10 0.30Z2 0.15 0.40Z3 0.15 0.60Z4 0.20 0.90
4.1.3.4. zel Tasarm vme Spektrumlar
Gerekli durumlarda elastik tasarm ivme spektrumu, yerel deprem ve zemin
koullar gz nne alnarak yaplacak zel aratrmalarla da belirlenebilir. Ancak,
bu ekilde be lir lenec ek ivme spektrumu ordinatlarna kar ge len spektral ivme
katsaylar, tm periyotlar iin, izelge 4.3teki ilgili karakteristik periyotlar
gznne alnarak Denk. (4.1)den bulunacak deerlerden hibir zaman daha kk
olmayacaktr.
ekil 4.5. zel tasarm ivme spektrumu
4.1.4. Elastik Deprem Yklerinin Azaltlmas: Deprem Yk A zaltma Katsays
Depremde tayc sistemin kendine zg dorusal elastik olmayan
davrann gz nne almak zere, 4.1.3te verilen spektral ivme katsaysna gre
bulunacak elastik deprem ykler i, aada tanmlanan Deprem Yk Azaltma
Katsaysna b lnecektir. Deprem Yk Azaltma Katsays, eitli tayc sistemler
TTBTA
2.5
1.0
S(T)= 2.5(TB / T)0.8
S(T)
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
51/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
28
iin izelge 4.4te tanmlanan Tayc Sistem Davran Katsays, Rye ve doal
titreim periyodu, Tye bal olarak Denk.(4.3) ile belirlenecektir.
a AA
a A
( ) = 1.5 + ( 1.5) (0 )
( ) = ( )
TR T R T T
TR T R T T
izelge 4.4. Tayc Sistem Davran Katsays (R)
4.1.4.1. Tayc Sistemlerin Sneklik Dzeylerine likin Genel Koullar
(1) Tayc Sistem Davran Katsaylar izelge 4.4te verilen sneklik
dzeyi yksek tayc sistemler ve sneklik dzeyi normal tayc sistemlere ilikin
tanmlar ve uyulmas gerekli koullar, elik binalar iin bu almada B lm 4.2de,
Ynetmelikte ise B lm 4te verilmitir.
(2) izelge 4.4te sneklik dzeyi yksek olarak gz nne alnacak tayc
sistemlerde, sneklik dzeyinin her iki yatay deprem dorultusunda da yksek
olmas zorunludur. Sneklik dzeyi bir deprem dorultusunda yksek veya karma,
BNA TAIYICI SSTEM
SneklikDzeyiNormal
Sistemler
SneklikDzeyi
Y ksekSistemler
(3) ELK BNALAR (3.1) Deprem yklerinin tamam nn erevelerle tandbinalar..(3.2) Deprem yklerinin tamam nn, stten balantlarmafsall olan kolonlar tarafndan tand tek katlb ina lar.(3.3) Deprem yklerinin tamamnn aprazl perdeler veyayerinde dkme betonarme perdeler tarafndan tandbinalar(a) aprazlarn merkezi olmas durumu..(b) aprazlarn dmerkezi olmas durumu (c) Betonarme perdelerin kullanlm as durum u .(3.4) Deprem yklerinin erevelerle birlikte aprazl elikperdeler veya yerinde dkme betonarme perdeler tarafndanbirlikte tand binalar(a) aprazlarn merkezi olmas durumu..(b) aprazlarn dmerkezi olmas durumu (c) Betonarme perdelerin kullanlm as durum u .
5
-
4-4
5-4
8
4
576
687
(4.3)
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
52/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
29
buna dik dier deprem do rultusunda ise normal olan sis temler, her iki dorultuda da
sneklik dzeyi normal sistemler olarak saylacaktr.
(3) Sneklik dzeyleri her iki dorultuda ayn olan veya bir dorultuda
yksek, dier dorultuda karma olan sistemlerde, farkl dorultularda birbirinden
farkl R katsaylar kullanlabilir.
(4) Birinci ve ikinci derece deprem blgelerinde;
(a) Tayc sistemi sadece erevelerden oluan binalarda sneklik dzeyi
yksek tayc sistemlerin kullanlmas zorunludur.
(b) izelge 4.2ye gre Bina nem Katsays I=1.2 ve I=1 olan elik
binalarda, 16m olmak koulu ile, sadece sneklik dzeyi normal erevelerden
oluan tayc sistem kullanlabilir.
(c) izelge 4.2ye gre Bina nem Katsays I = 1.5 ve I = 1.4 olan tm
binalarda snek lik dzeyi yksek tay c s istemler veya snek lik dzeyi bak mndan
karma tayc sistemler kullanlacaktr.
4.1.5.1.5. Perde iermeyen sneklik dzeyi normal tayc sistemlere, sadece
nc ve drdnc deprem blgelerinde, sadece sneklik dzeyi normal
erevelerden oluan betonarme ve elik binalar 25m olmak koulu ile
yaplabilir.
4.1.4.2. Sneklik Dzeyi Norma l Baz Sistemlerde Perde Kullanm
Zorunluluuna likin Koullar
Sneklik dzeyi normal sistemler, btn deprem blgelerinde ve ayn
paragraflarda tanmlanan ykseklik sn rlar nn zerinde de yaplabilir. Ancak budurumda, elik binalarda sneklik dzeyi normal veya yksek merkezi veya
dmerkez aprazl perdelerin kullanlmas zorunludur.
(1) Tayc sistemde sneklik dzeyi normal perdelerin kullanlmas
durumunda, her bir deprem dorultusunda, deprem yklerine gre perdelerin
tabannda elde edilen kesme kuvvetlerinin toplam, binann tm iin tabanda
meydana gelen toplam kesme kuvvetinin % 75inden daha fazla olacaktr.
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
53/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
30
(2) Tayc sistemde sneklik dzeyi yksek perdelerin kullanlmas
durumunda, aada karma tayc sistemler iin verilen kurallar uygulanacaktr.
4.1.4.3. Sneklik D zeyi Bakmndan Karma Tayc Sistemlere likin
Koullar
(1) Sneklik dzeyi normal sistemlerin, sneklik dzeyi yksek perdelerle bir
arada kullanlmas mmkndr. Bu ekilde oluturulan sneklik dzeyi bakmndan
karma sistemlerde, aada belirtilen koullara uyulmak kayd ile, sneklik dzeyi
yksek boluksuz, ba kirili (boluklu) betonarme perdeler veya elik binalar iin
merkezi veya dmerkez aprazl elik perdeler kullanlabilir.
(a) Bu tr karma sistemlerin deprem hesabnda ereveler ve perdeler
birarada g znne al nacak, ancak her bir deprem do rultusunda mutlaka S 0.40
olacaktr.
(b) Her iki deprem dorultusunda da S 2/3 olmas durumunda, izelge
3.4te deprem yklerinin tamamnn sneklik dzeyi yksek perde tarafndan
tand durum iin verilen R katsays (R = RYP), tayc sistemin tm iin
kullanlabilir.
(c) 0.40 < S < 2/3 aralnda ise, her iki deprem dorultusunda da tayc
sistemin tm iin R = RN + 1.5 S (RYP RN) bants uygulanacaktr.
4.1.4.4. Kolonlar stten Mafsall B inalara likin Koullar
Kolonlar stten mafsall tek katl erevelerden oluan ve R katsaylarizelge 4.4te (4.2)de verilen elik binalara ilikin koullar 4.1.5.4.(1)de
verilmitir. Bu tr erevelerin, elik binalarda en st kat (at kat) olarak
kullanlmas durumuna ilikin koullar ise 4.1.5.4.(2)de tanmlanmtr.
(1) Bu tr tek katl binalarn iinde planda, binann oturma alannn
%25inden fazla olmamak kayd ile, ksmi tek bir ara kat yaplabilir. Ancak deprem
hesabnda ara katn tayc sistemi, ana tayc erevelerle birlikte gz nne
alnacak ve bu ortak sistem, betonarme prefabrike binalarda sneklik dzeyi yksek
7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi
54/182
4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL
31
sistem olarak dzenlenecektir. Ortak sistemde, dzensiz binalarda tanmlanan
buru lma d zensizli inin bulunup bulunmad mutlaka ko ntrol ed ilecek ve varsa
hesapta gz nne alnacaktr. Ara katn ana tayc erevelere balantlar mafsall
veya monolitik olabilir.
(2) Kolonlar