çok katlı çelik yapıların modellenemesi

7/29/2019 ok katl elik yaplarn modellenemesi

1/182

UKUROVA NVERSTES

YKSEK LSANS TEZ

Mustafa TANSEL

OK KATLI ELK YAPILARIN 2007 DEPREM YNETMELNE GREANALZ VE TASARIMI

NAAT MHENDSL ANABLM DALI

ADANA, 2010


2/182

UKUROVA NVERSTESFEN BLMLER ENSTTS

OK K ATLI ELK YAPILARIN 2007 DEPREMYNETMELNE GRE ANALZ VE TASARIMI

Mustafa TANSEL

YKSEK LSANS TEZ

NAAT MHENDSL ANABLM DALI

Bu tez 12/02/2010 Tarihinde Aadaki Jri yeleri Tarafndan Oybirlii le KabulEdilmitir.

mza mza mzaYrd. Do. Dr Beytullah TEMEL Yrd. Do. Dr. A. Hamza TANR IKULU D o. Dr. S. Seren GVENDANIMAN YE YE

Bu tez E nstitmz naat Mhendislii Anabilim Dalnda hazrlanmtr.Kod No

Prof. Dr. lhami YENG L

Enstit Mdr

Not: Bu tezde ku llanlan zgn ve baka kaynaktan yaplan bildirilerin, izelge, ekil ve fotoraflarnkaynak gsterilmeden kullanm, 5846 sayl Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hkmlere tabidir.


3/182

I

Z

YKSEK LSANS TEZ

OK K ATLI ELK YAPILARIN 2007 DEPREMYNETMELNE GRE ANALZ VE TASARIMI

Mustafa TANSE L

UKUROVA NVERSTESFEN BLMLER ENSTTS

NAAT MHEND SL ANABLM DALI

Danman : Yrd. Do. Dr. Beytullah TEM ELYl : 2010, Sayfa: 159

Jri : Yrd. Do. Dr. Beytullah TEMEL: Yrd. Do. Dr. A. Hamza TANRIKULU: Do. Dr. S. Seren GVE N

Bu tezde, elik yaplarn deprem ykleri altndaki davran 2007 depremynetmeliine gre incelenmitir. Deprem yk leri Edeer Deprem Yk Ynteminegre hesaplanmtr. Depreme dayankl tasarm koullar eitli rnek yaplarzerinde analizleri yaplarak aratrlmtr. Yap analiz ve tasarmlar iin sonluelemanlar yntemine dayal, genel amal SAP2000 paket programndanyararlanlmtr. Hesaplamalardan elde edilen sonular irdelenerek kyaslamalaryaplmtr.

Anahtar Kelimeler: Deprem Ykleri, ok Katl elik Yap lar.


4/182

II

ABSTRACT

MSc THESIS

DESIGN AND ANALYSING OF MULTISTO REY STEELBUILDINGS ACCORDING TO TURK ISH SEISMIC CODE 2007

Mustafa TANSE L

DEPATMENT OF CIVIL ENGINEERING

INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCESUNIVERSITY OF CUKUROVA

Supervisor : Asst. Prof. Dr. Beytullah TEM ELYear : 2010, Page : 159

Jury : Asst. Prof. Dr. Beytullah TEM EL: Asst. Prof. Dr. A. Hamza TANR IKU LU: Assoc. Prof.Dr. S. Seren GVE N

In this thesis, the response of steel structures subjected to earthquake forces

was investigated according to Turkish Seismic De sign Code 2007. Earthquake forceswere calculated by using Equivalent Earthquake Load Method procedure. Thedesign conditions resisting earthquake forces was analyzed t hough different buildingmodels. SAP2000 structural analysis program based on finite elements method wasused for the desin and analysis of the structures. The rusults obtained from thecalculations for different three dimensional models have been compared with eachother.

Key Words: Earthquake Fo rces, Multistorey Steel Structures


5/182

III

TEEKKR

Tez almam boyunca her trl desteini esirgemeyen, verdii akademik

bilgilerle zer inde alt m tezin bu aamaya ge lmesinde byk eme i olan

danman hocam sayn Yrd. Do. Dr. Beytullah TEMELe, almalarmda verdii

tavsiyeler ve destekleri iin sayn Yrd. Do. Dr. Hakan T. TRKERe ve hayatm

boyunca madd i ma nevi desteklerini her zama n yanmda hissett iim aileme teekkr

ederim.


6/182

IV

NDEKLER

Z ............................................................................................................................ I

ABSTR ACT ............................................................................................................ II

TEEK KR ...........................................................................................................III

NDEKLE R ...................................................................................................... IV

ZE LGE LER DZN .......................................................................................... XI

EKLLER DZN .............................................................................................XIV

SMGELER VE KISALTMALAR ......................................................................XVI1. GR .................................................................................................................. 1

1.1. o k Katl elik Y aplarn Tarihesi ............................................................... 1

1.2. ok Katl Yaplarda elik Konstrksiyonun Yeri .......................................... 1

1.3. elik Yaplarn Depreme Kar Avantajlar.................................................... 2

1.4. ok Katl elik Tayc Sistemler ................................................................. 3

1.4.1. Rijit ereve Sistemler ....................................................................... 4

1.4.2. aprazl ereve Sistemler ................................................................. 41.4.3. ereveli Tp Sistemler ...................................................................... 4

1.4.4. Kafesli T p Sistemler ......................................................................... 5

1.4.5. Demet (M odler) Tp S istemler ......................................................... 5

1.4.6. Dey Kafes K irili Yaplar ................................................................ 5

1.4.7. Yatay Kafes Kirili ve Kuakl Yaplar ............................................... 6

1.4.8. Asma Sitemler .................................................................................... 6

1.4.9. Uzay Sitem ler ..................................................................................... 7

1.4.10. Omurgal S itemler ............................................................................ 7

2. N CEK ALIM ALAR .................................................................................... 8

3. DEPREM E D AYAN IKLI ELK YAPI TASARIMI .........................................10

3.1. Y ap M alzemes i Olarak elik .......................................................................10

3.2. Y ap G eomet risi ve Sreklilik .......................................................................11

3.3. S nek (Dktil) Yap......................................................................................11

3.4. 2007 Deprem Y netmeliinde ngr len elik T ayc S itemler ................13

SAYFA


7/182

V

3.4.1. Moment Aktaran ereveler ..............................................................13

3.4.2. M erkezi aprazl Perdeler .................................................................15

3.4.3. Dmerke z apraz l Perdeler ..............................................................17

4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAK

YNETM ELK .................................................................................................19

4.1. Depreme Dayankl Binalar in Hesap Kurallar ..........................................19

4.1.1. G enel lke ve Kurallar........................................................................19

4.1.1.1. Bina Tayc Sistemine likin Ge nel lkeler ........................19

4.1.1.2. Deprem Yklerine likin Genel Kurallar .............................20

4.1.2. Dzens iz B inalar ...............................................................................20

4.1.2.1. Planda Dzensizlikler D urumu .............................................20

4.1.2.2. Dey Dorultuda Dzensizlikler Durumu ...........................23

4.1.3. Elastik Deprem Yklerinin Tanmlanmas: Spektral vme Katsays ..25

4.1.3.1. Etkin Yer vmesi Katsays (Ao) ...........................................25

4.1.3.2. B ina nem Katsays (I ) .......................................................26

4.1.3.3. Spektrum Katsays ...............................................................26

4.1.3.4. ze l Tasarm vme Spektrumlar ..........................................27

4.1.4. Elastik Deprem Y klerinin Azaltlmas: Depre m Yk AzaltmaKatsays ..........................................................................................27

4.1.4.1. Tayc S istemlerin Sneklik Dzeylerine likin GenelKou llar ................................................................................28

4.1.4.2. Sneklik Dzeyi Normal Baz S istemlerde Perde KullanmZorunluluuna likin Ko ullar .............................................29

4.1.4.3. Sneklik Dzeyi Bakmndan Karma Tayc Sistemlerelikin Kou llar .....................................................................30

4.1.4.4. Kolonlar stten Mafsall Binalara likin Koullar ..............30

4.1.5. H esap Ynteminin Se ilmesi .............................................................31

4.1.5.1. Hesap Yntemleri .................................................................31

4.1.5.2. Edeer Deprem Yk Ynteminin Uygulama Snrlar ........32

4.1.6. Edeer Deprem Yk Yntemi ........................................................32

4.1.6.1. Toplam Edeer Deprem Yknn Be lirlenmesi ..................32

4.1.6.2. Katlara Etkiyen E deer D eprem Yklerinin Belirlenmesi ....33


8/182

VI

4.1.6.3. Gznne Alnacak Yer deitirme Bileenleri ve DepremYk lerinin Etkime Noktalar .................................................34

4.1.6.4. Binann B irinci Doal T itreim Periyodunun Belirlenmesi ...36

4.1.6.5. Eleman Asal Eksen Dorultularndaki Kuvvetler ..............37

4.1.7. M od Birletirme Yntemi ..................................................................38

4.1.7.1. vme Spektrumu ...................................................................38

4.1.7.2. Gznne Alnacak Dinamik Serbestlik Dereceleri ..............39

4.1.7.3. Hesaba Katlacak Y eterli Titreim M odu Says ....................39

4.1.7.4. M od Katklarnn B irletirilmesi ...........................................40

4.1.7.5. Hesaplanan Byklklere likin Altsnr Deerleri ..............41

4.1.7.6. Eleman Asal Eksen Dorultularndaki Kuvvetler ..............41

4.1.8. Zaman Tanm Alannda Hesap Yntemleri ........................................41

4.1.8.1. Yapay Deprem Yer Hareketleri ............................................42

4.1.8.2. Kaydedilmi veya Benzetirilmi Deprem Yer Hareketleri ...42

4.1.8.3. Zaman Tanm Alannda Hesap..............................................42

4.1.9. Greli Kat telemelerinin Sn rlandrlmas, kinci Mertebe Etkileri ve

Deprem Derz leri ...............................................................................434.1.9.1. Etkin G reli Kat telemelerinin Hesaplanmas ve

Snrlandrlmas ...................................................................43

4.1.9.2. k inci Mertebe E tkileri..........................................................44

4.1.9.3. Deprem Derz leri ...................................................................44

4.1.10. Yapsal kntlara, M imari Elemanlara, M ekanik ve ElektrikDonanmna Etkiyen Deprem Ykleri...............................................45

4.1.11. Bina Tr Olmayan Y aplar .............................................................46

4.1.12. Deprem Hesap Raporuna likin Kurallar .........................................47

4.2. elik Binalar in Depreme Dayankl Tasarm Kurallar ..............................48

4.2.1. Genel Kura llar ...................................................................................48

4.2.1.1. e lik Tayc S istemlerin S nflandrlmas ..........................48

4.2.1.2. lgili St andartlar ...................................................................49

4.2.1.3. Malzeme Koullar ve Emniyet Gerilmeleri ..........................49

4.2.1.4. Arttrlm Depre m Etkileri ...................................................50

4.2.1.5. Kuvvet Kapasiteleri ve Gerilme S nr Deer leri ................51


9/182

VII

4.2.2. Sneklik Dzeyi Yksek ereve ler ..................................................51

4.2.2.1. Enkesit Kou llar ..................................................................52

4.2.2.2. Kolonlarn Kirilerden Daha Gl Olmas Koulu ..............52

4.2.2.3. Kolonlarn Kirilerden Daha Gl Olmas Koulunun BazKolonlarda Salanamamas Durumu .....................................54

4.2.2.4. Kiri - Ko lon Birleim Blge leri ...........................................55

4.2.2.5. Kolon ve Kiri Ekleri ............................................................58

4.2.2.6. Kiri Balklarnn Yanal Dorultuda Mesnetlenmesi ...........59

4.2.3. Sneklik Dzeyi No rmal ereveler ..................................................59

4.2.3.1. Enkesit Kou llar ..................................................................59

4.2.3.2. Kiri Kolon B irleim Blgeleri ..........................................60

4.2.3.3. Kiri ve Ko lon E kleri ............................................................61

4.2.3.4. Kiri Balklarnn Yanal Dorultuda Mesnetlenmesi ...........61

4.2.4. Merkezi ve Dmerkez elik apraz l Perdeler ..................................61

4.2.5. Snek lik Dzeyi Yksek Merkezi elik aprazl Perdeler .................62

4.2.5.1. Enkesit Kou llar ..................................................................62

4.2.5.2. Yat ay Yk lerin Da lm ......................................................63

4.2.5.3. aprazlarn B irleimleri........................................................63

4.2.5.4. zel apraz Dzenleri in Ek Koullar ...............................64

4.2.5.5. Kolon Ek leri .........................................................................64

4.2.6. Snek lik Dzeyi Normal Merkezi elik ap razl Perdeler .................65

4.2.6.1. Enkesit Kou llar ..................................................................65

4.2.6.2. aprazlarn B irleimleri........................................................65

4.2.6.3. zel apraz Dzenleri in Ek Koullar ...............................664.2.7. Sneklik D zeyi Yk sek D merkez elik aprazl Perdeler .............66

4.2.7.1. Enkesit Kou llar ..................................................................66

4.2.7.2. Ba Kirileri .........................................................................67

4.2.7.3. Ba Kiriinin Yanal Dorultuda Mesnetlenmesi ...................68

4.2.7.4. Ba K iriinin D nme As ...................................................68

4.2.7.5. R ijitlik (Berkitme) Levha lar ................................................70

4.2.7.6. apraz lar, Kat Kirileri ve Kolonlar .....................................71


10/182

VIII

4.2.7.7. apraz Ba K irii Birleimi ...............................................72

4.2.7.8. Ba Kirii Kolon B irleimi ................................................72

4.2.7.9. Kiri-Ko lon B irleimi ...........................................................73

4.2.8. Temel Balant Detaylar ...................................................................73

4.2.9. Proje Hesap Rapor ve Uygulama Projelerine likin Kurallar .............74

4.2.9.1. Proje H esap Rapo ru ..............................................................74

4.2.9.2. elik Uygulama Projesi izimlerine likin Kurallar ............74

4.2.10. Moment Aktaran erevelerde Kiri-Ko lon Birleim Detaylar .......75

4.2.10.1. Kapsam ve Ge nel Hususlar .................................................75

4.2.10.2. Aln Levhal Bulonlu Birleim Detay.................................76

4.2.10.3. Takviyeli Aln Levhal Bulonlu B irleim Detay .................77

4.2.10.4. Aln Levhasz Bulonlu Birleim Detay ..............................78

4.2.10.5. Ka ynakl Birleim Detay ...................................................80

4.2.10.6. Ek Balk Levhal Kaynakl Birleim Detay .......................81

4.2.10.7. Zayflatlm Kiri Enkesiti Kaynakl Birleim Detay ........82

5. YAPI ANALZ VE TASARIMI ........................................................................84

5.1. T ip Pro jenin Genel zellikleri ......................................................................84

5.2. Ma lzeme ve ze llikleri .................................................................................85

5.3. Hesap Yntemi ve Dikkate Alnacak Ynetmelikler .....................................86

5.3.1. Kapasite Tasar mnn Temel lkeleri ..................................................86

5.4. Yk Analizi ..................................................................................................87

5.4.1. Dey Yk ler.....................................................................................87

5.4.2. Rzgar Ykleri ..................................................................................88

5.4.3. Deprem Yk leri .................................................................................89

5.5. Yk Kombinasyonlar ...................................................................................89

5.6. Moment Aktaran Rijit ereve S istem ..........................................................91

5.6.1. Edeer Deprem Yk H esab ...........................................................92

5.6.2. Greli Kat teleme lerinin Snrlandrlmas .......................................93

5.6.3. Burulma Dzensizlii Kontro l .........................................................94

5.6.4. kinci Mertebe Etkileri .......................................................................95

5.6.5. Kolon Kesit Tahkikleri ......................................................................96


11/182

IX

5.6.6. Kiri Kesit Tahkikleri ...................................................................... 107

5.6.7. Ko lonlarn Kirilerden Daha Gl Olma s Kontrol ....................... 112

5.6.8. Dzens izlik Kontrol ....................................................................... 113

5.7. Merkezi e lik aprazl S istem ................................................................... 116

5.7.1. E deer D eprem Yk Hesab ......................................................... 117

5.7.2. Greli Kat teleme lerinin S nrlandrlmas ..................................... 119

5.7.3. Burulma D zensizlii Kont rol ....................................................... 120

5.7.4. kinci Mertebe Etkileri ..................................................................... 121

5.7.5. Kolon Kesit Tahkikleri .................................................................... 121


5.7.7. apraz Tahkiki ................................................................................ 127

5.7.8. Dzensizlik Kont rol ....................................................................... 128

5.8. D merkezi elik apraz l S istem............................................................... 131

5.8.1. E deer D eprem Yk Hesab ......................................................... 132

5.8.2. Greli Kat teleme lerinin S nrlandrlmas ..................................... 134

5.7.3. Burulma D zensizlii Kont rol ....................................................... 135

5.8.4. kinci Mertebe Etkileri ..................................................................... 136

5.8.5. Kolon Kesit Tahkikleri .................................................................... 136


5.8.7. Ba Kirii Tahkiki ........................................................................... 142

5.8.8. apraz Tahkiki ................................................................................ 147

5.8.9. Dzens izlik Kontrol ....................................................................... 149

6. SONU VE NERLER .................................................................................. 151

6.1. Tayc Sistem Titreim Periyot lar ............................................................ 151

6.2. Toplam D inamik Analiz Deprem Yk leri ................................................... 152

6.3. Greli Etkin Kat telemeler i ...................................................................... 152

6.4. Enkes it Kou llar ........................................................................................ 153

6.5. elik Tayc Sistem Arlklar ................................................................. 153

6.6. Kuvvet lerin Karlatrlmas .................................................................. 153

6.6. ner iler ...................................................................................................... 155

KAY NAKLAR ..................................................................................................... 157


12/182

X

ZG EM.......................................................................................................... 159


13/182

XI

ZELGELER DZN

izelge 4.1. Etkin Yer vmesi Katsays .................................................................. 25

izelge 4.2. Bina nem Katsays ........................................................................... 26

izelge 4.3. Spektrum Karakteristik Peryotlar ........................................................ 27

izelge 4.4. Tayc Sistem Davran Katsays (R) ................................................ 28

izelge 4.5. Edeer D eprem Y k Ynteminin Uygulanabildii B inalar ............... 32

izelge 4.6. Hareketli Yk Katlm Katsays .......................................................... 33

izelge 4.7. Bina T r Olmayan Yaplar in T ayc Sistem Davran Katsays ... 47izelge 4.8. Da Artrma Katsaylar ......................................................................... 50

izelge 4.9. Bytme Katsaylar ............................................................................ 51

izelge 4.10. Enkes it Ko ullar .............................................................................. 53

izelge 4.11. Aln Levhal Bulonu Kiri-Kolon Birleim Detaynn Uygulama

Snrlar ............................................................................................ 77

izelge 4.12. Takviyeli Aln Levhal Bulonlu Kiri-Kolon Birleim Detaynn

Uygulama Snrlar ........................................................................... 78izelge 4.13. Aln Levhasz Bulonlu Kiri-Ko lon Birleim Detaynn Uygu lama

Snrlar ............................................................................................ 80

izelge 4.14. Kaynakl Kiri-Kolon B irleim Detaynn Uygulama Snrlar .......... 80

izelge 4.15. Ek Balk Levhal Kaynakl Kiri-Ko lon Birleim Detaynn

Uygulama Snrlar ........................................................................... 82

izelge 4.16. Zayflatlm Kiri Enkesiti Kaynak l Kiri-Ko lon Birleim Detaynn

Uygulama Snrlar ........................................................................... 83

izelge 5.1. Emniyet Gerilmeleri ......................................................................... 85

izelge 5.2. Rijit ereve Sistemde Katlara Etkiyen Edeer Deprem Ykleri .... 93

izelge 5.3. Rijit ereve Sistemde (x) Dorultusu Greli Kat telemesi

Snrlar ............................................................................................ 94

izelge 5.4. Rijit ereve Sistemde (y) Doru ltusu Greli Kat telemesi

Snrlar ............................................................................................ 94

SAYFA


14/182

XII

izelge 5.5. Rijit ereve Sistemde (x) Dorultusu Burulma Dzensizlii

Snrlar ............................................................................................ 95

izelge 5.6. Rijit ereve Sistemde (y) Dorultusu Burulma Dzensizlii

Snrlar ............................................................................................ 95

izelge 5.7. 69 Numara l Ko lon Kesit zellikleri ................................................ 99

izelge 5.8. 69 Numara l Ko lon Kuvvetleri ..................................................... 99

izelge 5.9. 143 Numara l Kolon Kesit zellikleri ............................................ 102

izelge 5.10. 143 Numara l Kolon Kuvvet leri ................................................. 103

izelge 5 .11. Kiri Kesit Tesirleri ........................................................................ 107

izelge 5.12. 1120 N umara l Kiri Kesit zellikleri ............................................ 108

izelge 5.13. 218 Numara l Kiri Kesit zellikleri .............................................. 110

izelge 5.14. Merkezi aprazl Sistemde Katlara Etkiyen Edeer Deprem

Yk leri ........................................................................................... 118

izelge 5.15. Merkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Greli Kat telemesi

Snrlar .......................................................................................... 119

izelge 5.16. Merkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Greli Kat telemesi

Snrlar .......................................................................................... 119

izelge 5.17. Merkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Burulma Dzensizlii

Snrlar .......................................................................................... 120

izelge 5.18. Merkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Burulma Dzensizlii

Snrlar .......................................................................................... 120

izelge 5.19. 3 Numaral Kolon Kesit zellikleri ................................................ 122

izelge 5.20. 3 Numaral Kolon Kuvvet leri ..................................................... 122

izelge 5.21. 931 Numara l Kiri Kesit Tesirleri.................................................. 126izelge 5.22. 931 Numara l Kiri Kesit zellikleri .............................................. 126

izelge 5.23. 1316 Numara l apraz Kesit Tesirleri ............................................ 127

izelge 5.24. 1316 N umara l apraz zellikleri .................................................. 127

izelge 5.25. Dmerkezi aprazl Sistem Katlara Etkiyen Edeer Deprem

Yk leri ........................................................................................... 133

izelge 5.26. Dmerkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Greli Kat telemesi

Snrlar .......................................................................................... 134


15/182

XIII

izelge 5.27. Dmerkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Greli Kat telemesi

Snrlar .......................................................................................... 134

izelge 5.28. Dmerkezi aprazl Sistemde (x) Dorultusu Burulma Dzensizlii

Snrlar .......................................................................................... 135

izelge 5.29. Dmerkezi aprazl Sistemde (y) Dorultusu Burulma Dzensizlii

Snrlar .......................................................................................... 135

izelge 5.30. 3 Numaral Kolon Kesit zellikleri ................................................ 137

izelge 5.31. 3 Numaral Kolon Kuvvet leri ..................................................... 137

izelge 5.32. 822 Numara l Kiri Kesit Tesirleri.................................................. 141


izelge 5 .34. Kiri Kesit Tesirleri ........................................................................ 142

izelge 5.35 . 45 Numara l Kiri Kesit zellikleri ................................................ 143


izelge 5.37. 1428 Numara l apraz Kesit Tesirleri ............................................ 147

izelge 5.38. 1428 N umara l apraz Kesit ze llikleri ......................................... 147

izelge 6.1. Periyotlarn Karlatrlmas .......................................................... 151

izelge 6.2. Deprem Yk lerinin Karlatrlmas .............................................. 152

izelge 6.3. Greli Etk in Kat telemelerinin Karlat rlmas........................... 152

izelge 6.4. elik T ayc Sistem Arlklarn n Karlatrlmas ..................... 153


16/182

XIV

EKLLER DZN

ekil 1.1. elik tayc sistemler .............................................................................. 3

ekil 3.1. Ger ilme-ekil deitirme diyagra m ......................................................... 11

ekil 3.2. Rijit elik ereve birleimi ..................................................................... 13

ekil 3.3. Kiri ........................................................................................................ 14

ekil 3.4. M erkezi apraz perdeli sistemler ............................................................. 16

ekil 3.5. M erkezi elik aprazl perde davran ..................................................... 17

ekil 3.6. D merkezli elik aprazl sistem ler ........................................................ 17ekil 4.1. Buru lma dzensizli i durumu .................................................................. 21

ekil 4.2. Deme dzens izlii durumu................................................................... 22

ekil 4.3. Planda kntlar bulunma s durumu ........................................................ 23

ekil 4.4. T ayc sistem dey eleman larn sreksizlii ......................................... 24

ekil 4.5. zel tasar m ivme spektru mu .................................................................. 27

ekil 4.6. B ina katlarna etkiyen ed eer deprem ykleri ......................................... 34

ekil 4.7. Ek dmerkezlik etkisi ............................................................................. 35ekil 4.8. Ek dmerkezlik etkisinin dal bulunan tekil ktlelere uygulanmas ...... 36

ekil 4.9. Edeer deprem ykn n katlara da lm ............................................... 37

ekil 4.10. X ve Y do rultusunda etkiyen depre m, sistemin A ve B asal eksenleri .. 38

ekil 4.11. Kolonlarn kirilerden daha gl o lmas koulu ................................... 53

ekil 4.12. Kiri-ko lon birleim detaynda kayma b lgesi ....................................... 56

ekil 4.13. Takv iye levhalar ................................................................................... 57

ekil 4.14. Ba kirii dnme as ........................................................................... 69

ekil 4.15. Dmerkez apraz- ba kirii bir leimi ................................................... 70

ekil 4.16. Ba kirii ko lon b irleimi ...................................................................... 73

ekil 4.17. Aln levhal bulonlu birleim ................................................................. 76

ekil 4.18. Takviyeli aln levhal bulonlu b irleim................................................... 78

ekil 4.19. Aln levhasz bulonlu birleim ............................................................... 79

ekil 4.20 . Kaynak l birleim detay ........................................................................ 81

ekil 4.21. Ek balk levhal kaynakl birleim ........................................................ 82

SAYFA


17/182

XV

ekil 4.22. Zayflatlm kiri enkesiti kaynak l birleim detay ............................... 83

ekil 5.1 . Tip mimar i plan ....................................................................................... 84

ekil 5.2. Kompozit d eme.................................................................................... 85

ekil 5.3. Rijit ereve sistem ................................................................................. 91

ekil 5.4. R ijit ereve sistem zemin kat plan ....................................................... 114

ekil 5.5. Rijit ereve s istem a aks erevesi enkesiti ......................................... 115

ekil 5.6. Merkezi aprazl sistem ......................................................................... 116

ekil 5.7. Merkezi aprazl sistem zemin k at plan ................................................ 129

ekil 5.8. M erkezi aprazl sistem a-aks erevesi enkesiti ................................... 130

ekil 5.9. Dmerkezi aprazl sistem .................................................................... 131

ekil 5.10. Dmerkezi aprazl sistem zemin kat plan ......................................... 149

ekil 5.11. Dmerkezi aprazl sistem a aks ere vesi enkes iti ............................ 150

ekil 5.12. G+Q+E +0.3E yklemesi sonucu o luan kolon asa l gerilmeleri ....... 154

ekil 5.13. G+Q+E +0.3E yklemesi sonucu o luan k olon M 33 momentleri ..... 154

ekil 5.14. G+Q+E +0.3E yklemesi sonucu oluan k iri M33 momentleri ....... 155


18/182

XVI

SMGELER VE K ISALTMALAR

A :Enkesit alan

:Kesme alan

:Net enkesit alan

A(T) : Spektral vme Katsays

Ao :Etkin Yer vmesi Katsays

Ba : Tayc sistem elemannn aasal ekseni dorultusunda tasarma esas i

kuvvet byklBax : Tayc sistem elemannn a asal ekseni dorultusunda, x dorultusundaki

depremden oluan i kuvvet byk l

Bay : Tayc sistem elemannn aasal ekseni dorultusunda, xe dik y

dorultusundaki depremden oluan i kuvvet bykl

Bb : Tayc sistem elemannn basal ekseni dorultusunda tasarma esas i

kuvvet bykl

Bbx : Tayc sistem elemannn b asal ekseni dorultusunda, x dorultusundakidepremden oluan i kuvvet byk l

Bby : Tayc sistem elemannn basal ekseni dorultusunda, xe dik y

dorultusundaki depremden oluan i kuvvet byk l

BB : Mod Birletirme Ynteminde mod katklarnn birletirilmesi ile bulunan

herhangi bir byklk

BD :BBbyk lne ait bytlm deer

b : Genilik

: Kolon kesitinin balk genilii

: Kiri kesitinin balk genilii

D : Dairesel halka kesitlerde d ap

: Akma gerilmesi arttrma katsays

D i : Edeer Deprem Yk Ynteminde burulma dzensizlii olan binalar iin

iinci katta %5 ek dmerkezlie uygulanan bytme katsays

: Kiri enkesit ykseklii


19/182

XVII

: Kolon enkesit ykseklii

dfi : Binann iinci katnda Ffi fiktif yklerine gre hesaplanan yerdeitirme

di : Binann iinci katnda azaltlm deprem yklerine gre hesaplanan

yerdeitirme

E : Deprem yk simgesi

: Yap elii elastisite modl

e : Ba kirii boyu

Ffi : Birinci doal titreim periyodunun hesabnda iinci kata etkiyen fiktif yk

Fi : Edeer Deprem Yk Y nteminde iinci kata etkiyen edeer deprem

yk

fe : Yapsal kntnn, mimari elemann, mekanik ve elektrik donanmn arlk

merkezine etkiyen edeer deprem yk

G : Sabit yk simgesi

g : Yerekimi ivmesi (9.81 m/s2)

gi : Binann iinci katndaki toplam sabit yk

Hi : Binann iinci katnn temel stnden itibaren llen ykseklii (Bodrum

katlarnda rijit evre perdelerinin bulunduu binalarda iinci katn zemin kat

demesi stnden itibaren llen ykseklii)

: Binann temel stnden itibaren llen toplam ykseklii (Bodrum

katlarnda rijit evre perdelerinin bulunduu binalarda zemin kat demesi

stnden itibaren llen toplam ykseklik)

: Dm nok tasnn stndeki ve a ltndaki kat yksekliklerinin ortalamas

h : Gvde levhas ykseklii

hi : Binann iinci katnn kat ykseklii

I : Bina nem Katsays

: Kiriin yanal dorultuda mesnetlendii noktalar arasndaki uzaklk

: Kiri ularndaki olas plastik mafsal noktalar arasndaki uzaklk

: Dey ykler ve deprem yklerinin ortak etkisi altnda hesaplanan eilme

momenti

Mn : ninci doal titreim moduna ait modal ktle

: Eilme mo menti kapasitesi


20/182

XVIII

: Kolonun alt ucunda hesaplanan moment kapasitesi

: Kiriin sol ucu ide hesaplanan pozitif veya negatif moment kapasitesi : Kiriin sa ucu jde hesaplanan negatif veya pozitif moment kapasitesi

: ndirgenmi moment kapasitesi

: Kolonun st ucunda hesaplanan mo ment kapasitesi

: Kiriin sol ucu i deki olas plastik mafsaldaki kesme kuvvetinden dolay

kolon yznde meydana gelen ek eilme momenti

: Kiriin sa ucu j deki olas plastik mafsaldaki kesme kuvvetinden dolay

kolon yznde meydana gelen ek eilme momentiMxn : Gznne alnan x deprem dorultusunda binann ninci doal titreim

modundaki etkin kt le

Myn : Gznne alnan y deprem dorultusunda binann ninci doal titreim

modundaki etkin kt le

m i : Binann iinci katnn ktlesi (m i : wi /g)

mi : Kat demelerinin rijit diyafram olarak almas durumunda, binann iinci

katnn kaydrlmam ktle merkezinden geen dey eksene g re ktleeylemsizlik momenti

N : Binann temel stnden itibaren toplam kat says (Bodrum katlarnda rijit

evre perdelerinin bulunduu binalarda zemin kat demesi stnden

itibaren toplam kat says)

: Eksenel basn kapasitesi

: Eksenel ekme kapasitesi

:Dey ykler ve deprem yklerinin ortak etkisi altnda hesaplanan eksenelkuvvet

n : Hareketli Yk Katlm Katsays

Q : Hareketli yk simgesi

qi : Binann iinci katndaki toplam hareketli yk

R :Tayc Sistem Davran Katsays

Ralt,Rst: Kolonlar stten mafsall tek katl erevelerin, yerinde dkme betonarme,

prefa brike veya e lik binalarn en st (at) kat olarak kullanlmas


21/182

XIX

durumunda, sras ile, alttaki katlar ve en st kat iin tanmlanan R

katsaylar

: DBYBHY Tablo 2.5te deprem yklerinin tamamnn sneklik dzeyi

normal ereveler tarafndan tand durum iin tanmlanan Tayc

Sistem Davran Katsays

: DBYBHYTablo 2.5te deprem yklerinin tamamnn sneklik dzeyi

yksek perdeler tarafndan tand durum iin tanmlanan Tayc Sistem

Davran Katsays

Ra(T) : Deprem Yk Azaltma Katsays

: Kiri balnn ve gvdenin 1/5 inin yanal dorultudaki atalet yarap

S(T) : Spektrum Katsays

Sae(T) : Elastik spektra l ivme [m /s2]

SaR(Tr) : rinci doal titreim modu iin azaltlm spektral ivme [m /s2]

T : Bina doal titreim periyodu [s]

T1 : Binann birinci doal titreim periyodu [s]

TA,TB : Spektrum Karakteristik Periyotlar [s]

Tm, Tn : Binann minci ve ninci doal titreim periyotlar [s]

t : Kalnlk

: Kiri kesitinin balk kalnl

: Kolon kesitinin balk kalnl

: Kayma blgesindeki en kk levha kalnl

: Takviye levhalar dahil olmak zere, kayma blgesindeki toplam levha

kalnl

: Takviye levhas kalnl

: Gvde ka lnl

u : Kayma blgesi evresinin uzunluu

: Dey ykler ve deprem yklerinin ortak etkisi altnda hesaplanan kesme

kuvveti

: Kiriin kolona birleen yznde dey yklerden meydana gelen basit kiri

kesme kuvveti


22/182

XX

: Kolon-kiri birleim blgesinin gerekli kesme dayanm

: Kayma b lgesinin gerekli kesme dayanm

Vi :Gznne alnan deprem dorultusunda binann iinci katna etki eden kat

kesme kuvveti

: Kesme kuvveti kapasitesi

: ndirgenmi kesme ku vveti kapasitesi

Vt : Edeer Deprem Yk Y nteminde gznne alnan deprem

Dorultusunda binaya etkiyen toplam edeer deprem yk (taban kesme

kuvveti)

VtB : Mo d Birletirme Y nteminde, gznne alnan deprem dorultusunda

modlara ait katklarn birletirilmesi ile bulunan bina toplam deprem yk

(taban kesme kuvveti)

W : Binann, hareketli yk katlm katsays kullanlarak bulunan toplam arl

: Plastik mukavemet momenti

we : Yapsal kntnn, mimari elemann, mekanik veya elektrik donanmn

arl

wi : Binann iinci katnn, hareketli yk katlm katsays kullanlarak

hesaplanan arl

Y : Mod Birletirme Ynteminde hesaba katlan yeterli doal titreim modu

says

: Deprem derzi boluklarnn hesabnda kullanlan katsay

: Herhangi bir iinci katta hesaplanan Vis / Vik oran

: Sneklik dzeyi yksek perdelerin tabannda elde edilen kesme kuvvetleri

toplamnn, binann tm iin tabanda meydana ge len toplam kesme

kuvvetine oran

:Mod Birletirme Yntemi ile hesaplanan byklklerin alt snrlarnn

belir lenmesi iin ku llanlan katsay

i : Binann iinci katndaki azaltlm greli kat telemesi

( i)ort : Binann iinci katndaki ortalama azaltlm greli kat telemesi

FN : Binann Ninci katna (tepesine) etkiyen ek edeer deprem yk


23/182

XX I

i : Binann iinci katndaki etkin greli kat telemesi

( i)max : Binann iinci katndaki maksimum etkin greli kat telemesi

: Ba kirii dnme as

: Bytme katsays

: Yap eliinin akma gerilmesi

: Elemann narinliine bal olarak, TS-648e gre hesaplanan basn emniyet

gerilmesi

: Emniyet gerilmesi

bi : iinci katta tanmlanan Burulma Dzensizlii Katsaysci :iinci katta tanmlanan Dayanm Dzensizlii Katsays

ki : iinci katta tanmlanan Rijitlik Dzensizlii Katsays

xin : Kat demelerinin rijit diyafram olarak alt binalarda, ninci mod

eklinin iinci katta x ekseni dorultusundaki yatay bileeni

yin :Kat demelerinin rijit diyafram olarak alt binalarda, ninci mod

eklinin iinci katta y ekseni dorultusundaki yatay bileeni

in :Kat demelerinin rijit diyafram olarak alt binalarda, ninci modeklinin iinci katta dey eksen etrafndaki dnme bileeni

i :iinci katta tanmlanan kinci Mertebe Gsterge Deeri

p : Greli kat telemesi as


24/182

1. GR Mustafa TANSEL

1

1. GR

1.1. ok K atl elik Yap larn Ta rihesi

Yksek elik yaplarn rneklerini dnyann birok yerinde grmek

mmkndr. lk yksek elik yap 1883 ylnda montaj tamamlanan Chichago daki

Home nsurance Building dir. Yksek e lik yaplarda dnyadaki en nemli ve ba

eken rnek ise phesiz Pariste bulunan 300m yksekliindeki Eiffel Kulesidir.

Yksek yap fikri ve rnekleri ilk kez Chichago ehrinde kmas nedeniyle yllarcayksek yaplara Chichago Yaps denilmitir. lerleyen yllarda ise New York ehri

bu konuda n plana kmaktadr. Grld gibi Amerik ada ska imal edile n

yksek elik yaplarla ilgili 1921 ylnda AISC (American Institude of Steel

Construction) kurulmu ve ilk AISC ynetmelii 1923 ylnda yaynlanmtr.

Yaplan bilimsel almalar ve deneyler neticesinde bu ynetmelik zaman iinde pek

ok kez revizyona uramtr. 1994 ylndaki Northridge depreminde elik yaplar

zellikle kolon-kiri birleimlerinde beklenen performans gsterememitir. Bunun

zerine elik yaplarn snek tasarm n plana km, hasar gren yaplarda edinilen

gzlemler, deneyler ve almalar sonucu ynetmeliklerde nemli deiiklikler ve

eklemeler yaplmtr.

1.2. ok Katl Yaplarda elik Konstrksiyonun Yeri

ok katl yksek yaplarda; yapnn ina edilecei blgenin deprem asndan

aktif olup, olmadna; yap fonksiyonuna (konut, otel veya i merkezi); ina

edilecei lkenin yap teknolojisinin seviyesine; iilik cretlerine bal olarak,

baz en e lik ma lzeme betonarmeye, baz en de betonarme malz eme e lie stnlk

salamaktadr. Deprem asndan aktif blgelerde eliin betonarmeye kar

stnl tartlamaz bir gerek olarak bilinmektedir.

Trkiyede ortalama 35 ylda bir iddetli bir deprem oluyor, baka bir deprem

lkesi olan Japonya ise ortalama her be ylda bir iddetli depremlerle sarslyor.

Depremde len kii says ve maddi hasarlara bakldnda dnyada Trkiye birinci


25/182


2

sralardadr. Bir deprem lkesinde yaadmz gerei gz nnde tutulursa, bu

bilinle yeni yap larn da depreme dayank l olarak tasarlanp ret ilmesi ne

kmaktadr.

Depreme dayankl yap tasarmnda elik yaplar birok avantaj ile ne

kmaktadr. 1985te oluan Mexico City depreminde 107 betonarme yapda gme,

36 betonarme yapda ise nemli tahribat meydana gelmesine ramen, sadece 9 elik

yapda gme olurken birinde nemli tahribat olumutur. Prof.Dr.Emilio

Rousenblueth tarafndan yaynlanm bir yazda Mexico City depreminin bir

deerlendirmesi yaplarak, deprem blgelerinde elik yaplarn betonarmeye kar

stnln tartlmaz olduu belirtilmitir.

Deprem etkileri altnda bir yapnn enerji yutmas isteniyorsa yap

malzemesinin snek davran gereklidir. eliin, kopmadan byk deformasyon

yapabilme zellii yani byk bir ekil deitirme s as olmas ve yksek dayanm,

malzemeyi deprem blgelerinde ina edilecek olan yaplar iin ideal bir malzeme

durumuna getirmektedir.

1.3. elik Yaplarn Depreme Kar Avantajlar

Yksek dayanml olup, z arlnn tad yke oran ok kktr;

dolaysyla yapnn toplam arln azaltmaktadr.

Elastiste modl, dier yap malzemeleriyle karlatrldnda, ok

yksektir. Bu nedenle, stabilite sorunlarna, dinamik yklere, titreimlere uygun bir

davran gstermekte ve sehim problemi olan tayc sistemlerin

boyut land rlmas nda daha eko nomik kesit ler elde edilmektedir.ekme dayanm basn dayanmna eit, hatta burkulma olay dnlrse

daha yksektir. Bu nitelii, elie mimari adan tasarm zellik gsteren yaplarda

bir ava ntaj salamaktadr.

Snek olduu iin byk bir ekil deitirme kapasitesi bulunmakta,

dolaysyla, beklenmeyen olaan d yk durumlarnda, rk zeminlerde

oluabilecek oturmalarda ve deprem b lgelerinde ok nem kazanmaktad r.


26/182


3

Tayc elemanlarn atlyelerde ilenmeleri, inaatn montaj aamasnda hava

koullarndan fazla etkilenmemesine neden olmakta ve dolaysyla yapm sresi

ksalmaktadr.

Deitirme ve takviye olana ok kolay olduu iin, elemanlar

skldklerinde yeniden az bir kaypla, veya yeniden kullanlmalar nceden

planlanm ise hi kayps z, ku llanlabilmektedir. Hatta yap nn t myle sk lp

baka bir yere tan mas o lana vard r. Restorasyo na a kt r ve dier tr yap larn

restorasyonunda da pek ok olanaklar sunar.

elik dnyann en ok ve tam olarak geri dntrlen malzemesidir. elik

hurda %100 elie dnr ve doru yaplrsa kalite ve gvenirlik kayb o lmaz.

1.4. ok Katl elik Tayc Sistemler

ok katl elik yaplarda kat says artka, tayc sistemin

boyut land rlmas nda rzgar ve deprem gibi yatay ykler dey yklere g re daha

etkili olmaya balar. Yap yksekliine bal olarak tasarmcnn da tercihiyle farkl

tayc sistemler kullanlmaktadr (Esiz, 2005).

ekil 1.1.elik tayc sistemler (Fazlur, 1974)


27/182


4

1.4.1. Rijit ereve Sistemler

Rijit ereveler birbirine rijit olarak balanm kolon ve kirilerden

olumaktadr. ereve sistemde yapya gelen rzgar ve deprem gibi yatay yklerle

yapda oluan l ve hareketli ykler, kolon ve kiriler tarafndan tanmaktadr. Rijit

ereveler normal artlarda 30 kata kadar ekonomik olmaktadr. Deprem

b lgeler inde ise bu ykseklik 20 kata inmektedir.

1.4.2. aprazl ereve Sistemler

Rijit ereveli sistemler 20 kattan yksek binalarda kiri ve kolonlardaki

eilmenin byk deformasyonlara neden olmasndan dolay, yatay ykler karsnda

yeterli etkinlik gsterememekted ir. Bu durumda ereveye dey b ir kafes eklenmesi

yoluyla sistemin rijitletirilmesine gidilmektedir. Bylece erevenin dey ykleri,

kafesin ise yatay ykleri tayaca kabul edilmektedir. Genellikle ereveli

yaplarda yanal stabiliteyi arttrmann en ekonomik yolu dey aprazlamalarla

olmaktadr.

1.4.3. ereveli Tp Sistemler

Cephede sk aralkl kolonlar ve yksek parapet kirilerinden oluan tp

sistem, delikli dikdrtgen ya da benzeri bir boru eklinde davranan bu ereveli tp,

yksek binalar iin olduka etkin bir sistemdir. Yatay yke paralel iki cephe duvar

yaklak o larak ereve davran gstermekte, bu ykler k iri ve kolonlarn eilmesiile karlanmakta ve yatay ykler karsnda bina tmyle bir konsol tp davran

gstermektedir. Burada sk kolonlarn oluturduu sistem rijit bir diyafram gibi

almaktadr. Tp sistemlerde d cephe duvarlar yatay yk balants ve perdelere

gerek kalmamaktadr. Ancak bina ykseklii ve yatay ykler arttka i tp lerden ya

da ekirdekten yararlanlmaktadr.


28/182


5

1.4.4. Kafesli Tp S istemler

Bina yksekliklerinin ereveli tplerin etkin olamayaca kadar ykselmesi

durumunda ereveli tpn cephesine diyagonal elemanlarn eklenmesi yoluyla

sistemin daha fazla ykseklikler iin yatay yk karsndaki etkinlii arttrlm ve

cephedeki kolonlar daha geni aklkl olarak tasarlanabilmitir. Bu sistem tpn

balklar ndaki ve dier tp ele ma nlardaki kesme etkisini de ortadan ka ldrmaktadr.

Kafeslerin eklenmesi, ereveli tpn ko nsol eklinde davranmasn sa lamak iin en

etkin yntemdir. ereve tp sistemin en olumsuz yn ise aln kirilerinin

esnekliidir. Bu amala apraz elemanlar eklenerek sistemin rijitlii arttrlmaktadr.

Bu durumda kesme kuvveti aln kirileri ile deil, diyagonaller ile karlanmaktadr.

Bu diyagonaller gerek ereveli tpte kirilerin karlad kaymay gerekse de

eksenel ubuk almas ile yatay ykleri karlamas son derece nemlidir.

1.4.5. Demet (Modler) Tp S istemler

30 kattan ok yksek binalara kadar geni bir yelpazede uygulanabilen demettp kavram, bir dizi ereveli tpn, ortak i erevelerle, ok hcreli bir tp

oluturacak ekilde bir araya getirilmesiyle oluturulmaktadr. Bu sistemde yatay

yke paralel ereveler kesme kuvvetlerini karlarken, dier ereveler eilme

momentlerini karlamaktadr. Demet tp oluturan her bir tpn btnln

bozmadan her hang i bir seviyed e kesilebilir. Tek bir ereveli tpe gre, demet

tplerde kolonlarn daha byk aklklara sahip olmas mmkndr. Aradaki

ereveler i mekan tasarmn engellemeden yerletirilebilir. lke olarak her trlkapal form de met tp o luturmak iin kullanlabilmektedir.

1.4.6. Dey Kafes Kirili Yaplar

ok katl yksek yaplar en ekonomik ve etkin ekilde dey kafes kirilerle

rijitletirilir. Dey kafes kiriler statik bakmdan zemine ankastre kiri gibidir. Dar

kafes kirilerde ubuk kuvvetleri yannda deformasyonlar da byk olur. Geni


29/182


6

olanlar ise, ubuk kuvvetleri kk o lduundan ekonomik ekilde boyutlandrlabilir.

Dar kafes kirilerin rijitliklerini arttrmak iin, birka katta diyagonal balantlar kat

geniliince uzatlr. Ayrca, rijitliin sadece st kata konan yatay bir kafes kirile

arttrlmas da mmkndr. Kafes kiri rijitlii ise ubuklar eilme rijitlikli seilerek

ve dm noktalar rijit dzenlenerek arttrlabilir.

1.4.7. Yatay Kafes Kirili ve Kuakl Yaplar

40 katn zerindeki binalarda yalnzca dey bir kafes ve ereveden oluan

tayc sistemler rzgar ve deprem ykleri karsnda yetersiz kalmaktadr. Ayrca bu

sistemlerin belli bir yksekliin zerinde etkin olabilmesi iin kullanlan elik

miktar ekonomiklik snrn gemektedir. Bu durumda sisteme yatay kafes k irilerin

(ara kuaklarn) eklenmesiyle iki ynl yarar salamaktadr. Birinci sistemin

devrilme momentlerine kar devrilme rijitlii arttrlmakta, ikincisi kullanlan elik

miktarndan tasarruf salanmaktadr. Bu tayc sistem aprazl bir ekirdek ve bu

ekirdekle d kolonlar birbirine balayan yatay kafes kirilerden oluabilmektedir.

Yatay kafes kiriler, eilme ve kesme kuvvetlerine kar etkinlii arttrmak iin,

genellikle bir veya iki kat ykseklikte tasarlanmaktadr. Ayn amaca ynelik olarak

katlar arasna diyagonaller yerletirmek de olas bir zmdr. Sonu olarak her

kattaki ana kiriler moment balantlaryla ekirdee veya d kolonlara balanarak

yatay kafes kirilere dntrlebilmektedir. Btn bu durumlarda yatay kafes

kiriler tayc sistemin eilme dayanmn arttrsa da, kesme kuvvetlerine kar

dayanm arttrmazlar; bu kuvvetlerin ekirdek tarafndan karlanmas belirlenir.

1.4.8. Asma S itemler

Asma sistem bir veya daha fazla ekirdek ile at seviyesinde elik kablo ve

benzer i gibi elemanlar la bir ucundan bu ekirdee aslm , kat d emeler inden

olumaktadr. Asma sistemlerde tm ykler dorudan doruya ekme kuvvetleri

olarak karlanmaktadr.


30/182


7

1.4.9. Uzay Sitemler

Uzay sistemlerde binaya etkiyen yatay ykler, boyutlu bir ereve

tarafndan karlanmaktadr. Bu boyutlu ereveyi oluturan elemanlar dier

sistemlerden farkl olarak hem yatay hem de dey ykleri karlamaktadr. Sonu

olarak ortaya olduka etkin ve hafif bir sistem kmaktadr.

1.4.10. Omurgal Sitemler

Yakn bir gemite gelitirilmi olan omurgal sistemlerde, yatay yke

dayanm salayan omurga dey ya da eik elemanlar, aprazl ereveler veya

virendeel kirilerinden olumaktadr. Dey ve eik elemanlar devrilme

momentlerinin neden o lduu eksenel ykleri karlamaktadr.


31/182

2. NCEK ALIMA LAR Mustafa TANSEL

8

2. NCEK ALIMALA R

lkemizde elik yaplarln nndeki en byk engellerden biri; standart ve

teknik artname gereksiniminin yeterince karlanmamas olmutur. Tasarm

konusunda bu sorun ksmen giderilmi olsa da imalat ve uygulama safhasnda

standartlar ve teknik artnameler yetersiz kalmaktadr. Bu nedenlerle genelde dier

lkelerin artnamelerinden yararlanlmaktadr. Son zamanlarda elik yaplara olan

talep dorultusunda nem ve almalarda art gstermitir.

2009 ylnn ekim aynda TM MO B naat Mhendisleri Odas 3. Ulusal elikyaplar sempozyumunu dzenlemitir. Trkiye Yapsal elik Dernei (TUSCA)

elik yaplarla ilgili ulusal ve uluslar aras gelimeler ve almalar konu edinen

aylk bltenler yaynlamakla beraber, teknik yaynlar karlmaktadr.

niversitelerimizde elik yaplar ile ilgili yaplm olan pek ok alma

bulunmaktadr. Bunlardan bir ksm aada verilm it ir.

S. Kocaba (2005), Tek ve ok aklkl endstri yaplar ile ok katl elik

yaplarn analizi, tasarm ve kesit ve birleim hesaplar ayrntl olarak adm admyapm ve u ygulama projeleri oluturmutur.

F. Gner (2006), ok katl elik yaplarn deprem performansnn

belir lenmesi ve dorusal olmayan davrann incelenmesine ynelik bir a lma

yapmtr.

. iriki (2006), elik taycl bir sisteminin elastik ve plastik hesap

yntemlerine gre analizlerini yapp karlatrmtr. Ayrca ayn sistemi betonarme

olarak da modelleyip maliyet karlatrmalar yapmtr.

E. aatay (2006), stanbul da bulunan ve betonarme olarak ina edilmi olan

Metrocity binasn, sneklik dzeyi yksek d merkez glendirilmi ereveli elik

yap olarak tasarlam, yapm sresi, maliyet ve yatrmn geri dn bakmndan

elik yapnn daha avantajl olduunu ispatlamtr.

A. Ate (2006), elik yaplarn analiz ve tasarm kurallarn 1997 ve 2006

deprem ynetmeliklerini karlatrarak irdelemitir.


32/182

2. NCEK ALIMA LAR Mustafa TANSEL

9

M. Kabil (2006), Tek ve ift ynde rijit ereve sistemler tasarlam, analiz

sonularn karlatrmtr.

G. en (2006), elik yaplarn performansa dayal tasarm yntemleri

zerinde durmu, kapasite spektrum metodu ve deplasman katsaylar metodunu

kullanarak performans deerlendirilmesi yapmtr.

. Gzak (2006), Dznesiz bir yapy merkezi ve dmerkezi

glendirilmi ereve sistem olarak tasarlayp analiz yaparak, metraj ve maliyet

sonularn karlatrmtr.

E. ileli (2008), 20 katl merkezi ve dmerkezi apraz dzenleri ile

tasarlad yaplar zmlenerek tasarm koullar ve sneklik dzeylerini

karlatrmtr.

B. Aslangiray (2008), elik yaplar iin kullanlan en nemli uluslararas

standartlar ve lkemizde kullanlan standartlar arasnda karlatrmalar yapm,

rnek yap zerinde zm yaparak sonular irdelemitir.

M. Bulut (2008), aprazl ok katl elik yaplarn dorusal olmayan

davrann Eurocode 1,3,4 ve 8 ynetmeliklerine g re incelemi, dizayn ve sneklik

dzeylerini karlatrmtr.

N. Aydnolu, Z. Ce lep , H.Sucuolu, E. zer (2009), Deprem B lge ler inde

Yaplacak Yaplar Hakkndaki Ynetmelik aklamalar ve rnekler kitabn

Bayndrlk Ve skan Bakanln adna hazrlamlardr.

Bu almada ise Ayn koullar altndaki bir bina rijit ereve, merkezi

aprazl ve d merkezi aprazl olarak modellenmi, 2007 deprem ynetmeliine

gre analizi yaplp, ynetmelikte kurallar verilen kapasite tasarm ilkeleri

dorultusunda kontrolleri yaplm. Sonular karlatrlarak yorumlanmayaallmtr.


33/182

3. DEPREM E DAYANIK LI ELK YAPI TASARIM I Mustafa TANSEL

10

3. DEPREME DAYANIKLI ELK YAPI TASARIMI

Depreme dayankl yap tasarmnda tm d nyada uygulanan ilke, yapnn sk

ve kk iddetteki depremleri elastik snrlar iinde kalarak; orta iddetteki

depremleri elastik snrlarn tesinde, fakat tayc sistemde kolayca onarlabilecek

nemsiz hasarlarla; ok seyrek iddetli depremleri, byk hasarla fakat tayc

sistemi tamamen gmeden, can kayb olmakszn karlayabilmesidir.

Deprem riski yksek olan bir blgede yaplacak yapnn deprem etkisiyle

maruz kalaca ykler, yapnn ktle, rijitlik, snm gibi dinamik zellikleri iledeprem hareketinin zelikleri arasndaki ilikiye baldr. Deprem yap iin hareketli

ve dinamik bir yktr. Dinamik kuvvetler zamanla deiir ve zamanla deien

kuvvetler altnda yapda atalet kuvvetleri doar. Meydana gelen atalet kuvvetleri,

ktle ile yer ivmesinin arpmna eittir. Bunun dnda depremin etkisi depremin

frekans karakteristikleri ve deprem etki sresine de baldr.

Depremden oluan kesit tesirlerinin, tayc sistemin elastik davran ile

karlanmas mmkn deildir. Yatay deprem kuvvetlerinin %10-25 deerlerininelastik davran ile karland kabul edilir. Deprem enerjisinin byk bir ksm

lineer olamayan deformasyonlarla tketilir.

Tm bunlar bir arada dnldnde kopmadan byk defromasyon

yapabilme zelliinin yan sra hafif ve yksek dayanml olmas nedeniyle deprem

dayankl yap zmlerinde elik yaplar ne kmtr.

3.1. Yap Malzemesi Olarak elik

elik yksek lde demir dk lde karbon ieren bir alamdr. Karbon

miktar artka eliin dayanm artar fakat bu durumda elik daha gevrek hale gelir.

Yapsal eliin hem yksek dayanml hem de snek olmasnn gereklilii

dnldnde retiminde karbon yzdesi hassas ve nemli rol oynamaktadr.

elik alamna ayrca fosfor, kkrt, azot, silisyum, manganez, bakr, krom ve nikel

gibi elemanlarda eliim kalitesini artrmak iin ilave edilir.


34/182


11

Yap eliinin ilenme ve kullanma ynelik en nemli zellikleri

mukavemet, sneklik, kaynaklanabilirlilik, ilenme zellii ve korozyon dayanm

saylabilir. Statik ykler ve ekme kuvvetleri altndaki dayanmn tanmlamak iin

malzemenin akma snr, ekme mukavemeti, sertlik zelliklerinden yararlanlr.

Akma snr ve ekme mukavemetine kar gelen karakteristik deerler ekme deneyi

ile saptanr ve kuvvet- uzama diyagram elde edilir ki, buradan da gerilme- ekil

deitirme diyagramna ge ilir.

ekil 3.1. Gerilme-ekil deitirme diyagram

3.2. Yap G eometrisi ve Sreklilik

Geometri olarak basit ve dzenli yaplarn yapm kolay olup yapmda hata

yapma olaslnn az olmasna ek olarak bu tr yaplarn depremdeki davrannn

tahmin etmek ve buna gre zmleme yapmak daha kolaydr. Her iki dorultuda

simetrik tasarlanm binalarda, karmak ve dzensiz binalarda ortaya kan burulma

etkilerinden de kanlm olunur.

3.3. Snek (Dktil) Yap

Yap elamanlarnn krlma konumuna ulamadan nce, byk

deformasyonlar gsterebilme zelliine sneklik denir. Snek yaplar deprem


35/182


12

esnasnda deprem enerjisinin yklmadan kalc deformasyonlar yaparak tketmeye

alrlar. Snek bir yapnn enerji yutma zellii nedeniyle herhangi bir depremde

maruz kalaca yatay yklerin iddeti, sneklik dzei dk bir yapya gre daha

azdr.

Yapya gelecek deprem kuvvetlerini mmkn olan minumuma indirmek,

byk deprem ku vvet leri do masna meydan ver meden, gerekirse plastik mafsallar

tekili ile, alternatif ynl yatay deprem deplasmanlarnn yer alabilmesini

salamaktr. Snek yapda deprem enerjisi bu kesitlerde oluan deplasmanlarla,

kesitlerde kopma olmadan plastik mafsallar tarafndan yutulur.

eliin en nemli iki zellii, sneklii ve tekrarl inelastik ykleme altnda

enerji yutma kapasitesidir. Bir ok elik elemann plastik uzamas veya ksalmas

iin ihtiya duyulan enerji, plastik kuvvet ile plastik deformasyonun arpm olarak

hesaplanr ve histerik enerji olarak adlandrlr.

Bir tayc sisteme etkiyen deprem yk, bu sisteme bir d enerji uygular.

Bu enerjinin karl ise, sistemde harcanan plastik enerji ile depolanan deformasyon

enerjisi ve kinetik enerjidir.

= + +

Burada;

: Deprem enerjisi

: Kinetik enerji

: Elastik deformasyon enerjisi

: Harcanan plastik enerji


36/182


13

3.4. 2007 Deprem Y netmeliinde ngrlen elik Tayc Sitemler

3.4.1. Moment Aktaran ereveler

Snek rijit ereve sistemleri, birbirlerine rijit olarak balanm kolon ve kiri

elemanlarnda oluur. Yanal yklere diren, ereve elemanlarnda moment ve

kesme kuvvetlerinin oluumu ile gerekleir.

Rijit elik ereve sistemler dier sistemlere nazaran mimari adan daha

geni tasarm olanaklar salarlar. Yksek dktiliye sahip olmakla birlikte dk

elastik rijitlie sahiptirler.

elik ereve sistemleri ar deprem ykleri altnda plastik mafsallarn

kolonlardan ziyade kirilerde olumas halinde, daha ok histerik enerji sarf edilir.

Plastik mafsallarn kirilerde olumas sonucu ortaya kan gme mekanizmas

yumuak kat mekanizmasnn oluumunu nler. Bu ekilde boyutlandrlan

sistemlere kuvvetli kolon-zayf kiri sistemleri denir.

ekil 3.2. Rijit elik ereve birleimi

KolonKaynak

Kayma eleman

Kiri

Panel blgesi

Sreklilik levhas


37/182


14

Panel blgesi: Depreme dayankl olarak tasarlanan ok katl elik ereve

sistemlerin kirileri zerinde plastik mafsallar olumas beklenir. Bunun iin

istenmeyen kolon-kiri birleim yetersizlikleri olumamas arttr. Bu amala

bir leim yer inde, oluma lar mu htemel olan akma, buruma ve panel b lgesi yk

tama kayb durumlarnn nlenmesi gerekir. Kiri balk levhas hizasnda kolon

gvdesine her iki yandan konan takviye levhalar, panel blgesinde olumas

muhtemel akma ve buruma durumlarn etkin bir biimde nler. Baz durumlarda

diyagonel berkitme levhas kullanlmas durumuna da gidilebilir.

Kiriler: elik kirilerde yk tama kapasitesi kayb, kiri balklarnda,

gvde levhasnda meydana gelen yerel burkulma ve yanal burkulma nedeniyle

oluur. Eilme snekliini yksek tutmak iin k iri enkesit oranlarn uygun seme k

gereklidir. Yerel burkulma yk tama kapasitesi kayplarnda birinci derecede rol

oynadndan kesit oranlar le olmaldr ki, lokal burulma byk deformasyon

deerlerinde olusun.

ekil 3.3. Kiri kesiti

Uygun bir sneklik seviyesine ulalabilmesi iin / oran St37 elii iin

17, St52 elii iin 14 den kk o lmamaldr. / oran ise St37 elii iin 44 ten,

St52 elii iin ise 36 dan kk olmamaldr.


38/182


15

Kolonlar: Kolonlarn maksimum moment tama kapasitesi ve sneklii

zerine etkiyen eksenel kuvvet, burkulmalarla deiir. Kk eksenel basn ku vveti

etkisi altndaki kolonlar daha snek davran gsterirken, byk eksenel ykler

altndaki kolonlarda daha az snek davran gzlenir. Eilme snekliini yksek

tutmak iin en kesit oranlarn uygun semek gerekir. Geni ve ince levhal balk ya

da gvde kesitleri yerel burkulma oluabilecek kesitlerdir.

Birleimler: ABDnin Los Angeles kentinde 1994te meydana gelen

Northridge depreminde h ibir elik binada gme ya da can kayb olmamasna karn

kolon-kiri blgelerinde gevrek krlmalar ve atlaklar gzlenmitir. Bunun zerine

almalar ve deneylerle daha gvenilir birleim tekilleri ortaya konmutur.

Northridge deprem inden nce ku llanlan balklardan kaynakl gvdeden bulon

levhal birleimler yaplan testlerde yksek performans gstermelerine ramen

deprem esnasnda beklenenin aksine bir sonu kmtr. Genellikle kirii kolona

ba layan kaynaklarda, ko lon balnda ve ka ynaktan balayp ko lon balna doru

atlaklar gzlenmitir. Yeni test ve almalarla gelitirilen birleim ekil ve

detaylaryla eskisinin yerini almtr.

3.4.2. Merkezi aprazl Perdeler

Merkezi apraz perdeli sistemler, apraz elemanlarn merkez izgileri ana

erevenin birleim noktalar ile dzenli bir konfigrasyon ierisinde birleerek

dey tayc sistem iinde bir tr dey kafes sistem oluturan sistemlerdir. Yatay

deprem + rzgar ykleri bu dey kafes sistem ile tanr. Bu sistemler rijit elik

ereve sistemlere gre yksek yatay elastik rijitlie sahip olmalarna karn dksnek davran gsterirler. Mimari eitlilik asnda ise apraz elemanlar engel

tekil edebilmektedir.


39/182


16

ekil 3.4. Merkezi apraz perdeli sistemler

Merkezi elik aprazlar tekrarl eksenel yk etkisinde enerji tketirler. ekme

altnda akarak, basn altnda da burkularak, dayanmn ve rijitliini nemli lde

kaybetmeden byk deformasyonlar yapabilmeleri beklenir. aprazlar sistemdeki

dier elemanlara nazaran en zayf eleman olarak seilmelidir. aprazlarn deprem

esnasndaki akma ve burkulma hareketleri srasnda birleimler, kolonlar ve kiriler

elastik snrlar iinde kalacak ekilde daha gl tasarlanmaldr.

apraz elemanlarn narinlii azaldka inelastik evrimsel davranlar

iyilemeye, yani e nerji yutma kapasitesi artmaya balar. Bu nedenle ynetmeliklerde

narinlikler iin snrlamalar getirilmitir. Bir apraz elemann enerji yutma kapasitesi

basn etkis i altnda ike n nar inlie ba ld r.

Merkezi apraz Elemanlarn Davran: Tekrarl eksenel yk etkisinde

apraz eleman evrimsel davran erisi ekil 3.5de grlmektedir. Eleman eksenel

basn etkisinde burkulma kapasitesine kadar yklenir ve 1 noktasnda burkulma

oluur ve eleman yanal deplasman yapar. 2 noktasnda artan basn ykyle beraberelemann orta noktasnda plastik mafsal oluur. 3 noktasnda eksenel yk sfra

inmitir fakat eksenel deformasyon ve yanal deplasman mevcuttur. 3den sonra

eksenel yk tekrar yklemeyle ekme ye dnr, elemandaki yanal deplasman azalr

fakat sfra inmeden elemanda akma gzlenir. 4 noktasndan sonra kuvvet tekrar

sfra iner fakat eleman da kalc deformasyonlar olumutur ve grld gibi 6

noktasnda burkulma kapasitesi, , balangtakinden kk tr.

Diyagonel aprazl Ters VX aprazl V aprazl


40/182


17

ekil 3.5. Merkezi elik aprazl perde davran

3.4.3. Dmerkez aprazl Perdeler

Dmerkez elik apraz perdeli sistemlerde apraz elemann bir ucu kiriebalant kirii olarak anlan paray oluturacak ekilde balanr. nelastik davran

bu ba lant eleman (ba lant kirii) zer inde sn rlandrlr . D merkez e lik aprazl

sistemler eitli geometrik formlarda olabilir. Bunlar arasnda ters V formu

kolonlarda yksek momentlere neden olmayacak bir formda olduklar iin en ok

tercih edilendir.

ekil 3.6. Dmerkezli elik aprazl sistemler

Dmerkez diagonel Dmerkez ters V Dmerkez V


41/182


18

Dmerkezli elik aprazl sistemler yksek elastik rijitlie sahip olmalarnn

yan sra, evrimsel yatay ykler altnda stabil bir inelastik davrana ve mkemmel

bir snek lik ve enerji yutma kapasitesine sahip tir . Sisteme ge len deprem ener jis i

ba lant k iriinin inelastik davran ile tketilmeye a l lr. Ba lant kiri i dndak i

tm kolonlar, kiriler, aprazlar ve birleimler elastik snrlar iinde kalacak ekilde

tasarm yaplmaldr.

apraz elemanda oluacak eksenel yk, kirie eksenel gerilme yaratan yatay

bileeni ve kiri gvdesine kayma gerilmeleri oluturan dey bileeni ile aktarlr.

Berkeley niversitesinde yaplan almalar sonucu; balant kirilerinin gvde

takviye levhalar olmakszn tekrarl yklere kar koyacak kapasiteye sahip

olmadklar ve yk tama kapasitesinin, gvde burumas nedeniyle nemli oranda

azald ortaya konulmutur. Bunun iin, gvde burkulmasn nleyecek ekilde

ba lant kirilerine r ijit lik ver ilmelidir.


42/182

4. DEPREM BLGELERNDE YAPILACAK BNALAR HAKKINDAKYNE TMELK Mustafa TANSEL

19

4. DEPREM BLGELE RNDE YAPILACAK BNALAR H AKK INDAK

YNETMELK

Bu blmde lkemizde deprem blgelerinde yaplacak olan yaplarn analiz

ve tasarmlarnda ve daha nce yaplm binalarn deerlendirilmesinde kullanlan

Deprem Blgelerinde Yaplacak Yaplar Hak knda Ynetmelik, 2007 (DBYBHY)

irdelenerek, elik yaplar iin esaslar ortaya konacaktr.

4.1. Depreme Dayankl B inalar in Hesap Kurallar

4.1.1. Genel lke ve Kurallar

4.1.1.1. Bina Tayc Sistemine likin Genel lkeler

(1) Bir btn olarak deprem yklerini tayan bina tayc sisteminde ve ayn

zamanda tayc sistemi oluturan elemanlarn her birinde, deprem yklerinin temel

zeminine kadar srekli bir ekilde ve gvenli olarak aktarlmasn salayacak

yeterlikte rijitlik, kararllk ve dayanm bulunmaldr.

(2) Deme sistemleri, deprem kuvvetlerinin tayc sistem elemanlar

arasnda gvenle aktarlmasn salayacak dzeyde rijitlik ve dayanma sahip

olmaldr. Yeterli olmayan durumlarda, demelerde uygun aktarma elemanlar

dzenlenmelidir.

(3) Binaya aktarlan deprem enerjisinin nemli bir blmnn tayc

sistemin snek davran ile tketilmesi iin, Blm 3.2de belirtilen snek tasarm

ilkelerine titizlikle uyulmaldr.

(4) leriki ksmlarda tanmlanacak olan dzensiz binalarn tasarmndan ve

yapmndan kanlmaldr. Tayc sistem planda simetrik veya simetrie yakn

dzenlenmeli A1 bal ile tanmlanan burulma dzensizliine olabildiince yer

verilmemelidir. Bu balamda, rijit tayc sistem elemanlarnn binann burulma

rijitliini arttracak biimde yerletirilmesine zen gsterilmelidir. Dey dorultuda


43/182


20

ise zellikle B1 ve B2 balklar ile tanmlanan ve herhangi bir katta zayf kat veya

yumuak kat durumu oluturan dzensizliklerden kanlmaldr.

(5) (C) ve (D) gruplarna giren zeminlere oturan kolon ve zellikle perde

temellerindeki dnmelerin tayc sistem hesabna etkileri, uygun idealletirme

yntemleri ile gz nne alnmaldr.

4.1.1.2. Deprem Yklerine likin Genel K urallar

(1) Binalara etkiyen deprem yklerinin belirlenmesi iin, bu blmde aksi

belirtilmedike, Spekt ral vme Katsays ve Deprem Yk Azaltma Katsays esas

alnacaktr.

(2) Deprem yklerinin sadece yatay dzlemde ve birbirine dik iki eksen

dorultusunda etkidikleri varsaylacaktr.

(3) Deprem ykleri ile dier yklerin ortak etkisi altnda binann tayc

sistem elemanlarnda oluacak tasarm i kuvvetlerinin tama gc ilkesine gre

hesabnda kullanlacak yk katsaylar, ilgili yap ynetmeliklerinden alnacaktr.

(4) Deprem ykleri ile rzgar yklerinin binaya ayn zamanda etkimedii

varsaylacak ve her bir yap elemannn boyutlandrlmasnda, deprem ya da rzgar

etkisi iin hesaplanan byklklerin elverisiz olan gz nne alnacaktr. Ancak,

rzgardan oluan byklklerin daha elverisiz olmas durumunda bile; elemanlarn

boyut land rlmas , detaylandrlmas ve bir leim noktalar nn dzenle nmesinde, bu

Ynetmelikte belirtilen kou llara uyulmas zorunludur.

4.1.2. Dzensiz Binalar

4.1.2.1. Planda Dzensizlikler Durumu

(1) A1- Burulma Dzensizlii: Birbirine dik iki deprem dorultusunun

herhangi biri iin, herhangi bir katta en byk greli kat telemesinin o katta ayn

dorultudaki ortalama greli telemeye orann ifade eden Burulma Dzensizlii


44/182


21

Katsays bi nin 1.2den byk olmas durumu (ekil 4 .1). [bi = (i)max / (i)ort

> 1.2]

ekil 4.1.Burulma dzensizlii durumu

Greli kat telemelerinin hesab, %5 ek dmerkezlik etkileri de gznne

alnarak yaplacaktr. A1 tr dzensizlik deprem hesap ynteminin seiminde etken

olan dzensizliklerdendir.(2) A2- Deme Sreksizlikleri: Herhangi bir kattaki demede (ek il 4.2);

(a) Merdiven ve asansr boluklar dahil, boluk alanlar toplamnn kat

brt alannn 1/3nden faz la olmas durumu,

(b) Deprem yklerinin dey tayc sistem elemanlarna gvenle

aktarlabilmesini gletiren yerel deme boluklarnn gvenle aktarlabilmesini

gletiren yerel deme boluklarnn bu lunmas durumu,

i +1 inci katdemesi

Demelerin kendi dzlemleri iinde rijit diyafram olarak almalar durumunda

( i)ort = 1/2 ( i)m ax + (i)minBurulma dzensizlii katsays :bi = (i)max / (i)ort

Burulma dzensizlii durum u : bi > 1.2

i inci katdemesi

Depremdorultusu

(i)m in( i)m ax


45/182


22

(c) Demenin dzlem ii ri jit lik ve dayanmnda ani azalma lar n olmas

durumu,

ekil 4.2.Deme dzensizlii durumu

(3) A3- Planda kntlar Bulunmas: Bina kat planlarnda knt yapan

ksmlarn birbirine dik iki dorultudaki boyutlarnn her ikisinin de, binann o

katnn ayn dorultulardaki toplam plan bo yutlarnn %20 'sinden daha byk olmas

durumu.

A A

A2 tr dzensizlik durumu-2 ve 3

Ab1Ab Ab2

A2 tr dzensizlik durumu 1

Ab / A > 1/3

Ab : B oluk alanlar toplam , A : Brt alan

Ab = Ab1 + Ab2

A2 tr dzensizlik durumu 2

KesitA-A


46/182


23

ekil 4.3. Planda kntlar bulunmas durumu

A2 ve A3 tr dzensizliklerin bulunduu binalarda, birinci ve ikinci derece

deprem blgelerinde, kat demelerinin kendi dzlemleri iinde deprem kuvvetlerini

dey tayc sistem elemanlar arasnda gvenle aktarabildii hesapla

dorulanacaktr.

4.1.2.2. Dey Dorultuda Dzensizlikler Durumu

(1) B2- Komu Katlar Aras Rijitlik Dzensizlii (Yumuak Kat):

Birbirine dik iki deprem dorultusunun herhangi biri iin, herhangi bir iinci kattaki

ortalama g reli kat telemesi orannn bir st veya b ir alt kattaki ortalama g reli kat

telemesi oranna blnmesi ile tanmlanan Rijitlik Dzensizlii Katsays ki nin

2.0den fazla olmas durumu. [ki = (i /hi)ort / (i+1 /hi+1)ort > 2.0 veya ki = ( i

/hi)ort / (i1/hi1)ort > 2.0]

Greli kat telemelerinin hesab, %5 ek dmerkezlik etkileri de gz nne

alnacaktr. Deprem hesab ynteminin seiminde etken olan bir dzensizlik

durumudur.

(2) B3 - Tayc Sistemin Dey Elemanlarnn Sreksizlii :Tayc

sistemin dey elemanlarnn (kolon veya perdelerin) baz katlarda kaldrlarak

kirilerin veya guseli kolonlarn stne veya ucuna oturtulmas, ya da st kattaki

perdelerin alt ta ko lonlara oturtulmas durumu.

ax > 0.2 Lx ve ayn zamanda ay > 0.2 Ly

ay

LxLxaxaxaxax

ayay

Ly LyLy

ay

axLx

A3 tr dzensizlik durumu:ax > 0.2 Lx ve ayn zamanda ay > 0.2 Ly


47/182


24

(a) Kolonlarn binann herhangi bir katnda konsol kirilerin veya alttaki

kolonlarda oluturulan guselerin stne veya ucuna oturtulmasna hibir zaman izin

verilmez.

(b) Kolonun iki ucundan mesnetli bir kirie oturmas durumunda, kiriin

btn kesit ler inde ve ayrca gznne alna n deprem do rultusunda bu kiri in

ba land d m noktalar na bir leen dier kiri ve ko lon lar n btn kesitler inde,

dey ykler ve depremin ortak etkisinden oluan tm i kuvvet deerleri %50

orannda arttrlacaktr.

(c) st katlardaki perdenin altta kolonlara oturtulmasna hibir zaman izin

verilmez.

(d) Perdelerin binann herhangi bir katnda, kendi dzlemleri iinde kirilerin

stne aklk ortasnda oturtulmasna hibir zaman izin verilmez.

ekil 4.4. Tayc sistem dey elemanlarn sreksizlii

Bkz. 3.1.4.2.2 (a) Bkz. 3.1.4.2.2 (b)

Bkz. 3.1.4.2.2 (c) Bkz. 3.1.4.2.2 (d)


48/182


25

4.1.3. Elastik Deprem Yklerinin Tanmlanmas: Spektral vme Katsays

Deprem yklerinin belirlenmesi iin esas alnacak olan Spektral vme

Katsays, A(T), Denk.(4.1) ile verilmitir. %5 snm oran iin tanmlanan Elastik

vme Spektrumunun ordinat olan Elastik Spektral vme, Sae(T), Spektral vme

Katsays ile yerekimi ivmesi gnin arpmna kar gelmektedir.

o

ae

( ) = ( )

( ) = ( )

A T A I S T

S T A T g (4.1)

4.1.3.1. Etkin Yer vmesi K atsays (Ao)

izelge 4.1. E tkin Yer vmesi Katsays

Deprem Blgesi Ao 1 0.42 0.33 0.24 0.1


49/182


26

4.1.3.2. Bina nem K atsays (I)

izelge 4.2. Bina nem Katsays

Binann Kullanm Amac veya Tr Bina nemKatsays (I)

1. Deprem son ras kullanm gereken binalar ve tehlikeli madde ierenbinalar.a) Deprem sonrasnda hemen kullanlmas gerekli binalar (Hastaneler,dispanserler, salk ocaklar, itfaiye bina ve tesisleri, PTT ve dierhaberleme tesisleri, ulam istasyonlar ve terminalleri, enerji retim vedatm tesisleri; vilayet, kaymakamlk ve belediye ynetim binalar, ilkyardm ve afet planlama istasyonlar)b) Toksik, patlayc, parlayc, vb zellikleri olan maddelerin bulunduu veya

depoland binalar

1.5

2. nsanlarn uzun sreli ve youn olarak bulunduu ve deerlieyann sakland binalara) Okullar, dier eitim bina ve tesisleri, yurt ve yatakhaneler, askeriklalar, cezaevleri, vb.b) Mzeler

1.4

3. nsanlarn ksa sreli ve youn olarak bulunduu binalar Sportesisleri, sinema, tiyatro ve konser salonlar, vb.

1.2

4. Dier binalar. Yukardaki tanmlara girmeyen dier b inalar(Konutlar,iyerleri, oteller, bina tr endstri yaplar, vb)

1.0

4.1.3.3. Spektrum Katsays

Spektrum Katsays, S (T), yerel zemin koullarna ve bina do al periyodu

Tye bal olarak Denk.(4.2) ile hesaplanacaktr.

AA

A B0.8

B

B

( ) = 1 + 1.5 (0 )

( ) = 2.5 ( )

( ) = 2.5 ( )

TS T T T

TS T T T T

T

S T T T T

Denk.(4.2)deki Spektrum Karakteristik Periyotlar, TA ve TB, Yerel Zemin

Snflarna bal olarak izelge 4.3te verilmitir.

(4.2)


50/182


27

izelge 4.3. Spektrum Karakteristik Periyotlar

Yerel Z em in Snf TA (saniye) TB (saniye)Z1 0.10 0.30Z2 0.15 0.40Z3 0.15 0.60Z4 0.20 0.90

4.1.3.4. zel Tasarm vme Spektrumlar

Gerekli durumlarda elastik tasarm ivme spektrumu, yerel deprem ve zemin

koullar gz nne alnarak yaplacak zel aratrmalarla da belirlenebilir. Ancak,

bu ekilde be lir lenec ek ivme spektrumu ordinatlarna kar ge len spektral ivme

katsaylar, tm periyotlar iin, izelge 4.3teki ilgili karakteristik periyotlar

gznne alnarak Denk. (4.1)den bulunacak deerlerden hibir zaman daha kk

olmayacaktr.

ekil 4.5. zel tasarm ivme spektrumu

4.1.4. Elastik Deprem Yklerinin Azaltlmas: Deprem Yk A zaltma Katsays

Depremde tayc sistemin kendine zg dorusal elastik olmayan

davrann gz nne almak zere, 4.1.3te verilen spektral ivme katsaysna gre

bulunacak elastik deprem ykler i, aada tanmlanan Deprem Yk Azaltma

Katsaysna b lnecektir. Deprem Yk Azaltma Katsays, eitli tayc sistemler

TTBTA

2.5

1.0

S(T)= 2.5(TB / T)0.8

S(T)


51/182


28

iin izelge 4.4te tanmlanan Tayc Sistem Davran Katsays, Rye ve doal

titreim periyodu, Tye bal olarak Denk.(4.3) ile belirlenecektir.

a AA

a A

( ) = 1.5 + ( 1.5) (0 )

( ) = ( )

TR T R T T

TR T R T T

izelge 4.4. Tayc Sistem Davran Katsays (R)

4.1.4.1. Tayc Sistemlerin Sneklik Dzeylerine likin Genel Koullar

(1) Tayc Sistem Davran Katsaylar izelge 4.4te verilen sneklik

dzeyi yksek tayc sistemler ve sneklik dzeyi normal tayc sistemlere ilikin

tanmlar ve uyulmas gerekli koullar, elik binalar iin bu almada B lm 4.2de,

Ynetmelikte ise B lm 4te verilmitir.

(2) izelge 4.4te sneklik dzeyi yksek olarak gz nne alnacak tayc

sistemlerde, sneklik dzeyinin her iki yatay deprem dorultusunda da yksek

olmas zorunludur. Sneklik dzeyi bir deprem dorultusunda yksek veya karma,

BNA TAIYICI SSTEM

SneklikDzeyiNormal

Sistemler

SneklikDzeyi

Y ksekSistemler

(3) ELK BNALAR (3.1) Deprem yklerinin tamam nn erevelerle tandbinalar..(3.2) Deprem yklerinin tamam nn, stten balantlarmafsall olan kolonlar tarafndan tand tek katlb ina lar.(3.3) Deprem yklerinin tamamnn aprazl perdeler veyayerinde dkme betonarme perdeler tarafndan tandbinalar(a) aprazlarn merkezi olmas durumu..(b) aprazlarn dmerkezi olmas durumu (c) Betonarme perdelerin kullanlm as durum u .(3.4) Deprem yklerinin erevelerle birlikte aprazl elikperdeler veya yerinde dkme betonarme perdeler tarafndanbirlikte tand binalar(a) aprazlarn merkezi olmas durumu..(b) aprazlarn dmerkezi olmas durumu (c) Betonarme perdelerin kullanlm as durum u .

5

-

4-4

5-4

8

4

576

687

(4.3)


52/182


29

buna dik dier deprem do rultusunda ise normal olan sis temler, her iki dorultuda da

sneklik dzeyi normal sistemler olarak saylacaktr.

(3) Sneklik dzeyleri her iki dorultuda ayn olan veya bir dorultuda

yksek, dier dorultuda karma olan sistemlerde, farkl dorultularda birbirinden

farkl R katsaylar kullanlabilir.

(4) Birinci ve ikinci derece deprem blgelerinde;

(a) Tayc sistemi sadece erevelerden oluan binalarda sneklik dzeyi

yksek tayc sistemlerin kullanlmas zorunludur.

(b) izelge 4.2ye gre Bina nem Katsays I=1.2 ve I=1 olan elik

binalarda, 16m olmak koulu ile, sadece sneklik dzeyi normal erevelerden

oluan tayc sistem kullanlabilir.

(c) izelge 4.2ye gre Bina nem Katsays I = 1.5 ve I = 1.4 olan tm

binalarda snek lik dzeyi yksek tay c s istemler veya snek lik dzeyi bak mndan

karma tayc sistemler kullanlacaktr.

4.1.5.1.5. Perde iermeyen sneklik dzeyi normal tayc sistemlere, sadece

nc ve drdnc deprem blgelerinde, sadece sneklik dzeyi normal

erevelerden oluan betonarme ve elik binalar 25m olmak koulu ile

yaplabilir.

4.1.4.2. Sneklik Dzeyi Norma l Baz Sistemlerde Perde Kullanm

Zorunluluuna likin Koullar

Sneklik dzeyi normal sistemler, btn deprem blgelerinde ve ayn

paragraflarda tanmlanan ykseklik sn rlar nn zerinde de yaplabilir. Ancak budurumda, elik binalarda sneklik dzeyi normal veya yksek merkezi veya

dmerkez aprazl perdelerin kullanlmas zorunludur.

(1) Tayc sistemde sneklik dzeyi normal perdelerin kullanlmas

durumunda, her bir deprem dorultusunda, deprem yklerine gre perdelerin

tabannda elde edilen kesme kuvvetlerinin toplam, binann tm iin tabanda

meydana gelen toplam kesme kuvvetinin % 75inden daha fazla olacaktr.


53/182


30

(2) Tayc sistemde sneklik dzeyi yksek perdelerin kullanlmas

durumunda, aada karma tayc sistemler iin verilen kurallar uygulanacaktr.

4.1.4.3. Sneklik D zeyi Bakmndan Karma Tayc Sistemlere likin

Koullar

(1) Sneklik dzeyi normal sistemlerin, sneklik dzeyi yksek perdelerle bir

arada kullanlmas mmkndr. Bu ekilde oluturulan sneklik dzeyi bakmndan

karma sistemlerde, aada belirtilen koullara uyulmak kayd ile, sneklik dzeyi

yksek boluksuz, ba kirili (boluklu) betonarme perdeler veya elik binalar iin

merkezi veya dmerkez aprazl elik perdeler kullanlabilir.

(a) Bu tr karma sistemlerin deprem hesabnda ereveler ve perdeler

birarada g znne al nacak, ancak her bir deprem do rultusunda mutlaka S 0.40

olacaktr.

(b) Her iki deprem dorultusunda da S 2/3 olmas durumunda, izelge

3.4te deprem yklerinin tamamnn sneklik dzeyi yksek perde tarafndan

tand durum iin verilen R katsays (R = RYP), tayc sistemin tm iin

kullanlabilir.

(c) 0.40 < S < 2/3 aralnda ise, her iki deprem dorultusunda da tayc

sistemin tm iin R = RN + 1.5 S (RYP RN) bants uygulanacaktr.

4.1.4.4. Kolonlar stten Mafsall B inalara likin Koullar

Kolonlar stten mafsall tek katl erevelerden oluan ve R katsaylarizelge 4.4te (4.2)de verilen elik binalara ilikin koullar 4.1.5.4.(1)de

verilmitir. Bu tr erevelerin, elik binalarda en st kat (at kat) olarak

kullanlmas durumuna ilikin koullar ise 4.1.5.4.(2)de tanmlanmtr.

(1) Bu tr tek katl binalarn iinde planda, binann oturma alannn

%25inden fazla olmamak kayd ile, ksmi tek bir ara kat yaplabilir. Ancak deprem

hesabnda ara katn tayc sistemi, ana tayc erevelerle birlikte gz nne

alnacak ve bu ortak sistem, betonarme prefabrike binalarda sneklik dzeyi yksek


54/182


31

sistem olarak dzenlenecektir. Ortak sistemde, dzensiz binalarda tanmlanan

buru lma d zensizli inin bulunup bulunmad mutlaka ko ntrol ed ilecek ve varsa

hesapta gz nne alnacaktr. Ara katn ana tayc erevelere balantlar mafsall

veya monolitik olabilir.

(2) Kolonlar

çok katlı çelik yapıların modellenemesi

Documents

Transcript of çok katlı çelik yapıların modellenemesi