Türk ve Avrupa standartları uyarınca mevcut çelik bir yapının zaman tanım aralığında deprem kayıtları da kullanılarak deprem analizlerinin değerlendirilmesi

Tarih boyunca insanlığa verdiği can ve mal kayıplarının oranı en yüksek doğal afetlerden biri yerkabuğunun fay hareketleri yani depremlerdir. Bu yüzden özellikle deprem kuşağında bulunan ülkemizde, yapı tasarımlarının önemli bir kısmını sismik analiz sonuçları kontrol etmektedir. Depreme dayanıklı tasarım amacıyla yapıya etkiyen deprem yüklerinin belirlenmesinde, dünyanın her yerinde farklı pek çok yönetmelik ve standartlar düzenlenmiştir.Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY)'e göre bu normların benimsedikleri elastik ve elastik olmayan yöntemler üç ana başlık altında toplanabilir. Birincisi yerkabuğunun dinamik hareketinin statik eşdeğer kuvvete çevrilerek yapıya etkitilmesi esasına dayanan "Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi", ikincisi yapının yeterli sayıda titreşim modlarının süperpoze edilmesi yoluna giden" Mod Birleştirme Yöntemi" ve üçüncüsü ise gerçek, yapay veya benzeştirilmiş yer hareketi kayıtlarından yararlanılan "Zaman Tanım Aralığında Hesap" yöntemidir. Otuz üç Avrupa ülkesinin ulusal standartlarını bir araya getiren CEN (The European Comittee For Standardization (Avrupa Standardizasyon Komitesi) tarafından oluşturulan Avrupa Normlarından Eurocode serisi dokuz parçadan oluşmakta olup, bu çalışma kapsamında Eurocode 3 ve Eurocode 8'den faydalanılmıştır. Bu ülkelerin kendilerine münhasır koşullarını göz önünde bulundurmak için ise, Milli Ek'leri mevcuttur. Depreme dayanıklı yapı tasarımı içerikli Eurocode 8, bir noktadaki yer hareketini elastik ivme spektrumu tanımlayarak tarif etmektedir. Bu tez kapsamında İstanbul Bayrampaşa'da bulunan dört katlı mevcut bir çelik konstrüksiyon otopark binası üzerinden deprem analizleri kıyaslanması yapılmıştır. Binanın rampalar içeren yan kısımları hesap modeline tanıtılmamış, böylece yalnızca çelik yapının çerçeve davranışının incelenmesi olanağı sağlanmıştır. Yapının dış ölçüleri bakımından uzun doğrultusu 47,40m, kısa doğrultusu 30,00m olup, bina yanal yüklere merkezi çelik çaprazlı perdeler ve moment çerçeveleri ile karşı koymaktadır. Hesap programı olarak SAP2000 v.16.0.0 tercih edilmiş, yapının zati ve hareketli yükleri projenin orijinalinden alınmış, rüzgar yüklemeleri Eurocode 1-4 uyarınca elde edilerek sisteme etkitilmiştir.Deprem analizi için ise; gerçek ivme kayıtlarını, DBYBHY'de belirtilen elastik ivme spektrumuna uyum sağlayacak bir norma getirip Zaman Tanım aralığında Doğrusal Elastik Hesap yapılmıştır. Gerçek yer hareketleri olarak, California'da gerçekleşmiş bir depremin ivme kayıtları kullanılmıştır. Üç adet akselerogram donesi elde edilmiştir. Yapı ve deprem mühendisliği açısından önemli olan bu deprem 1940 El Centro(A.B.D., Güney Kaliforniya, Imperial Valley) depremidir. Üç adet ivme-zaman datası PEER (Pasific Earthquake Engineering Research Center) veritabanından elde edilmiş ve hedef (tasarım) spektrumuna göre ölçeklenerek hesap programına tanıtılmıştır. Her kayıt, yapının planda birbirine dik her iki doğrultusu için de deprem yüklemesi olarak tanımlanmış, toplam altı adet deprem yüklemesi elde edilmiştir. Söz konusu bilgi bankası, Kaliforniya Üniversitesi (Berkeley) merkezli bir sismik araştırma ve eğitim merkezidir. Son olarak, yükleme kombinasyonları DBYBHY 2007 esas alınarak tamamlanmıştır. Böylece ilk hesap modeli oluşturulmuştur. Hazırlanan bir diğer yapısal modelde ise analize esas deprem kuvvetleri olarak, Eurocode 8 uyarınca tarif edilen elastik ivme spektrumunu hedef spektrum olarak alan ve bu spektruma göre ölçeklendirilmiş olan eldeki ivme kayıtları ile Zaman Tanım Aralığında Doğrusal Elastik Hesap yapılmıştır. Böylece ikinci yapısal model oluşturulmuştur. Bu modelin yükleme kombinasyonları da Eurocode 0 ve Eurocode 3 uyarınca hazırlanmıştır. İki yapısal modelin deprem analiz teknikleri aynı, hedef tasarım spektrumları farklıdır. Analizlerin iki model için de tamamlanmasını takiben, sonuçlar iki modeldeki yapı davranışları gözlemlenerek karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda serbest titreşim frekansları, iki hesap modelinin yatay deplasman ve taban kesme ve kat kesme kuvvetleri irdelenmiş, yapısal tasarım sonuçları karşılaştırılmış ve neticeler belirtilmiştir. Bir diğer kıyaslama da; Zaman Tanım Aralığında Hesap yöntemi sonuçları ile Eşdeğer Deprem Yükü yönteminin verdiği sonuçlar arasında yapılmıştır.