Yapıda düzensizlik durumları TBDY-2018

Binalara etki eden yatay ve düşey yük etkilerinin düzenli bir taşıyıcı sistem ağı ile temele kadar aktarılması, yapı güvenliği açısından büyük önem taşımaktadır. Düzensizlik gösteren binaların deprem performansı açısından düzenli binalar kadar etkili olmadığı yapılan çalışmalar ile tespit edilmiştir. Bu yüzden planda ve düşeyde düzensizlik durumlarını bulunduran binalar için deprem yönetmeliklerinde bazı sınırlamalar bulunmaktadır.

DBYBHY-2007 ve TBDY-2018’ de düzensizlik durumları, planda ve düşeyde olmak üzere iki ana başlıkta incelenmiştir. Plandaki düzensizlik durumları; A1 burulma düzensizliği, A2 döşeme süreksizliği, A3 planda çıkıntılar bulunması olarak belirtilmiştir. Düşey doğrultudaki düzensizlik durumları ise, B1 komşu katlar arası dayanım düzensizliği (zayıf kat), B2 komşu katlar arası rijitlik düzensizliği (yumuşak kat), B3 taşıyıcı sistemin düşey elemanlarının süreksizliği olarak ifade edilmiştir. Planda düzensizlik durumlarına ait sınırlar, DBYBHY-2007 ve TBDY-2018’ de aynı şartlar ile tanımlanmış olup, TBDY-2018 ile birlikte bir değişiklik olmamıştır.

TBDY-2018 Göre Düzensizlik Durumları

A1 – Burulma düzensizliği Binaların tasarım aşamasında asimetrik olarak tasarlanması veya deprem anında meydana gelen taşıyıcı sistem kısımlarındaki kesit kaybı durumları, binanın rijitlik merkezinin, kütle merkezinden uzaklaşmasına neden olur. Bu durumda depremden doğan yatay kuvvet, rijitlik merkezine etkidiğinden, yapıyı ağırlık merkezinden geçen düşey eksen etrafında döndürme eğilimi meydana getirmektedir. Bu etki, düşey taşıyıcı sistem elemanları olan kolon ve perdelerde yüksek kesit zorlanmalarına sebebiyet vermektedir.

Türk deprem yönetmeliklerinde, “birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi biri için, herhangi bir katta en büyük göreli kat ötelemesinin o katta aynı doğrultudaki ortalama göreli ötelemeye oranını ifade eden Burulma Düzensizliği Katsayısı ηbi’ nin 1.2 den büyük olması durumu” burulma düzensizliği olarak tanımlanmaktadır. Göreli kat ötelemelerinin hesabı yapılırken, ± %5 ek dış merkezlik etkisinin göz önüne alınması gerekliliği belirtilmiştir.

A2 – Döşeme süreksizliği Döşemeler esas olarak düşey yükleri karşılar ve bunları kirişler aracılığıyla kolon ve perdelere iletirler. Bunun yanında yatay yüklerin düşey taşıyıcı elemanlara dağıtılması da döşemeler tarafından yapılır. Bu durumda döşemeler düzlemleri içindeki yükler etkisi altında kalır ve yük aktarmaları diyafram davranışı ile olur. Genel olarak döşemeler düzlemi içinde rijit kabul edilir. Bu yüzden döşemelerin deprem anındaki görevleri, deprem yüklerini düşey taşıyıcılara güvenli bir şekilde aktarmaktır. Döşeme rijit ise, diğer bir deyişle rijit diyafram olarak çalışıyorsa, yatay yükler altında kendi düzlemi içinde deforme olmadan rijit bir kütle gibi öteleme hareketi yapacaktır. Döşeme esnek ise, yani esnek diyafram olarak çalışıyorsa, rijit ötelemenin yanında şekil değiştirme de yapacaktır.

Döşemenin kendi düzlemi içinde sonsuz rijit kabulünün geçerli olup olmaması konusunda dikkat edilmesi gerekenler.

a) Deprem kuvvetleri, depremin geliş doğrultusu yönüne paralel mod’dan oluşmalıdır.

b) Döşemenin plan geometrisi şekil değiştirmeden sabit kalmalıdır. Döşemeler rijit kütle hareketi yapmalıdır. Herhangi bir kattaki döşemede;

I- Merdiven ve asansör boşlukları dahil, boşluk alanları toplamının kat brüt alanının 1/3’ ünden fazla olması durumu,

II- Deprem yüklerinin düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenle aktarılabilmesini güçleştiren yerel döşeme boşluklarının bulunması durumu,

III- Döşemenin düzlem içi rijitlik ve dayanımında ani azalmalar olması durumlarında, birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, kat döşemelerinin kendi düzlemleri içinde deprem yüklerini düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenle aktarabildiği hesapla gösterilecektir.

A3 – Planda çıkıntı süreksizliği Binaların plandaki tasarımları, yatay ve düşey yüklerin düşey elemanlara aktarımı konusunda büyük önem arz etmektedir. Binada bulunan bir takım çıkıntılar, döşemenin rijit davranışına olumsuz etkide bulunmaktadır. Türk deprem yönetmeliklerinde, “Kat planlarında çıkıntı yapan kısımların birbirine dik iki doğrultudaki boyutlarının her ikisinin de, binanın o katının aynı doğrultulardaki toplam plan boyutlarının %20’sinden daha büyük olması durumu” A3 – Planda Çıkıntılar Bulunması düzensizliği olarak adlandırılmıştır.

Planda çıktı süreksizliği düzensizlik — Planda çıktı süreksizliği

Döşemelerde meydana gelebilecek bir takım ek zorlanmalardan kaçınmak için döşemelerin düzenli bir geometride seçilmesi önemlidir. Planda çıkıntıları bulunan binalarda, yatay yüklerin kolon ve perdelere güvenle aktarıldığı iki boyutlu sonlu eleman modelleme yöntemi ile göstermek veya çıkıntı olan döşeme kısmını derz ile ayırmak gerekmektedir.

B1 – Komşu katlar arası dayanım düzensizliği (Zayıf Kat) Ülkemizdeki binalarda, özellikle zemin kata ait dolgu duvarların ticari amaçla kaldırılması, zemin katın üst katlardan daha az kesme alanına sahip olması ve zayıf kat etkisinin meydana gelmesine neden olmaktadır. Yeni yapılacak binalarda, modelleme ve çözüm kısmında bu durumun göz önüne alınması, yapı güvenliği açısından hayati önem taşımaktadır. Türk bina deprem yönetmeliğinde B1 türü düzensizlik, “Betonarme binalarda, birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi birinde, herhangi bir kattaki “etkili kesme alanı”nın, bir üst kattaki etkili kesme alanı’na oranı olarak tanımlanan “Dayanım Düzensizliği Katsayısı” ???’nin 0.80’den küçük olması durumu.” olarak tanımlanmıştır.

B2 – Komşu katlar arası rijitlik düzensizliği (Yumuşak kat) Tasarlanan binalardaki, herhangi bir katın kolon uçlarındaki yer değiştirmesinin, bir üst veya alt kattaki yer değiştirmeye farkı göreli kat ötelemesi olarak ifade edilmektedir. Herhangi bir kattaki göreli kat ötelemesinin belirli sınırlar içerisinde olması ve komşu katlardaki göreli kat ötelemesine oranının, deprem etkisinin güvenli bir şekilde taşınabilmesi için belirli bir değeri aşmaması gerekmektedir. Türk Bina Deprem Yönetmeliğinde, “birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi biri için, herhangi bir i’nci kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranının bir üst veya bir alt kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranına bölünmesi ile tanımlanan “Rijitlik Düzensizliği Katsayısı” ???’nin 2.0’den fazla olması durumu.” komşu katlar arası rijitlik düzensizliği (yumuşak kat) olarak tanımlanmıştır.

B3 – Taşıyıcı sistemin düşey elemanlarının süreksizliği Binalara etkiyen yatay ve düşey yüklerin düzgün bir iletim ağı vasıtasıyla, yani düzenli bir düşey taşıyıcı sistem ile temele aktarılması yapı güvenliği açısından hayati önem taşımaktadır. Ancak birtakım mimarı ve ticari kaygılar, bu türden binaların tasarlanmasına neden olmaktadır. Deprem yönetmeliklerinde düşey elemanların süreksizliği konusunda bir takım önemli kısıtlamalar getirilmiştir.

TBDY-2018 incelendiğinde, kolon süreksizliğinin bulunduğu binaların tasarım esaslarına ilişkin değişikliğe gidilmiştir. DBYBHY-2007’ de, “Kolonun iki ucundan mesnetli bir kirişe oturması durumunda, kirişin bütün kesitlerinde ve ayrıca göz önüne alınan deprem doğrultusunda bu kirişin bağlandığı düğüm noktalarına birleşen diğer kiriş ve kolonların bütün kesitlerinde, düşey yükler ve depremin ortak etkisinden oluşan tüm iç kuvvet değerleri %50 oranında arttırılacaktır.” şeklinde belirtilmiştir. TBDY-2018’ de, bu şart, “DTS=1, DTS=1a, DTS=2 ve DTS=2a olarak sınıflandırılan ve kirişlere oturan kolonları içeren binalarda düşey deprem hesabı, bu elemanların yerel düşey titreşim modları esas alınarak sadece bu elemanlar için düşey elastik ivme spektrumuna göre yapılacaktır” olarak ifade edilmiştir.

B3 türü düzensizliğin bulunduğu binalara ilişkin koşullar, bütün deprem bölgelerinde uygulanmak üzere, DBYBHY-2007 ve TBDY-2018’ de aşağıdaki gibi verilmiştir:

(a) “Kolonların binanın herhangi bir katında konsol kirişlerin veya alttaki kolonlarda oluşturulan guselerin üstüne oturtulmasına hiçbir zaman izin verilmez.”

(b) DBYBHY-2007’ ye göre kolon süreksizliği içeren taşıyıcı sistem seçimine, “Kolonun iki ucundan mesnetli bir kirişe oturması durumunda, kirişin bütün kesitlerinde ve ayrıca göz önüne alınan deprem doğrultusunda bu kirişin bağlandığı düğüm noktalarına birleşen diğer kiriş ve kolonların bütün kesitlerinde, düşey yükler ve depremin ortak etkisinden oluşan tüm iç kuvvet değerleri %50 oranında arttırılacaktır.” şartıyla müsaade edilmiştir. TBDY-2018’ e göre ise, “DTS=1, DTS=1a, DTS=2 ve DTS=2a olarak sınıflandırılan ve kirişlere oturan kolonları içeren binalarda düşey deprem hesabı, bu elemanların yerel düşey titreşim modları esas alınarak sadece bu elemanlar için düşey elastik ivme spektrumuna göre yapılacaktır” şartı getirilmiştir.