Deprem etkisi altındaki yüksek binaların 2018 Türk Deprem Yönetmeliğine göre incelenmesi

Abstract

Günümüzde yapılan ve gelecekte de yapılması muhtemel olan insanların kalabalık olarak bir arada bulunduğu içlerinde çok farklı işlevlerin olduğu yüksek katlı yapıların emniyette olması büyük önem arz etmektedir. Bu sebeplerle ülkemizde de yeni başlayan yüksek katlı yapıların tasarımlarında belirli kriterler getirebilmek can ve mal güvenliği sağlayabilmek adına 2018 yılının sonlarında yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği yayınlanmıştır. Daha önceki yapılan yapılarda yüksek bina tasarımı olarak genel kabul görmüş yönetmelik bulunmamaktaydı fakat bazı büyükşehirler örneğin İstanbul kendi bünyesinde yönetmelik anlamına gelen belirli kriterler ile bu yapıları denetlemekteydi. Yüksek katlı yapılar gerek deprem yükleri gerek hareketli ve sabit yükler altında yapısal anlamda büyük performanslar göstermelidirler. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği yapıların analizlerini doğrusal analiz yöntemleri ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri olarak ikiye ayırmıştır. Doğrusal analiz yöntemleri eşdeğer deprem yükü yöntemi ve modal analiz yöntemlerinden oluşmakta iken doğrusal olmayan yöntemler itme yöntemi ve zaman tanım alanında analiz yöntemlerinden oluşmaktadır. Yüksek binaların tasarımında ise bu iki yönteminde kullanılması zorunlu kılınmıştır.Yüksek yapıların ilk tasarım aşaması doğrusal yöntemler kullanılarak yapılır. Yani eşdeğer deprem yükü ve modal analiz yöntemleri kullanılır ve yapı burada bir ön tasarım ile kabul edilir. Daha sonra yönetmelikçe belirlenen performans hedefi doğrultusunda yapı doğrusal analiz veya doğrusal olmayan analiz yöntemiyle bir performans kontörlüne konulur. Burada yapının hasar alınmadığı veya alınan hasarın çok kısıtlı olduğu doğrusallıktan öteye geçmediği kontrol edilir. Bu aşamadan da başarı ile geçen yapı son aşamaya geldiğinde doğrusal olmayan analize tabi tutulur. Yüksek yapılarda doğrusal olmayan analiz yöntemi olarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılır. Burada yapının analizlerine başlanmadan önce bölgenin depremselliği ve zeminin sınıfı bilinmeli ve bu bölgede detaylıca araştırma yapılmalıdır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yapmak tecrübe ve bilgisayar programlarına hakimiyet gerektiren bir konudur. Bu hesap yöntemine başlanmadan önce bölgede meydana gelebilecek öngörü ve mühendislik tecrübesi ile depremler tespit edilmelidir. Tespiti yapılan deprem kayıtlarının verilerine ulaşılmalı ulaşılan veriler yapının bulunduğu konuma göre ölçeklendirme işlemine tabi tutulmalıdır. Ham veri halindeki deprem kayıtları ile analiz yapılması sonuçta büyük hatalara sebebiyet verecektir. Yapının modelinde mafsal oluşabilecek bölgeler tespit edilmeli bu bölgeler analiz sonucunda aldıkları hasara göre kontrol edilmelidir. Eğer yönetmeliğin verdiği sınır değerler sağlanmıyor ise yapının ilk analize dönmesi gerekir. İlk aşama analizde kesit iyileştirmeleri yapılarak tüm analiz işlemleri tekrar edilmelidir.Bu çalışmada Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'e göre yüksek katlı bir yapının analizi yönetmeliğe uygun olarak aşamalar halinde yapılmış her aşama sonucunda elde edilen veriler yorumlanmış karşılaşılan zorluklar ve eksiklikler sonuç ve öneriler kısmında verilmiştir. Yüksek yapı analizinde tecrübesi olmayan mühendislere yol göstermek amaçlanmış olup önemli konulara gerektiği ölçüde değinilmiştir.

It is of great importance that the high-rise buildings, which are built today and are likely to be built in the future, come together in large numbers and have very different functions, to be safe. For these reasons, the Turkish Building Earthquake Regulation, which came into force at the end of 2018, has been published in order to bring certain criteria in the design of high-rise buildings that have just started in our country and to provide life and property safety. There was no generally accepted regulation for high-rise building design in previous buildings, but some metropolitan cities, such as Istanbul, were inspecting these structures with certain criteria, which means regulations within their own body. High-rise buildings should show great structural performance under both earthquake loads and live and fixed loads.The Turkish Building Earthquake Code divides the analysis of structures into linear analysis methods and nonlinear analysis methods. While linear analysis methods consist of equivalent earthquake load method and modal analysis methods, nonlinear methods consist of thrust method and analysis methods in time history. In the design of high-rise buildings, it is mandatory to use these two methods.The first design phase of tall buildings is done using linear methods. In other words, equivalent earthquake load and modal analysis methods are used and the structure is accepted here with a preliminary design. Then, in line with the performance target determined by the regulation, the structure is put into a performance control with linear analysis or non-linear analysis method. Here, it is checked that the structure is not damaged or that the damage taken is very limited and does not go beyond linearity. The structure, which passes this stage successfully, is subjected to non-linear analysis when it reaches the final stage. Nonlinear calculation method in the time history is used as a nonlinear analysis method in tall buildings. Before starting the analysis of the structure here, the seismicity of the region and the class of the ground should be known and detailed research should be carried out in this region.Making nonlinear analysis in the time domain is a subject that requires experience and mastery of computer programs. Before starting this calculation method, earthquakes that may occur in the region should be determined with foresight and engineering experience. The data of the detected earthquake records should be accessed and the data should be scaled according to the location of the building. Analysis with earthquake records in the form of raw data will eventually cause major errors. In the model of the building, the regions where joints may occur should be determined and these regions should be checked according to the damage they received as a result of the analysis. If the limit values given by the regulation are not met, the structure should return to the first analysis. In the first stage analysis, cross-sectional improvements should be made and all analysis processes should be repeated.In this study, the analysis of a high-rise building was carried out in stages in accordance with the Turkish Building Earthquake Code 2018, in accordance with the regulation, the data obtained as a result of each stage were interpreted, and the difficulties and deficiencies encountered were given in the conclusion and recommendations section. It is aimed to guide engineers who do not have experience in high-rise analysis, and important issues are addressed to the extent necessary.