betonarme yapilarda taŞiyici stem gÜvenlİĞİimoistanbul.org/imoarsiv/2013seminernotlari/... ·...

1

BETONARME YAPILARDA TAŞIYICI SİSTEM GÜVENLİĞİ

Zekai Celep

Prof. Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesihttp://web.itu.edu.tr/celep/

[email protected]

İMO Meslekiçi Eğitim SemineriBakırköy, Kadıköy, Karaköy

09-10-11 Nisan 2013

Betonarme yapılarda taşıyıcı sistem güvenliği

2


1. Malzeme güvenlik katsayıları2. Yük güvenlik katsayıları3. Betonarmede yapıların tasarım ilkesi3.1. Düşey yükler3.2. Deprem yükleri4. Mevcut betonarme yapıların deprem etkisinde değerlendirilmesi4.1. Doğrusal olan yöntem4.1.1. Tek modlu uygulama4.1.2. Çok modlu uygulama4.2. Doğrusal olmayan yöntem4.2.1. Statik itme yöntemi4.2.2. Zaman tanım alanında çözüm5. Riskli bina belirleme yöntemi6. Değerlendirme


3

Malzeme güvenlik katsayıları


Beton: fc dağılımından fck nın elde edilmesi fcd=fck/1.5Donatı: fy dağılımından fyk nın elde edilmesi fyd=fyk/1.15

0 20 30 40 50 60 70

Orta

ya çık

ma

sıklığı n

%2

Karakteristikdayanım f %5ck

Ortalamadayanım f %50cm

1.64 s

f [MPa]c

s: Standart sapma

4

Malzeme güvenlik katsayıları:

TS500: fyd=fyk / s s = 1.15

fcd=fck / c c = 1.5

EC2: fyd=fyk / s s = 1.15

fcd=fck / c c = 1.5

Eğer C>C50 cx’c > 1.5

’c =1/[1.1-fck/500]

1.52> ’c > 1.67


5

2. Yük güvenlik katsayılarıTS500: 1.4 (G) ve 1.6 (Q)EC2: 1.35 (G) ve 1.5 (Q)Qk : %2 aşılma ihtimali ile belirlenir.Gk : Ortalama değerdir.


0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8

Orta

ya çık

ma

sıklığı n

Yükün karakteristikdeğeri Q %2k

Yükün ortalamadeğeri Q %50

k2Yükün sık ortaya çıkandeğeri Q %5

ko

%2

Q hareketliyük

değeri

6

EC2: Çeşitli yük değerleri:


t

Tasarım değeri : FF K

Karaktesristik değer : FK

Nadir ortaya çıkan değer : Fo K

Sık ortaya çıkan değer : F1 K

Sürekli ortaya çıkan değer : F2 K

Yük

F

7

Yük güvenlik katsayıları

EC2: g = 1.35 (G) ve q = 1.5 (Q) 2 = 0.7

Bağımsız yükler durumunda birleştirme:

1.35xG + 1.5xQ1 + 1.5x0.7xQ2 + 1.5x0.7xQ3

1.35xG + 1.5xQ2 + 1.5x0.7xQ3 + 1.5x0.7xQ1

1.35xG + 1.5xQ3 + 1.5x0.7xQ1 + 1.5x0.7xQ2


8

Yük güvenlik katsayıları

EC2: g = 1.35 (G) ve q = 1.5 (Q) 2 = 0.7

Bağımsız yükler durumunda birleştirme:


g Düzgün yayılı yük

1.35g

1.5Q1.5x0.7Q1.5x0.7Q3

1.35g 1.35g

1

2

1.5Q1.5x0.7Q1.5x0.7Q3

2

1

1.5Q1.5x0.7Q1.5x0.7Q1

3

2

Q , Q ve Q Tekil yükler1 2 3

Yükleme 1 Yükleme 2 Yükleme 3

9

Güvenlik tanımı:

Z=R-E

z

R

E

Ortalama değer:

0

z z

z

Ola

sılık

yoğ

unlu

kfo

nksi

yonu

f z

Güç tükenmesiolasılığı

f

Güç tükenmesivar

Güç tükenmesi yok

f = f - fz R E

z : Standart sapma

R: Kapasite Karşılanmabilecek etki Kabul edilebilecek sehim, çatlak genişliği

E: Karşılanması gerekli etki Oluşması beklenen sehim, çatlak genişliği

Güç tükenmesi olasılığı ile Güvenlik indeksiarasındaki bağıntı [Bir yıllık zaman dilimi]:

f

10

-2

2.3

10-3

3.1

10-4

3.7

10-5

4.2

10-6

4.7

f=

f

o

f dzz

Güç tükenmesi durumunda: = 10Kullanma durumunda: = 10

-6-3

10

3 Betonarmede yapıların tasarım ilkesi

3.1. Düşey yükler

TS500 (1.4G+1.6Q) Mr > Md = M1.4g + M1.6q

EC2 (1.35G+1.5Q) Mr > Md = M1.35g + M1.50q

• Geçici yüklemelerde gözönüne alınabilecek yükleme birleştirmesi:

• İnşaat sırasında yapıda bulunan vinç yükü,• Kazı çukuru iksa perdesi (ankrajlı perde veya kazıklı iksa),

EC2 (1.35G+1.3Q)

Mr > Md = M1.35g + M1.30q


11

Betonarme taşıyıcı sistemde düşey yükler (1.4G+1.6Q) altındakuvvete dayalı tasarım:

11

cd yd

~Doğ

rusa

lda

vranış

İç k

uvve

t(Eği

lme

mom

enti

)

Düş

ey y

ükle

r altı

nda

davr

anış

ve k

uvve

te d

ayalı t

asarım

Doğrusal elastiktaşıyıcı sistemçözümü

Kesit kapasitesif , fsuc

Şekil değiştirme(Kesit eğriliği)

1.4g+1.6q

Mr

Mu

M > M =Mr d_ Kesitin kuvvet

türünden kapasitesi>_ Yüklerin kesitten

kuvvet türünden talebi

Kullanım yüklerindetalep G+Q

Artırılmışyüklerde talep1.4G+1.6Q

Kesit tasarımkapasitesif , f

12

3.2. Deprem yükleri

Deprem Yönetmeliği Bölüm 3 (G+Q+E/Ra)Mr > Md = Mg + Mq + Me/Ra

• Sünek olmayan gevrek elemanların elastik kalması sağlanır. Bu elemanlarda iç kuvvet talepleri hesap edilerek, iç kuvvet kapasiteleri büyük tutulur.

• Elastik ötesi davranış beklenen kesitlerin sünek olması gerekir. Kolon ve kirişte kesme kuvveti dayanımı, eğilme talebinden büyük tutulur.

• Kiriş-kolon birleşim bölgesi enerji tüketimi bakımından zayıf bir bölgedir. Kesme kuvvetinden oluşabilecek elastik ötesi şekil değiştirme ve donatı aderans çözülmesi önlenmelidir.


İki halkalı zincirde sünek ve gevrek davranış

Sünek davranış Gevrek davranış


Sünekgüçtükenmesi

Gevrekhalka

Sünekhalka

Gevrekhalka

Seyrekhalka

Gevrekhalka

Sünekhalka

Gevrekhalka

Seyrekhalka

Gevrekgüçtükenmesi

Gevrek halkanınkapasitesi yüksek

Sünek halkanınkapasitesi yüksek

Deprem Yönetmeliği’nin öngörüsü:

• 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem kuvvetlerinin karşılanması (öngörülen kuvvetlerin karşılanacak şekilde, kesit boyutlarının belirlenmesi ve gerekli donatının sağlanması),• Taşıyıcı olmayan elemanlardaki hasarın ve ikinci mertebe etkilerin sınırlandırılması için, yatay yerdeğiştirmelerin sınırlandırılması,• Öngörülenden daha büyük deprem meydana geldiğinde güç tükenmesi mekanizmasının kontrolü (sünek güç tükenmesinin gevrekten önce ortaya çıkmasının sağlanması),

Neden sünek güç tükenmesi:

• Güç tükenme durumunun büyük yerdeğiştirmelerle meydana gelerek) haberli olması,• Deprem yükünün karşılanmasında elemanlar arası yardımlaşmanın sağlanması,• Güç tükenmesinin büyük enerji tüketimi ile ortaya çıkması,


15

Betonarme taşıyıcı sistemde düşey yükler ve deprem etkisi (G+Q+E) altında kuvvete dayalı tasarım:

15

Kesit kapasitesif , fsuc Mu

Azaltılmışdeprem etkisiG+Q+E/Ra

Mr

Doğrusal elastikdavranansistemdedeprem etkisinintalebi G+Q+E

Dep

rem

yük

üaz

altm

a ka

tsayısı

ile iç

kuv

vette

azal

tma

Kesitin kuvvettüründen kapasitesi

>_ Yüklerin kesittenkuvvet türünden talebi

Kullanım yüklerindetalep G+Q

Kesit tasarımkapasitesif , fcd yd

~Doğ

rusa

lda

vranış

İç k

uvve

t(Eği

lme

mom

enti

)

Düş

ey y

ükle

r ve

depr

em a

ltınd

ada

vranış

ve

kuvv

ete

daya

lı ta

sarım

Doğrusal elastiktaşıyıcı sistemçözümü

Şekil değiştirme(Kesit eğriliği)

M > M =Mr d_

g+q+e/Ra 16

4. Mevcut betonarme yapıların deprem etkisinde değerlendirilmesi

4.1. Doğrusal elastik yöntem4.1.1. Tek modlu uygulama4.1.2. Çok modlu uygulama4.2. Doğrusal olmayan yöntem4.2.1. Statik itme yöntemi4.2.1. Zaman tanım alanında çözüm

• Eğer tasarım (veya değerlendirmede) ilke, kesitlerde dış yükler altında kesitlerde talep edilen (dış etkiler altında oluşması beklenen) kesit etkileri, kesit kapasitesinde büyük olmasının sağlanması işlemi Kuvvete Dayalı Değerlendirme olarak isimlendirilir.

• Eğer tasarım (veya değerlendirmede) ilke, kesitlerde dış yükler altında beton ve donatıda oluşması beklenen kesit etkileri, ka edilebilecek sınır değerinden küçük kalmasının sağlanması olarak alınırsa, bu tür işlem Şekil Değiştirmeye Dayalı Değerlendirmeolarak isimlendirilir.


17

4.1. Doğrusal elastik yöntem:

Beklenen sünekliğin (doğrusal olmayan şekil değiştirmelerin) öngörülen sınır değerin altında kalması (Talep/Kapasite oranının sınırlandırılması):

r=Me /(Mk - Mg+q) ≤ rsınır

Yatay yerdeğiştirmelerin sınır değerin altında kalması:

(i/hi ) ≤ (i/hi )sınır

Düşey yükler (G+nQ)

ğş


18

Doğrusal elastikdavranan sistemdedeprem etkisinin talebi

r1 r2

Md

Mr1

Mr2

İç k

uvve

t (Eği

lme

mom

enti,

Yat

ay y

ük)

Şekil değiştirme(Eğrilik, Yatay yerdeğiştirme)

Küçük elastik ötesişekil değiştirme talebidurumu

r = M / Mrd

Büyük elastik ötesişekil değiştirme talebidurumu

Deprem etkisinin değişik betonarme taşıyıcı sistemlere talebi ve r katsayısı:

19

Aynı depreme etkisine maruz iki taşıyıcı sistemde r Talep/Kapasiteoranları:

19

İç k

uvve

t

Şekil değiştirme

Doğrusal elastikdavranan kesittedeprem etkisinin talebi

Md

Mr1

Mr2

Büyük elastikötesi şekildeğiştirme talebi

Küçük elastikötesi şekildeğiştirme talebi

r = M / Mr1d

r = M / Mr2d

1

2

r > r2 1

r1 r2


20

Farklı depreme etkisine maruz taşıyıcı sistemde r Talep/Kapasiteoranları:

20

r1

İç k

uvve

tŞekil değiştirme


Mr1

Md1

Md2

Mr2

r = M / Mr1d

r = M / Mr2d

1

2

r > r2 1

r2


21

r sınır değerinin bağlı olduğu parametreler:

Ra ya benzer olarak,

• Kabul edilebilecek hasar seviyesine,• (Minimum hasar, belirgin hasar, ileri hasar)

• Kesitin sünek davranış seviyesine,• Moment etkisi, kesme kuvveti etkisi, normal kuvvet seviyesi,

sargı etkisi,

• Dayanım fazlalığı sebebiyle en 1.5 sayısı kabul edilebilir.• Yeni tasarımda tek bir katsayı Ra sözkonusu iken

değerlenmedirmede her bir kesit/eleman için ayrı ayrı r katsayısı belirleniyor.


22

Bina performans düzeyinin oluşması:

• Kesit hasar durumu,(Kolon ve kirişlerin uç kesitlerindeki hasar durumu),• Eleman hasar durumu,• Kat hasar durumu,• Taşıyıcı sistem performans düzeyi,

(hasar ~= elastik ötesi şekil değiştirme durumu)

Kesithasardurumu

Elemanhasardurumu

Kathasardurumu

Taşıyıcısistemperformansdüzeyi

22


Deprem hareketi:

• Mevcut binaların deprem güvenlik ve performanslarının değerlendirilmesinde gözönüne alınmak üzere, üç farklı deprem etkisi tanımlanmıştır.

23Periyot0

2.5

TA

1.0

TB

Spe

ktra

l ivm

e

0.5

1.5

3.75

S /

(A

g)a

o

T

Tasarım depremi50 yılda aşılma olasılığı %10Dönüş periyodu 474 yıl

En büyük deprem50 yılda aşılma olasılığı %2Dönüş periyodu 2475 yıl

Kullanma depremi50 yılda aşılma olasılığı %50Dönüş periyodu 72 yıl


4.2. Doğrusal olmayan yöntem

4.2.1. Statik itme yöntemi4.2.1. Zaman tanım alanında çözüm

Kesit hasar sınırları ve bölgeleri:

• Minimum hasar sınır (MN)Kesitte elastik ötesi davranışın başlangıcına karşı gelir.

• Güvenlik sınır (GV)Kesitte dayanımın güvenli olarak sağlanabileceği durumda, elastik ötesi davranışın üst sınırına karşı gelir.

• Göçme sınır (GÇ)Kesitin göçme öncesi davranışının üst sınırına karşı gelir.

24


25

Minimumhasarsınırı(MN)

Güvenliksınırı(GV)

Göçmesınırı(GÇ)

Minimumhasarbölgesi

Belirgin(kontrollü)hasarbölgesi

İlerihasarbölgesi

Göçmebölgesi

Şekildeğiştirme

Göçme

İç k

uvve

t

M

M

M

Min

imum

has

arsı

nırı

Güv

enlik

sını

rı

Göç

me

sını

rı

25

4.2.1. Statik itme yöntemiBetonarme kesitte iç kuvvet-şekil değiştirme ilişkisi:

26

Betonarme taşıyıcı sistemde yatay kuvvet-yatay yerdeğiştirme ilişkisi:

Hemen kullanım(HK)

Cangüvenliği(CG)

Göçme öncesi(GÖ)

Yerdeğiştirme

Can güvenliği(CG)

Hemenkullanım(HK)

Göçmeöncesi(GÖ)

Dep

rem

yükü

Taşıyıcısistem

Göçme

26

27

Plastik mafsal dönmesi

B

yM

KesitA

Kesit B

uM

uM

yM

plastik eğriliklerinbulunduğu kesitler

KesitA

Kesit B

p

B

=M / EI=uy A

plastik eğrilikdeğişimi

p

Eğilmemomentideğişimi

Eğrilikdeğişimi


28

Eşdeğer plastik mafsal parametreleri:lp : plastik mafsal boyu

t toplam eğrilik

p plastik eğrilik

y : akma eğriliği

p : plastik dönme

pl

opp

peşdeğerpp

dxx

)(

max

Kolon Kolon

Kiriş

Kiriş

Plastikleşmeninbir kesitteyoğunlaştırılması

Plastik mafsal kabulü: Plastikleşmenin birkesitte yoğunlaştırılması

t e p= +

Kiriş

Kiriş

t e p= +

Plastikleşmeboyu

KesitA

Kesit B

Çember kiriş dönmesi

ch y

ch y

Şekil değiştirmemişkolon sistemi

Elastik ve plastikşekil değiştirme

Yatay kuvvet yok Elastik yatayyerdeğiştirme

Artan yatay kuvvetve yerdeğiştirme

Artan yatay kuvvetve yerdeğiştirme

ch p

Elastik şekildeğiştirme

Elastik ve plastikşekil değiştirme

ch y

d dy p

ch y

ch ph

ch pch y

ch y

ch p

d +y dpd +y


EC8 de hasar sınırları (Kiriş dönmesine bağlı):

Minimum Hasar Sınırı (MN) 0plch ych

Güvenlik Sınırı (GV) pl

umpl

ch 75.0 Göçme Sınırı (GÇ) pl

umpl

ch

35.02.03.0

1

1 )2/

()(0145.08.1

1

kolon

katc

stoplam

sum h

hf

AAA


EC8 de hasar sınırları (Kiriş dönmesine bağlı):

Sınır değerler:

a. Donatı alanlarını içeren terim kesitte basınç donatısının sünekliğe olumlu etkisi gözönüne alınır.

b. Son terim ise narinlikle eğilme momenti etkisinin etkili olması durumunda sünekliğin artması gözönüne alınır.

c. Kesitte normal kuvvetin etkili olması durumunda sünekliğin azalması

ile çarparak gözönüne alınır.

a. Şekil değiştirmeye dayalı hesapta sınırların, kuvvete dayalı hesaba göre daha değişken olması, yöntemin yerleşmesi için karşılaştırmalı hesaplar yapılması gerektiğine işaret etmektedir.

35.02.03.0

1

1 )2/

()(0145.08.1

1

kolon

katc

stoplam

sum h

hf

AAA


/( )0.25N f Ac c

32

5. Riskli bina belirleme yöntemi

Afet Riski Altındaki Alanların Dönüştürülmesi Hakkında Kanun(Kanun No. 6306 Kabul Tarihi: 16.05.2012 )Afet riski Altındaki Alanların Dönüştürülmesi Hakkında Kanunun

Uygulama Yönetmeliği(Sayı No: 28374, Kabul Tarihi: 04.08.2012 )

Riskli bina:

• Riskli alan içinde veya dışında olup ekonomik ömrünü tamamlamış olan veya yıkılma veya ağır hasar görme riski taşıdığı ilmî ve teknik verilere dayanılarak tespit edilen bina,

Riskli bina tanımındaki belirlenmesi kolay olmayan parametreler:

• Ekonomik ömrünü tamamlamış,• Yıkılma veya ağır hasar görme tehlikesi var.


Riskli alan:

• Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal kaybına yol açma riski taşıyan, Bakanlık veya İdare tarafından Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığının görüşü de alınarak belirlenen ve Bakanlığın teklifi üzerine Bakanlar Kurulu tarafından kararlaştırılan alan

Riskli Alan tanımındaki parametreler:

• Riskli bina bulunan alan,• Yeterli ulaşım yolları bulunmayan alan,• Uygulama bütünlüğü bakımından riskli alana sokulan alan;• Zeminde sıvalaşma, helayan bulunan alan,• ….


Riskli bina tanımı:• Yıkılma veya ağır hasar görme tehlikesi bulunan bina,

Tekil riskli bina tanımı:• Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal kaybına

yol açma riski taşıyan, Bakanlık veya İdare tarafından Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığının görüşü de alınarak belirlenen ve bakanlığın teklifi üzerine Bakanlar Kurulu tarafından kararlaştırılan alanda bina,

Riskli alanda riskli bina tanımı:• Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal kaybına

yol açma riski

Bu yönetmelik yığma binalar ve bina yüksekliği 25m veya zemin döşemesi üstü 8 katı geçmeyen betonarme binaların risk belirlemesi için kullanılır.

Daha yüksek katlı binaların risk belirlemesi için DBYBHY’de belirtilen yöntemler kullanılacak ve göçme öncesi performans düzeyini sağlamayan bina riskli olarak kabul edilecektir.


35

Riskli bina belirleme yöntemi

Bu yönetmelik yığma binalar ve bina yüksekliği 25mveya zemin döşemesi üstü 8 katı geçmeyen betonarme binaların risk belirlemesi için kullanılır.

Daha yüksek katlı binaların risk belirlemesi için DBYBHY’de belirtilen yöntemler kullanılacak ve göçme öncesi performans düzeyini sağlamayan bina riskli olarak kabul edilecektir.


36

Riskli bina:

Riskli bina(RB)

Dep

rem

yük

ü

Hemenkullanım(HK)

Cangüvenliği(CG)

Göçmeöncesi(GÖ)

Yatayyerdeğiştirme

Taşıyıcısistem

Hemen kullanım(HK)

Göçme öncesi(GÖ)

Can güvenliği(CG)

Göçme


37

Riskli binanın değerlendirilmesi:

Röleve ve bilgi düzeyi

• Binanın mevcut taşıyıcı sistem özellikleri için sadece kritik kat rölevesi yeterlidir.

• Kritik kat, rijitliği alt katlara oranla küçük olan, betonarme çevre perdeleri bulunmayan veya yanal ötelenmesi zemin tarafından tutulmamış en alt bina katıdır.

• Taşıyıcı sistem bilgi düzeyi: Asgari (0.9) veya Kapsamlı(1.0)


38

•Sadece kritik kat kolonları gözönüne alınarak basitleştirilebilir.

•Kolayca bilgisayar çözümü yapılabilir.

• İnceleme deprem yönetmeliği yönteminden daha basit

F2

F1

F3

F4

F2

F1

F3

F4

Kiriş vedöşeme

Kolon

F2

F1

F3

F4

F2

F3

F4

Kiriş vedöşeme

Kolon

F1Rijit kat Rijit kat

39


Malzeme:

Donatı:

• Kritik katta en az toplam 6 adet olmak üzere perde ve kolonların en az %20’unda boyuna donatı türü, miktarı ve düzeninin belirlenmesi (yarısı kabuk betonu sıyrılarak ve diğer yarısı tahribatsız yöntemler ile)

• Kolonlarda enine donatı türü, çapı ile kolonların orta ve sarılma bölgelerinde enine donatı aralıklarının belirlenmesi

• Kirişlerinde açıklıkta alt ve mesnetlerde üst donatı olarak, taşıyıcı sistem çözümünde TS500’de tanımlanan (1.4G+1.6Q) yüklemesinden hesap edilen donatının bulunduğu kabul edilebilir. Kiriş mesnet alt donatısı, üst mesnet donatısının 1/3’ü olarak kabul edilebilir.


40


Malzeme:

Beton:

• Kritik kat kolon ve perdelerinden en az 10 elemanda tahribatsız yöntemler kullanılacak ve en düşük sonucun alındığı 5 yerden beton numunesi alınacaktır. Kat alanı 400m2 den fazla ise, her 80m2 için beton numunesi bir adet arttırılacaktır.

• Numunelerden elde edilen ortalama dayanımın %85 i mevcut beton dayanımı olarak alınacaktır.

Veri yokluğunda yerel zemin sınıfı Z4 olarak kabul edilir.


41


Yığma binalar:

• Yığma binanın kritik katı rölevesi çıkarılacaktır.

• Yığma binalar için asgari bilgi düzeyi katsayısı kullanılacaktır.

• Duvar malzemelerinin türü, duvar yüzeyinin bir bölümünün sıvası kaldırılarak gözle tespit edilecektir. Bina dayanımı hesapları, DBYBHY Bölüm 5’e göre alınarak yapılacaktır.


42


Betonarme binalar:

• Elastik (azaltılmamış) ivme spektrumu kullanılacaktır.• Bina düşey yüklerin ve deprem etkilerinin birleşik etkileri

altında (G+nQ+E) her iki doğrultu ve her iki yönde incelenecektir.

• Binanın taşıyıcı sistem modeli, kritik katın kat adedi ve kat yükseklikleri ile uyumlu ve konsolları dikkate alarak çoğaltılması ile elde edilecektir.

Betonarme binalar:

Analizde Etkin Eğilme Rijitlikler:Kirişler ve perdelerde: 0.30EIoKolon 0.50EIo

Beton elastisite modülü: Ecm =5000(fcm)0.5 (MPa)


43


Doğrusal Elastik Hesap Yöntemi: Eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulama sınırları:

• Bodrum üzerinde toplam yüksekliği 25m yi ve toplam kat adedi 8 aşmayan

• Burulma düzensizliği katsayısı b>1.4 olan binalara uygulanabilir.

• Diğer durumlarda Mod Birleştirme Yöntemi kullanacaktır.

• Eşdeğer deprem yükü yönteminde deprem yükü katsayısı ile azaltılır (Bodrum hariç bir ve iki katlı binalarda 1.0, diğerlerinde 0.85).


44


Dolgu duvarların göz önüne alınması:

• Kritik katta değerlendirmenin yapıldığı doğrultudaki kapı ve pencere boşluk oranı %5'i geçmeyen ve köşegen uzunluğunun kalınlığına oranı 40’dan küçük olan dolgu duvarların kat planındaki toplam alanının kritik kat plan alanına oranı ve en büyük kat öteleme oranı aşağıdaki şartları sağlaması şartıyla

(Akn) / Ap > 0.002 N (N: Zemin üstü kat adedi)Kat öteleme oranı /h < 0.015

ise, 0.75 ile çarpılarak deprem kuvveti azaltılır.


45


Kolonlar:Ve / Vr ve sarılma bölgesindeki donatı detayına göre üç gruba

ayrılır:

• A grubu kolon: Eğilme güç tükenmesi• B grubu kolon: Eğilme-kesme güç tükenmesi• C grubu kolon Kesme güç tükenmesi

Perdeler (b/h > 5):

Ve / Vr ve Hw / l oranlarına göre iki gruba (gevrek veya sünek) ayrılır:

• A grubu perde: Eğilme güç tükenmesi• B grubu perde: Eğilme-kesme veya kesme güç tükenmesi

Vr değeri (G+nQ+E/6)) yüklemesinden bulunan NK için hesaplanır.


46


Kolon sınıflandırması

Ve / Vr Aralığı s100mmolan, her iki ucunda

135o kancalı etriyesi bulunan ve toplam enine donatı alanı

Ash 0.06 s bk (fcm / fywm)ise

Diğer durumlar

Ve / Vr 0.7 A B 0.7< Ve / Vr 1.1 B B

1.1< Ve / Vr B C


Perde sınıflandırılması Hw / lw Ve / Vr 1.0 1.0 < Ve / Vr

2.0 Hw / lw A B Hw / lw < 2.0 B B

47


• Betonarme elemanların hasar düzeylerinin belirlenmesinde

Etki/Kapasite Oranı m = MG+nQ+E / MK

kullanılır. Kritik kattaki kolon ve perde m değerleri ve kat öteleme oranı talepleri risk sınır değerleri (msınır) ve kat öteleme sınır (sınır) değerleri ile kıyaslanır.

m= MG+nQ+E / MK < msınır

(i/hi ) ≤ (i/hi )sınır

• MK değeri G+nQ+E/6 yüklemesinden bulunan NK için hesaplanır.

• Kat öteleme oranı 0.0075 den küçük ve perdelerin kesme kuvveti oran s > 0.50 ise, perdeler için sadece kat öteleme oranı talebi, kat öteleme sınır değerleri ile kıyaslanır.


48

Aynı depreme etkisine maruz iki taşıyıcı sistemde m=Talep/Kapasiteoranları:

48


K1G+nQ+E

m = M /M2 K2G+nQ+E

İç k

uvve

t

Şekil değiştirme


MG+nQ+E

MK1

MK2

Büyük elastikötesi şekildeğiştirme talebi

Küçük elastikötesi şekildeğiştirme talebi

m = M /M1

m > m2 1

m1

m2

49


C grubu kolonlar için msınır ve sınır değerleri msınır sınır 1.0 0.005


A grubu kolonlar için msınır ve (/h)sınır değerleri NK/(fcm Ac) msınır (/h)sınır

≤ 0.1 5.0 0.035 ≥ 0.6 2.5 0.0125

B grubu kolonlar için msınır ve (/h)sınır değerleri NK/(fcm Ac) Ash/(sbk) msınır (/h)sınır

≤ 0.0005 2.0 0.01 ≤ 0.1 ≥ 0.006 5.0 0.03 ≤ 0.0005 1.0 0.005 ≥ 0.6 ≥ 0.006 2.5 0.0075

50

Değerlendirmeler:A grubu perdeler için msınır ve sınır değerleri

NK /(fcm Ac) Ve /(bw d fcm) Başlık bölgesi msınır sınır

Var 6.0 0.030 ≤0.9

Yok 4.0 0.015

Var 3.5 0.015 < 0.1

≥ 1.3

Yok 2.0 0.0075

Var 3.5 0.020 ≤0.9

Yok 2.0 0.010

Var 2.0 0.010 > 0.25

≥ 1.3

Yok 1.5 0.005

B grubu perdeler için sınır değerleri

Ve /(bw d fcm) msınır sınır

≤0.9 4.0 0.020

≥ 1.3 2.0 0.010

51

Riskli betonarme bina:

• Ve nin hesabında kolonlar ve perdeler için DepremYönetmeliği kuralları kullanılacaktır. Bu hesapta pekleşmelimoment kapasitesi yerine mevcut malzeme dayanımlarıkullanılarak hesaplanan moment kapasitesi kullanılabilir.

• Düşey yükler ile birlikte Ra = 2 alınarak depremdenhesaplanan toplam kesme kuvvetinin Ve den küçük olmasıdurumunda ise, Ve yerine bu kesme kuvveti kullanılacaktır.


52

Riskli betonarme bina:

• İncelenen kat veya katlarda (G+nQ) yüklemesinde perde ve kolonlarda eksenel basınç gerilmelerinin ortalaması (0.65fcm) değerinden büyükse, o katta herhangi bir perde veya kolon elemanının Risk Sınırı aşıldığında bina Riskli Bina olarak kabul edilir.

• Perde ve kolon eksenel gerilmesine bağlı olarak tabloda verilen kat kesme kuvveti oranı sınırlarını aşan bina Riskli Bina olarak kabul edilir.

• Risk sınırını aşan perde ve kolonların kesme kuvvetlerinin kat kesme kuvvetine bölünmesiyle kat kesme kuvveti oranı olarak hesaplanır.

Perde ve kolon eksenel gerilme ortalamasına bağlı kat kesme kuvveti oranı sınır değerleri

Perde ve kolon eksenel gerilme ortalaması

(=Perde ve kolon gerilmelerinin toplamı / Perde ve kolon sayısı)

Kat kesme kuvveti oranı sınır değerleri

0.65 fcm 0

0.10 fcm 0.35

53

Riskli yığma bina:

• Aşağıda tanımlanmış olduğu şekli ile Göçme Öncesi Performans düzeyini sağlamayan binalar bu yönetmelik kapsamında riskli bina olarak tanımlanacaktır.

• Yığma binanın kritik katında her iki doğrultudaki tüm duvarlarının, emniyetli kesme kapasitesi uygulanan deprem etkileri altında oluşan kesme kuvvetlerini karşılamaya yeterli olmayanların kat kesme kuvvetine katkısı %50'nin üstünde ise, bina Riskli Bina olarak kabul edilir.


54

Riskli alanda riskli bina

• Çok sayıda binanın daha kısa zamanda incelenmesi gerekli,• Tarama ve puanlama yöntemi uygun,• Mevcut zemin araştırmaları ile yetinilebilir,

• Tarama parametreleri:• Beton kalitesi,• Zemin kat kolonları,• Bina kat adedi,• Kolonlarda etriye durumu,• Kolonlarda normal kat seviyesi,• Ağır çıkmaların durumu,• Donatıda korozyon durumu,• Binanın yaşı,• Bulunduğu deprem bölgesi,

• Tarama parametrelerinin sonuçtaki ağırlığının deprem yönetmeliği kurallarına uygun tasarımı yapılan veya hasarlı veya depremde hasar görmemiş binalarla uyuşumu sağlanarak belirlenebilir.


55

6. Değerlendirme

• Binaların deprem güvenliğinin belirlenmesinde pek çok belirsizlikler mevcuttur.

• Deprem Yönetmeliği’nde depremin etkisinin tanımı oldukça belirgin şekilde spektrum eğrileri ile verilmiştir.

• Buna karşılık binanın taşıyıcı sistemindeki belirsizlikler sebebiyle deprem altında binanın davranışı konusunda aynı kesinlik sözkonusu değildir. Bunun sebebi binanın davranışını oluşturan parametrelerdeki belirsizlikten kaynaklanmaktadır.

Deprem Yönetmeliğinde

• Yeni binaların tasarımında deprem yükü azaltma katsayısı uygulaması• Mevcut binaların deprem güveliklerinin belirlenmesinde doğrusal yöntem uygulaması• Mevcut binaların deprem güvenliklerinin belirlenmesinde doğrusal olmayan yöntem uygulanması• Mevcut binalarda riskli olanların belirlenmesi

mevcuttur.


56

• Kentsel dönüşümde riskli bina ve riskli bölgede kullanılmak üzere iki farklı yönteme ihtiyaç vardır.

• İki yöntemin farklı inceliğe sahip olması gerekir.• Özellikle birinci yöntemin Deprem Yöntemi kurallarından daha

basit, fakat onunla uyuşumlu olması gerekir.• Verilen karar önemli olduğu için birinci yöntemin basit, fakat yeterli

incelikte olması gereklidir.• Hiçbir yöntem matematiksel kesinlikte sonuç vermez.• Kentsel dönümün dar bölge için başlatılması ve kazanılan

deneyimlerle, yöntem ve uygulamadaki eksikliklerin tespit edilip tamamlanarak, uygulanmanın devam edilmesi yerinde olacaktır.


betonarme yapilarda taŞiyici stem gÜvenlİĞİimoistanbul.org/imoarsiv/2013seminernotlari/... ·...

Documents