Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

ASMOLEN BİNALARIN DEPREME KARŞI TASARIMININ İRDELENMESİ İYTE İnşaat Mühendisliği Bölümü Asst. Prof. Dr. Cemalettin DÖNMEZ.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "ASMOLEN BİNALARIN DEPREME KARŞI TASARIMININ İRDELENMESİ İYTE İnşaat Mühendisliği Bölümü Asst. Prof. Dr. Cemalettin DÖNMEZ."— Sunum transkripti:

1 ASMOLEN BİNALARIN DEPREME KARŞI TASARIMININ İRDELENMESİ İYTE İnşaat Mühendisliği Bölümü Asst. Prof. Dr. Cemalettin DÖNMEZ

2 CD, İYTE 2

3 3 Deprem Raporlarında Asmolen Yapılar Ulaşabilen en eski kayıtlar 1967 Adapazarı depremine uzanmaktadır. Uğur Ersoy, Betonarme Kitabından

4 CD, İYTE ile 1992 arası deprem raporlarında asmolen binalar ile ilgili bir bilgiye ulaşılamamıştır Pülümür 1970 Gediz 1975 Lice 1983 Erzincan-Kars

5 CD, İYTE Erzincan depreminde sosyal sigortalar hastanesinin asmolen olan ek binalarının yıkıldığı rapor edilmiştir. EERI Erzincan Özel Raporu, 1993

6 CD, İYTE Adana-Ceyhan depreminde Ceyhan’daki yapıların tipik olarak asmolen döşemeli olduğu rapor edilmiştir. ODTÜ Ceyhan-Misis Deprem Raporu, 1998

7 CD, İYTE İzmit depreminde asmolen bina göçmeleri rapor edilmiştir. Bazı örneklerde bu yapıların düşey elemanların yatay elemanlara göre zayıflığı sebebiyle de göçtüğü belirtilmiştir. Saatçioğlu ve diğerleri, Canadian Journal of Civil Eng., 2001

8 CD, İYTE İzmit depremi raporlarında genel olarak betonarme yapıların depreme karşı dayanıklılık gerekliliklerini sağlamadıkları belirtilmiştir. Saatçioğlu ve diğerleri, Canadian Journal of Civil Eng., 2001

9 CD, İYTE Van-Erciş depreminde de asmolen binalarda oluşan hasarlar rapor edilmiştir.

10 CD, İYTE Van-Erciş depremi

11 CD, İYTE 11 Sözü geçen raporların hiç birinde asmolen yapılar kendi özellerinde değerlendirilmeyip, betonarme ana grubu içerisinde kategorize edilmiştir. Ne yazık ki 1967’den 2012’ye betonarme yapılarda rapor edilen göçme sebeleri değişmeyen şu ana başlıklara sahiptir: Yapısal sistemin yerleşimine bağlı burulma, yumuşak ve zayıf kat sorunları Diğer yapısal düzensizlikler Yeri, miktarı ve detayı yetersiz enine donatı Genel olarak donatı detaylarındaki yetersizlikler Yetersiz işçilik Daha eski depremlerde ağırlıklı malzeme dayanımındaki yetersizlikler

12 CD, İYTE 12 Van depreminde asmolen binalarda gözlenen hasarlar göçme mekanizması itibari ile ilgi çekmiştir.

13 CD, İYTE 13 Bu noktada Türkiye Deprem Şartnamelerindeki asmolen yapılar ile ilgili gerekliliklerin değişimini irdelemek faydalı olacaktır.  Adapazarı depreminden sonra deprem riski yüksek bölgelerde asmolen bina yapımı yasaklanmıştır.  1975 şartnamesi ile belirli yüksekliklerin üstünde “deprem perdesi” kullanımı şartıyla tekrar izin verilmiştir. Deprem Şartnamelerinde Asmolen Yapılar

14 CD, İYTE 14  1997 şartnamesi ile birlikte asmolen binaların “süneklik düzeyi yüksek çerçeveler” olarak tasarlanması kaydı ile perde duvar şartı kaldırılmıştır. Mevcut şartnamede standart betonarme çerçeveler için tanımlanan süneklik düzeyi şartları haricinde doğrudan asmolen binaları etkileyen iki şart vardır:

15 CD, İYTE 15 Diğer taraftan asmolen yapılar doğal geometrileri gereği çok zorlanmadan kuvvetli-kolon zayıf-kiriş şartını sağlarlar.

16 CD, İYTE 16 Asmolen yapıların popüler olmasını sağlayan kuvvetli hususlar vardır: Döşeme altında kiriş dişleri görünmediğinden duvar yerleşimlerini özgür bırakan bu sistem mimarlar açısından tercih sebebidir. Döşeme kalıbı düşünüldüğünde kiriş dişlerinin bulunmaması imalat açısından daha hesaplı bir sisteme işaret etmektedir. Tasarım mühendisi açısından düşük rijitliği sayesinde görece ufak yanal yüklerle tasarlanabilmesi ve doğal olarak kuvvetli-kolon zayıf-kiriş şartını sağlayabilmesi bir cazibe sebebi olmaktadır.

17 CD, İYTE 17 Ne yazık ki tasarım mühendisinin asmolen çerçeveleri tercih sebebi kuvvet tabanlı tasarım alışkanlığı kaynaklı olası bir yanılsama taşımaktadır.

18 CD, İYTE 18 Eşdeğer deprem yükü ile tasarım yapıldığında tasarıma esas olan varsayımlar: Dinamik yükler altında yapı temel olarak 1. modunda tepki verir, Birinci mod tepkisini bozan ve taleplerin belirli bölgelere yogunlaşmasına sebep olan düzensizlikler kontrol altındadır, Yapının tasarımı azaltılmış yükler altında elastik sistem kabülü ile yapılmış analizler üzerinden gerçekleşebilir.

19 CD, İYTE 19 Yapıda kontrollü hasar (süneklik) sonucu oluşan ötelenme talepleri yapının kapasitesinin altındadır. Tasarım esas olarak ivme spektrumu üzerinden yapılır ve ötelenme kontrolü azaltılmamış yükler altında elastik analiz ile kat arası ötelenme oranı vasıtasıyla sağlanır.

20 CD, İYTE 20 İvme ve ötelenme spektrumları göz önüne alındığında uzun periyotlu sistemlerin ötelenme taleplerinin büyüdüğü görülür. a TaTa abab TbTb İvme Periyot ΔaΔa TaTa ΔbΔb TbTb TBTB Ötelenme Periyot

21 CD, İYTE 21 Asmolen yapılarda yatık kirişler sebebiyle sistem rijitliği dramatik bir biçimde düşebilir ve bu düşüşe paralel olarak yüksek ötelenme talepleri oluşabilir. Uygulamada rijitlikteki düşmenin (veya periyottaki uzama) mertebesini incelemek olası sorunun ciddiyeti hakkında bilgi sağlayacaktır.

22 CD, İYTE sonrası İzmir’de tasarlanmış bir grup asmolen yapının incelenmesi sonucu aşağıdaki değerlere ulaşılmıştır Yapı No Yükseklik (m) Kat Sayısı Zemin Tipi,T B (s) T elastik (s) 19.33Z3 (0.6) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z3 (0.6) Uygulamada Asmolen Yapılar

23 CD, İYTE 23 Söz konusu yapıların: Nominal malzeme dayanımları f c : 30MPa, f y : 420MPa, Kat alanları 220 ila 520 m 2, Temelleri mütemadi veya radye, Kolon açıklıkları 2.0 ila 7.5 m, Kirişlerin büyük kısmı 50x32 cm olmakla beraber 60x32 ve 70x32 kirişlerde mevcut, Yapılar sadece yatık kirişlerden değil aynı zamanda dik kirişlere de sahip ve bu kirişler tipik olarak 25x50 cm boyutlarında, Zemin katın üst katların yüksekliğine oranı 1.1 ila 1.4 arasında değişmekte Tipik kolon yüksekliği 3.0 m Tipik kolon boyutları 25x50 veya 60 cm ila 30x60 veya 70 cm Tipik perde duvar kalınlıkları 25 cm

24 CD, İYTE 24 Yapı 2: 4 katlı, T: 0.7 s

25 CD, İYTE 25 Yapı 3: 4 katlı, T: 1.2 s

26 CD, İYTE 26 Yapı 4: 4 katlı, T: 0.8 s

27 CD, İYTE 27 Yapı 6: 5 katlı, T: 1.4 s

28 CD, İYTE 28 Yakut (2008) yaptığı bir çalışmada bir grup 2007 öncesi betonarme bina için bina yükseklik ile yapı periyodu arasındaki ilişkiyi incelemiş ve ana eğilim olarak 1997 şartnamesinde tanımlanmış olan periyot formülünün uygunluğunu ortaya koymuştur. Bu çalışmada ele alınan sınırlı sayıdaki asmolen yapının yükseklik periyot ilişkisi Yakut’un verileri ile beraber ele alındığında incelenen asmolen binaların Yakut’un normal çerçeveli binalarından ortalamada kabaca %40 daha yüksek periyotlara sahip olduğu gözlemlenmiştir.

29 CD, İYTE 29

30 CD, İYTE 30 İncelenen asmolen yapıların TDY-2007’ye göre tasarım depremi ötelenme talepleri Yapı No Kat Sayısı Zemin Tipi,T B (s) T (s) T çatlamış TDY-2007 (s) En Yüksek Kat Arası Öteleme (%) TDY-2007 Metodu 13Z3 (0.6) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z2 (0.4) Z3 (0.6)

31 CD, İYTE 31 Yapıların doğrusallık dışına çıkmaları durumundaki ötelenme taleplerini belirlemek için çeşitli yöntemler tanımlanmıştır TDY’inde tanımlı yöntem aslen Amerikan ATC-40’da (1996) tanımlı Kapasite Spektrumu yönteminin bir varyasyonudur. FEMA-274 (1997) ve FEMA-440 (2005) raporlarında tasarım mühendisine hedef ötelenmelerin %150’sine kadar yapının güvenli davrandığının incelemesi önerilir.

32 CD, İYTE 32 %150 Ortalama değer %100 Dağılım etkisini kontrol edebilmek amacıyla güvenli değer

33 CD, İYTE 33 Yatık kirişlerin döngüsel yükler altındaki davranışının incelenmesi Türkiye’de yapılan uygulamalarda başka sorunlara işaret etmektedir. Yatık Kiriş-Kolon Sisteminin Davranışı

34 CD, İYTE 34 Düşük rijitlikleri ve sınırlı donatı aderans bölgeleri sebebi ile yatık kirişlerin döngüsel yükler altındaki davranışları hakkında literatürdeki çalışmalar üç kritik konu tanımlamıştır: 1.Düğüm noktasında bağlanan elemanların geometrisi ve bağlantı detayları, 2.Kolon dışında kalan kiriş eğilme donatılarının aderansı, 3.Kiriş ve kolonun eğilme donatılarında oluşan sıyrılma,

35 CD, İYTE 35 İlk iki madde ile ilgili olarak bazı araştırmacılar (Benavent-Climent ve diğ. 2010, Gentry ve Wight 1994 ve Lafave 2001) düğüm noktalarında yatık kiriş moment direncinin birbiri ile bağlantılı üç değişkene/mekanizmaya bağlı olduğunu ortaya koymuşlardır.

36 CD, İYTE 36 Yatık kirişe dik olarak kolona bağlanan kirişlerin burulma dayanımı

37 CD, İYTE 37 Kolon çeğirdeğine bağlanan eğilme donatılarının oranı,

38 CD, İYTE 38 Kolon yakınında oluşan basınç çubuğu mekanizması,

39 CD, İYTE 39 Kolon yakınında oluşan basınç çubuğu mekanizması,

40 CD, İYTE 40 Araştırmalar: Kolon çekirdeği dışındaki eğilme donatılarının işleyebilmesi için kolona dik bağlanan kirişlerin yeterli burulma kapasitesine sahip olması gerektiğini, Tasarımda hem kapasite hem rijitlik önemli ise dik kirişlerin burulma çatlama kapasitesinin eğilme donatılarının kapasitesinden büyük olmasını, Sadece kapasite önemli ise burulma donatısı ile sağlanan kapasitenin aktif olarak kullanılabileceğini, göstermiştir.

41 CD, İYTE 41 ACI (2002) kolon ve kiriş donatılarında sıyrılmaya engel olunabilmesi için eleman derinliklerinin en az 20Φ donatı olması gerektiğini belirtir. 32 cm’lik bir döşemede bu şartı sağlayabilmek için gerekli maksimum donatı çapı 32/20 = 1.6 cm ‘dir.

42 CD, İYTE 42 ACI yatık kiriş eni ve kolon çekirdeğinden geçmeyen eğilme donatıları ile ilgili olarak yeni şartlar getirmiştir.

43 CD, İYTE 43 Kiriş ve kolon geometrisine, kirişin ve kolon eğilme donatılarının yeterli adreans yapabilmesine ve dik kirişlerin yeterli burulma kapasitesine sahip olmasına dikkat edilmesi durumunda yatık kirişler yüksek ötelenme kapasiteleri sağlayabilmektedir

44 CD, İYTE 44 Yatık kirişler ile yapılan bütün araştırmalarda kirişler kolona eşmerkezli olarak bağlanmıştır. Yatık kirişlerin dışmerkezli bağlantıları hakkında mevcut bir çalışma yoktur. ACI yüksek deprem riski olan bölgelerde dışmerkezli kiriş-kolon bağlantısı tavsiye etmemektedir.

45 CD, İYTE 45 Bir firmanın web sayfasında bulunan imalat örneği

46 CD, İYTE 46 ÜLKEMİZDE UYGULAMADA MEVCUT BİRÇOK YATIK KİRİŞ KOLON BAĞLANTISININ DÖNME KAPASİTELERİ HAKKINDA BÜYÜK SORU İŞARETLERİ VARDIR.

47 CD, İYTE 47 Yatık kiriş boyutlandırma ve detaylandırması hakkındaki bütün kaygıları bir kenara bırakıp bu tip sorunları olmayan düzgün bir çerçeveyi göz önüne alalım. Örnek Bir Asmolen Bina

48 CD, İYTE x750 mm kolonlar, 600x320 mm kirişler, 120x320 mm döşeme dişleri, 70 mm döşeme kalınlığı, Her katta eşit 3.0 m kat yüksekliği, 6 kat, Z3, T B = 0.6 s, 30MPa beton, 420MPa çelik,

49 CD, İYTE 49 Örnek yapı TDY ve 3. kısımlara göre sünek çerçeve şartlarını taşıyacak şekilde tasarlanmıştır ’deki şartını sağlamaktadır. Bina Yüksekliği (m) Kat Sayısı Zemin Tipi [T B, (s)] T (s) T çatlamış TDY-2007 (s) En Y ü ksek Kat Arası Ö teleme (%) TDY-2007 Metodu 186Z3 (0.6)

50 CD, İYTE 50 Sünek çerçeve şartları sağlanmış ve plastik mafsallarda maksimum birim uzama değerlerini sağlayacak detaylandırma yapılmış. TDY-2007’ye göre maksimum birim uzama değerleri kuşatılmış betonda 0.004, kuşatılmamış betonda ve donatıda 0.06’dir Performans analizinde ikincil momentler hesaba katılmıştır.

51 CD, İYTE 51

52 CD, İYTE 52 Eski deprem raporları incelendiğinde asmolen yapılar ile ilgili detaylı bilgiye nadir olarak ulaşılmaktadır. Bu durumun iki sebebi olduğu düşünülmektedir: –Normal betonarme çerçeveler ile karşılaştırılırsa asmolen yapılar görece ufak bir yüzdeye sahiptirler (tahminen %10 ila 15) –Asmolen yapıların davranış sorunlarını ortaya koyabilecek gözlemlerin, boyutlandırma, malzeme dayanımı ve/veya detaylandırma zaafiyetleri tarafından perdelenmesi SONUÇLAR:

53 CD, İYTE Van-Erciş depremi bir istisna olarak görece düşük talepler altında asmolen yapıların kapasitelerine ulaştığını gösteren örnekler sunmuştur. SONUÇLAR:

54 CD, İYTE 54 Literatürdeki araştırmalar eşmerkezli yatık kiriş kolon birleşimlerinin kolon çekirdeği dışındaki eğilme donatılarının yetersiz aderansı ve/veya dik kirişlerin burulma yetersizlikleri ile erken rijitlik ve dayanım kayıplarına uğrayabildiklerini ortaya koymuştur. Ülkemizde yaygın olarak uygulanan dışmerkezli kiriş kolon birleşimleri, dik kiriş burulma direncinin tasarımda hesaba hiç bir şekilde girmemesi ve çerçeve asal eksenlerine uyumsuz kiriş ve kolon aksları sebebiyle asmolen çerçevelerin kabul edilenden daha zayıf ve yumuşak olduğu söylenebilir. SONUÇLAR:

55 CD, İYTE 55 Yine önceki slaytta belirtilen sebeplerle ülkemizdeki tipik asmolen binalar için gerçekçi performans analizlerinin yapılamıyacağı söylenebilir. SONUÇLAR:

56 CD, İYTE 56 TDY-2007 asmolen binaları tipik kiriş-kolon çerçevesi olarak kabul etmekte, süneklik ve kiriş boyutlandırma şartlarını sağlaması dışında bir talepte bulunmamaktadır. İzmir’de uygulanan bir grup projenin incelenmesi sonucu tasarımın esas olarak şartnamenin %2 öteleme sınırı tarafından kontrol edildiği tespit edilmiştir. SONUÇLAR:

57 CD, İYTE 57 Bu yapıların elastik analiz ile hesaplanan periyotları ortalamada normal kiriş kolon çerçevelerine göre %40 daha yüksektir. Diğer taraftan tekil örneklerde periyot değerleri beklenen değerlerin 2-3 katına çıkabilmektedir. Yüksek periyotlara sahip yapılar deprem talepleri altında yüksek ötelenme değerlerine ulaşmak zorunda kaldığından, deprem talepleri altında yapı güvenliği yetersiz kalabilmektedir. SONUÇLAR:

58 CD, İYTE 58 Uzun periyot değerlerinin oluşturabileceği güvensiz durumu gösterebilmek maksadıyla her türlü zaafiyetten muaf bir asmolen bina TDY-2007’ye göre tasarlanmış ve yine TDY-2007 göre performans analizine tabii tutulmuştur. SONUÇLAR: Yapı TDY-2007’deki performans düzeyini sağlayamamıştır.

59 CD, İYTE 59 ASMOLEN BİNALARIN TASARIMINDA NASIL BİR YAKLAŞIM GERÇEKLEŞTİRİLMELİDİR???


"ASMOLEN BİNALARIN DEPREME KARŞI TASARIMININ İRDELENMESİ İYTE İnşaat Mühendisliği Bölümü Asst. Prof. Dr. Cemalettin DÖNMEZ." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları