Geleneksel betonarme yapıların çelik çaprazlarla güçlendirilmesi

Abstract

Geleneksel yapılar, kolon ve kirişten oluşan çerçeveli sistem ve bu çerçeveli sisteme düşey taşıyıcı olarak eklenen perde elemanlı sistem olarak tasarlanmaktadır. Bu yapılarda deprem gibi dinamik etkilerle ortaya çıkan yatay hareketler esnasında, çerçeveli sistemin büyük deplasmanlar yaptığı ve bu esnada düşey taşıyıcı eleman olan kolonların birleşim noktalarında büyük momentlerin ve buna bağlı kesme kuvvetlerinin ortaya çıktığı bilinmektedir. Çerçeveli sistemlerin mahsurlarını ortadan kaldırmak yani kolon düğüm noktalarına gelen momentleri azaltmak için büyük atalet momentine sahip düşey taşıyıcı perde elemanlar eklenerek perdeli sistemler tasarlanmıştır. Ancak bu elemanların da büyük kesme kuvvetlerine maruz kaldığı ve buna bağlı olarak temellerinde büyük taban momentlerinin ortaya çıktığı görülmüştür. Bu çalışmanın amacı her iki sistemdeki bu tür mahsurları ortadan kaldırmaktır. Bunun için çerçeveli yapıların kolon kiriş düğüm noktaları arasına çapraz yapı elemanları konulmuştur. Böylelikle yapının hem çerçeveli yapılardan daha az yer değiştirme yapması ve düğüm noktalarındaki momentlerin azaltılması, hem de perdeli yapılardaki büyük kesme kuvvetlerinin ve taban momentlerinin önüne geçilmesi amaçlanmıştır. Bu araştırmada, on iki katlı bir betonarme yapı üç farklı şekilde tasarlanmıştır. Birinci aşamada taşıyıcı sistem kolon ve kirişlerden meydana gelen çerçeve bir sistem olarak ele alınıp çözülmüştür. İkinci aşamada aynı yapı belirli yerlerde perde yapı elemanı olacak şekilde tasarlanmıştır. Son olarak yapıda, perde elemanlar yerine, çelik X biçiminde düzenlenmiş çaprazlar kullanılmıştır. Üç farklı tasarımın deprem analizlerinden elde edilen sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Bu amaçla ETABS çözümleme programı kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelemeye konu olan eğik elemanların, betonarme perdeler gibi çerçeve sistemlerin rijitliğini arttırdığı, deplasmanları ise azalttığı ve bunlara bir alternatif olarak kullanılabileceğini göstermektedir.