Effect of vertical ground motion on the performance of high-rise buildings

Kentsel nüfusun ihtiyaçlarını desteklemek için yeni ortamların yaratılması, tarih boyunca büyük ölçüde yatay mimari yoluyla elde edilmiştir. Sınırlı bölgeleri olan yerleşimler hızlı nüfus artışı ile karşı karşıya kalmaya başladığında, tasarımcılar ve hükümet organları belirli sınırlar içinde kentsel büyümeye izin verildiği için dikey mimariyi tercih etmeye başlamıştır. Yüksek binalar olarak da adlandırılan dikey mimari, hızlı bir şekilde yerleşimlerin kentleşmesi ve şehirlerin mega şehir haline gelmesi için tercih edilen bir yöntem haline gelmiştir. İnşa etme eğilimi yataydan dikeye doğru ilerledikçe, mühendislerin güvenli ve yapısal olarak sağlam yüksek katlı binaların mühendisliği için yeni bir boyut getirmeleri gerekmektedir. Bu çalışma, düşey deprem hareketlerinin tipik bir yüksek yapının performansına etkisi üzerine odaklanmıştır. Düşey deprem hareketinin etkisini görmek için, kaynak-saha mesafesi, zemin sınıfı ve deprem büyüklüğüne göre 100 deprem kaydı seçilmiştir. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine (TBDY18) göre tasarlanan betonarme bina, bu deprem kayıtları altında etkin göreli kat ötelemesi, devrilme momenti, kolon eksenel kuvveti ve kat kesme kuvveti açısından değerlendirilmiştir. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz sonuçlarına göre, düşey deprem hareketinin göreli kat ötelemesi, devrilme momenti ve taban kesmesi açısından önemli bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. Ayrıca, düşey deprem hareketinin kolonlar üzerindeki eksenel kuvvet üzerinde de önemli bir etkisi vardır. Kolon eksenel kapasitesi ile normalize edilen sonuçlar, kolon üzerindeki eksenel kuvvet (hem basınç hem çekme) değişiminin yakın alan bölgesinde %20 arttığını göstermektedir. Gözlenen maksimum basınç artışı, A, B, ve C zemin sınıflarına göre sırasıyla kolon eksenel kapasitesinin yaklaşık %105'i, %57'si, ve %68'idir. Sonuçlar ayrıntılı olarak incelendiğinde, yatay yer hareketinin katkısı az olduğunda düşey deprem hareketinin etkisinin önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Yukarıda bahsi geçen tüm gözlemler, yüksek yapıların deprem tasarımı yapılırken düşey deprem hareketinin de dikkate alınması gerektiği yönündeki iddiayı kanıtlamaktadır.