FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İNM 519 PERFORMANSA DAYALI DEPREM MÜHENDİSLİĞİ
Y.Doç.Dr. Mustafa Kutanis
Performansa Dayalı Deprem Mühendisliği Kavramı Üzerine
Performansa Dayalı Deprem Mühendisliği'nde beklenen fayda sismik performansları belirlenebilen güvenli yapıların inşa edilmesini sağlamaktır. Performans kavramı, Deprem M ühendisliği'nde yeni gelişen bir kavramdır. Öncelikle mevcut binaların taşıyıcı sistem elemanlarının kapasitelerinin hesaplanması ve deprem dayanımlarının değerlendirilmesi için geliştirilmiştir. Ancak, daha sonra özellikle Priestley' in başını çektiği bir grup bilim adamı tarafından bu yöntemin yeni yapıların tasarımında da kullanılabileceğini göstermişlerdir.
Performans, depreme karşı dayanıklı yapıların tasarımında yeni bir kavram değildir. Geleneksel deprem yönetmeliklerinde benimsenen, “hafif şiddetteki depremlerde binalardaki yapısal ve yapısal olmayan sistem elemanlarının herhangi bir hasar görmemesi, orta şiddetteki depremlerde yapısal ve yapısal olmayan elemanlarda oluşabilecek hasarın onarılabilir düzeyde kalması, şiddetli depremlerde ise can kaybını önlemek amacı ile binaların kısmen veya tamamen göçmesinin önlenmesi” ilkesi de belirli bir performans düzeyini kabul eder. Fakat performansa dayalı tasarımda, yapılar için hedeflenen performans düzeyleri, Hemen Kullanım (HK), Can Güvenliği (CG), Göçmenin Önlenmesi (GÖ) gibi çeşitlilik göstermektedir. Elastik analiz, genel olarak yapının elastik kapasitesi ve ilk akmanın nerede oluşabileceği konusunda yeterli bilgi verebilir. Bu nedenle Hemen Kullanım (HK) performans düzeyi için yeterli sayılabilir. Fakat bu yöntemle, göçme mekanizmasını ve plastik kesitlerin oluşumu sürecinde kuvvetlerin yeniden dağılımını belirlemek imkansızdır. Bu nedenle Can Güvenliği (CG), Göçmenin Önlenmesi (GÖ) performans düzeyleri için elastik ötesi davranışı içeren hesap yöntemlerine ihtiyaç vardır.
Deprem Mühendisliği'nde Performansa Dayalı Tasarım Yöntemi, deprem etkisi altında yapıdan beklenen performans seviyesinin belirlenmesi için kullanılır. Performans seviyesi, depremden sonra yapıda meydana gelecek hasar seviyesi ile ölçülür. Bilindiği üzere, deprem yönetmeliklerinde verilen deprem etkisi ve sınır durum ile bir performans seviyesi tanımlanmıştır. Performansa dayalı tasarımda belirli bir deprem etkisinde yapıda birden fazla performans (hasar) seviyesinin ortaya çıkması öngörülür.
Kuvvetli yer hareketine maruz kalan bir yapının deprem performansının değerlendirilmesinde ve deprem isteminin (talep) belirlenmesinde en etkili yol Doğrusal Elastik Olmayan Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi'dir. Ancak, bu yöntemin güvenilir olabilmesi için bazı parametrelerin çok açık olarak tanımlanması gerekmektedir. Örneğin, bu yöntemde taşıyıcı sistem elemanlarının tekrarlı yükler altındaki davranışını tanımlayan iç kuvvet-şekildeğiştirme bağıntılarının belirlenmesi ve deprem hesabında kullanılacak ivme kayıtlarını seçilmesi gibi sorunları vardır. Bu nedenlerde dolayı, daha basit ve güvenilir analiz yöntemlerine ihtiyaç duyulmuştur.
Statik itme (pushover) analizi olarak bilinen nonlineer (doğrusal elastik olmayan) statik yöntemin kullanılışı 1970 li yıllara dayanmaktadır. Fakat özellikle son 10-15 yılda önem kazanmaya başladığını, bu konuda yapılan yayınların yoğunluğundan anlaşılmaktadır. Statik itme (pushover) analizinin amacı, yapının dayanım ve deformasyon (şekildeğiştirme) kapasitelerini belirleyerek ilgili performans düzeylerindeki deprem istemleri ile karşılaştırmak suretiyle, yapının performansını değerlendirmektir. Bu yöntemde ikinci mertebe etkisi, malzemenin elastik ötesi davranışı ve iç kuvvetlerin yeniden dağılımı da dikkate alınmaktadır.
Dersin Amacı
Türk Deprem Yönetmeliği 2007’nin ilk 6 Bölümü “kuvvet esaslı” hesap yöntemine, 7. Bölümü ise “yerdeğiştirmeye dayalı" hesap yöntemini öngörmektedir. Bu dersin amacı "kuvvete dayalı" tasarımdan "yerdeğiştirmeye dayalı" tasarıma geçiş sürecinde, konuya akademik ve pratik açıdan katkı sağlamaya yöneliktir.
|
