Çok katlı çelik yapılarda deprem performansının belirlenmesi ve doğrusal olmayan davranışın incelenmesi

Abstract

Deprem bölgelerindeki yapıların belirli bir güvenlik altında ve ekonomik olarak tasarımı, yapı taşıyıcı sistemlerinin deprem etkileri altındaki doğrusal olmayan davranışlarının yeterli düzeyde bilinmesi ile yakından ilgilidir. Bu durum, betonarme yapıların yanında özellikle son yıllarda yoğun bir şekilde gündeme gelen çok katlı çelik yapılar için de geçerlidir. Aktif deprem kuşağı üzerinde bulunan ülkemizde yaşanan büyük depremlerin sonuçları incelendiğinde, yapılardaki hasar miktarının ve buna bağlı olarak can kaybının çok büyük olduğu açıkça görülmektedir. Bu hususlar göz önünde tutulduğunda deprem mühendisliğinin birinci hedefi, depremlerin yapılarda can kaybına neden olabilecek büyük hasarlara yol açmadan atlatılabilmesidir. Bu amaca yönelik olarak yapılan çalışmaların başında, mevcut yapıların deprem güvenliklerinin performans analizi ile belirlenmesi gelmektedir. Yapı sistemlerinin hesabı doğrusal ve doğrusal olmayan hesap olarak iki şekilde incelenebilir. Doğrusal olmayan hesap yöntemlerinin doğrusal hesap yöntemlerine göre daha karmaşık olması ve bu yöntemlerle analizin daha çok zaman alması nedeni ile yönetmeliklerde yapı sistemlerinin doğrusal olmayan davranışı dolaylı olarak göz önüne alınmaya çalışılmaktadır. Son zamanlarda bilgisayarların hızlanması, bilgisayar hesap yöntemlerinin ve programlarının gelişmesinden dolayı doğrusal olmayan hesap daha kolay yapılabilmektedir. Malzeme bilimindeki ilerlemeler de yapı sistemlerini oluşturan elemanların malzeme özelliklerinin daha iyi tanınmasına ve bu özelliklerin hesaplamalarda dikkate alınmasına paralel olarak sistemlerin doğrusal olmayan analizine katkı sağlamaktadır. Bu hususlar göz önüne alınarak, yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, çok katlı çelik yapıları temsil etmek üzere seçilen taşıyıcı sistem modelinin 2006 Türk Deprem Yönetmeliği (DBYBHY-06) ve Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (TS 648) standardına göre analizi ve boyutlandırması yapılmıştır. Boyutlandırma yapılırken, deprem yönetmeliğinde tanımlanan Z2, Z3 ve Z4 zemin sınıfları için ayrı ayrı uygulanmak üzere göreli kat ötelemesi sınırlandırması dikkate alınarak ve alınmayarak, geometrik özellikleri ve düşey yükleri aynı altı adet taşıyıcı sistem incelenmiştir. Bu sistemlerin performans noktalarının bulunmasında ve yer değiştirme performans değerlendirmesinin yapılmasında deprem yönetmeliği kullanılmış, FEMA 356'ya göre eleman performans seviyeleri belirlenmiş ve ATC 19'a göre de doğrusal olmayan davranışa ilişkin parametreler hesaplanmıştır. Çalışmanın sayısal incelemelerinde elde edilen sonuçlara dayanarak, yönetmeliklerde yer alan doğrusal davranış esaslı yöntemler doğrusal olmayan teoriler çerçevesinde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçların tasarımcılar için faydalı olacağı ve diğer araştırmacıların sonuçlarını karşılaştırmada referans olacağına inanılmaktadır.