Ön üretimli iskelet sistemlerin dünyadaki gelişimi ve depreme dayanıklı tasarım yaklaşımları

Abstract

Ön üretimli elemanlar ile inşa edilmiş yapılar, İkinci Dünya Savaşından sonra özellikle Doğu Avrupa ülkeleri, Japonya, ABD ve SSCB'de yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Söz konusu yapılar, tümü veya bir bölümü sismik açıdan aktif bu ülkelerde meydana gelen depremlerden, değişik seviyelerde etkilenmiştir. Depremlerden elde edilen deneyimler, bu yapılarda en kritik noktaların birleşim bölgeleri olduğunu göstermiştir. Ön üretimli sistemlerin depreme dayanıklı olması, büyük ölçüde birleşim bölgelerinin depreme dayanıklı olmasına bağlıdır. Northridge ve Kobe depremlerinde oluşan hasarlar, özellikle sismik açıdan aktif bölgelerdeki taşıcı sistem tasarımında yapısal bütünlüğün sağlanmasının ne denli önemli olduğunu ortaya koymuştur.Bu tez çalışmasının çıkış noktası ağırlıklı olarak, ülkemizde ve dünyada daha fazla uygulama alanı bulan, ön üretimli iskelet sistemlerin, gelişimi, mevcut durumu ve düğüm noktalarının deprem dayanımının arttırılması üzerine son dönemdeki geliştirme çalışmaları üzerine odaklanmıştır. 1990'lardan başlayarak ön üretimli iskelet sistemlerde, sismik performansı yüksek, moment aktaran birleşimlerin geliştirilmesi üzerine yoğun deneysel araştırmalar yapılmıştır. Burada temel amaç, yerinde dökme betonarme sistemlere benzer enerji yutma kapasitesi sağlamak, bunun yanısıra çok daha az hasar gören ve kolaylıkla onarılabilen birleşimler yaratmaktır. Ön üretimli iskelet sistem elemanlarının birleşimlerinin sabit, hareketli yükler ve deprem yükleri altında moment aktarma kapasitesini arttırmak için ard-germe donatısı ile doğal sertlikte donatı çeliğinin bir arada kullanıldığı karma birleşimler geliştirilmiştir. Bu birleşimlerde ard germe donatısı sabit, hareketli yükler ve deprem yüklerine karşı doğrusal elastik bölgede kalarak kayma dayanımı sağlarken, doğal sertlikte donatı çeliği de akarak sistemin enerji yutma kapasitesini arttırmaktadır. Kiriş-kolon birleşim deneylerinden elde edilen sonuçlar, deprem performansı yetersiz olan ön üretimli beton paneller ile üretilen perde duvarlara da ışık tutmuş, benzer özellikte ard-germeli ön üretimli perde duvarların geliştirme çalışmaları başlamıştır.Bu çalışmanın ikinci bölümünde ön üretimli sistemlerin tarihsel gelişimi, sismik açıdan aktif bölgelerdeki uygulamaları incelenmiştir.Üçüncü bölümde depreme dayanıklı ön üretimli iskelet sistem tasarımı ve geçmişteki büyük depremlerde ortaya çıkan hasarlar resimlerle desteklenerek açıklanmıştır.Ön üretimli iskelet sistemlerde uygulanan birleşim detayları ile bu detayların olumlu ve olumsuz özellikleri Dördüncü Bölümün konusunu oluşturmuştur.Ard-germe yöntemi ile birleştirilen ön üretimli iskelet sistem elemanlarının sismik etkiler altındaki davranışı Beşinci Bölüm'de incelenmiştir. Bu bölümde son dönemde depreme dayanıklı ön üretimli iskelet sistem tasarımı için geliştirilen ard-germeli karma birleşim yönteminin deney süreci ve geliştirilen birleşim tiplerinin tersinir yükler altındaki performansları yerinde dökme betonarme sistemlerle karşılaştırılarak incelenmiştir.Sonuç bölümünde ise, mevcut ve son dönemde geliştirilen ön üretimli iskelet sistemlerin deprem etkisi altındaki davranışlarının değerlendirmesi yapılmıştır.