Mevcut betonarme bir bina üzerinde 2007 ve 2017 deprem yönetmeliklerinin karşılaştırılması

Yapı mühendisliğinde yaşanan güncel ilerlemelerin, yeni bulguların, daha fazla güvenlik, ekonomiklik, uygulanabilirlik gibi birçok nedenden dolayı deprem yönetmeliklerinde yer alması gerekmektedir. Yapı mühendisliği alanında yaşanan gelişmelerin güncel olarak yönetmelikte yer alabilmesi için belli aralıklarla yönetmelikler yenilenmektedirler. Ülkemizde deprem yönetmeliği bu amaçla belli aralıklarla güncellenmektedir. Son elli yılda 1968, 1975, 1998, 2007 yıllarında deprem yönetmeliklerimiz yenilenmiştir. 2016 yılında da 2007 yönetmeliğinin yenilenmesi amacıyla bir yönetmelik taslağı yayımlanmıştır. Yeni yayımlanan bu yönetmelikte, yapı mühendisliğinde kullanımı giderek yaygınlaşan doğrusal olmayan hesap yöntemleri ağırlık kazanmıştır. Bu tez kapsamında İstanbul'da bulunan daha önce 2007 yönetmeliğine göre lineer yöntemlerle değerlendirilmiş mevcut betonarme bir bina 2007 deprem yönetmeliğine ve 2016 yılında taslağı yayımlanmış olan taslak yönetmeliğe göre ayrı ayrı doğrusal elastik olmayan hesap yöntemleriyle değerlendirilmiştir. Mevcut betonarme binanın birinci modunun katılımının düşük olması ve binada burulma düzensizliğinin bulunması nedenleriyle bina değerlendirilirken statik itme analizi yöntemi kullanılmamıştır. Bunun yerine zaman tanım alanında dinamik analiz kullanılmıştır. Yapılan analiz sonuçları karşılaştırılmış ve belirlenen elemanların hasar seviyeleri iki yönetmelik için de tespit edilerek yenilenen deprem yönetmeliğiyle mevcut betonarme bir binanın değerlendirilmesi konusunda ne gibi farklılıklar gelebileceği görülmek istenmiştir. Tez toplam dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm olan giriş bölümünde çalışmanın içeriği konusunda bilgi verilmiştir. İkinci bölümde, güncellenen yönetmelikle mevcut betonarme binaların değerlendirilmesi konusunda yaşanan değişiklikler anlatılmıştır. Yenilenen yönetmelikle mevcut betonarme bina için tanımlanan bilgi düzeyi sayısı azaltılmıştır. Kapsamlı bilgi düzeyi için istenen asgari şartlar da esnetilmiştir. Yenilenen yönetmelikle mevcut beton malzeme dayanımı belirlenirken kullanılan ortalama eksi standart sapma değeri, 0.85 çarpı ortalama değeri ile karşılaştırılarak büyük olan değer kullanılacaktır. Ancak bu tez kapsamında 2017 yönetmeliğine göre yapılan hesaplarda da 0.85 çarpı ortalama değeri daha büyük olmasına rağmen ortalama eksi standart sapma değeri mevcut beton malzeme dayanımı olarak alınmıştır. Tasarım spektrumu tanımı büyük ölçüde değişikliğe uğramıştır. Yatay tasarım spektrumunu olarak spektral ivme değerleri daha büyük olan bir tasarım spektrumu tanımı yapılmıştır. Deprem düşey etkisinin de göz önüne alındığı düşey tasarım spektrumu tanımı ilk kez deprem yönetmeliğinde yer almıştır. Kullanılacak minimum deprem kaydı sayısı 11'e çıkartılmıştır. Fakat bu tez kapsamında 2007 yönetmeliği için minimum deprem kaydı sayısı olan 7 tane deprem kaydı kullanılmıştır. Deprem kayıtları ölçeklendirilirken esas alınacak olan kurallarda da değişikliğe gidilmiştir. Ayrıca taslak yönetmelikte, hasar sınırlarının belirlenmesi noktasında deprem etriyeleri için gereken şartları sağlamayan enine donatıların %30'unun sargı etkisinin göz önüne alınması gerektiği belirtilmiştir. S220 donatılar için elde edilen birim şekil değiştirme taleplerinin yüzde elli oranında artırılması ve kesme kuvveti oranı artan elemanlarda da hasar sınırlarının düşürülmesi belirtilmiştir. Üçüncü bölümde ise mevcut betonarme binanın analizi yapılmıştır. Binanın geometrisi yapısal taşıyıcı sistemi tanıtılmıştır. Yapının doğrusal elastik değerlendirilmesine ilişkin sonuçların bir özeti verilmiştir. Lineer değerlendirme sonucunda yapıda en çok hasar alan 3. kattan göçme bölgesinden, ileri hasar bölgesinden, belirgin hasar bölgesinden birer kolon ve minimum hasar bölgesinden, göçme bölgesinden birer perde seçilmiştir. Ardından mevcut bina itme analizi ile çözüme uygun olmadığından 2007 deprem yönetmeliğine göre zaman tanım alanında doğrusal elastik olmayan hesap yöntemi ile çözülmüştür. 2007 yönetmeliğine göre çatlamış kesit rijitlikleri belirlenmiştir. Kolon kiriş ve perdelerde plastik davranış tanımlanmıştır. Kuzey Anadolu Fay Hattı depremlerinden seçilmiş 7 deprem takımı 2007 deprem yönetmeliğindeki tasarım spektrumuna göre frekans içerikleri değiştirilerek ölçeklendirilmişledir. Ölçeklendirilen depremler altında çözülen sistemdeki plastik dönme talepleri elde edilmiştir. Seçilen kolon ve perde elemanlarda elde edilen birim uzama talepleri elde edilerek hasar sınır değerleri ile karşılaştırılmıştır. Aynı elemanlar için 2007 yönetmeliği için yapılan işlemler 2017 yönetmeliğine göre bir kere daha yapılmıştır. Seçilen elemanların hasar seviyeleri, 2007 ve 2017 yönetmeliklerine göre yapılan doğrusal olmayan dinamik analizler sonucunda hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar şu şekilde özetlenebilir: 2017 yönetmeliğine göre yapılan analizlerde elde edilen en büyük kesme kuvveti değeri 10166 kN iken 2007 yönetmeliğinde bu değerin 7820 kN olduğu görülmektedir. Ortalama değerler kıyaslandığında 2017 yönetmeliğine göre yapılan analizle kesme kuvveti değerlerinin yaklaşık %10 değerinde daha büyük elde edildiği görülmektedir. 2007 yönetmeliğine göre yapılan analiz sonuçlarına göre bina tepe yer değiştirmesi için en büyük değer X yönünde 0.17 m, Y yönünde ise 0.19 m olarak görülmektedir. 2017 yönetmeliğine göre yapılan hesaplarda ise aynı değerler sırasıyla 0.18 m ve 0.20 m olarak görülmektedir. 7 deprem kaydı için elde edilen sonuçların ortalamasına bakıldığında 2007 yönetmeliğine göre yapılan analizde pozitif yönde 0.13 m, negatif yönde ise 0.09 m tepe yer değiştirme talebi olduğu görülmektedir. 2017 yönetmeliğine göre yapılan analizde ise ortalama tepe yer değiştirme talebi olarak pozitif yönde 0.135 m, negatif yönde ise 0.100 m sonuçları elde edilmektedir. Ortalama maksimum kat ötelemeleri değerleri, 2007 yönetmeliğine göre yapılan analiz sonucunda pozitif yönde 0.0167 m, negatif yönde 0.0120 m olarak 2017 yönetmeliğine göre yapılan analiz sonucunda ise pozitif yönde 0.0174 m, negatif yönde 0.0130 m olarak bulunmuştur. Lineer hesap ile göçme bölgesinde bulunan S01 kolonu hem 2007 yönetmeliği için hem de 2017 yönetmeliği için yapılan zaman tanım alanında yapılan hesap sonucunda göçme bölgesinde çıkmıştır. Lineer hesapla ileri hasar bölgesinde bulunan S07 kolonu 2007 yönetmeliğine göre yapılan dinamik analiz sonucunda göçme bölgesinde, 2017 yönetmeliğine göre yapılan hesapta ise minimum hasar bölgesinde kaldığı görülmüştür. Lineer hesapta belirgin hesap bölgesinde çıkan S09 kolonu ise 2007 ve 2017 yönetmeliklerine göre hesapta her ikisinde de minimum hasar bölgesinde çıkmıştır. Lineer hesapta göçme bölgesinde çıkan P01 perdesi her iki yönetmeliğe göre yapılan hesapta da belirgin hasar bölgesinde çıkarken lineer hesaba göre minimum hasar bölgesinde çıkan P02 perdesi her iki yönetmeliğe göre yapılan hesap sonucunda da belirgin hasar bölgesinde çıkmıştır. Dördüncü bölümde ise yapılan karşılaştırmalara göre çıkartılan sonuçlar belirtilmiştir. Binanın çatlamış kesitlerle hesaplanan periyotları karşılaştırıldığında yapının periyodunun yeni yönetmelikle arttığı görülmektedir. Taslak haldeki yeni deprem yönetmeliğiyle daha küçük etkin kesit rijitlikleri bulunduğu, bu nedenle kesit hesabı açısından yeni taslak yönetmeliğinin daha güvenli tarafta kaldığı değerlendirilebilir. 2017 yönetmeliğine göre yapılan analiz sonuçlarına göre binaya gelen kesme kuvveti değerlerinin arttığı görülmektedir. Bunun spektral ivme değerleri artan tasarım spektrumuna göre ölçeklendirilen deprem kayıtlarının ivmelerinin daha büyük olmasından kaynaklandığı anlaşılmaktadır. 2017 yönetmeliğine göre yapılan analizlerde kesitlerde elde edilen birim şekil değiştirme taleplerinin 2007 yönetmeliğine göre yapılan analizlere göre daha küçük olduğu görülmüştür. Ancak 2017 yönetmeliği gereğince donatıların S220 olmasından ötürü donatıda çıkan birim uzama taleplerinin yüzde 50 oranında arttırılması sebebiyle seçilen elemanların üçünde donatıların birim şekil değiştirme talepleri 2017 yönetmeliğine göre yapılan hesapta daha büyük çıkmıştır. Yeni yönetmelik taslağına göre yapılan analizlerde binada daha büyük kesme kuvvetleri ve yerdeğiştirmelerin oluşmasına rağmen yeni taslak yönetmelikle şekil değiştirme sınır değerlerinin arttırılması, kesitlerde sargı etkisinin göz önüne alınması ve binanın bilgi düzeyinin kapsamlı olarak kabul edilmesi gibi nedenlerden ötürü elemanlarda daha az hasar oluştuğu görülmektedir.