İnce levhalı çelik perdelerin kolonlarının eksenel kuvvetlerinin hesabı için bir metot

İnce Çelik Levhalı Perdeler (İÇLP), sınır elemanlar ile çevrelenmiş ince levhalardan oluşan yatay yük taşıyıcı sistemlerdir. 70'li yıllardan beri Japonya, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'nde ana yatay yük taşıyıcı sistem olarak kullanılmaktalardır. Fakat İÇLP'lerin tasarım felsefesi artık değişmiştir. Önceden kullanılan daha kalın levhalar bir de rijitleştirilerek burkulmaları engellenmekteydi. 1980'li yıllarda Kulak, Thorburn, Driver, Grondin ve diğerleri tarafından yapılan araştırmalar, levhaların burkulma sonrası kapasitelerinden faydalanılan yeni tasarım felsefesine yol göstermiştir. Bu araştırmalar İÇLP sistemlerinin davranışlarının, özellikle de depreme dayanıklı tasarım ile ilişkisinin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olan birçok araştırma programına öncü olmuştur. Bu yeni tasarım felsefesine göre levhalar küçük yatay kuvvetler etkisinde burkulmakta, sınır elemanlar da burkulan levhada çekme şeritlerinin etkilerine karşı koyacak ve hatta onların akmasına dayanabilecek şekilde tasarlanmaktadırlar. İÇLP sistemi, akan çekme şeritleri sayesinde ciddi miktarlarda deprem enerjisini dağıtmaktadırlar. Bu sistemlerin yüksek başlangıç rijitlikleri ve sünek davranışları, sismik etkileri karşılamalarına olanak sağlamaktadır. İnce levhalı çelik perdeler, betonarme perdelere kıyasla çok daha ince, çok daha hafif ve imalatı daha hızlı olup daha sünek bir yapıya sahiptirler. Yeni binalarda kullanılabilecekleri gibi, mevcut binaların güçlendirilmesinde de kullanılabilirler. Kapasite tasarım prensiplerine göre İÇLP sistemlerinin sınır elemanları, akan çekme şeritlerinin etkilerine karşı koyabilecek şekilde tasarlanmalıdırlar. Her elamanın iç kuvveti, çekme şeritlerinin etkilerinin düşey ve yatay bileşenleri kullanılarak hesaplanabilir. Çekme şeritlerinin düşey etkileri, kolonlar için (VBE) oldukça yüksek eksenel kuvvetler hesaplanmasına sebep olmaktadır. Çok katlı uzun İÇLP'ler gibi, tüm yüksekliği boyunca akması olası olmayan sistemlerde kolonların kapasite tasarımı prensipleriyle tasarlanması sonucu gereğinden büyük boyutlarda kesitler ile karşı karşıya kalınabilir. Bu tezde, gereğinden büyük hesaplanan bu kesitlerin önüne geçmek ve gerçekçi tasarım yükleri elde edebilmek için, İÇLP'lerin kolonlarının eksenel yüklerinin hesaplanmasında kareleri toplamının karekökü yöntemine dayanan bir metot öne sürülmüştür. Bu çalışma için aynı kat planına sahip fakat farklı yüksekliklerde 3 ayrı örnek yapı; 6 katlı bina, 10 katlı bina ve 14 katlı bina ele alınmıştır. Bir açıklıktaki İÇLP çerçevesi kapasite tasarım prensipleri ve öne sürülen yöntem kullanılarak tasarlanmıştır. Daha sonra bu metot ve yapılan kabuller, geçmişte yaşanan depremler etkisinde çerçevelerin doğrusal olmayan zaman tanım alanında hesap yöntemi ile analiz edilmesi suretiyle kontrol edilmiştir. 3 farklı deprem kaydı ele alınmış, bu kayıtlar tasarım depremi için 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan depremi esas alan ivme tepki spektrumu ile, maksimum deprem için ise 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan depremi esas alan ivme tepki spektrumu ile ayrı ayrı ölçeklenmiştir. Elde edilen ölçeklenmiş kayıtlar kullanılarak doğrusal olmayan zaman tanım alanında hesap yöntemi ile analiz yapılmış ve her bir elemanın iç kuvvetleri ve deplasmanları kaydedilmiştir. Elde edilen maksimum değerler ile elastik tasarımda kullanılan yükler kıyaslanmış ve göreli ötelemeler kontrol edilerek öne sürülen SRSS Methodu'nun uygulanabilirliği doğrulanmıştır.