Betonarme binalarda doğrusal analiz yöntemlerinin TDY 2007 ve EC 8'e göre karşılaştırılması

Binalarda en çok hasar oluşturan doğa afetleri çoğunlukla depremlerdir. Betonarme bina tasarımında da deprem yüklerine göre hesap yapılır ve bu deprem yüklemeleri yapısal elemanlarda oluşma olasılığı yüksek en elverişsiz iç kuvvetlerini görmemizi sağlar. Dünyada kullanılan çeşitli deprem yönetmeliklerinde çözüm için farklı yöntemler mevcuttur. Genellikle dünyada kabul gören ve örnek alınan yönetmeliklerin analiz yöntemleri birbirine yakın çözüm yöntemleri içermektedir. Tasarlanacak binada taşıyıcı sistemin bina kullanımına uygunluğu önem arz etmektedir. Çerçeveli, perde – çerçeveli ve perdeli taşıyıcı sistem türlerinde binanın deprem esnasındaki davranışları birbirinden farklı olmakla birlikte, mimari bakımdan uygunluk ve maliyet konusu da taşıyıcı sistem seçiminde etkilidir. TDY 2007 ve EC 8 yönetmeliklerinde her taşıyıcı sistem ve sistemin süneklik durumu için çeşitli katsayılar ve formüller verilmiştir. Bu yönetmeliklerde doğrusal ve doğrusal olmayan davranış için birbirinden farklı analiz yöntemleri mevcuttur. TDY 2007 ve EC 8 için doğrusal analiz yöntemlerinden Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Mod Birleştirme Yöntemi, kullanımı en sık olan doğrusal analiz yöntemleridir. TDY 2007 için gerek ülkemizde, EC 8 için de gerek Avrupa ülkelerinde bina tasarımında bu yöntemler esas alınarak depreme dayanıklı bina tasarımı yapılır. Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi, TDY 2007 için Mod Birleştirme Yönteminin de esas aldığı en önemli yöntemdir. "Yarı dinamik yöntem" ya da "eşdeğer statik yöntem" olarak da bahsi geçmektedir. Bu yöntemde binaya etkiyecek yük; yerel zemin sınıfı, deprem bölgesi, bina kullanım türü, taşıyıcı sistem türü, binanın doğal hakim periyodu ve bina ağırlığı gibi durumlara göre belirlenmektedir. Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi, hesap için tasarımcı mühendise kolaylık sağlar. Ancak, TDY 2007 ve EC 8'de Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi'nin kullanımı bakımından çeşitli sınırlamalar getirilmiştir. Bunlar; bina toplam yüksekliği, deprem bölgesi, planda ve düşeyde olan düzensizlikler gibi etmenlerdir. Betonarme analiz ve tasarım paket programlarının çoğunda, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi'ndeki kısıtlamalar nedeniyle Mod Birleştirme Yöntemi ile çözüm yapılır. Mod Birleştirme Yöntemi herhangi bir kısıtlama olmaksızın tüm binalarda kullanılabilecek bir yöntemdir. Mod Birleştirme Yöntemi, "dinamik analiz" olarak da adlandırılır. Süperpozisyon ilkelerini esas alan bu yöntemde, maksimum iç kuvvetler ve yerdeğiştirmeler binada yeterli sayıdaki titreşim modunun her biri için hesaplanan maksimum katkıların istatistiksel olarak birleştirilmesiyle elde edilir. Bu yöntemde binanın serbestlik derecesi kadar ayrı ayrı serbestlik dereceli sistem davranışı esas alınarak yapılan çözümlemeler süperpozisyon yöntemi kullanılarak birleştirilir. Yönetmeliklerin içindeki analiz yöntemlerinde birbirinin tamamen aynı sonuçlar çıkmamaktadır. Bununla birlikte farklı yönetmeliklerde bulunan sonuçlar da birbirinden farklı çıkmaktadır. Bu sebeple, yönetmelik ve analiz yöntemlerindeki sonuçlardan biri diğerine göre daha güvenli ya da daha büyük sonuçlar vermekteyken, biri diğerine göre ekonomi bakımından daha düşük maliyet sağlamaktadır. Yedi bölümden oluşan bu tez çalışmasında, farklı yerel zemin sınıflarındaki yapısal davranışı da içerecek şekilde farklı kat adetlerine ve farklı taşıyıcı sisteme sahip planda ve düşeyde düzenli ve düzensiz binaların TDY 2007 ve EC 8 yönetmeliklerinin doğrusal analiz yöntemlerinde bulunan sonuçların karşılaştırmaları yapılmıştır. Birinci bölümde, giriş başlığı altında analizi yapılan binaların kat adetleri ve türlerinden bahsedilerek, genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, betonarme bina tasarımında kullanılan taşıyıcı sistem türleri ve deprem esnasında bu binaların davranışı anlatılmıştır. Üçüncü ve dördüncü bölümde, depreme dayanıklı betonarme bina tasarımı için TDY 2007 ve EC 8'de belirtilen koşular, formüller ve bilgiler verilmiştir. Beşinci bölümde, hem TDY 2007 hem de EC 8 için yapılan analizlere göre yönetmeliklerin kendi içerisindeki analiz yöntemleri birbiriyle karşılaştırılarak grafikler çizilmiştir. Altıncı bölümde, beşinci bölümde bulunan değerlere göre TDY 2007 ve EC 8 yönetmelikleri karşılaştırmaları yapılmış ve grafikler halinde verilmiştir. Son bölümde her iki yönetmeliğe göre elde edilen sonuçlar ayrıntılı bir şekilde değerlendirilmiştir.