BETONARME BİNALARDA DOLGU DUVARLARIN DEPREM …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF03200.pdf · proje...
Transcript of BETONARME BİNALARDA DOLGU DUVARLARIN DEPREM …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF03200.pdf · proje...
T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BETONARME BİNALARDA DOLGU DUVARLARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİSİ
Ayşe SAYDAM
Danışman Prof. Dr. Fuat DEMİR
YÜKSEK LİSANS TEZİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ISPARTA - 2016
II. Danışman Yrd. Doç. Dr. Hamide TEKELİ
TEZ ONAYI Ayşe SAYDAM tarafından hazırlanan "Betonarme Binalarda Dolgu Duvarların Deprem Davranışına Etkisi" adlı tez çalışması aşağıdaki jüri üyeleri önünde Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı’nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak başarı ile savunulmuştur. Danışman Prof. Dr. Fuat DEMİR .............................. Süleyman Demirel Üniversitesi II. Danışman Yrd. Doç. Dr. Hamide TEKELİ .............................. Süleyman Demirel Üniversitesi Jüri Üyesi Prof. Dr. Özgür ANIL .............................. Gazi Üniversitesi Jüri Üyesi Yrd. Doç. Dr. Mustafa TÜRKMEN .............................. Süleyman Demirel Üniversitesi Jüri Üyesi Yrd. Doç. Dr. İffet Feyza ÇIRAK .............................. Süleyman Demirel Üniversitesi Enstitü Müdürü Doç. Dr. Yasin TUNCER ..............................
TAAHHÜTNAME Bu tezin akademik ve etik kurallara uygun olarak yazıldığını ve kullanılan tüm literatür bilgilerinin referans gösterilerek tezde yer aldığını beyan ederim.
Ayşe SAYDAM
i
İÇİNDEKİLER
Sayfa İÇİNDEKİLER ......................................................................................................................... i ÖZET ......................................................................................................................................... ii ABSTRACT .............................................................................................................................. iii TEŞEKKÜR .............................................................................................................................. iv ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................................. v ÇİZELGELER DİZİNİ ............................................................................................................ vii SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ .......................................................................... viii 1. DÜNYADA ve TÜRKİYE’DE DEPREM ....................................................................... 1 1.1. Çalışmanın Amacı ve Kapsamı ........................................................................ 3 2. LİTERATÜR ÖZETİ .......................................................................................................... 5 3. MATERYAL ve YÖNTEM ............................................................................................... 12
3.1. Mevcut Binaların Deprem Performansının Değerlendirilmesi ............ 12 3.1.1. Mevcut binaların tanıtılması .................................................................... 13
3.1.2. Mevcut binaların deprem performansının doğrusal elastik olmayan yöntem ile belirlenmesi ........................................................... 14
3.2. Kesit, Eleman ve Taşıyıcı Sistem Hasar ve Sınır Bölgeleri Tanıtımı ... 19 3.3. Mevcut Binaların Deprem ve Performans Düzeyleri ........................................... 20
3.3.1. Hemen kullanım performans düzeyi .................................................... 21 3.3.2. Can güvenliği performans düzeyi ........................................................... 21 3.3.3. Göçme öncesi performans düzeyi .......................................................... 22 3.3.4. Göçme durumu performans düzeyi ....................................................... 23
3.4. Yapısal Düzensizlikler ve Dolgu Duvarlar .................................................... 23 3.5. BESAM ve DELOP Programlarının Tanıtılması .......................................... 24 3.6. BESAM Programıyla Oluşturulan Plastik Mafsallarla Basit Bir Uygulama Örneği ................................................................................. 25 3.7. Dolgu Duvarların Modellenmesi ...................................................................... 27 3.8. Betonarme Model Binaların Tanıtılması ...................................................... 33
4. ARAŞTIRMA BULGULARI ............................................................................................. 39 5. TARTIŞMA VE SONUÇLAR ........................................................................................... 57 KAYNAKLAR .......................................................................................................................... 60 ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................................... 63
ii
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
BETONARME BİNALARDA DOLGU DUVARLARIN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİSİ
Ayşe SAYDAM
Süleyman Demirel Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Prof. Dr. Fuat DEMİR
II. Danışman: Yrd. Doç. Dr. Hamide TEKELİ
Bu tez çalışmasında; DBYBHY 2007 esaslarına göre konut türü betonarme çerçeve bina modellerinde dolgu duvarlı ve duvarsız olarak doğrusal elastik olmayan değerlendirme yöntemi ile deprem performans analizleri ve kıyaslaması yapılmıştır. Buna göre; dolgu duvarsız bina modelinin can güvenliğini sağladığı kolon boyutları küçültülerek göçme öncesine veya göçme durumuna geçmesi sağlanmıştır. Göçme öncesi veya göçme durumuna geçen bina modellerinin kapı ve pencere boşlukları ihmal edilerek plandaki tüm açıklıklarına dolgu duvarları eklenmiştir. Göçme durumundaki dolgu duvarlı modellerin deprem performanslarının artması hedeflenmiştir. Bu çalışma doğrultusunda taşıyıcı sistemi simetrik 5, 4, 3 ve 2 katlı ve her kat için 5, 4, 3 ve 2 açıklıklı dolgu duvarlı ve duvarsız modellere performans analizi yapılmıştır. Sonucunda dolgu duvarları eklenen göçme öncesi ve göçme durumundaki modellerin %80 oranında can güvenliği performans seviyesini sağladığı, %10 oranında deprem performans sonucunu etkilemediği ve %10 oranında da bina deprem performansını düşürdüğü görülmüştür. Dolgu duvarların hesaplanmasında eşdeğer diyagonal basınç çubuğu yöntemi kullanılmıştır. Elle yapılan hesaplar Excel programıyla desteklenmiştir. Plastik mafsal hesaplarında BESAM, performans değerlemede DELOP ve bina modelleme ve analizlerde SAP2000 programı kullanılmıştır. Anahtar Kelimeler: Deprem performans analizi, dolgu duvar, betonarme bina 2016, 63 sayfa
iii
ABSTRACT
M.Sc. Thesis
THE EFFECTS OF INFIIL WALLS IN EARTHQUAKE BEHAVIOUR OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES
Ayşe SAYDAM
Süleyman Demirel University
Graduate School of Appliedand Natural Sciences Department of Civil Engineering
Supervisor: Prof. Dr. Fuat DEMİR
Co-Supervisor: Asst. Prof. Dr. Hamide TEKELİ
In this thesis; according to the Turkish Earthquake Code 2007, reinforced concrete frames were determined the seismic performance of the structures in residential applications with and without infill walls by using nonlinear method and made an analogy on such building models. Thence, the building models without infill walls in Life Safety performance level were reached the Precollapse or Collapse level by scaling down the dimension of colums. This models in Pre-Collapse or Collapse level by neglecting door and window holes in all the spans of the structural plan were added infill walls. The building models in Pre-Collapse or Collapse level was aimed to increase the Seismic Performance. For this purpose; the symmetric building structural system as infilled and non-infilled walled models with 5, 4, 3 and 2 storey and per all stories 5, 4, 3 and 2 spans have been analysed Seismic Performance. As a result of this analysis was showed that the models, in Pre-Collapse or Collapse level after infill walled were reached to Life Safety level by the rate of 80%, remained the same performance level at 10 percent and reduced the Seismic Performans by 10%. The infilled walls have been modeled as equivalent diagonal compression bars. The manuel calculatings have been controlled by Excel program. These following programs have been used; to create plastic hinges BESAM, to consider performances DELOP, for nonlinear analysing SAP2000. Keywords: Seismic performances, infill walls, reinforced concrete buildings. 2016, 63 pages
iv
TEŞEKKÜR
Bu araştırma için beni yönlendiren, karşılaştığım zorlukları bilgi ve tecrübesi ile aşmamda yardımcı olan değerli Danışman Hocam Prof. Dr. Fuat DEMİR’e teşekkürlerimi sunarım. Son dönemde Yardımcı Danışmanlığımı üstlenen fikir ve görüşleriyle bana rehberlik eden değerli Hocam Yrd. Doç. Dr. Hamide TEKELİ’ ye minnet ve teşekkürlerimi sunarım. Tübitak 111M119 numaralı proje kapsamında oluşturulan BESAM ve DELOP programları hakkında bilgi paylaşımları ve anlatımları için Öğr. Gör. Dr. Hakan DİLMAÇ’a teşekkür ederim. Tezimin gerçekleşmesinde büyük rol oynadığı için BESAM ve DELOP programları oluşturulmasına katkı sağlayan TÜBİTAK’a ayrıca teşekkür ederim. Lisansüstü programım boyunca başından sonuna, bir gülümseme kadar dahi olsa destek olan tüm hocalarıma, dostlarıma, aileme teşekkürü de bir borç bilirim.
Ayşe SAYDAM
ISPARTA, 2016
v
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa Şekil 1.1. Dünya deprem risk haritası .......................................................................... 1 Şekil 1.2. Türkiye deprem bölgeleri haritası ............................................................. 1 Şekil 3.1. Tek serbestlik dereceli elasto-plastik sistemin yük Deformasyon ilişkisi ........................................................................................ 14 Şekil 3.2. Sünekliğe göre etki-şekil değiştirme yerdeğiştirme ilişkisi ............. 15 Şekil 3.3. Statik itme eğrisi ve modal kapasite eğrisi ............................................. 15 Şekil 3.4. Elastik spektrum eğrisi ile kapasite eğrisinin kesiştirilerek elastik ve elasto-plastik yerdeğiştirmelerin bulunması .................... 16 Şekil 3.5. Sargılı/sargısız beton gerilme şekildeğiştirme eğrileri ..................... 18 Şekil 3.6. Kesit hasar sınırları ve bölgeleri ................................................................. 19 Şekil 3.7. Bina performans düzeyleri ........................................................................... 21 Şekil 3.8. Betonarme çerçeve kolon-kiriş kesiti, donatı yerleşimi ve malzeme özellikleri .......................................................................................... 26 Şekil 3.9. Betonarme çerçeve örneği statik itme eğrileri ..................................... 26 Şekil 3.10. Dolgu duvar eşdeğer diyagonal basınç çubuğu modeli ................... 27 Şekil 3.11. İki ucu mafsallı basınç çubuğu modeli ................................................... 29 Şekil 3.12. Üretilen numuneye ait donatı şeması ................................................... 29 Şekil 3.13. Tanımlanan dolgu duvar eksenel yük mafsalı .................................... 30 Şekil 3.14. Dolgu duvarsız çerçeve için kapasite eğrilerinin kıyaslanması .................................................................................................... 30 Şekil 3.15. Tam dolu dolgu duvarlı çerçeve için kapasite eğrilerinin kıyaslanması .................................................................................................... 31 Şekil 3.16. Tek katlı tek açıklıklı dolgu duvarlı çerçeve ....................................... 31 Şekil 3.17. Dolgu duvarlı düzlem çerçeve örneği statik itme eğrilerinin kıyaslanması .................................................................................................... 32 Şekil 3.18. Dolgu duvarlı düzlem çerçeve mafsallaşma mekanizması ........... 32 Şekil 3.19. İki açıklıklı model binalara ait kalıp planı ........................................... 33 Şekil 3.20. Üç açıklıklı model binalara ait kalıp planı ........................................... 33 Şekil 3.21. Dört açıklıklı model binalara ait kalıp planı ....................................... 34 Şekil 3.22. Beş açıklıklı model binalara ait kalıp planı ......................................... 34 Şekil 3.23. Model binaların tasarım şeması .............................................................. 35 Şekil 3.24. Farklı kat yükseklikleri için dolgu duvar yerleşimleri ................... 36 Şekil 4.1. Model binaların birinci titreşim periyot dağılımı ................................ 41 Şekil 4.2. Model binaların hedef yerdeğiştirme bağıntısı ..................................... 42 Şekil 4.3. Model binaların periyot-hedef yerdeğiştirme dağılımı ..................... 43 Şekil 4.4. Model binaların hedef yerdeğiştirme/bina yüksekliği orantısal dağılımı.............................................................................................. 43 Şekil 4.5. Model1 kapasite eğrileri ................................................................................ 45 Şekil 4.6. Model2 kapasite eğrileri ................................................................................ 46 Şekil 4.7. Model3 kapasite eğrileri ................................................................................ 46 Şekil 4.8. Model4 kapasite eğrileri ................................................................................ 47 Şekil 4.9. Model5 kapasite eğrileri ................................................................................ 47 Şekil 4.10. Model6 kapasite eğrileri ............................................................................. 48 Şekil 4.11. Model7 kapasite eğrileri ............................................................................. 48 Şekil 4.12. Model8 kapasite eğrileri ............................................................................. 49 Şekil 4.13. Model9 kapasite eğrileri ............................................................................. 49
vi
Şekil 4.14. Model10 kapasite eğrileri ........................................................................... 50 Şekil 4.15. Model11 kapasite eğrileri ........................................................................... 50 Şekil 4.16. Model12 kapasite eğrileri ........................................................................... 51 Şekil 4.17. Model13 kapasite eğrileri ........................................................................... 51 Şekil 4.18. Model14 kapasite eğrileri ........................................................................... 52 Şekil 4.19. Model15 kapasite eğrileri ........................................................................... 52 Şekil 4.20. Model16 kapasite eğrileri ........................................................................... 53 Şekil 4.21. Etkili kat alanlarının toplam yapı alanına oranı ve periyot ilişkisi ................................................................................................. 56
vii
ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa
Çizelge 1.1. Etkin yer ivme katsayıları ......................................................................... 2 Çizelge 3.1. Binalar için bilgi düzeyi katsayıları....................................................... 13 Çizelge 3.2. Farklı deprem düzeylerinde binalar için öngörülen minimum performans hedefleri ............................................................ 20 Çizelge 3.3. Farklı tuğla türü malzemelerle üretilen dolgu duvar özellikleri ........................................................................................................ 28 Çizelge 3.4. Dolgu duvarlı çerçeve malzeme özellikleri ........................................ 31 Çizelge 3.5. Tuğla malzeme özellikleri......................................................................... 36 Çizelge 3.6. Kiriş detayı ve kesit bilgileri .................................................................... 37 Çizelge 3.7. Kolon elemanlara ait donatı yerleşim detayları ve kesit bilgileri .................................................................................................. 37 Çizelge 3.8. Model binaların tanıtılması ...................................................................... 38 Çizelge 4.1. Model binaların performans analiz sonuçları ................................... 39 Model binaların performans analiz sonuçları (devam) ................ 40 Çizelge 4.2. Model binaların analiz parametreleri .................................................. 54 Model binaların analiz parametreleri (devam) ............................... 55
viii
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ Ac Kolon veya perdenin brüt en kesit alanı Ad Göz önüne alınan deprem doğrultusuna paralel dolgu duvar alanı aduvar Eşdeğer basınç çubuğu genişliği Ae Göz önüne alınan deprem doğrultusunda etkili kesme alanı Ao Etkin yer ivme katsayısı ay1 Birinci moda ait eşdeğer akma ivmesi a1 Birinci moda ait modal ivme BESAM Betonarme Elemanlarda Sargı ve Modelleme Programı CG Can güvenliği performans seviyesi CR1 Birinci moda ait spektral yerdeğiştirme oranı d’ Pas payı d1 Birinci moda ait maksimum modal yerdeğiştirme d1(p) Elasto-plastik yerdeğiştirme DBYBHY Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik DELOP Doğrusal Elastik Olmayan Değerlendirme Programı Ec Beton elastisite modülü Eduvar Duvar elastisite modülü EIe Çatlamış kesitin eğilme rijitliği EIo Çatlamamış kesitin eğilme rijitliği F Yatay kuvvet fcm Mevcut beton dayanımı fduvar Duvar basınç dayanımı FEMA Federal Emergency Management Agency Fy Elastik yatay kuvvet GÇ Göçme sınırı GD Göçme durumu performans seviyesi GÖ Göçme öncesi performans seviyesi GV Güvenlik sınırı G+Q Ölü ve hareketli yük toplamı h Kesit yüksekliği hduvar Duvar yüksekliği hi Binanın i.katının kat yüksekliği hk Kolon yüksekliği HK Hemen kullanım performans seviyesi I Bina önem katsayısı Ik Kolon atalet momenti k Rijitlik katsayısı kduvar Basınç çubuğu eksenel rijitliği L Çerçeve açıklığı Lduvar Duvar açıklığı Lp Plastik mafsal boyu M2,M3 İki asal eksen doğrultusunda oluşan moment MN Minimum hasar sınırı Mr Eğilme moment kapasitesi ND Çatlamamış kesit kullanarak (G+nQ) yüklemesinde karşı gelen eksenel yük Nd Duvar eksenel yük taşıma kapasitesi
ix
P Eksenel yük Ra Deprem yükü azaltma katsayısı rduvar Dolgu duvar köşegen uzunluğu Ry1 Birinci moda ait dayanım azaltma katsayısı Sa Spektral ivme Sae Elastik spektral ivme SAP2000 Structural Analysis Program SBT Sabit değer Sd Spektral yerdeğiştirme Sde Doğrusal elastik spektral yerdeğiştirme Sdi1 Birinci moda ait doğrusal olmayan spektral yerdeğiştirme T1 Birinci mod titreşim periyodu TB Spektrum karakteristik periyodu tduvar Duvar kalınlığı THBB Türkiye Hazır Beton Birliği Um Şekildeğiştirme seviyesi ux1 Birinci moda ait x deprem doğrultusunda tepe yerdeğiştirme
istemi Uy Yerdeğiştirme seviyesi V Kesme kuvveti V2,V3 İki asal eksen doğrultusunda oluşan kesme kuvveti Vx1 Birinci moda ait x deprem doğrultusundaki taban kesme kuvveti W Bina ağırlığı Ɛcu Betonda birim kısalma Ɛs Donatıda birim kısalma/uzama Δduvar Dolgu duvar eksenel yük kısalması i Binanın i. katındaki kat ötelenmesi duvar Duvar kayma dayanımı s Kesitte mevcut bulunan özel deprem çirozları ve etriyeleri olarak
düzenlenmiş enine donatının hacimsel oranı sm Kesitte bulunması gereken enine donatının hacimsel oranı 1 Birinci titreşim moduna ait doğal açısal frekans Süneklik istemi bi Burulma düzensizliği katsayısı Duvar köşegeninin yatayla yaptığı açı p Plastik dönmeler p Plastik eğrilikler y Akma eğriliği t Toplam eğrilik
1
1. Dünya’da ve Türkiye’de Deprem
Dünya’da yerkabuğunu oluşturan levhaların birbirlerinin hareketlerini
kısıtladıkları yerlerde oluşan dar kuşaklar üzerinde sarsıntılar, depremler
meydana gelmektedir. Depremlerin yeryüzündeki yansıması kilometrelerce
uzanabilen arazi kırıkları yani fay hatları dünyamızın jeolojik miraslarındandır.
Dünya Deprem Risk Haritası (Şekil 1.1.) incelendiğinde kolayca görülür ki;
Türkiye bulunduğu jeolojik konum itibariyle deprem kuşaklarının etkisindedir
(Şekil 1.2).
Şekil 1.1. Dünya Deprem Risk Haritası (GSHAP, 1999)
Şekil 1.2. Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası
En aktif ve tehlikeli olan Türkiye’nin kuzeyinden doğu-batı doğrultusunda
yayılan Kuzey Anadolu Deprem Kuşağı’dır. Marmara Bölgesi’nden Doğu
Anadolu Bölgesi’ne kadar uzanır. Tarihimizde en şiddetli depremler bu Kuzey
2
Anadolu Fay Hattı (KAF) üzerinde olmuştur. Batı Anadolu Deprem Kuşağı; Ege
Bölgesi’nden Akdeniz’e doğru yayılırken, Güneydoğu Anadolu Deprem Kuşağı;
İskenderun Körfezi’nden Van’ın doğusuna kadar sanki bir yay çizerek uzanır. Bu
deprem kuşakları üzerinde gerçekleşen deprem kayıtları göz önüne alınarak
Türkiye beş deprem bölgesine ayrılmıştır. Olasılık değerlerine göre hazırlanan
Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (Şekil 1.2.), bölgelerin eşivme kabulleriyle
Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik ile birlikte
kullanılmaktadır. Beşinci bölgede deprem tehlikesi yoktur. Çalışmada varsayılan
deprem tehlikesi, 50 yıllık bir süre içinde aşılma olasılığı %10 olan tasarım
depremidir. Her bir bölge için yönetmelikte deprem riskiyle bağlantılı olarak
etkin yer ivme katsayısı (Ao) tanımlanmıştır (Çizelge 1.1).
Çizelge 1.1. Etkin yer ivme katsayıları
Deprem Bölgesi Ao
1 0.40
2 0.30
3 0.20
4 0.10
Zemin ivmesiyle tanımlanan deprem kuvvetleri temele etkiyerek temelde
dönme ve ötelenmelere neden olmaktadır. Temelden gelen titreşim
hareketleriyle statik haldeki yapı dinamik hale geçmektedir. Deprem anında
zemindeki titreşimler yapıda ters yönde atalet kuvvetleri oluşturur. Yapıya
etkiyen yükler depremin süresine ve sıklığına, yapının kütlesine, yapının
titreşim periyoduna bağlıdır. Mertol (2002)’a göre; depreme karşı yapının
davranışı, yapının boyunun enine oranına, yapı elemanlarının rijitliklerinin
plandaki dağılışına, malzeme cinsine, yapı ağırlığına ve bu ağırlığın yapı
yüksekliğince dağılımına göre değişmektedir.
Deprem kuvvetlerinin etkisiyle yapının bir anda göçmesi en son istenen
durumdur. Yapı taşıyıcı sisteminden beklenen davranış, deprem enerjisinin bir
kısmını yutabilmesi ve sünek davranabilmesidir. Yapı elemanlarında plastik
mafsal oluşmalıdır. Şekil değiştirmeye göre değerlendirme ve tasarımda istenen
3
deprem tesirlerinin bir kısmının elastik davranışla karşılanması, bir kısmının
yapının plastik şekil değiştirmeleri ile karşılanması ve yapının deprem sonunda
hasarlı da olsa ayakta kalması olan ideal yapı davranışıdır.
Dünden bugüne meydana gelen depremler ciddi boyutlarda can ve mal kaybına
yol açmıştır. Ülkemizde maalesef normal büyüklükteki bir depremin verdiği
hasar, aşırı olabilmektedir. Bunun en belirgin örneği olan 17 Ağustos 1999
depreminden bu yana; ülkemizde deprem bilinci ve depreme yönelik araştırma
ve geliştirme çalışmaları daha da artmıştır. Fakat hala yeterli olamamaktadır.
Özellikle 1975 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik ve
öncesi şartnamelerine tabi olan çokça yapımız risk altındadır. Uygulamada
projesine uyulmayan, yönetmelik şartlarını inşaat halinde sağlayamayan çoğu
yaşlı ve yorgun yapılar deprem yatay kuvvetine maruz kalmadan belki de
sadece düşey yükleriyle bile tehlike arz etmektedir. Bu sebeple günümüzde
mevcut yapıların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi konusu büyük önem
taşımaktadır.
1.2. Çalışmanın Amacı ve Kapsamı
Yapıları projelendirirken veya mevcut bir yapıyı değerlendirirken o yapının
konumlanacağı bölgedeki çevresel etkileri de dikkate almak gerekmektedir. Bu
bağlamda ülkemizde en önemli çevresel etkenlerden biri deprem riskidir. Tam
anlamıyla depreme dayanıklı bir yapı tasarımı yapabilmek için sistemdeki tüm
elemanların etkilerinin değerlendirilmesi gerekmektedir. Çoğunlukla tercih
edilen betonarme çerçeve sistemlerin projelendirilmesinde gerek
hesaplamalardaki zorluk gerekse güvenli tarafta kalma düşüncesiyle dolgu
duvarları tasarım aşamasında ihmal edilmekte ve yapısal davranışa etkileri
dikkate alınmamaktadır. Fakat dolgu duvarların rijitlik, periyot, ağırlık,
düzensizlikler ve enerji tüketme kapasitesi gibi konularla yapı davranışını
önemli ölçüde etkilediği şimdiye kadar yapılan literatürdeki çalışmalarla
bilinmektedir. Dolgu duvarlara sadece mimari bir sorumluluk yüklemek eksik
bir yaklaşım olacaktır.
4
Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007 (DBYBHY
2007)’ye göre bina çözümlemelerinde dolgu duvarlar ağırlık olarak dikkate
alınmaktadır. Ayrıca deprem yönetmeliği 7.bölümde dolgu duvarların
güçlendirilmesi için yöntemlerden bahsedilmiştir.
Bu çalışmada, mevcut binaların deprem performansları incelenirken; yapıların
deprem hesaplarında dolgu duvarların da dikkate alınması gerekliliği DBYBHY
2007’e göre araştırılmıştır. Bu amaçla açıklık ve kat sayısı değişken olmak üzere
konut türü çerçeveli mevcut betonarme binalar, model olarak seçilmiştir.
Çerçeveler içerisine dolgu duvarlar tüm açıklıklara, tam dolu olarak
yerleştirilmiş ve dolgu duvarlar eşdeğer diyagonal basınç çubuğu yöntemi
kullanılarak modellenmiştir. Aynı model bina üzerinde, deprem yönetmeliğinde
mevcut binalar için tanımlanan performans düzeyleri can güvenliği ve göçme
durumları sıralı analizlerle çalışılmıştır. Öncelikle dolgu duvarsız olarak
modellenen binaların farklı kolon boyutlandırmalarıyla can güvenliği sağladığı
ve aynı modelin kolon boyutu yetersizleştirilerek göçme durumuna ulaşılmıştır.
Kolon boyutu yetersiz göçme durumundaki dolgu duvarsız model binaların tüm
açıklıklarına dolgu duvarları eklenerek can güvenliğine geçip geçmeyeceği
denenmiş ve göçme durumundaki haliyle kıyaslama yapılarak dolgu duvarların
deprem dayanımını arttırdığı gözlemlenmiştir. Deprem güvenliği araştırma
çalışmalarında doğrusal elastik olmayan artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi
ile statik itme analizi yapılmıştır. Bu yöntemin uygulanabilmesi için SAP 2000,
BESAM ve DELOP programları birbiriyle uyumlu bir şekilde kullanılmıştır.
5
2. LİTERATÜR ÖZETİ
Karaduman (1998), yaptığı çalışmada dolgu duvarlı ve duvarsız çerçevelerin
yatay yükler altındaki davranışını deneysel olarak incelemiştir. Bu amaçla tek
katlı tek açıklıklı çelik çerçeve numuneler hazırlanmıştır. Numunelerde,
yükleme koşulları, malzeme özellikleri, dolgunun cinsi ve kalınlığı, sıva,
çerçevedeki çekme ve basınç kolonlarının en kesit alanları ve boyutları ana
değişkenler olarak seçilmiştir. Çerçeve olarak 3 farklı tip hazır çelik profil, dolgu
malzemesi olarak da tuğla ve gazbeton kullanılmıştır. Dolgulu çerçevelerin
yatay yük altındaki davranışları incelenmiştir.
Canbay (2001), çalışmasında sismik davranışları yetersiz mevcut binaların
güçlendirilmesinde kullanılabilecek betonarme dolgu duvarların eklenmesi
yönteminin etkinliğini deneysel olarak incelemiştir. Bu deneysel araştırmada,
iki katlı üç açıklıklı, yaklaşık 1/3 ölçekte bir çerçeve üretilmiştir. Oluşturulan
çerçeve, depreme benzeyen tekrarlanır tersinir yüklerle önemli hasar
gözleninceye kadar yüklenmiştir. Deney sonuçlarının değerlendirilmesiyle
elemanların dayanım, rijitlik, enerji tüketme ve göreli ötelenme özellikleri
irdelenmiştir. Analitik kısımda ise yapı, limit analizi kullanılarak çözülmüş ve
paket programlarla modellenmiştir. Hesaplanan değerler deneysel verilerle
karşılaştırılmıştır.
Sayın (2003), çalışmasında binalarda bulunan dolgu duvarların, deprem etkisi
altında yapı davranışına olan olumlu ve olumsuz etkilerini incelemiştir.
Deneysel ve analitik çalışmalar ışığında betonarme çerçevenin ve dolgu duvarın
güçlü ve zayıf olduğu durumlara göre karşılaştırmaları yapılmış; göçme
mekanizmaları, yatay rijitlik, enerji yutma kapasitesi gibi davranış özellikleri
belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre dolgu duvar panellerini iki ucu mafsal
basınç çubuğu olarak kabul etmenin gerçekçi bir yaklaşım olduğu görülmüştür.
6
Sivri (2003), çalışmasında taşıyıcı olmayan dolgu duvarların betonarme
binaların deprem davranışına olan etkilerini araştırmıştır. Dolgu duvarların
modellenmesinde eşdeğer diyagonal basınç çubuğu yöntemini kullanmıştır.
Doğrusal olmayan çözümler yapılmış ve her iki durumda binanın periyot, yatay
yer değiştirme, göçme şekli gibi özelliklerin değişimleri incelenmiştir. Deprem
kayıtlarına göre yapıların hesaplanan taban kesme kuvvetleri ve maksimum yer
değiştirmelerinin değişimi araştırılmıştır.
Çağlayan (2006), çalışmasında dolgulu betonarme çerçevelerin sonlu elemanlar
yöntemi ile doğrusal olmayan analizini gerçekleştirmiştir. Dolgu duvarların
modellenmesinde eşdeğer diyagonal basınç çubuğu yöntemi kullanılmıştır.
Betonarme elemanların mafsallaşmalarında kirişlerde moment ve kesme
etkileri, kolonlarda eksenel yük, moment ve kesme etkileri, dolgularda sadece
eksenel yük etkileri dikkate alınmıştır. Kirişlerin taşıma kapasiteleri ve
kolonların karşılıklı etki diyagramları eleman geometrik ve malzeme
özelliklerine göre belirlenmiştir. Çeşitli dolgu düzensizlikleri içeren dört katlı
düzlemsel betonarme çerçevede kapasite analiziyle yapılan dayanım ve rijitlik
değişimi araştırılmıştır.
Özdoğu (2006), deprem etkisindeki dolgulu betonarme çerçevelerin davranışını
incelemiştir. Bu amaçla, toplam on kat olmak üzere zemin kat yükseklikleri
farklı 3 tip çerçeve ve her çerçeve tipinde 4 farklı duvar modelleriyle toplam 12
adet çerçeve sistemi oluşturulmuştur. Oluşturulan model çerçevelerin zaman
tanım alanında dinamik analizleri SAP2000 programıyla yapılmıştır. Zemin katı
boş olan çerçeve sistemlerde, deprem yükleri altında kolonlar aşırı zorlanmış ve
yüksek gerilmeler meydana gelmiştir. Bant pencere olan çerçeve sistemlerde
aşırı gerilmelerin pencere bölümündeki kolon üst bölgelerinde toplandığı
görülmüştür. Kat yerdeğiştirmelerinin zemin katı boş çerçeve olan sistemin
dolgu duvar modelleri ile oluşturulmuş sistemlere göre daha fazla olduğu
sonucuna ulaşmıştır.
7
Toker (2006), 17 Ağustos 1999 Kocaeli Yalova ilinde orta derece hasar görmüş
bir binanın, dolgu duvarlarını da dikkate alarak güçlendirme öncesi ve
güçlendirme sonrası durumlarına ait doğrusal olmayan dinamik sonuçlarını
kıyaslamıştır. Analizlerde DRAIN-2DX programını kullanmıştır. Dolgu duvarları,
yatay yükler etkisi altındaki dolgu duvarlı çerçevenin şekil değiştirmelerini esas
alarak geliştirilen iki adet basınç çubuğu ile modellendiği yöntemle
tanımlamıştır. Modellerinde kat yerdeğiştirmeleri, göreli yerdeğiştirmeler ile en
üst kat yerdeğiştirmeleri, taban kesme kuvveti, devrilme momentinin zamanla
değişimleri kıyaslamıştır.
Özel (2007), çalışmasında dolgu duvarların çok katlı yapı davranışına etkisini
araştırmak amacıyla, tek katlı ve tek açıklıklı bir yapı seçmiştir. Bu çerçeve
sistemi yatay yük ve düşey yükler altında analiz yapılarak dolgu duvar
malzemesinin çerçeve davranışına olan etkileri araştırılmıştır. Çerçeve
modellenirken değişken kesitli levha davranışına benzetilerek modellenmiştir.
Bunun için SAP2000 programında kabuk eleman tercih edilmiştir. Ayrıca
çalışmada ülkemizde meydana gelen depremlerde yıkılan binalardaki göçmeye
sebep olan düzensizlikler incelenmiştir.
Akkuzu (2007), tarafından yapılan çalışmada, dolgu duvarlarının betonarme
düzlem çerçevelerin doğrusal olmayan davranışlarına olan etkilerinin
incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde
orta derecede hasar görmüş ve sonrasında güçlendirilmiş altı katlı betonarme
yapının doğrusal olmayan dinamik analizle farklı dolgu duvar sistemleri için
çözümlemeleri yapılmıştır. DRAIN-2DX programı kullanılarak yürütülen analiz,
Kocaeli depremi 12 Kasım 1999 Düzce depremi sırasında kaydedilen beş adet
güçlü hareket kaydından oluşan bir deprem grubu ele alınarak
gerçekleştirilmiştir. Çalışmada derz kalınlığının ve tuğla duvarların dayanımının
davranışa etkileri de incelenmiştir.
8
Sucar (2008), çalışmasında dolgu duvarların kırılma davranışı, rijitliği, dayanımı
ve modellenmesi üzerine incelemeler yapmıştır. 1975 Deprem Yönetmeliği’ne
göre eşdeğer deprem yükü yöntemi ile 4 katlı betonarme konut bir bina
modellemiştir. Dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız olarak modellenen binanın
DBYBHY 2007 ‘de verilen doğrusal elastik hesap yöntemiyle performans
analizleri yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Beklen (2009), yaptığı çalışmada taşıyıcı eleman olarak dikkate alınmayan
dolgu duvarların bina deprem davranışı üzerindeki olumlu ve olumsuz etkilerini
incelemiştir. Öncelikle dolgu malzemesi olarak kullanılan tuğlanın elastisite
modülü ve dolgu duvar modelleri SAP2000 programı ile analiz edilmiştir. Bu
amaçla, farklı düzlem çerçevelerin yatay yükler altında, dolgu duvarlar için
eşdeğer basınç çubuğu modeli ve sonlu elemanlar modeli kullanarak sonuçları
karşılaştırılmıştır. Bir bina 5 katlı ve 10 katlı olarak modellenmiş ve farklı kolon
boyutları için deprem analizi yapılmıştır. Bu binada dolgu duvar malzemesi
olarak tuğla ve gazbeton kullanılmıştır. Dolgu duvarlı ve duvarsız çerçevelerin
analiz sonuçları kıyaslanmıştır. Düzlem çerçeve ve üç boyutlu çerçevede dolgu
duvarların olumsuz etkileri olan kısa kolon, yumuşak kat ve burulma
düzensizliği araştırılmıştır.
Yıldırım (2009), çalışmasında dolgu duvarların yapının deprem davranışı ve
periyotları üzerindeki etkilerini incelemiştir. Bu amaçla farklı dolgu duvar
yerleşimlerine sahip betonarme yapılar oluşturulmuştur. Dolgu duvarların
modellenmesi için iki ucu mafsallı pandül çubuk kullanılmıştır. Modellemede
farklı kat sayısına sahip çerçeveli binalarda dolgu duvar alanına bağlı periyot
değişimleri incelenmiştir. Farklı kat sayılarına sahip binaların dolgu duvarları
büyük oranda burulma meydana getirmeyecek şekilde azaltılmış, azalan her
durum için yapı periyodu hesaplanmıştır. Sonuçta yalın çerçeveli bina ile farklı
katlarda ve farklı dolgu duvar alanlarına sahip binaların periyotlarının
hesaplanmasına ilişkin bir denklem geliştirilmiştir.
9
Karasu (2011), DBYBHY 2007’de yer alan performans analizi yöntemlerinden;
doğrusal elastik yöntemi (eşdeğer deprem yükü yöntemi) ve doğrusal elastik
olmayan yöntemini (artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi) kullanarak, ele
alınan üç katlı ve düşey doğrultuda yumuşak kat düzensizliği içeren binaların
performans analizlerini yapmıştır. Yumuşak kat düzensizliği doğrultusunda ilk
katı yükseltilen binada dolgu duvar etkisinin yapı performansına etkisi
incelenmiştir. Bu amaçla binalar, dolgu duvarsız, ikinci ve üçüncü katları dolgu
duvarlı ve tüm katları dolgu duvarlı olarak tasarlanmıştır. Dolgu duvar
özellikleri yapımında kullanılan mekanik ve geometrik özelliklerine bağlı olarak
belirlenmiştir. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda binalara yerleştirilen dolgu
duvarların bina performansını önemli ölçüde arttırdığı ortaya konulmuştur.
Güder (2012), çalışmasında dolgu duvarların analiz modeline dahil edilmesi
durumunda yapının düşey düzensizliğinin ve bina yapısal performansının nasıl
etkilendiğini incelemiş, yumuşak kat düzensizliğinin yapının deprem
performansına etkilerine değinmiştir. Çalışmada oluşturulan bir yapı sistemi
için dolgu duvarlar modele dahil edilerek 2 farklı analiz sistemi
oluşturulmuştur. DBYBHY 2007 esas alınarak, dolgu duvar modelleri
oluşturulmuş, yumuşak kat düzensizliği incelenmiş ve eşdeğer deprem yükü
yöntemi ile doğrusal olmayan artımsal itme yöntemi uygulanmıştır.
Uysal (2013), çalışmasında betonarme binalarda dolgu duvarların deprem
davranışına etkisini incelemiştir. Bu amaçla, birinci derece deprem bölgesinde 6
katlı ve 12 katlı olmak üzere iki bina modeli; dolgu duvarsız, tuğla ve gazbeton
dolgu duvarlı olarak oluşturulmuştur. Binaların taşıyıcı çerçeve sistemlerinin üç
boyutlu modelleri SAP2000 yapı analiz programında Eşdeğer Deprem Yükü
Yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Dolgu duvarlar eşdeğer diyagonal basınç
çubuğu yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Analizlerin sonrasında tüm
modellerin doğal titreşim periyodu, taban kesme kuvveti, yer değiştirme, kat
rijitlik, burulma düzensizliği katsayısı ve etkin göreli kat ötelenmesi değerleri
karşılaştırılmıştır.
10
Sönmez (2013), çalışmasında dolgu duvar rijitlik değişiminin çerçevelerin
davranışına etkisini incelemiştir. Bu amaçla, dolgu duvar modeline sahip bir
analiz programı seçilmiş ve bu program önceden yapılmış bir grup deney
modellenerek doğrulanmıştır. Daha sonra sıkça görülen kusurlara sahip beş
katlı, beş açıklıklı ve düzlemsel bir betonarme çerçeve tasarlanmıştır. Boş
çerçevenin performansı artımsal itme analizi kullanılarak belirlenmiştir. Sonra
boş çerçevenin iki açıklığı dolgu duvarlarla doldurularak iki tip dolgu duvarlı
çerçeve elde edilmiştir. Birinci çerçevenin açıklıklarına aşağıdan yukarıya
gittikçe azalan rijitlik ve dayanım değerlerine sahip duvarlar yerleştirilmiştir.
Çerçeveler doğrusal olmayan statik itme ve dinamik analiz yöntemleriyle analiz
edilmiştir. Sonuçta, binanın yüksekliği boyunca sağlanan planlı rijitlik
dağılımının alt katlarda yoğunlaşan ötelenme taleplerini azalttığı ve binanın
deprem performansını iyileştirdiği görülmüştür.
Durmazgezer (2013), tarafından yapılan çalışmada, dolgu duvarlı ve dolgu
duvarsız betonarme çerçevelerin düzlem içi yükler altındaki davranışı
incelenmiştir. Dolgu duvarın yatay yük altındaki davranışını temsilen eşdeğer
diyagonal çapraz çubuk ve çerçeve ile dolgu duvar arasındaki ara yüz
etkileşimini hesaba katan hassas sonlu elemanlar modelleri kullanılmıştır.
Dolgu duvarların eşdeğer diyagonal çubuklarla modellenmesinde tekli, üçlü ve
beşli eşdeğer diyagonal çubuklu modeller kullanılmıştır. Gerek diyagonal
çubuklu gerekse sonlu elemanlarla modellenmiş dolgu duvarlı çerçevelerin
yatay yükler altında doğrusal olmayan davranışının incelenmesinde artımsal
itme analizi yöntemi kullanılmıştır. Tek kat ve tek açıklıklı, tek kat ve iki
açıklıklı, beş kat ve üç açıklıklı düzlem çerçeve modellerinde dolgu duvarlı ve
duvarsız çerçeveler için kapasite eğrileri, kat yerdeğiştirmeleri, plastik
dönmeler elde edilmiş ve bunların her bir model için karşılaştırılması
yapılmıştır.
11
Akyürek (2014), tarafından yapılan çalışmada, bina planındaki dolgu duvar
yerleşimlerinin simetrik olup olmaması durumunun binanın davranışına ve
deprem performansına olan etkileri incelenmiştir. Bu amaçla farklı açıklık ve
kat sayısına sahip taşıyıcı sistemi simetrik olan konut türü betonarme binalar
seçilmiştir. Dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız olarak tasarlanan bu binaların
deprem performansı doğrusal elastik olmayan değerlendirme yöntemi
kullanılarak belirlenmiştir. Dolgu duvar miktarı ve yerleşimi değişiminin göreli
kat ötelenmeleri, burulma düzensizliği katsayısı, binanın kapasite eğrisi, doğal
titreşim periyodu, tepe yerdeğiştirme istemi, birinci kat kolonlarına ait hasar
dağılımı, bina performans seviyesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen
sonuçlardan özellikle dolgu duvar yerleşiminin simetrik olmaması durumunda
dolgu duvarın dikkate alınarak değerlendirmelerin yapılmasının uygun olacağı
görülmüştür.
Sandıkçı (2014), çalışmasında betonarme binalarda sıkça görülen yumuşak kat
ve burulma düzensizliğinin bina deprem davranışı üzerindeki etkisini
incelemiştir. Bu amaçla seçilen betonarme bir yapı modeli; perdeli ve perdesiz
olmak üzere 3, 6 ve 12 katlı olarak tasarlanmıştır. Her bir bina modelinde zemin
kat yükseklikleri 3, 4 ve 5 metre alınarak toplamda 54 farklı yapı modelinin
dinamik analizleri SAP2000 programıyla gerçekleştirilmiştir. Analizler
sonucunda yumuşak kat düzensizliğinin kattaki dolgu duvar varlığıyla doğrudan
ilişkili olduğu, dolgu duvarların varlığının burulma düzensizliği oluşumu
üzerinde önemli bir etki yapmadığı görülmüştür.
12
3. MATERYAL ve YÖNTEM
Depreme dayanıklı yapı tasarımında tüm dünyada uygulanan ana ilke, yapının
sık ve küçük şiddetteki depremleri elastik sınırlar içinde kalarak; orta şiddetteki
depremleri elastik sınırların ötesinde, fakat taşıyıcı sistemde kolayca
onarılabilecek hasarlarla; çok seyrek şiddetli depremleri, büyük hasarla fakat
taşıyıcı sistem tamamen göçmeden, can kaybı olmaksızın karşılayabilmesidir.
3.1. Mevcut Binaların Deprem Performansının Değerlendirilmesi
Mevcut betonarme binaların deprem performanslarının değerlendirilmesi için
DBYBHY 2007’nin 7. Bölümünde doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan
yöntemler önerilmiştir. Bu yöntemlerden doğrusal elastik yöntem kuvvet esaslı
iken doğrusal elastik olmayan yöntem şekil değiştirme ve yerdeğiştirmelerin
kontrol edilmesi esasına dayanmaktadır. Bu yöntemlerde kendi içerisinde alt
yöntemlere ayrılmaktadır. Bu çalışmada Deprem Yönetmeliği kapsamında yer
alan doğrusal elastik olmayan analiz yöntemlerinden Artımsal Eşdeğer Deprem
Yükü Yöntemi ile İtme Analizi yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemin
uygulanabilmesi için DBYBHY 2007’de önerilen sınırlamalar aşağıda verilmiştir:
“Binanın kat sayısının bodrum hariç 8’den fazla olmaması ve herhangi bir
katta ek dışmerkezlik gözönüne alınmaksızın doğrusal elastik davranışa
göre hesaplanan burulma düzensizliği katsayısının ηbi<1.4 koşulunu
sağlaması gereklidir. Ayrıca gözönüne alınan deprem doğrultusunda,
doğrusal elastik davranış esas alınarak hesaplanan birinci (Hakim)
titreşim moduna ait etkin kütlenin toplam bina kütlesine (Rijit perdelerle
çevrelenen bodrum katlarının kütleleri hariç) oranının en az 0.70 olması
zorunludur.”
Şiddetli deprem etkisi altında, Deprem Yükü Azaltma Katsayısı (Ra) ve Bina
Önem Katsayısı (I) bir olan normal binalar için, Can Güvenliği Performans
hedefini sağlamak yönetmelikte yeterli görülmüştür. Burada şiddetli deprem
olarak tanımlanan 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan tasarım depremidir.
13
DBYBHY 2007’ göre mevcut betonarme binaların deprem hesaplarında istenen;
elemanların çatlamış kesite ait etkin eğilme rijitlikleri dikkate alınmıştır.
Kirişlerde: (EI)e = 0.40(EI)o (3.1) Kolon ve perdelerde: (EI)e = 0.40(EI)o eğer ND / (Ac fcm) ≤ 0.10 (3.2) (EI)e = 0.80(EI)o eğer ND / (Ac fcm) ≥ 0.40 (3.3)
Burada (EI)e çatlamış kesitin eğilme rijitliği, (EI)o çatlamamış kesitin eğilme
rijitliği, ND çatlamamış kesit kullanılarak (G+nQ) yüklemesinden elde edilen
eksenel yüke karşılık gelmektedir. ND’nin ara değerleri için enterpolasyon
yapılabilir.
3.1.1. Mevcut binaların tanımlanması
DBYBHY 2007’ye göre mevcut binaların deprem güvenliğinin
değerlendirilmesinde ilk aşama incelenecek bina hakkında bilgi toplanmasıdır.
Bu kapsamda aranan bilgiler, taşıyıcı sistemin; geometrisi, eleman boyutları
eleman detayları ve kullanılan malzemelerin özellikleridir. Yapı projeleri
mevcut değilse binada yapılacak gözlem ve ölçümlerle veya binadan alınacak
örneklere uygulanan deneylerle bu veriler elde edilir. Elde olan mevcut bina
durum bilgilerine göre her bina türü için sınırlı, orta ve kapsamlı olarak
sınıflandırılan bilgi düzeyi katsayıları belirlenir (Çizelge 3.1). Binanın bilgi
düzeyine göre, eleman kapasiteleri hesabında bilgi düzeyi katsayıları uygulanır.
Çizelge 3.1. Binalar için bilgi düzeyi katsayıları
Bilgi Düzeyi Bilgi Düzeyi Katsayısı
Sınırlı 0.75
Orta 0.90
Kapsamlı 1.00
14
3.1.2 Mevcut binaların deprem performansının doğrusal elastik olmayan
yöntem ile belirlenmesi
Doğrusal elastik olmayan yöntem, kuvvetli deprem etkisindeki dinamik yapının
düşük dayanımlarda elastik olmayan plastik davranış gösterdiği varsayılan
elasto-plastik yapı modeli ile temsil edilir. Bu elasto-plastik davranış yapının
süneklik oranıyla alakalıdır. Elastik rijitliği (k) sabit olan bir dinamik yapının
süneklik oranı arttıkça elastik yükü azalarak yapı daha düşük dayanımda
depreme karşı koyacaktır. Betonarme elemanların kırılma türü eğilme ise sünek
olarak sınıflandırılır. Elasto-plastik dayanım spektrumu tüm yapının yük
deformasyon (şekildeğiştirme) ilişkisini göstermektedir (Şekil 3.1). Burada Um
yapının belirli bir deprem etkisi altında gösterdiği maksimum şekil değiştirme
seviyesi, Uy yapının elastik özelliklerini yitirdiği yerdeğiştirme seviyesi, Fy
elastik kuvvettir.
Şekil 3.1. Tek serbestlik dereceli elasto-plastik sistemin yük deformasyon ilişkisi (Mertol, 2002)
Seyrek meydana gelecek şiddetli deprem etkisini, yapının elastik olmayan
davranışının üzerinde şekil değiştirerek karşılaması öngörülür. Böyle bir
durumda ise elastik olmayan davranış önem kazanır. Taşıyıcı sistemin doğrusal
elastik olmayan davranışı gerçeğe yakın bir yaklaşımdır. Yöntemde yapının
elastik sınırı geçip, sünerek kesit zorlarında önemli artmalar olmadan şekil
değiştirme yapması arzu edilir. Bu yolla depremin dinamik etkisi elastik ve geri
dönüşümlü olmayan enerji türüne dönüşerek yutulmakta ve sönümlenmektedir.
Süneklik, güç tükenmesi sırasında elastik olmayan büyük şekil değiştirmelerin
veya yerdeğiştirmelerin ortaya çıkması olarak da görülebilir (Celep, 2001).
15
Şekil 3.2. Sünekliğe göre etki-şekil değiştirme/yerdeğiştirme ilişkisi
(Celep,2001)
Şiddetli deprem etkisi altındaki mevcut yapıların, sünek davranışa ilişkin plastik
şekildeğiştirme istemleri ile gevrek davranışa ilişkin iç kuvvet istemlerinin
hesaplanması, doğrusal elastik olmayan yöntemlerin amacıdır. Daha sonra bu
istem büyüklükleri şekildeğiştirme ve iç kuvvet kapasiteleri ile kıyaslanarak,
kesit ve tüm bina düzeyinde yapı performans değerlendirmesi yapılmaktadır.
Doğrusal elastik olmayan yöntemin esasını statik itme analizi oluşturur. Taşıyıcı
sistemin geometrisi, kesit ve malzeme özellikleri ve taşıyıcı sistem elastik ötesi
davranışı göz önüne alınarak adım adım yüklenir (statik itme analizi) ve taban
kesme kuvveti ile çatı katı yerdeğiştirmesi arasındaki ilişki (kapasite eğrisi) elde
edilir. Elde edilen statik itme eğrisi koordinat dönüşümü yapılarak modal
kapasite eğrisine dönüştürülür (Şekil 3.3).
Şekil 3.3. Statik itme eğrisi ve modal kapasite eğrisi (Celep, 2008)
16
Taşıyıcı sistemin doğrusal olmayan davranışla karşıladığı birinci moda ait, x
deprem doğrultusunda taban kesme kuvveti (Vx1), birinci moda ait modal
ivmeye (a1); en üst katın (N. katın) x deprem doğrultusunda birinci moda ait
yatay yerdeğiştirmesi (uxN1), modal yer değiştirmeye (d1) tasarım depremi için
yönetmelik esaslarına göre dönüştürülür (Şekil3.3). Sonraki adım tepe
yerdeğiştirme isteminin belirlenmesidir. Deprem talep eğrisi yönetmelikte
spektrum eğrisi ile tanımlanmaktadır. Kapasite eğrisi ve deprem talep spektral
eğrisinin kesiştirilmesiyle sistemin hedef yerdeğiştirme istemi ortaya
çıkartılmış olur (Şekil 3.4).
Şekil 3.4. Elastik spektrum eğrisi ile kapasite eğrisinin kesiştirilerek elastik ve elasto-plastik yerdeğiştirmelerin bulunması (Celep, 2008)
Burada, (T1) sistemin birinci periyodu, (d1,a1) kapasite eğrisi koordinatları,
(Sd,Sa) davranış spektrum koordinatları spektral yerdeğiştirme ve spektral
ivme, (Sde1) doğrusal elastik lineer yerdeğiştirme ve (Sae1) elastik spektral ivme,
(1) birinci titreşim moduna ait doğal açısal frekans, (TB) spektrum
karakteristik periyodu, (ay1) birinci moda ait eşdeğer akma ivmesi, (Sdi1) birinci
moda ait doğrusal olmayan spektral yerdeğiştirme, (d1(p)) modal yerdeğiştirme
istemini temsil etmektedir.
Eşit Yerdeğiştirme Kuralı kullanılarak doğrusal elastik sistem için elde edilen
elastik spektral yerdeğiştirmeden (Sde1), periyoda bağlı olarak birinci moda ait
bir dönüştürme katsayısıyla (CR1), elasto-plastik spektral yerdeğiştirmeye (d1p)
geçilir (Denklem 3.4).
17
Periyodu karakteristik periyottan büyük yapılarda elastik ve elasto-plastik
yerdeğiştirmelerin yaklaşık eşit olduğu kabul edilir (Denklem 3.5). Periyodu
küçük yapılarda elastik yerdeğiştirmenin bir katsayı ile büyütülmesiyle elasto-
plastik yerdeğiştirme elde edilir (Denklem 3.6).
d1p = CR1 Sde1 (3.4) T1 TB CR1 = 1 (3.5)
T1 TB CR1 = 1
𝑅𝑦1[1 + (𝑅𝑦1 − 1)
𝑇𝐵
𝑇1] (3.6)
Burada (Ry1), birinci moda ait dayanım azaltma katsayısını göstermektedir
(Denklem 3.7). Eşit yerdeğiştirme kuralına göre, süneklik istemi () doğrusal
olmayan analiz sonucu bulunan dayanım azaltma katsayısı cinsinden
hesaplanmaktadır (Denklem 3.8).
Ry1 = Sae1 / ay1 (3.7) Ry1 ≅ (3.8)
Kapasite eğrisi üzerinde ortaya çıkacak performans noktası bilinmediği için
yaklaşık iki adımda sonuç veren bir deneme yanılma yoluna gidilebilir. Hedef
yerdeğiştirme istemine (ux1), ulaşıldıktan sonra sistemin elasto-plastik
davranışla yapacağı plastik mafsalların yerleri, plastik dönmeleri (p), plastik
eğrilikleri (p) ve bu plastik eğriliklere kesitin plastikleşinceye kadar yaptığı
akma elastik eğriliği (y) de eklenerek kesitin toplam eğriliği (t) bulunabilir
(Denklem 3.9). (Lp), plastik mafsal boyudur.
p =p/Lp , t =y+p (3.9)
DBYBHY 2007’ye göre, basit eğilme durumundaki plastik mafsal hipotezine göre
statik itme analizinde yığılı plastik davranış modeli esas alınmıştır. Bu modelde
çubuk eleman olarak idealleştirilen kiriş, kolon ve perde türü taşıyıcı sistem
elemanlarındaki iç kuvvetlerin plastik kapasitelerine eriştiği sonlu uzunluktaki
bölgeler boyunca, plastik şekil değiştirmelerin düzgün yayılı biçimde oluştuğu
18
kabulü yapılmaktadır. Plastik mafsal boyu; plastik şekildeğiştirme bölgesinin
uzunluğu (Lp), çalışan doğrultudaki kesit boyutu (h)’nin yarısına eşit
alınmaktadır. Taşıyıcı elemanlara ait plastik mafsal özellikleri moment dönme
ilişkileri ile tanımlanmaktadır. Moment-dönme ilişkileri kesite ait moment-
eğrilik ilişkilerinden elde edilebilir. Kesitte bulunan normal kuvvet ve eğilme
momenti bilindiğine göre kesitteki şekil değiştirmeler; betonda birim kısılma
(Ɛcu), donatıda birim kısalma ve uzamalar (Ɛs) hesap edilebilir. Elde edilen kesit
şekildeğiştirme değerleri yönetmelikteki şekildeğiştirme sınır değerleriyle
kıyaslanarak kesitteki hasarlar belirlenir. Kesitten, elemanlara, elemanlardan
katlara geçilerek yapının performans seviyesi elde edilmiş olur.
Betonarme kesitlerin, eksenel basınç ile özellikle kesme kuvveti ve burulma
etkileri altında plastik şekildeğiştirme kapasiteleri neredeyse hiç yoktur.
Betonarme taşıyıcı sistemin sünek davranışı, kirişlerde basit eğilme etkisi, kolon
ve perdelerde ise eğilme ile birlikte eksenel kuvvet etkisi altında
gerçekleşmektedir. Betonarme elemanlarda, sargı donatısının betonun plastik
şekil değiştirme kapasitesini arttırdığı görülmektedir. Beton ve donatı kesit,
malzeme özellikleri ve sınır değerleri DBYBHY 2007’de tanımlanmıştır.
Yönetmelik betonarme sargılı elemanlar için Mander modeli önermektedir,
(Şekil 3.5).
Şekil 3.5. Sargılı/Sargısız betonun gerilme şekildeğiştirme eğrileri (DBYBHY, 2007)
Burada sırasıyla sargısız/sargılı; (fco/fcc) beton basınç dayanımı, sargısız/sargılı
betonun taşıyacağı basınç gerilmesi altındaki (Ɛco/ Ɛcc) şekildeğiştirmesi, (Ɛcu),
sargılı betonun en büyük basınç birim şekildeğiştirmesidir.
19
3.2. Kesit, Eleman ve Taşıyıcı Sistem Hasar ve Sınır Bölgeleri Tanıtımı
Sünek elemanlar için kesit düzeyinde üç sınır durum tanımlanmıştır. Bunlar
Minimum Hasar Sınırı (MN), Güvenlik Sınırı (GV) ve Göçme Sınırı (GÇ)’dır.
Minimum hasar sınırı ile ilgili kesitte elastik ötesi davranışın başlangıcını,
güvenlik sınırı kesitin dayanımını güvenli olarak sağlayabileceği elastik ötesi
davranışın sınırını, göçme sınırı ise kesitin göçme öncesi davranışının sınırını
tanımlamaktadır. Gevrek olarak hasar gören elemanlarda bu sınıflama geçerli
değildir (DBYBHY,2007). Betonarme elemanların kırılma türü kesme ise gevrek
olarak tanımlanmaktadır. Kritik kesitlerinin hasarı MN’ye ulaşmayan elemanlar
Minimum Hasar Bölgesi’nde, MN ve GV arasında kalan elemanlar Belirgin Hasar
Bölgesi’nde, GV ve GÇ arasında kalan elemanlar ise İleri Hasar Bölgesi’nde, GÇ
sınırını aşan elemanlar ise Göçme Bölgesi’nde yer alırlar (Şekil 3.6).
Şekil 3.6. Kesit hasar sınırları ve bölgeleri
DBYBHY 2007 plastik şekil değiştirmelerin tanımlanan üst sınırları aşağıdaki
gibi Denklem (3.10), (3.11), (3.12) de verilmiştir.
(Ɛcu)MN = 0.0035 ; (Ɛs)MN = 0.010 (3.10) (Ɛcg)GV = 0.0035 + 0.01 (s/sm) 0.0135; (Ɛs)GV = 0.040 (3.11) (Ɛcg)GC = 0.0040 + 0.014 (s/sm) 0.018; (Ɛs)GC = 0.060 (3.12)
Beton birim kısalma (Ɛcu), donatı çeliğin birim kısalma/uzama (Ɛs), kesitte
bulunması gereken donatının hacimsel oranı (sm), kesitte mevcut deprem
etriyeleri ve çirozları olarak düzenlenmiş enine donatının hacimsel oranı (s).
20
3.3. Mevcut Binaların Deprem ve Performans Düzeyleri
DBYBHY 2007’de tanımlanan ivme spektrumuna göre 50 yılda aşılma olasılığı
%50, %10 ve %2 olmak üzere üç farklı deprem düzeyleri tasarlanmıştır.
Deprem güvenliği hesaplarında esas alınan, 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan
tasarım depremidir. Bu deprem düzeyi yapının servis ömrü boyunca meydana
gelme olasılığı düşük olan seyrek fakat şiddetli depremi ifade etmektedir. Yine
DBYBHY 2007’ de binaların kullanım amacı ve yapı türüne uygun olarak her bir
tasarım depremi için hedef performans düzeyleri belirlenmiştir (Çizelge 3.2).
Çizelge 3.2. Farklı deprem düzeylerinde binalar için öngörülen minimum performans hedefleri
Binanın Kullanım Amacı ve Türü
Depremin Aşılma Olasılığı
50 yılda %50
50 yılda %10
50 yılda %2
Deprem Sonrası Kullanımı Gereken Binalar: Hastaneler, sağlık tesisleri, itfaiye binaları, haberleşme ve enerji tesisleri, ulaşım istasyonları, vilayet, kaymakamlık ve belediye yönetim binaları, afet yönetim merkezleri, vb.
– HK CG
İnsanların Uzun Süreli ve Yoğun Olarak Bulunduğu Binalar:Okullar, yatakhaneler, yurtlar, pansiyonlar, askeri kışlalar,cezaevleri, müzeler, vb.
– HK CG
İnsanların Kısa Süreli ve Yoğun Olarak Bulunduğu Binalar:Sinema, tiyatro, konser salonları, kültür merkezleri, spor tesisleri
HK CG –
Tehlikeli Madde İçeren Binalar:Toksik, parlayıcı ve patlayıcı özellikleri olan maddelerin bulunduğu ve depolandığı binalar
– HK GÖ
Diğer Binalar: Yukarıdaki tanımlara girmeyen diğer binalar(konutlar, işyerleri, oteller, turistik tesisler, endüstri yapıları, vb.)
– CG –
DBYBHY 2007’ de tanımlı mevcut binaların performans düzeyleri HK hemen
kullanım performans seviyesi, CG can güvenliği performans seviyesi, GÖ göçme
öncesi performans seviyesi ve GD göçme durumu performans seviyesidir.
21
Performans analizi sonucu deprem güvenliğinin yeterli olup olmadığına bina
hedef performans istem seviyesinin yönetmelikte tanımlı hedef performans
düzeyleri ile kıyaslanması neticesinde karar verilir (Şekil 3.7).
Şekil 3.7. Bina performans düzeyleri
3.3.1. Hemen kullanım performans düzeyi
Herhangi bir katta, uygulanan her bir deprem doğrultusu için yapılan hesap
sonucunda kirişlerin en fazla %10’u Belirgin Hasar Bölgesi’ne geçebilir, ancak
diğer taşıyıcı elemanlarının tümü Minimum Hasar Bölgesi’ndedir. Eğer varsa,
gevrek olarak hasar gören elemanların güçlendirilmeleri kaydı ile bu durumdaki
binaların Hemen Kullanım Performans Düzeyi’nde olduğu kabul edilir.
3.3.2. Can güvenliği performans düzeyi
Eğer varsa, gevrek olarak hasar gören elemanların güçlendirilmeleri kaydı ile
aşağıdaki koşulları sağlayan binaların Can Güvenliği Performans Düzeyi’nde
olduğu kabul edilir (DBYBHY 2007):
“(a) Herhangi bir katta, uygulanan her bir deprem doğrultusu için yapılan
hesap sonucunda, ikincil (yatay yük taşıyıcı sisteminde yer almayan) kirişler
hariç olmak üzere, kirişlerin en fazla %30'u ve kolonların aşağıdaki (b)
paragrafında tanımlanan kadarı İleri Hasar Bölgesi’ne geçebilir.
22
(b) İleri Hasar Bölgesi’ndeki kolonların, her bir katta kolonlar tarafından
taşınan kesme kuvvetine toplam katkısı %20’nin altında olmalıdır. En üst
katta İleri Hasar Bölgesi’ndeki kolonların kesme kuvvetleri toplamının, o
kattaki tüm kolonların kesme kuvvetlerinin toplamına oranı en fazla %40
olabilir.
(c) Diğer taşıyıcı elemanların tümü Minimum Hasar Bölgesi veya Belirgin
Hasar Bölgesi’ndedir. Ancak, herhangi bir katta alt ve üst kesitlerinin
ikisinde birden Minimum Hasar Sınırı aşılmış olan kolonlar tarafından
taşınan kesme kuvvetlerinin, o kattaki tüm kolonlar tarafından taşınan
kesme kuvvetine oranının %30’u aşmaması gerekir (Doğrusal elastik
yöntemle hesapta, alt ve üst düğüm noktalarının ikisinde birden
Denk.(3.3)’un sağlandığı kolonlar bu hesaba dahil edilmezler). “
3.3.3. Göçme öncesi performans düzeyi
Gevrek olarak hasar gören tüm elemanların Göçme Bölgesi’nde olduğunun
gözönüne alınması kaydı ile aşağıdaki koşulları sağlayan binaların Göçme
Öncesi Performans Düzeyi’nde olduğu kabul edilir(DBYBHY 2007):
“(a) Herhangi bir katta, uygulanan her bir deprem doğrultusu için yapılan
hesap sonucunda, ikincil (yatay yük taşıyıcı sisteminde yer almayan) kirişler
hariç olmak üzere, kirişlerin en fazla %20’si Göçme Bölgesi’ne geçebilir.
(b) Diğer taşıyıcı elemanların tümü Minimum Hasar Bölgesi, Belirgin Hasar
Bölgesi veya İleri Hasar Bölgesi’ndedir. Ancak, herhangi bir katta alt ve üst
kesitlerinin ikisinde birden Minimum Hasar Sınırı aşılmış olan kolonlar
tarafından taşınan kesme kuvvetlerinin, o kattaki tüm kolonlar tarafından
taşınan kesme kuvvetine oranının%30’u aşmaması gerekir (Doğrusal elastik
yöntemle hesapta, alt ve üst düğüm noktalarının ikisinde birden
Denk.(3.3)’un sağlandığı kolonlar bu hesaba dahil edilmezler).
23
(c) Binanın mevcut durumunda kullanımı can güvenliği bakımından
sakıncalıdır.”
3.3.4. Göçme durumu
Bina Göçme Öncesi Performans Düzeyi’ni sağlayamıyorsa Göçme
Durumu’ndadır.
3.4. Yapısal Düzensizlikler ve Dolgu Duvarlar
Betonarme çerçeveli binaların proje tasarımı, süregelen şantiye uygulamaları ve
binanın inşasının bitip oturuma açıldıktan sonraki aşamalarda veya mevcut
binaların iyileştirme çalışmalarında dolgu duvarların hesaplara katılmaması
yapıda bazı düzensizliklerin ortaya çıkmasına neden olabilmektedir. Genel
olarak binaların deprem davranışlarının belirlenmesinde düzensizlikler önemli
ölçüde etkilidir. DBYBHY 2007’ de düzenli ve simetrik geometriye sahip binalar
teşvik edilmektedir.
Literatürdeki birçok çalışma ve geçmiş depremlerdeki binaların yıkılma
sebepleri gösteriyor ki; dolgu duvarları, planda yerleştirilme şekillerine bağlı
olarak yapıda; burulma, dış merkezlilik, zayıf kat, yumuşak kat, kısa kolon
davranışı gibi düzensizlikler oluşturabilmektedir. Buna rağmen günümüzde
halen dolgu duvarlar yapısal çözümlemelerde sadece düşey yük olarak dikkate
alınmaktadır.
Planda, dolgu duvarların simetrik bir şekilde yerleştirilmemeleri veya yapının
bazı bölümlerinde yoğunlaşmış olmaları yapıda ek burulma düzensizliklerine
neden olabilmektedir (Akyürek, 2014). Yine dolgu duvarları yapıda rijitlik
artışının yanında kütle artışı da oluşturmasıyla birlikte düzensiz konumlanan
elemanlar, deprem kuvvetinin etkidiği kat kütle merkezi ve kat rijitlik
merkezinin birbirinden ayrık olması durumu ile dışmerkezlilik, yani burulma
türü düzensizlik meydana gelebilir. Burulma etkisindeki taşıyıcı sistem plastik
şekildeğiştirme neredeyse hiç yapamamaktadır.
24
Dolgu duvarların yapı rijitliğini ve yapı mukavemetini arttırdığı bilinmektedir.
Özellikle ülkemizde mağaza, restoran, banka gibi ticari faaliyetlere geniş alanlar
sağlayabilmek için zemin katta dolgu duvarların kaldırılması veya hiç
uygulanmaması, zemin kat yüksekliğinin üst katlara göre daha fazla olması
durumları yapının deprem davranışında yumuşak kat ve zayıf kat
düzensizliklerinin ortaya çıkmasına neden olabilmektedir (Tezcan vd. 2007).
Kat yüksekliği boyunca devam eden dolgu duvar sisteminde boşluk bırakılması
bant pencere gibi, boşta kalan kısmın kısa bir kolon gibi davranması ve
tasarlanandan daha fazla kesme kuvveti alması durumunu ortaya
çıkarabilmektedir (Sayın,2003).
3.5. BESAM ve DELOP Programlarının Tanıtılması
Çalışma kapsamında betonarme binaların performans seviyesinin
belirlenmesinde, Betonarme Elemanlarda Sargı ve Modelleme programı
(BESAM) ve Doğrusal Elastik Olmayan Değerlendirme Programı(DELOP)
kullanılmıştır. Bu programlar, Tübitak 111M119 araştırma projesi kapsamında
DBYBHY (2007) esaslarına göre oluşturulmuştur. Ancak birbiriyle ve SAP 2000
programıyla koordineli olarak kullanılması gerekmektedir. Doğrusal Elastik
Olmayan Yöntem (DEOHY) ile yapılacak çözümlemelerde BESAM programının
sağladığı kolaylıklar aşağıda verilmiştir (Demir vd. 2014).
- Doğrusal elastik olmayan çözümleme için öncelikle binanın taşıyıcı
sistem elemanlarında plastik mafsal tanımlamalarının yapılması gerekir.
Bu yazılım ile elemanlara ait kesit ve malzeme özellikleri, donatı çapı ve
düzeni tanımlandıktan sonra program çalıştırılarak, SAP2000
programında açılmak üzere mafsalların tanıtıldığı s2k uzantılı bir dosya
hazırlanabilmektedir.
- Doğrusal elastik olmayan yöntemde, elemanın hasar seviyesine şekil
değiştirme değerinin yönetmelikte verilen sınır değerleriyle
kıyaslanması sonucunda karar verilmektedir. Dolayısıyla hasarın
belirlenebilmesi için sınır değerlerin bilinmesi önem arz etmektedir.
25
Mevcut programların büyük bir kısmında, DBYBHY 2007’de verilen
sınırlamalar bulunmamaktadır veya bu sınırlamaların düzenlenmesi
gerekmektedir. BESAM programında bu sınırlamalar düzenlenerek
plastik mafsal tanımında gerekli tüm bilgiler SAP2000 programının
kullanabileceği şekilde elde edilebilmektedir.
- Binaya ait kapasite eğrisinin SAP2000 programı ile elde edilmesinden
sonra, depremin binada yerdeğiştirme isteminin belirlenmesi gerekir.
Bunun için öncelikle kapasite eğrisinin koordinatları “modal
yerdeğiştirme – modal ivme” koordinatlarına dönüştürülmeli ve modal
kapasite diyagramı elde edilmelidir. Tüm bu işlemler, gerekli verilerin
programa tanımlanması ile DBYBHY 2007’ye uygun olarak
hesaplanabilmektedir. Tepe yerdeğiştirme istemi sonuçları program
tarafından txt veya xls formatında kullanıcıya sunulmaktadır.
- Mander sargılı beton modelini kullanabilen bir programdır.
DELOP programı, BESAM ve SAP2000 programlarında koordineli olarak yapılan
doğrusal elastik olmayan performans analizinin tamamlayıcısı olarak bina
performans sonucunu belirleyen bir Excel programıdır. Performans analizi
tamamlandıktan sonra elde edilen kiriş kolon kesit tesirleri elemanların
kapasiteleri, yatay deprem kuvveti uygulandıktan sonra eleman hasar değerleri
programa girildikten sonra bina performansı DBYBHY (2007) esaslarına göre
program tarafından hesaplanmaktadır.
3.6. BESAM Programıyla Oluşturulan Plastik Mafsallarla Basit Bir
Uygulama Örneği
Binaların deprem güvenliğinin belirlenebilmesi için kolon ve kiriş gibi taşıyıcı
elemanlara plastik mafsalların uygun şekilde tanımlanması gerekmektedir.
Çalışma kapsamında plastik mafsallar BESAM programı yardımıyla
oluşturulmuştur.
26
Bina modelleri oluşturulmadan önce kolon ve kiriş elemanlara ait tanımlanan
mafsal modelinin uygunluğunu incelemek amacıyla literatürde bulunan bir
örnek çalışılmıştır. Celep, (2008)’e ait; iki katlı ve iki açıklıklı çerçeve modelin
bütün kolon ve kiriş kesitleri aynı olup boyutları donatıları ile Şekil 3.8’te
verilmiştir. Kirişlerde düşey yük olarak G+Q yüklemesine karşı gelen 60
kN/m’lik düzgün yayılı yükün bulunduğu kabul edilmiştir.
Şekil 3.8. Betonarme çerçeve kolon-kiriş kesiti, donatı yerleşimi ve malzeme
özellikleri (Celep,2008)
Betonarme düzlem çerçevenin, malzeme ve kesit özelliklerinin tanımlamasıyla
BESAM programında oluşturulan plastik mafsallar SAP2000 programına
aktarılarak sistemin statik itme analizi yatay yüklerin F2=2F1 kabullüyle
yapılmıştır. Statik itme analizi sonucunda elde edilen kapasite eğrisi
sonuçlarının literatürdeki sonuçlarla kıyaslanması Şekil 3.9’da verilmiştir.
Şekil 3.9. Betonarme çerçeve örneği statik itme eğrileri
0
50
100
150
200
250
300
350
0 20 40 60 80 100 120
YapılanÇalışma
Celep(2008)
Yatay yerdeğiştirme(mm)
Yat
ay y
ük
(K
N)
27
3.7. Dolgu Duvarların Modellenmesi
Dolgu duvarların yapı davranışına katkısını dikkate almak için literatürde
geliştirilmiş ve kabul görmüş farklı yöntemler mevcuttur. Bu metotlar arasında
hesap kolaylığı açısından en çok tercih edilen yöntem, dolgu duvarların
diyagonal basınç çubuklarıyla modellenmesidir (Şekil 3.10). Sayın (2003)’e
göre; basınç çubuğu yönteminin temelleri; Polyakov’un çeşitli yıllarda (1952,
1957, 1960) yaptığı dolgulu çerçevelerin yük altındaki davranışlarını anlamaya
yönelik çalışmalarla atılmıştır. Literatürde birçok yazarımıza ve yine Sayın
(2003)’e göre; Smith ve Carter (1969) çerçevelerin yanal mukavemet ve
rijitliklerinin hesaplanabilmesi için basınç çubuğu metodunu önermişler ve
diyagonal çubuğun etkili genişliği, dolgu mukavemeti gibi parametrelerle ilgili
grafikler üretmişlerdir. Karaduman (1998)’e göre; Mainstone (1974) bu
formüllerin geliştirilmesinde katkıda bulunmuştur.
Şekil 3.10. Dolgu duvar eşdeğer diyagonal basınç çubuğu modeli
Dolgu duvarların modellenmesiyle ilgili literatürde bulunan birçok çalışma,
eşdeğer diyagonal basınç çubuğu modelinin güvenilirliğini doğrulamıştır. Bu
yöntemde dolgu duvarlar çapraz çubuk olarak temsil edilirler. Artan yatay
deprem kuvvetleri etkisiyle çerçeve ve dolgu duvar arasında azalan temas
basınca çalışan köşelerle sınırlı kalır. Bu sebeple dolgu duvarlar yatay kuvvetin
etkidiği köşe ile karşı çapraz köşeyi birleştiren bir çubuk eleman olarak temsil
edilir. Dolgu duvar malzeme özellikleri ve kalınlığı eşdeğer çubuğa tanımlanır.
Malzeme dayanımı ve çubuk genişliği çerçeve davranışında doğrudan etkilidir.
28
Amerikan deprem ön standardı FEMA 356 (2000)‘da önerilen dolgu duvar
hesap yöntemi, DBYBHY (2007) de dahil olmuştur. DBYBHY 2007’de dolgu
duvarın diyagonal basınç genişliği hesabı Denklem (3.13)’deki gibi
tanımlanmıştır.
aduvar = 0,175 ( λduvar hk)-0,4 rduvar (3.13)
duvar = (𝐸𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 𝑡𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 sin2θ
4𝐸𝑐 𝐼𝑘 ℎ𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟)
𝟏
𝟒 (3.14)
Burada (aduvar) eşdeğer basınç çubuğu genişliğini, (hk) kolon boyunu, (rduvar)
dolgu duvarı köşegen uzunluğunu, (duvar) eşdeğer basınç çubuğu katsayısı,
(Eduvar) dolgu duvarın elastisite modülünü, (Ec) betonun elastisite modülünü,
(tduvar) duvarın kalınlığını, (hduvar) duvarın yüksekliğini, (Ik) kolonun atalet
momentini ve () dolgu duvar köşegeninin yatay ile olan açısını temsil
etmektedir. DBYBHY 2007’e göre, köşegen basınç çubuk elemanının eksenel
rijitliği (kduvar), Denklem (3.15)’ de; dolgu duvarın elastik eksenel yük taşıma
kapasitesi (Nduvar), Denklem (3.16)’ de; dolgu duvar eksenel yük kısalması
(duvar), Denklem (3.17)’ de verilmiştir.
kduvar = 𝑎𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 𝑡𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 𝐸𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟
𝑟𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 (3.15)
Nduvar = fduvar Aduvar (3.16)
duvar = 𝑁𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 𝑟𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟
𝐸𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 𝐴𝑑𝑢𝑣𝑎𝑟 (3.17)
Burada (Aduvar), dolgu duvarın yatay kesit alanı; (fduvar) duvarın basınç
dayanımıdır. DBYBHY 2007’de farklı tuğla türlerinden üretilen dolgu duvarlar
için (Eduvar), (fduvar) ve kayma dayanımı (duvar ) değerleri (Çizelge 3.3).
Çizelge 3.3. Farklı tuğla türü malzemelerle üretilen dolgu duvar özellikleri
Tuğla türü EduvarMPa fduvarMPa duvarMpa
Boşluklu fabrika tuğlası 1000 1.0 0.15
Harman 1000 2.0 0.25
Gazbeton blok 1000 1.5 0.20
29
Dolgu duvar modellenirken basınç çubuğunun her iki ucu mafsallı olarak
tanımlanmalıdır (Şekil 3.11).
Şekil 3.11. iki ucu mafsallı basınç çubuğu modeli (Beklen, 2009)
İki ucu mafsallanan eşdeğer diyagonal basınç çubuğu elemanlarının
modellendiği betonarme çerçeve üzerinde statik itme analizi yapmadan önce
dolgu duvara eksenel yük plastik mafsalı tanımlanıp, atanmıştır. Dolgu duvara
tanımlanan eksenel yük mafsalının geçerliliğinin incelenmesi için literatürdeki
iki farklı çalışmadan (Akyürek, 2014; Choubey, 1990) yararlanılmıştır.
Bu çalışmalardan biri Akyürek (2014) tarafından dolgu duvar mafsalının
tanımlanmasında kullanılan ve deneyleri Koca vd. (2013) tarafından yapılan tek
katlı tek açıklıklı betonarme çerçevedir. Kesit ve boyut özellikleri Şekil 3.12’de
verilen betonarme çerçevenin modellemesi SAP 2000 programı yardımıyla
yapılarak sonuçlar kıyaslanmıştır.
Şekil 3.12. Üretilen numuneye ait donatı şeması Akyürek (2014)
30
Çerçeve numunesinde kolon ve kiriş elemanlarına ait plastik mafsallar için
BESAM programı kullanılarak atanmıştır. Dolgu duvar mafsalı ise elastik
eksenel taşıma kapasitesi Denklem (3.16) ve elastik eksenel kısalma kapasitesi
ve Denklem (3.17) verilen formüller yardımıyla Şekil 3.13’de verildiği gibi
tanımlanmıştır.
Şekil 3.13. Tanımlanan dolgu duvar eksenel yük mafsalı
Boş ve tam dolu dolgu duvarlı çerçeveye ait oluşturulan SAP 2000 modelleri
statik itme analizi ile çözümlenmiş ve kapasite eğrileri elde edilmiştir. Elde
edilen kapasite eğrisi literatürdeki değerlerle boş çerçeve için Şekil 3.14’de, tam
dolu dolgu duvarlı çerçeve için Şekil 3.15’de kıyaslanmıştır.
Şekil 3.14. Dolgu duvarsız çerçeve için kapasite eğrilerinin kıyaslanması
0
10
20
30
40
50
60
70
0 2 4 6
Ek
sen
el y
ük
(k
N)
Elastik eksenel kısalma (mm)
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100
Yat
ay y
ük
(k
N)
Yatay yerdeğiştirme (mm)
Koca vd.2013 Akyürek2014Yapılançalışma
31
Şekil 3.15. Tam dolu dolgu duvarlı çerçeve için kapasite eğrilerinin kıyaslanması
Dolgu duvara tanımlanan eksenel yük mafsalının geçerliliğinin incelenmesi için
seçilen ikinci model, Sivri (2003) tarafından da kullanılan Choubey (1990)
tarafından yapılan deneysel çalışmada üretilen çerçeve modelidir (Şekil 3.16).
Bahsedilen tek katlı tek açıklıklı dolgu duvarlı örneğe ait mekanik özellikler
(Çizelge 3.4)’te verilmiştir.
Şekil 3.16. Tek katlı tek açıklıklı dolgu duvarlı çerçeve (Choubey, 1990)
Çizelge 3.4. Dolgu duvarlı çerçeve malzeme özellikleri (Choubey, 1990)
Malzeme Özellikleri
Çubuk Eleman Dolgu Eleman
Ec= 10.0 KN/mm2 Ed= 0.7 KN/mm2
Poisson oranı, 0.2
fck=40.0 N/mm2 fd=4.5 N/mm2
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Yata
y yü
k (
kN
)
Yatay yerdeğiştirme (mm)
Koca vd.2013 Akyürek2014 Yapılançalışma
32
Tek katlı tek açıklıklı düzlem çerçeve modeline ait kolon ve kiriş mafsalları, bu
çalışmada BESAM programında plastik mafsal oluşturulup sisteme atanarak
modellenmiştir. Dolgu duvar mafsalı ise Denklem (3.13) ve Denklem (3.14)
verilen formüller yardımıyla tanımlanmıştır. Yapılan çözümlemeler sonucunda
elde edilen kapasite eğrisi deney sonuçları ile kıyaslanmıştır (Şekil 3.17).
Modellenen çerçevede oluşan plastik mafsallar Şekil 3.18’te verilmiştir.
Şekil 3.17. Dolgu duvarlı düzlem çerçeve örneği statik itme eğrilerinin
kıyaslanması
Şekil 3.18. Dolgu duvarlı düzlem çerçeve mafsallaşma mekanizması
020406080
100120140160180200
0 20 40 60 80
Choubey, 1990
Yapılan çalışma
Yerdeğiştirme (mm)
Yat
ay y
ük
(K
N)
33
3.8. Betonarme Model Binaların Tanıtılması
Dolgu duvarların, konut türü betonarme binalarda, deprem performansına
etkilerinin incelenmesi kapsamında; ilk iki değişken kat yükseklikleri ve kat
açıklıkları olarak seçilmiştir. Bu bağlamda; 5, 4, 3 ve 2 katlı olmak üzere her bir
kat yüksekliği için ayrıca açıklık sayıları 5×5, 4×4, 3×3 ve 2×2 olarak toplamda
16 farklı bina model grubu oluşturulmuştur. Modellere ait kalıp planları Şekil
3.19, Şekil 3.20, Şekil 3.21 ve Şekil 3.22’de verilmiştir. Model binaların kat
yüksekliği 3m, çerçeve açıklıkları ise 4m olarak seçilmiştir.
Şekil 3.19. İki açıklıklı model binalara ait kalıp planı
Şekil 3.20. Üç açıklıklı model binalara ait kalıp planı
34
Şekil 3.21. Dört açıklıklı model binalara ait kalıp planı
Şekil 3.22. Beş açıklıklı model binalara ait kalıp planı
35
Çalışmadaki üçüncü ve dördüncü değişkenler model binaların dolgu duvarlı
olup olmadığı ve yapının CG ve GÖ/GD performans düzeyleridir, tasarım akışı
şematik olarak Şekil 3.23’de açıklanmaktadır.
Şekil 3.23. Model binaların tasarım akış şeması
Başlangıçta bahsedilen 16 farklı her bir model grubu için; yapılan performans
analizleri sonucunda yapının dolgu duvarsız haliyle can güvenliği performans
seviyesini sağladığı ve sonra göçme durumu performans düzeyine (bazı hallerde
göçme öncesi performans düzeyine) ulaştırılan model binalara dolgu duvarları
eklenerek, tekrardan performans analizi yapılmıştır. Böylelikle bu çalışma
kapsamında sunulan 48 ayrı statik itme ve performans analizi sonucuna
ulaşılmıştır. Tüm çalışma boyunca istenen performans düzeylerine ulaşmak için
sunulanların dışında birçok analiz yapılmıştır. Analizi yapılan her bir model
binanın farklı kesitlere sahip her bir elemanı için BESAM programıyla ayrı ayrı
plastik mafsallar oluşturulmuş, SAP2000 programına aktarılarak statik itme
analizleri yapılmıştır. Statik itme analizi öncesinde taşıyıcı sistem elemanların
çatlamış kesit rijitlikleri hesaplanıp kontrol edilmiştir. Yine aynı şekilde tüm
dolgu duvar elemanları için genişlik, eksenel rijitliği, yük taşıma kapasitesi,
ModelN• N sıra numaralı dolgu duvarsız mevcut bina modeli.
ModelNCG
• N sıra numaralı dolgu duvarsız ModelN'e performans analizi yapılarak Can Güvenliği performans düzeyini sağlanmış halidir.
ModelNGD
• N sıra numaralı dolgu duvarsız ModelNCG'nin kolon kesit değerleri küçültülüp performans analizi yapılarak Göçme Durumu/Göçme Öncesi performans seviyesine dönüştürülmüş halidir.
ModelNDu
• Göçme durumundaki ModelNGD 'ye tüm açıklıklarına boşluksuz bir şekilde dolgu duvarları eklenerek yeniden modellenmiş halidir. Performans analizi sonunda dolgu duvarlı ModelNDu'nun Can Güvenliği performans düzeyine ulaşması beklenir.
36
eksenel kısalmaları hesaplanarak eksenel mafsalları tanımlanmıştır. Farklı kat
yükseklikleri için dolgu duvar yerleşimleri Şekil 3.24’te verilmiştir.
Şekil 3.24. Farklı kat yükseklikleri için dolgu duvar yerleşimleri
İki ucu mafsallı dolgu duvarları eşdeğer diyagonal basınç çubuğu yöntemi ile
modellenmiştir. Dolgu malzemesi olarak tuğla seçilmiş, çerçeveye dolgu
modellenirken kapı ve pencere boşlukları ihmal edilmiştir. Dolgu duvarların
modellemesinde kullanılan malzeme özellikleri Çizelge 3.5’de verilmiştir.
Çizelge 3.5. Tuğla malzeme özellikleri
Tuğla türü Eduvar
(MPa)
fduvar
(MPa)
duvar
(MPa)
Boşluklu
fabrika tuğlası 1000 2.5 0.15
Duvarın basınç dayanımı (fduvar), elastisite modülü (Eduvar), kayma dayanımı
(duvar) değerleridir.
37
Model binaların mevcut beton dayanımı 20 MPa, donatı dayanımı 420 MPa
olarak dikkate alınmıştır. Kolon ve kiriş elemanların sargı donatısı Ø8/100
olarak seçilmiştir. Kiriş elemana ait kesit özellikleri tüm modeller için ortak olup
Çizelge 3.6’de verilmiştir.
Çizelge 3.6. Kiriş detayı ve kesit bilgileri
Kesit boyutları
b (mm) 250
h (mm) 600
d' (mm) 40
Kiriş boyu L (m) 4
Sargılama durumu Ø8/100
Analizler boyunca tasarlanan tüm kolon elemanlara ait donatı yerleşim
detayları ve kesit bilgileri Çizelge 3.7’de verilmiştir.
Çizelge 3.7. Kolon elemanlara ait donatı yerleşim detayları ve kesit bilgileri
Kolon detayları ve kesit özellikleri
430x430
Tüm kolonlar için
Kare kesit boyutları b (mm) =h (mm)
d' (mm) 40
Sargı donatısı Ø8/100
Kolon boyu H (m) 3
410x410
390x390
350x350
310x310
400x400
370x370
330x330
300x300
38
Model binalar, dolgu duvar yerleşimleri simetrik tasarlanmıştır. Her bir kat
seviyesinde rijit diyafram kabulü yapılmıştır. Kat yükseklikleri ve açıklıklarına
göre modellerin tanıtılması Çizelge 3.8’te verilmiştir.
Çizelge 3.8. Model binaların tanıtılması
Model Numarası
Kat Yüksekliği
(m)
Açıklık Sayısı
Model1 2 2x2
Model2 2 3x3
Model3 2 4x4
Model4 2 5x5
Model5 3 2x2
Model6 3 3x3
Model7 3 4x4
Model8 3 5x5
Model9 4 2x2
Model10 4 3x3
Model11 4 4x4
Model12 4 5x5
Model13 5 2x2
Model14 5 3x3
Model15 5 4x4
Model16 5 5x5
Oluşturulan her bir model için yine BESAM programında hedef yerdeğiştirme
istemleri hesaplanarak, SAP2000 programı yardımıyla yapılan hedef
performans analizi sonucu elde edilen kesit tesirleri ve kesit kapasiteleri ile
DELOP programında performans seviyeleri belirlenmiştir.
39
4. ARAŞTIRMA BULGULARI
Betonarme binalardaki dolgu duvarların deprem davranışına etkileri incelemek
amacıyla yapılan analizler sonucunda elde edilen mevcut model binaların birinci
mod titreşim periyotları, hedef yerdeğiştirme istemleri, hedef yerdeğiştirme
istemlerinin bina yüksekliklerine (H) oranları, belirlenen performans seviyeleri
Çizelge 4.1’de verilmiştir.
Çizelge 4.1. Model binaların performans analiz sonuçları
Model Kolon
Boyut
(cm)
T1
(sn)
H
(mm)
Hedef
Yerdeğiş.
Hedef
Yerdeğiş./H
Perf.
Seviyesi
Model1CG 37x37 0.21 6000 44 0.007 CG
Model1GD 30x30 0.28 6000 66 0.011 GÖ
Model1Du 30x30 0.20 6000 30 0.005 CG
Model2CG 35x35 0.24 6000 54 0.009 CG
Model2GD 30x30 0.31 6000 72 0.012 GÖ
Model2Du 30x30 0.22 6000 33 0.005 CG
Model3CG 37x37 0.23 6000 52 0.009 CG
Model3GD 35x35 0.25 6000 58 0.010 GD
Model3Du 35x35 0.19 6000 29 0.005 CG
Model4CG 37x37 0.24 6000 53 0.009 CG
Model4GD 35x35 0.26 6000 59 0.010 GD
Model4Du 35x35 0.08 6000 100 0.017 HK
Model5CG 40x40 0.42 9000 107 0.012 CG
Model5GD 35x35 0.50 9000 130 0.014 GÖ
Model5Du 35x35 0.39 9000 76 0.008 CG
Model6CG 40x40 0.30 9000 78 0.009 CG
Model6GD 33x33 0.39 9000 103 0.011 GÖ
Model6Du 33x33 0.29 9000 58 0.006 CG
Model7CG 40x40 0.31 9000 80 0.009 CG
Model7GD 33x33 0.41 9000 108 0.012 GÖ
Model7Du 33x33 0.30 9000 60 0.007 GÖ
40
Çizelge 4.1. Model binaların performans analiz sonuçları (devam)
Model Kolon
Boyut
(cm)
T1
(sn)
H
(mm)
Hedef
Yerdeğiş.
Hedef
Yerdeğiş./H
Perf.
Seviyesi
Model8CG 40x40 0.32 9000 82 0.009 CG
Model8GD 39x39 0.33 9000 85 0.009 GD
Model8Du 39x39 0.26 9000 54 0.006 CG
Model9CG 35x35 0.46 12000 125 0.010 CG
Model9GD 33x33 0.50 12000 137 0.011 GD
Model9Du 33x33 0.38 12000 88 0.007 CG
Model10CG 35x35 0.49 12000 133 0.011 CG
Model10GD 30x30 0.61 12000 168 0.014 GD
Model10Du 30x30 0.42 12000 100 0.008 GD
Model11CG 40x40 0.42 12000 115 0.010 CG
Model11GD 37x37 0.47 12000 126 0.011 GD
Model11Du 37x37 0.36 12000 83 0.007 CG
Model12CG 40x40 0.43 12000 118 0.010 CG
Model12GD 37x37 0.47 12000 128 0.011 GD
Model12Du 37x37 0.36 12000 82 0.007 CG
Model13CG 35x35 0.63 15000 177 0.012 CG
Model13GD 30x30 0.68 15000 195 0.013 GÖ
Model13Du 30x30 0.52 15000 133 0.009 GD
Model14CG 35x35 0.63 15000 177 0.012 CG
Model14GD 31x31 0.74 15000 211 0.014 GÖ
Model14Du 31x31 0.52 15000 133 0.009 GD
Model15CG 43x43 0.50 15000 141 0.009 CG
Model15GD 37x37 0.60 15000 168 0.011 GD
Model15Du 37x37 0.46 15000 119 0.008 CG
Model16CG 43x43 0.51 15000 141 0.009 CG
Model16GD 41x41 0.53 15000 148 0.010 GD
Model16Du 41x41 0.34 15000 87 0.006 CG
41
Binaların deprem davranışları incelenirken performansları hakkında ipucu
veren en önemli dinamik özellik, çok serbestlik dereceli sistemin en büyük
periyodu olan birinci mod titreşimidir. Bu sebepten yapılan analizlerin
sonucunda incelenen bina modelleri; dolgu duvarsız can güvenliğini sağlayan ve
göçme durumundaki hallerinin ve dolgu duvarı eklenerek performansları
değişen modellerin ilk önce birinci titreşim periyotlarının bir kıyaslaması
yapılmıştır (Şekil 4.1).
Şekil 4.1. Model binaların birinci titreşim periyot dağılımı
Bina modellerin birinci titreşim periyotlarının kıyaslamaları grafiği (Şekil 4.1)
incelendiğinde en büyük periyotlu model binaların dolgu duvarsız modellerin
göçme durumundaki (ModelNGD) halleri olduğu, ardından yine dolgu duvarsız
fakat can güvenliğini sağlayan modellerin (ModelNCG) periyot değerlerinin
geldiği, ve kıyaslamada en küçük periyot değerine sahip modellerin performans
düzeyine bakılmaksızın dolgu duvarlı modeller (ModelNDu) olduğu gözlenmiştir.
Çizelge 4.1’de incelenecek olursa göçme durumundaki dolgu duvarsız modellere
dolgu duvarları eklenerek yeniden modal analizi yapılan dolgu duvarlı
modellerin, yapı titreşim periyot büyüklüklerinin azaldığı görülmüştür. Bu
durumda dolgu duvarların yapının birinci titreşim periyot değerini azalttığı
sonucuna ulaşılmaktadır.
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0 5 10 15 20
T1
(sn
)
Model Numarası
ModelN CG
ModelN GD
ModelN Du
42
Analiz sonuçlarına göre yapı periyodunun azalmasıyla birilikte hedef
yerdeğiştirme istemlerinin de azaldığı sonucu gözlemlenmiştir (Çizelge 4.1). Bu
durumda yapı periyotları ile hedef yerdeğiştirme istemleri arasındaki orantısal
bağlantı araştırılmıştır. Şekil 4.2’de elde edilen periyot ve hedef yerdeğiştirme
ilişkisi görülmektedir.
Şekil 4.2. Periyot ve hedef yerdeğiştirme ilişkisi
Tüm modellerin periyot ve hedef yerdeğiştirme istemlerinin kıyaslanması
grafiğinden (Şekil 4.2), elde edilen sonuç yapılardaki periyot değişimiyle hedef
yerdeğiştirme istem değerlerinin doğru orantılı olduğudur. O halde yapı
periyodu azaldığında yapının hedef yerdeğiştirme istemi de azalacaktır.
Farklı performans düzeylerine sahip mevcut modellerin hedef yerdeğiştirme
istemlerine ayrıca bakıldığında Şekil 4.1’dekine benzer bir dağılım gösterdiği
görülmektedir. Model binaların hedef yerdeğiştirme istemlerinin dağılımı
incelendiğinde periyot büyüklüklerinde olduğu gibi; dolgu duvarsız göçme
durumundaki modellerin en büyük hedef yerdeğiştirme istemlerine sahip
olduğu, can güvenliği performans seviyesine ulaşıncaya kadar azaldığı ve en
düşük hedef yerdeğiştirme istemlerinin dolgu duvarlı modeller de ortaya çıktığı
olduğu grafikten görülmektedir (Şekil 4.3).
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0 100 200 300
Pe
riy
ot
Hedef yerdeğiştirme
ModelN CG
ModelN GD
ModelN Du
43
Şekil 4.3. Model binaların hedef yerdeğiştirme dağılımı
Bina yüksekliği arttıkça yapı periyodunun da arttığı, dolgu duvarların ise model
binaların doğal periyotlarını düşürdüğü bilinmektedir (Çizelge 4.1). Bu
bağlamda model binaların hedef yerdeğiştirmelerinin bina yükseklikleriyle
orantısının dağılımı araştırılmıştır, (Şekil 4.4).
Şekil 4.4. Model binaların hedef yerdeğiştirme/bina yüksekliği orantısal dağılımı
Model binaların hedef yerdeğiştirmelerinin bina yüksekliklerine oranları ve
dağılımı (Şekil 4.4.) incelendiğinde; bina yüksekliği arttıkça hedef
yerdeğiştirmeler de arttığından orantısal olarak doğrusala yaklaşık bir dağılım
izlenmektedir.
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20
He
de
f y
erd
eğ
işti
rme
Model Numarası
ModelN CG
ModelN GD
ModelN Du
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
0.016
0.018
0 5 10 15 20
He
de
f y
erd
eğ
işti
rme
/H
Model Numarası
ModelN CG
ModelN GD
ModelN Du
44
Grafik Şekil 4.4’teki dağılıma dikkat edilirse dolgu duvarsız modeller (ModelNGD
ve ModelNCG) hedef yerdeğiştirmenin yüksekliğe oranı daha yüksek olarak elde
edilirken, dolgu duvarlı modeller (ModelNDu) daha düşük oranlarda kalmaktadır.
Dolgu duvarlı (ModelNDu) modellerin, göçme durumundaki (ModelNGD)
modellerle aynı kolon kesit boyutlarıyla tasarlandığı hatırlanırsa, dolgu duvarlı
modellerin kolon boyutları arttırıldığında dolgu duvarsız modeller ile duvarlı
modeller arasındaki dayanım farkının daha da artacağı düşünülmektedir.
Binaların deprem davranışında yapı ağırlığı (W) ve bu ağırlığın yapı
yüksekliğince (H) dağılımı, yapı elemanlarının plandaki rijitliklerinin dağılımı
dinamik davranışı etkiler. Yatay deprem kuvvetleri yapıya ağırlığı oranında
etkir. Rijitliği az olan yapı elemanlarında hasarlar büyük olur. Dolgu duvarları
yapı rijitliğini arttırırlar.
Yatay deprem yüklerinden oluşan büyük kesit zorlarından en çok etkilenen
kolon-kiriş birleşim bölgeleridir, deprem hasarları en çok bu bölgelerde
oluşmaktadır. Kolon kiriş birleşim bölgelerinde dayanım ve rijitlik kaybı
önlendiği oranda, yapıdaki yatay yerdeğiştirmeler ve çökmeler önlenmiş olur.
Bu çalışmada sabit moment altında kolon kiriş birleşim bölgelerindeki
dönmeleri arttırmak için kolonlara PM2M3 kirişlere M3 plastik mafsalları
atanmıştır. Böylelikle yapıların rijit davranması fakat düğüm noktalarında
sünekliğin sağlanması beklenmektedir.
Yatay deprem kuvvet etkileri altında kirişlerdeki şekildeğiştirme eğilme
dayanımı olarak beklenir. Yapıya etkiyen deprem doğrultusundaki eşdeğer
deprem yüklerinin toplamı taban kesme kuvvetini (Vx), bu depremin her
etkisinde en üst katta hesaplanan tepe yerdeğiştirmesi (ux1), ile birlikte yapının
kapasite eğrisini oluştururlar.
45
Çalışmadaki modellerin statik itme analizi ile çözümlenmesi sonucunda elde
edilen kapasite eğrileri, (x;y) eksenlerine göre sırasıyla: (ux1/H); x deprem
doğrultusundaki birinci mod tepe yerdeğiştirmesinin bina yüksekliğine oranı,
(Vx/W); taban kesme kuvvetinin yapı ağırlığına oranı olarak değerlendirilmiştir.
Statik itme analizleri yapılırken, döşemelerde rijit diyafram kabulü yapılmıştır.
Döşemeler rijittir. Yapının zemine olan bağlantısı, ankastre, rijittir. Her kat için
yapı rijitlik merkezi ve kütle merkezleri aynı noktada ortaya çıkmaktadır. Tüm
modeller simetriktir, kolon kesitleri karedir.
Verilen kapasite eğrileri incelendiğinde; dolgu duvarların deprem yükleri
altında yapı dayanımına etkisini net bir şekilde görmek amacıyla hiç boşluksuz
ve tüm açıklıklara konumlandırılmasıyla, dolgu duvarların yapı kapasitesini
epeyce arttırdığı görülmektedir. Tüm modellerin kapasite eğrileri sırasıyla Şekil
4.5’ten Şekil 4.20’ye kadar verilmektedir.
Şekil 4.5’te kapasite eğrileri verilen; Model1, iki katlı iki açıklıklı yapı modelini
temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model1CG için 37x37, Model1GÖ ve
Model1Du için ise 30x30 olarak seçilmiştir. Model1Du, performans analizinde can
güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.5. Model1 kapasite eğrileri
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model1 CG
Model1 GD
Model1 Du
46
Şekil 4.6’da kapasite eğrileri verilen; Model2, iki katlı üç açıklıklı yapı modelini
temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model2CG için 35x35, Model2GÖ ve
Model2Du için ise 30x30 olarak seçilmiştir. Model2Du, performans analizinde can
güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.6. Model2 kapasite eğrileri
Şekil 4.7’de kapasite eğrileri verilen; Model3, iki katlı dört açıklıklı yapı modelini
temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model3CG için 37x37, Model3GD ve
Model3Du için ise 30x30 olarak seçilmiştir. Model3Du, performans analizinde can
güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.7. Model3 kapasite eğrileri
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model2 CG
Model2 GD
Model2 Du
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model3 CG
Model3 GD
Model3 Du
47
Şekil 4.8’de kapasite eğrileri verilen; Model4, iki katlı beş açıklıklı yapı modelini
temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model4CG için 37x37, Model4GD ve
Model4Du için ise 35x35 olarak seçilmiştir. Model4Du, performans analizinde
hemen kullanım performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.8. Model4 kapasite eğrileri
Şekil 4.9’da kapasite eğrileri verilen; Model5, üç katlı iki açıklıklı yapı modelini
temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model5CG için 40x40, Model5GÖ ve
Model5Du için ise 35x35 olarak seçilmiştir. Model5Du, performans analizinde can
güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.9. Model5 kapasite eğrileri
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model4 CG
Model4 GD
Model4 Du
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model5 CG
Model5 GD
Model5 Du
48
Şekil 4.10’da kapasite eğrileri verilen; Model6, üç katlı üç açıklıklı yapı modelini
temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model6CG için 40x40, Model6GÖ ve
Model6Du için ise 33x33 olarak seçilmiştir. Model6Du, performans analizinde can
güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.10. Model6 kapasite eğrileri
Şekil 4.11’de kapasite eğrileri verilen; Model7, üç katlı dört açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model7CG için 40x40,
Model7GÖ ve Model7Du için ise 33x33 olarak seçilmiştir. Model7Du, performans
analizinde, göçme öncesi performans seviyesindeki model binanın tüm
açıklıklarına eklenen dolgu duvar, bina performans seviyesini değiştirmemiştir.
Şekil 4.11. Model7 kapasite eğrileri
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model6 CG
Model6 GD
Model6 Du
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model7 CGModel7 GDModel7 Du
49
Şekil 4.12’de kapasite eğrileri verilen; Model8, üç katlı beş açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model8CG için 40x40, Model8GD
ve Model8Du için ise 39x39 olarak seçilmiştir. Model8Du, performans analizinde
can güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.12. Model8 kapasite eğrileri
Şekil 4.13’de kapasite eğrileri verilen; Model9, dört katlı iki açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model9CG için 35x35, Model9GD
ve Model9Du için ise 33x33 olarak seçilmiştir. Model9Du, performans analizinde
can güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.13. Model9 kapasite eğrileri
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model8 CGModel8 GDModel8 Du
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model9 CG
Model9 GD
Model9 Du
50
Şekil 4.14’de kapasite eğrileri verilen; Model10, dört katlı üç açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model10CG için 35x35,
Model10GD ve Model10Du için ise 30x30 olarak seçilmiştir. Model10Du, performans
analizinde, tüm açıklıklara eklenen dolgu duvar göçme durumundaki model
binanın performans seviyesini değiştirmemiştir.
Şekil 4.14. Model10 kapasite eğrileri
Şekil 4.15’de kapasite eğrileri verilen; Model11, dört katlı dört açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model11CG için 40x40,
Model11GD ve Model11Du için ise 37x37 olarak seçilmiştir. Model11Du, performans
analizinde can güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.15. Model11 kapasite eğrileri
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model10 CG
Model10 GD
Model10 Du
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model11 CG
Model11 GD
Model11 Du
51
Şekil 4.16’da kapasite eğrileri verilen; Model12, dört katlı beş açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model12CG için 40x40,
Model12GD ve Model12Du için ise 37x37 olarak seçilmiştir. Model12Du, performans
analizinde can güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.16. Model12 kapasite eğrileri
Şekil 4.17’de kapasite eğrileri verilen; Model13, beş katlı iki açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model13CG için 35x35,
Model13GÖ ve Model13Du için ise 30x30 olarak seçilmiştir. Model13Du, performans
analizinde göçme öncesi performans seviyesindeki model bina, dolgu duvar
eklenmesiyle göçme durumu performans seviyesine geçmiştir.
Şekil 4.17. Model13 kapasite eğrileri
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model12 CGModel12 GDModel12 Du
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model13 CG
Model13 GD
Model13 Du
52
Şekil 4.18’de kapasite eğrileri verilen; Model14, beş katlı üç açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model14CG için 35x35,
Model14GÖ ve Model14Du için ise 31x31 olarak seçilmiştir. Model14Du, performans
analizinde göçme öncesi performans seviyesindeki model bina, dolgu duvar
eklenmesiyle göçme durumu performans seviyesine geçmiştir.
Şekil 4.18. Model14 kapasite eğrileri
Şekil 4.19’da kapasite eğrileri verilen; Model15, beş katlı dört açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model15CG için 43x43,
Model15GD ve Model15Du için ise 37x37 olarak seçilmiştir. Model11Du, performans
analizinde can güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.19. Model15 kapasite eğrileri
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model14 CG
Model14 GD
Model14 Du
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model15 CG
Model15 GD
Model15 Du
53
Şekil 4.20’de kapasite eğrileri verilen; Model16, beş katlı beş açıklıklı yapı
modelini temsil etmektedir. Kolon boyutları (cm); Model16CG için 43x43,
Model16GD ve Model16Du için ise 41x41 olarak seçilmiştir. Model16Du, performans
analizinde can güvenliği performans seviyesini sağlamıştır.
Şekil 4.20. Model16 kapasite eğrileri
Şekil 4.5’ten Şekil 4.20’ye kadar tanımlanan kapasite eğrileri incelendiğinde,
deprem doğrultusuna paralel boşluksuz dolgu duvarların sanki perde duvar gibi
deprem anında yapının ötelenmesini kısıtladığı görülmüştür. Bu nedenle model
binaların etkili kesme alanları hesaplanmıştır, Denklem (4.1).
𝐴𝑒 = 𝐴𝑐A⁄ + 0.15 𝐴𝑑
A⁄ (4.1)
Burada; (Ae) herhangi bir katta gözönüne alınan deprem doğrultusundaki etkili
kesme alanı, (Ac) kattaki kolonların toplam enkesit alanları, (Ad) gözönüne
alınan deprem doğrultusuna paralel doğrultuda çalışan dolgu duvarların enkesit
alanı, A kat alanıdır. Model binaların hesaplanan etkili kesme alanları Çizelge
4.2’de verilmiştir.
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
Vx/
W
ux1/H
Model16 CG
Model16 GD
Model16 Du
54
Çizelge 4.2. Model binaların alan parametreleri
Model A
(m2)
Ac
(m2)
Ac/A Ad (m2) Ad/A Ae
(m2)
Model1CG 64 1.23 0.019 0.00 0.00 0.019
Model1GD 64 0.81 0.013 0.00 0.00 0.013
Model1Du 64 0.81 0.013 4.80 0.075 0.0239
Model2CG 144 1.96 0.014 0.00 0.00 0.014
Model2GD 144 1.44 0.010 0.00 0.00 0.010
Model2Du 144 1.44 0.010 9.60 0.067 0.02
Model3CG 256 3.42 0.013 0.00 0.00 0.013
Model3GD 256 3.06 0.012 0.00 0.00 0.012
Model3Du 256 3.06 0.012 16.00 0.063 0.0213
Model4CG 400 4.93 0.012 0.00 0.00 0.012
Model4GD 400 4.41 0.011 0.00 0.00 0.006
Model4Du 400 4.41 0.011 24.00 0.060 0.02
Model5CG 64 1.44 0.023 0.00 0.00 0.023
Model5GD 64 1.10 0.017 0.00 0.00 0.017
Model5Du 64 1.10 0.017 4.80 0.075 0.0285
Model6CG 144 2.56 0.018 0.00 0.00 0.018
Model6GD 144 1.74 0.012 0.00 0.00 0.012
Model6Du 144 1.74 0.012 9.60 0.067 0.0221
Model7CG 256 4.00 0.016 0.00 0.00 0.016
Model7GD 256 2.72 0.011 0.00 0.00 0.011
Model7Du 256 2.72 0.011 16.00 0.063 0.02
Model8CG 400 5.76 0.014 0.00 0.00 0.014
Model8GD 400 5.48 0.014 0.00 0.00 0.014
Model8Du 400 5.48 0.014 24.00 0.060 0.0227
55
Çizelge 4.2. Model binaların alan parametreleri (devam)
Model A
(m2)
Ac
(m2)
Ac/A Ad (m2) Ad/A Ae
(m2)
Model9CG 64 1.10 0.017 0.00 0.00 0.017
Model9GD 64 0.98 0.015 0.00 0.00 0.015
Model9Du 64 0.98 0.015 4.80 0.075 0.0266
Model10CG 144 1.96 0.014 0.00 0.00 0.014
Model10GD 144 1.44 0.010 0.00 0.00 0.010
Model10Du 144 1.44 0.010 9.60 0.067 0.02
Model11CG 256 4.00 0.016 0.00 0.00 0.016
Model11GD 256 3.42 0.013 0.00 0.00 0.013
Model11Du 256 3.42 0.013 16.00 0.063 0.0227
Model12CG 400 5.76 0.014 0.00 0.00 0.014
Model12GD 400 4.93 0.012 0.00 0.00 0.012
Model12Du 400 4.93 0.012 24.00 0.060 0.0213
Model13CG 64 1.10 0.017 0.00 0.00 0.017
Model13GD 64 0.81 0.013 0.00 0.00 0.013
Model13Du 64 0.81 0.013 4.80 0.075 0.0239
Model14CG 144 1.96 0.014 0.00 0.00 0.014
Model14GD 144 1.54 0.011 0.00 0.00 0.011
Model14Du 144 1.54 0.011 9.60 0.067 0.0207
Model15CG 256 4.62 0.018 0.00 0.00 0.018
Model15GD 256 3.42 0.013 0.00 0.00 0.013
Model15Du 256 3.42 0.013 16.00 0.063 0.0227
Model16CG 400 6.66 0.017 0.00 0.00 0.017
Model16GD 400 6.05 0.015 0.00 0.00 0.015
Model16Du 400 6.05 0.015 24.00 0.060 0.0241
56
Hesaplanan etkili kesme alanlarının tüm modellerdeki dağılımını görebilmek
için toplam yapı alanına (A) oranlayarak elde edilen (Ae/A) yapı periyodu ile
ilişkisi grafikleştirilmiştir (Şekil 4.21).
Şekil 4.21. Etkili kat alanlarının toplam yapı alanına oranı ve periyot ilişkisi
Dolgu duvarlı modellerin, dolgu duvar alanlarını da etkili kesme alanına dahil
edilmesinden dolayı, dolgu duvarsızlara göre (Ae/A) değerleri daha düşük
oranlarda karşımıza çıkmaktadır (Şekil 4.21). Buradan yola çıkarak; deprem
anında dolgu duvarlı modellerin yanal kesme kuvvetlerini karşılamada etkili
olduğu söylenebilir.
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.000 0.005 0.010 0.015
Pe
riy
ot
Ae/A
ModelN CG
ModelN GD
ModelN Du
57
5. TARTIŞMA VE SONUÇLAR
Çalışma kapsamında, deprem kuşağında yer alan ülkemizde yaygın olarak tercih
edilen konut türü betonarme binaların deprem davranışı ve dolgu duvarların
bina performansına olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaç için, iki eksene göre
taşıyıcı sistemi simetrik seçilen beş, dört, üç ve iki katlı mevcut binalar dolgu
duvarsız ve dolgu duvarlı olarak modellenmiştir. Toplamda on altı bina grup
modellerin doğrusal elastik olmayan yöntem ile performans analizi yapılmıştır.
Dolgu duvarsız model binaların can güvenliği performans seviyesini sağlayan
kolon kesit boyutları küçültülerek göçme öncesi veya göçme durumu
performans seviyesine ulaşmaları sağlanmıştır. Göçme durumundaki dolgu
duvarsız model binalara, aynı kolon kesit boyutları kullanılarak dolgu duvar
eklenmiş ve tekrar analizi yapılarak, bina performans değişimleri gözlenmiştir.
Çalışmada öncelikle model binaların periyot değişimleri karşılaştırılmış daha
sonra BESAM programında kolon ve kiriş elemanlara ait kesit boyut ve
özellikleri tanımlanarak doğrusal elastik olmayan değerlendirme yönteminde
kullanılacak plastik mafsallar oluşturulmuştur. Plastik mafsallar SAP2000
programına tanıtılarak, model binaların statik itme analizi yapılmıştır. Dolgu
duvarlı modellere SAP2000 programında eksenel kuvvet mafsalları tanımlanıp,
duvarlar eşdeğer çapraz çubuk eleman olarak dikkate alınmıştır. Statik itme
analizi sonucunda elde edilen kapasite eğrileri, kütle ve rijitlik bilgileri BESAM
programına tanımlanarak hedef yerdeğiştirme istemi hesaplanmıştır. Statik
itme analizinde çatlamış kesit rijitlikleri dikkate alınmıştır. Hedef yerdeğiştirme
istemlerinin belirlenmesinden sonra SAP2000 programı ile istenen
yerdeğiştirme hedefine göre yapının analizi tamamlanmıştır. Analiz sonucunda
elde edilen kesit tesirleri ve kapasiteleri DELOP programında girilerek deprem
yönetmeliği (2007), koşullarına göre bina performans düzeyleri belirlenmiştir.
58
Yapılan çalışmaların sonucunda dolgu duvarların bina performansını önemli
derecede olumlu yönde değiştirdiği görülmüştür. Dolgu duvarların dikkate
alınmadığı modellerde bina performansı göçme durumunu sağlayan binanın,
dolgu duvarların hesaba katılmasıyla can güvenliği performans seviyesini
sağladığı görülmüştür. Buradaki önemli bir husus; hesaplamalarda bütün dolgu
duvarların boşluksuz olarak hesaplarda kullanılmasıdır. Mevcut binalarda ise
genellikle kapı ve pencere boşluklarının bulunduğu ve bu boşlukların önemli
mertebelerde olduğu bilinmektedir. Bu durumda özellikle duvarlardaki boşluk
oranın az olduğu durumlarda dolgu duvarların bina performansını, tam dolu
duvar kadar olmasa da, olumlu yönde etkileyeceği, duvardaki boşluk oranının
artmasıyla bu etkinin azalacağı söylenebilir. Ancak boşluklu dolgu duvarlı
çerçeve ile dolgu duvarsız çerçevelerin davranışlarının birebir aynı olmayacağı
bu nedenle burulma düzensizliği oluşturmayacak düzgün dolgu duvarlı
yerleşimine sahip sistemlerde duvar boşluk oranına bağlı olarak bahsi geçen
olumlu etkilerin ortaya çıkabileceği ifade edilebilir.
Genel olarak bu çalışma kapsamında yapılan incelemelerin sonucunda:
Dolgu duvarlı modellerin doğal periyotları duvarsız modellere göre
beklendiği gibi daha düşük değerlerde olduğu,
Bina birinci doğal periyodu ile performans düzeyini belirleyen hedef
yerdeğiştirme istemleri arasındaki ilişkinin doğru orantılı olduğu,
Hedef yerdeğiştirme istemleri ve binanın birinci temel periyodu arttıkça,
bina performansının olumsuz yönde etkilendiği,
Yapı periyodu azaldıkça beklenildiği gibi tepe yerdeğiştirme isteminin
azaldığı,
Dolgu duvarların binanın yanal ötelenme rijitliğini arttırdığı buna bağlı
olarak doğal periyotlarını azalttığı,
59
Yapı yüksekliği boyunca boşluksuz ve sürekli konumlanan dolgu
duvarların yapı ötelenmesini kısıtlayarak sanki perde duvar gibi
davrandığı ve yerdeğiştirmeleri önemli derecede azalttığı,
Taban kesme kuvvetini karşılamada dolgu duvarın önemli derecede artış
sağladığı,
Yapı yüksekliği ve açıklık sayıları birbirine yakın olan az sayıdaki bazı
modellerde dolgu duvar eklenmesiyle yatay yük taşıma kapasitesinin
arttığı ancak göçme durumundaki performans seviyelerinin bir değişme
göstermediği,
Yetersiz kolon kesitine sahip göçme durumundaki duvarsız modellere
dolgu duvar eklenmesiyle performans düzeylerinin çoğunlukla güvenli
tarafa geçtiği görülmüştür.
60
KAYNAKLAR
Akkuzu, V., 2007. Betonarme Çerçeveli Dolgu Duvarların Deprem Etkisi Altındaki Dinamik Davranışının İncelenmesi. İstanbul Teknik Ünversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 133s. İstanbul.
Akyürek, O.,2014. Betonarme Bina Performansına Dolgu Duvarların Etkisi.
Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 86s. Isparta.
Beklen, C., 2009. Binalarda Dolgu Duvar Etkisinin İncelenmesi. Çukurova
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 126s. Adana. Canbay, E., 2001. Contribution of RC Infill to the Seismic Behavior of Structural
Systems. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 162s. Ankara.
Celep, Z., Kumbasar, N., 2001. Yapı Dinamiği. Beta Dağıtım, 422s. İstanbul. Celep, Z., 2008. Betonarme Taşıyıcı Sistemlerde Doğrusal Olmayan Davranış ve
Çözümleme. Beta Dağıtım, 226s. İstanbul. Choubey, U.B., 1990. Behaviour of Infilled Frames Under Cyclic Loads, Delhi. Çağlayan, E., 2006. Betonarme Çerçevelerin Yatay Yüklere Göre Analizinde
Dolgu Duvar Etkisinin İncelenmesi. Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 47s. Manisa.
DBYBHY, 2007. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik.
Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007)
Açıklamalar ve Örnekler El Kitabı. Erişim Tarihi: 01.06.2015. http://www.ipkb.gov.tr/ismep/ElKitabi.html
Durmazgezer, E., 2013. Dolgu Duvarlı Betonarme Çerçevelerin Deprem Etkileri
Altındaki Davranışının İncelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 125s. İzmir.
Dünya Deprem Risk Haritası, GSHAP, 1999. Erişim Tarihi: 24.04.2015.
http://www.seismo.ethz.ch/static/GSHAP/ FEMA 356, 2000. PrestandardAndCommentaryfortheSeismicRehabilition of
Buildings. Preparedby ASCE for Federal Emergency, Washington D.C. Güder, S., 2012, Dolgu Duvarların Yapısal Analizlerde Göz Önüne Alınmasının
Düşey Düzensizlik ve Deprem Performansına Etkileri, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 97s. İstanbul.
61
Harpal Singh, D.K. Paul, V.V. Sastry, 1998. Inelastic Dynamic Response of Concrete Infilled Frames, 685-693.
Karaduman, A., 1998. Dolgu Duvarların Çerçevelerin Yatay Yükler Altındaki
Davranışına Etkileri. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 118s. Konya.
Karasu, T., 2011. Yumuşak Kat Düzensizliği Bulunan Betonarme Bir Yapının
Türk Deprem Yönetmeliği 2007’ye Göre Performans Analizi. Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 137s. Manisa.
Mertol, A., Mertol, H.C., 2002. Deprem Mühendisliği Depreme Dayanıklı Yapı
Tasarımı. Kozan Ofset, 644s, Ankara. Özel, H., 2007. Çok Katlı Betonarme Binaların Deprem Süresince Davranışlarının
İncelenmesi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 319s. Kayseri.
Özdoğu, O., 2006. Deprem Etkisi Altındaki Binaların Davranışına Dolgu
Duvarların Etkisi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 85s. Sakarya.
Sandıkçı, T., 2014. Bina Türü Betonarme Bir Yapıda Yumuşak Kat ve Burulma
Düzensizliği İlişkisinin İncelenmesi. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 103s. Trabzon.
Sap2000, Version 2014. IntegratedFinite Element Analysis and Design of
Structures Basic Analysis Reference Manual, Computers and Structures Inc. Berkeley, CA, USA.
Sayın, B., 2003. Mevcut Betonarme Yapıların Yeni Deprem Yönetmeliğine Göre
Projelendirilmesi ve Güçlendirme Teknikleri. İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 106s. İstanbul.
Sivri, M., 2003. Dolgulu Çerçevelerin Deprem Davranışı. Süleyman Demirel
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 75s. Isparta. Sönmez, U., 2013. Effect of Infill Wall StiffnessVariations on theBehaviour of
Reinforced Concrete Frames Under EarthquakeDemands. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 83s. İzmir.
Sucar, İ., 2008. Betonarme Yapılarda Yatay Yükler Etkisi Altında Dolgu
Duvarların Taşıyıcı Sistem Davranışına Etkisi. Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 92s. Balıkesir.
Tezcan, S., Yazıcı, A., Özdemir, Z., Erkal, A., 2007. Zayıf Kat Yumuşak Kat
Düzensizliği. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim, İstanbul, 339-350.
62
Toker, A., 2007. Betonarme Bir Yapıda Dolgu Duvar Etkisinin Doğrusal Olmayan Dinamik Hesap Yöntemiyle İncelenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 93s. İstanbul.
Topçu, A., 2014. Tarihçe: Çimento/Beton/Betonarme/Betonarme Yapılar/İnşaat
Mühendisliği. Erişim Tarihi: 16.02.2015. http://mmf2.ogu.edu.tr/atopcu
Türkiye Deprem Veri Merkezi (TDVM), 1996. Türkiye Deprem Haritası. Erişim
Tarihi: 10.06.2015. http:// tdvm.afad.gov.tr Uysal, K., 2013. Betonarme Binalarda Dolgu Duvarların Deprem Etkisi Altındaki
Davranışının İncelenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 207s. İstanbul.
Yıldırım, M., 2009. Betonarme Çerçeveli Yapılarda Dolgu Duvar Oranına Göre
Yapı Periyodunun Değişiminin Saptanması, Yıldız Teknik Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, 107s. İstanbul.
63
ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Ayşe SAYDAM Doğum Yeri ve Yılı : Yalova, 1984 Medeni Hali : Evli Yabancı Dili : İngilizce E-posta : [email protected] Eğitim Durumu Lise : ISPARTA ANADOLU Lisesi, 2002 Lisans : SDÜ, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği, 2008 : ANADOLU Üni. İktisat Fakültesi, Kamu Yönetimi, 2012 Lisansüstü Erasmus : CERGY PONTOISE Üniversitesi, 02.2011-06.2011 Mesleki Deneyim ISPARTA BELEDİYESİ İmar Müdürlüğü 2008-2009 Université de NEUVILLE Beton Lab. Asistan 2011 ERALKO İnşaat Ltd. Şti. Şantiye Şefi 2012 Küçük Esnaflar Sanayi Sitesi Şantiye Şefi YÜCESOY İnşaat Ltd. Şti. 2012-Halen GÜNEŞ İnşaat Ltd. Şti. Şantiye Şefi 2013 ARVAS İnşaat Ltd. Şti. Şantiye Şefi 2013 HATİPOĞLU İnşaat A.Ş. Şantiye Şefi 2014 DENEY Beton Laboratuvarı Denetçi 2014-2015 AYDEM Fotovoltaik Danışmanlık Mühendislik İnşaat Ltd. Şti. Şirket Müdürü 2015-Halen