Eşdeğer deprem yükleri altında çerçeve sistemlerin MUTO, Smith yöntemleri ve SAP 2000 (yapısal analiz) programı ile çözümlerinin karşılaştırılması

Abstract

Ülkemizde üretilen binaların çoğunluğunda statik tasarım hesaplarında yatay yükleregöre yeterli hesap yapılmamıştır. Bu durum özellikle son yıllarda meydana gelen depremlerdeyapılan incelemeler sonuçunda daha da belirgin hale gelmiştir.Yaşanan bu acı olaylarsonuçunda deprem mühendisliğinin önemi artmış olup, çeşitli çalışmalar yapılmaktadır.Gelişen teknoloji ve hızla artan nüfus ile beraber yüksek yapı üretme zorunluluğu meydanagelmiştir.Binalar bu yapılar içinde en fazla üretilen ve en özellikli olanıdır.Binalara gelendeprem yükleri hem yatay hem düşey doğrultudadır. Bu çalışmada yatay doğrultudaki depremyükleri ele alınmıştır.Yatay deprem yüklerinin çerçeve sistemler üzerinde oluşturduğu kesitzorları çeşitli yöntemlerle bulunabilir. Bu yöntemlerden biri Eşdeğer Deprem YükleriYöntemi olup, bazı koşulların sağlanması durumunda kullanılabilir. Örnek bir çerçeveüzerinde Eşdeğer Deprem Yükleri Yöntemine göre deprem kuvvetleri bulunup, bu yüklerçerçeveye Muto, Smith yöntemleri ve SAP2000 programı ile uygulanıp oluşan kesit tesirleriher kat ve her eleman için karşılaştırılması araştırılmıştır.Bu tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır.Birinci bölümde çalışmanın amacıbelirtilmiş,ikinci bölümde konu ile ilgili diğer çalışmalar gözden geçirilmiştir.Materyal veYöntem üçüncü bölümde ele alınmıştır. Çalışmanın esasını oluşturan dördüncü bölümde,oluşturulan örnek bina üzerinde her üç yöntemle çözümlemeleri yapılarak, elde edilensonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada elde edilen ve beşinci bölümde verilen sonuçlaraşağıda kısaca özetlenmiştir:a) Yaklaşık yöntemler olan Muto veSmith yöntemlerinde oluşan iç kuvvetler, her kattakatlara gelen deprem kuvvetleri ile orantılı olarak değişir.b) En alt kat ve en üst katlarda yöntemlerin değerleri birbirine daha yakındır.c) Yatay yükler altında taşıyıcı sistemlerin elemanlarında oluşan iç kuvvetler oldukçakritik değerler alabilmektedir.SAP 2000 programının çözümlemesi sonlu elemanlar yöntemine göre yapılıp, yaklaşıkyöntemlere göre daha kesin sonuçlar vermektedir. Ancak yaklaşık yöntemler de mühendislikuygulamalarında kabul edilebilir sınırlar içerisinde yer almaktadır.

In most buildings constructed in our country, computation with respect to horizontalloads has not been carried out adequately in structural designs. This fact has been clearly seenin the results of investigations performed at recent earthquake venues. After these painfulincidents, the importance of earthquake engineering has increased and various studies havebeen carried out. With advancing technology and rapidly growing population, the necessity ofconstructing high rising structures has immerged. Buildings are the most produced and themost characteristic ones. The earthquake loads coming to buildings are both in horizontal andvertical directions. In the present work, earthquake loads in horizontal direction have beentreated. Stress resultants that horizontal earthquake loads create on framed structures can bedetermined by various methods. One of these methods is the Equivalent Earthquake LoadMethod, and can be used if some conditions are satisfied. On a sample frame, earthquakeloads have been determined according to the Equivalent Earthquake Load Method, and theseloads have been applied to the frame by Muto and Smith methods and SAP2000 packagecomputer program, and the computed stress resultants have been compared for each storeyand each member.This thesis work consists of five chapters. In the first chapter, the aim of the study hasbeen stated; and in the second chapter, other relevant works have been reviewed. Material andMethod have been treated in the third chapter. In the fourth chapter which forms the basis ofthe present study, the three methods stated above have been applied on a sample building andtheir results have been compared. The results obtained in the present study and given in thefifth chapter have been summarized briefly as follows:a) Stress resultants, developed in the Muto and Smith methods which are bothapproximate methods, change in proportion to the earthquake load coming to thestorey.b) At the bottom storey and top storey, the results obtained by different methods are nearto each other.c) Internal forces developed in the members of the carrier system under the horizontalloads can take quite critical values.d) The solution by SAP2000 is obtained according to finite element method, and givesmore exact results compared to the other approximate methods. Nevertheless theapproximate methods give results which are within the acceptable limits in mostengineering applications.