DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI

... konulu sunumlar: "DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI"— Sunum transkripti:

1 DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI
ADİL ALTUNDAL DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI 4. hafta 1. Elastik deprem yüklerinin belirlenmesi 2. Elastik deprem yüklerinin azaltılması Profesör Adil ALTUNDAL İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı-Mekanik Çalışma Grubu Nisan 2016

2 4.1. Elastik deprem yüklerinin belirlenmesi
ADİL ALTUNDAL 4.1. Elastik deprem yüklerinin belirlenmesi Spektral İvme Katsayısı A(T) dayanım fyk ue uy fe Yer değiştirme Elastik Yük fe dir. Bu kuvvet altında sistemin ue kadar yatay yer değiştirmesi istenmektedir. Kütlesi (m) ivme (a) ise Dinamikten bildiğimiz fe = m*a yazılabilir

3 Vte : Elastik Deprem Yükü Vte =
ADİL ALTUNDAL Spektral İvme Katsayısı A(T) fe = m*a Vte : Elastik Deprem Yükü Vte = W A(T) A(T)=A0*I*S(T) W : Bina Ağırlığı S(T) = T1, TA, TB A(T): Spektral İvme Katsayısı S(T): Spektrum Katsayısı Vte = W*A(T)

4 Spektral İvme Katsayısı A(T)
ADİL ALTUNDAL Spektral İvme Katsayısı A(T) dayanım Deprem etkisi altında Kütlesi (m) olan bir yapının ue kadar yatay yer değiştirme yapması için gereken Elastik Kuvvet, yapının istemi, talebi fe = m*Sae dir. Sae : Elastik Spektral İvmedir (m/s2)

5 Sae : Elastik Spektral İvme nasıl hesaplanır:
ADİL ALTUNDAL Elastik Spektral İvme Sae : Elastik Spektral İvme nasıl hesaplanır: Yönetmeliğimiz, Elastik Spektral ivmenin, Spektral İvme Katsayısı olan A(T) nin yer çekimi ivmesi olan (g) ile çarpımı sonucu elde edilebileceğini vermektedir. Sae(T)= A(T)*g Spektral İvme Katsayısı A(T) nasıl hesaplanacaktır.

6 Spektral İvme Katsayısı A(T) nedir nasıl hesaplanır.
ADİL ALTUNDAL Elastik Spektral İvme Spektral İvme Katsayısı A(T) nedir nasıl hesaplanır.

7 Spektral İvme Katsayısı A(T)
ADİL ALTUNDAL Spektral İvme Katsayısı A(T) TDY Spektral ivme katsayısını aşağıdaki şekilde vermiştir. A(T) = A0 *I* S(T) A (T) : Spektral ivme katsayısı A (T1) : Binanın 1. Doğal titreşim periyodu olan T1 e ait Spektral ivme katsayısı, A : Etkin yer ivme katsayısı ( Deprem bölgesine göre Tablolarda verilmiştir. )  I : Bina önem katsayısıdır. (Tablolarda verilmiştir.) S(T) : Spektrum Katsayısıdır.

8 Etkin Yer İvme Katsayısı A0 A(T) = A0 *I* S(T)
ADİL ALTUNDAL Etkin Yer İvme Katsayısı A0 A(T) = A0 *I* S(T) Etkin yer ivme katsayısı, Deprem Yönetmeliğinde, Deprem Bölgelerine bağlı olarak A0 katsayısı şeklinde verilmiştir. Etkin yer ivme katsayısı, en büyük 4 olarak verilmiştir. Depremde meydana gelecek olan en büyük ivmenin yerçekimi ivmesinin (g) nin %40 olduğu kabul edilmiştir. Depremde oluşan max(ivme)=0,40*g

9 Etkin Yer İvme Katsayısı (A0)
ADİL ALTUNDAL Etkin Yer İvme Katsayısı (A0) Deprem Bölgelerine bağlı olarak Etkin yer ivme katsayılarının kullanılacağı bölgeler.

10 Etkin Yer İvme Katsayısı (A0)
ADİL ALTUNDAL Etkin Yer İvme Katsayısı (A0)

11 Deprem odağında oluşan büyük ivmeler
ADİL ALTUNDAL Etkin Yer İvme Katsayısı (A0) Deprem odağında oluşan büyük ivmeler Taban kayasında en fazla 0,40g Yerel zemin özelliklerine göre taban kayasındaki ivme yerel zeminden geçerken büyüyebilir.

12 Etkin Yer İvme Katsayısı (A0)
ADİL ALTUNDAL Etkin Yer İvme Katsayısı (A0)

13 Bina Önem Katsayısı (I)
ADİL ALTUNDAL Bina Önem Katsayısı (I) A(T) = A0 *I* S(T) Spektral İvme katsayısında geçen 2. terim Bina Önem Katsayısıdır. Bina Önem Katsayısı (I) olarak gösterilir. Deprem hareketi ile bir ilgisi yoktur. Binaların önem derecesine bağlı olarak tasarlanan yapının deprem yükünü Artırıcı yönde tesir eden bir katsayıdır. Sıradan binalar için I=1 Önemli binalar için ise 1 den büyük bir katsayıdır. Deprem yönetmeliğinde binaların önem derecesine bağlı olarak tablo halinde verilmiştir. I=1,5 alınması halinde binaya gelen deprem yükünün %50 oranında büyük olarak alınması demektir

14 ADİL ALTUNDAL

15 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) A(T) = A0 *I* S(T) S(T) Spektrum katsayısı, Yapının titreşim periyoduna (T) ve zeminin titreşim özelliklerine (TA, TB) bağlı bir katsayıdır. Yapıyı tasarlamada en önemli veri olan Vte Elastik Taban kesme kuvvetini hesaplayabilmek için Spektrum katsayısını sayısal olarak belirlemek gerekir. Depremin yer altında nasıl bir etki oluşturduğu kesin olarak bilinmez iken deprem dalgalarının özellikleri net bilinmeyen zeminden geçerken nasıl değişecektir.

16 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) YER HAREKETLERİ- SPEKTRUM İLİŞKİSİ Yapının altındaki zeminin yerel özellikleri Meydana gelecek olan depremin büyüklüğü Depremin kırılma mekaniği, Odak noktasının Yapıdan uzaklığı Odak noktası ile Yapı arasındaki dalgaların geçtiği zeminin özellikleri Spektrum katsayısını sayı ile ifade edebilmek için yukarıda verilen doneleri sayısallaştırmak gerekir. Ancak bunlardan sadece 1. «yerel zemin özellikler» hakkında bilgi sahibi olabilir, bu doneyi sayısallaştırabiliriz. Diğerleri hakkında kesin bir bilgimiz yoktur ve bu doneleri sayısallaştıramayız.

17 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) YER HAREKETLERİ- SPEKTRUM İLİŞKİSİ Dolayısıyla yer hareketlerinden Spektrum katsayısına geçebilmek için sadece Yapının altında bulunan yerel zemin özelliklerini bilmek yeterli olacaktır. Zeminlerin cinslerine ve yapı altındaki tabakanın kalınlığına bağlı olarak 4 çeşit Yerel Zemin olduğu kabul edilmiştir. Bunlar Z1, Z2, Z3, Z4

18 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T)

19 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T)

20 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T)

21 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) Değişik depremlerde oluşan Değişik Spektrum Şekilleri

22 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T)

23 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) İncelenen 10 Depreme ait Spektrum Şekillerinin birbirinden farklı olduğu görülmektedir. Bu farklar, yerel zemin özelliklerinden ve depreme ait bilinmeyen faktörlerden kaynaklanır

24 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T)

25 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) İvme Tepki Spektrumu Mühendisin deprem hesabı yapabilmesi için, gelişigüzel hareketlerin oluşturduğu Spektrum şeklini, sayı ile ifade edilebilen bir modele dönüştürmelidir. Bu model can güvenliğinden, Yapıların Çökme Güvenliğinden taviz verilmeden yapılmalıdır. Bu şekilde Elastik Tepki spektrumları geliştirilmiştir.

26 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) Deprem Yönetmeliğinde Yerel zemin sınıflarına bağlı olarak Spektrum-Periyod ilişkisinin yukarıdaki gibi olduğu kabul edilmiştir. Yerel zemin sınıfları, zemin guruplarına bağlı olarak tablo 6.1 de verilmiştir.

27 ADİL ALTUNDAL

28 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) Deprem Yönetmeliğinde Zemin guruplarına ve kalınlığına göre yerel zemin Sınıfları tablo 6.2 de verilmiştir. Zemin gurupları tablosunda, Temel altındaki en üst tabakanın kalınlığı 3m den az olması halinde bir alttaki tabaka, en üst zemin tabakası olarak dikkate alınmalıdır.

29 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) Yerel zemin Sınıflarına bağlı olarak Spektrum Karakteristik periyotları aşağıdaki tablodan alınmalıdır.

30 Spektrum Katsayısı S(T)
ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T)

31 ADİL ALTUNDAL Spektrum Katsayısı S(T) Yerel zemin sınıfına bağlı spektrum katsayılarının zemin sınıflarına göre değişimi aşağıdaki gibidir. Z1 en sağlam zemin Z4 ise en yumuşak zemindir. Yumuşak zeminlerde periyoda göre ivmenin değişimi görülmektedir.

32 Sönüm oranı nedir, etkileri nasıldır.
ADİL ALTUNDAL Sönüm Oranı Spektral İvme Katsayısı belirlenmesinde Yönetmeliğimizde %5 sönüm oranı için tanımlanan Elastik ivme Spektrumundan bahsedilmektedir. Sönüm oranı nedir, etkileri nasıldır.

33 ADİL ALTUNDAL Sönüm Oranı

34 ADİL ALTUNDAL Gözlemler

35 ADİL ALTUNDAL Gözlemler

36 ADİL ALTUNDAL Gözlemler

37 Elastik Deprem Yükünün Hesabı (Özet)
ADİL ALTUNDAL Elastik Deprem Yükünün Hesabı (Özet) Yapı Ağırlığı (W) ve Periyodu (T1) hesaplanır. Deprem Bölgesine göre Etkin yer ivme katsayısı (A0) belirlenir. Yapı kullanım amacına göre Yapı Önem katsayısı (I) belirlenir. Yerel zemin cinsine göre karakteristik zemin periyotları (TA ve TB) belirlenir. T1 ,TA ve TB değerlerine bağlı olarak Spektrum katsayısı S(T) bulunur. Spektral ivme katsayısı A(T)=(A0)* (I)* S(T) Elastik Deprem Yükü hesaplanır. Vte = W*A(T)