Kaynak Kitap: Betonarme Yaplar , Adem Doangn

TAIYICI SSTEM SEM

Bir yapnn tayc sistemi, zerine etkiyen ykleri ve kendi arln gvenli bir ekilde zemine aktarma grevini yerine getirebilmelidir. Bu ar grevi nedeniyle, yapnn iskeleti olarak da dnlebilecek olan tayc sistemin seimi ve tasarm son derece nemli olmaktadr.

1

4.1. Tayc Sistem Bakmndan Yap

Gvenliinin Temel ilkeleri

Depreme dayankl yap tasarm iin temel ilkeler, genellikle yeterli dayanm, yeterli rijitlik ve yeterli sneklik olarak belirtilmektedir. Bunlara ilave olarak, betonarme yaplarn davranlaryla ilgili olarak kullanlan yeterli kararllk (stabilite), yeterli snm ve yeterli uyum (adaptasyon) ilkeleri dikkate alnmaldr.

2

Yap d yklerin ya da rtre, snme ve mesnet kmesi gibi yk etkilerinin etkisinde kald zaman, bunlardan herhangi biri davran belirleyen en nemli parametre olabilmektedir. Dolaysyla bu etkilerden birinin karlanmasnda sorun karsa, dierleri karlansa bile, yap hasar grmekten ya da yklmaktan kurtulamayacaktr.

3

Sz konusu ilkelerden rijit1ik ve sneklik ilkelerinin birbirinin kart gibi grnmesine ramen, tasarmda. bunlarn birlikte deerlendirilmesi gerekmektedir.

Rijitlik Esneklik

Sneklik Gevreklik

4

rnein hastane binas ve nkleer santral gibi hassas alet ve cihazlarn alt ya da halk ve evre sal asndan tehlikeli maddelerin bulunduu yaplarn depremde fazla deformasyon yapmas istenmez. Bu durumda rijitlik ilkesi birinci dereceden nemli olmaktadr. Geleneksel konut tr yaplarn ise ekonomik nedenler ve krlmann daha uzun srede gereklemesi gibi nedenlerle, snek davran gstermesi istenmektedir.

5

4.1.1. Yeterli dayanm

Yeterli dayanmdan ama, ncelikle tayc sistem elemanlar kendilerine etkiyen yk ya da yk etkileri nedeniyle oluan kesit etkilerini (M,N,V ve P) krlmadan (tama gc almadan) tayabilmektir.

6

Tayc sistem elemanlarn, ykler etkisinde kesme krlmas ve eksenel yk altnda ezilme gibi gevrek bir ekilde krlmasn nlemek ve tama kapasitelerine snek bir davranla ulamalarn salamak amacyla kapasite tasarm ilkesi benimsenmitir.

7

Bu ilke dorultusunda Deprem Ynetmeliinde getirilen koullardan biri, kolonlarn kirilerden daha gl olmas kouludur. Kirilerdeki normal kuvvetin, kolonlardaki normal kuvvete gre daha kk olmas nedeniyle kiriler daha snek davran gstermektedir.

Durum byle olunca kolonlar kirilerden daha gl yaparak plastik mafsallarn kolonlar yerine kirilerde olumasn salamak gerekmektedir. Plastik mafsallarn kirilerde meydana gelmesi durumunda yap btn olarak daha snek bir davran sergileyecektir.

8

Birleim blgelerindeki kolonlarn tama gc momentlerinin kiri tama gc momentlerinden byk olmas durumunda GL KOLON ZAYIF KR ilkesi salanm olmaktadr.

9

Kapasite momentlerine bal olarak sneklik dzeyi yksek kolonlarn enine donat hesabnda esas alnacak kesme kuvveti, a ve alt indisleri kolonun alt ve st ucunu temsil etmek ve ln kolonun serbest yksekliini gstermek zere aadaki bantyla ile hesaplanr:

10

Sneklik dzeyi yksek kirilerin enine donat hesabnda dikkate alnacak kesme kuvveti (Ve) ise, Vdy dey yklerden meydana gelen basit kiri kesme kuvvetini, i ve J kiri ularn, ln kiri serbest akln gstermek zere aadaki bant ile hesaplanmaktadr.

11

4.1.2. Yeterli rijitlik

Yap iin yeterli rijitlik;

1. kinci mertebe momentlerini mmkn olduka kltmek

2. Ska oluan depremlerde yani kullanlabilirlik snr durumuna kar gelen depremlerde yapsal olmayan hasarlar azaltmak

3. Aletlerin almalarna engel olacak ve insanlar rahatsz edecek deformasyonlar nlemek iin gerekli olmaktadr

12

Yatay ykler etkisinde yap rijitliinin en nemli lt toplam yerdeitirme yerine, bir katn alt kata gre yapm olduu greli telenme miktardr.

Deprem ynetmeliinde yap rijitlii ile, dolaysyla da depremde yapda meydana gelebilecek yer deitirmelerle ilgili olarak iki farkl koul getirilmektedir.

13

Birinci Koul:

Herhangi bir kolon veya perde iin, ardk iki kat arasndaki yerdeitirme farkn ifade eden azaltlm greli kat telemesi,

i=di di-1 =R.i

0.02

di ve di-1 her bir deprem dorultusu iin binann iinci ve (i-1)!inci katlarnda herhangi bir kolon veya perdenin ularnda azaltlm deprem yklerine gre hesaplanan yatay yerdeitirmeleri gstermektedir.

14

kinci Koul:

Sadece bir kat iin deil, komu iki katn ortalama greli kat telenmelerinin oran [(i)ort / (i+1)ort] iin getirilmektedir. Bu son koul, yapda yumuak kat dzensizliinin tanmlanmasnda kullanlmakta olup, sz konusu oran 2,0 deerini aarsa dzensizlik ortaya kmaktadr.

15

16

17

Yap ktlesi sabit kalmak kouluyla, rijitlik arttka periyot azalmaktadr.

Yap periyodu seilecek tayc sistemin rijitliinebal olarak azaltlabilir ya da artrabilir. Bu durumda zemin hakim periyodu byk olan zeminler zerinde rijit yaplarn, zemin hakim periyodu kk olan zeminler zerinde ise esnek yaplarn ina edilmesi rezonans olumamas asndan uygun olmaktadr.

18

Yapnn doal titreim periyodu; m yap ktlesini, k yap rijitliini gstermek zere,

Tn=2

19

Rijitlik yap tayc sistemine, byk oranda da dey tayc elemanlarn malzeme kalitesine. kesit boyutlarna ve mesnetlenme koullarna bal olarak deimektedir.

20

4.1.3. Yeterli sneklik

Bir malzeme bir kesit, bir eleman ya da bir yapnn tama gcnde nemli bir azalma olmadan deformasyon yapabilme ve tekrarl ykler etkisinde enerji tketebilme zeliine o malzemenin, kesitin, elemann ya da yapnn snekliidenilmektedir.

Enerjinin ou yapda oluacak plastik mafsallarda tketilmektedir. Plastik mafsal, kesitte yk artmad halde ekil deitirmelerin devam etmesi olarak tanmlanabilir

21

Sneklik: ekil deitirme, erilik ya da telemelere bal olarak ifade edilmektedir. Yapnn btn bir ekilde snek davran gsterebilmesi iin, ncelikle kullanlan malzemelerin ve elemanlarn kendilerinin de yeterli seviyede snek davran gstermeleri gerekmektedir.

22

SNEK DAVRANI N NE YAPMALI?

Sorunun karl maalesef tek bir ilemi deil adeta bir virs gibi yapnn btn aamalarndaki ilemleri kapsamaktadr. Ancak yine de bir gruplandrma yaplmak istenirse, aada akland gibi; malzeme baznda sneklik, kesit baznda sneklik ve tayc sistem baznda sneklik olmak zere grupta toplanabilir.

23

MALZEME BAZINDA:

Malzeme asndan sneklik ekil deitirme cinsinden ifade edilmektedir. Betonarmeyi oluturan malzemelerden beton tek bana gevrek bir malzeme, donat ise ekme etkisi altnda snek bir malzemedir. ubuk donat ise basn etkisinde burkulabilir. Bu iki malzemeden oluan betonarmenin snek davran gstermesini salamak iin donat dzenlemeleri ok nemlidir.

24

25

KEST BAZINDA:

Betonarme bir kiri, kolon ya da perde kesitinin sneklii erilik cinsinden ifade edilmektedir. Bu durumda hesaplanan sneklik katsaysna da dnme sneklik katsays (oran) denilmektedir.

Betonarme bir kesite etkiyecek kesit etkilerine gre elemanda farkl parametreler sneklik iin daha n plana kabilir.

26

rnein basit eilme etkisindeki bir elemann sneklii iin donat oran etkili olurken, bileik eilme etkisindeki bir elemanda donat oranna ilave olarak eksenel yk dzeyi ve dmerkezlikde sneklik zerinde etkilidir.

27

TAIYICI SSTEM BAZINDA:

Yapnn btnnn ya da bir elemannn sneklii telenme cinsinden de ifade edilmektedir. Bu durumda tanmlanan sneklik oranna yer deitirme ya da telenme sneklik katsays (oran) denilmektedir.

rnein, kolon ve kirilerde kesme kuvvetinin etkili olduu mesnede yakn olan blgelerde etriye sklatrlmas koulu getirilmesinin nedeni, elemann snek davran gstermesini salamaktr.

28

Deprem Ynetmeliinde betonarme tayc sistemlerin sneklik dzeyi

Sneklik dzeyi yksek sistemler

Sneklik dzeyi normal sistemler

29

Birinci ve ikinci derece deprem blgelerinde tayc sistemi sadece erevelerden oluan binalarda sneklik dzeyi yksek tayc sistemlerin kullanlmas zorunludur. Dier taraftan Bina nem Katsays I=1.5 ve I=1.4 olan binalarda sneklik dzeyi yksek tayc sistemlerin ya da sneklik dzeyi bakmndan karma tayc sistemlerin kullanlmas gerekmektedir.

30

Sneklik dzeyi 'yksek olarak gznne alnacak tayc sistemlerde, sneklik dzeyinin her iki yatay deprem dorultusunda da yksek olmas zorunudur. Sneklik dzeyi bir deprem dorultusunda yksek veya karma, buna dik dier deprem dorultusunda ise normal olan sistemler, her iki dorultuda da sneklik dzeyi normal sistemler olarak saylacaktr.

31

4.1.4. Yeterli kararllk (durayllk, stabilite)

Yap emniyeti iin, sadece dayanmn dikkate alnmas yeterli olmaz. Yapnn denge konumunun da, yeterince kararl olmas gerekmektedir. Eer sistem kararl durumdan ok az bir miktar da olsa saparsa, yap aniden ger. Bu duruma ksaca stabilite krlmas da denilmektedir.

Tayc sistemin yatay yer deitirmesi sonucunda meydana gelen ikinci mertebe momentlerinin (M), birinci mertebe momentlerine (M) oran, kararllk (stabilite) kriteri () olarak tanmlanmaktadr.

32

=

< 0,1 sistemin kararll iyidir

0,1 < 0,2 kararlln salanmas gtr.

33

4.1.5. Yeterli snm

Bir yap iin snm deerini; malzeme zelliklerine, yap ve eleman boyutlarna bal olarak ifade etmek bugn iin mmkn deildir. Yapda kullanlan malzemenin snm zellikleri bilinse bile, elik yaplarn birleim blgelerinde ve betonarme yaplarn elemanlarnda oluan mikro atlaklarn alp kapanmas ile enerji aa kmas, blme duvar gibi yapsal olmayan elemanlar arasnda srtnme gibi snm etkileyen mekanizmalarn meydana gelmesi gibi nedenlerle nihai snmn hesaplanmas mmkn deildir.