Tasarım depreminden daha büyük bir depremin meydana gelmesi durumunda, birleşim bölgesinin kapasitesine erişerek veya birleşim bölgesindeki kolon uç kesitlerinin kapasitelerine erişerek güç tükenmesi meydana gelmesi, taşıyıcı sistemin büyük hasarla toptan göçmesine sebep olur. Bu ise yapının göçmesine neden olup büyük can kaybı yaratacağından istenmeyen bir durumdur. Bunun yerine, aşırı zorlanma durumunda birleşim bölgesindeki kiriş mesnet kesitlerinde güç tükenmesine erişilmesinin sağlanması, taşıyıcı sistemde toptan göçmeye sebep olmayacak kontrollü hasarın oluşmasına sebep olur. Bu amaçla kolonların kirişlerden daha güçlü olması ve böylece elastik ötesi şekil değiştirme oluşan plastik mafsal bölgelerinin kirişlerde oluşması için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 7.3.5’te;

(Mra + Mrü ) ≥ 1.2(Mri+ Mrj)     (Koşul 1)

koşulu belirtilmiştir. Bu koşulun uygulanabilmesi için, düğüm noktasında birleşen kirişlerin süneklik düzeyi yüksek kirişler için gerekli enkesit koşullarının sağlanması zorunludur.

Burada;

• Mra = Kolonun veya perdenin serbest yüksekliğinin alt ucunda fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti,
• Mrü = Kolonun veya perdenin serbest yüksekliğinin üst ucunda fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti,
• Mri = Kirişin sol ucu i’deki kolon veya perde yüzünde fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan pozitif veya negatif taşıma gücü momenti,
• Mrj = Kirişin sağ ucu j’deki kolon veya perde yüzünde fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan negatif veya pozitif taşıma gücü momenti

Bu koşul ile hasarların kolonlara göre daha sünek davranış gösteren kirişlerde oluşmasının sağlanması amaçlanmaktadır.

Yukarıdaki bağıntı her bir deprem doğrultusunda ve depremin her iki yönü için elverişsiz sonuç verecek şekilde, ayrı ayrı uygulanmalıdır. Kolon taşıma gücü momentlerinin hesabında, depremin yönü ile uyumlu olarak bu momentleri en küçük yapan Nd eksenel kuvvetleri gözönüne alınacaktır.

Nd = Yük katsayıları ile çarpılmış düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında hesaplanan eksenel kuvvettir.

Kolonların kirişlerden güçlü olması koşulu;

1. Düğüm noktasında birleşen kolonların her ikisinde de Nd≤0.1 Ac fck olması (Koşul 2),
2. Perdeye küçük rijitlik doğrultusunda kirişin birleştiği birleşim bölgelerinde,
3. Tek katlı binalarda,
4. Çok katlı binaların kolonları üst katlara devam etmeyen düğüm noktalarında-en üst katlarda

aranmaz.

Formülden de anlaşılacağı üzere ilgili koşulun sağlanamadığı durumlarda düğüm noktası bazında çözüm yöntemi olarak;

• Kolon moment taşıma kapasitelerinin artırılması,
• Kiriş moment taşıma kapasitelerinin azaltılması amacıyla döşemelerden kirişlere yük dağılımının değiştirilmesi,

değerlendirilebilir.

Ayrıca sadece çerçevelerden veya perde ve çerçevelerin birleşiminden oluşan taşıyıcı sistemlerde, gözönüne alınan deprem doğrultusunda binanın bir i. katında;

αi=Vis/Vik≥0.70  (Koşul 3)

koşulu sağlanıyorsa ilgili katın alt ve üst bazı düğüm noktalarında koşul 1’in sağlanamamasına izin verilmektedir. Burada;

• Vis: Binanın i’inci katında, koşul 1’in hem alttaki hem de üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlarda, gözönüne alınan deprem doğrultusunda hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamı
• Vik: Binanın i’inci katındaki tüm kolonlarda gözönüne alınan deprem doğrultusunda hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamını

ifade etmektedir.

Koşul 2’yi sağlayan kolonlar, koşul 1’i sağlamasa bile Vis hesabında gözönüne alınabilir.

Koşul 3’ün sağlanması durumunda 0.7<αi<1.0 aralığında koşul 1’in hem alttaki hem üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlara etkiyen eğilme momentleri ve kesme kuvvetlerinin 1/αi ile çarpılarak artırılması gerekmektedir. Koşul 1’i sağlamayan kolonlar ise düşey yük ve deprem etkisi altında donatılandırılacaktır.

Eğer αi<0.7 ise  tüm çerçeve süneklik düzeyi sınırlı olarak ele alınır. Bu sistem süneklik düzeyi yüksek perdeler ile birlikte kullanıldığında ise süneklik düzeyi karma sistem olarak kabul edilir.

Kolonların kirişlerden güçlü olması koşulunun sağlanması, kat mekanizması oluşması sonucu tüm sistemin dayanımını kaybetmesini de önlemektedir. Kolonların kirişlerden güçlü olması koşulunun sağlanmadığı sistemlerde hasarlar kolonlarda oluşmaktadır. Oluşacak hasar az sayıda kesitte ortaya çıkacağından, deprem sırasında oluşan enerjinin tüketilmesi ancak plastikleşen kesitlerin büyük dönmeler yapabilmesi ile mümkün olacaktır. Çoğu durumda bu kesitler gereken büyük dönme değerlerine ulaşamamakta veya ulaşabildiği durumda dayanımlarını önemli oranda kaybetmiş olduklarından düşey yükleri de taşıyamaz hale gelmekte ve tüm sistemin dayanımını olumsuz etkilemektedir. Dayanımı kaybeden kolonların sayısı arttığında yapının toptan göçme olasılığı da artmaktadır. Kolonların kirişlerden güçlü olduğu sistemlerde ise hasar daha sünek elemanlar olan kirişlerde oluşmaktadır. Oluşacak hasar çok sayıda kesitte ortaya çıkacağından, deprem sırasında oluşan enerji plastikleşen kesitlerin sınırlı dönmeleri ile tüketilebilmektedir.

6 Ekim 2020 tarihinde yayınlanan diğer yönetmeliklerle beraber, mevcut deprem yönetmelikleri şu şekildedir.

1. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (Yürürlükte)
2. Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)
3. Türkiye Karayolları ve Demiryolları Tünelleri ile Diğer Zemin Yapıları Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)
4. Türkiye Kıyı ve Liman Yapıları Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)
5.  Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)

Yapı türlerine göre deprem yönetmeliklerinin farklılaşması nedeniyle, bu yönetmeliklerin kapsamlarını ayrı ayrı belirtmek yararlı olacaktır. Ayrıca PDF formatında tüm bu Deprem Yönetmeliklerin’e bu başlıklardan ulaşabilirsiniz.

1. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (PDF)

Ocak 2019’da yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği;

Yeni yapılacak binaların deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirme tasarımı için uygulanır. Bu Yönetmelik hükümleri, deprem etkisi altında yerinde dökme ve önüretimli betonarme, çelik, hafif çelik, yığma ve ahşap malzemeden yapılan binaların deprem etkisi altında tasarımı için uygulanır.

Deprem etkisi altında binalarda bu yönetmelikte verilen yalıtım uygulamalarından farklı aktif ve pasif davranış kontrolü uygulamaları ve bunlara ilişkin tasarım kuralları bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır.

Binalar ve bina türü yapıların dışında kalan köprüler, barajlar, kıyı ve liman yapıları, tüneller, boru hatları, enerji nakil hatları, nükleer tesisler, doğal gaz depolama tesisleri gibi yapılar, tamamı yer altında bulunan yapılar ve binalardan farklı hesap ve güvenlik esaslarına göre projelendirilen diğer yapılar bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır.

Tarihi ve kültürel değeri olan tescilli yapıların ve anıtların deprem etkisi altında değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır.

2. Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği

Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği (PDF)

Ekim 2021 tarihinde yürürlüğe girecek Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği:

Yeni yapılacak hava meydanı yapılarının deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut hava meydanı yapılarının değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi için uygulanır. Bu Yönetmelik kapsamında yer alan hava meydanı yapıları üç ana sınıfa ayrılmıştır:

• (a) Terminal ve Servis Binaları
• (b) Hava Trafik Kontrol Yapısı
• (c) Diğer Yapılar

3. Türkiye Karayolları ve Demiryolları Tünelleri ile Diğer Zemin Yapıları Deprem Yönetmeliği

Deprem Etkisi Altında Karayolu ve Demiryolu Tünelleri ile Diğer Zemin Yapılarının Tasarımı için Esaslar (PDF)

Tüm tünel tipi uzun yeraltı yapıların ve yeraltında tamamen gömülü olarak bulunan yapıların deprem davranış hesapları ve depreme karşı tasarımları bu şartname kapsamda yapılacaktır.

Tünel/Yeraltı yapıları genel olarak iki ana kategoriye ayrılabilir:

• Çok katlı, büyük boyutlu yeraltı yapıları (örneğin metro istasyonları, otoparklar) ve
• Uzun yeraltı yapıları (tüneller).

İnşaat metoduna göre tüneller aşağıdaki gibi gruplandırılabilir (Şekil 1a, b ve c)

• Delme tüneller,
• Aç-kapa tüneller ve
• Batırma tüp tüneller.

4. Türkiye Kıyı ve Liman Yapıları Deprem Yönetmeliği

Türkiye Kıyı ve Liman Yapıları Deprem Yönetmeliği

Bu Yönetmelik hükümleri yeni yapılacak kıyı ve liman yapılarının deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut yapıların performanslarının değerlendirilmesi için uygulanır.

Bu Yönetmelik kapsamında yer alan kıyı ve liman yapıları üç sınıfa ayrılmıştır:

(a) Ağırlık Tipi ve Palplanşlı Rıhtım Duvarları

Ağırlık tipi rıhtım duvarları; betonarme keson türü duvarlar, betonarme payandalı-payandasız L duvarlar, dolu tip bloklu duvarlar, hücre tipi beton bloklu duvarlar, yerinde dökme beton duvarlar olarak tanımlanırlar.

Palplanşlı rıhtım duvarları; ankrajsız ve ankrajlı palplanş ve kombi duvarlar, platformlu duvarlar ve palplanştan veya çelik levhadan yapılma hücre tipi duvarlar olarak tanımlanırlar.

(b) Kazıklı Rıhtım ve İskeleler

Kazıklı rıhtımlar; tek taraftan gemi yanaşmasına olanak sağlayan, arkadaki zemin dolgusunun kazıkların arasından denize doğru şev oluşturduğu, ancak tahliyeye doğrudan yük aktarmadığı sistemlerdir.

Kazıklı iskeleler, iki veya daha çok taraftan gemi yanaşmasına olanak sağlayan bağımsız sistemlerdir.

Dolfenler ve yükleme platformları gibi kazıklı sistemler de aynı yapı sınıfı içinde göz önüne alınacaklardır.

(c) Kıyı tahkimatları ve dalgakıranlar

5.Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği

Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği (PDF)

Bu Yönetmelik hükümleri yeni yapılacak karayolu ve demiryolu köprülerinin deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut köprülerin değerlendirilmesi ve güçlendirme tasarımı için uygulanır.

Bu Yönetmelik kapsamında yer alan köprüler Standart Köprüler ve Özel Köprüler olmak üzere iki sınıfa ayrılmıştır.

a) Standart köprüler; kullanıma göre yol köprüleri ile üstgeçit/altgeçit köprülerini, tabiiye tipine göre betonarme, öngerilmeli beton veya çelik kirişli (prekast) köprüler ile sürekli (kutu kesitli veya plak) köprüleri, orta ayak tipine göre betonarme tek kolonlu/çok kolonlu köprüler ile perdeli köprüleri, orta ayak-tabliye birleşimine göre mesnetli/mafsallı birleşimli köprüler ile monolitik birleşimli köprüleri, temel sistemine göre ise yüzeysel/derin/kazık temelli köprüleri kapsamaktadır. Deprem yalıtımlı standart köprüler bu Yönetmelik kapsamı dışındadır.

b) Özel köprüler’in kapsamında ise asma köprüler, eğik askılı köprüler, kemer köprüler vb. standart köprülerin dışında kalan köprüler yer almaktadır.

6.Türkiye Yalıtımlı ve Sönümleyicili Köprü ve Viyadükler Deprem Yönetmeliği

Türkiye Yalıtımlı ve Sönümleyicili Köprü ve Viyadükler Deprem Yönetmeliği (PDF)

Eşdeğer deprem yükü yöntemi, yüksekliği fazla olmayan binalarda gözönüne alınan deprem doğrultusunda bina dinamik davranışının taşıyıcı sistemin hakim titreşim modundaki davranışı ile temsil edilebileceği ve bu modun şeklinin yaklaşık ters üçgen olarak kabul edilebileceği esasına dayanan hesap yöntemidir.

Eşdeğer deprem yükü yöntemi, sadece birinci modun etkisinin gözönüne alındığı dinamik analiz yöntemi olarak da kabul edilebilir. Sadece birinci modun dikkate alınması, 1. modun kütle katılım oranının yüksek olup temel mod olması sebebiyledir. Fakat 1. modun kütle katılım oranının yüksek olması, tabii ki her durumda eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanabileceği anlamına gelmemektedir. Bu yöntemin uygulanabilirliği çeşitli faktörlere bağlıdır. Bu faktörleri, sebep ve amaçları ile ilgili aşağıda açıklamaya çalışalım. Ardından da eşdeğer deprem yükü yöntemi ile bir örnek çözelim.

2. Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi Hangi Yapılarda, Ne Zaman Uygulanabilir?

Eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulanabileceği binalar TBDY Tablo 4.4’te aşağıdaki şekilde belirtilmiştir.

Buradaki koşullar, eşdeğer deprem yükü yönteminin temel kabulleri ve uygulanması ile ilişkilidir. Bu yöntemin uygulanabilmesi için 1. mod şeklinin aşağıdaki şekilde görülen tipik 1. mod’a benzer şekilde olması gerekmektedir.

Modal analizde katlara etkiyen kuvvetler mod şekilleri ile Fi=Vbi* mi*φ_i1/∑ mi*φ_n1 ile belirlenirken eşdeğer deprem yükü yönteminde birinci modun mod vektörlerinin (φ_i1 ve φ_N1)yerine kat yükseklikleri kullanılır.  Fi=Vbi* mi*h_i1/∑ mi*h_n1

Mod şekillerinin kat yüksekliği ile ilişkisini aşağıdaki örnek şekildeki 1. moddan görebilirsiniz.

Bina türü yapılarda ilk modun yapısı gereği pozitif tanımlı olması sebebiyle şekildeki diğer mod şekilleri 1. modda oluşmaz, fakat 1. moddaki doğrusallık bozulabilir. Uygulama yönteminin sınırlanmasındaki noktalardan bir tanesi bu doğrusallığın bozulmamasıdır.

Örneğin  yöntemin tanımında da geçen “bu modun şeklinin yaklaşık ters üçgen olarak kabul edilebileceği” durumunun geçerli olabilmesi içi, bu 1. mod şeklinin doğrusala yakın olması gerekmektedir. TBDY2018 Tablo 4.4 de bahsedilen B2 türü düzensiliğin olmadığı binalar koşulu işte bu durum ile alakaldır. Bilindiği üzere B2 tipi düzensizlik katlar arası rijitlik değişiminin belirli sınırlar içersinde kalması koşuludur. Katlar arası ani rijitlik değişimi bu doğrusallığı (doğrusala yakınlığı) bozacağından, b2 düzensizliği bulunan (kısa olmayan) yapılarda eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanması yanlış olacaktır ve yönetmelikle bu koşul ile bu durumun önüne geçilmektedir.

Bir diğer kıstas da yapının nbi burulma düzensizliği katsayısının 2’den büyük olması durumudur. A1 burulma düzensizliği için sınır 1,2 iken, görüldüğü üzere eşdeğer deprem yükü yöntemi için bu sınır daha büyüktür. Yani A1 düzensizliği TBDY2018’e göre eşdeğer deprem yükü yönteminin kullanılmasına (nbi≤2 olduğu sürece) engel değildir. Ancak nbi 1,2-2 arasında bir değer olduğunda yönetmelik ek bir tedbir belirtmektedir. Bu tedbirden önce hatırlanması gereken bir durumun üstünden geçmek gerekir. Yapının modellenmesi ve analizi sonucu burulma olmasa dahi, yapılardaki belirsizliklerden dolayı bir miktar burulma davranışı TBDY 4.5.10 maddesi ile göz önüne alınmaktadır.

4.5.10.1 – Deprem yer hareketinin binaya etkisinde ve taşıyıcı sistemin rijitlik ve kütle dağılımındaki olası belirsizlikleri gözönüne almak üzere ek dışmerkezlik etkisi tanımlanmıştır.

Bu maddeye göre deprem yüklerinin kat kütle merkezlerinin yanı sıra bu merkezlerin belirli oranda kaydırılarak ortaya çıkabilecek burulma momenti ve dönme yerdeğiştirmeleri göz önüne alınmaya çalışılır. 4.5.10.2-c maddesine göre eşdeğer deprem yükü yöntemi için kolaylık tanınmış ve bu kaydırma işlemi yerine kütle merkezine Fxe*e kadar (e=%5), yani kat eşdeğer deprem kuvvetinin 0,05 ile çarpımı kadar ek burulma momenti uygulanması uygun görülmüştür. nbi’nin 1,2 ile 2 arasında bir değer olması durumunda da buradaki %5 değeri, bir katsayı ile artırılacaktır. (TBDY 4.7.4). Bu katsayı;

Dbi=(nbi/1,2)² ile hesaplanacaktır. ( Formül 4.29)

Eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulanabilirliği konusunda en önemli faktör ise yapı yüksekliğidir. Bu sınır koşuluna girmeden önce de açıklanması gereken bir husus bulunmaktadır. Eşdeğer deprem yükünün 1. modu dikkate alması sebebiyle, diğer modların etkileri, bina tepe noktasına ΔFNe=0,0075N.Vte (Formül 4.22) kuvveti etkitilerek karşılanmaktadır. (TBDY 4.7.2) Bilindiği üzere toplam bina yüksekliği arttıkça, yüksek modların etkileri daha belirgin hale gelmektedir. Burada etkitilen ΔFNe bu etkiler için yeterli olamayacağı ve bu modların kayda değer etkileri bulunması durumunda eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanamamaktadır. Bu sınır da deprem tasarım sınıfları ve bina yükseklik sınıflarına göre yukarıda da paylaşılan Tablo 4.4’te belirlenmiştir.

3. Eşdeğer Deprem Yükü Formülü ve Hesabı

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde eşdeğer deprem yükü formülü;

olarak verilmiştir.

Buradaki x’ler her bir yön için (x ve y) ayrı ayrı hesaplanması gerekliliğinin vurgulanması içindir.

V_tE= Eşdeğer deprem yükü (taban kesme kuvveti),

m_t=Toplam bina kütlesi,

S_ar(T_p)= Hakim doğal titreşim periyoduna bağlı olarak spektrumdan okunan azaltılmış spektral ivme,

I=Bina önem katsayısı

S_DS= Kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı

3.1. Hakim Titreşim Periyodu Nasıl Hesaplanır?

Bina hakim titreşim modu x ve y yönleri için ayrı ayrı aşağıdaki formülle hesaplanır.

Burada,

mi=i. katın kütlesi,

dfi= Fiktif yük ile oluşan deplasman,

Ffi=i. kata etkiyen fiktif yüktür.

Yukarıdaki formül ile hesaplanan hakim periyot değeri, ampirik formülle hesaplanan periyot değerinin 1.4 katından büyük olmayacaktır. Bu formül ise;

Tpa=Ct.Hn^3/4’tür.

Ct değerleri; betonarme çerçeveler için 0,1, çelik binalar için 0,08, diğer binalar için ise 0,07 dir. Deprem etkilerinin tamamının perdeler tarafından karşılandığı durum için ise TBDY 4.28a ve 4.28b formülleri geçerlidir.

Bu formüller ve formülde geçen parametreler, aşağıda yapacağımız eşdeğer deprem yükü yöntemi örneğinde daha iyi anlaşılacaktır.

4. TBDY2018’e göre Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi Hesap Örneği

Eşdeğer deprem yükü yönteminin anlaşılması için Excel ve Sap2000 programlarını kullanarak basit bir örnek çözelim. Bunun için aşağıdaki şekildeki gibi 4 katlı tek açıklıklı bir çerçeve tanımlayalım. (İnşaat mühendislerinin bilmesi gereken programlar yazımızda bu programların öneminden bahsetmiştik, buradan ulaşabilirsiniz.)

4.1. Kat Kütlelerinin Tanımlanması

Eşdeğer deprem yükü analizi için öncelikle bize kat kütleleri gerekmektedir.  Bunun için de örneğin kirişlere 10 Kn/m hareketli ve 20 Kn/m zati yük ekliyoruz. (Hareketli ve Sabit Yükler) Elle hesap kolaylığı olması açısından da kiriş ve kolonların zati ağırlıklarını ihmal edelim. Çerçeve iki yönde de 6 metre açıklıklara sahip olduğundan her katta 6×4=24m toplam kiriş bulunmaktadır. TBDY 4.5.9.2 uyarınca kat kütleleri mi=wgi+nwqi şeklinde tanımlanmaktadır. Tablo 4.3’ten n değerini konut için 0,3 olarak okunur ve her katın kütlelerini

şeklinde bulunur. Bu değerlerin programda da aynı olduğunu kolonlardaki eksenel kuvvetlerden görülebilir.

136,12*2+139,88*2=552 kN

4.2. Fiktif Yükleme

Kütlelerden sonra öncelikle amaç hakim titreşim periyodunu bulmaktır. Bunun için fiktif yükleme altında kat deplasmanlarına ihtiyaç vardır. Rastgele bir değer olarak 100kN taban kesme kuvveti bulunduğunu varsayıp katlara etkiyen fiktif kesme kuvvetler aşağıdaki şekilde hesaplanabilir.

(Bu tablolara aşağıda hesap sonunda Excel formatında ulaşabilirsiniz.)

Katlara etkiyen ve toplamı 100 kN olan bu fiktif yükleri aşağıdaki şekilde yapımızın kütle merkezlerine her iki yönde de etkiterek kat yer değiştirmelerini Sap2000 programı yardımıyla hesaplayalım. (dix ve diy)

4.3. Hakim Titreşim Periyodu Hesabı

Bu yüklemeler altında analiz yapıp yerdeğiştirmeleri ve 4.26 formülünden hakim periyot aşağıdaki şekilde bulunur.

Bu değerler ampirik formül olan Tpa=Ct.Hn^3/4 (TBDY 4.27) ile karşılaştırılmalıdır. Betonarme yapı için Ct değerini 0,1 alınarak Tp(ampirik)= 0,1×12^(3/4)=0,645 sn olarak bulunur.

0,782 ve 0,772 sn değerleri 0,645 * 1,4=0,9 sn değerinden küçük olduğu için hakim periyotlar olduğu şekilde, yani x yönü için 0, 782174 sn, y yönü için 0,772322 sn olarak kabul edilebilir.

4.4. Tasarım Spektrumunun Bulunması

Periyot değerleri elde edildikten sonra spektral ivme değerinin okunabilmesi için tasarım spektrumunun elde edilmesi gerekmektedir. Bilindiği üzere bu spektrum, yapının bulunduğu konum, zemin özellikleri ve deprem düzeyine göre Türkiye Deprem Tehlike Haritasından elde edilir. Örnek yapının Sds değerini 0,713, Sd1 değerini 0,203 olarak aldığımızı kabul edelim. Bu durumda Deprem Tasarım Sınıfını DTS=2 ve Bina Yükseklik Sınıfını da, BYS=6 olarak alabiliriz.

Tasarım spektrumundan görebileceğimiz şekilde, yapı periyotları 0,77 ve 0,78 sn değerleri Tb-TL arasındadır.

4.5. Azaltılmış Spektral İvme Hesabı

Amacın aşağıdaki formül ile her iki yön için eşdeğer deprem yükünü elde etmek olduğunu tekrar hatırlayalım.

Burada S_ar(T_p) (azaltılmış spektral ivme) değerine ihtiyaç duyulmaktadır. TBDY 2018 formül 2.8’e göre

S_ar(T_p) = S_ae(T) / R_a(T) 

şeklinde hesaplanmaktadır.

S_ae(T)= Yatay elastik tasarım spektral ivmesi,

R_a(T) = Deprem yükü azaltma katsayısı,

S_ae(T) değeri TBDY 2.2 denkleminden Tb≤T≤Tl için Sd1/T şeklinde hesaplanmaktadır. Bu durumda;

olacaktır.

R_a(T) ise TBDY 4.2.1.2 maddesinde belirtildiği üzere T>Tb için R/I şeklinde hesaplanmaktadır. Burada R= taşıyıcı sistem davranış katsayısı, I ise bina önem katsayısıdır.

R değerini TBDY tablo 4.1’den A11 için 8 üst sınır olarak alınabilir. I değeri ise Tablo 3.1’den konut sınıfı için 1 olarak alınır. Bu durumda her iki yön için de;

R_ax-y(T) = R/I =8/1=8,

S_arx(T_p) = S_aex(T) / R_ax(T)  =0,260/8= 0,032

S_ary(T_p) = S_aey(T) / R_ay(T) =0,263/8= 0,033 olacaktır.

Spektral ivmeler g cinsinden olduğu için bu değerler aşağıda ayrıca 9,81 ile çarpılacaktır.

4.6. Eşdeğer Deprem Taban Kesme Kuvvetinin Bulunması

Vt=mt*Sar(T)>=0,04 mt*I*Sds*g için

Toplam kütle= 225,08 kNs²/m

g=9,81 m/sn²

Vtx= 225,08 x 0,032 x 9,81≥0,04 x 225,08 x 1 x 0,713 x 9,81

71,63 ≥62,97 olduğundan Vtx=71,63 Kn olarak belirlenir.

Vty= 225,08 x 0,032 x 9,81≥0,04 x 225,08 x 1 x 0,713 x 9,81

72,55 ≥62,97 olduğundan Vtx=72,55 Kn olarak belirlenir.

Bu değerler yapımızın x ve y yönlerindeki taban kesme kuvvetleri ve taban eşdeğer deprem yükleridir.

• Vtx=71,63 Kn
• Vty=72,55 Kn

Hesap için kullanılan Excel tablosuna buradan ulaşabilirsiniz.

4.7. Sonuçların Sap2000 Programı ile Kontrolü

Bu değerleri SAP2000 programından kontrol edecek olursak;

Girilen veriler;

Not: Örnekte eleman iç kuvvetleri hesaplanmayacağı için eksantrisite verilmedi.

İlgili yönler toplandığında sonuçlar;

Sap2000 programında yönler ile ilgili detaylı yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Vtx=(24,99+10,86)*2=71,7 kN

Vty=(31,13+5,18)*2=72,62 kN

olarak bulunur ve bu değerler el ile yapılan hesaba oldukça yakındır.

Eşdeğer deprem yükü yöntemi ile ilgili yorum ya da sorularınızı aşağıdaki yorumlar bölümünden iletebilirsiniz.

TBDY 2018’e göre minimum kiriş boyutları;

• En Küçük/Minimum Kiriş Genişliği=20 cm
• En Küçük/Minimum Kiriş Yüksekliği=30 cm, 3t

TBDY Betonarme Kiriş Tasarımı Yazımıza Buradan Ulaşabilirsiniz.

Kiriş mesnetlerinde kolon yüzünden itibaren kiriş yüksekliğinin iki katı kadar uzunluktaki bölge, Sarılma Bölgesi olarak tanımlanır. Bu bölge özel deprem etriyeleri kullanılacaktır. Bu etriyelerin aralıkları kiriş yüksekliğinin 1/4’ünü ve 100 mm’yi aşmayacaktır. Sarılma bölgelerinde Ø8’den küçük çaplı enine donatı kullanılmayacak ve ilk etriyenin kolon yüzüne uzaklığı en çok 50 mm olacaktır. Etriye aralıkları kiriş etkili yüksekliğinin 1/4’ünü, en küçük boyuna donatı çapının sekiz katını ve 150 mm’yi aşmayacaktır. Sarılma bölgesi dışında, TS 500’de verilen enine donatı koşullarına uyulacaktır. TS500’e göre etriye aralığı kiriş faydalı yüksekliğinin yarısından fazla olamaz (s≤d/2), etriye aralığı 8Ø’den fazla olamaz (s≤8Ø) ve 150mm’den büyük olamaz(s≤150mm).

Zaman tanım alanında yapılacak deprem hesabı için kaydedilmiş depremler veya kaynak ve dalga yayılımı özellikleri fiziksel olarak benzeştirilmiş yer hareketleri kullanılabilir. Bu tür yer hareketleri üretilirken yerel zemin koşulları da uygun biçimde göz önüne alınmalıdır. Analiz için en az üç ivme kaydının kullanılması ve seçilecek ivme kayıtlarının şu koşulları sağlaması gerekir:

1. Kuvvetli yer hareketinin süresi, binanın dikkate alınan doğrultudaki birinci doğal titreşim periyodunun 5 katından ve 15 saniyeden daha kısa olmayacaktır.
2. Deprem yer hareketlerinin sıfır periyoda karşı gelen spektral ivme değerlerinin ortalaması A₀g’den daha küçük olmayacaktır.
3. Her bir ivme kaydına göre %5 sönüm oranı için bulunacak spektral ivme değerlerinin ortalaması, binanın göz önüne alınan deprem doğrultusundaki birinci periyodu T ye göre 0.2 T ile 2.0T aralığında, TDY2007’de tanımlanmış olan elastik spektral ivmelerinin %90’ından daha az olmayacaktır.
4. Hesapta, üç yer hareketi kullanılması durumunda analiz sonuçlarının maksimumu, en az yedi yer hareketi kullanılması durumunda ise analiz sonuçlarının ortalaması tasarım için esas alınacaktır.

Deprem bölgelerinde herhangi bir zemin üzerinde yapılacak yeni binalar için tasarım depreminin, bina önem katsayısı I=1 olan binalar için 50 yıllık bir süre içerisinde aşılma olasılığı %10’dur. Deprem yüklerinin belirlenmesi için esas alınacak olan Spektral İvme Katsayısı;

A(T ) = A0 I S (T ) şeklinde verilmiştir.

A₀ etkin yer ivme katsayısı TDY 2007’de tanımlanmış olan deprem bölgelerinden birinci derece deprem bölgesi için 0.4 alınmaktadır. Yerel zemin sınıflarına bağlı olarak tanımlanmış olan %5 sönüm oranına sahip spektrum katsayısı S(T), yerel zemin sınıflarına ait spektrum karakteristik periyotları (T_A ve T_B) ve bina doğal titreşim periyodu T’ye bağlı olarak hesaplanmaktadır.

TBDY’e göre ise;

Bina taşıyıcı sistemlerinin zaman tanım alanında deprem hesabında kullanılacak deprem kayıtlarının seçimi, tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyi ile uyumlu deprem büyüklükleri, fay uzaklıkları, kaynak mekanizmaları ve yerel zemin koşulları dikkate alınarak yapılacaktır. Binanın bulunduğu bölgede tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyi ile uyumlu geçmiş deprem kayıtlarının mevcut olması durumunda öncelikle bu kayıtlar kullanılacaktır. Bir boyutlu veya iki boyutlu analiz için en az 11 ivme kaydının kullanılması ve seçilecek ivme kayıtlarının şu koşulları sağlaması gerekir:

1. Aynı depremden seçilecek kayıt sayısı üçü geçmeyecektir.
2. Kayıtlara ait spektrumların ortalamasının 0.2T_p ve 1.5T_p periyotları (T_p binanın hakim doğal titreşim periyodu) arasındaki genliklerinin, TBDY’ye göre tanımlanan tasarım spektrumunun aynı periyod aralığındaki genliklerinden daha küçük olmaması kuralına göre, deprem yer hareketlerinin genlikleri ölçeklendirilecektir.

Tasarım spektrumun oluşturulması için bu yönetmelik kapsamında dört farklı deprem yer hareketi düzeyi tanımlanmıştır. Deprem Düzeyi 2 (DD-2), spektral büyüklüklerin 50 yılda aşılma olasılığının %10 ve buna karşı gelen tekrarlanma periyodunun 475 yıl olduğu seyrek deprem yer hareketini nitelemektedir. Bu deprem yer hareketi, standart tasarım deprem yer hareketi olarak da adlandırılmaktadır.

TBDY’de dört farklı deprem yer hareketi düzeyi için, Spektral İvme Haritaları TÜRKİYE DEPREM TEHLİKE HARİTALARI İNTERAKTİF WEB UYGULAMASI   dikkate alınmaktadır. Herhangi bir deprem yer hareketi düzeyi için yatay elastik tasarım ivme spektrumu’nun ordinatları olan yatay elastik tasarım spektral ivmeleri S_ae(T) , doğal titreşim periyoduna bağlı olarak yerçekimi ivmesi (g) cinsinden;

S_ae(T)=(0.4+0.6T/T_A)S_DS        0≤T≤T_A

S_ae(T)=S_DS                                   T_A≤T≤T_B

S_ae(T)=S_D1/T                               T_B≤T≤T_L

S_ae(T)=S_D1T_L/T²                         T_L≤T

Burada T_A ve T_B S_DS ve S_{D1 ‘}e bağlı olarak;

T_A=0.2 S_D1/S_DS ve T_B=S_D1/S_DSşeklinde elde edilir.

Sabit yerdeğiştirme bölgesine geçiş periyodu T_L= 6 s alınacaktır.

Rijit bodrum perdelerinin binayı her taraftan veya en az üç taraftan çevreleyen ve birbirine dik bina eksenlerinin herbirinin doğrultusundaki hakim titreşim modunda, bodrum katlar dahil binanın tümü için hesaplanan doğal titreşim periyodu’nun, zemin kat döşemesi dahil tüm bodrum kütlelerinin silinmesi ile aynı doğrultuda hesaplanan doğal titreşim periyodu’na oranının 1.1’den küçük olması koşullarını aynı anda sağlayan binalarda bina tabanı bodrum perdelerinin üst kotundaki kat döşemesi seviyesinde tanımlanır.

(T_p,tüm ≤ 1.1 (T_p,üst)

Burada yapının toplam yüksekliğinin bodrum kat döşemesi seviyesinden başlanarak ölçülmesi için bodrum katın yeterli rijitliğe ulaşması amaçlanmış ve bununla ilgili periyot sınırı ve tasarım koşulu getirilmiş. Bu 2 koşuldan herhangi birini sağlamayan binalarda bina tabanı temel üst kotu olarak kabul edilecektir.

Bina yüksekliği H_N yukarıdaki koşullara bağlı olarak bina tabanından çatı döşemesine kadar ölçülen mesafedir. Çatı döşemesi üzerinde bulunan küçük kütleli kısımlar dikkate alınmayabilir.

Bina Yükseklik Sınıfları

Bina yükseklik sınıfları yukarıda ölçüm koşulları belirlendiği şekilde Deprem Tasarım Sınıfları’na (DTS) bağlı olarak şu şekilde sınıflandırılmıştır;

BYS=1 için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nin 13. Bölümüne göre Yüksek Binalar  olarak sınıflandırılacaktır.

-tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyi ile uyumlu deprem büyüklükleri,

-fay uzaklıkları,

-kaynak mekanizmaları,

-yerel zemin koşulları.

Binanın bulunduğu bölgede tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyi ile uyumlu geçmiş deprem kayıtlarının mevcut olması durumunda öncelikle bu kayıtlar kullanılacaktır.

Yeterli sayı veya nitelikte deprem kaydı seçiminin yapılamadığı durumlarda, zaman tanım alanında benzeştirilmiş yer hareketi kayıtları kullanılabilir. Bu tür kayıtların kullanılması durumunda, binanın bulunduğu sahanın sismik kaynak, dalga yayılım ve yerel zemin özellikleri göz önüne alınacaktır. Benzeştirme için kullanılacak model parametreleri, söz konusu bölgede meydana gelmiş geçmiş depremlerde kaydedilmiş gerçek deprem kayıtları ile doğrulanacaktır.

Bir veya iki boyutlu hesap için seçilecek deprem kayıtları’nın ve üç boyutlu hesap için seçilecek deprem kaydı takımları’nın sayısı en az onbir olacaktır. Aynı depremden seçilecek kayıt veya kayıt takımı sayısı üçü geçmeyecektir.

Bir veya iki boyutlu hesap için seçilen tüm kayıtlara ait spektrumların ortalamasının 0.2Tp ve 1.5Tp periyotları (Tp  binanın hakim doğal titreşim periyodu) arasındaki genliklerinin, Yatay Elastik Tasarım Spektrumu veya Sahaya Özel Elastik İvme Spektrumunda tanımlanan tasarım spektrumunun aynı periyod aralığındaki genliklerinden daha küçük olmaması kuralına göre, deprem yer hareketlerinin genlikleri ölçeklendirilecektir.

Üç boyutlu hesap için seçilen her bir deprem kaydı takımının iki yatay bileşenine ait spektrumların kareleri toplamının karekökü alınarak bileşke yatay spektrum elde edilecektir. Seçilen tüm kayıtlara ait bileşke spektrumların ortalamasının 0.2Tp ve 1.5Tp periyotları (Tp = binanın hakim doğal titreşim periyodu) arasındaki genliklerinin, Yatay Elastik Tasarım Spektrumu veya Sahaya Özel Elastik İvme Spektrumunda tanımlanan tasarım spektrumunun aynı periyod aralığındaki genliklerine oranının 1.3’ten daha küçük olmaması kuralına göre deprem yer hareketi bileşenlerinin genlikleri ölçeklendirilecektir. Bu periyot aralığı yalıtımlı binalar için değişebilir. Her iki yatay bileşenin ölçeklendirilmesi aynı ölçek katsayıları ile yapılacaktır.

Serbest zemin analizinde kullanılacak deprem kayıtlarının veya kayıt takımlarının yukarıdaki maddelere göre ölçeklendirilmesinde, bina hakim doğal titreşim periyodunun üst sınırı 2Tp olarak alınacaktır.

Mevcut deprem verileri ile bina özelliklerinin gerekli kılması ve sahaya özel deprem yer hareketi spektrumu belirlenmesi durumunda, binanın belirli sayıda titreşim periyodu ile ilişkilendirilen koşullandırılmış ortalama spektrumlar’dan yararlanılarak, deprem kayıtlarının analiz sonuçlarında daha az saçılmayı sağlayacak şekilde seçilerek ölçeklendirilmesi yoluna gidilebilir.

“TBDY 2018- 7.13.1.1 – Beton dayanım sınıfı ve donatı sınıfı ile TS EN 206’ye uygun çevresel etki sınıfı bütün çizim paftalarında belirtilecektir.”

Beton Çevresel Etki Sınıflarının bulunduğu excel tablosuna sayfanın sonundaki linkten ulaşabilirsiniz.

“Beton Çevresel Etki Sınıfları”

“Beton Çevresel Etki Sınıfları Excel Tablosu“

(Hazır Beton Nedir? Nasıl Üretilir?)

Kazıklı temel yapılması durumlarında, tabakalı serbest zemin için yapılan bir boyutlu büyütme analizinin anlamı kalmaz ve bu analize dayalı olarak tanımlanan tasarım ivme spektrumu da geçerliliğini yitirir. Bunun sonucunda yapının deprem analizinde kullanılmak üzere oluşturulan tasarım ivme spektrumu, gerek periyot içeriği ve gerekse spektral genliği bakımından serbest zemin yüzeyindeki spektrumdan çok farklı olabilir ve bu farklılık yapının dinamik davranışı bakımından çok önemli olabilir.

Zaman Tanım Alanında Kazık – 3D Zemin Etkileşimi

TBDY-2018 Bölüm 16.C içerisinde “Yöntem I” olarak isimlendirilen bu yöntemde kinematik etkileşim hesabı, yapının eylemsizlik özelliğinin gözönüne alınmadığı temel-kazık-zemin kinematik etkileşim hesap modeli aşağıdaki şekilde oluşturulacaktır:

1. Zemin ortamı, mühendislik taban kayasının üzerinde, ayrık analiz yöntemleri ile analiz edilecek şekilde üç boyutlu olarak modellenecektir. Zemin ortamından dışa doğru yayılan dalgaların içeriye yansımasını önlemek için uygun olarak seçilmiş geçirgen sınırlar kullanılacaktır.
2. Kazıklar, plastik mafsalların derinlik boyunca uygun ararlıklarla yerleştirildiği çubuk elemanlar olarak modellenecektir. Kazıklarla zemin ortamı arasında uygun seçilmiş arayüz elemanları kullanılacaktır.
3. Bina temeli, bodrum kat çevre perdeleri ile birlikte (zemin kat seviyesine kadar), kütlesiz, sonsuz rijit bir eleman olarak modellenecektir.
4. Deprem kayıtları, en az 11 (iki bileşenli) çift olmak üzere mühendislik taban kayasından sisteme etki ettirilecektir. Bu yöntemde, zaman tanım alanında yapılacak temel-kazık-zemin kinematik etkileşim analizi sonucunda, kazıklardaki iç kuvvet ve şekil değiştirme talepleri, yapılan en az 2×11=22 analizin her birinden elde edilen sonuçların en büyük mutlak değerlerinin ortalaması olarak belirlenecektir. 2×11=22 analiz için rijit temelin tabanında, iki yatay eksen doğrultusunda ve bu eksenler etrafında dönme olarak tanımlanan serbestlik dereceleri için etkin temel hareketlerine ilişkin yer değiştirmelerin zamana göre değişimleri ile bunlardan üretilen ivme spektrumları elde edilecektir.
   Eylemsizlik etkileşim, hesabı aşağıdaki şekilde yapılacaktır:
5. Temel-kazık-zemin sisteminde etkin temel hareketlerinin tanımlandığı serbestlik derecelerine ayrı ayrı statik tekil kuvvetler artımsal olarak etki ettirilerek, her bir serbestlik derecesi için doğrusal olmayan artımsal statik hesap yapılacaktır. Bu analizlerden, temel-kazık-zemin sistemini temsil eden etkileşim yaylarınana ait doğrusal olmayan kuvvet-yer değiştirme ilişkilerinin iskelet eğrileri elde edilecektir
6.  Yapı taşıyıcı sistemi, temel sistemi ve bodrum katları ile birlikte ve bunların kütleleri de gözönüne alınarak modellenecektir. Etkileşim yayları bina temelinin tabanına yerleştirilecek ve bu yaylara uygun birer histeretik davranış modeli uyarlanacaktır. Bu şekilde oluşturulan yapı-temel sistemine etkin temel hareketlerine ait ivme kayıtları uygulanarak sistemin zaman tanım alanında doğrusal olmayan eylemsizlik etkileşimi hesabı yapılacaktır.

Bu yöntemde, eylemsizlik etkileşimi hesabı sonucunda, yapıda ve temelinde iç kuvvet, yer değiştirme ve şekil değiştirme taleplerinin zamana bağlı değişimleri elde edilecektir. Temel tabanında tanımlanan yaylarda oluşan yer değiştirmelerin ve kuvvetlerin zamana bağlı değişimleri elde edilecektir. Bunlardan ve artımsal statik hesap sonuçlarından yararlanılarak, eylemsizlik etkileşiminde kazıklarda oluşan iç kuvvet ve şekil değiştirmeler hesaplanacaktır. Eylemsizlik etkileşimi hesabı sonucunda kazıklarda elde edilen iç kuvvet ve şekil değiştirmeler, kinematik etkileşim hesabından elde edilenler birleştirilecektir.

Zaman Tanım Alanında Kazık – 1D Zemin Etkileşimi

TBDY-2018 Bölüm 16.C içerisinde “Yöntem II” olarak isimlendirilen bu yöntemde yapının eylemsizlik özelliğinin gözönüne alınmadığı temel-kazık-zemin kinematik etkileşim hesabı modeli aşağıdaki şekilde oluşturulacaktır:

1. Zemin ortamı için herhangi bir modelleme yapılmayacaktır. Kazıklar, plastik mafsalların derinlik boyunca uygun aralıklarla yerleştirildiği çubuk elemanlar olarak modellenecektir. Kazıkları temsil eden elemanlara ait her bir düğüm noktasında kazık ile zemin ortamı arasındaki göreli kuvvet-yer değiştirme ilişkisi, doğrusal olmayan P-y, T-z yayları ile, kazık ucunda ise Q-z yayı ile modellenecektir.
2. Temel sistemi, bodrum katlarını da içerecek şekilde, kütlesiz, sonsuz rijit bir eleman olarak modellenecektir. Deprem kayıtları olarak, serbest zemin davranış analizlerinde taban kayasında her iki yatay doğrultuda ayrı ayrı etkitilen deprem kaydı çiftinden zemin profili boyunca kazıklara ait sonlu eleman ağı düğüm noktaları hizalarında elde edilen toplam yer değiştirmelerin zamana göre değişimleri kullanılacaktır.
   Bu yöntemde, temel-kazık-zemin kinematik etkileşim analizi sonucunda, kazıklardaki iç kuvvet ve şekil değiştirme talepleri, yapılan en az 2×11=22 analizin her birinden elde edilen sonuçların en büyük mutlak değerlerinin ortalaması olarak hesaplanacaktır. 2×11=22 analiz için rijit temelin tabanında, iki yatay eksen doğrultusunda ve bu eksenler etrafında dönme olarak tanımlanan serbestlik dereceleri için etkin temel hareketlerine ilişkin yer değiştirmelerin zamana göre değişimleri ile bunlardan üretilen ivme spektrumları elde edilecektir. Ayrıca, eylemsizlik etkileşimi için açıklanan hesap adımları, zaman tanım alanında kazık-3d zemin etkileşimi modeli ile yapılan yöntem ile aynıdır. Farklılık sadece hesap modelindedir. Temel-kazık-zemin ortamı 3d zemin modeli yerine bu yöntemde temel-kazık-zemin yayları (P-y, T-z ve Q-z yayları) ile tanımlanan etkileşimli model gözönüne alınacaktır. Bu yöntemde eylemsizlik etkileşimi hesabı sonucunda zaman tanım alanında kazık-3d zemin etkileşimi yöntemi için belirtilen çıktılar elde edilecektir.

Doğrusal Olmayan İtme Analizi İle Kazık – 1D Zemin Etkileşimi

TBDY-2018 Bölüm 16.C içerisinde “Yöntem III” olarak isimlendirilen bu yöntemde, temel-kazık-zemin kinematik etkileşim hesabı, zaman tanım alanıda kazık-1D zemin etkileşimi ile yapılan hesabın basitleştirilmiş şekline karşı gelmektedir.
Kinematik etkileşim hesabı modeli aşağıdaki şekilde oluşturulacaktır.

1. 1. Kazıklar, gözönüne alınan deprem doğrultusunda doğrusal davranış esas alınarak çubuk elamanlar olarak modellenecektir.
   2. Zemin ortamı için herhangi bir modelleme yapılmayacaktır. Her bir kazık düğüm noktasında kazık ile zemin ortamı arasındaki göreli kuvvet-yer değiştirme ilişkisi, doğrusal olmayan P-y, T-z yayları ile kazık ucunda ise Q-z yayı ile modellenecektir.
   3. Temel sistemi, bodrum katlarını da içermek üzere, kütlesi, sonsuz rijit bir eleman olarak modellenecektir.
   4. Tek boyutlu serbest zemin davranış analizlerinde gözönüne alınan deprem doğrultusunda taban kayasından yatay doğrultuda etkitilen depremlerden her biri için, zemin profili boyunca kazık düğüm noktaları hizalarında elde edilen toplam yer değiştirmelerin zamana göre maksimumları dikkate alınacaktır.
      Bu yöntemde, temel-kazık-zemin kinematik etkileşim analizi sonucunda, kazıklardaki iç kuvvet talepleri, her bir deprem doğrultusunda 11 deprem kaydı için ayrı ayrı yapılan analizlerin her birinden elde edilen sonuçların en büyük mutlak değerlerinin ortalaması olarak hesaplanacaktır. Ayrıca eylemsizlik etkileşim hesabı, doğrusal davranış esas alınarak yapı-temel-kazık-zemin yaylarından oluşan ortak sistem modeli ile yapılabilir. Bu modelde, zemin yaylarının doğrusal davranışları dikkate alınacaktır. Deprem verisi olarak, gözönüne alınan deprem doğrultusunda tanımlanan deprem spektrumu kullanılacaktır.

Kaynak: İnş. Müh. ERHAN KESKİN-(BETONARME ÇERÇEVELİ BİR YAPIDA YAPI-KAZIK-ZEMİN ETKİLEŞİMİ DİKKATE ALINARAK KAZIK TASARIMI-2018)

(X) deprem doğrultusunda herhangi bir kolon veya perde için, ardışık iki kat arasındaki yerdeğiştirme farkını ifade eden azaltılmış göreli kat ötelemesi, Δ_i^x şu şekilde elde edilir:

Δ_i^x = u_i^x -u_i-1^x

Burada u_i^x ve u_i-1^x , tipik (X) deprem doğrultusu için binanın i’inci ve (i-1)’inci katlarında herhangi bir kolon veya perdenin uçlarında azaltılmış deprem yükleri’ne göre hesaplanan yatay yerdeğiştirmeleri göstermektedir. Ancak bu hesapta TBDY 4.7.3.2’de verilen ampirik periyot hesabına ilişkin koşul (hakim doğal titreşim periyodu Tp^x’in deprem hesabında gözönüne alınacak en büyük değeri, T_pA periyodunun 1.4 katından  fazla olmayacaktır) ve ayrıca TBDY Denk.(4.19)’da tanımlanan minimum eşdeğer deprem yükü koşulu (Vt=mt SaR(Tp) ≥0.04 mt I Sds g) gözönüne alınmayacaktır.

Tipik (X) deprem doğrultusu için, binanın i’inci katındaki kolon veya perdeler için etkin göreli kat ötelemesi, δ_i^x aşağıdaki şekilde elde edilecektir;

δ_i^x=(R/I)Δ_i^x

Bu bağıntıdaki büyütme işlemi, eşit yerdeğiştirme kuralının sonucu olarak “etkin” göreli kat ötelemesinin azaltılmamış deprem yükleri’ne göre hesabına karşı gelmektedir.

Etkin Göreli Kat Ötelemelerinin Sınırlandırılması

Etkin göreli kat ötelemelerinin sınırlandırılması bağlamında TBDY (2018)‘de DBYBHY (2007)’ye göre önemli bazı farklılıklar bulunmaktadır:

(a) TBDY (2018)’de etkin göreli kat ötelemeleri Dayanıma Göre Tasarım da esas alınan standart tasarım depremine karşı gelen DD-2 deprem yer hareketi düzeyi yerine DD-3 düzeyine göre sınırlandırılmaktadır. Bu durumda sınırlandırma Kontrollü Hasar (KH) performans hedefine göre değil, Sınırlı Hasar (SH) performans hedefine göre yapılmış olmaktadır. DD-3 deprem yer hareketinde DD-2’ye göre azalma, gözönüne alman deprem doğrultusundaki hakim titreşim periyodu için elastik spektral ivmelerin oranı olarak tanımlanan λ katsayısı ile ifade edilmektedir. Bu katsayı ortalama yaklaşık 0.35 – 0.40 mertebesindedir.

(b) TBDY (2018)’de betonarme taşıyıcı sistemler için kullanılan etkin kesit rijitliklerine göre hesaplanan yerdeğiştirmelerin DBYBHY (2007)’ye göre yaklaşık iki katına çıkacağı öngörülmüş ve izin verilen etkin göreli kat ötelemesi sınırı aynı oranda arttırılmıştır. Oysa çelik taşıyıcı sistemlerde böyle bir durum söz konusu değildir. Bu nedenle betonarme taşıyıcı sistemler referans alınarak tanımlanan k=1 katsayısı yerine çelik binalarda k = 0.5 alınacaktır.

(c) TBDY (2018), gevrek malzemeden yapılmış dolgu duvarları ile bunların bağlandığı çerçeve elemanları arasında esnek derz yapılmasını veya esnek bağlantılı cephe elemanlarının kullanılmasını teşvik ederek çok büyük olmayan depremlerde dolgu duvarı veya cephe hasarının azaltılmasını öngörmüştür. (Dolgu Duvarları İçin Esnek Derz Uygulaması) Bu amaçla esnek derz veya bağlantının yapılmadığı durumlarda izin verilen etkin göreli kat ötelemesi, yapıldığı durumlara göre yarıya düşürülmüştür.

Yukarıda yapılan açıklamalar bağlamındaetkin göreli kat ötelemeleri aşağıda aşağıda (a) veya (b)’de verilen koşulları şekilde sınırlandırılmıştır;

(a) Gevrek malzemeden yapılmış boşluklu veya boşluksuz dolgu duvarlarının ve cephe elemanlarının çerçeve elemanlanna, aralarında herhangi bir esnek derz veya bağlantı olmaksızın, tamamen bitişik olması durumunda:

λ δ^x_{i, max}/hi≤0.008 k

(b) Gevrek malzemeden yapılmış dolgu duvarları ile çerçeve elemanlarının aralarında esnek derzler yapılması, cephe elemanlarının dış çerçevelere esnek bağlantılarla bağlanması veya dolgu duvar elemanının çerçeveden bağımsız olması durumunda:

λ δ^x_{i, max}/hi≤0.016 k

Ancak, bu durumda derzli dolgu duvar elemanlarının, esnek dolgu duvar elemanlarının ve esnek bağlantılı cephe elemanlarının düzlem içi yatay ötelenme kapasitelerinin yukarıda verilen sınır değeri sağladığı deneye dayalı olarak belgelendirilecektir.

Kaynaklar: Dr. Zekai Celep-Deprem Yönetmeliği Taslağında Betonarme Yapılar Konusunda Muhtemel Değişiklikler, TBDY-2018 , TBDY 2018 Eğitim Elkitabı, Zekai Celep Ders Notları

Taşıyıcı Sistemin Sadeliği ve Basitliği

Deprem yer hareketi, yapısal modelleme ve yapısal eleman davranışlarındaki belirsizlikler yanında analiz ve tasarım yöntemlerindeki yaklaşıklıklar nedeni ile, binanın deprem davranışının öngörülebilir olmasını sağlamak üzere taşıyıcı sistemin olabildiğince sade ve basit olması, deprem etkisi altında tasarımın temel kuralıdır.

Bina taşıyıcı sisteminin davranışı, sadece deprem oluşumuna değil, aynı zamanda modelleme ve analiz yöntemlerinde yaptığımız kabullere ve malzeme davranışına ilişkin belirsizlikler nedeni ile, binanın deprem davranışının olabildiğince öngörülebilir olmasını sağlamak üzere taşıyıcı sistemin olabildiğince sade ve basit olması, deprem etkisi altında tasarımın temel kuralıdır. Bu kuralın hayata geçirilmesine mimari tasarımın da yardımcı olması gerekir.

Taşıyıcı Sistemin Düzenli ve Simetrik Olarak Düzenlenmesi

Taşıyıcı sistemin planda düzenli ve simetrik olarak düzenlenmesi ile, döşemelerdeki yayılı kütlelerden kaynaklanan eylemsizlik kuvvetleri en uygun biçimde düşey taşıyıcı sistem elemanlarına aktarılabilir. Simetrik taşıyıcı sistem düzenlemesi ile kütle, rijitlik ve dayanım bakımından oluşabilecek dışmerkezliklerin önüne geçilebilir ve öngörülebilir bir deprem davranışı gerçekleştirilebilir.

Taşıyıcı sistem düşey doğrultuda da düzenli biçimde düzenlenmelidir. Bu bağlamda kat rijitliğinde ve dayanımında ani değişimler nedeni ile oluşabilecek yumuşak kat ve zayıf kat düzenlemelerinden olabildiğince kaçınılmalıdır.

Bu öneri, yukarıda (a) paragrafında belirtilen önerinin bir devamı niteliğindedir. Simetrik taşıyıcı sistem düzenlemesi ile kütle, rijitlik ve dayanım bakımından oluşabilecek dışmerkezliklere bağlı tehlikeli burulma titreşimlerinin önüne geçilebilir ve öngörülebilir bir deprem davranışı gerçekleştirilebilir.

Taşıyıcı Sistemde Fazla-Bağlılık Özelliğinin Sağlanması

Statik yükler altındaki fazla-bağlılık (hiperstatiklik) davranışının deprem etkileri altında da geçerli olması, bu bağlamda deprem sırasında bazı taşıyıcı sistem elemanlarının dayanımlarının azalması ve hatta devre dışı kalması durumunda, sistemde kararlı davranışı sağlayabilecek yeterli sayıda yedek elemanın devreye girmesi, diğer deyişle taşıyıcı sistemin yedeklenmesi sağlanmalıdır.

Birbirinden yapısal derzlerle ayrılan bina bloklarının depremde çarpışarak hasar görme riski taşıdığı gözden uzak tutulmamalıdır. Bu bağlamda;
(a) Burulma düzensizliğinin önlenmesi, taşıyıcı sistem elemanlarının dengeli düzenlenmesi vb. nedenler dışında, salt bina veya bina bloklarının plandaki uzunlukları yüzünden taşıyıcı sistemin yapısal derzlerle birbirinden bağımsız bloklara ayrılmasından olabildiğince kaçınılmalıdır.
(b) Bina veya bina bloklarının plandaki uzunlukları, deprem hesabından bağımsız olarak, betonarme elemanlar için TBDY-4.5.8’de tanımlanan etkin kesit rijitlikleri kullanılarak düzgün sıcaklık değişmesi ve rötre etkileri için yapılacak taşıyıcı sistem hesabına göre belirlenebilir.

Fazla-bağlılık özelliği, statik etkiler altında hiperstatiklik olarak adlandırdığımız özelliğe karşı gelir. Deprem sırasında bazı taşıyıcı sistem elemanlarının dayanımlarının azalması ve hatta devre dışı kalması durumunda, sistemde kararlı davranışı sağlayabilecek yeterli sayıda yedek elemanın devreye girmesi, diğer deyişle taşıyıcı sistemin yedeklenmesi ancak fazla-bağlılık özelliğinin tutarlı biçimde sağlanması ile mümkün olabilir.

Bu bağlamda uygulamada sıklıkla yapılan bir yanlışlık, gereksiz yere genleşme derzi yapılarak taşıyıcı sistemin yeterince fazla-bağlı olmayan küçük parçalara ayrılmasıdır. Uygulamadaki alışkanlığın aksine, planda belirli uzunluklar (örneğin 40 m) aşılınca derz yapılarak taşıyıcı sistemlerin ayrılmasını gerektiren bir kural yoktur. Bina veya bina bloklarının plandaki uzunlukları, deprem hesabından bağımsız olarak, betonarme elemanlar için TBDY Bölüm 4’te tanımlanan etkin kesit rijitlikleri kullanılarak düzgün sıcaklık değişmesi ve rötre etkileri için yapılacak taşıyıcı sistem hesabına göre belirlenebilir.

Taşıyıcı Sistemde Yeterli Dayanım, Rijitlik ve Süneklik

Deprem yer hareketinin planda tüm doğrultularda etkili olduğu dikkate alınarak taşıyıcı sistem elemanlarının tercihen birbirine dik iki asal doğrultuda düzenlenmesi ve birbirine yakın dayanım ve rijitliğe sahip olması esastır.

Taşıyıcı sistemde olumsuz davranışlara neden olan burulma düzensizliğini ortadan kaldırmak ve tehlikeli burulma titreşimlerini önlemek amacı ile yeterli burulma dayanımının ve rijitliğin sağlanması esastır. Bu doğrultuda uygun bir çözüm, rijitliği ve dayanımı yüksek taşıyıcı sistem elemanlarının olabildiğince binanın çevresinde düzenlenmesidir.

Tasarım deprem yer hareketi altında binada meydana gelen deprem etkilerinin taşıyıcı sistemin sünek davranışı ile azaltılması için bu Yönetmelik’te tanımlanan sünek tasarım ve kapasite tasarımı ilkelerine titizlikle uyulmalıdır.

Bu özellikler, büyük depremlerde taşıyıcı sistemin davranışını belirleyen temel öğelerdir. Hem rijitlik, hem de dayanım gereğinden ne fazla, ne de az olmalıdır. Fazla rijitlik yerdeğiştirmeleri azaltır, ancak taşıyıcı sisteme etkiyen deprem yüklerinde ve iç kuvvetlerde artışa neden olur. Bu da eleman dayanımlarının arttırılmasını gerektirir, ancak bu kez taşıyıcı sistemde süneklik sağlanması zorlaşır. Unutulmamalıdır ki sünek davranış, aslında çok büyük olan deprem yüklerininin azaltılarak makul düzeylere inebilmesini sağlayan hayati bir özelliktir. Ancak, taşıyıcı sistem elemanlarında doğrusal olmayan (nonlineer) davranışa karşı gelen sünek davranışın sistem bazında sağlanabilmesi, gevrek davranış modlannda (örneğin kesme) yeterli dayanımın mevcut olmasına bağlıdır.

Katlarda ve Geçiş Katlarında Yeterli Döşeme Rijitliği ve Dayanımı

Depremde döşemelerde oluşan eylemsizlik kuvvetlerinin düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenle aktarılmasını ve aynı zamanda deprem etkilerinin farklı rijitliklere sahip düşey taşıyıcı sistem elemanları arasında güvenle dağıtılmasını sağlamak üzere, döşemelerin yüksek düzlem içi rijitliğe ve yeterli dayanıma sahip olmaları esastır.
Düzlem içi kuvvetlerin döşemelerden düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenli biçimde aktarıldığı hesapla gösterilmelidir. Gerekli durumlarda betonarme döşemelerde ek bağlantı donatıları ve aktarma elemanları kullanılmalıdır.

Döşemelerde büyük boşluklardan kaçınılmalıdır. Boşluklardan kaçınılamadığı durumlarda, eylemsizlik kuvvetlerinin düşey taşıyıcı sistem elemanlarınına aktarılmasını sağlamak üzere boşluk kenarlarında yeterli rijitlik ve dayanıma sahip yatay elemanlar düzenlenmelidir.
Özellikle normal rijitlikli katlardan çok rijit bodrum katlarına geçişte yer alan ve üstteki katlarda oluşan deprem kuvvetlerinin büyük kısmını bodrum katlardaki çevre perdelerine aktaran geçiş döşemeleri’nde yeterli düzlem içi rijitlik ve dayanımın sağlanması esastır.

Kat döşemeleri, depreme dayanıklı taşıyıcı sistemin en önemli elemanlanndandır. Depremde eylemsizlik kuvvetlerinin büyük kısmı döşemelerde yer alan kütleler nedeni ile oluşur. Bu kuvvetlerin düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenle aktarılmasını ve aynı zamanda deprem etkilerinin farklı rijitliklere sahip düşey taşıyıcı sistem elemanları arasında güvenle dağıtılmasını sağlamak üzere, döşemelerin yüksek düzlem içi rijitliğe ve yeterli dayanıma sahip olmaları gerekir. TBDY (2018)’de belirli durumlarda döşemelerin düzlem içi rijitliklerinin gözönüne alınarak modellenmesi öngörülmektedir.

Öte yandan normal katlardan çok rijit bodrum katlarına geçişte yer alan ve üstteki katlarda oluşan eylemsizlik kuvvetlerinin tümünü veya büyük bir bölümünü ani olarak bodrum katlardaki çevre perdelerine aktarmak durumunda kalan geçiş katları döşemelerinde yeterli düzlem içi rijitlik ve dayanımın sağlanması TBDY (2018)’de zorunlu kılınmıştır.

Kaynaklar: Dr. Zekai Celep-Deprem Yönetmeliği Taslağında Betonarme Yapılar Konusunda Muhtemel Değişiklikler, TBDY-2018 , TBDY 2018 Eğitim Elkitabı, Zekai Celep Ders Notları

Dış Viskoz Sönüm

Dış Viskoz Sönüm yapının içinde bulunduğu su veya hava ortamının meydana getirdiği sönümdür. Diğer tür sönümlere göre ihmal edilebilecek düzeyde olduğu söylenebilir.

İç Viskoz Sönüm

İç Viskoz Sönüm yapı malzemesinin iç sönümü olup, hızla orantılı olduğu kabul edilebilir. Bu durum yüksek frekanslarda büyük sönüm değerleri meydana gelmesine yol açar. Genellikle taşıyıcı sistemin davranışının modellenmesinde bu tür sönüm, sönüm kutusu kabulü ile gözönüne alınır Bu sönümün etkili olması, malzemedeki gerilmelerin meydana getirdiği plastik şekil değiştirmelerin seviyesine bağlıdır. Plastik şekil değiştirmelerin büyük olması ve taşıyıcı olan ve olmayan elemanlarda meydana gelen çatlakların artması sönümü arttırır. (Plastik Mafsal Nedir?) Bu nedenle küçük yerdeğiştirmeler altında deneysel olarak ölçülen sönüm küçük kalırken, deprem etkisi altında meydana gelen elastik ötesi şekil değiştirmeler ve çatlamalarla sönüm büyür.

Coulomb Rijit Cisim Sönümü

Coulomb Rijit Cisim Sönümü taşıyıcı sistemin mesnetlerinde ve birleşim yerlerinde ortaya çıkar. Hız ve yerdeğiştirmeden bağımsız olarak sabit kabul edilebilir. Yerdeğiştirmelerin küçük olması durumunda iç sönümle, büyük olması durumunda da çevrimsel sönümle birleştirilerek gözönüne alınır. Betonarme taşıyıcı sistemin dolgu duvarlarında meydana gelen çatlaklardaki sürtünme ile enerji kaybı bu tür sönüme örnektir. Bu sürtünmenin yapıların deprem etkisinin karşılanmasında önemli katkısı vardır.

Çevrimsel Sönüm

Çevrimsel Sönüm malzemenin doğrusal elastik olmayan davranışında ve yükün yön değiştiren türden etkimesi durumunda meydana gelir. Yanda gösterilen kuvvet-yerdeğiştirme düzleminde bir çevrim yapılmasıyla, çevrim içinde kalan alana karşı gelen enerji kaybolur. Bu tür sönüm, hızdan bağımsız ve yerdeğiştirmeye bağlı olarak meydana gelir. Ancak, böyle bir sönümün analitik ifadelere katılması yerine daha kolay olan eşdeğer viskoz sönümün kullanılması tercih edilir

Enerji Yayılma Sönümü

Enerji Yayılma Sönümü ana kayadan gelen hareketle zemin tabakalarından geçerek, yapıyı titreştirir. Bu titreşim zemin serbest yüzeyinden yansır ve yapı içinde yukarı doğru ilerler, en üst kattan yansıyarak geri döner ve yarı sonsuz ortam olan zemin içinde geri yayılır. Bu suretle enerjinin bir kısım tekrar geri dönmemek üzere kaybolur Enerjinin çok büyük bir ortamda yayılmasıyla ortaya çıkan bu sönüm, ortamın elastik sabitlerine ve kütlesel yoğunluğuna ve yapının özelliklerine bağlıdır. Yapı rijilleştikçe, mesnet ortamı yumuşadıkça ve zeminde ana kaya üzerindeki dolgu büyüdükçe, mesnet ortamında enerji yayılması nedeniyle sönüm artar. Viskoz sönümün tersine, yüksek modlardaki enerji yayılma sönümünün, düşük modlara göre daha az olduğu belirlenmiştir.

Yukarıda açıklanan sönüm türlerinden matematiksel çözümlemede en kolay gözönüne alınabileni viskoz sönümdür. Bu nedenle, diğer tür sönümlerin de eşdeğer viskoz sönüme çevrilerek hesaba katılması tercih edilir. Yüksek modlarda sönüm frekansla orantılı bir şekilde artar. Ayrıca, sönümün genlikle de orantılı büyüdüğü belirlenmiştir. Yapılan deneylerden tipik bir yapıda düşük genliklerde sönüm % 1~2 olarak elde edilmiştir. Kuvvetli yer harekelinde ise sönümün % 5 ~ 10 değerine ulaştığı belirlenmiştir Bazı durumlarda sönümün % 15 değerinin bile aşıldığı olmuştur. Yapılarda eşdeğer viskoz sönüm, titreşim yerdeğiştirmessinde zamanla meydana gelen azalma esas alınarak bulunur.

Perdeler, yüksek binalarda, dayanım yanında yatay yerdeğiştirmeyi sınırlaması bakımından da tercih edilir. Büyük depremlerde, perdeler plastik şekil değiştirmelerle deprem etkilerinin dinamik etkisine karşı koyar. Özenli bir şekilde düzenlenen perdeler, taşıyıcı sistemin toptan göçmesini önledikleri gibi, yapısal olmayan hasarların sınırlandırılmasında da etkili olur. (TBDY Betonarme Perde Tasarımı)

Tek başına bulunan bir perde, betonarme konsol kolon gibi davranır. Perdenin ince kesiti yanal burkulma tehlikesini öne çıkarırsa da, genellikle çok katlı binadaki döşemeler perdede yeterli bir yanal rijitlik oluşturarak bu tehlikeyi ortadan kaldırır. Perdelerde deprem etkisinden eğilme momenti ve kesme kuvveti oluşurken, düşey yüklerden normal kuvvet meydana gelir. Perdelerde en çok zorlanan kesit tabanda olup, eğilme momenti ve normal kuvvet etkileşimi gözönüne alınarak tasarımı yapılır. Böyle bir tasarımda, perdenin gövde donatılarının hesaba katılması, ekonomik sonuç verebilir. Perdenin yatay yükleri karşılaması bakımından, kat döşemelerine olan bağlantısı ve taban etkilerinin zemine iletmesi için yeterli temel düzeninin sağlanması önemlidir.

Bodur perdelerde genellikle çok büyük kesit etkileri meydana gelmez. Bu sebeple konstrüktif uç donatıları yanında, kesit düşey ve yatay donatısı gövdeye düzgün bir şekilde dağıtılır. Orta yükseklikte ve yüksek perdelerde büyük taban momenti sebebiyle, donatı perde uç bölgelerinde toplanarak güç tükenmesi momenti ve eğriliği arttırılabilir. Bu suretle eğilmeden oluşan basınç kuvvetinin belirli bir kısmı da donatı tarafından karşılanır. Perdenin, normal kuvvet ve büyük eğilme momenti ile zorlanan temel seviyesindeki kesitinde sünekliği arttırmak için perde kesitinin uç bölgelerinde sargı donatısı kullanmak önemlidir. Bu amaçla perde uç bölgesi enine donatıları, kolonlardaki gibi düzenlenir. Enine donatının, uç bölgesi düşey donatıların burkulmasını önlemek için de gerekir. Genellikle perde kesitinde düşey yüklerden oluşan normal kuvvet dengeli durumdaki normal kuvvetten küçük olduğu için, deprem etkisinin tasarımın üzerine çıkması durumunda, etkili olan eğilme momenti sebebiyle, perde kesitindeki çekme donatısı çoğu zaman akmaya erişir ve sünek bir güç tükenmesi oluşur. Ancak, normal kuvvet büyükse, dengeli durum üzerinde kalındığından çekme tarafındaki donatı akma durumuna erişmez ve sünek bir güç tükenmesi ortaya çıkmaz. Bu durum perde kesitinde ortalama normal gerilmenin sınırlandınlmasıyla önlenir.

Perde yüksekliğinin perdenin plandaki boyuna oranı 3 den büyük olan perdelerin kesme kuvveti etkisi altındaki davranışının kirişlere benzer ortaya çıktığı gözlenmiştir. Basınç normal gerilmelerinin kesme kuvveti dayanımına olumlu katkısı sebebiyle, perdede eksenel basınç normal kuvvetinin kesme kuvveti dayanımına faydalı bir etkisi vardır. Ancak, bu katkının gözönüne alınmasında, düşey basınç gerilmelerinin düşük olduğu ve depremin tekrarlı etkisinden dolayı, iki doğrultuda eğik çatlakların çıkabileceği unutulmamalıdır. Bu sebepten kesme kuvvetinden oluşan eğik çekme gerilmelerinin donatı ile karşılanması uygundur. Kesme kuvveti güç tükenmesi sünek olmadığı için, önlenmesi gerekir. Bu amaçla, donatının pekleşmesini de gözönüne alacak şekilde hesaplanan kesit eğilme dayanımının üstünde kalacak bir düşey ve yatay gövdeye yerleştirilecek bir kesme kuvveti donatısının öngörülmesi ve bunun eğilme güç tükenmesinden önce kapasitesine erişmemesinin sağlanması gerekir. Perde taban kesitinin plastikleşmesinden sonra, perde, kesme kuvveti değişiminde değişiklikler olacağı gözönüne alınır.

Perdeler, kolonlara göre eğilme rijitliklerinin büyük olması sebebiyle, yatay yüklerin önemli bir kısmını karşılar ve kesitlerinde önemli eğilme momenti meydana gelir. Buna karşılık kolon ve perdeler civarında bulunan açıklıkların birbirinden çok farklı olmaması, kolon ve perdede normal kuvvetlerinin birbirine yakın olarak oluşmasına sebep olur. Sonuç olarak, deprem etkisinde kolon kesitlerinde normal kuvvet ve eğilme momenti beraberce etkili olurken, perde kesitlerinde esas olarak eğilme momenti etkili olur. Bu durum kolon ve perde temellerine de aynı şekilde yansır. Göreli olarak düşük normal kuvvet sebebiyle, perde temellerinin, zeminde çekme gerilmesi oluşmayacak biçimde düzenlenmesi mümkün olmayabilir. Eğer perde bir yapıya sonradan güçlendirme maksadıyla ilave edilmişse, perdenin normal kuvveti, sadece daha sonra gelecek hareketli yüklerden oluşacağı için, bu durum çok daha belirgin olarak ortaya çıkar. Perdeye yakın kolonlarla beraber bir temel düzenlenmesi çözüm olabilir. Bu suretle perdeye komşu kolonların normal kuvvetlerinden faydalanılarak temeldeki normal kuvvetin dış merkezliği azaltılır. Bunun yanında perde kesitinin küçültülerek, kolon kesitlerinin büyütülmesiyle de, perdede meydana gelen deprem momentinin azaltılması da bazı durumlarda, perde temelinin düzenlenmesinde ortaya çıkan zorluğun yenilmesindeki çözümün bir parçası olabilir.

Perdede toptan kaymanın önlenmesi için, donatının kesitte düzgün dağılı bir gövde donatısının bulunması önerilir. Temelin dönmesi ise, genellikle rijit hareket etkili olacağı için, bu durumda deprem enerjisinin perde tarafından tüketilmesi ve perdenin sünekliği sözkonusu olmaz. Yüksek yapılardaki bazı perdelerin deprem etkisi altında iş derzinden kaydığı gözlenmiştir. Statik yükleme altında sünek bir davranış gösteren iş derzlerinde, tekrarlı yükleme altında kaymalar ve kesme kuvveti dayanımında azalmalar meydana gelebilir. Kesitteki donatının akmasıyla enerjinin tüketilmesi sözkonusu olursa da, onarılması zor hasarlar meydana geleceğinden, iş derzinde kayma, arzu edilmeyen bir güç tükenmesi şeklidir. Bir iş derzinde kesme kuvvetinin iletilmesinde en önemli katkı agrega kilitlenmesi ile ortaya çıkar. Bu sebepten iş derzi, pürüzlendirildikten ve temizlendikten sonra beton dökülmesi önemlidir. Perde kesitinde bir kayma şekil değiştirmesi meydana geldiğinde, donatılarda uzama meydana gelir. Uzama sonucu oluşan donatı çekme kuvveti iki beton yüzeyi arasında kendisini dengeleyecek düşey bir basınç kuvveti oluşturur. Bu basınç kuvveti yüzeyin pürüzlülüğüne bağlı olarak bir sürtünme kuvveti meydana getirir. Bu kuvvet agrega kilitlenmesi olarak da görülebilir ve etkisinin devam etmesi için yüzeylerin açılmaması, pürüzlü yüzeyler arasındaki temasın devam etmesi gerekir. Bu sebeple kesitteki geçen düşey donatının açılmayı önleyerek sürtünme kuvvetinin ortaya çıkmasının sağlaması gerekir.

Perdeler arası bağ kirişleri sisteminin rijitliğini arttırarak yatay yerdeğiştirmeleri azaltır. Bağ kirişinin rijitliğinin arttırılması ile bağ kirişinde eğilme momenti büyürken, perdeler arası etkileşim artar ve perde kesitlerinde meydana gelen normal kuvvetle daha büyük momentin taşınması mümkün olur. Ancak, rijitliğin arttırılması ile periyodun da azalacağı ve deprem yüklerinin artabileceği unutulmamalıdır. Kirişsiz döşemelerde perdeler arası etkileşim bağ kirişleri yanında belirli ölçüde döşeme tarafından da sağlanır. Perdeler konsol kiriş davranışından dolayı, üst katlarda çerçevelere göre daha fazla dönme ve yerdeğiştirme yapar.

İki perdeli sistemde mesnet bölgelerinin akma durumuna erişmesiyle dayanımın sonuna gelinmiş olur. Perdelerden hangisinin daha önce akma durumuna geleceği elemanların birbirine göre olan rijitliklerine bağlıdır. Bu duruma gelinceye kadar mevcut süneklik ile deprem enerjisinin karşılanması büyük hasarı önler. Bunun için, ilk önce bağ kirişlerinin büyük bölümünün güç tükenmesi durumuna gelmesi tercih edilir. Böylece, perdelerin mesnet kesitleri daha güç tükenmesine gelmeden yatay yükün büyük bir kısmı karşılanmış ve perdelerde önemli hasar meydana gelmemiş olur. Gerçekte de perdeler konsol davranışı gösterdiği için, üst katlarda deprem kuvvetleri altında perdede büyük dönme, bağlanan kirişlerde büyük eğilme momentleri meydana gelir. Ancak, eğilmenin etkili olduğu üst kat bağ kirişlerinde tekrarlı ve yön değiştiren yüklemeden dolayı, kesitlerinin plastikleşmesi ile önemli rijitlik kaybı oluşur. Bağ kirişlerinde donatının akması, çatlamaların oluşması veya hasar meydana gelmesi durumu taşıyıcı sistemin bütününü etkilemez ve onarılabilir. Bu kirişlerin çatlayacakları gözönüne alınarak eğilme rijitliklerinde bir azaltma yapılması ve bu suretle gelen etkilerin de azaltılması mümkündür. Ancak, bu durumda perdede oluşacak normal kuvvet de azalacağı için, perdeler arası etkileşim zayıflar. Aşırı azaltma durumunda, perdeler sadece aynı yatay yerdeğiştirmeyi yaparak birbiriyle etkileşirken, yatay kuvvetin paylaşımında sadece kesitlerin eğilme rijitliği etkili olur.

Eğer bağ kirişleri kısa ve yüksekse, büyük eğilme momentine karşı koyar. Bunun sonucu olarak da kesme kuvveti büyük değerler alır. Açıklığı yüksekliğine göre küçük olan bağ kirişlerinde, alışılagelen kiriş teorisinden ayrılıp, kirişte basınç ve çekme çubukları kabulü ile çapraz donatı yerleştirilmesi daha uygundur. Perdeye kenetlenmesi sağlanacak bu çapraz donatıya ek olarak, bağ kirişinde konstrüktif alt ve üst donatı ile etriye de bulunur.

Tünel kalıp sistemine göre inşa edilen binalar çok rijit olup, deprem kuvvetinin tamamı perdeler tarafından taşınır. Bu tür taşıyıcı sistemlerin yatay yük taşıma kapasiteleri çok yüksektir. Ancak, kritik kesitleri sadece perdelerin temelle birleştiği kesit olduğu için, süneklikleri aynı oranda büyük değildir. Perdelerde boşlukların oluşturulması, onların taşıma güçlerini azaltırken, sünekliklerini artırır. Bu tür perdelerin çerçevelerle birleştirilmesiyle daha sünek taşıyıcı sistemler elde edilir. (Perdeli Çerçeve Betonarme Taşıyıcı Sistemler) Sünek taşıyıcı sistemler, deprem etkisi altında daha fazla şekil değiştirirken kritik kesitlerinin sayısı da artar ve bu suretle elastik ötesi şekil değiştirmeler de büyür. Perdeler boşluklu da olsa, çerçeve ile de beraber bulunsa, konsol kolon şeklinde davrandıkları için kritik kesitleri mesnetleridir. Bu kesit mesnette bir bölge olarak ortaya çıkar ve kritik perde yüksekliği olarak adlandırılabilecek bu boy yaklaşık olarak perdenin plandaki uzunluğu ile iki katı arasında değişir. Kritik perde yüksekliği boyunca perdenin kalınlığı büyütülür ve uç bölgelerinin donatısı artınlır.

Perdelerin belirgin özelliği, konsola benzer davranış göstermesi ve temele en büyük değeri alan eğilme momentinin önemli bir şekilde işaret değiştirmeden yukarı doğru azalmasıdır. Buna karşılık kolonlarda moment kat içinde işaret değiştirebilir.TBDY’nde perdeler planda uzun kenarının kalınlığına oram en az 6 olan düşey taşıyıcı elemanlar olarak kabul edilir. Eğilme etkisindeki perdelerde kesit uçlarında büyük gerilmeler meydana gelir. Bu sebepten perde uç bölgeleri oluşturulur ve bu bölgeler, boyuna donatı ve enine donatı bakımından, kolon kesitine benzer düzenlenir. Perdelerin temele birleşen bölümü en çok zorlanan bölgesi olup, temel üstünden itibaren toplam perde yüksekliğinin belirli bölgesi Perde Kritik Yüksekliği olarak tanımlanır ve bu yükseklikte kesit ve donatı için daha kapsamlı şartlar sözkonusudur. Perdelerde yeterli bir sünek davranışın sağlanması için, perde gövdesinde yeteri derecede sık düşey ve yatay donatı öngörülür.

Kaynaklar: Dr. Zekai Celep-Deprem Yönetmeliği Taslağında Betonarme Yapılar Konusunda Muhtemel Değişiklikler, TBDY-2018 , TBDY 2018 Eğitim Elkitabı, Zekai Celep Ders Notları

Yapılarda normal ya da kısa kolon ayrımı, eleman net yüksekliğinin, kesit deriniliğe oranı ile yapılmaktadır. Kolon net yüksekliğinin, kolon derinliğinin 2 katından uzun olması gerekmektedir. Dolayısıyla kolon net yüksekliğinin, kolon derinliğinin iki katından az olduğu (h0/D≤2) kolonlara kısa kolon adı verilir.

Bina yapılarında projelendirme aşamasında veya sonradan oluşturulan kısa kolonlar yüksek rijitliğe ve düşük sünekliğe sahip olan yapı elemanlarıdır. Yüksek rijitliğe sahip olmalarından dolayı deprem esnasında büyük yatay kuvvetlere karşın küçük deplasmanlara maruz kalırlar. Bu durum kolonların kesme kırılmasıyla güç kaybederek göçmelerine neden olmaktadır. Deprem nedeniyle yapıda oluşan kat kesme kuvvetleri kolonlara yatay ötelenme rijitlikleri ile dağılır. Artan yatay kuvvetle birlikte kolonda kesme kuvveti artarken, kolonun etkili boyunun azalmasıyla beraber eğilme momenti de düşük bir değerde kalır. Kolonun etkili boyu ne kadar kısa ise deprem nedeniyle kolon rijitliği de kolonnun etkili boyu ile ters orantılı olarak artar.

Kolon etkili boyunun kısalmasıyla beraber kolonda oluşacak kesme kuvveti de kısa kolonun serbest boyu ile ters orantılı olarak artmaktadır. Başka bir ifadeyle kolon etkili boyu ne kadar azalırsa, kolona etki eden kat kesme kuvveti de buna bağlı olarak artmaktadır.

Kısa Kolon Neden Oluşur? Nasıl Oluşur?

Mevcut binaların büyük çoğunluğunda özellikle yetersiz kayma donatısı, bodrum ve zemin katlarda örülen yarım duvarlar, dolgu duvarlar arasında bırakılan boşluklar, pencere üstü hatıllar, endüstriyel sanayi türü yapıların dış çerçeve dolgu duvarlarında aydınlatma ve havalandırma amacıyla bırakılan bant pencereler, kapı boşlukları da kısa kolon oluşumunun ortaya çıkmasına neden olurlar.

Bu durumda rijitliği artan kolonlar kısa kolon davranışı gösterirler ve yapıda gevrek bir göçme şekli olan kesme kırılması meydana gelir.

• Eğimli arazilerde temellerin farklı seviyelerde yapılması
• yapıda asma kat bulunması,
• kat kirişlerinin süreksiz olması,
• merdiven sahanlıkları  yapıda kısa kolon oluşumuna neden olur.

Viyadüklerde arazinin engebeli olması nedeniyle kolon ayaklarının oturtulduğu temel seviyeleri genelde farklı olabilmektedir. Bu şekilde viyadüklerde kolon ayak temellerinin farklı seviyelerde yapılması, kolon boylarının birbirlerinden farklı uzunlukta olmalarına neden olmaktadırlar. Oluşan kısa kolon etkisi nedeniyle olası bir deprem durumunda; yatay deprem kuvvetleri kolonlara rijitlikleri ile orantılı olarak dağıtıldığından dolayı rijitliği artan kolonlar daha fazla yatay deprem kuvvetine maruz

Kısa Kolon Örnekleri

Kısa Kolon Davranışı

Kolonlarda diğer önemli bir deprem hasarı da, taşıyıcı olmayan rijit elemanlarla kolonun depremdeki şekil değiştirmesinin önlenmesi sebebiyle kısa kolon oluşması şeklinde ortaya çıkar. Rijit bölme duvarı kolonlardan birinin etkili boyunu kısaltırken, kolonun yanal yerdeğiştirme rijitliğini artırır. Depremden oluşan kat kesme kuvveti kolonlara yatay öteleme rijitlikleri ile dağıldığı için, yatay öteleme rijitliği artan kolon, öngörülenden daha fazla yatay kuvvet karşılamak durumunda kalır. Kısa kolonda kesme kuvveti artarken, etkili boyun kısalması sebebiyle eğilme momenti düşük değerde kalır. Böylece kesme kuvveti ile oluşan gevrek güç tükenmesi ortaya çıkabilir. Bu şekilde hiç beklenmeyen güç tükenmesi şekli, taşıyıcı sistemde önemli hasar oluşturabilir.

Özellikle ticari amaçla kullanılam mekanlarda bant pencere adı verilen kıse fakat geniş pencerelerin açılması, açılması, kirişlerdeki süreksizlik durumları ya da herhangi çeşit rijit elemanların kolon etkili boyunu küçültmesi, kolonların deprem sırasında kısa kolon davranışı göstermesine sebep olmaktadır.

Duvarların serbest yükseklikten daha kısa ve düşey taşıyıcı elemanlara sabit şekilde yapıldığında, kolonlar deprem
etkisiyle oluşan kuvvetler altında eğilememekte, yalnız serbest olan kısa yükseklik boyunca eğilmeye zorlanmaktadır. Bu durum da kolonların, bu kısa bölgelerinin çok yüksek kesme kuvvetlerine maruz kalmasına sebep olmaktadır.

Kısa Kolona Karşı Alınacak Önlem

Yapılarda kısa kolon oluşması mümkün olduğunca engellenmeli, bu durumun engellenemediği durumlarda de deprem sırasında meydana gelebilecek kesme kuvvetinin karşılanabileceği tedbirler alınmalıdır.

Burada alınacak tedbir, kısa kolon davranışının oluşmaması için kolonun serbest şekil değiştirmesinin sağlanması veya kısa kolon oluşumunun engellenmediği durumda, donatının pekleşmesi gözönünde tutularak arttırılan uç kesit eğilme momenti kapasiteleri ile hesaplanan kesme kuvveti esas alınarak tasarımının yapılmasıdır. Böylece, sünek olmayan kesme kuvveti güç tükenmesine sünek olan eğilme momenti güç tükenmesinden önce erişilmemesi sağlanmış olur. Burada etriyelerin sıklaştırılması, kısa kolon davranışı beklenen kolonun iki tarafının ezilebilir malzeme ile örülmesi gibi önlemler alınabilir. Ayrıca yapıya perde ilave edilmesi ya da rijitliğin artırılarak kolonların
deplasmanın azaltılması da bir diğer çözüm yöntemi olabilir.

Kaynaklar; TBDY-2018 , TBDY 2018 Eğitim Elkitabı, Zekai Celep Ders Notları,
BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ, İsmail Hakkı ÇAĞATAY
Mehmet ŞEKER-DÜŞÜK DAYANIMLI BETONA SAHİP BETONARME KISA KOLONLARIN KESME BASINÇ GÖÇMESİNİN İNCELENMESİ

İstenilen davranış ve performansın ortaya çıkarılması için, yapılara etkiyecek yükleri, taşıyıcı sistemlerin davranışlarını tanımak, bunları güvenlik, ekonomik ve estetik faktörler kapsamında değerlendirerek optimum özelliklerde yapı üretiminin sağlanması amaçlanır.

Taşıyıcı sistemde elemanların plan ve düşeyde olabildiğince sürekli olarak düzenlenmesi genel taşıyıcı sistem davranışını olumlu yönde etkiler. Kolon ve kirişlerin planda düzgün dağıtılması, sistemin belirli bölgelerinin aşırı zorlanmasını önler. Bütün kolon ve perdelerin temelden çatıya kadar sürekli olması tercih edilmeli ve elemanların birbirine dışmerkez mesnetlenmelerinden olabildiğince kaçınmalıdır. Kolon ve ona mesnetlenen kirişlerin eksenleri arasındaki dışmerkezlik de elden geldiği kadar önlenmeli ve bunların genişliklerinin birbirine yakın olmasına çalışılmalıdır. Böylece, özellikle betonarme elemanlarda, iyi bir donatı düzeni sağlanabilir.

Bunun yanmda, birleşim bölgelerine gösterilen özenle, meydana gelebilecek yerel hasarlar önlenmiş ve elemanlarının birbirine kuvvet iletimi sağlanmış olur. Taşıyıcı sistemde süreklilik ile elemanların birbirine yardım etmesi sağlanırken, elastik davranışın ötesindeki taşıma kapasitesi arttırılmış olur. Ayrıca, tasarım depreminin üzerindeki etkide ortaya çıkacak plastik mafsalların sayısı; dolayısıyla dinamik eneıjinin tüketilen kısmı da artırılmış olur. (Plastik Mafsal Nedir?) Bunun tersine, örneğin birleşimleri yeterli düzenlenmeyen yapılarda sistemdeki fazla bağların sayısının az olması durumunda, elastik davranışın sona ermesinden kısa bir süre sonra göçme yüküne erişilir.

Elemanların sürekliliği yanında, rijitliklerinin de ani değişiklikler göstermeden planda ve düşeyde devam etmesi tercih edilmelidir. Zemin katın rijitliği düşük tutularak (yumuşak zemin kat) yapının kuvvetli yer hareketinden az, etkilenmesinin sağlanması düşünülebilir. Burada amaç yapıyı, sismik yalıtımlı bir rijit blok gibi, kısa periyotlu zemin hareketinden korumaktır. Ancak, bunun gerçekleşmesi için kolon uçlarında, güç tükenmesine erişmeden enerji yutabilen, ideal plastik mafsallar yanında, büyük kat yerdeğiştirmesi talebinin karşılanması gerekir. Birinci şartın tam gerçekleşememesi ve ikinci şartta normal kuvvetten önemli ikinci mertebe etkiler ortaya çıkması sebebiyle, yumuşak (rijitliği göreli olarak düşük) zemin kat, tam tersine kaçınılması gereken bir durumdur. Gerçekte de, bu tür binaların depremlerde çok kötü davrandıkları, çoğu durumlarda toptan göçmenin meydana geldiği görülmüştür. Buna karşılık, temellerin üzerinde veya zemin kat kolonlarının üzerinde özel düzenlerle binaların yer hareketine karşı yalıtılması (düşük rijitlik sağlanarak yatay yerdeğiştirmeye izin verilmesi) yaygın ve başarı ile kullanılan bir uygulamadır.

Yapı elemanlarının rijitliğini uygun seçerek; titreşim periyodunu belirli aralığa getirerek deprem etkilerini küçültmek mümkündür. Örneğin, uzun zemin periyotlarının etkili olduğu bölgede, kısa periyottu rijit, az katlı yapılar uygun düşer. Genellikle, bu tür bölgelerde derin tabakalar halinde yumuşak zemin bulunur ve yer hareketinin yüksek frekanslı bölümünü filtre ederek söndürür, geriye düşük frekanslı uzun periyodu kısım kalır. Bunun karşıtı olan, kayalık sert zemin bölgelerinde yer hareketinin yüksek frekanslı kısmı etkin olur. Buralarda yüksek periyotlu, çok katlı yapılar uygun düşer. Alışılagelen yapılarda diğer başka isteklerin bulunmasından dolayı, yukarıdaki şartlar çoğu zaman sağlanamaz. Ancak, temele yerleştirilen yer hareketi yalıtım düzenlerinin kullanılmasıyla, yapının dinamik davranışı değiştirilerek, deprem kuvveti azaltılabilir. (Rezonans Nedir? Yapıları Nasıl Etkiler?)

Yapının rijitliğini arttırarak, depremde meydana gelecek şekil ve yerdeğiştirmeler sınırlandırılabilir. Bu suretle, taşıyıcı sistem elemanları ile ona bağlı bulunan taşıyıcı olmayan elemanlarda oluşabilecek hasar azaltılabilir. Bunun gibi, yapının içindeki alet ve donamının fonksiyonunu devam ettirebilmesi için, göreli olarak yerdeğiştirmelerin sınırlı kaldığı yapı tercih edebilir. Ancak, bu durumda da spektrum eğrisinin özelliğinden dolayı, kuvvetinin artacağı bilinmelidir. Rijitliği düşük yapılarda, diğer bir istenmeyen durum, yatay yerdeğiştirmelerin büyümesiyle, normal kuvvetin ikinci mertebe etkisinin artmasıdır. Burada sözü edilen elastik ve rijit kavramları göreli olarak alınmalıdır. Donatısı iyi düzenlenmiş kiriş ve kolonların meydana getirdiği çerçevelerden oluşan betonarme taşıyıcı sistem, düşük kat adedinde yeterli yatay rijitlik sergilerken, kat adedinin artmasıyla yatay öteleme rijitliği azalır.

Orta şiddette bir depremde bile, bu tür çerçevelerde katlar arası büyük yerdeğiştirmeler meydana gelebilir ve bölme duvarlarda geniş x çatlakları oluşur. Buna karşılık, bölme duvarlannın bulunması, çerçeveye ek bir rijitlik kazandırarak yapının periyodunu küçültür ve yapıdaki kuvvet dağılımında etkili olur. Bölme duvarlannda meydana gelen hasarlar deprem enerjisini bir ölçüde söndürür. Yukarda açıklanan çerçeve sisteminin rijitliğini arttırmak için günümüzde betonarme perdeler kullanılmakta ve böylece, katlar arası yerdeğiştirmeler küçültülmekte ve normal kuvvetin ikinci mertebe momenti de azaltılmaktadır.

Binanın konsol kolon davranışı sebebiyle, deprem etkileri genellikle zemin kat seviyesinde en büyüktür. Benzer şekilde sabit ve hareketli düşey yük artarak, alt katta en büyük değerini alır. Bunun sonucu olarak bu kattaki elemanların dayanımlarının daha yüksek olması gerekir. Ancak, kullanım şekli ve bazı mimari sebeplerden zemin katta hacimlerin geniş, taşıyıcı elemanların narin ve bölme duvarlarının az olması istenir. Böyle bir durumda uygun bir yaklaşımla gerekli olan ile talebin dengelenmesi gerekir. Kolon ve perdelerin rijitlik ve dayanımları alt katlara inildikçe artarken, kirişler esas olarak düşey yüklerden etkilenir ve rijitlik ve dayanımları katlar arasında daha az değişiklik gösterir. Bu sebepten alt katlarda kirişe göre kuvvetli kolon oluşturmak göreli olarak daha kolay ve üst katlarda daha zor olabilir.

Yatay kuvvetler altında yapıdaki yerdeğiştirmelerin hesabı yatay rijitliğin belirlenmesine bağlıdır. Brüt eleman kesitlerinden ve betonun başlangıç elastiklik modülünden hareket edildiğinde, bulunacak rijitlik yatay yükün çok düşük seviyesi için geçerli olur. Tasarım depremi etkisinde betonun çatlamasından dolayı rijitlik azalmasının gözönüne alınması uygundur. Yatay kuvvetin büyümesiyle donatıda akma, donatı ve betonda doğrusal olmayan davranışın etkili duruma geçmesi, rijitliği daha da azaltır. Bu durum, rijitlik azalmasının gözönüne alman deprem etkisinin seviyesine bağlı olduğunu gösterir.

Binada taşıyıcı olmayan elemanlar, dayanımlarına bağlı olmaksızın taşıyıcı olanlara göre daha az elastiktir ve gevrek bir davranış gösterir. Kısa olan elastik davranıştan sonra hemen çatlar veya güç tükenmesine erişebilir. Katlar arası göreli yerdeğiştirmenin kat yüksekliğine oranı, bu elemanlarda oluşan bir kayma şekil değiştirmesi gibi kabul edilebilir ve bu elemanların zorlanma seviyesini gösteren bir ölçüttür. Rijitliğin arttırılması ile katların birbirine göre olan göreli yatay ötelenmesini ve özellikle taşıyıcı olmayan elemanlarda meydana gelebilecek hasarı sınırlandırmak mümkündür. Bunun yanmda, özellikle yüksek yapılarda deprem sırasında düşey yüklerin ikinci mertebe etkilerini sınırlı tutmak için, yerdeğiştirmelerin sınırlandırılması amacıyla rijitliğin arttırılması gerekli olur.

Öngörülen bir deprem etkisine karşı taşıyıcı sistemin gerekli dayanıma sahip olması tasarımın esasını teşkil eder. Betonarme bir kesitte dayanımın sağlanması sadece kesitte gerekli donatının bulunması olarak kabul edilmemelidir. Donatınm gerekli kenetlenme boyunun sağlanması ve betonun yerleştirilmesini zorlaştırılacak donatı düzenlerinden kaçınılması da, dayanımın oluşması için gereklidir. Aynca, konstrüktif kurallara uyulması da öngörülen dayanımın oluşması için önemlidir.

TBDY’de betonarme taşıyıcı sistemler süneklik düzeyine göre yüksek, sınırlı ve karma olmak üzere üç bölüme ayrılır. (Süneklik Nedir?) Süneklik düzeyi yüksek sistemlerin sünekliği, kapasite tasarımı ilkelerinin ayrıntılı uygulanmasıyla ve ek konstrüktif tedbirlerle artırılır. Kapasite artımı ve deprem talebinin azalması sebebiyle, taşıyıcı sistem çözümünde göreli büyük bir Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı, dolayısıyla büyük bir Deprem Yükü Azaltma Katsayısı ile gözönüne alınarak tasarım yapılır. Buna karşılık süneklik düzeyi sınırlı olan sistemlerde, kapasite tasarımı ve konstrüktif kurallar sınırlı uygulanırken, taşıyıcı sistemin sünekliği daha düşük oranda artınlır. Bu sebepten de göreli olarak daha düşük bir Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı dolayısıyla Deprem Yükü Azaltma Katsayısı kullanılır.

Süneklik Düzeyi Yüksek Sistemler; kolon ve kirişlerden oluşan çerçeve türü taşıyıcı sistemler, boşluksuz veya boşluklu (bağ kirişli) perdelerden oluşan taşıyıcı sistemler ve bu ikii tür sistemin birleşiminden oluşan perdeli-çerçeveli taşıyıcı sistemlerdir. Buna karşılık Süneklik Düzeyi Sınırlı Sistemler ise, kolon ve kirişlerden oluşan çerçeve türü taşıyıcı sistemler, boşluksuz perdelerden oluşan taşıyıcı sistemler ve bu iki tür sistemin birleşiminden oluşan perdeli-çerçeveli taşıyıcı sistemlerdir. Üçüncü tür sistemler de, süneklik düzeyi sınırlı çerçeve türü sistemlerle, süneklik düzeyi yüksek perdelerin birlikte bulunduğu Süneklik Düzeyi Karma Taşıyıcı Sistemler’dir.

Binaların taşıyıcı sistemlerinin depreme göre tasarımında amacıyla çeşitli kabuller yapılır. (Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı Genel İlkeler) Bir yandan deprem etkisinin karmaşık olması ve diğer yandan taşıyıcı sistemin çözümü için gerekli olan basitleştirmeler, bu kabulleri zorunlu kılar. Bu kuralların bir kısmı ise, daha önce meydana gelen depremlerin, yapılarda meydana getirdiği etkilerin incelenmesinde görülen eksiklikleri gidermek için ortaya çıkmıştır. Bazı durumlarda da, ilgili etkilerin hesaplanmasının karmaşık olması, konstrüktif tedbirlerin alınmasını zorunlu kılmıştır.

Kaynaklar; TBDY-2018 , TBDY 2018 Eğitim Elkitabı, Zekai Celep Ders Notları

Deprem tehlikesinin yapılara etkilerinin belirlenmesinde bu önemli değerlerin elde edilmesi, deprem tehlikesinin belirlenme yollarının açıklanmasını gerektirmiştir.

Deprem tehlikesi kavramı TBDY-2018 Eğitim El Kitabında şu şekilde belirtilmiştir;

Modern deprem yönetmeliklerinde deprem yer hareketi ülke genelinde Deprem Tehlike Haritaları ile tanımlanır. Kesin olarak belirlenemeyen deprem tehlikesi bu haritalarda olasılıksal (probabilistik) bir olgu olarak gözönüne alınır ve herhangi bir yerde veya coğrafi bölgede, gözönüne alınan belirli bir zaman diliminde, depremi tanımlayan herhangi bir tipik yer hareketi parametresinin (örneğin en büyük yer ivmesi veya herhangi bir periyoda karşı gelen spektral ivme) belirli bir büyüklüğe ulaşması veya onu aşması olasılığı olarak tanımlanır.

Olasılıksal (probabilistik) deprem tehlikesi analizinde esas alınan temel veriler şunlardır:

1. Gözönüne alınan yeri veya coğrafi bölgeyi etkileyen tüm deprem kaynakları (bölgenin tektonik yapısı, bölgeyi etkileyebilecek aktif faylar ve fay mekanizmaları: Diri Fay Haritaları,
2. Deprem oluşum özellikleri (bölgenin depremselliği, geçmiş depremlerin büyüklükler ve sıklıkları; Deprem Katalogları,
3. Gözönüne alınan tipik yer hareketi parametresini deprem büyüklüğüne ve faya olan mesafeye bağlı olarak hesaplamak üzere geliştirilen azalım ilişkileri: Yer Hareketi Tahmin Denklemleri,

Bu veriler bir istatistiksel olasılık modeli çerçevesinde işlenerek, gözönüne alınan yerde veya coğrafi bölgede belirti bir zaman dilimi içinde gözönüne alınan tipik yer hareketi parametresinin belirli bir büyüklüğe ulaşma veya onu aşma olasılığı hesaplanır.

TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ (TBDY-2018) Deprem Yer Hareketi Düzeyleri ve Spektrumları

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) taşıyıcı sistemleri üretim biçimleri, kullanılan malzemeler ve süneklik düzeylerine bağlı olarak sınıflandırmış ve tablo halinde her bir taşıyıcı sistem için ayrı ayrı Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı R, Dayanım Fazlalığı Katsayısı D, İzin Verilen Bina Yükseklik Sınıfları BYS ‘nı vermiştir. Proje yapan tüm inşaat mühendislerin uzunca bir süre gözönünde bulunduracağı, hatta bilgisayar ekranlarının arkasına asacağı bu meşhur R, D ve BYS Tablosu (Tablo 4.1) aşağıdadır.

Sayfanın en alt kısmından tablonun PDF haline ulaşabilirsiniz.

TBDY R, D ve BYS Tablosu (Tablo 4.1)’nun PDF formatına buradan ulaşabilirsiniz

Türkiye Deprem Yönetmeliği 4.3.2.4 ile taşıyıcı sistem davranış katsayısı R’nin 4/5 ile yani 0.8 ile çarpılarak küçültüldüğü bir durum tanımlanmıştır.

İlgili madde;

4.3.2.4 – DTS = 1, 1a, 2, 2a olan betonarme perdeli ve/veya çelik çaprazlı çerçeveli binalarda, herhangi bir doğrultuda aşağıda (a) ve (b)’de tanımlanan iki koşuldan birinin sağlanamaması durumunda, o doğrultuda Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı R yerine (4/5)R gözönüne alınacaktır. Dayanım Fazlalığı Katsayısı D’de herhangi bir değişiklik yapılmayacaktır. 4.5.4.5’de verilen koşulu sağlayan bağ kirişli perde sistemi, tek bir perde olarak olarak gözönüne alınacaktır.
(a) Taşıyıcı sistemde tek bir perdenin veya çelik çaprazlı çerçevenin aldığı taban devrilme momenti MDEV , o doğrultuda binanın tümü için deprem yüklerinden meydana gelen toplam taban devrilme momenti Mo ’ın 1/3’ünden fazla olmayacaktır.
(b) Binanın her bir kenar aksında yer alan perde/perdelerin veya çelik çaprazlı çerçeve/çerçevelerin aldığı taban devrilme momenti MDEV veya MDEV ’lerin toplamı, o doğrultuda binanın tümü için deprem yüklerinden meydana gelen toplam taban devrilme momenti Mo ’ın 1/6’sından az olmayacaktır.

Türkiye Deprem Yönetmeliği TBDY-2018 Eğitim El Kitabında da ilgili madde;

TBDY-2018’de deprem etkisinin perdeler tarafından karşılandığı taşıyıcı sistemlerin yeterli fazla-bağlılık hiperstatiklik özelliğine sahip olması için deprem etkisinin büyük olduğu DTS=1, 1a, 2, 2a durumlarında aşağıdaki 2 koşulun da sağlanması istenmekte, aksi durumda Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısının R yerinr (4/5)R olarak alınacağı belirtilmektedir.

Ardından yukarıdaki a ve b maddeleri verilmiş ve b maddesinin devamına “Bu koşulun taşıyıcı sistemde burulma rijitliği ve dayanımını artırma amacı ile konulduğu açıktır.” ibaresi eklenmiştir.

Yönetmeliğin birçok bölümünde olduğu gibi burada da ifade edilmek istenen konular açık bir dille ifade edil(e)memiş ve (satılan eğitim el kitabı ve sunumlara rağmen) mühendislerin kafasında birçok soru işareti bırakmıştır. Belki de TBDY’nin en başarısız olduğu konuların başında bu açıklama yetersizlikleri gelmektedir.

İlgili maddeye gelirsek;

Bu madde ile ilgili mühendislerin kafasını karıştıran kısım yönetmelikteki;

• “betonarme perdeli ve/veya çelik çaprazlı çerçeveli binalarda” kısmı ve eğitim kitabındaki
  
• “deprem etkisinin perdeler tarafından karşılandığı taşıyıcı sistemlerin“

kısmıdır. Burada diğer şartlar sağlandığında (DTS 1, 1a, 2, 2a’nin sağlanması ve a ya da b maddesinin ise sağlanmaması) R’nin 4/5 ile çarpılacağı taşıyıcı sistemin “tamamen perdelerden oluşan” sistemler mi “çerçeve + perdeden oluşan” sistem mi olacağı, kargaşası yaşanmaktadır.

İlgili paket programlara göre ve paket programı hazırlayan kişilere sorduğumuzda (Dr. İnş. Müh. Reza TORKAN Sta4CAD); burada anlatılan durum sistemde perdelerin deprem kuvveti alması durumudur, tüm sistemin perdelerden oluşması değil. Yani R’nin 0,8 ile çarpılması için tüm sistemin perdelerden oluşmasına gerek yoktur.

            Bu konuda yönetmeliği hazırlayan hocalar başta olmak üzere birçok hocaya mail atıp görüşlerini sorduk. Dönüş yapan ilgili hocaların yanıtları aşağıdadır.

Bu zamana kadar TBDY-2018 komisyonundan 2 hoca ve İTU’de Yapı Anabilim Dalından 1 hoca maillerimize dönüş yaptı. Görüş ayrılıklarının olması nedeniyle hoş olmayan bir durum yaratmamak adına hocaların isimlerini vermenin yanlış olacağını düşünüyoruz. Bu konuda ortak bir karar alınıp gerekli bir düzenleme ya da açıklama muhakkak yapılacaktır. Maillere verilen cevaplar şu şekilde;

1-Deprem perdesi olan her taşıyıcı sisteme uygulanmalıdır. Çünkü a ve b koşulları perde varsa kontrol edilebilir.

2-Sorunuza maalesef yönetmeliğin hazırlanması sırasındaki bu konu ile ilgili görüşmeleri hatırlayarak cevap veremiyorum. Gelen sorular üzerine oluştırduğum şahsi görüşümü ancak bildirebiliyorum. Bana göre bu durum (perdelerin daha çok önem kazandığı) çerçevesi bulunmayan sistemlerde uygulanacak diye anlıyorum.

3-İlgili koşulun perdeli çerçeveli sistemlere uygulanacağını düşünüyorum.

İlgili a ve b maddelerine baktığımızda, (a) maddesinde (aslında b maddesinde de), (eğitim el kitabında da belirtildiği gibi), yeterli fazla bağlılık özelliği beklenmektedir. Yani devrilme momentlerinin toplamının (ilgili yönde) 1/3’ünden fazlasını “tek bir perdenin üstlenmesini” cezalandırmaktadır. (b) maddesinde de burulma rijitliği, dayanımın sağlanması amacıyla bir akstaki perdenin ya da perdelerin ilgili yöndeki devrilme momentlerinin toplamının en az 1/6’sını karşılaması teşvik edilmiş, aksi yön cezalandırılmıştır.

Mühendislerin güvenli tasarım kadar ekonomik tasarım görevinin de olduğu herkesin bildiği bir durumdur. TBDY gibi ağır bir yönetmeliğe birden geçiş, eski yönetmeliğe göre ekonomiklikten uzaklaşma ve yüklenicilerden tepki alma endişesi doğurmaktadır. Bu durum da anlatım dili yeterince açık olmayan hatta bariz zor olan yönetmelikte mühendislerin yana yakıla ekonomik çözüm arama, “bug” bulma çabası doğurmasına neden olmaktadır. Zaten Yönetmelik koşullarının ağrılığı konusunda birçok mühendis ve akademisyenin hemfikir olduğu ve Bakanlığa bu durum ile ilgili başvurularda bulunduklarını biliyoruz. Bu sebeple güncellemelerin geleceğini, hatta yukarıdaki veya diğer maddelerdeki anlaşılmayan durumlar hakkında bilgilendirmelerin yapılacağına inanıyoruz. Bu doğrultuda biz de hem öğrenmiş hem de gerekçeleriyle yazılarımızı güncellemiş oluruz.

Norm ve Standart ile bunlara eşdeğer Deprem Yönetmelikleri her deprem ülkesinde daima mevcuttur ve kanun hükümleri derecesinde geçerlilikleri vardır. Bu yönetmeliklerin getirdiği hükümlere yayınlandıkları ülkelerde sınırsız şekilde uyulması mecburiyeti getirilmiştir.

Neden Deprem Yönetmelikleri Hazırlanır?

Gerek statik hesaplan yapan mühendis veya dinamik olarak yapıların durumlarını incelemekle görevli mühendisin, proje gereği bazı kabuller yaparken, kendi kendisine ve bilgi seviyesine göre karar vermesi beklenemez. Hesap mühendisinin kanun niteliği taşıyan bu yönetmeliklerle, Norm ve Standartlara ters düşecek karar vermesi de doğru olmaz.

Öğrenim sırasında kazanılmış bilgiler, hiç bir zaman pratik çalışma hayatında ve proje uygulamasında yeterli olamaz. Mühendisin işini ve çalışmasını kolaylaştıran ve ona yön veren işte bu kanun niteliğindeki Norm, Standart ve bunlara eşdeğer Yönetmeliklerdir.

Uygulama gereği, şantiyede ve inşaat yerinde, her türlü sonradan alınacak kararlar, Norm ve Standartların koyduğu hükümlerine yapılacak ilave uygulamalar sorumlu kontrol müessesesi ve proje mühendisi tarafından müştereken alınmalıdır. Sonuçta daima bir protokol hazırlanmalı ve proje evrakı arasında saklanmalıdır.

Bir diğer önemli husus ise, bu şekilde davranmakla, inşaat ile ilgili hukuk anlaşmazlıklarının çabuk çözülmesine yardımcı olunur. Böylelikle toplumun hem can hem de mal güvenliğinin otomatikman sağlanmış olur. Bu şekilde davranış bir anlamda milli servetin korunması anlamı da taşır.

Yönetmeliklerin Önemi

Deprem Yönetmeliklerinin önemini şöyle sıralamak mümkündür:

1. Çeşitli ülkelerde, geçerliliği aynı olan ve fakat ifade şekli çeşitli olan bu yönetmelikler, Norm ve Standartlar uluslar arası faaliyetlerde mühendislerin karşılıklı anlaşmalarını kolaylaştırır. Yapılan hesapların da karşılıklı olarak kontrol edilmesini sağlar. Aynı zaman da statik ve dinamik hesap sonuçlarının birbiri ile tartışılmasını kolaylaştırır. Bu normlar mühendislerin ortak lisanıdır.

2. Yönetmelikler içinde yer almış hükümler, teorik teknik bilgilerin pratikte denenmek suretiyle doğruluğu tespit edilmiş hesap ve yapı kurallarıdır. Bundan başka deprem sonrası meydana gelmiş olan hasarlardan zarar ve ziyanlardan ders alınarak hazırlanmışlardır.

3. Norm, Standart ve Yönetmeliklerin ön gördüğü malzeme emniyet katsayıları Malzeme Laboratuvar deneyimleri ile tespit edilmişlerdir. Kesinlikle güvenilir.

4. Statik ve Dinamik Analiz yapan mühendisin, karar verme aşamasında sistem ve malzeme seçiminde zamandan istifade etmesine da sebep olur. Norm hükümleri teknik ve bilimsel kitaplarda bulunmayan pratik bilgilerdir.

5. Norm ve Standart hükümlerinin her ilgili ülkede aşağı yukarı aynı olması modern bilgisayar yazılımların ve programlarının her ülkede geçerli olmasını sağlar.

6. İnşaat ile ilgili hukuk anlaşmazlıklarında mahkemeleri ve hakimleri bağlıyan hükümleri içerirler. Davalara bakan merciler bilirkişi raporlarına ancak, bu yönetmeliklerin içindeki kanun niteliği taşıyan bu hükümlerle karşılaştırmak suretiyle karar verebilirler.

TDY 2007 ile TBDY 2018 Arasındaki Farklar

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği

TDY 2007’de eşdeğer deprem yükü yani taban kesme kuvveti Vt;

Vt=WA(T1)/Ra(T1) ≥0.10 Ao I W ve A(T)=A0 I S(T) şeklindeydi.

TBDY 2018’de ise bu formül;

Vt=mt SaR(Tp) ≥0.04 mt I Sds g ve  SaR(T)=Sae(T)/Ra(T)

şeklinde güncellendi.

Sadece bu formülden ortaya çıkacak farklılığı anlamak ve kıyaslama yapabilmek açısından mümkün olduğu kadar değerleri aynı almaya çalışarak bir karşılaştırma yapmaya çalışalım.

Öncelikle bina ağırlıklarını aynı ve 1 alıp yani silip denklemleri alt alta bir yazalım;

TDY 2007               A0 I S(T1) / Ra (T1)

TBDY 2018            Sae(T1) / Ra(T1)

Malum olduğu üzere burada S(T1) ve Sae(T1) parametreleri için birtakım kabuller yapmamız gerekiyor.

Spektrumu çizebilmemiz için sabit bir nokta alalım; noktamız İstanbul, Beyoğlu’ndaki Galata Kulesi (41.0256, 28.9741) olsun. Ayrıca zemin grubumuz ZB olsun. Bir  de elimizde bir bina ve bu binanın hakim titreşim periyodu olması gerekiyor.

Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulamasından ilgili verileri alalım;

Galata kulesi 67 metre imiş (bu da bir genel kültür olsun). Bunun yaklaşık 3’te 1’i kadar yükseklikte 7 katlı 21 m bir yapı düşünelim.

1. Doğal titreşim periyodunu; Tp= Ct Hn^3/4 ampirik formülüyle bulursak;

Tp=0.07 21^3/4= 0,68 sn buluruz. Yaklaşık zaten 0,1 N’e de tekabül ediyor.

Bu değer Ta ve Tb dışında uzun periyoda ve TL 6sn’den kısa olarak denk geldi. Dolayısıyla bizim Sae(T1) formülümüz;

Sae(T1)=SD1/T = 0,203/0,68= 0,30

Sae(T1)=0,30

TDY 2007’ye göre  S(T1) değerini aynı şartlarda bulalım;

Z2 Zemin grubuna karşılık Ta=0.15, Tb=0,40 olarak karşımıza çıkar ve bizim 0,68 sn periyodumuz yine Tb ötesinde kalır, dolayısıyla;

S(T1)=2.5(Tb/T)^0,8 = 2.5 (0,4/0,68)^0,8=1,6

S(T1)=1,6

Eşdeğer Deprem Yükü formüllerinde yerlerine koyup devam edelim;

TDY 2007               A0 I S(T1) / Ra (T1)

A0 I 1,6 / Ra (T1)

TBDY 2018            Sae(T1) / Ra(T1)

0,3 / Ra(T1)

Ra(T1)’leri R’ye bağlı olarak belirtip bırakalım;

TDY 2007  Ta<T olduğu için Ra(T)= R

TBDY 2018 T>Tb olduğu için R/I

Bu durumda;

TDY 2007     A0 I 1,6 / R

1. derece deprem bölgesi A0=0,4

0,64 I /R

TBDY 2018  0,3 I  / R

Yapı türümüz ve taşıyıcı sistemimiz aynı olduğundan I/R’leri de silelim.

Sonuçları birim cinsinden sadece büyüklük olarak değerlendirirsek;

Galata Kulesi konumunda ZB Z2 zeminlerinde ve 21 m yükseklikteki bir binanın eşdeğer deprem yükleri;

TDY 2007 için 0,64 birim

TBDY 2018 için 0,30 birim

Şimdi üşenmeyelim T1<Ta ve Ta<T1<Tb bölgeleri için aynı birim hesabımızı yapalım,

Ta<T1<Tb için kısmen daha kısa ve periyodu daha küçük bir yapı düşünelim, Periyodumuz T1= 0,23 sn olsun (iki yönetmelikte de Ta ve Tb arasında kalan bir değer) Burada yapımız artık değişti. (7 katlı 21 değil)

TBDY 2018            Sae(T1) / Ra(T1)

Bu bölgede  Sae(T1)=Sds olduğundan Sae(T1)=0,821 dolayısıyla;

Vt= 0,821/ Ra(T1)

Ra(T1)<Tb olduğundan burada işler karışıyor ve devreye Dayanım Fazlalığı Katsayısı giriyor;

Ra(T)= D+(R/I-D)T/Tb bu dayanım fazlalığı katsayısı TDY2007’de burada sabit ve 1.5 idi, fakat TBDY’de 2’den düşük bir değer bulunmamakla beraber, perdeli durumda D=2,5 perdesiz durumda D=3 iki durum için de bir sonuç bulalım;

Perdeli; Ra(T)=2,5+(R/I-2,5)0,23/0,25

Perdesiz; Ra(T)=3+(R/I-3)0,23/0,25

Burada R ve I parametrelerine gerçekçi değerler verelim.

Yapı konut diyip I=1, Perdeli R=7, Perdesiz R=8 diyip düzenleyelim;

(Not: Perdeli ve perdesiz sistemlerde aynı periyot almak saçma olacağından perdeli ve perdesiz sistemlerin arasında bir karşılaştırma yapmamak gerekir)

Perdeli; Ra(T)=6,64

Perdesiz; Ra(T)= 7,60

Perdeli Vt=0,821/ 6,64 =0,1236 birim

Perdesiz Vt=0,108 birim

TDY 2007               A0 I S(T1) / Ra (T1)

Bu bölgede S(T1)=2.5 olduğundan;

Vt= A0 I 2,5 / Ra (T1)

Ra (T1) bu bölgede (Ta<T) = R

Dolayısıyla; Vt= A0 I 2,5 / R

1. derece deprem bölgesi A0=0,4

I=1

Vt= 1/ R

Perdeli R=7 Perdesiz R=8

Perdeli Vt=0,143

Perdesiz Vt=0,125

T1<Ta için  daha da kısa ve periyodu daha da küçük bir yapı düşünelim, Periyodumuz T1= 0,04 sn olsun (iki yönetmelikte de Ta altında kalan bir değer)

TBDY 2018           Vt=Sae(T1) / Ra(T1)

Bu bölgede  Sae(T1)=(0,4+0,6T/Ta)Sds =(0,4+0,6×0,04/ 0,05)0,821=0,72

Ra(T1) ise

Perdeli; Ra(T)=2,5+(R/I-2,5)0,04/0,25      R=7  I=1 için Ra(T)=3,22

Perdesiz; Ra(T)=3+(R/I-3)0,04/0,25           R=8  I=1 için Ra(T)=3,8

Perdeli; Vt=0,72/3,22=0,223 birim

Perdesiz; Vt=0,72/3,8=0,189 birim

TDY 2007              Vt= A0 I S(T1) / Ra (T1)

S(T1)=1+1.5T/Ta= 1+1.5×0.04/0,15=1,4

A0=0,4   ve I=1

Vt=0,56/Ra (T1)

Ra (T1)= 1.5 + (R-1.5) T/Ta

Perdeli Ra(T1)= 1.5+ (7-1.5)0.04/0.15= 2,96

Perdesiz Ra(T1)=1.5+ (8-1.5)0.04/0.15= 3,23

Perdeli Vt= 0,56/2,96=0,189 birim

Perdesiz Vt= 0,56/3,23=0,173 birim

Sonuç Olarak

Yapılar farklı ve periyotları farklı olduğu için kıyaslamayı birbirleriyle değil, yapı periyodunun bulunduğu bölge açısından karşılaştıralım.

Yapılan Kabuller

• Bina toplam ağırlığı =1 birim
• Zemin ZB ve Z2
• 1. Derece deprem bölgesi A0=0,4
• I=1
• Perdeli R=7 D=2,5
• Perdesiz R=8 D=3

T>Tb Bölgesinde

TDY 2007 için Vt=0,64 birim

TBDY 2018 için Vt=0,30 birim

Ta<T1<Tb Bölgesinde

TDY 2007 için

Perdeli Vt=0,143 birim

Perdesiz Vt=0,125 birim

TBDY 2018 için

Perdeli Vt=0,1236 birim

Perdesiz Vt=0,108 birim

T<Ta Bölgesinde

TDY 2007 için

Perdeli Vt=0,189 birim

Perdesiz Vt=0,173 birim

TBDY 2018 için

Perdeli; Vt=0,223 birim

Perdesiz; Vt=0,189 birim

Buradan çıkan sonuç ise, TBDY 2018 ile “sadece eşdeğer deprem yükü açısından” ve “yukarıdaki koşullarda” yapı periyodu Ta’dan büyük olduğunda deprem yükünün TDY 2007’ye oranla küçüldüğü, Ta’dan küçük olduğu durumda ise deprem yükünün TDY 2007’ye oranla büyüdüğüdür.

Ayrıca bu konuda yapılan bir çalışmaya* ait sonuçlar aşağıdaki şekildedir;

*2018 TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ VE TÜRKİYE DEPREM TEHLİKE HARİTASI İLE İLGİLİ İÇ ANADOLU BÖLGESİ BAZINDA BİR DEĞERLENDİRME-Murat ÖZTÜRK-Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Konya Türkiye

TBDY-2018’de Tasarım Gözetimi ve Kontrolü Zorunlu Tutulan Konular

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinin;

(a) Bölüm 2 kapsamında 2.4.1’de belirtilen “Sahaya Özel Deprem Tehlikesi Analizleri”
(b) Bölüm 2 kapsamında 2.5’e göre “Zaman Tanım Alanında Deprem Yer Hareketlerinin Tanımlanması”
(c) Bölüm 2 ve Bölüm 16 kapsamında 2.4.2 ve 16.5’e göre “Sahaya Özel Zemin Davranışı Analizleri”
(d) Bölüm 5 kapsamında 5.6.6’ya göre “Çok Modlu İtme Yöntemleri” ve 5.7’ye göre “Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi İle Deprem Hesabı”
(e) Bölüm 13’e göre “Yüksek Bina Taşıyıcı Sistemlerinin Deprem Hesabı ve Tasarımı”
(f) Bölüm 14’e göre “Yalıtımlı Bina Taşıyıcı Sistemlerinin Deprem Hesabı ve Tasarımı”
(g) Bölüm 16 kapsamında 16.10’a göre “Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Yapı-Kazık-Zemin Etkileşimi Hesapları”

Tasarım Gözetmenliği Belgesi Uzmanlık Alanları

Not: TGUA-4 alanında uzman olanlar TGUA-3 alanında da uzman sayılırlar.

TGUA-4 ve TGUA-5 uzmanlık alanlarında tasarım gözetmenlerinin aynı anda hizmet verebilecekleri iş sayısı beşi, toplam inşaat alanı 360.000 m2’yi geçemez. Tek bir iş üstlenilmesi halinde üst sınır uygulanmaz.

11 Ocak 2019 tarihli 30652 sayılı Resmi Gazete’de “Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Kapsamında Yapılacak Tasarım Gözetimi ve Kontrolü Hizmetlerine Dair Tebliğ” yayımlanmıştır. Buna göre;

• Esaslar kapsamında tasarım gözetimi ve kontrolü hizmeti; Bakanlıktan aldığı tasarım gözetmenliği belgesi ile çalışan ve münhasıran akademik eğitim, proje tasarımı veya proje danışmanlığı işi ile uğraşan inşaat mühendislerince gerçekleştirilir.
• Esaslarda belirtilen işlerde yapı sahibi tarafından tasarım gözetmenlerinden tasarım gözetimi ve kontrolü hizmeti alınması ve ilgili gözetmen raporlarının ve tutanakların bir nüshasının yapı ruhsatı başvurusunda statik projelerle birlikte İdaresine verilmesi zorunludur.
• Statik proje müellifleri, tasarımını üstlendikleri projelerde Esaslar kapsamında tasarım gözetimi ve kontrolü hizmeti alınmadan proje işini sürdüremezler. Yapı ruhsatı başvurusu sırasında veya herhangi bir şekilde aksine davrandığı tespit edilenler, haklarında 27/1/1954 tarihli ve 6235 sayılı Türk Mühendis ve Mimar Odaları Birliği Kanununun ilgili maddeleri uyarınca işlem yapılmak üzere İdaresince İnşaat Mühendisleri Odasına bildirilir.
• Tasarım gözetmenleri, projelerin kanun, Cumhurbaşkanlığı kararnamesi, yönetmelik, standart, fen, sanat ve sağlık kurallarına aykırı, eksik, hatalı ve kusurlu yapılmış olması nedeniyle Esaslarda tanımlanmış tasarım performans seviyeleri için kabul edilen hasarların ötesinde ortaya çıkan yapı hasarından dolayı yapı sahibi ve ilgili idareye karşı, yürüttüğü hizmet dâhilinde kusuru oranında sorumludur. Ancak tasarım gözetmeni, yazılı ihtarına rağmen yapı sahibi ve/veya proje müellifi tarafından uyulmayan konulardan dolayı sorumlu değildir.
• Tasarım gözetimi ve denetimi süreçlerinde yapılan iş ve işlemler yapı denetim uygulamalarına engel teşkil etmez.
• Kamu kurum ve kuruluşlarınca bu Tebliğ kapsamında yapılacak uygulamalarda hizmetin temini, sözleşme yapılması, hizmet bedeli gibi konularda kamu ihale mevzuatı hükümleri saklıdır.

 Tasarım Gözetmeni ve Kontrolü Kimler Olabilir?

(1) Tasarım gözetimi ve kontrolü faaliyetinde bulunacak gerçek kişilerde aşağıdaki şartlar aranır:

a) 26/9/2004 tarihli ve 5237 sayılı Türk Ceza Kanununun 53 üncü maddesinde belirtilen süreler geçmiş olsa bile; kasten işlenen bir suçtan dolayı bir yıldan fazla süreyle hapis cezasına ya da affa uğramış olsa bile Devletin güvenliğine karşı suçlar, Anayasal düzene ve bu düzenin işleyişine karşı suçlar, zimmet, irtikâp, rüşvet, hırsızlık, dolandırıcılık, sahtecilik, güveni kötüye kullanma, hileli iflas, ihaleye fesat karıştırma, edimin ifasına fesat karıştırma, suçtan kaynaklanan malvarlığı değerlerini aklama veya kaçakçılık, gerçeğe aykırı bilirkişilik veya tercümanlık yapma, yalan tanıklık ve yalan yere yemin suçlarından mahkûm olmamak.

b) Daha önce kendi isteği dışında tasarım gözetmenliği sicilinden çıkarılmamış olmak.

c) Disiplin yönünden meslekten veya memuriyetten çıkarılmamış ya da sanat icrasından veya mesleki faaliyetten sürekli olarak yasaklanmamış olmak.

ç) Tasarım gözetmeninin gerçek kişi olarak kendi adına olan iş deneyim belgesi ya da diplomasını sunarak başvurmuş olduğu veya ortağı olduğu tüzel kişiliğin söz konusu belgeleri kullanarak başvurmuş olduğu ihalelerden dolayı herhangi bir nedenle yasaklama almamış olmak.

(2) Daha önce yaptığı başvurusu mesleki olarak yeterli nitelikte bulunmadığı gerekçesiyle reddedilenler, bir yıl geçmedikçe tasarım gözetmenliği yapmak için yeniden başvuruda bulunamazlar.

(3) Tasarım gözetmenliği belgesi aşağıdaki şartları haiz olup bunları belgelendiren inşaat mühendislerine verilir:

a) Mesleğinde fiilen en az beş yıldan beri çalışıyor olmak.

b) Tasarım gözetmenliği uzmanlık alanlarına göre Ek-2’de belirlenen yeterlilik koşullarını taşımak.

(4) Mesleki deneyim ve çalışma süreleri, çalışılan kuruluşlardan alınan ve çalışma alanı ile ilgili kamu kurum ve kuruluşları veya kamu kurumu niteliğindeki meslek kuruluşlarınca onaylanan belge ile belgelendirilir. Ayrıca, özel kuruluşlarda yapılan çalışmaları teyit etmek üzere ilgili Sosyal Güvenlik Kurumundan alınan belgeler ibraz edilir.

Tasarım Gözetmeni ve Kontrolü Yeterlilik Koşulları

Tasarım gözetmenliği belgesi alabilmek için adayın, aşağıdaki yeterlilik kriterlerinee göre Komisyon üyelerince yapılacak değerlendirme sonrası “en az altmış (60) puan” alması gerekir.

Notlar:

1. 1 numaralı göstergeden alman toplam 20 puandan fazlası göz önüne alınmaz.
2. 2 numaralı göstergeden alman toplam 20 puandan fazlası göz önüne alınmaz.
3. 3 numaralı göstergeden alman toplam 30 puandan fazlası göz önüne alınmaz. Bu göstergeden en az 16 puan alınması zorunludur.
4. 4 numaralı göstergeden alınan toplam 30 puandan fazlası göz önüne alınmaz.

TBDY 2018 Sahaya Özel Araştırma ve Değerlendirme Gerektiren Zeminler

Kuşatılmış ve Kuşatılmamış Birleşimler Nedir?

Deprem etkisi altında, betonarme binaların taşıyıcı sistem elemanlarının tasarımında sıkça karşılaştığımız durumlardan bir tanesi Kuşatılmış Kolon Yetersizliği‘dir.

Öncelikle bu konuda sıkça ortaya çıkan bir yanlış anlaşılmayı giderelim. Bir kolon kiriş birleşiminin kuşatılmış ya da kuşatılmamış olması, kolon kiriş birleşim bölgelerinin kesme güvenliğinde kullanılacak formülün belirlenmesi amacıyla yapılan bir tanımlamadır. Yani  bazı statik analiz programlarında dahi kuşatılmış kolon hatası olarak gösterilen yetersizlik, aslında kolon kiriş birleşim bölgesinin kesme güvenliğini sağlamaması durumudur. Bir birleşimin kuşatılmamış olması, bu birleşimin kesme güvenliğini sağlamadığı anlamına gelmez. Kuşatılmamış birleşim, istenmeyen bir durumdur ve yönetmelik tarafından cezalandırılır.

Şimdi bir birleşimin kuşatılmış ya da kuşatılmamış olarak kabul edilmesi için gereken koşulları ele alalım;

TBDY 2018 7.5’e göre;

7.5.1. Kuşatılmış ve Kuşatılmamış Birleşimler
Süneklik düzeyi yüksek kolon ve kirişlerin oluşturduğu çerçeve sistemlerinde kolon-kiriş birleşimleri, aşağıda (a) ve (b)’de tanımlandığı üzere, iki sınıfa ayrılacaktır.
(a) Kirişlerin kolona dört taraftan birleşmesi ve her bir kirişin genişliğinin birleştiği kolon genişliğinin 3/4’ünden daha az olmaması durumunda, kolon-kiriş birleşimi “kuşatılmış birleşim” olarak tanımlanacaktır.
(b) Yukarıda (a)’daki koşulları sağlamayan tüm birleşimler, “kuşatılmamış birleşim” olarak tanımlanacaktır.

Yani bir birleşimin kuşatılmış birleşim olarak sayılması için gereken koşul; bir kolonun 4 tarafından da kiriş ile kuşatılması ve bu kirişlerden her birininin genişliği, kolona bağlandıkları yüzlerinin 3/4’ünden geniş olması koşuludur. Burada herhangi bir deprem doğrultusu söz konusu olmayıp, 4 yön işin koşul sorgulanıp kuşatılma durumu belirlenecektir.

Peki kolonu 4 tarafından kuşatan kirişlerin bazılarının konsol kiriş olması, kuşatılma durumunu değiştirir mi ?

Bu konuda deprem yönetmeliklerinde bir husus bulunmamaktadır. İlgili durum için paket hesap programları 2 farklı seçeneği de sunmaktadır.

Buraya kadar sadece birleşimin kuşatılıp kuşatılmamış olduğuna baktık. Kolon kiriş birleşim bölgesinin kesme güvenliği hesabında birleşimin durumuna göre gerekli formüller kullanılacak.

Kolon-Kiriş Birleşim Bölgelerinin Kesme Güvenliği

Gözönüne alınan deprem doğrultusunda (2 farklı doğrultu için ayrı ayrı) kolon-kiriş birleşim bölgelerindeki kesme kuvveti aşağıdaki formülle hesaplanıp, kuşatılma durumuna göre seçilecek formülün sonucu olan değer ile karşılaştırılacaktır.

Ve = 1.25 fyk (As1 + As2 ) −Vkol

(Kirişin kolona sadece bir taraftan saplandığı ve öbür tarafta devam etmediği durumlar için As2 = 0 alınacaktır.)

Burada;

Ve = Kolon, kiriş, birleşim bölgesi ve perdede enine donatı hesabında esas alınan kesme kuvveti,

Vkol = Düğüm noktasının üstünde ve altında Bölüm 4’e göre hesaplanan kolon kesme kuvvetlerinin küçük olanı,

fyk = Boyuna donatının karakteristik akma dayanımı,

As1 = Kolon-kiriş düğüm noktasının bir tarafında, kirişin negatif momentini karşılamak için üste konulan çekme donatısının toplam alanı,

As2 = Kolon-kiriş düğüm noktasının As1’e göre öbür tarafında, kirişin pozitif momentini karşılamak için alta konulan çekme donatısının toplam alanı,

Karşılaştırma

Kuşatılmış birleşimlerde: Ve ≤1.7 bj h√fck

Kuşatılmamış birleşimlerde: Ve ≤1.0 bj h√fck

Burada görüldüğü üzere kuşatılmamış birleşimdeki “bj h√fck” değeri olduğu gibi kullanılırken, kuşatılmış birleşimler ise ödüllendirilerek 1.7 katsayısı ile büyütülmektedir.

fck = Betonun karakteristik silindir basınç dayanımı

h = Kolonun gözönüne alınan deprem doğrultusundaki enkesit boyutu, yani kolonun, kirişin bağlandığı yöndeki derinliğidir.

Buradaki bj değeri konusunda kafa karışıklığı yaşanabildiği için bunu detaylı şekilde anlatmaya çalışalım. TBDY’de bj şu şekilde tanımlanmaktadır;

“bj = Gözönüne alınan deprem doğrultusunda, birleşim bölgesine saplanan kirişin kolonla aynı genişlikte olması veya kolonun her iki yanından da taşması durumunda kolon genişliği, aksi durumda kirişin düşey orta ekseninden itibaren kolon kenarlarına olan mesafelerden küçük olanının iki katı (kiriş genişliği ile birleşimin yüksekliğinin toplamını aşamaz)”

bj’nin üst sınırı yukarıda da belirtildiği üzere kiriş genişliği ve kolonun kiriş saplanan yönündeki derinliğinin toplamıdır.

Kiriş genişliği kolon genişliği ile aynı ya da kolonun iki tarafından da taşacak şekilde büyükse kolon genişliğidir.

Farklı bj durumları için çizimlerle örnek verelim;

Yukarıdaki görsellerden de anlaşılacağı üzere birleşim bölgesinin kesme güvenliği açısından kirişin, kolona mümkün olduğu kadar, kolon kesitinin ortasından bağlanması gerekmektedir.

Kuşatılmış Kolon Hatası Nasıl Giderilir?

Kolon Kiriş Birleşim Bölgesi Kesme Güvenliği Nasıl Sağlanır?

Kolon kiriş kesme güvenliğinin sağlanması, Ve değerinin’nin  (1 veya 1,7) bj h√fck değerinden daha küçük olması ile sağlanmaktadır. Güvenliğin sağlanmadığı durumda aşağıdaki seçenekler değerlendirilmelidir;

Katsayı x bj h√fck değerini büyütmek

Buradaki ifadeyi büyütmenin ilk yolu baştaki katsayının 1.7 olarak seçebilmenin sağlanmasıdır. Bu da yukarıda açıklandığı üzere kolonun 4 bir tarafından ve yeterli genişliklerde kuşatılmasıyla yani birleiimin kuşatılmış birleşim haline getirilmesiyle sağlanır.

bj ifadesini yine yukarıda detaylı şekilde açıkladık ve kirişin mümkün olduğunca kolon kesitinin orta bölgesine denk getirilmesiyle sağlandığını gördük.

h değeri, kolonun ilgili yöndeki derinliği olduğundan burada kolonun derinliğini artırmak bir seçenektir.

√fck değerini artırmak adına daha yüksek dayanımlı bir beton sınıfı kullanmaktır.

Ve değerini küçültmek

Ve = 1.25 fyk (As1 + As2 ) −Vkol olduğundan,

burada bu koşulu geçmek için seçilen donatı sınıfını değiştirmek yani daha düşük akma dayanımına sahip bir donatı seçmek ya da Vkol kolon kesme kuvveti de tüm taşıyıcı sistem ile oynamayı gerektireceğinden değiştirmeye çalışmak çok mantıklı olmayacaktır. Ancak As1 ve As2 yani kirişin alt ve üst çekme donatılarını, kirişlerin yüklerini azaltarak sağlayabilmek mümkündür. (Döşeme ya da nervür yön değişimi gibi)

TBDY ile Kolon Kiriş Birleşim Bölgesi Kesme Güvenliği Konusunda Ne Değişti?

TBDY 2018’de TDY 2007’de olduğu Ve değerinin formülü değişmemiş ve aynı kalmıştır;

Ve = 1.25 fyk (As1 + As2 ) −Vkol

Ancak kuşatılmış ve kuşatılmamış birleşimler için kullanılan karşılaştırma değerlerinin formülleri değişmiştir.

TDY 2007’de;

(a) Kuşatılmış birleşimlerde: Ve ≤ 0.60 bj h fcd
(b) Kuşatılmamış birleşimlerde: Ve ≤ 0.45 bj h fcd

TBDY 2018’de ise;

Kuşatılmış birleşimlerde: Ve ≤1.7 bj h√fck

Kuşatılmamış birleşimlerde: Ve ≤1.0 bj h√fck

fcd değeri yerine √fck değeri gelmiş ve katsayılar değişmiştir. Peki bu durumun sabit bj h değerleri için nasıl bir değişiklik meydana getirdiğine bakalım.

Görüldüğü üzere TBDY 2018 ile Kolon Kiriş Birleşim Bölgelerinin Kesme Güvenliği koşulları TDY 2007’ye göre ağırlaştırılmıştır. (Ve değerinin daha da düşük tutulması ya da kolon derinliği, kiriş genişliği, beton dayanımı gibi özelliklerin artırılması gerekmektedir.)

Jeoloji Mühendisleri Odası 1 Ocak 2019 tarihi itibariyle yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği hakkında itirazlarını, Cumhurbaşkanlığı Yerel Yönetim Politikaları Kurulu Başkanlığı, İçişleri Bakanı, Çevre ve Şehircilik Bakanı ve AFAD Başkanlığına iletti. Ayrıca tüm üyelerinden, ilgili makamlara detaylı bir şekilde anlatılan bildiri eklerini iletmesini ve her ortamda halkı ve beraber çalıştıkları diğer teknik personelleri uyarmasını istedi.

Jeoloji Mühendisleri Odası’nın, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği hakkında uyarıda bulunduğu yazısı şu şekildedir.

Bu yazı ve bu yazıda belirtilen hususların teknik analiz ve açıklamaların PDF formatına sayfanın sonundaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.

Konu: Türkiye Bina deprem Yönetmeliği
İÇİŞLERİ BAKANLIĞI (AFAD Başkanlığı’na)

Bilindiği üzere, yeni “Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği “ 18 Mart 2018 tarihli Resmi Gazetede yayınlanmış, 01.01.2019 tarihinde de yürürlüğe girmiş bulunmaktadır. Söz konusu yönetmeliğe ilişkin görüşlerimiz çeşitli defalar AFAD Başkanlığını hem şifahi hem de yazılı olarak bildirilmiştir.

Gerek Odamızın söz konusu yönetmelik için oluşturduğu çalışma gurubu, gerekse çok sayıdaki akademisyen meslektaşlarımızdan gelen görüşler çerçevesinde özellikle söz konusu yönetmeliğin “16. Bölümünde Taşıma Gücü Hesaplarına” ilişkin hazırlanan değerlendirme görüşü yazımız ekinde gönderilmektedir.

Söz konusu değerlendirme görüş yazımızda da görüleceği üzere;

1- Ülkemizde, günümüze kadar uygulanan geleneksel taşıma gücü analizlerinde 2-4 arasında değişen, genellikle 3 alınan bir güvenlik katsayısı kullanılmaktadır. Bu yöntemde hesaplanan maksimum taşıma gücü genellikle 3 alınan bir güvenlik katsayısına bölünerek emniyetli taşıma gücü elde edilir ve yapıdan zemine aktarılan gerilmelerin emniyetli taşıma gücünden küçük ve/veya eşit kalması sağlanırdı. Türkiye Deprem Yönetmeliği’ne göre ise yapıdan aktarılan gerilmeler bir katsayı ile çarpılarak arttırılmaz ise güvenlik katsayısının 1.4 mertebesinde kalacağı anlaşılmaktadır. Bu durum güvensiz tasarım yapılmasına, hatta deprem durumunda göçmelere bile neden olabilecektir.

2- “Türkiye Deprem Yönetmeliği’”nde taşıma gücü hesaplan için sadece tek bir yöntemin (genel taşıma gücü bağıntısı) kullanılmasını zorunlu hale getirilmiştir Söz konusu genel taşıma gücü bağıntısı toprak zeminler için kesme dayanımı parametreleri kullanılarak hesaplanabilmektedir. Kesme dayanımının doğrudan laboratuvar deneyleriyle belirlenmesinin veya SPT gibi arazi deneylerinden kestirilmesinin mümkün olmadığı zayıf kava birimlerde (örselenmemiş örnek alınamayan ve kohezyonlu – kohezyonsuz zemin gibi davranmayan yani hem kohezyon hem de sürtünme direncine sahip birimlerde! genel tasıma gücü bağıntısı nasıl kullanılacağı bilinmemektedir

3- Kaya kütleleri için yönetmelikte “taşıma ve oturma analizi” için yaklaşım sunulmamaktadır. Ülkemizdeki bina ve bina türü yapıların %60-70’nin kaya türü zeminler üzerine oturduğu düşünüldüğünde, bu durum büyük bir eksiklik olarak görülmektedir. Ayrıca literatürde, kaya kütleleri için kabul görmüş hesap yöntemleri bulunmaktadır (örn. Hoek ve Brown yenilme kriterini, kaya kütle sınıflandırma sistemlerim kullanan yöntemler).

Sonuç olarak; gerek Ulusal Deprem Stratejisi Eylem Planı, gerekse AB ile uyum çerçevesinde Avrupa Birliğinin Yapı Kodlan dikkate alındığında (Euroeode 7), Jeoteknik tasarım aşamasında tek bir yöntemin kullanılmasını zorlamamakta, jeoteknik tasarımın genel olarak analitik model, yarı ampirik model ve sayısal modeller ile yapılabileceğini belirtmekte ve çeşitli yöntemleri “örnek” olarak vermektedir. Özellikle Presiyometre deneyi sonuçlarından taşıma gücü hesaplaması yan ampirik yöntem olarak verilmekte ve aynca kaya kütleleri için taşıma gücü hesap yöntemi sunulmaktadır. Benzer bir durum şev stabilitesi hesaplama yöntemlerinde de görülmektedir. Türkiye Deprem Yönetmeliği’nde verilen şev stabilitesi hesap yöntemi, toprak zeminler için uygundur. Ancak stabilitesi süreksizlikler (fay, tabaka düzlemi, foliasyon vb.) tarafından kontrol edilen kaya kütlelerinde Türkiye Deprem Yönetmeliği’nde verilen şev stabilitesi hesap yöntemi kullanılması mümkün değildir.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde toprak ve kaya zeminler üzerine oturan binaların taşıma gücü ve oturma analizlerine ilişkin bazı eksik ve/veya yanlışlıklar belirlenmiş olup, buna ilişkin değerlendirmelerimizi içeren görüşlerimiz yazımız ekinde gönderilmektedir. Bina ve bina türü yapılarda güvensiz tasarımlara neden olabilecek ve olası bir depremde zeminden kaynaklı hasar ve deformasyonlara neden olabilecek eksikliklerin bir an önce giderilmesini ve sonucunda Odamıza bilgi verilmesini arz ederiz.

          Bazı Bakan ve Kurumlara yazılan yazı (PDF)

        Bina Deprem Yönetmeliği Taşıma Gücü Hesaplamalarında Yanlış ve/veya Eksik Olan Hususlara İlişkin Değerlendirme Görüşü (PDF)

Hangi Binalarda Hangi Deprem Hesap Yöntemi Kullanılacaktır?

Birçok hesap yönteminin bulunması hangi binalarda hangi deprem hesap yönteminin kullanılacağı konusunda kafa karışıklığı yaratabilmektedir. Buna göre yapıların yükseklik (BYS) ve deprem tasarım sınıflarına (DTS) bağlı olarak hangi hesap yöntemlerinin kullanılabileceğini sınıflandıralım;

Dayanıma göre tasarımda kullanılabilecek hesap yöntemleri:
a) Eşdeğer deprem yükü yöntemi,
b) Mod birleştirme yöntemi,
c) Zaman tanım alanında mod toplama yöntemi,

Şekildeğiştirmeye göre tasarımda kullanılabilecek hesap yöntemleri:
a) Doğrusal olmayan itme yöntemleri
-1) Tek modlu itme yöntemleri
-2) Çok modlu itme yöntemleri
b) Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi

a) Eşdeğer deprem yükü yönteminin kullanılabileceği binalar;

1) Deprem Tasarım Sınıfı (DTS), 1, 1a, 2, 2a ve 3, 3a, 4, 4a olan binalarda, bina yüksekliği HN≤ 42 m ve her bir katta burulma düzensizliği bulunmayan varsa, her bir katta nbi≤ 2.0 koşulunu sağlayan ve B2 düzensizliği bulunmayan binalarda
2) Deprem Tasarım Sınıfı (DTS), 1, 1a, 2, 2a ve 3, 3a, 4, 4a olan binalarda, bina yüksekliği HN≤ 28 m olan tüm binalarda kullanılabilmektedir.

b-c) Mod birleştirme ve Zaman tanım alanında mod toplama yöntemlerinin kullanılabileceği binalar;

Mod birleştirme ve Zaman tanım alanında mod toplama yöntemleri Yüksek Binalar’ın tasarımı, Deprem Yalıtımlı Binalar’ın tasarımı ve Mevcut Binaların Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi dışındaki ve aşağıdaki Tablo 4.1’de belirtilen tüm binaların tasarımında temel hesap yöntemleri olarak kullanılacaktır.  Yüksek Binalar’ın ve Deprem Yalıtımlı Binalar’ın tasarımında ise bu yöntemlerden kısmi olarak yararlanılacaktır.

Tablo 4.1

a) Doğrusal olmayan itme yöntemlerinin kullanılabileceği binalar;

1) Tek modlu itme yöntemlerinin kullanılabileceği binalar;

Tek Modlu İtme Yöntemleri, aşağıdaki tabloda gösterilen Bina Yükseklik Sınıfı BYS ≥ 5 olan ve şu şartları sağlayan binalar için kullanılabilir;

(a) Herhangi bir katta ek dışmerkezlik gözönüne alınmaksızın doğrusal elastik davranış esas alınarak  burulma düzensizliği katsayısı’nın ηbi <1.4 koşulununsağlandığı binalar,
(b) Gözönüne alınan deprem doğrultusunda, doğrusal elastik davranış esas alınarak hesaplanan birinci (hakim) titreşim moduna ait taban kesme kuvveti etkin kütlesi’nin toplam bina kütlesine (rijit perdelerle çevrelenen bodrum katlarının kütleleri hariç) oranının en az 0.70 olduğu binalar.

2) Çok modlu itme yöntemlerinin kullanılabileceği binalar;

Çok Modlu İtme Yöntemleri aşağıdaki tabloda gösterilen BYS ≥ 2 olan tüm binalar için kullanılabilir.

b) Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemlerinin kullanılabileceği binalar;

Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi, tüm binaların deprem hesabında kullanılabilir. Bu yöntemin yüksek binalar (BYS =1 olan binalar) için kullanımı zorunludur.

Kolonlar betonarme yapıların esas elemanlarıdır. Bina türü yapılar katlar halinde inşa edildiği için her katta kolonlarda bindirme ekleri bulunmaktadır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile beraber Kolonlarda Donatı Bindirme Boyları ile ilgili de değişiklik oldu ve bu bindirme boyları bir ölçüde küçüldü.

Kolon boyuna donatılarında bindirme boyu(L0) “düz kenetlenme boyundan (Lb)” ve “30 cm’den” küçük olamaz ve kancasız olarak yapılır.

Lo≥Lb

Lo≥30 cm

Donatının betona kenetlendiği boya “Kenetlenme Boyu” denir. Bu boy çubuğun çapı ve akma gerilmesi ile büyürken, aderans gerilmesinin yüksekliği oranında küçülür.

Donatılarda düz kenetlenme boyu(Lb):

Lb= 0,12 x ø x (fyd/fctd) formülü ile hesaplanmaktadır.

fyd=Donatı tasarım akma gerilmesi

fctd=Betontasarım çekme dayanımı

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile kolonlarda bindirmeler kolon 1/3’lik orta bölgesinde yapılacaktır.

Not: Daha önce TDY 2007 kolon boyuna donatı bindirmelerinin kolon alt ucunda yapılmasına müsade ediyordu. Bu durumda Lo≥1,5 Lb koşulu aranıyordu. Fakat TBDY 2018’in getirdiği orta bölgede bindirme zorunluluğu ile böyle bir koşula gerek kalmamış oldu. Dolayısıyla Kolon Donatı Bindirme Boyları bir ölçüde küçülmüş oldu.

-Bindirmeli ek yapılan kesitlerde toplam boyuna donatı oranı %6’yı geçmeyecektir.

-TBDY 2018’e göre kolon boyuna donatıları ø 14 den daha ince olamaz ve kullanılabilir en düşük beton sınıfı C25’tir.

-TS 500 (9.2.6.1) Çapı 30 mm den büyük olan donatı çubuklarına bindirmeli ek yapılamaz. Bu çubuklar yeterliliği deneylerle kanıtlanmış özel manşonlarla eklenmelidir.

Belirtilen koşullara göre donatı çapları ve beton sınıflar için kolon donatı bindirme boylarını hesaplarsak;

 S420 için Kolon Donatı Bindirme Boyları

 S500 için Kolon Donatı Bindirme Boyları

Görüldüğü üzere bu bindirme boyları, donatı çapı, sınıfı ve beton sınıfına göre değişiklik göstermektedir. Fakat uygulamada pratiklik olması açısından güvenli tarafta kalınması gerekliliğini de hesaba katarak;

S420 için düşünüldüğünde;

C25 ve üzeri beton sınıflarında 40 ø yani 40 x donatı çapı, yeterli bindirme mesafesini vermektedir.

S500 için düşünüldüğünde ise;

C25 ve üzeri beton sınıflarında 45 ø yani 45 x donatı çapı, yeterli bindirme mesafesini vermektedir.

Uygulamada en çok sıkıntı yaşanan konulardan bir tanesi, kat geçişlerinde kolon boyuna donatı bindirmesi işlemidir. Hele ki TBDY-2018 ile zorunlu hale gelen orta bölgede bindirme koşulu ile bu uygulamalara daha dikkat edilmesi gerekliliği doğmuştur.

Uygulamada beton yerleşimi açısından sıkıntı doğuran ve yanlış olan fakat sürekli karşılaştığımız durum donatıların yanyana eklenmesi durumudur. Bu uygulama özellikle kolonların kısa kenarlarında, donatıların birbirine çok yaklaşmasına, betonun homojen olarak dağılmasına engel olmaktadır.

Daha önce TDY 2007’de şimdi ise TBDY 2018’de aşağıda detayı verildiği üzere kolon boyuna donatı bindirmelerinin, donatılar 1/6 eğimi geçmeyecek şekilde kolon çekirdeğine doğru bükülerek yapılması gerekmektedir.

Yine katlar arası kolon boyutlarının değiştiği durumlarda da yapılacak uygulama yönetmelikte verilmiştir.

Katlar arasında kolon kesitinin değişmesi durumunda, boyuna donatının kolon-kiriş birleşim bölgesi içinde düşeye göre eğimi 1/6’dan daha büyük olmayacaktır. Kesit değişiminin daha büyük olması durumunda veya en üst kat kolonlarında; alttaki kolonun boyuna donatısının karşı taraftaki kirişin içindeki kenetlenme boyu, TS 500’de çekme donatısı için verilen kenetlenme boyu 1.5 Lb’den ve 40ø’den daha kısa alınmayacaktır. Karşı tarafta kiriş bulunmadığı durumlarda kenetlenme, gerekirse kolonun karşı yüzünde aşağıya doğru kıvrım yapılarak sağlanacaktır.  90 derecelik yatay kancanın veya aşağıya kıvrılan düşey kancanın boyu en az 12ø olacaktır.

Temel içerisinde devam ettirilecek kolon etriyeleriyle ilgili koşul TBDY 7.3.4.1’de şu şekilde belirtilmiştir. “Bu donatılar (etriyeler) temelin içinde kolonun minimum boyutundan küçük olmayan bir yükseklik boyunca devam ettirilecektir. Ancak, çanak temellere mesnetlenen kolonlarda, sarılma bölgesindeki enine donatı çanak yüksekliği boyunca devam ettirilecektir.”

Perdelerde ise bu etriyeler temellerin içinde, 300 mm’den ve perde kalınlığından küçük olmayan bir yükseklik boyunca devam ettirilecektir. (TBDY 7.6.2.2 )

Temel İçi Kolon Etriye Detayı

Yapıların önemli ve kritik noktalarından olan kolon kiriş birleşimleri için de TBDY 7.5.2.3‘de minimum etriye koşulları paylaşılmıştır. Burada “KUŞATILMIŞ” ve “KUŞATILMAMIŞ” birleşimler için ayrı ayrı durumlar söz konusudur. Bilindiği üzere “Kirişlerin kolonlara dört taraftan bağlanması ve tüm bu kirişlerin her birinin genişliğinin birleştiği kolon genişliğinin 3/4’ünden daha az olmaması durumunda, kolon-kiriş birleşimi kuşatılmış birleşim
bu koşulları sağlamayan diğer tüm birleşimler ise kuşatılmamış birleşim olarak tanımlanmaktadır.

Kuşatılmış kolon kiriş birleşimlerde, alttaki kolonun sarılma bölgesi için hesaplanan etriye miktarının en az %40’ı, birleşim bölgesi boyunca kullanılacaktır. Ancak, enine donatının çapı 8 mm’den küçük olmayacak ve aralığı 150 mm’yi aşmayacaktır.
Kuşatılmamış kolon kiriş birleşimlerde ise alttaki kolonun sarılma bölgesi için hesaplanan etriye miktarının en az %60’ı, birleşim bölgesi boyunca kullanılacaktır. Ancak bu durumda, enine donatının çapı 8 mm’den küçük alınmayacak ve aralığı 100 mm’yi aşmayacaktır.

Kuşatılmamış Birleşim Kolon Etriye Detayı

Kuşatılmış Birleşim Kolon Etriye Detayı

Tüm bu etriyelerin  her iki uçlarının mutlaka 135°  kanca şeklinde kıvrılacağı ve bu kancaların uçlarının nervürlü demirlerde  6Φ ve 80 mm’den küçük alınmayağı unutulmamalıdır.

Burada oluşan kırılmanın nedeni kesme ve momentten oluşan kayma gerilmeleridir. Plak kalınlığı az, kolon kesiti küçük ise zımbalama kırılması riski yüksek olur. Tekil temel pabucunu ve kirişsiz radye temel plağını kolonun delip geçmesi de tamamen benzer bir kırılmadır. Özellikle kenar ve köşe kolonlar zımbalama riski taşır. Kırılma yüzeyi(=zımbalama yüzeyi) kesik pramitdir. Hesap kolaylığı için çatlağın kolon yüzünden d/2 uzakta başladığı ve dik yırtıldığı varsayılır(model).

Zımbalama Çevresinin enkesit karakteristikleri

i) Zımbalama alanı, zımbalama çevresi ile döşeme (plak) faydalı yüksekliğinin çarpımı ile elde edilir.

ii) Zımbalama merkezi, zımbalama çevresinin ağırlık merkezi olarak tanımlanır.

iii) Zımbalama çevresinin (x) ve (y) asal eksenlerine göre mukavemet momentleri, kalınlığı döşemenin (d) faydalı
yüksekliğine eşit olan bir ince cidarlı enkesitin söz konusu eksenlere göre mukavemet momentleri hesaplanarak bulunur.

Zımbalama Çevresine etkiyen iç kuvvetler

i. Zımbalama içindeki alana etkiyen döşeme tasarım yükleri (veya temellerde, tasarım yüklemesine karşı gelen zemin gerilmeleri) kolon eksenel yükünden çıkarılarak azaltılmış kolon eksenel kuvveti (No) hesaplanır.
ii. Azaltılmış kolon eksenel kuvveti zımbalama merkezine eksenel kuvvet ve olası eğilme momentleri şeklinde aktarılır. Bunun için kolon ekseni ile zımbalama merkezi arasındaki dışmerkezlikten yararlanılır.
iii. Kolon eksenindeki eğilme momentlerinin zımbalama çevresinde kayma etkisi ile karşılanan bölümleri hesaplanır. Zımbalama çevresinin enkesit boyutlarına bağlı olarak hesaplanan bu eğilme momentleri, kare veya benzeri enkesitli kolonlar için, TS500 standardında da öngörüldüğü üzere, kolon eksenindeki eğilme momentlerinin 0.40 katına eşittir.
iv. Yukarıda (ii) ve (iii) maddelerinde hesaplanan eğilme momentlerinin cebrik toplamı ile, zımbalama çevresine etkiyen toplam eğilme momentleri (Mxo ve Myo) bulunur.

Kirişsiz plak sistemlerdeki döşeme-kolon birleşimlerinde, düşey yüklerle beraber Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile büyütülmüş olan deprem etkileri altında kolona kat seviyesinde gözönüne alınan doğrultuda aktarılan toplam eğilme momentinin γf katsayısı ile çarpılmasından elde edilen değerin eğilme donatısı ile, 1− γf katsayısı ile çarpılmasından elde edilen değerin ise zımbalama (kayma) gerilmeleri yoluyla aktarıldığı kabulü ve döşemedeki kayma gerilmelerinin yükleme doğrultusunda zımbalama çevresinin geometrik merkezine göre doğrusal olarak değiştiği kabulü ile döşemeye zımbalama çevresi (Up ) boyunca etki eden kayma gerilmelerinin idealleştirilmiş dağılımı hesaplanabilir. Bu hesaptan elde edilen en yüksek kayma gerilmesi değeri, tasarıma esas τpd değeri olarak, döşemenin zımbalama kontrolünde kullanılabilir.

Kolona kat seviyesinde aktarılan toplam eğilme momenti hesabında, döşeme-kolon birleşiminin üst ve altındaki kolon kesitlerindeki eğilme momentlerini dengeleyen eğilme momenti gözönüne alınacaktır. γf katsayısının hesabında, dikdörtgen kesitli zımbalama çevresinin boyutları, gözönüne alınan yükleme doğrultusunda b1 ve yüklemeye dik doğrultuda b2 olmak üzere, aşağıdaki denklemle hesaplanacaktır. Dairesel kesitli kolonlarda γf =0.60
kullanılacaktır.

τpd ≤ fctd koşulunun sağlanmadığı ve plak kalınlığının 250 mm’den az olmadığı durumda, plağın zımbalama dayanımı donatı kullanılarak arttırılabilir. Ancak, bu durumda betonun zımbalama dayanımına katkısı kayma gerilmesi cinsinden 0.5fctd ’ye azaltılacak, donatının zımbalama dayanımına katkısı fctd ’den az olmayacak ve donatılı plağın zımbalama dayanımı en fazla 1.5fctd olacaktır. Zımbalama donatısı olarak kayma kaması kullanıldığında betonun zımbalama dayanımına katkısı kayma gerilmesi cinsinden 0.75fctd olacak, donatının zımbalama dayanımına katkısı fctd ’den az olmayacak ve donatılı plağın zımbalama dayanımı en fazla 1.75fctd olacaktır.

Geometrik karakteristik [u1,u0…]  →Dayanım VRd,c<VEd<VRd,max → Donatı boyutlandırma

Döşeme ve Temellerde Zımbalama Hesapları ve Donatı Seçim

Kirişsiz döşemelerde ve kirişsiz plak temellerde zımbalama kontrolü, sonlu eleman modeli çözümünden elde edilen ve düşey yüklerle beraber Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile büyütülmüş olan deprem etkileri altında oluşan düşey doğrultudaki kayma gerilmesi esas alınarak yapılabilir. Sonlu eleman çözümünden elde edilen kayma gerilmesi değeri için döşeme veya temel etkili yüksekliği d olmak üzere,

τpd =νpd / d ≤ fctd

Zımbalama çevresinde hesaplanan τ maks,eff  etkin kayma gerilmesinin f_ctd=0.35.√f_ck/1.5 tasarım çekme dayanımını aşması halinde, döşeme ve temel plaklarında gerekli zımbalama dayanımının sağlanması amacıyla zımbalama donatısı kullanılır.

Burada Awp, zımbalama çevresi üzerinde bulunan düşey zımbalama donatılarının (etriye kollarının veya kayma kamalarının) toplam kesit alanıdır. Zımbalama donatıları kolon veya perde yüzünden en fazla d/4 mesafede başlayacak şekilde yerleştirilecek, etriyelerin veya kayma kamalarının arasındaki kolon veya perde yüzeyine dik doğrultudaki mesafe d / 2 ’yi aşmayacaktır. Etriye kollarının veya kayma kamalarının arasında kolon veya perde yüzeyine paralel doğrultudaki mesafe 2d ’yi aşmayacaktır

Zımbalama donatıları, kolon veya perde yüzeyinden itibaren döşeme veya radye kalınlığının en az dört katı kadar bir mesafeden az olmamak üzere, zımbalama donatısının sona erdiği kesitten d / 2 mesafede hesaplanan kayma gerilmesinin fctd / 2 değerine düştüğü bölgeye kadar devam ettirilecektir.

Kirişiz döşemelerin kolon şeritlerinde ve orta şeritlerde aşağıdaki şekildede verilen donatı kurallarına uyulacaktır. Kolon şeritleri boyunca döşeme alt donatısında azaltma yapılmayacak, zımbalamanın kritik olduğu bölgelerde döşeme üst ve alt donatısında bindirmeli ek yapılmayacaktır.

https://insapedia.com/2018/05/29/stud-civisi-kayma-kamasi-ile-zimbalama-dayanimi-cozumu/

•Taşıyıcı sistem her zaman üç boyutlu olarak modellenecektir,

•Kolon ve kirişler çubuk sonlu eleman olarak modellenecektir,

•Perdeler (bodrum perdeleri dahil) sonlu elemanlar kabuk eleman olarak modellenecektir,

•Düğüm noktalarında 6 serbestlik derecesi olacaktır,

•A2 (döşeme süreksizliği) ve A3 (planda girinti-çıkıntı) türü düzensizliklerin bulunduğu ve/veya döşemelerin rijit diyafram olarak çalışmasının öngörülmediği binalarda ve betonarme kirişsiz döşemeli sistemlerde döşemeler iki boyutlu sonlu elemanlarla modellenecektir.

•A2 ve A3 türü düzensizliklerin bulunmadığı ve düzlem içi önemli şekil değiştirmelerin meydana gelmeyeceğinin beklendiği planda düzenli binalarda, betonarme döşemeler rijitdiyafram olarak modellenebilir.

•A2 ve A3 türü düzensizliklerin bulunup bulunmadığına bakılmaksızın geçiş katlarının döşemeleri, yeterli döşeme kalınlıkları alınarak, iki boyutlu sonlu elemanlarla modellenecektir.

•Birbirine dik iki yatay doğrultudaki deprem etkisi daima gözönüne alınacaktır. Düşey deprem etkisi hesaba katılacaktır.

•TBDY Taşıyıcı Sistemin Modellenmesinde sönüm oranı, aksi belirtilmedikçe, %5 alınacaktır.

•Enkesit şekli T, L, U veya C olan perdelerde perde kollarının ayrı ayrı modellenip hesaplandığı modelleme teknikleri perdeler için kullanılmayacaktır.

•Enkesit şekli dikdörtgen, I, T, L, U veya C olan betonarme perdeler hem düzlem içi, hem de düzlem dışı yerdeğiştirmelere ilişkin serbestlik derecelerini içeren kabuk sonlu elemanlar’la modelleneceklerdir.

•Dayanıma Göre Tasarım kapsamında(DGT) betonarme taşıyıcı sistem elemanlarının kesit özelliklerinin modellenmesinde Tablo 4.2’de verilen etkin kesit rijitliğiçarpanları kullanılacaktır.

Eğilme rijitliğinin (EI), kirişlerde %65, kolonlarda %30 azaltılmasıyla, daha büyük şekil değiştirmeler ve daha büyük yatay yer değiştirmeler ortaya çıkacak ve bu değerleri sınırlamak için daha büyük kesitler seçmek gerekecektir.

TBDY Betonarme Döşeme Tasarımı; Döşemelerde bırakılacak boşluklarla ilgili;

Döşemelerde açılacak boşlukların her iki kenarına her bir doğrultuda etriyelerle sarılı ilave yatay donatı (hatıl) oluşturulması ve bu hatıldaki donatıların toplam kesit alanı, boşluk bölgesine yerleştirilmemiş olan toplam yatay donatı kesit alanından az olmayacak şekilde ilave yatay donatının konulması öngörülmüştür.

TBDY Betonarme Döşeme Tasarımı; Zımbalama kontrolleri ile ilgili;

Kirişsiz döşemelerde ve plak temellerde zımbalama kontrolü sonlu elemanlar modeli ile çözülecektir. Çözümünden elde edilen veya TS 500’de verilen yöntem kullanılarak elde edilen ve düşey yüklerle beraber Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile büyütülmüş olan deprem etkileri altında oluşan düşey doğrultudaki kayma gerilmesi esas alınarak yapılacaktır. Sonlu eleman çözümünden ele edilen kayma gerilmesi için döşeme etkili yüksekliği d olmak üzere, τd=Vpd/d≤fctd şartı veya TS 500’de tanımlandığı üzere Vpr≥Vpd şartları sağlanacaktır.

Burada Vpd birim genişlikte hesaplanan kesme kuvvetidir. Hesaba esas olan τd değeri kolon veya perde yüzünden d/2 mesafede alınacaktır. Bu şartların sağlanmadığı ancak τd=Vpd/d≤1.5fctd şartının sağlandığı durumunda, donatı kullanılarak plağın zımbalama dayanımı arttırılabilir. Ancak, bu durumda betonun zımbalama dayanımına katkısı %50 azaltılarak zımbalama dayanımı ortalama kayma gerilmesi cinsinden Vpr=0.5fctd+ρfyd şeklinde hesaplanacaktır. Burada ρ birim alanda bulunan zımbalama çiroz (ve/veya yatay donatıyı kavrayacak sehpa) donatısının kesit alanı olup, zımbalama donatısı en az 4 adet/m2 olacak, kolon veya perde yüzünden d/4 mesafeden başlayacak şekilde düzgün yayılı olarak yerleştirilecek, zımbalama donatılarının arasındaki mesafe d/2’yi aşmayacak ve zımbalama donatıları ortalama kayma gerilmesinin fctd/2 değerine düştüğü bölgeye kadar devam ettirilecektir.

Kirişsiz plak sistemlerdeki döşeme-kolon birleşimlerinde, düşey yüklerle beraber Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile büyütülmüş olan deprem etkileri altında kolona kat seviyesinde gözönüne alınan doğrultuda aktarılan toplam eğilme momentinin bir bölümünün eğilme donatısı ile ve kalan bölümünün ise zımbalama çevresindeki zımbalama (kayma) gerilmeleri yoluyla aktarıldığı kabul edilerek, döşemeye zımbalama çevresi boyunca etki eden kayma gerilmelerinin dağılımı hesaplanabilir. Bu hesaptan elde edilen en yüksek kayma gerilmesi değeri, tasarıma esas τpd değeri olarak, döşemenin zımbalama dayanımı kontrolünde kullanılması öngörülmüştür. Kirişiz döşemelerin kolon şeritlerinde ve orta şeritlerde aşağıdaki şekilde verilen donatı kurallarına uyulacaktır.

TBDY Betonarme Döşeme Tasarımında;

Kirişsiz döşemeli binalarda veya deprem yüklerinin döşemelerden düşey taşıyıcı elemanlara güvenli bir şekilde aktarıldığının hesapla gösterilmesi gereken kirişli döşemeli binalarda, döşemeden perdeye veya perde koluna kuvvetli doğrultusunda aktarılacak deprem kuvveti, kat seviyesinin alt ve üst kesitlerinde oluşan ve Dayanım Fazlalığı Katsayısı D gözetilerek hesaplanmış DVd perde kesme kuvvetlerinin farkı olarak hesaplanacaktır. Bu kuvvet farkı, perdeye kuvvetli doğrultusunda her iki taraftan saplanan ve eğilme dayanımı için gerekli olandan arta kalan kiriş veya döşeme donatılarının oluşturduğu eksenel çekme dayanımlarının toplamı ile döşeme ile perde birleşimindeki eğilme dayanımı için gerekli olandan arta kalan döşeme donatısının oluşturduğu kesme sürtünmesi dayanımının toplamını aşmayacaktır. Kirişsiz döşemeli binaların döşemelerindeki düzlem içi eğilme, kesme ve eksenel kuvvet etkileri, elastik diyafram kabulü ile gözönüne alınacaktır.

Bu binaların döşemelerindeki düzlem içi ortalama çekme, basınç ve kayma gerilmelerinin hesabında Dayanım Fazlalığı Katsayısı D kullanılacaktır.

Döşeme düzlemi içinde oluşan çekme gerilmesi değerinin fctd’den büyük olduğu durumda, düzlem içi çekme gerilmesi değeri, döşemenin eğilme dayanımı için gerekli olandan arta kalan donatı oranı ρ olmak üzere, ρfyd sınırını aşmayacaktır. Bunun gibi, döşeme düzlemi içinde oluşan basınç gerilmesi değeri 0.85fcd sınırını ve döşeme düzlemi içindeki yatay kayma gerilmeleri her iki doğrultuda vr=0.65fctd+ρfyd sınırını aşmayacaktır. Bu hesapta ρ eğilme dayanımı için gerekli olandan arta kalan ve kayma gerilmesine paralel doğrultuda yerleştirilecek olan döşeme donatısı oranıdır. Düzlem içinde oluşan kayma gerilmesi 0.65√fck sınırını aşmayacaktır. Döşeme ile perde arasında oluşan düzlem içi kayma gerilmeleri, bu kesitlerdeki düzlem içi kesme sürtünmesi dayanımını aşmayacaktır. Kesme sürtünmesi dayanımı gerilme cinsinden, perdeye saplanan ve kenetlenme boyu yeterli olan ve eğilme dayanımı için gerekli olandan arta kalan döşeme donatısı oranı ρ olmak üzere, vr=μρfyd bağıntısı kullanılarak hesaplanacaktır. Birdöküm birleşimlerde kesme sürtünmesi katsayısı için μ=1.0 değeri kullanılacaktır. Deprem yüklerinin döşemelerden düşey taşıyıcı elemanlara güvenli bir şekilde aktarıldığının hesapla gösterilmesi gereken A2 ve A3 türü düzensizliklerin bulunduğu kirişli döşemeli binalarda, döşemeler için kirişsiz döşemeler için verilen şartlar sağlanacak, deprem yüklerini döşemeden perdeye aktaran kirişlerin kesit hesabında ve detaylandırılmasında bu kirişlerde oluşan eksenel basınç ve çekme kuvvetleri Dayanım Fazlalığı Katsayısı D gözetilerek alınacaktır. Bu kirişlerde oluşan eksenel basınç gerilmesinin 0.5fck’dan büyük olduğu durumlarda kiriş kesitinde kolonlara benzer enine donatı yerleştirilecektir.

Birdöküm döşeme ve perde birleşimlerinde kesme sürtünmesi katsayısı için μ=1.0 değeri kullanılacak, betonun kesme sürtünmesi dayanımına katkısı dikkate alınmayacaktır. Aktarma donatısı miktarında donatının saplandığı perde yüzeyinden başlayarak, perde yüzünden uzaklaştıkça uygun miktarda azaltma yapılabileceği dikkate alınmalıdır. Bu biçimde oluşturulmuş aktarma elemanları ile döşeme arasında aktarma elemanı uzunluğu boyunca kesme sürtünmesi kontrolü ayrıca yapılacaktır.

Prof. Dr. Zekai Celep-Deprem Yönetmeliği Taslağında Betonarme Yapılar Konusunda Muhtemel Değişiklikler

Kirişlerin döşemelere mesnetlik yapabilmesi için kirişlerin yeterli eğilme rijitliğine sahip olması gerekir. Bu şart, TBDY’de (daha önce de TDY 2007’de) kirişlerin yüksekliğinin döşeme kalınlığının 3 katından ve 300 mm’den daha büyük olması ile sağlanmaktadır.

TBDY Betonarme Kiriş Tasarımı için şartı sağlamayan elemanların, çözümlemede döşeme elemanları ile beraber modellenmesi ve kiriş gibi donatılması öngörülmüştür. Bu tür kirişler kirişsiz döşemelerdeki kolon şeridinin kalınlaştırılması şeklinde değerlendirilebilir. Ayrıca, kirişe yüksekliği boyunca 600 mm’yi ve kiriş ekseni boyunca 400 mm’yi geçmeyen aralıklarla yatay gövde çirozları konulması öngörülmüştür. Bu suretle kirişlerdeki enine donatının yer yer karşılıklı bağlanması ve gövdedeki betonun yanal şekil değiştirmesinin sınırlandırılarak sünekliğinin arttırılması amaçlanmıştır.

Kiriş Sınır Değerleri TBDY – Minimum Kiriş Boyutları -Donatı Sınırları yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

TBDY Betonarme Kiriş Tasarımında süneklik düzeyi sınırlı kirişlerde etriye aralıkları kiriş yüksekliğinin 1/4’ünü, en küçük boyuna donatı çapının 8 katını ve 200 mm’yi aşmayacaktır. Kirişlerde etriye kollarının arası 350 mm’den büyük olmayacaktır. Bu kirişlerde düşey yükler ve deprem ortak etkisi altında belirlenen ve Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile arttırılarak hesaplanan kesme kuvveti Vd, enine donatı hesabında esas alınacaktır. TBDY Betonarme Kiriş Tasarımında kesme kuvvetinin üst sınırına ilişkin şart Dayanım Fazlalığı Katsayısı D gözetilerek arttırılan Vd tasarım kesme kuvveti alınarak kullanılması öngörülmüştür.

Kolonlarda normal eksenel kuvvet kesitin sünekliğini olumsuz etkilemektedir. Bu sebepten, başka bir ifade ile sünekliği (sınırlı da olsa) artırabilmek için, TBDY Betonarme Kolon Tasarımı, TS 498’de verilen hareketli yük azaltma katsayılarını da dikkate alarak, G ve Q düşey yüklerin ortak etkisi altında hesaplanan eksenel basınç kuvveti, süneklik düzeyi yüksek ve sınırlı kolonlarda N_dm/Ac≤0.40f_ck olarak sınırlandırılmıştır.

N_dm = Düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında (TS 498’de hareketli yükler için tanımlanmış olan hareketli yük azaltma katsayıları da dikkate alınarak) hesaplanan eksenel basınç kuvvetlerinin en büyüğü

Ac = Kolonun veya perde uç bölgesinin brüt enkesit alanı

f_ck= Betonun karakteristik silindir basınç dayanımı

Deprem etkisi altında kesitin bir tarafında yüksek basınç gerilmeleri meydana gelirken, kesitin diğer tarafında çok daha düşük basınç gerilmeleri, hatta çekme gerilmeleri meydana gelebmektedir. Bundan dolayı, ortalama gerilmenin, deprem etkileri yerine, düşey yükler altında hesaplanması daha anlamlı olacağı için, yükleme bu şekilde değiştirilmiştir.

Bilindiği gibi, depremde kolonların uç kesitleri zorlanır, bu sebepten TBDY’de kolon tarasımında boyuna donatı eklerinin kolon orta bölgesinde yapılması öngörülmüştür. Bunu uygulamanın bazı zorluklar ortaya çıkaracağı beklenmesine rağmen, konunun önemi bu zorluğa değer bulunmuştur. Süneklik düzeyi sınırlı kolonlarda, düşey yükler ve deprem ortak etkisi altında belirlenen ve Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile arttırılarak hesaplanan kesme kuvveti Vd, enine donatı hesabında esas alınacaktır. Kesme kuvvetinin üst sınırına ilişkin şart, Dayanım Fazlalığı Katsayısı D gözetilerek arttırılan Vd alınarak kullanılması öngörülmüştür. Doğal olarak beton basınç ezilmesi ile ilgili üst sınırlar beton basınç dayanımına bağlı olarak ve çekme dayanımı ile ilgili üst sınırlar da çekme dayanımına veya bu dayanımın doğrudan ilişkili olduğu basınç dayanımının kareköküne bağlı olarak verilir. Ancak, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde yüksek kaliteli betonlarda da geçerli olmasını sağlamak için, basınç dayanımı üst sınırı ile ilgili formüller uygun katsayı ile basınç dayanımının kareköküne bağlı olarak verilmiştir.

TBDY-2018-Perde

Perdeler orta yükseklikteki ve yüksek yapıların yatay yük kapasitesinin oluşturulmasında ve deprem etkisinde yatay yerdeğiştirmelerin sınırlandırılmasında önemlidir. Bu sebepten, bodrum çevre perdeleri dışındaki perdeler, kolonlarda olduğu gibi, sünekliği sınırlı da olsa arttırabilmek için, TS 498’de verilen hareketli yük azaltma katsayıları da dikkate alınarak, G ve Q düşey yüklerin ortak etkisi altında hesaplanan eksenel basınç kuvveti süneklik düzeyi yüksek ve sınırlı perdelerde Ndm/Ac≤0.30fck olarak sınırlandırılmıştır. Bu şart, bağ kirişli (boşluklu) perdelerde boşluklu perde kesitinin tümü (perde parçalarının toplamı) gözönüne alınarak sağlanacaktır. (TBDY-2018 Perde Tanımı ve Kesit Oranları)

Deprem etkisinde perde kesitindeki gerilme değişiminin çok farklılık göstermesi, yüklemede ortalama gerilme sınırlandırılmasında düşey yüklerin benimsenmesine sebep olmuştur. Dikdörtgen perdelerde gövde bölgesindeki perde kalınlığının kat yüksekliğinin 1/16’sından ve 250 mm’den küçük olmaması, U, L ve T gibi perdelerin sadece bir ucundan yanal doğrultuda tutulan kollarındaki kalınlığın kat yüksekliğinin 1/16’sından ve 250 mm’den küçük olmaması, perde kolu her iki ucundan yanal doğrultuda tutulu olması durumunda ise, perde kolu kalınlığının kat yüksekliğinin 1/20’sinden ve 250 mm’den küçük olmaması, dikdörtgen perde veya perde kolu kalınlığının perdenin veya perde kolunun plandaki yanal doğrultuda tutulmamış boyunun 1/30’undan küçük olmaması öngörülmüştür. Perdelerde enine donatının gövdede ve perde uç bölgesinde perde gövdesine bağlantısının sağlanması için, yukarıda örnek donatı detayları verilmiştir. (Betonarme Perdelerin Davranışları ve Özellikleri)

Perde kesitlerinde tasarıma esas alınacak eğilme moment ve kesme kuvveti değişimi, ileri modların ve kritik bölgede plastikleşme sonucu olabilecek değişimleri içerecek şekilde EC8’ e benzer TBDY perde tasarımı koşullarında olarak tanımlanmıştır.

Bilindiği gibi, Hw/lw>2 olan perdelerde, Deprem Yönetmeliği (2007) de tasarım kesme kuvvetinin Ve=βvVd[(Mp)t/(Md)t] olarak hesaplanması öngörülmüştür. Bu suretle yüksek modların, doğrusal ötesi davranışı ve kesitteki eğilme momenti kapasitesi artışı gözönüne alınmış olur. Ancak, kesme kuvvetinin üst sınırı, taşıyıcı sistem analizinden bulunan kesme kuvvetinin 1.2D (boşluksuz perdeler) veya 1.4D (bağ kirişli perdeler) katı ile büyütülmesi ile elde edilen değer olarak kabul edilmiştir. (Perdeli Çerçeve Betonarme Taşıyıcı Sistemler) Perdelerin yatay inşaat derzlerindeki düşey donatısı, ilgili kesite aktarılan kesme kuvveti gözönüne alınarak, TS 500’de tanımlanan kesme sürtünmesi yöntemi ile kontrol edilecektir. Kesme sürtünmesi hesabında perde gövde donatısının tamamı, perde uç bölgesi donatısının tamamı ve pürüzlendirilmiş yüzey için betonun katkısı fctd ile gözönüne alınacaktır. Ayrıca Ve sürtünme kesme kuvvetinin Ve≤min[0.2fckAc; (3.3+0.08fck)Ac] üst sınırını sağlaması öngörülmüştür. Getirilen bu yeni şartla birleşim kesitinde basınç ezilmesi önlenmiş olmaktadır. Boşluklu perdeler arasında bulunan bağ kirişlerine ait özel kuralların ln/hk≤2 olması durumunda uygulanması öngörülmüştür. TBDY Betonarme Perde Tasarımında bu oran 3’ten 2’ye indirilerek çapraz donatının etkili olduğu durum seçilmiştir.

Ayrıca bağ kirişlerinde basınç ezilmesini önlemek için kesme kuvvetine Vd≤0.85bwd√fck üst sınırı getirilmesi öngörülmüştür. Bu elemanlarda donatı düzenine ait örnekler yönetmelikte (TBDY Betonarme Perde Tasarımı kurallarında) yukarıdaki gibi verilmiştir. Ayrıca, perdelerde enine donatının gövdeye bağlanmasını sağlayacak donatı düzeni ve enine donatının ek detayları şekilde verilmiştir. Enine donatı; boyuna donatının içinde tutularak bindirme ekine müsaade edilirken, enine donatıda gönye yapılarak ek boyunun kısaltılmasına imkan sağlanmıştır. Perde içinde bulunan boşluk kenarlarında kalan perde parçalarının kolon veya perde gibi tasarımlarının yapılması beklenmektedir. Bu boşlukların, perde uç bölgesine girmemesi ve yatay boyutunun perde genişliğinin 0.30 katından daha küçük olması öngörülmüştür. Boşluk kenarındaki perde parçalarına etki eden tasarım kesme kuvveti, bu elemanlar için hesaplanan kesme kuvvetinin 1.4D ile artırılması ile belirlenecektir. Boşluksuz olan bölümdeki perde uç bölgesi donatılarının bu bölümde sürekliliği sağlanacaktır. Boşluğun alt ve üst bölgelerine perde uzunluğu boyunca uçları gönyeli ve etriyelerle sarılmış ilave yatay donatı yerleştirilecek, bu bölgelerdeki ilave yatay donatının toplam kesit alanının, boşluklu bölgedeki perde gövdesine yerleştirilen toplam yatay donatı kesit alanından daha az olmaması öngörülmüştür. Süneklik düzeyi sınırlı olan perdelerde tasarım kesme kuvveti analizinden bulunan kesme kuvvetinin D Dayanım Fazlalığı Katsayısı ile Ve=DVd olarak alınması süneklik düzeyi sınırlı perdeler için de geçerlidir.

Prof. Dr. Zekai Celep-Deprem Yönetmeliği Taslağında Betonarme Yapılar Konusunda Muhtemel Değişiklikler

Bir metal şeride kaynaklanmış çift başlı ankraj cıvatalarından imal edilen Stud Çivisi-Kayma Kaması çivileri, zımbalama bölgesinde daha büyük yapısal mukavemet sağlar, ankraj kafaları sayesinde kaymadan yük iletir. (STUDRAIL PUNCHING SHEER REINFORCING)

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nin getirdiği yeniliklerden birisi olan Stud Çivisi-Kayma Kaması uygulaması ile ilgili koşullar ve hesap yöntemleri TBDY-2018 (7.11.10), (7.11.11), (7.11.12) maddelerinde belirtilmiştir.

Stud Çivisi-Kayma Kaması döşeme kalınlığının ve kolay kurulumun optimizasyonuna izin verir. Aynı zamanda kalıplara tutturulduğu prekast beton plakalarla da kullanılabilirler.

Stud Çivisi-Kayma Kaması rayları, zımbalamaya karşı karşı döşemeleri takviye etmek için kolon başlığının veya tabanının etrafında bulunabilir. Stud Çivisi-Kayma Kaması rayları sistemi, belirli bir kolonun özel gereksinimlerine uyacak şekilde fabrikada üretilen bir dizi saplama ve ray ünitesinden oluşur. Her ünite, düz çelik bir taşıyıcı raya kaynaklanmış, çubuğun çapının üç katı kadar sıcak dövme, çift başlı çiviler içerir. Raylar, gerekli düzende kolonun etrafına yerleştirilir. Her iki Stud Çivisi-Kayma Kaması rayları, rayların miktarı, boyutları, aralıkları ve yerleşimin tümü gerekli hesaplamalar ile belirlenir.

Stud Çivisi-Kayma Kaması rayları yapısal bir işlev görmez,  sadece döşeme içinde sapma hizalama, boşluk ve dikey konumlandırma sağlarlar. Stud Çivisi-Kayma Kaması çeşitli çaplarda ve hemen hemen her uzunluğa göre, levhanın yüküne ve derinliğine uygun olarak üretilir. Uzunluk boyunca bir boşluğa sahip olan raylar, döküm sırasında betonun geçişine izin verir.

Tüm kolon şekilleri (dikdörtgen, dairesel, L-şekilli, vb.) ve konumlar (kenar, köşe, iç, vb.) Için bir Stud Çivisi-Kayma Kaması sistemi tasarlanabilir. Yukarıdan aşağıya veya aşağıdan yukarıya monte edilebilirler – seçim kullanıcı tercihine bağlıdır. Yukarıdan aşağıya yüklendiğinde, kamalar diğer tüm donatılardan sonra monte edilir. Ray, üst takviye katına dayanır ve yerine sağlam bir şekilde bağlanır. Alttan kurulum tüm diğer takviye öncesi gerçekleşir. Raylar, kolonun etrafına yerleştirilmeden önce ara parçalara bağlanır ve kalıplara sabitlenir.

Yabancı bir firmaya ait uygulama tanıtım filmi:

Başlıklarının kalınlığı en az 40 mm olan hadde profillerinde, kalınlığı en az 50 mm olan levhalar ve bu levhalar ile imal edilen yapma profillerde minimum Charpy-V-Notch (CVN) dayanımı (Çentik Tokluğu) değeri en az 21°C’de 27 Nm (27 J) olacaktır.

Deprem yükleri etkisindeki elemanların birleşim ve eklerinde 8.8 veya 10.9 kalitesinde yüksek dayanımlı bulonlar tam önçekme verilerek kullanılacaktır. Deprem yükleri etkisinde olmayan elemanların birleşim ve eklerinde “Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik”te tanımlanan normal bulonlar 4.6-6.8 arası kullanılabilir.

Kaynaklı birleşimlerde çelik malzemesine ve kaynaklama yöntemine uygun kaynak metali (E480, E550) kullanılacak ve kaynak metalinin akma gerilmesi birleştirilen esas metalin akma gerilmesinden daha az olmayacaktır.

Bulonlar ve kaynaklar, bir birleşimde aktarılan kuvveti veya bu kuvvetin bir bileşenini paylaşacak şekilde bir arada kullanlamazlar.

1) Süneklik düzeyi yüksek sistemler: yönetmelikte verilen ilgili koşulları sağlayan,

a) moment aktaran çelik çerçeveler

b) merkezi çaprazlı çelik çerçeveler

c) dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler

d) burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveler

e) moment aktaran çerçevelerin (b,c,d)de verilen sistemlerle birleşiminden oluşan sistemler.

2) Süneklik düzeyi sınırlı sistemler: yönetmelikte verilen ilgili koşulları sağlayan,

a) moment aktaran çelik çerçeveler

b) merkezi çaprazlı çelik çerçeveler

c) bu iki tür sistemin birleşiminden oluşan sistemler

3) Süneklik düzeyi karma sistemler: Süneklik düzeyi sınırlı moment aktaran çerçevelerin süneklik düzeyi yüksek çelik çaprazlı (merkezi veya dışmerkez) çerçeveler veya betonarme perdeler ile birlikte kullanılan sistemler.

Bu üç sınıfa giren sistemlerin deprem etkileri altında tasarımında uygulanacak olan R taşıyıcı sistem davranış katsayıları ve D dayanım fazlalığı katsayıları ile binayükseklik sınıfları (BYS ) şu şekildedir:

Deprem yönetmeliği gibi can ve mal güvenliğini 1. dereceden ilgilendiren konularda yapılan değişikliklerin yarattığı etki ise diğer konulardan daha etkili olmaktadır. Yenilenen deprem yönetmeliği ile yapının can ve mal güvenliğinin korunabilirliğinin bir önceki yönetmeliğe göre artması direkt olarak can ve mal güvenliği konusunda yapıya sınıf atlattırmış olmaktadır. Buna göre yeni yönetmeliğin kural ve kabullerine göre inşa edilen yapı 1. kalite olarak kabul edilirken eski yönetmeliğe göre inşa edilmiş yapılar 2. kalite durumuna düşmektedir.

Örneğin 1997 deprem yönetmeliğinin Türkiye’deki binalar için milad olarak görülüp, 1997 öncesinde yapılan binaların can güvenliği açısından oldukça sıkıntılı binalar olduğunu herkes kabul etmektedir. Bu kabul yapıların mimari ve alansal özelliklerinin sabit olduğu koşullarda ekonomik değerlerine de büyük ölçüde etki etmiştir. Yine bu fiyat farkında gelişen yönetmeliğin genellikle katılaşmasından kaynaklanan maliyet etkisi de bulunmaktadır. Daha sonra 2001 yılında uygulanmaya başlayan yapı denetim kanunu yine yapı can güvenliği kalitesini ve inşaat maliyetini artırmış dolayısıyla yapıların ekonomik değerlerinin önceki koşullardaki yapılara göre artmasıyla sonuçlanmıştır.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nin 1 Ocak 2019 tarihinde devreye girmesiyle inşaat sektöründe yine yeni bir devir açılmış oluyor. Özellikle yenileneceği açıklanan Yapı Denetim Kanunu’nun da bu tarihe yakın zamanda uygulamaya gireceği kabul edilirse TBDY ile atılan adımın boyu bu kanunun da etkisiyle yüksekliğini artıracaktır.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile bir çok konuda değişikliğe gidildiğini görüyoruz. Bunların bir kısmının etkisi yok denecek kadar az olsa da bir kısım yenilikler büyük fark yaratmaktadır. Örneğin TDY 2007 yönetmeliği C20 beton sınıfına ve bir kenarının uzunluğu 25 cm olan kolonlara izin verse de uygulamada bu minimum koşullar kullanılmamakta bunun yerine TBDY 2018 ile belirtilen minimum koşullar, minimum koşullarmış gibi tercih edilmekteydi. Fakat son yıllarda üretilen binaların taşıyıcı sistemlerinin büyük çoğunluğunu oluşturan asmolen-dişli döşeme sistemleri bu yönetmelikle ağır şekilde cezalandırılmakta hatta bir çok koşulda uygulanması yasaklanmaktadır. Yine yüksek binalar için getirilen yeni hesap yöntemleri, eski yöntemlerle kıyaslandığında büyük farklılıklar ortaya çıkmaktadır. Kaldı ki bunlar sadece birer örnektir. Dolayısıyla yeni yönetmelik ve beklenen yapı denetim kanunu çerçevesinde yaratılacak binaların maliyetleri ve dolayısıyla satış değerleri artmasına rağmen tercih edilirliği de artacaktır.

Son yıllarda İmar Yönetmeliklerinin değişimi, Kentsel Dönüşüm Kanunu, ekonomik beklentiler vb. faktörlerle yaşanan yapı üretimi miktarındaki ciddi artış ve bunun sonucu oluşan davasa yapı stoğu özellikle can güvenliği kalitesi açısından Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile 2. sınıf yapı kategorisine düşürülmüştür. Uygulamada her ne kadar mimari tasarımlar, malzeme faktörü, görsel estetik ve arsa konumun değeri bina/daire değerlerinde asıl etkili faktör gibi dursa da yaşanılan çağın bir sonucu olarak insanların bilinçlenmesi, yapı ve can güvenliği konusunda bilgilerinin artması bu karar mekanizmalarını önemli ölçüde değiştirmiştir.

Dayanım fazlalığı katsayısı ile elde edilen kuvvetin üst sınırı, kapasite tasarımından elde edilen değer gibi düşünülmelidir. Bu kuvvet kapasite tasarımından elde edilen değerden büyük olamaz.




Kesit tasarımında beton ve donatının tasarım dayanımları kullanılır. Bu durumda kesitte dayanım fazlalığının en az  1,5 olduğu tahmin edilebilir.

fcd=fck/1,5

fyd=fyk/1,15

fyk≈fsu/1,25

Genellikle konstrüktif sebeplerle ve minimum donatı kuralları sebebiyle kesite konulan donatı gözönüne alınırsa, katsayının daha büyük olacağı anlaşılır.

Dayanım fazlalığı katsayısı bir kesitte veya elemanda veya birleşim bölgesinde Kapasite Tasarımı‘nın kullanılmadığı süneklik düzeyinin sınırlı kabul edildiği durumda gevrek güç tükenmesini önlemek için, gevrek güç tükenmesine sebep olan kesit etkisinin Dayanım Fazlalığı Katsayısı ile arttırılarak kesit geometrisinin belirlenmesi ve donatısının hesaplanması öngörülmüştür.

Taşıyıcı sistemin sünekliği ile ilgili kabul edilebilecek bu katsayı, taşıyıcı sistem türüne bağlı olarak 2,0, 2,5 , 3,0 olarak verilmiştir.

Kolon ve kiriş sarılma bölgelerinde sargı donatısının bulunması betonun sünekliği yanında betonun enine şekil değiştirmesinin de geciktirdiği için betonun dayanımı da artırır ve dolayısıyla kesitin dayanımını da artırır.

Dayanım fazlalığı katsayısı taşıyıcı sistem elemanlarının yüksek veya sınırlı düzeyde sünek davranışına karşı gelen (eğilme momenti, çekme kuvveti vb) azaltılmış iç kuvvetlerin hesabında kullanılmaz. D=1

Taşıyıcı sistem elemanlarının sünek olmayan davranışına karşı gelen (betonarme elemanlarda kesme kuvveti, çelik elemanlarda birleşime etkiyen kuvvetler vb) azaltılmış iç kuvvetler için Dayanım fazlalığı katsayısı çarpan olarak kullanılır. (D>1)

Süneklik düzeyi yüksek taşıyıcı sistemlerde D katsayıları ile büyütülen iç kuvvetler, kapasite tasarımı ilkesi’nin gereği olarak izin verilen kesitlerdeki akma durumu ile uyumlu iç kuvvetlerden daha büyük alınmaz. Örneğin kirişlerdeki kesme kuvveti.

Rijit perdelerle çevrelenen bodrumların bulunduğu binalarda bodrum katlarının bulunduğu alt bölümde (R/I)=2,5 ve D=1,5 alınacaktır. Sünek olmayan davranış sebebiyle deprem yükünün azaltılması sınırlandırılmış olur.

Süneklik düzeyi sınırlı kolon, kiriş ve perdelerde, düşey yükler ve Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile artırılarak hesaplanmış deprem etkilerinin ortak etkisi altında elde edilen kesme kuvveti Vd, enine donatı hesabında esas alınır.

Kirişli ve kirişsiz döşemeli binaların döşemelerindeki düzlem içi eksenel ve kayma gerilmeleri, elastik diyafram kabulü ile hesaplanır. Bu binaların döşemelerinde deprem etkisi altında oluşan düzlem içi ortalama çekme, basınç ve kayma gerilmelerine Dayanım Fazlalığı Katsayısı D uygulanır.

Bodrumsuz binalarda veya bodrumlu binalarda kritik perde yüksekliğinin temel üst kotundan başladığı durumlarda;

a-Perdeden temele aktarılan eğilme (devrilme) momenti, perde taban kesitindeki eğilme momentinin üst bölüme ait D katsayısı ile çarpımından elde edilir. Ancak bu eğilme momenti, süneklik düzeyi yüksek perdelerde perde tabanındaki akma momentinden daha büyük alınmaz. ((üst sınır)

b-Perdelerin diğer iç kuvvet birleşenleri ve kolon gibi diğer elemanlardan temele aktarıalacak iç kuvvetler, 0,6D üst ile çarpılarak büyütülmesi ile elde edilir.

A2 ve A3 düzensizliklerinin bulunduğu kirişli döşemeli binalarda, döşemelerde, deprem yüklerini döşemeden perdeye aktaran kirişlerin kesit hesabında kirişlerde oluşan eksenel basınç ve çekme kuvvetleri Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile gözönüne alınır.

Kirişsiz döşemeli binalarda ve deprem yüklerinin döşemelerden düşey taşıyıcı elemanlara güvenli bir şekilde aktarıldığının hesapla gösterilmesi gereken kirişli döşemeli binalarda, döşemeden projeye kuvvetli doğrultuda aktarılacak deprem kuvveti, Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile gözönüne alınır.

Kirişsiz döşemelerde ve kirişli plak temellerde zımbalama kontrolü, sonlu eleman modeli çözümünden elde edilen düşey yüklerle beraber Dayanım Fazlalığı Katsayısı D ile büyütülmüş olan deprem etkileri altında oluşan düşey doğrultudaki kayma gerilmesi esas alınarak yapılır.

TBDY Eğitim El Kitabında Dayanım Fazlalığı Katsayısı (D) şu şekilde açıklanmıştır;

Dayanım Fazlalığı Katsayısının kullanılması, sünek olmayan (gevrek) davranışa karşı gelen iç kuvvetlerin, azaltılmış tasarım dayanımı düzeyinden akma dayanımı düzeyine, yani gerçek dayanım düzeyine çıkarılması için büyütülmesine karşı gelmektedir. Bu büyütme sayesinde, özellikle betonarme elemanlarda yeterli kesme dayanımı sağlanmakta, böylece sistemde göçmeye neden olabilecek gevrek kesme hasarı önlenmektedir.

Gerçekten akma dayanımı, betonarme ve çelik yönetmeliklerine göre hesaplanan taşıma gücünden daima daha büyüktür. Örneğin betonarme yönetmeliği TS-500’e göre taşıma gücü hesabında beton ve donatı çeliğinin tasarım dayanımları, karakteristik dayanımların ilgili malzeme güvenlik katsayılarına (sırası ile 1.5 ve 1.15) bölünmesi ile elde edilir. Esasen karakteristik dayanımlar da ortalama dayanımlara göre daha küçüktür. Aynca beton ve çelik üreticileri, kendilerini güvenceye almak için daima daha yüksek dayanımlı malzeme üretme eğilimdedirler. Yönetmeliklerde çeliğin yüksek şekildeğiştirmeler altında dayanımının artma özelliği (pekleşme özelliği) kesit tasarımı hesaplarında ihmal edilir. Öte yandan yönetmeliğe göre kullanılması zorunlu olan sargı donatıları betonun basınç dayanımını önemli ölçüde arttırmalarına karşın, bu artış kesit taşıma gücü hesabında dikkate alınmaz. Nihayet, hesap gerektirmese bile yönetmelikler, kesit boyutları ve donatı oranları için belirli minimum koşullar empoze ederler. Bütün bu faktörler, betonarme ve çelik yönetmeliklerine göre hesapladığımız tasarım dayanımının gerçekte ondan daha büyük bir akma dayanımına karşı geldiğini göstermektedir. Dayanım Fazlalığı Katsayısı (İngilizcesi Overstrenght Factor) bu farklılığı ifade etmek amacı ile tanımlanmıştır.

TBDY 2018’de yapılan perde tanımı;

Perdeler, planda uzun kenarının kalınlığına oranı en az altı olan düşey taşıyıcı sistem elemanlarıdır.

Enkesit şekli I, T, L, U veya C olan betonarme perdelerde, her bir doğrultuda en az bir perde kolu bu koşulu sağlamalıdır. Aksi durumda, taşıyıcı sistem elemanı o doğrultuda perde olarak sayılmaz. (Perde duvar nedir?)




Bir düşey taşıyıcı elemanın perde olarak kabul edilmesi için en güvenilir veri perdenin deprem kuvvetleri altındaki moment diyagramına bakmaktır. Taşıyıcı elemanın moment diyagramının bir konsol davranışı gibi görünmesi, yani bina boyunca tabana doğru gittikçe artan bir grafik sergilemesi o taşıyıcı elemanın perde olarak davrandığının kanıtıdır. Ancak kat içerisinde moment yön değiştiriyor ise bu durumda taşıyıcı eleman bir kolon olarak değerlendirilir. (Betonarme Perdelerin Davranışları ve Özellikleri)

Perde uç bölgelerinin birer kolon gibi, aralarındaki gövde bölgesinin ise çok rijit bir kiriş gibi modellendiği kayma çerçevesi modelleri perdeler için kullanılmayacaktır.

Ancak bağ kirişli (boşluklu) perdelerde L/b≥6 koşulu aranmayabilir.

Enkesit şekli T, L, U veya C olan perdelerde perde kollarının ayrı ayrı modellenip hesaplandığı modelleme teknikleri perdeler için kullanılmayacaktır.

Enkesit şekli dikdörtgen, I, T, L, U veya C olan betonarme perdeler hem düzlem içi, hem de düzlem dışı yerdeğiştirmelere ilişkin serbestlik derecelerini içeren kabuk sonlu elemanlarla modelleneceklerdir. Sonlu eleman boyutları, iç kuvvet dağılımının yeterli doğrulukta hesaplanmasını sağlayacak şekilde yeterince küçük parçalar halinde seçilmelidir.

Σ Ag/Σ Ap≥0.002

Vt/ Σ Ag≤0.5 fctd

Yukarıdaki her iki koşulun da sağlandığı durumda perde kalınlığı, binadaki en yüksek katın yüksekliğinin 1/20’sinden ve 200 mm’den az olmayacaktır.

Bunun dışında dikdörtgen ve U, L ve T gibi perdelerin gövde bölgesindeki perde kalınlığı kat yüksekliğinin 1/16’sından ve 250 mm’den küçük olmayacaktır.

Dikdörtgen perde veya perde kolu kalınlığı perdenin veya perde kolunun plandaki yanal doğrultuda tutulmamış boyunun 1/30’undan küçük olmayacaktır.

Perde kolu her iki ucundan yanal doğrultuda bir perde ile tutulu ise, perde kolu kalınlığı kat yüksekliğinin 1/20’sinden ve 250 mm’den küçük olmayacaktır.

Perdeli Çerçeve Betonarme Taşıyıcı Sistemler

Asmolen-dişli döşeme sistemleri perde içerdikleri zaman süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistem, perde içermedikleri zaman süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistem olarak isimlendirilmekteydi. Burada perdeden kasıt; “süneklik düzeyi yüksek betonarme bağ kirişli (boşluklu) ve/veya boşluksuz perdeler veya süneklik düzeyi yüksek çelik dışmerkez ve/veya merkezi çaprazlı çerçeveler”dir.

Süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler yani “perde içermeyen asmolen-dişli döşeme sistemler” yalnızca DTS=3 ve 4 olan sistemlerde kullanılabilmektedir.

Süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistemler yani perde içeren asmolen-dişli döşeme sistemler DTS= 3a, 4a, 1, 2, 3, 4 olan sistemlerde kullanılabilmektedir.

Süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler ile süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistemler için bina yükseklik sınıfları olarak BYS≥6 olması zorunluluğu getirilmiştir.

Bu durumda BYS= 6, 7 ve 8 olan sistemlerde maksimum bina yüksekliği DTS =1, 1a, 2, 2a için (1. ve 2. derece deprem bölgesi olarak düşünelim) 17,50m, DTS =3, 3a, 4, 4a  için  (3. ve 4. derece deprem bölgesi olarak düşünelim) 28 m olarak belirlenmiştir.

*Bina yüksekliği en az 3 tarafı bodrum perdeleri ile çevrili katlar için, bodrum kat üzeri döşeme itibariyle, en az  3 tarafı bodrum perdeleri ile çevrili olmayan binalar için temel üst katından itibaren saçak seviyesine kadar belirlenmektedir.

Kat yüksekliklerini 3m olarak düşünürsek DTS =1, 1a, 2, 2a için maksimum 5 kat (5kat+2,5m), DTS =3, 3a, 4, 4a  için maksimum 9 kat (9kat+1m) olarak sınırlandırılmıştır.

Bunlar, BYS, DTS gibi kavramlara şu an için yeterince aşina olmadığımız için anlaşılması oldukça zor sınırlandırmalar gibi dursa da, yapının plandığı bölge, yapı kullanım amacı ve bina yüksekliği bilgileri elimizde olduğunda ilgili tablolardan bu verilerin ve bilgilerin ayırt edilmesi oldukça kolay olmaktadır. Yukarıda olduğu gibi her koşula uygun bir şekilde açıklama yapılmaya çalışıldığında durum olduğundan daha karmaşık görünmektedir.

Göreli kat ötelemelerinin sınırlamasında duvar ve taşıyıcı düşey eleman arasındaki Dolgu Duvarları İçin Esnek Derz Uygulaması olup olmamasına göre ilgili sınırlar değişmektedir.

Buna göre tüm hesaplamalarda göreli kat ötelemeleri değerlerine ihtiyaç duyduğumuz her an bu kavramla karşılaşmış olacağız.

DD-3 ve DD-4 deprem yer hareketleri altında dolgu duvarın hasar görmesinin engellenmesi amacı ile gevrek dolgu duvarlar ile bitişik olduğu kolonlar/perdeler arasında esnek derzler oluşturulur.

Bu derzler, duvarın şekildeğiştirmesini engellemeyen esnek bir malzeme ile doldurulmalıdır.

Esnek derz, kolon/perde yüksekliği boyunca kolon/perde iç yüzlerine ve üst kiriş/döşeme alt yüzüne ankraj ile bağlanan bir C-profil ile sağlanmaktadır. Bu profil aynı zamanda deprem sırasında duvarın düzlem dışı hareketini de engellemektedir. Dolgu Duvarları İçin Esnek Derz Uygulamasıda yangın, ısı, ses ve su yalıtımına ilişkin önlemler ayrıca alınmalıdır.

TBDY 2018-  4.9.1.3’te belirtilen etkin göreli kat ötelemeleri şu şekilde sınırlandırılmıştır;

a)Gevrek malzemeden yapılmış boşluklu veya boşluksuz dolgu duvarlarının ve cephe elemanlarının çerçeve elemanlarına, aralarında herhangi bir esnek derz veya bağlantı olmaksızın, tamamen bitişik olması durumunda;

λ δ_i,max/h_i ≤ 0.008 κ

b) Gevrek malzemeden yapılmış dolgu duvarları ile çerçeve elemanlarının aralarında esnek derzler yapılması, cephe elemanlarının dış çerçevelere esnek bağlantılarla bağlanması veya dolgu duvar elemanının çerçeveden bağımsız olması durumunda:

λ δ_i,max/h_i ≤ 0.016 κ

(λ = Göreli kat ötelemelerinin sınırlandırılmasında kullanılan ampirik katsayı )

(δ_i,max =deprem doğrultusu için, binanın i’inci katındaki etkin göreli kat ötelemelerinin kat içindeki en büyük değeri)

(κ = İzin verilen göreli kat ötelemelerinin tanımında betonarme ve çelik taşyıcı sistemler için farklı olarak kullanılan katsayı, betonarmede=1, Çelikte=0,5 alınacaktır.)

(h_i = i’inci katın yüksekliği)

Deprem yüklerinin tamamının bağlantıları tersinir momentleri aktarabilen çelik çerçevelerle taşındığı tek katlı binalarda, yukarıdaki denklemler ile tanımlanan sınırlar en çok %50 arttırılabilir.

Bu yönetmelik kapsamında yapılacak tüm betonarme binalarda C25’ten daha düşük dayanımlı beton kullanılamaz. TDY 2007’de C20 olarak belirtilen bu en düşük beton dayanım sınıfı bu yönetmelikle artırılmış oldu.

Ayrıca Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğ kapsamında yapılacak tüm betonarme binalarda, TS 500’deki tanıma göre nitelik denetimli, bakımı yapılmış ve vibratörle yerleştirilmiş beton kullanılması zorunludur. Ancak, kendiliğinden yerleşen beton da kullanılabilir.

TS 500’de;

Beton Sınıfları ve Betonun Basınç Dayanımı Betonun tanımlanması ve sınıflandırılması basınç dayanımına göre yapılır. Basınç dayanımı, çapı 150 mm ve yüksekliği 300 mm olan standard deney silindirlerinin 28 gün sonunda, TS 3068 e uygun biçimde denenmesiyle elde edilir. Beton karakteristik basınç dayanımı fck, denenecek silindirlerden elde edilecek basınç dayanımlarının bu değerden düşük olma olasılığı belirli bir oran (genellikle %10) olan değerdir. Gerektiğinde basınç dayanımı, küp deneylerinden de elde edilebilir. Böyle durumlarda, karakteristik basınç dayanımı fck, geçerliliği deneylerle kanıtlanmış katsayılarla dönüştürülür. Bu amaçla, boyutları 200 mm olan küp için fck değerleri, Çizelge 3.2 de verilmiştir. Boyutları 150 mm olan küp için bu değerler yaklaşık olarak %5 artırılır.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde ayrıca; deprem etkisini karşılayacak betonarme elemanlarda; TS EN 206’da belirtilen betonlardan C25 ila C80 beton sınıfları arasındaki beton sınıfları kullanılacaktır. Özel amaçlarla kullanım için beton basınç dayanımının 28 günden farklı yaşlarda tayin edilmesine ihtiyaç duyulması halinde TS EN 206 esas alınacaktır.

Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım (ŞGDT) yaklaşımında;

1- Mevcut veya daha önce ön tasarımı yapılmış taşıyıcı sistem elemanlarının doğrusal olmayan modelleme yaklaşımları ile uyumlu iç kuvvet –şekildeğiştirme bağıntıları belirlenir.

2- Öngörülen performans hedef(ler)i ile uyumlu olarak seçilen deprem yer hareket(ler)i altında, taşıyıcı sistemin statik veya zaman tanım alanında dinamik artımsal yöntemlerle hesabı yapılır, doğrusal olmayan sünek davranışa ilişkin şekildeğiştirme talepleri ile gevrek davranışa ilişkin dayanım talepleri elde edilir.

3- Elde edilen şekildeğiştirme ve iç kuvvet talepleri, öngörülen performans hedef(ler)i ile uyumlu olarak tanımlanan şekildeğiştirme ve dayanım kapasiteleri ile karşılaştırılır.

4- Mevcut binalar için, şekil değiştirme ve dayanım taleplerinin bunlara karşı gelen şekil değiştirme ve dayanım kapasitelerinin altında olduğu veya onları aştığı gösterilerek şekil değiştirmeye göre değerlendirme tamamlanır.

5- Yeni yapılacak veya güçlendirilecek mevcut binalar için şekil değiştirme ve dayanım talepleri, bunlara karşı gelen şekil değiştirme ve dayanım kapasitelerinin altında ise şekil değiştirmeye göre tasarım tamamlanır. Aksi durumda eleman kesitleri değiştirilir ve hesap tekrarlanarak yeniden değerlendirme yapılır ve bu şekilde şekil değiştirmeye göre tasarım sonuçlandırılır.

Şekildeğiştirmeye Göre Tasarım/Değerlendirme (ŞGTD) yaklaşımında:

• Öngörülen performans hedefleri ile uyumlu deprem yer hareketleri altında taşıyıcı sistemin hesabı yapılır.

• Sünek davranışa ilişkin şekildeğiştirme talepleri ve gevrek davranışa ilişkin dayanım talepleri elde edilir.

• Elde edilen şekildeğiştirme ve iç kuvvet öngörülen performans hedefleri ile uyumlu olarak tanımlanan şekildeğiştirme ve dayanım kapasiteleri ile karşılaştırılır.

Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım (ŞGDT) kapsamında kullanılacak doğrusal olmayan hesap yöntemleri,

• İtme Yöntemleri (Tek Modlu, Çok Modlu)

• Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi’dir.

Kullanım sınırları:

• Tek Modlu İtme Yöntemleri, Bina Yükseklik Sınıfı BYS ≥5 olan ve belirli koşulları sağlayan binalar için kullanılabilir.

• Çok Modlu İtme Yöntemleri ise BYS ≥2 olan tüm binalar için kullanılabilir.

• Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi, tüm binaların deprem hesabında kullanılabilir. Bu yöntemin TBDY Bölüm 13’e göre yüksek binalar (Tablo 3.3’te BYS =1  olan binalar) için kullanımı zorunludur.

Doğrusal Olmayan Hesap için Taşıyıcı Sistem Modellenmesi Koşulları

• Model 3 boyutlu olmalı.

• Birbirine dik iki yatay doğrultudaki deprem etkisi daima gözönüne alınır.

• Eksenel kuvvetlerin şekildeğiştirmiş taşıyıcı sistemde meydana getirdiği ikinci mertebe etkileri gözönüne alınmalıdır.

• Yeni yapılacak binaların şekildeğiştirmeye göre değerlendirilme ve tasarımında beton ve donatı çeliği ile yapı çeliğinin beklenen (ortalama) dayanımları esas alınır.

Beklenen(Ortalama)MalzemeDayanımları

Beton fce=1.3fck

Donatı Çeliği fye=1.2fyk

Kirişler ve kolonlar çubuk elemanlar ile modellenecektir.

Doğrusal olmayan davranış;

• Elemanın uçlarında tanımlanan sonlu plastik şekildeğiştirme bölgelerinde yığılı plastik davranış modeli

• Yayılı plastik davranış modeli ile modellenebilir.

Deprem hesabının zaman tanım alanında doğrusal olmayan yöntem ile yapılması durumunda ve Bölüm 13 kapsamındaki yüksek binalarda boşluksuz ve bağ kirişli (boşluklu) perde parçaları için plastik mafsal modeli kullanılmayacaktır.
Bu elemanlar için kesit hücresi (lif) modelinin kullanılması zorunludur.

Kesit içinde betonun yeteri kadar küçük hücrelerle, çelik donatı çubuklarının ise tekil olarak modellendiği ve her bir hücrede doğrusal olmayan eksenel gerilme-birim şekildeğiştirme bağıntılarının çevrimsel olarak gözönüne alınabildiği kesit hücresi (lif) modeli, uygulamada özellikle betonarme perdelerindoğrusalolmayanmodellemesi içinkullanılabilir. Bu modelle, karmaşık kesitli (T, L, U veya C şeklinde) betonarme perdelerde planda enkesit çeşitli bölgelere ayrılabilir, düşey doğrultuda da perde boyunca sonlu uzunlukta parçalar gözönüne alınarak her bir perde kolundaiki boyutlubirsonluelemanağı oluşturulabilir.

Bağ kirişli (boşluklu) perdelerin bağ kirişlerinin doğrusal olmayan modelleri göre çubuk eleman olarak veya özel modelleme yöntemleri ile gerçekleştirilebilir.
Özel durumlar dışında, bina çevresindeki bodrum perdelerinin ve bina döşemelerinin doğrusal olmayan modellemesi gerekli değildir.

Bu sınırlar her ne kadar TDY 2007 için dikdörtgen kesitli kolonlar için en küçük enkesit boyutu 25 cm ve enkesit alanı 75000mm2 ve dairesel kesitli kolonların en küçük çapı ise 30 cm olsa da bu miniumum kolon boyutları tercih edilmemekteydi.

DGT hesap esaslarına göre yapılan bina tasarımlarında yeni yönetmelikle birlikte etkin kesit rijitliklerinin dikkate alınmasının zorunlu hale gelmesiyle, eğilme rijitlikleri kolonlar için %30, kirişler için %65 mertebelerinde azaltılarak bina tasarımı yapılacaktır. Bunun sonucunda bina çözümlerinde elde edilen yatay deplasman değerleri önemli ölçüde artacaktır. Ötelenmenin belirleyici kriter olduğu yapılarda yeterli rijitliğin sağlanabilmesi için eleman boyutlarının arttırılması gerekecektir.

Etkin Kesit Rijitliklerinin azaltılması (4.5.8 ve tablo 4.2) ve A_c ≥ N_dm/(0.40f_ck) formülasyonundaki TDY2007’ki 0.50 katsayısının TBDY2018 ile 0.40’a düşürülmesi vb gibi değişiklikler ile kolon enkesitlerinin artırılması yönünde birçok adım atılarak yapının dayanımının artırılması hedeflenmiştir.

Dayanım Kriteri

Taşıyıcı sistem elemanları ile birleşim ve ek detayları, güvenli taşıma kapasiteleri dış yükler ve deprem yükü azaltma katsayısı ile azaltılmış deprem etkilerinden oluşan toplam iç kuvvetlere eşit veya daha büyük olacak şekilde boyutlandırılır.

Rijitlik Kriteri

Eşit yerdeğiştirme kuralı uyarınca, deprem yükü azaltma katsayısı ile bölünmemiş elastik deprem yüklerinden oluşan yatay yerdeğiştirmeler ve göreli kat ötelemelerinin kendilerine ait sınır değerleri aşmaması sağlanır.

Sistem Sünekliğinin Sağlanması

Sistem Sünekliği: Taşıyıcı sistemin önceden belirlenen bazı kesitlerinin yeterli düzeyde plastik şekil değiştirme kapasitesine sahip olması, böylece deprem enerjisinin bu kesitlerin plastik şekil değiştirmeleri ile sönümlendirilmesidir.

Sistem Sünekliğinin Sağlanması Koşulları

-Bina taşıyıcı sistemi için uygun bir mekanizma durumu seçilmesi,

-Plastik kesitlerin yeterli düzeyde plastik şekil değiştirme kapasitesine sahip olması,

-Gevrek göçme meydana gelmemesi.

TBDY-Dayanıma Göre Tasarım- Genel İlkeler ve Performans Hedefleri

TDY 2007 çirozların her iki ucunda mutlaka boyuna donatıyı sarması koşulu verilmişken TBDY2018 ile çirozların her iki uçlarında mutlaka boyuna donatıları ve dış etriyeyi sarması koşulu verilmiştir. Dolayısıyla çirozların etriyeyi de sararak, etriyenin ilgili yükler altında açılması kısmen zorlaştırılmış olup kolonların ve dolayısı ile sistemin süneklik kapasitesinin artması sağlanmıştır.

Çirozlar ile ilgili diğer tüm kurallara aşağıdaki  bağlantıdan ulaşabilirsiniz;

Çiroz Nedir? Çiroz Donatısı Nasıl Bağlanır?

Asmolen döşemeli sistemler, perde duvar içermiyorsa bu sistemler süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistem olarak kabul edilir ve bu yalnızca DTS=3 ve DTS=4 olan binalarda kullanılacaktır.

Dolayısıyla DTS=1 ve DTS=2 için asmolen-dişli döşemelerde perde kullanılması zorunlu hale getirilmiştir.  (DTS=1a ve 2a için perde olsa dahi asmolen sistem yapılamaz DTS=3a ve 4a için perde bulunuyorsa yapılabilir ) Bu sistemler süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistem olarak adlandırılmıştır.  Tam olarak aynı kavramı ifade etmese de daha kolay anlaşılması açısından DTS=1 ve DTS=2’yi eski yönetmeliğe göre 1. derece ve 2. derece deprem bölgeleri olarak düşünebiliriz.

Bu koşullara ek olarak Bina Yükseklik Sınıflarında (BYS) sınırladırmalara gidilmiştir. (BYS≥6)

Getirilen bu koşul ile ilgili Deprem Tasarım Sınıflarında asmolen döşemeli taşıyıcı sistemlerin cezalandırılıp, yapı güvenliği açısından daha uygun hale getirilmesi, sistemin perdeler aracılığı ile sünekliğinin artırılması sağlanmıştır.

TBDY 4.3.4.3 maddesi tam olarak şu şekildedir;

Deprem etkilerinin tamamı moment aktaran süneklik düzeyi sınırlı betonarme çerçevelerle karşılanan taşıyıcı sistemler sadece DTS=3 ve DTS=4 olan binalarda kullanılacaktır. Dolgulu (asmolen) veya dolgusuz tek doğrultulu dişli döşemeli betonarme çerçevelerden oluşan taşıyıcı sistemler de, perde içermedikleri takdirde, süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler olarak sınıflandırılacak ve sadece DTS=3 ve DTS=4 olan binalarda kullanılacaktır. Bu tür taşıyıcı sistemler, süneklik düzeyi yüksek betonarme bağ kirişli (boşluklu) ve/veya boşluksuz perdeler veya süneklik düzeyi yüksek çelik dışmerkez ve/veya merkezi çaprazlı çerçeveler ile birlikte düzenlenerek süneklik düzeyi karma sistemler olarak yapılabilir.

Ayrıca A2. Süneklik Düzeyi Karma Taşıyıcı Sistemler in tümünde  4.3.4.1 ve  4.3.4.6 koşullarına atıfta bulunularak, sınırlamalar hatırlatılmıştır;

4.3.4.1 – Süneklik düzeyi sınırlı ve karma sistemlerle ilgili olarak;
(a) DTS=1a, DTS=2a, DTS=3a ve DTS=4a olarak sınıflandırılan binalarda süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler kullanılamaz. Bu tür taşıyıcı sistemlerle ilgili diğer sınırlamalar 4.3.4.3’te belirtilmiştir.
(b) BYS ≤ 6 olan ve DTS=1a ve DTS=2a olarak sınıflandırılan binalarda süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistemler kullanılamaz.

ve

4.3.4.6 – Betonarme ve çelik süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistemlerde, süneklik düzeyi yüksek bağ kirişli (boşluklu) veya boşluksuz betonarme perdeler ile merkezi, dışmerkez veya burkulması önlenmiş çelik çaprazlı çerçevelerin tabanında deprem yüklerinden meydana gelen devrilme momentlerinin toplamı, binanın tümü için deprem yüklerinden tabanda meydana gelen toplam devrilme momentinin %75’inden az olmayacaktır:
ΣMDEV ≥ 0.75Mo
Bu koşulun sağlanamaması durumunda, Tablo 4.1’de deprem etkilerinin tamamının süneklik düzeyi sınırlı çerçevelerle karşılandığı durumlar için tanımlanan R ve D katsayıları ile izin verilen en üst BYS dikkate alınacaktır.

Dolayısıyla asmolen döşeme sistemlerine perde koymak yetmemekte, perdelerin devrilme momentlerinin en az %75’ini karşılaması gerekmektedir.

Yukarıda belirtilen koşullar tek yönlü asmolen-dişli döşemeler için geçerli olup çift yönlü asmolen-dişli döşemeler için geçerli değildir.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile TDY2007 arasında kirişlerin enine donatıları yani etriye koşullarında yeni eklenen farklı bir ifade bulunmaktadır.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne eklenen bu yeni koşulda;

“Kiriş eksenine dik doğrultuda etriye kolları aralığı 350 mm’yi aşmayacaktır.” ifadesi bulunmaktadır.

Bu ifadeye göre 40 cm genişliğinden itibaren her kirişte çift etriye uygulanması zorunlu olup, uygulanan etriye tipine ve paspayına bağlı olarak 70 cm ve 105 cm genişliklerinden sonra 3. bir etriye uygulanması gerekmektedir.

Bu durum özellikle mütemadi temel/sürekli temel kirişleri başta olmak üzere tüm kiriş imalatları için ek bir uygulama zorluğu ortaya çıkarsa da kirişlerin süneklik kapasitelerinin, enerji sönümlenmesinin artmasıyla yapının kuvvetler altında dayanımını dolayısıyla can güvenliğini olumlu yönde etkileyecektir.

Bunun dışında TDY 2007’den aşina olduğumuz diğer kurallar TBDY’de de aynıdır.

TBDY 7.4.4 Enine Donatı Koşuları

Kiriş mesnetlerinde kolon yüzünden itibaren kiriş yüksekliğinin iki katı kadar uzunluktaki bölge, Sarılma Bölgesi olarak tanımlanır. Bu bölge boyunca 7.2.8’de tanımlanan özel deprem etriyeleri kullanılacaktır. Sarılma bölgelerinde 8 φ ’den küçük çaplı enine donatı kullanılmayacak ve ilk etriyenin kolon yüzüne uzaklığı en çok 50 mm olacaktır. 7.4.5.3’e göre daha elverişsiz bir değer elde edilmedikçe, etriye aralıkları kiriş etkili yüksekliğinin 1/4’ünü, en küçük boyuna donatı çapının sekiz katını ve 150 mm’yi aşmayacaktır (Şekil 7.8). Sarılma bölgesi dışında, TS 500’de verilen enine donatı koşullarına uyulacaktır. Kiriş eksenine dik doğrultuda etriye kolları aralığı 350 mm’yi aşmayacaktır.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Süneklik düzeyi yüksek kolonlar için kolon boyuna donatılarının bindirmeli eklerinin kolonun serbest yüksekliğinin orta üçte birlik bölgesinde yapılmasını zorunlu kılmaktadır. (7.3.1.1) Bu koşulla kolonlarda momentin minimum olduğu bölgede boyuna donatı bindirmesi yapılacak olup, kenetlenme ile ilgili yaşanacak bir problemin, kolonun moment kapasitesine etki etmesinin önüne geçilmil olmaktadır.

Kolon boyuna donatısının bindirmeli ekinin boyu yine lb’den küçük olmayacaktır.

Ayrıca bindirmeli ek boyunca yerleştirilecek enine donatıların aralığı kolonun en küçük boyutunun 1/3’ünden ve 150 mm’den büyük olmayacaktır. Dolayısıyla minimum kolon boyutu 30 cm için maksimum etriye aralığı cm olacak, alt ve üst 1/3’lük bölgede zaten etriye sıklaştırması bulunduğundan, bir nevi tüm kolon boyunca etriye sıklaştırması yapılmış olacaktır.

Bu durum uygulamada bir takım zorluklar ortaya çıkarsa da sistemin sünekliğini dolayısıyla enerji sönümleme kapasitesini artırarak deprem etkisi altında yapının davranışını ve karşılaşacağı hasarı olumlu yönde etkileyecektir.

Türk Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), Amerikan Deprem Yönetmeliği (ASCE 7, 2002), Hint Deprem Yönetmeliği (IS 1893-1, 2002), Japon Deprem  Yönetmeliği,  Avrupa  Birliği  Deprem  Yönetmeliği  (Eurocode  8,  2004),  İran Deprem Yönetmeliği (Standart 2800, 2007)  kapsamda planda A1, A2, A3 olmak üzere 3 adet plandaki düzensizlik türü ve B1, B2, B3 olmak üzere 3  düşey doğrultudaki düzensizlik türleri incelendiğinde şu sonuçlar ortaya çıkmaktadır:

A1-Burulma Düzensizliği:

Dünya genelindeki deprem yönetmeliklerinde en fazla işlenen düzensizlik türlerinden olan burulma düzensizliğinde ASCE(AmerikanDeprem Yönetmeliği) ve Hint Deprem Yönetmelikleri daha güvenli tarafta kalıp ηb burulma katsayısı değerinin 1.20’yi geçtiği, yani burulma düzensizliğinin oluştuğu durumda yapılarda gerekli tasarım yüklerini %25 oranında arttırma yoluna  gitmiŞtir.  TBDY 2018’de  ise  2.0ηbi  değeri  aşıldığında  hesap  yönteminin değişmesi şart kularak analizlerin daha doğru yapılması gerekli bulunmuŞtur.

A2-Döşeme süreksizliği: Bina kat plan düzlemindeki boşlukların sebebiyet verdiği döşeme süreksizliği düzensizliği TBDY 2018’de boşlukların brüt kat alanının %33’ünden fazla olması durumunda oluşurken, ASCE yönetmeliği bu oranı %50’ye kadar serbest  bırakmıştır. Bu değerler düşünüldüğünde TBDY 2018’in, ASCE yönetmeliğine nazaran bu konuda daha az müsamaha gösterdiği düşünülebilir. Ancak ASCE buna karşılık yine belirli tasarım  yüklerinin %25 oranında arttırılması gerekliliğini belirterek bu müsamahayı ortadan kaldırmıştır. İran ve Hint Yönetmeliklerinde döşeme süreksizliği düzensizliği ASCE ile aynı Şekilde ele alınmıŞtır. TBDY ayrıca 1. ve 2. deprem  bölgeleri için döşemelerin deprem kuvvetlerini düşey taşıyıcı elemanlara güvenli bir şekilde aktardığının hesapla doğrulanması gerektiğini söylemektir. İncelemeler düşünüldüğünde yönetmelikler yapıların güvenliğini farklı bir biçimde göz önünde bulundurmuştur.

A3-Planda Çıkıntılar:TBDY’e göre planda çıkıntı yapan uzunluk aynı doğrultudaki toplam uzunluğun %20’sinden büyük olması durumunda bu düzensizlik meydana gelirken, ASCE ve Hint yönetmelikleri’nde bu oran %15’tir. Ayrıca yine ASCE ve  Hint  yönetmelikleri’nde tasarım yükleri %25 arttırılarak etki ettirilecektir. TDY ise 1. ve 2. deprem bölgelerindeki  yapılar için yine döşemelerin  deprem  yüklerini  kolon  ve  perdelere  doğru  bir  şekilde aktardığının  kontrol  edilmesi  gerektiğini  belirtir.Buna  göre ASCE ve Hint yönetmelikleri bu hususta Türk Bina Deprem Yönetmeliği’nden daha güvenli sınırlar koymaktadır.mDiğer bir taraftan Eurocode-8 ve   İran  standartları ise diğer yönetmeliklerin sınır değerlerine kıyasla daha tölere edilebilir bir değer ortaya koymuştur.

B1-Zayıf Kat:  Zayıf  kat  düzensizliğini  ASCE,  Hint  ve  İran  yönetmelikleri herhangi bir kattaki yanal dayanımın bir üst katın yanal dayanımına oranının %80’den az olmaması gerektiğini açıklar. TBDY bu düzensizliği daha fazla detaylandırmıştır. Eğer zayıf kat hesabı yapılan kattaki duvar kesit alanlarının toplamı bir üst kattan fazla ise duvarlar etkili kesme alanı hesabına girmez. η_ci değeri 0.6 ile 0.8 arasında çıkarsa deprem yüklemesi hesabındaki R (taşıyıcı sistem davranış katsayısı) katsayısı 1.25 η_ciile çarpılarak (V) eşdeğer deprem yükü arttırılacaktır. η_cideğerinin 0.6’dan küçük olması kabul edilemez. Bu durumda zayıf katın dayanımı ve rijitliği arttırılması gerekmektedir. Sonuç olarak TBDY diğer yönetmeliklere göre zayıf kat düzensizliği durumunu daha fazla göz önüne alıp daha detaylı şartlar koymaktadır.

B2-Yumuşak Kat: ASCE, Hint, İran, Eurocode 8,  Bulgaristan, Yeni Zelanda ve İsrail  yönetmelikleri  bu  düzensizlik  üzerinde  durmuşlardır.  Özellikle Japon yönetmeliği bu düzensizliği çok detaylı incelemiş ve konuyla ilgili birçok formülizasyon ortaya koymuştur.

B3-Taşıyıcı Sistemin Düşey Elemanlarının Süreksizliği: Birkaç yönetmelik haricinde birçok çağdaş deprem yönetmeliğinde bu düzensizlik türüne değinilmemiştir. TBDY dünya genelinde bu konu üzerinde en çok duran yönetmeliktir. TBDY’den farklı olarak ASCE ve Hint Yönetmelikleri kolonların veya perdelerin alt katlara inildiğinde kesit alanlarının azaltılmaması gerektiğini belirtir. Yönetmeliklerin bu düzensizlik hakkındaki bütün şartları düŞünüldüğünde Türk Bina Deprem Yönetmeliği bu konuda diğer ülkelerin yönetmeliklerine nazaran oldukça güvenli yaklaşımlar yapmıştır.

Kaynak: Mahmud Sami DÖNDÜREN, Abdulhamit NAKİPOĞLU
Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,  İnşaat Mühendisliği Bölümü, Konya Türkiye