Üç katlı çelik bir yapının performansının belirlenmesi ve viskoz sönümleyiciler ile güçlendirilmesi

Bu tez kapsamında 1994 yılında California, Amerika'da yaşanan Northridge depremi sonrasında çelik yapılarda gözlemlenen beklenmeyen hasarların nedenlerinin anlaşılması amacı ile oluşturulan SAC organizasyonunun yürüttüğü çalışmalar kapsamında tasarlanan 3 katlı Seattle yapısının deprem performansının belirlenmesi ve sönümleyiciler ile güçlendirilmesi çalışması yürütülmüştür. Sönüyleyiciler kullanılarak ülkemizde henüz bir bina tasarımı veya güçlendirme uygulaması gerçekleştirilmemiş olsa da, özellikle Amerika ve Japonya'da uzun yıllardır birçok uygulama yapılmış ve ilgili yönetmeliklerce (ASCE 7-10, FEMA 356, BSLJ vb.) tasarım kuralları tanımlanmıştır. Sönümleyiciler genel olarak deplasman ve hız bağımlı olarak ikiye ayrılmaktadırlar. Ancak deplasman ve hız bazlı sönümleyicilerin her ikisinin özelliklerini de birlikte içeren sönümleyiciler de (viskoelastik sönümleyiciler) mevcuttur. Deplasman bağımlı sönümleyicilerde sönümlenen enerji miktarı yapılan göreli deplasman ile, hız bağımlı sönümleyicilerde ise göreli hız farkı ile orantılı olmaktadır. Deplasman bazlı sönümleyicilerde yapıya ilave rijitlik ilavesi söz konusu olurken, hız bazlı lineer sönümleyiciler ile yapılan testlerde söz konusu aygıtların efektif rijitliklerinin ihmal edilebilir seviyelerde olduğu belirtilmektedir. Maksimum hız ve maksimum deplasman durumunda ortaya çıkan kuvvetlerin ise ters fazlı olması, hız bağımlı sönümleyicilerin en önemli avantajı olarak öne çıkmaktadır. Yürürlükte olan Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 2007'ye (DBYBHY 2007) göre mevcut çelik yapıların deprem performansının belirlenmesinde, DBYBHY 2007 Bölüm 4'te verilen tasarım kriterlerine göre değerlendirme yapılması gerekmektedir. Söz konusu durumda mevcut çelik yapılar için değerlendirme, tasarım esaslarına dayanmakta ve lineer yöntemler ile yapılmaktadır. Değerlendirme sonucunda ise çelik yapılar için betonarme yapılar için tanımlandığı şekilde bir performans seviyesi (Hemen Kullanım, Can Güvenliği, Göçme Öncesi, Göçme Durumu) tanımı yapmak mümkün olamamaktadır. Bu nedenle yürütülen çalışmalarda ASCE 41-06 ve Federal Emergency Management Agency (FEMA) 356 yönetmeliklerince çelik yapılar için verilen kriterler doğrultusunda değerlendirme yapılmıştır. Yapının değerlendirilmesinde DBYBHY 2007'de tanımlanan 475 yıl dönüş periyotlu (50 yılda aşılma olasılığı %10) deprem senaryosu için itme analizi ve benzeştirilmiş deprem kayıtları kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler yürütülmüş ve sonuçlar özetlenmiştir. Güçlendirme aşamasında belirlenen güçlendirme hedefi gözetilerek seçilen sönümleyiciler yapının matematiksel modeline adapte edilmiş ve öngörülen sönümleyici özelliklerinin ve performans hedefinin doğrulanmasına yönelik, 475 yıl (50 yılda aşılma olasılığı %10) deprem senaryosu gözetilerek seçilen benzeştirilmiş deprem kayıtları ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler yürütülmüştür. Analizler neticesinde edinilen sonuçlar tablolar ve grafikler ile özetlenmiştir.