Depremin Düşey Bileşken Etkisi

SON DEPREMLERDE ÖZELLİKLE KOBE VE 17 AĞUSTOS 1999 MARMARA DEPREMİNDE  HASAR NEDENLERİ ARASINDA GÖZLENEN ÖNEMLİ BİR FAKTÖRDE DEPREMİN DÜŞEY ETKİSİ OLMUŞTUR.

Bu bize kuvvetli deprem yer hareketlerinin düşey bileşenlerinin, bazı yapı elemanları üzerinde ciddi etkilerinin olabileceğini göstermekte ve bu yüzden  depreme dayanıklı tasarım işleminde  ihmal edilmemesi gerektiğini göstermektedir.bizce düşey  bileşenin ihmal edilmesinin veya yeterince önem verilmemesinin 2 nedeni olabilir.

Bunlardan birincisi sismolojik nedendir,yatay bileşenin düşey bileşenden çoğu zaman daha kuvvetli olmasıdır.

ikinci neden ise yapısal özellikle ilgilidir. uygun şekilde projelendirilip imal edilmiş yapılarda düşey yüklere karşı büyük bir güvenlik faktörünün mevcut olduğu düşüncesinden kaynaklanmaktadır.ancak yakın geçmişteki depremlerde  alışılmışın üzerinde düşey ivmeler kaydedilmiş  ve bu şiddetli depremler,depreme dayanıklı yapı  ilkelerinin en son şeklinin uygulandığı yapılarda dahi ,yatay bileşenlerin sebep olacağından çok daha  ağır ve doğrudan düşey bileşenlere atfedilecek  yıkılmalar ve ciddi yapısal hasarlar meydana getirmiştir.(papazoglou,1996)özellikle İstanbulda  konsol ucunda kolonlu binalar geçmişte maalesef yaygın olarak yapılmıştır,böyle binaların  bu tür konsollarındaki  mevcut kesme kuvveti ve  eğilme momentinin  kuvvetli bir depremin düşey bileşen etkisi ile  1.5 ,-2  katına  çıkabileceği belirtilmektedir. (çelik 1998)

BİZİM TDY 98 VE 2006 DA BU KONUYLA İLGİLİ DİREKT  BİR HÜKÜM BULUNMAMAKTAdır..DİĞER ÜLKE YÖNETMENLİKLERİNDE İSE:

Alman yönetmeliği, yatay ve düşey ivme bileşenlerinin yapıya birlikte etkidiğinin varsayılmasını, en büyük düşey ivmenin, yatay ivmenin yarısı kadar alınabileceğini öngörmektedir.

Amerikan yönetmeliği (UBC), her bir asal eksen yönünde kütle katılım oranı en az %90 olacak şekilde gereken sayıda modun göz önüne alınmasını, eşdeğer deprem yükü yönteminin, beş kat ve yüksekliği 64 ft (~19.50m) den az olan binalar için kullanılabileceğini, düşey deprem ivmesinin yatay bileşenin 2/3 ü olarak alınabileceğini belirtmektedir.

Peru Yönetmeliği, düzensiz yapılarda binalarda düşey deprem kuvvetinin, deprem bölgesine bağlı olarak konsol ağırlığının 0.20 ile 0.30 katı kadar kabul edilmesini ve düşey deprem kuvvetinin bir yöndeki yatay deprem kuvveti ile birlikte ele alınmasını öngörmektedir.

Yeni Zelanda ve Endonezya yönetmelikleri, üç boyutlu çözümü,Hindistan yönetmeliği modal çözümleme yapılmasını, Çin yönetmeliği yatay deprem etkisinin 2/3 ünün düşey deprem olarak alınmasını şart koşmaktadır. Mısır yönetmeliği, 5 kattan fazla düzensiz binaların burulma titreşimlerine göre de üç boyutlu çözümlemesini, İran yönetmeliği ise, düzensiz binanın 18 metre yükseklik ve 5 katı aşmaması durumunda eşdeğer deprem yükü yöntemini uygun görürken, yapının planda düzgün, düşeyde düzensiz olması durumunda özellikle dinamik hesap yapılması gerektiğini ifade etmektedir.Eurocode 8, düzensiz binaların dinamik çözümlemesinde kullanılacak mod sayısının, k 3  n olarak alınması öngörmektedir. Burada k ve n sırasıyla, mod sayısı ve yapının kat adedidir.ÜLKEMİZDE Yürürlükte bulunan İmar Yönetmelikleri’nde, bina taban alanlarındaki kısıtlar nedeniyle, zemin katlarda oturma alanları oldukça sınırlanmaktadır. Bu durum, çoğunlukla normal katlarda 1.50 m ye varan çıkmalarla kullanım alanlarının arttırılmasına neden olmaktadır. Buna göre ya zemin kat tavanından itibaren cephelerde konsol kirişler ve uçlarında alın kirişleri teşkil edilerek, ya da kenar kolonlar kısa konsol ucuna oturtularak normal katlarda bu kolonların dış cephe duvarları içersinde kalması yoluyla kullanım alanının arttırılması yoluna gidilmektedir. Her iki durumda da kenar akslar boyunca düzenli çerçeve oluşturulamamakta, ikinci durumda ayrıca taşıyıcı sistemin düşeyde sürekliliği bozulmuş olmakta, kenar kolonlarda eksenel yükün zemin kat kolonlarına dolaylı olarak aktarılması söz konusu olmaktadır.

YAPILARIN GÜÇLENDİRME ÇALIŞMALARINDA ÖZELLİKLE Bu durumDAKİ YAPILARIN MEVCUT DURUMLARININ DEĞERLENDİRİLMESİNDE  DEPREMİN  DÜŞEY BİLEŞEN ETKİSİ  MUTLAKA GÖZ ÖNÜNE ALINMALIDIR.DEPREM KUVVETİNİN DÜŞEY BİLEŞEN ETKİSİNİN HESABA KATILMASI İSE MEVCUT YERLİ PAKET PROGRAMLARDA MÜMKÜN GÖZÜKMEMEKTEDİR.

ETABS ,SAP2000,STAAD-PRO GİBİ GENEL AMAÇLI PROGRAMLARDA İSE  YAPININ, ZEMİN YATAK KATSAYISININ TEMEL ALANLa RININ ÇARPILMASI İLE BULUNAN YAYLARA (springlere) OTURDUĞU VARSAYILmalı .AYRICA TEMEL SERBESTLİKLERİNDE DÜŞEY DEPLASMAN BOŞALTILMALIDIR.

SPEKTRUM TANIMLAMALARINDA SPEKTRUM Z DE TANIMLANMALI AMA  YATAY İVMENİN  YARISI veya 2/3 DÜŞEY İVME OLARAK ALINMALIDIR. (SCALE:0.5 VEYA  2/3)

EUROCOD YÜK KOMBİNASYONLARI DİKKATE ALINILIRSA Yatay ve düşey bileşenlerin birlikte etkimesi durumunda, aşağıda    verilen Eurocode 8 kombinasyonları  kullanılmalıdır.

Ex+0.30Ey

0.30Ex+Eya

0.30Ex+0.30Ey +Ez

Ex+0.30Ey+0.30Ez

0.30Ex+Ey+0.30Ez burada Ex, Ey ve Ez sırasıyla depremin x, y ve z (düşey) doğrultusundaki bileşenlerini göstermektedir.düşey deprem etkisinde oluşan taban kesme kuvvetleri, gerek uygulanan deprem kaydı, gerekse incelenen binanın özelliklerine bağlı olarak, sadece yatay bileşenlerin göz önüne alınmasına göre olumsuz sonuç vermemektedir. Ancak, elemanlarda oluşan iç kuvvetlere bakıldığında, düşey deprem durumunda bazı elemanlarda daha büyük iç kuvvetler ortaya çıkmıştır.

KAYNAKCA:

Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, (1998), BayındırlıkEurocode 8, (1993), Earthquake Resistant Design of Structures.

Güler, K., ‘Kenar Kolonları Kısa Konsollara Oturan Bir Binanın DinamikDavranışı’, (1995), İnşaat Mühendisliği XIII. Teknik Kongresi, 20-22 Aralık,

Deprem hareketinin düşey bileşenlerinin çeşitli yapı elemenları üzerindeki etkisi  M.A.gürel –M.kısa

UĞUR OFLAZ

Denetçi,İnşaat Mühendisi

PROJE KONTROL MÜŞAVİRİ