Çok katlı çelik bir yapının deprem bölgelerinde yapılacak binalar hakkında yönetmelik ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği`ne göre tasarımının yapılması

Abstract

İnsanlar var oluşlarından itibaren yaşamlarını sürdürebilmek ve barınma ihtiyaçlarını giderebilmek amacıyla yapılar inşa etmişlerdir. Yapılar ilk zamanlarda yatay olarak ilerlerken, zamanla dünyada nüfusun sürekli artması ve yaşam alanlarının daralması inşaat sektörünü çok katlı yapılar inşa etmeye yönlendirmiştir. Çok katlı yapıların tasarımında etkili olan en önemli unsurlardan biri güvenliliktir. Güvenli olma koşulu için yapının yatay ve düşey yükler altındaki davranışı son derece önemlidir. Deprem kuşağı üzerinde bulunan ülkemizde yaşanan 1999 depremi sonrasında özellikle çok katlı binalarda güvenlilik üzerine tartışılmış ve betonarme yapılara alternatif olarak çelik taşıyıcı sistemlerin kullanılması düşünülmeye başlanmıştır. Bu hususta deprem bölgelerinde yeniden yapılacak, değiştirilecek, büyütülecek tüm binaların depreme dayanıklı tasarımı ve yapımı ile mevcut binaların deprem öncesi veya sonrasında performanslarının değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi için gerekli kuralları ve minimum koşulları belirlemek amacıyla 6 Mart 2007 tarihinde Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY) yürürlüğe girmiştir. 1 Ocak 2019 tarihinde ise deprem yüklerinin hesabında ve bina tasarımında kullanılacak hesap yöntemlerinde DBYBHY'e göre önemli güncellemeler içeren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) yürürlüğe girmiştir.Bu tez çalışmasında DBYBHY ve TBDY kapsamlı olarak incelenmiş ve iki yönetmelik arasındaki farklar ile TBDY'nin getirdiği yenilikler araştırılmıştır. Ardından, çok katlı çelik bir yapının bu yönetmeliklere göre SAP2000 yapı analiz programı ile analizleri yapılarak, deprem yükleri altındaki davranışı incelenmiş ve bu davranışa göre her iki yönetmeliğe göre farklı tasarımlar yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmada işyeri olarak düşünülen 8 katlı, her iki doğrultuda süneklik düzeyi yüksek, merkezi çaprazlı çelik çerçevelerden oluşan bir çelik yapı incelenmiştir. Bu yapı üzerinde yönetmelik farklılıklarının taşıyıcı sistem periyotları, deprem yükleri, yatay yer değiştirmeler, göreli kat ötelemeleri, düzensizlikler ve yapıdaki tüm elemanların boyutlandırılması üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak irdelenmiştir. Örnek yapı üzerinde gerçekleştirilen analizler doğrultusunda TBDY'de, DBYBHY'e göre deprem yükü belirlenirken yapının inşa edileceği koordinatların daha spesifik olarak belirlendiği, daha hassas zemin seçeneklerinin sunulduğu, bina yüksekliğine göre ayrı hesaplamaların yapıldığı ve taban kesme kuvvetlerinin daha küçük çıktığı izlenmiştir. Aynı zamanda incelenen yapı için elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde iki yönetmelik arasında bina önem katsayısı, doğal titreşim periyodu, göreli kat ötelemeleri, yapısal düzensizlikler hesaplamalarında kayda değer bir farklılık olmadığı görülmüştür.

Since their existence, people have built structures in order to survive and meet their housing needs. While buildings progressed horizontally in the early times, the continuous increase in the population and contraction of living spaces in the world led the construction sector to build multi-story buildings. Safety is one of the most important elements in the design of multi-story buildings. For safety, the behavior of the structure under horizontal and vertical loads is extremely important. After the 1999 earthquake occurred in our country which is located on earthquake zone, safety was discussed especially in multi-story buildings and the usage of steel structural systems as an alternative to reinforced concrete structures has been considered. In this regard, Regulation on Buildings to be Constructed in Seismic Zones (DBYBHY) entered into force on March 6, 2007 in order to determine the rules and minimum conditions required for earthquake resistant design and construction of all buildings in earthquake zones to be rebuilt, modified, or enlarged and performance assessment of existing buildings before and after earthquake and strengthening of these buildings. On January 1, 2019 Turkey Building Earthquake Regulation (TBDY) entered into force which contains important updates, in the calculation of earthquake loads and calculation methods to be used in building design, than DBYBHY.In this thesis, DBYBHY and TBDY were examined comprehensively and differences between the two regulations and innovations brought by TBDY were investigated. Then, the behavior of a multi-story steel building under earthquake loads was analyzed by SAP2000 structure analysis program. Conforming to this behavior different designs were made according to both regulations and results were compared. In the study, a 8 story steel structure planned to be a business place consisting of steel frames of high ductility level with center diagonals in both directions was investigated. On this structure, effects of differences between the regulations on structural system periods, earthquake loads, horizontal displacements, relative story drifts, irregularities, and dimensioning of all elements in the structure were examined in detail. According to the analyzes carried out on the sample structure it was observed that, in TBDY compared to DBYBHY, the coordinates on which the structure will be constructed are determined more specifically while identifying the earthquake load, more sensitive soil options are presented, separate calculations according to building height are done, and base shear forces are smaller. At the same time when the results obtained for the examined structure were evaluated, it was observed that there was no significant difference between the two regulations in terms of calculations of building importance coefficient, natural vibration period, relative story drifts, structural irregularities.