DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI

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

1 DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI
ADİL ALTUNDAL 15a 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 Mart 2016

2 Elastik deprem yüklerinin azaltılması
ADİL ALTUNDAL 4.2. Hafta Elastik deprem yüklerinin azaltılması Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı Taşıyıcı Sistem Deprem Azaltma Katsayısı

3 A(T1) ; 1. doğal periyoda ait Spektral ivme katsayısı
ADİL ALTUNDAL Elastik Deprem Yükü nasıl hesaplanır.? Vte = W*A(T1) W ; Bina ağırlığı A(T1) ; 1. doğal periyoda ait Spektral ivme katsayısı A(T1)= A0 I S(T1) A0 ; Etkin yer ivme katsayısı I ; Bina Önem Katsayısı S(T1); 1. Doğal periyoda ait Spektrum Katsayısı S(T1)= T1, TA ,TB T1 ;Binanın 1. Doğal periyodu; TA ,TB ;Zemin karakteristik periyotları

4 Vte kuvveti altında kesitler çok büyük olacaktır.
Elastik Deprem Yükü neden azaltılmalıdır.? V Vte ue u (u) Yer değiştirme (V) Dayanım Bina Vte Elastik taban kuvveti altında ue kadar öteleme yapacak Deprem enerjisi sönümlenecek, kuvvet kalkınca ue geri dönecektir. Sistemin Lineer Elastik olarak çalıştığı kabul edilmiştir. Vte kuvveti altında kesitler çok büyük olacaktır.

5 Elastik Deprem Yükü neden azaltılmalıdır.?
dayanım ue uy Vte Yer değiştirme Vty Oysa aynı binanın Elasto-Plastik olarak davranması sağlansa, aynı ue ötelemesi çok daha küçük bir kuvvetin tesiri ile sağlanabilecektir. Tesir eden kuvvet (Vty) değerine ulaştığında akma başlayacak, plastik mafsallar oluşacak, hasar oluşacak ve deprem enerjisi sönümlenecektir.

6 Sünekliğin tanımından süneklik katsayısı ue / uy dir.
Elastik Deprem Yükü neden azaltılmalıdır.? Sünekliğin tanımından süneklik katsayısı ue / uy dir. (u max = ue kabul edilmiştir.) Sistemin sünekliği ne kadar fazla ise yaklaşık aynı oranda Elastik kuvvetin küçültülmesi ile bulunan Vty kuvveti altında aynı ötelemeyi yapabilecektir. dayanım ue uy2 Vte Yer değiştirme Vty2 Vty1 uy1 Bu durumda çok büyük olan Vte Elastik kuvvet yerine, süneklikle orantılı olarak azaltılmış bu kuvvete göre tasarım yapılmalıdır. Tasarım Kuvveti Vt = Vte / Ra(T1)

7 Taşıyıcı sistem davranış katsayısına (R) karar verilir.
Tasarım Deprem Yükü Nasıl hesaplanır..? Taşıyıcı sistemin sınıfına göre ve sünekliğin hangi oranda sağlandığına (SDY, SDN) göre Taşıyıcı sistem davranış katsayısına (R) karar verilir. Yapının periyoduna (T), yerel zemin sınıfı özelliklerine (TA) ve Taşıyıcı sistem davranış katsayısına (R) bağlı olarak Deprem Yükü Azaltma Katsayısı Ra(T) belirlenir. Tasarım Deprem Yükü Vt = W*A(T) / Ra(T) olarak hesaplanır. Binanın 1. doğal titreşim periyoduna göre hesap yapılacak ise Vt = W*A(T1) / Ra(T1)

8 Vte (Elastik Kuvvet) Vty (Kapasite kuvv.) Vtd Kuvvetler Dayanım
ADİL ALTUNDAL DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI Vte (Elastik Kuvvet) Vty (Kapasite kuvv.) Vtd Kuvvetler İstem: fe fy Tasarım kuvv Dayanım fd Ry = fe / fy Dayanım Azaltma katsayısıdır Kapasite Kuvveti Vty =Vte / Ry Ra = fe / fd Deprem yükü azaltma katsayısı Tasarım (Dayanım) Kuvveti Vtd =Vte / Ra

9 DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI
ADİL ALTUNDAL DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI

10 Tasarım Deprem Yükü Neden Hesaplanır ?
ADİL ALTUNDAL DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI Tasarım Deprem Yükü Neden Hesaplanır ? Elastik deprem yüküne göre hesap yapamayız, Çünkü malzeme lineer elastik değildir, Taşıyıcı sistemin kendine has doğrusal olmayan elastik davranışı vardır. Belirli bir kuvvet altında malzeme akmaya başlar. Akmanın başladığı yerdeki yük Kapasite yüküdür. Kapasite yüküne göre Tasarım yapmak uygun değildir. Kapasite yükü, Elastik yükün dayanım azaltma katsayısına bölünmesi ile bulunur. Tasarım Yükü, Elastik yükün deprem yükü azaltma katsayısına bölünmesi ile bulunur.

11 Tasarım Deprem Yükü Nasıl Hesaplanır ?
ADİL ALTUNDAL DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI Tasarım Deprem Yükü Nasıl Hesaplanır ? Elastik deprem yükü, yapının süneklik derecesine ve taşıyıcı sistemin bazı özelliklerine bağlı olarak Ra(T1) ile belirtilen Deprem Yükü azaltma katsayısına bölünerek Tasarım Yükü hesaplanacaktır. Ra(T1); Aşağıdaki üç değere bağlıdır: T1 ; Binanın 1.Doğal titreşim periyodu TA ; Yerel zemin sınıfına bağlı zemin kar. periyodu R ; Taşıyıcı sistem davranış katsayısı

12 Deprem Yükü Azaltma Katsayısı Diyagramı Ra(T) nin değişimi
ADİL ALTUNDAL DEPREM YÜKÜ AZALTMA KATSAYISI Deprem Yükü Azaltma Katsayısı Diyagramı Ra(T) nin değişimi 0 ≤ T1 ≤ TA ise Ra(T1) = 1,5 + (R-1,5) (T1 / TA) T1 > TA ise Ra(T1) = R

13 TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI

14 Deprem Yükünün Tamamının Çerçevelerle Taşındığı Binalar
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Deprem Yükünün Tamamının Çerçevelerle Taşındığı Binalar

15 Deprem Yükünün Tamamının Boşluklu Perdelerle Taşındığı Binalar
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Deprem Yükünün Tamamının Boşluklu Perdelerle Taşındığı Binalar

16 Deprem Yükünün Tamamının Perdelerle Taşındığı Binalar
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Deprem Yükünün Tamamının Perdelerle Taşındığı Binalar

17 ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Deprem Yükünün Tamamının Perdeler (Boşluklu veya Boşluksuz) ve Çerçeveler ile Taşındığı Binalar

18 ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Deprem Yükünün Tamamının Perdeler (Boşluklu veya Boşluksuz) ve Çerçeveler ile Taşındığı Binalar

19 Tüplerden Oluşan sistem
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Deprem Yükünün Tüpler, Perde-Çerçeve- Çekirdek ten Oluşan sistemle taşınan binalar Tüplerden Oluşan sistem Perde-Çerçeve-Çekirdek ten oluşan sistem Boşluklu veya Boşluksuz Perde

20 TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI

21 TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI

22 Çelik Yapılarda Çaprazlı Perde Teşkilleri
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Çelik Yapılarda Çaprazlı Perde Teşkilleri

23 Vt = Vte / Ra(T1) Vt = W*A(T1) / Ra(T1)
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Elastik Deprem Yüklerinin Deprem Yükü azaltma katsayısı ile azaltıldığını biliyoruz. Vt = Vte / Ra(T1) Vt = W*A(T1) / Ra(T1) Ra(T) ; Deprem Yükü Azaltma Katsayısıdır. Deprem Yükü azaltma katsayısı, nelere bağlıdır. Binanın davranışına ait Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısına, binanın periyoduna, Karakteristik zemin hakim periyoduna bağlı olarak değişmektedir. R ; Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısıdır. R Nedir, nelere bağlıdır, nasıl hesaplanır. ?

24 Yapıların Sünekliği, Deprem Kuvveti
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI Yapıların Sünekliği, Deprem Kuvveti Süneklik μ∆=ue /uy (Eşit ötelenme bölgesinde) Dayanım Azaltma katsayısı Ry=Ve /Vty μ∆ ≈ Ry Kapasite Kuvveti Vty = Ve / Ry Kapasite Kuvveti Vty = Ve / μ∆ V Ve ue Vty uy u dayanım Yer değiştirme Deprem Yükü Azaltma katsayısı Ra= f (R, T1, TA ) Tasarım Kuvveti Vt = Ve / Ra 0 ≤ T1 ≤ TA Ra(T1) = 1,5 + (R-1,5) (T1 / TA) T1 > TA Ra(T1) = R

25 ELASTİK OLMAYAN İVME SPEKTRUMU.
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU ELASTİK OLMAYAN İVME SPEKTRUMU. Elastik malzemeler üzerinde yapılan deneylerle, gözlemlerle Elastik ivme Spektrumu hakkında bilgi edinilmiştir. Betonarme elastik bir malzeme değildir. Elastik ötesi bir davranış göstermektedir. Elastik malzemeler için çıkartılan sonuçlar, elastik olmayan ivme spektrumu için geçerlimidir. ?

26 Elastik olmayan Betonarme sitemde İvme Spektrumu
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU Elastik olmayan Betonarme sitemde İvme Spektrumu

27 Doğal periyodu (T= 0 ) olan Taşıyıcı Sistemler ( 1 ) Durumu:
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU Doğal periyodu (T= 0 ) olan Taşıyıcı Sistemler ( 1 ) Durumu: T=0 durumu teorik olarak sonsuz rijit bir yapı durumudur. Ancak her yapının bir rijitliği vardır. Rijitliği çok büyük olan yapının (mısır piramitleri) Yanal ötelemesi çok küçük olacaktır. Çok küçük yanal öteleme için çok büyük deprem kuvveti gerekecektir Rijitlik, sonsuz ise yanal öteleme sıfırdır. Yapı yüksekliği boyunca her düzeyde meydana gelecek olan ivme yaklaşık olarak yer hareketi ivmesi alınabilir.

28 Deprem Yükü azaltma Katsayısı Ra = 1 alınmalıdır.
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU Doğal periyodu (T= 0 ) olan Taşıyıcı Sistemler ( 1 ) Durumu: Bu yapılarda yer ivmesi altında oluşacak olan yatay deprem kuvveti yapının dayanımını aştığı an yapıda çökme meydana gelecektir. Mafsallaşma ve sünme olmayacaktır. Bundan dolayı Periyodu sıfır veya çok küçük olan yapılar Elastik deprem kuvvetlerine göre tasarlanmalıdır. Deprem Yükü azaltma Katsayısı Ra = 1 alınmalıdır.

29 Ra = 2μ∆ -1 Doğal periyodu küçük Taşıyıcı Sistemler:
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU Doğal periyodu küçük Taşıyıcı Sistemler: Doğal periyod küçük olan durumlar, Ötelenme Rijitliği Büyük Taşıyıcı Sitemlerdir. Tünel kalıp sistemler, Taşıyıcı sistemi yoğun perdelerden oluşan karma sistemler, veya perdeli sistemlerdir. Bu sistemlerde Eşit Enerji prensibi hakim olacaktır. Deprem Yükü Azaltma Katsayısı süneklik katsayısına bağlı olarak hesaplanabilir. Ra = 2μ∆ -1

30 Ra = μ∆ Doğal periyodu büyük taşıyıcı sistemlerde ötelenme
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU Doğal periyodu büyük taşıyıcı sistemlerde ötelenme (3) durumundaki gibi olacaktır. Periyot büyümüş ötelenme rijitliği küçülmüştür, dolayısıyla ötelenme büyümüştür. Bu durumda eşit ötelenme prensibi geçerlidir. Deprem Yükü Azaltma Katsayısı Ra = μ∆ Şeklinde ifade edilebilir.

31 ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU Yapılan hesaplarda kullanılan Taşıyıcı sistem azaltma katsayısının gerektirdiği Taşıyıcı sistem Davranış katsayısı (R) taşıyıcı sisteme mutlaka kazandırılmalıdır. SDY ve SDN sistemlerde hesaplarda ve detaylara sünekliğin sağlanması konusuna son derece önem verilmelidir. Ra=1 Yer ivmesi Ra = μ∆ Eşit Öteleme Prensibi Ra = 2μ∆ -1 Eşit Enerji Prensibi

32 ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU

33 Süneklik katsayısı, Dayanım azaltma katsayısına eşittir.
ADİL ALTUNDAL İVME SPEKTRUMU DEPREM KUVVETİ– ÖTELENME--SÜNEKLİK FEd Δu=ΔE FE Δde=Δy Elastik yanal öteleme donatının akma anındaki yanal öteleme Δ y Süneklik katsayısı, Dayanım azaltma katsayısına eşittir. Δu = μ∆ ΔE Δu = R ΔE

34 SÜNEKLİK BAKIMINDAN YAPILARIN SINIFLANDIRILMASI
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK BAKIMINDAN YAPILARIN SINIFLANDIRILMASI Küçük Süneklikli sistemler Orta Süneklikli sistemler Yüksek Süneklikli sistemler

35 (Δu) Çok küçük elastik ötesi şekil değişimi sonucu yanal öteleme
ADİL ALTUNDAL KÜÇÜK SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER (Δu) Çok küçük elastik ötesi şekil değişimi sonucu yanal öteleme (Δy) Donatının akma anındaki yanal öteleme (ΔE) Elastik yanal öteleme

36 Çok küçük elastik ötesi ötelemeler oluşur
ADİL ALTUNDAL KÜÇÜK SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER Çok küçük elastik ötesi ötelemeler oluşur Bazı yapılar deprem etkisinde elastik kalacak şekilde projelendirilebilir Yapı, büyük süneklik meydana gelecek şekilde projelendirilmez Dayanım A-A’ düzeyinde gibi hesap yapılır. Gerçekte bu düzeyin üzerindedir. Plastik mafsal oluşmadığı için düğüm noktalarında özel detaylandırma gerekmez

37 ORTA SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL ORTA SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER

38 ORTA SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL ORTA SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER

39 YÜKSEK SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL TAM SÜNEK DAVRANIŞ YÜKSEK SÜNEKLİKLİ SİSTEMLER

40 ADİL ALTUNDAL TAM SÜNEK DAVRANIŞ

41 AŞIRI YÜKSEK SÜNEKLİK GEREKRTİREN DVRANIŞ
ADİL ALTUNDAL AŞIRI YÜKSEK SÜNEKLİK GEREKRTİREN DVRANIŞ

42 ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Deprem kuvveti yapıya etki edince kabul edilen ivme spektrumları kullanılarak Yapı elemanları üzerinde (M,N,V,Mb) kesit tesirleri hesabedilir. Kesit tesirleri hesabı yapılırken Betonarmenin doğrusal elastik davrandığı kabul edilmektedir. Deprem yükü gittikçe artan bir kuvvet olarak yapıya dolayısıyla yapı elemanlarına etki etmektedir. Bu kuvvet altında Kiriş ve kolonlarda Elemana etkiyen yük tasarım yükü olarak kaldığında yapılan Elastik davranış kabulü geçerlidir. Tasarım yükü altında deprem kuvvetleri yön değiştirse bile sistem elastik davrandığından değişen bir şey olmayacaktır. +Vtd +Δd -Δd -Vtd

43 Enerji tüketilmesi burada başlamaktadır.
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Ancak deprem yükü artmaya devam edince Tasarım yükü de artacak kapasite yüküne çıkacaktır. Yük, Kapasite yüküne ulaştığı anda sitem doğrusal elastik davranışın dışına çıkarak Elasto-Plastik davranmaya başlayacaktır. Enerji tüketilmesi burada başlamaktadır. Depremin yön değiştirmesinden dolayı, kuvvetler (+) ve (-) olarak tesir edecek, deformasyonlarda uzama ve kısalma şeklinde oluşacaktır. Bu olay deprem süresince defalarca meydana gelecektir. +Vtd +Δd -Δd -Vtd Ötelenme Elastik Sistemde Tersinir Yük Elasto-Plastik Sistemde Tersinir Yük

44 Teknik Literatürde; Çevrim Halkaları
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Teknik Literatürde; Çevrim Halkaları deprem yükünün yön değiştirerek defalarca uygulanması olarak tanımlanır. Bu şekilde enerji tüketilmesi gerçekleşmektedir. +Vty +Δtoplam -Vty Ötelenme Kuvvet -Δtoplam

45 Çevrim Halkaları olarak Kuvvet-Ötelenme eksen takımında gösterilir,
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Çevrim Halkaları olarak Kuvvet-Ötelenme eksen takımında gösterilir, Çevrim halkası içerisinde kalan alan tüketilen enerjiyi ifade etmektedir. Deprem enerjisinin tüketimi Çevrim halkaları ve Çevrim halkalarında oluşan alanın büyüklüğü ile orantılıdır. Çevrim Halkaları, Moment etkin çevrim halkaları, Kesme kuvvet etkin çevrim halkaları olarak iki ana guruba ayrılabilir. Ötelenme

46 Moment etkin çevrim halkası:
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Moment etkin çevrim halkası: Bu çevrimde enerji tüketimi fazladır, Moment kırılması sünektir, Kırılma kirişlerde Momentten dolayı sağlanırsa meydana gelen hasardan dolayı taşıyıcı sistem riske girmez. Kesme kuvveti etkin çevrim halkası Bu çevrimde tüketilen enerji azdır. Kesme kırılması gevrektir. Kırılma kirişlerde Kesme kuvvetinden dolayı meydana gelirse Gevrek kırılma sonucu dayanım hızla düşer Taşıyıcı sistem riske girer.

47 Sık karşılaşılan Moment etkin Çevrim halkaları ve özellikleri
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Sık karşılaşılan Moment etkin Çevrim halkaları ve özellikleri İdeal Elasto-Plastik elemanda çevrim halkası Moment tesirindeki kirişte Çevrim halkası (Moment etkin kiriş) c) Kolonda Eksenel yük tesirinde Çevrim Halkası d) Kısa konsol veya Perde duvarda oluşan çevrim halkası

48 a) İdeal Elasto-Plastik elemana ait Çevrim Halkası
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI a) İdeal Elasto-Plastik elemana ait Çevrim Halkası Çelikte pekleşme sınırına kadar İdeal Elasto-Plastik Çevrim Halkası gerçekleşir. Tam süneklik vardır. Artan deformasyon ve çevrimler altında teorik olarak dayanım azalmamaktadır. Çevrim içinde kalan alan, tüketilen enerji demektir. Kuvvet-Ötelenme ilişkisinin eğimi Ötelenme Rijitliği olarak tanımlanır. Tersinir çevrimler altında rijitlik azalması olmamaktadır.

49 b) Moment etkisi altında Kirişin Çevrim Halkası
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI b) Moment etkisi altında Kirişin Çevrim Halkası Sünek davranış vardır. 1.Çevrimde ötelenme sonucu dayanım azalmamaktadır. Çevrim halkası içinde kalan alan tüketilen enerji olduğundan, betonarme kesitlerde Moment altında oluşan plastik mafsal ile, ideal Elasto-Plastik mafsalın tükettiği enerjinin %80 kadar enerji tüketilmektedir. 1.Çevrim eğrinin eğimi olan Rijitlik 2.çevrimde de yaklaşık olarak eşit alınabilir.

50 b) Moment etkisi altında Kirişin Çevrim Halkası
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI b) Moment etkisi altında Kirişin Çevrim Halkası Sonuç: Depremde hasar görmüş kirişlerde, Beton ezilmemiş ve çatlaklar genişlememiş ise Kirişin Yük taşıma kapasitesinde fazla bir değişiklik olmamıştır.

51 c) Eksenel yük altında Kolon Çevrim Halkası
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI c) Eksenel yük altında Kolon Çevrim Halkası İdeal Elasto-Plastik çevrim halkasından oldukça uzaklaşılmıştır. Kirişe göre enerji tüketimi çok azalmıştır. N/N0 eksenel yük düzeyi orta şiddettedir.

52 d)Eksenel yük tesirinde Kısa Konsol, Perde Duvar Çevrim Halkası
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI d)Eksenel yük tesirinde Kısa Konsol, Perde Duvar Çevrim Halkası Eksenel yük düzeyi küçüktür. İlk yüklemede rijitlik yüksektir.(1) Kirişe benzer davranış gösterir. İkinci çevirimde rijitlik küçülmüştür. Küçük kuvvet altında büyük öteleme yapabilir. Tersinir yük altında perde sünek davranır. Enerji tüketimi kiriştekine göre azdır. Perdenin yük taşıma kapasitesinde azalma olmaz.

53 Kesme Kuvveti Etkin Halkalar
ADİL ALTUNDAL ÇEVRİM HALKALARI Tersinir Yük Altında Oluşan Çevrim Halkaları Moment Etkin Halkalar Kesme Kuvveti Etkin Halkalar Oluşması İstenir Oluşmasına izin verilmez Çevrim Halkaları Örnekleri Gevrek Kırılma, Enerji tüketimi az, Dayanım hızla azalır. Sünek Kırılma, Enerji tüketimi çok, Dayanım azalmaz

54 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD 2007 TDY deki Süneklik düzeyi ile ilgili kurallar ayrı ayrı incelenecektir. Önce Yönetmelik hükümleri açıklanacak, sonra gereken yerlerde açıklamalar verilecektir. 251: 2511:

55 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD DEPREM YÖNETMELİĞİ 2007 AÇISINDAN SÜNEKLİK DÜZEYLERİ Binaların Taşıyıcı sistemleri açısından iki ayrı süneklik düzeyi belirlenmiştir. Süneklik Düzeyi Normal Sistemler (SDN) Süneklik Düzeyi Yüksek Sistemler (SDY) Süneklik Düzeyi yüksek demek, fazla elastik-plastik öteleme yapabilen, dolayısıyla fazla deprem enerjisi sönümleyebilen Sistem demektir. Süneklik düzeyi yüksek sistemlerde deprem yükleri altında fazla ötelemelere bağlı olarak kalıcı şekil değiştirmeler ve buna bağlı hasarlar oluşabilir. Ancak kuvvetler dengesi her zaman sağlanmalıdır. Bu ise doğru hesaplanan donatı ve dikkatle uygulanan detayla sağlanabilir.

56 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD 251:TAŞIYICI SİSTEMLERİN SÜNEKLİK DÜZEYLERİNE İLİŞKİN GENEL KOŞULLAR 2511: Taşıyıcı Sistem Davranış katsayıları Süneklik Düzeyi Yüksek ve Normal Taşıyıcı Sistemler için TDY 2007 Tablo 2.5 de verilmiştir. Betonarme Binalarda Süneklik Düzeyi Yüksek ve Normal Taşıyıcı Sistemlere ait uyulması gereken koşular Bölüm 3 de verilmiştir. Bir yapının süneklik düzeyinin Yüksek veya Normal olması için; Kolonlarda uyulması gereken şartlar 3.3. Kirişlerde uyulması gereken şartlar 3.4. Birleşim bölgelerinde uyulması gereken şartlar 3.5. Perdelerde uyulması gereken şartlar 3.6 , ayrı ayrı olarak TDY 2007 de detaylı olarak verilmiştir.

57 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD 2512: Süneklik Düzeyi Yüksek Taşıyıcı Sistemler (SDY), her iki yatay deprem doğrultusunda da Sünekliği Yüksek olan sistemlerdir. SDY Süneklik D. Yüksek Süneklik Düzeyi Yüksek Taşıyıcı Sistem

58 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD 2512: Süneklik Düzeyi Normal Taşıyıcı Sistemler (SDN), her iki yatay deprem doğrultusunda da Sünekliği Normal olan sistemlerdir. SDN Süneklik D. Normal Süneklik Düzeyi Normal Taşıyıcı Sistem

59 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD 2512: Bir doğrultuda Süneklik Düzeyi Normal fakat diğer doğrultuda Süneklik Düzeyi Yüksek veya karma olan sistemler Süneklik düzeyi Normal Taşıyıcı Sistemler olarak ele alınacaktır. SDN Süneklik D. Normal Süneklik D. Yüksek veya Karma Süneklik Düzeyi Normal Taşıyıcı Sistem

60 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD (y) Doğrultusu: Deprem Yükleri Çerçeveler ve Perdelerle birlikte taşınıyor SDY R=7 (x) Doğrultusu: Deprem Yüklerinin tamamı Çerçeveler tarafından taşınıyor SDN R=4 Her iki doğrultuda da Davranış katsayısı R=4 alınacaktır

61 SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR 2007 SD
ADİL ALTUNDAL SÜNEKLİK DÜZEYİ İLE İLGİLİ KURALLAR SD 2513 : Süneklik düzeyi her iki doğrultuda aynı veya bir doğrultuda yüksek diğer doğrultuda karma olan Taşıyıcı sistemlerde, farklı doğrultularda birbirinden farklı (R) katsayıları kullanılabilir. (2007 TDY) R x = R yç R y = R k Süneklik D. Yüksek Süneklik D. Karma Farklı Doğrultu Farklı R R yç Yüksek Çerçeve R k Karma

62 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN Perde içermeyen, Kirişsiz Döşemeli Betonarme Sistemler, SDN taşıyıcı sistemler olarak ele alınacaktır. Perde içermeyen, Kolon ve Kirişleri Bölüm 3.3,3.4 ve 3.5 deki Süneklik Şartlarından herhangi birini sağlamayan Dolgulu veya dolgusuz Dişli ve Kaset Döşemeli Betonarme Sistemler (Asmolen, Nervürlü ve Kaset döşemeli sistemler) SDN taşıyıcı sistemler olarak ele alınacaktır

63 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN Hatırlatma: Döşeme Sınıflandırılması: Kirişli Döşemeler. Hurdiler Daller Dişli Döşemeler Bir doğrultuda çalışan Nervürlü (Dolgu bloksuz) asmolen (Dolgu bloklu) İki doğrultuda çalışan Kaset döşeme Kirişsiz Döşemeler Tablalı Guseli Tablalı, Guseli, Tablasız, gusesiz Dolgulu veya dolgusuz Dişli ve Kaset Döşemeli Sistemlerin kirişleri Bölüm 3.4 de verilen şartları sağlaması mümkün değildir. Bu Sistemler SDN taşıyıcı sistemledir

64 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN

65 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN

66 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN

67 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN

68 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2514: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN

69 SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2515: SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER SDY

70 SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2515: SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER SDY 1. ve 2. Deprem Bölgesinde Perdesiz Binalar (b) paragrafı dışında, Taşıyıcı sistemi sadece çerçevelerden oluşan binalarda Süneklik Düzeyi Yüksek (SDY) Taşıyıcı Sistemlerin kullanılması zorunludur. b) Bina önem Katsayısı I =1,0 ve I =1,2 olan Çelik binalarda HN ≤ 16m koşulu ile sadece Süneklik Düzeyi Normal (SDN) Taşıyıcı Sistemler kullanılabilir. (2007) c) Bina önem Katsayısı I =1,4 ve I =1,5 olan Tüm binalarda Süneklik Düzeyi Yüksek (SDY) Taşıyıcı Sistemler veya (2541 de tanımlanan ) Süneklik Düzeyi Karma (SDK) Taşıyıcı Sistemler kullanılacaktır.

71 SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2515: SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER SDY 1. ve 2. Deprem Bölgesinde Perdesiz Binalar Çelik binalarda HN ≤ 16m koşulu ile sadece (SDN) Betonarme binalar ise sadece çerçevelerden oluşuyorsa (Perdesiz olarak) ancak SDY olmak koşulu ile yapılabilir. Dolgulu (Asmolen) veya dolgusuz Dişli (Nervürlü) Döşemeli sistemler 2514 deki şartları sağlayamayacağından SDN dir. (Asmolen binalar SDY yapılamaz 2514) 2515a sadece çerçevelerden oluşan binalar (SDY) olmalıdır

72 SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2515: SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK TAŞIYICI SİSTEMLER SDY 1. ve 2. Deprem Bölgesinde Perdesiz Binalar 2515a sadece çerçevelerden oluşan binaların (SDY) yapılması zorunludur. Sakarya gibi 1. derece deprem bölgelerinde Yapılan Asmolen döşemeli binalar SDY olmak koşulu ile perdesiz yapılabilecektir. Ancak Asmolen döşemeli binalar SDN olduklarından PERDESİZ OLARAK YAPILMALARI MÜMKÜN DEĞİLDİR. (Y.G : Sakarya'da Perdesiz Asmolen döşemeli binalar ???)

73 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2516: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN 3. ve 4. Deprem Bölgesinde Perdesiz Binalar 3. ve 4. Deprem Bölgesinde Perde olmadan SDN sadece aşağıdaki iki durumda yapılabilir: a) 2514 de ki binalarda HN≤ 13m b) 2514 dışındaki Tüm Betonarme ve Çelik Binalarda HN≤ 25m

74 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2516a: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN 3. ve 4. Deprem Bölgesinde Perdesiz Binalar 3. ve 4. Deprem Bölgesinde Perde olmadan SDN sadece aşağıdaki iki durumda yapılabilir: a) 2514 de ki binalarda HN ≤ 13m (Hatırlatma :2514 : Perde olmayan, Kirişsiz Döşemeli Betonarme Sistemler ile Kolonları, Kirişleri ve Birleşim bölgeleri Süneklik Şartlarından herhangi birini sağlamayan, Dolgulu veya dolgusuz Dişli ve Kaset Döşemeli Betonarme Sistemler) HN≤ 13m olmak şartı ile SDN olarak yapılabilirler 3. ve 4. Deprem Bölgesinde HN≤ 13m olmak koşulu ile perdesiz Asmolen Döşemeli Binalar yapılabilir.

75 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2516b: SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL TAŞIYICI SİSTEMLER SDN 3. ve 4. Deprem Bölgesinde Perdesiz Binalar 3. ve 4. Deprem Bölgesinde Perde olmadan SDN sadece aşağıdaki iki durumda yapılabilir: b) 2514 dışındaki Tüm Betonarme ve Çelik Binalarda HN ≤ 25m (Hatırlatma :2514 : Perde olmayan, Kirişsiz Döşemeli Betonarme Sistemler ile Kolonları, Kirişleri ve Birleşim bölgeleri Süneklik Şartlarından herhangi birini sağlamayan, Dolgulu veya dolgusuz Dişli ve Kaset Döşemeli Betonarme Sistemler) HN≤ 25m olmak şartı ile SDN olarak yapılabilirler

76 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER

77 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER

78 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER

79 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Deprem yükünün taşınmasında en uygun yollardan birisi SDY çerçevelerle SDY perdelerin birlikte kullanıldığı Perdeli- Çerçeveli sistemdir. Perdelerin Görevi: Kat planında uygun sayıda ve yerde kullanıldığı takdirde taşıyıcı sisteme gerekli ve yeterli ötelenme rijitliğini sağlar. Sadece çerçevelerden meydana gelen sistemlerdeki fazla ötelenmeler önlenmiş olur. Rijitlikleri fazla olduğundan deprem yükünden oluşan kesit tesirlerinin (M,V,N) büyük bir kısmını alır. Kesme kırılmasının oluşmasına izin vermezler. Az sayıda büyük perde kullanmak yerine çok sayıda küçük perde kullanmak daha uygun olur.

80 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Çerçevelerin Görevi: Deprem enerjisinin tüketimi sünek çerçevelerin kirişlerinde meydana gelmesi sağlanır.

81 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Perdeler Arasında Yük Etkileri Dağılımı

82 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Deprem enerjisinin sönümlenmesi için en iyi sistem Boşluksuz perde ile çerçevelerin birlikte kullanıldığı Karma sistemlerdir. Bu sistemlerde Perdelerin ve çerçevelerin SDY olması istenir. Çerçeveler; Taşıyıcı sisteme süneklik verir, deprem enerjisini sönümler. Perdeler; Depremde oluşan büyük taban kesme kuvveti ve taban momentlerini karşılar, aynı zamanda yanal ötelemeleri sınırlandırır, Yapının toptan göçmesini engeller. Bu durumda Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı R=7 alınabilir.

83 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Kesme kuvvetlerinin Perdelerin tabanda taşıdığı Kesme kuvvetinin toplamı, Toplam Kesme kuvveti

84 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Perdeli-Çerçeveli yapılarda tabanda oluşacak olan kesme kuvveti ve eğilme momentinin en büyük değeri perde tabanında meydana gelecektir. Bu durumda perdedeki enerji tüketimi perde tabanında oluşacak olan plastik mafsalla gerçekleşmelidir. Perdenin enerji tüketeceği başka bir yer toktur.

85 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Perde tabanındaki momentin oluşturacağı plastik mafsal oluşumu sonucu sünek kırılma, Kesme kuvvetinin oluşturacağı plastik mafsal oluşumu sonucu gevrek kırılma, meydana gelecektir. Hiçbir durumda perde tabanında gevrek kırılma oluşması istenmez. Bundan dolayı Perde tabanında meydana gelen kesme kuvveti, Toplam kesme kuvvetinin %75 ile sınırlandırılmıştır. αS = Perde tabanları Kesme Kuvveti toplamı / Bina taban kesme kuvveti αS = Vperdeler / Vbina αS ≤ 0,75

86 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 252: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER

87 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2521: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK BETONARME BOŞLUKSUZ PERDELİ-ÇERÇEVELİ SİSTEMLERE İLİŞKİN KOŞULLAR : R = 7 Kullanabilir SDY Boşluksuz Perde ise PERDELİ-ÇERÇEVELİ αS ≤ 0,75 SDY Çerçeve ile

88 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2522: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER 2521 de verilen şart sağlanamıyor fakat 0,75< αs ≤ 1 ise; yerinde dökme betonarme çerçeveler için R = 10 – 4*αs prefabrik betonarme çerçeveler için R = 9 – 4*αs kullanılacaktır.

89 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 2522: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER αS = Vperdeler / Vbina Vp Vç1 Vç2 Vt αS = Vp / Vt

90 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 253: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER Hatırlatma:

91 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 253: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER SDN Taşıyıcı Sistemlerde SDN Perdelerin kullanılabilmesi için SDN Perde Kullanılabilmesi için PERDELİ-ÇERÇEVELİ αS ˃ 0,75 ile SDN Çerçeve Olmalıdır.

92 Süneklik Düzeyi Karma Taşıyıcı Sistem (SDK)
ADİL ALTUNDAL 2531: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER 2532; SDN Taşıyıcı Sistemlerde SDY Perdelerin kullanılabilmesi SDY Perde SDN Çerçeve PERDELİ-ÇERÇEVELİ Süneklik Düzeyi Karma Taşıyıcı Sistem (SDK) 2541 Uygulanmalıdır Kullanılabilmesi için

93 PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER
ADİL ALTUNDAL 254: PERDELİ ÇERÇEVELİ SİSTEMLER SDK

94 Tüm deprem bölgelerinde ve yükseklik sınırı kalkarak kullanılabilir.
ADİL ALTUNDAL 254: KARMA SİSTEMLER SDK 2516. a ve b de tanımlanan Deprem Bölgesi 3. ve 4 de 13m ve 25m yüksekliklerde izin verilen SDN taşıyıcı Sistemlerde, SDY Perdelerin kullanılması halinde; Tüm deprem bölgelerinde ve yükseklik sınırı kalkarak kullanılabilir. Ancak bu durumda; aşağıdaki 2541 şartları sağlanacaktır: 2541; SÜNEKLİK DÜZEYİ KARMA TAŞIYICI SİSTEM (SDK) : Süneklik Düzeyi Normal Sistemlerin, Süneklik Düzeyi Yüksek perdelerle beraber kullanılması durumunda Süneklik Düzeyi Karma Taşıyıcı Sistemler (SDK) oluşur.

95 SDK: αs ≥ 0,40 2541: R = RNÇ + 1,5* αs (RYP - RNÇ)
ADİL ALTUNDAL 2541: KARMA SİSTEMLER SDK SDY Perde SDN Çerçeve PERDELİ-ÇERÇEVELİ SDK: αs ≥ 0,40 0,40 < αS < 2/3 R = RNÇ + 1,5* αs (RYP - RNÇ)

96 SDK αs ≥ 2/3 ise R=RYP 2541: SDK SDY Perde SDN Çerçeve
ADİL ALTUNDAL 2541: KARMA SİSTEMLER SDK SDY Perde SDN Çerçeve PERDELİ-ÇERÇEVELİ SDK αs ≥ 2/3 ise R=RYP

97 ADİL ALTUNDAL 2541: KARMA SİSTEMLER SDK

98 Bodrum Kat Perde Duvarları:
ADİL ALTUNDAL 2542: KARMA SİSTEMLER SDK Bodrum Kat Perde Duvarları:

99 ADİL ALTUNDAL 2542: KARMA SİSTEMLER SDK

100 Asma Katlar (Çekme Kat):
ADİL ALTUNDAL 2542: KARMA SİSTEMLER SDK Asma Katlar (Çekme Kat): Betonarme, Betonarme prefabrik ve Çelik binalarda sık olarak asma katlar yapılmaktadır. 2007 TDY buna izin vermemektedir. Ancak asma katta kullanılan Taşıyıcı sistem SDY olarak düzenlenmelidir. Asma katların Taşıyıcı sistemde düşey doğrultuda bir düzensizlik oluşturmadığı gösterilmelidir.

101 ADİL ALTUNDAL 255: KARMA SİSTEMLER SDK

102 ADİL ALTUNDAL 255: KARMA SİSTEMLER SDK

103 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yerinde Dökme Betonarme Binalarda
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI (R) Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yerinde Dökme Betonarme Binalarda Taşıyıcı Siteme Bağlı olarak Davranış Katsayıları

104 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yerinde Dökme Betonarme Binalarda
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI (R) Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yerinde Dökme Betonarme Binalarda Taşıyıcı Siteme Bağlı olarak Davranış Katsayıları

105 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yerinde Dökme Betonarme Binalarda
ADİL ALTUNDAL TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI (R) Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yerinde Dökme Betonarme Binalarda Taşıyıcı Siteme Bağlı olarak Davranış Katsayıları

106 ADİL ALTUNDAL

107 UYGULAMALARDAN ÖRNEKLER