-
Çelik Çaprazlı Çerçevelerde Farklı Performans Seviyeleri
İçin Sismik Enerji İstemleri
Selçuk DOĞRU1, Bora AKŞAR2 Bülent AKBAŞ3, Jay SHEN4, Bilge
DORAN5
1Doktora Öğrencisi, Gebze Teknik Üniversitesi – Deprem ve Yapı
Müh. Anabilim Dalı, Kocaeli,
e-posta: [email protected] 2Araş.Gör., Doktora Öğrencisi, Gebze
Teknik Üniversitesi – Deprem ve Yapı Müh. Ana Bilim
Dalı, Kocaeli, e-posta: [email protected]
3Prof.Dr., Gebze Teknik Üniversitesi – Deprem ve Yapı
Mühendisliği Anabilim Dalı, Kocaeli, e-posta: [email protected]
4Doç.Dr., Iowa State Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü,
Iowa, Amerika, e-posta: [email protected]
5Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, İstanbul, Turkey
e-posta: [email protected]
Öz Enerji esaslı depreme dayanıklı yapı tasarımı, performansa
dayalı tasarımda bir alternatif olarak değerlendirilebilir. Enerji
ve enerji parametreleri orta veya şiddetli depremlere maruz
yapıların tasarımı için en umut veren parametrelerdir. Yapıya
etkiyen deprem etkisi; enerji girişi, yapısal özelliklerin bir
fonksiyonu ve yer hareketinin özellikleri olarak düşünülebilir. Bu
bildirinin amacı, performansa dayalı deprem mühendisliği altında
farklı performans seviyeleri (can güvenliği, göçme öncesi) için
enerji esaslı bir değerlendirme sunmaktır. Tasarımın rasyonel,
uygulanabilir ve ileri çalışmaların ihtiyacına uygun olduğunu
göstermek için özellikle çelik çaprazlı çerçeveler seçilmiştir.
Alçak ve orta katlı çelik çaprazlı çerçeveleri, ASCE 7-10 ve AISC
341-10 yönetmeliklerine uygun şekilde analiz edilecektir.
Çerçevelerin orta ve yüksek seviyelerdeki sismik enerji taleplerini
değerlendirmek için uygun yer hareketleri seçilmiştir. Doğrusal
olmayan zaman tanım alanında yapılacak analizler de aşılma
olasılığı 10% ve 2% olan yer hareketleri kullanılacaktır. Anahtar
Kelimeler: Çelik çaprazlı çerçeveler, Enerji istemleri, Sismik
tasarım
Giriş
Yapıların sismik tasarımında geleneksel yöntem dayanım
esaslıdır. Yapının dayanım esaslı tasarımında, düşey yükler ile
birlikte belirli miktarda yanal sismik yük etki ettirilir. Yapısal
elemanlarının boyutlandırılması, kapasitesinin talep edilen
dayanımdan az olmaması prensibini sağlayacak şekilde belirlenir.
Bununla birlikte, deprem yönetmeliklerinde tanımlanan sismik
kuvvetler, yapıya sadece minimum yanal dayanım sağlamakta fakat
tasarım depreminde hasar görmeme durumunu amaçlamamaktadır (Akbas
vd., 2001) . Kuvvetli yer hareketleri altında bir yapının büyük
elastik olmayan
105
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
şekil değiştirme yapacağı beklenir. Performansa dayalı depreme
dayanıklı yapı tasarımı, kavramsal yapısıyla rasyonel ve titiz
yaklaşımlar getirmekte ve son iki yıldır yaygın olarak
kullanılmaktadır. Performansa dayalı tasarım yaklaşımı, yapının
sismik performansını gerçeğe uygun olarak açıklamakta ve yapısal
tasarım aşamaları bakımından daha rasyonel bir yaklaşım sunmaktadır
(Shen vd., 2000). Enerji esaslı depreme dayanıklı yapı tasarımı,
performansa dayalı tasarımda bir alternatif olarak
değerlendirilebilir (Housner, 1956). Enerji ve enerji parametreleri
orta veya şiddetli depremlere maruz yapıların tasarımı için en umut
veren parametrelerdir (Akbas ve Shen , 2002), (Shen ve Akbas
,1999), (Fajfar vd., 1991). Yapıya etkiyen deprem etkisi; enerji
girişi, yapısal özelliklerin bir fonksiyonu ve yer hareketinin
özellikleri olarak düşünülebilir. Yapılar, deprem sırasında yapıya
giren bütün enerjiyi tüketmek zorundadır. Depremler oldukça
düzensiz yer hareketleri olmalarına karşın, yapıya giren enerji
oldukça kararlı bir değerdir. Enerji girişi, yer hareketinin
özelliklerinin (etkili yer hareketi süresi, genlik, frekans
içeriği, vb.) ve yapısal özelliklerin (kütle, doğal periyod) bir
fonksiyonudur (Akiyama, 1985). Performansa dayalı tasarım
felsefesine uygun olarak, yapıya giren enerji girişi, bu enerjinin
yapı boyunca dağılımı ve yapı elemanları enerji tüketme
kapasitelerini belirlemek enerjiye esaslı yöntemin temellerini
oluşturmaktadır. Bu gereksinimlerin çözülmesi sonucunda bir yapıya
enerji girişi ve enerji kapasitesini karşılaştırmak mümkün olacak
ve böylece yapının depreme dayanıklılığı farklı performans
seviyeleri için hesaplanabilecektir (Akbas vd., 2001). Bu
bildirinin amacı, performansa dayalı deprem mühendisliği altında
farklı performans seviyeleri (can güvenliği, göçme öncesi) için
enerji esaslı bir tasarım yöntemi sunmaktır. Tasarımın rasyonel,
uygulanabilir ve ileri çalışmaların ihtiyacına uygun olduğunu
göstermek için özellikle çelik çaprazlı çerçeveler seçilmiştir. Bu
amaçla, alçak ve orta katı temsilen 4 ve 8 katlı çelik X ve ters V
çaprazlı çerçeveler ASCE 7 (2010) ve AISC 341 (2010)
yönetmeliklerine uygun şekilde tasarlanmıştır. Çerçevelerin orta ve
yüksek seviyelerdeki sismik enerji taleplerini değerlendirmek için
uygun yer hareketleri seçilmiştir. Doğrusal olmayan zaman tanım
alanında yapılacak analizler de aşılma olasılığı 10% ve 2%
hareketleri kullanılacaktır.
Enerjiye Dayalı Tasarım Yaklaşımı
Enerji kavramlarına bağlı depreme dayanıklı bir yapı tasarımı,
deprem tarafından oluşan enerji talebinin yapı enerji
kapasitesinden küçük ya da eşit olması olarak ifade edilebilir.
Aşağıdaki hareket denklemleri, enerji kavramlarını tanımlamak için
yararlı olacaktır. Yatay bir yer hareketi etkisindeki viskoz
sönümlü tek serbestlik dereceli (TSD) bir sistemin hareket denklemi
aşağıdaki şekilde ifade edilebilir:
0=++ st fucum (1)
Burada m kütle; c viskos sönüm katsayısı, fs, yay kuvveti (
doğrusal bir sistem için fs = ku, k= rijitlik), u kütlenin yere
göre rölattif yer değiştirmesi, ug, yer hareketi yer değiştirmesi,
ut = u + ug‘ dir. Buna göre (1) denklemi yeniden yazılırsa,
106
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
)(),( tumuufucum gs −=++ (2) Enerjiye dayalı yöntemlerin
oluşturulabilmesi için enerji denklemlerinin elde edilmesi
gerekmektedir. Doğrusal olmayan tek serbestlik dereceli bir sisteme
yer hareketi sırasında giren enerji, viskoz sönüm ve akma yoluyla
tüketilmektedir. Doğrusal olmayan bir sistem için değişik enerji
terimleri hareket denklemi (2 denklemi ) integre edilerek aşağıdaki
gibi elde edilebilir (Chopra, 2010):
∫ ∫ ∫ ∫−=++u u u u
gs dutumduuufdutucdutum0 0 0 0
)(),()()( (3)
(3) denkleminin sağ tarafı yapıya giren toplam enerjiyi, EI(t),
göstermektedir. EI(t), efektif sismik kuvvet tarafından yapılan iş
olarak da tanımlanabilir.
∫−=u
gI dutumtE0
)()( (4)
(3) denkleminin sol tarafındaki ilk terim kütlenin yere göre
rölatif hareketiyle ilişkili olan kinetik enerjiyi, EK(t),
göstermektedir.
∫ ∫ ===u u
KumudtumdutumtE
0 0
2
2)()()(
(5)
(3) denkleminin sol tarafındaki ikinci terim viskoz sönüm
yoluyla tüketilen enerjiyi, ED(t), göstermektedir.
∫ ∫==u u
DD dutucdutftE0 0
)()()( (6)
(3) denkleminin sol tarafındaki üçüncü terim ise sistemin akması
sonucu oluşan histeretik enerjiyi, EH(t), ve elastik birim şekil
değiştirme enerjisinin, Ee(t), toplamını göstermektedir. Elastik
birim şekil değiştirme enerjisi, Ee(t):
ktf
tE Se 2)(
)(2
= (7)
şeklinde ifade edilebilir. Burada k doğrusal olmayan sistemin
başlangıç rijitliğini göstermektedir. Sistemin akması sonucu
tüketilen histeretik enerji, EH(t),
∫ −=u
eSH tEduuuftE0
)(),()( (8)
Elastik davranışta, EH(t), sıfır olmakta ve inelastik davranışta
Ee‘ nin EH‘ a göre çok az olmasından dolayı ihmal edilebilmektedir.
Bu enerji terimleri göz önüne alınarak bir sistemin enerji dengesi
yeniden yazılabilir.
107
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
)()()()()( tEtEtEtEtE HeDKI +++= (9)
(9) denklemi tasarım denklemi olarak kabul edildiğinde (talep ≤
kapasite), sağ taraftaki dört terim yapının kapasitesini ve sol
taraftaki terim ise yapıya giren enerjiyi, enerji talebini ifade
etmektedir. Anlık kinetik ve elastik birim şekil değiştirme
enerjisi, herhangi bir zamandaki yapıya giren toplam enerjinin az
bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu nedenle kinetik enerji ve elastik
birim şekil değiştirme enerjisi ihmal edilebilir ve (9) denklemi
tekrar yazılırsa:
)()()( tEtEtE HDI += (10)
Deprem hareketi sonunda (10) denklemindeki parametreler
belirlenebilmekte ve yapı boyunca histeretik enerjinin dağılımı
hesaplanabilmektedir. Bununla birlikte (9) denklemindeki enerji
terimleri, yapı sisteminin yere göre rölatif hareketinden çıkarılan
enerji değerleridir. Toplam enerji, EI, yer hareketi sonucu yapının
temelinde oluşan toplam kesme kuvvetinin yaptığı işe göre de
tanımlanabilir (Uang and Bertero, 1988). Bir yapıda iç kuvvetlere
yol açan etkilerin rölatif yer değiştirmeler ve hızlar olduğu göz
önüne alındığında , rölatif harekete göre tanımlanan enerji
terimlerinin daha anlamlı olduğu görülmektedir (Chopra, 2010).
Sismik Enerji Taleplerinin Örnek Bir Çalışmada İncelenmesi
Yapı Tanımı Farklı iki açıklıklı 4 ve 8 katlı, alçak ve orta
katlı çelik X ve ters V çaprazlı çerçevelerini temsil eden taşıyıcı
sistemler ASCE 7-10, AISC 360-10 ve AISC 341-10 yönetmeliklerine
uygun şekilde tasarlanmıştır. Yapının plan ölçüleri 45m genişlik,
45m uzunluğa ve 9m mesafesinde 5 açıklıktan oluşmaktadır. 4 ve 8
katlı modellerde tipik kat yüksekliği 4m’dir. 8 katlı modellerde
zemin kat 5 m olarak tasarlanmıştır. Şekil 1, 2, 3 ve 4’de,
tasarlanan çaprazlı çerçevelerinde kullanılan kesitler verilmiştir.
8 katlı modelde bodrum perdelerinin ve bodrumu çevreleyen zeminin
yapının zemin seviyesindeki yatay deplasmanı engellediği kabul
edilmiş ve sismik taban zemin seviyesi alınmıştır. Binaların
doğrusal analizleri LRFD hükümlerine göre AISC 360-10 standardına
uygun olarak yapılmıştır. Normal katlarda eleman ağırlıklarını da
içeren sabit yükler 5.0 kN/m2, hareketli yükler ise 2.4kN/m2 olarak
alınmıştır. Çatı katlarında sabit ve hareketli yükler sırasıyla
4kN/m2 ve 1.4kN/m2 olarak sisteme etki ettirilmiştir. Modellerde
kolon ve kirişler S355 yapısal çelik kalitesinde Avrupa geniş
başlıklı kesitler kullanılmıştır. Çapraz elemanlar S275 çelik
kalitesinde kutu profiller kullanılmıştır. Çerçevelerin davranış
spektrumu analizleri D sismik tasarım kategorisi için yapılmıştır.
Ayrıca çerçevelerde eşdeğer deprem yükü yöntemine göre taban kesme
kuvvetleri belirlenmiş ve davranış spektrumu analizlerinden elde
edilen değerlerle karşılaştırılmış, gerekli durumlarda yükler
arttırılmıştır. ASCE 7-10 hükümleri uyarınca çerçevelerin
analizleri sonucu bulunan temel periyotlar (T), yaklaşık yöntemle
belirlenen temel periyod (Ta) ve üst limit kat sayısı (Cu) ile
kıyaslanmıştır. Temel periyodun (T), CuTa yı aşması durumunda
analizlerde CuTa kullanılmıştır.
108
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
Şekil 1. 4 katlı ters V çaprazlı yapı görünüşü
Şekil 2. 4 katlı X çaprazlı yapı görünüşü
Şekil 3. 8 katlı ters V çaprazlı yapı görünüşü
109
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
Şekil 4. 8 katlı X çaprazlı yapı görünüşü
Çerçevelerin temel periyodları (T), yaklaşık yöntemle hesaplanan
periyodları (Ta), eşdeğer deprem yöntemine göre hesaplanan taban
kesme kuvvetleri (V) ve davranış spektrumu ile elde edilmesi
gereken minimum kesme kuvveti (Vt) Tablo 1 de sunulmuştur. Ters V
tipindeki çapraz elemanlarının bağlandığı kiriş tasarımı, bağlanan
çapraz elemanlarının aktaracağı beklenen maksimum kuvvetlere göre
analiz edilmiştir. Yapısal sistemin stabilitesi arttırılmış deprem
etkileri altında kontrol edilmiş ayrıca AISC 341-10 yönetmeliğine
göre belirlenmiş en kesit (kompaktlık) şartları kolon ve çaprazlar
için yüksek sünek seviyesi, kirişler için orta seviye sünek olarak
tasarlanmıştır.
Tablo 1. Çaprazlı çerçeveler için temel periyodlar ve taban
kesme kuvvetleri
Kat Tip T
(sn) Ta
(sn) Cu CuTa (sn)
Thesap (sn)
Toplam Kütle
(kN.sn2/m) V
(kN) Vt
(kN)
4-KAT Ters V 0.563 0.390 1.4 0.546 0.546 2173 4337 4364
X 0.593 0.390 1.4 0.546 0.546 2173 4337 4158
8-KAT Ters V 1.523 0.656 1.4 0.918 0.918 4485 5322 4946
X 1.582 0.656 1.4 0.918 0.918 4485 5322 4812
110
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
Bina katlarının yatay düzlemde rijit diyafram hareketi yaptığı
kabul edilmiştir. Çelik çaprazlı çerçevelerinin tasarımında
taşıyıcı sistem davranış katsayısı (R=6), taşıyıcı sistem dayanım
fazlalığı (veya büyütme) katsayısı (Ωo=2) ve yer değiştirme büyütme
katsayısı (Cd=5) alınarak taban kesme kuvveti, elemanlara etkiyen
kuvvetler ve kat ötelenmeleri belirlenmiştir. Binaların sismik
parametreleri, Ss=2.0g ve S1=1.0g olan bir bölgede olduğu kabul
edilmiştir. Tasarım spektrumu için SDS=1.333g, SD1= 0.666g ve uzun
periyod bölgesine geçiş periyodu TL=12.0s alınmıştır. Çerçeveler
ASCE 7-10 hükümleri uyarınca %2 göreli kat ötelenmesi sınırı göz
önüne alınarak tasarlanmıştır. ASCE 7-10 ‘a göre yanal harekete
katılan eleman rijitliklerinin seviyesini belirleyen katsayı
(redundancy factor), ρ = 1.3 alınarak deprem yüklemelerine dahil
edilmiştir. Göreli kat ötelenmesi ve p-delta kontrollerinde ρ = 1.0
alınarak yönetmeliğe uygun olarak analizler geçekleştirilmiştir.
Tasarlanan bütün çerçevelerin kolonları temele basit bağlantı ile
mesnetlendiği kabul edilmiştir.
Şekil 5. Tasarım Deprem Seviyesi ve Şiddetli Deprem Seviyesi (
SDS) için Davranış
Spektrumları Aşılma olasılığı 10% ve 2% olan iki gurup yer
hareketleri PEER kuvvetli yer hareketi veri tabanından seçilmiştir.
Her gurup 3 adet deprem kaydından oluşmaktadır. Seçilen zeminin
kayma dalgası hızı 300 m/sn ile 770 m/sn arasındadır. Seçilen
depremler Şekil 5 de verilen davranış spektrumlarına uygun olarak
ölçeklendirilmiştir. Seçilen depremlerin ölçeklendirilmiş ivme –
zaman kayıtları ve davranış spektrumları Şekil 6 ve 7 de
verilmiştir. Tasarım spektrumu ASCE 7-10 uyarınca belirlenmiş ve
Şekil 5 de gösterilmiştir. Her binanın taşıyıcı sisteminde dış
çerçeveler sismik yüklere çalışan merkezi çaprazlı çerçevesi, iç
çerçeveler ise sadece düşey yüklere çalışan ve kirişlerin kolonlara
basit bağlandığı çerçeveler olarak tasarlanmıştır. Analiz Sonuçları
Enerji davranış parametrelerini incelemek için 4 ve 8 katlı
çaprazlı çerçevelerde doğrusal olmayan zaman tanım alanında
analizler yapılmıştır. Tasarlanan çerçeveler toplamda 6 adet olmak
üzere iki grup yer hareketine maruz bırakılmıştır. Tablo 2 de bu
yer hareketlerine ait detaylı bilgiler gösterilmiştir. Doğrusal
olmayan zaman tanım
111
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
alanındaki analizlerde kullanılan iki grup yer hareketi aşılma
olasılığı %10 ( Tasarım deprem seviyesi) ve %2 ( Şiddetli deprem
seviyesi- MCE) olan depremleri ifade etmektedir. Yapı elemanları,
doğrusal olmayan analizlerini ve performans değerlendirilmesini
sağlayan PERFORM 3D programı ile modellenmiştir. Çerçeveler,
uçlarında muhtemel plastikleşme bölgeleri bulunan kolon ve kiriş
elemanları ile modellenmiştir. Kolonlarda eksenel kuvvet ve eğilme
momenti etkileşimi göz önüne alınmıştır. Zaman geçmişi
analizlerinde P-Δ etkisi göz önüne alınmıştır. Şekil 6 ve 7 de
belirtilen depremlerden aşılma olasılığı %10 olan depremler GM1,
GM2 ve GM3 olarak, aşılma olasılığı %2 olan depremler GM4, GM5 ve
GM6 olarak adlandırılmıştır. Elastik davranış spektrumuna göre
ölçeklendirilmiş deprem kayıtlarına ait davranış spektrumları Şekil
8 ve 9 da özetlenmiştir.
Tablo 2. PEER Veritabından Alınan Deprem Kaydı Özellikleri
İsim NGA# Kayıt Ölçekleme Süre PGA Katsayısı (s) (cm/s2) GM 1
(%10) 1612 Düzce 3.5588 41.0 531.89 GM 2 (%10) 4284 Basso,Tirreno
3.9035 29.00 572.00 GM 3 (%10) 451 Morgan Hill 0.8357 41.00 317.059
GM 4 (%2) 1111 Kobe 1.3103 41.00 620.973 GM 5 (%2) 4099 Park Field
2.2397 21.00 1047.708 GM 6 (%2) 4481 L’Aquila 1.7551 61.00
828.945
Şekil 6. Aşılma olasılığı %10 olan yer hareketleri için ivme
zaman kayıtları
Şekil 7. Aşılma olasılığı %2 olan yer hareketleri için ivme
zaman kayıtları
112
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
Şekil 8. Aşılma olasılığı %10 için PEER veri tabanından seçilen
yer hareketleri (GM 1, GM 2, GTM 3 ) için ölçeklendirilmiş davranış
spektrumları
Şekil 9. Aşılma olasılığı %2 için PEER veri tabanından seçilen
yer hareketleri (GM 4, GM 5, GTM 6 ) için ölçeklendirilmiş davranış
spektrumları
Sismik enerji davranış parametresi olan ve kütleye göre
normalize edilmiş toplam enerji değerleri her açıklık tipi için
Şekil 10 ve Şekil 11 de belirtilmiştir. 4 katlı X çaprazlı çerçeve
sistemi için %10 aşılma olasılığına uygun GM 1, GM 2 ve GM 3 deprem
hareketlerinde, EI/m değerleri için ortalama 0.96 m2/sn2 iken %2
aşılma olasılığına uygun GM 4, GM 5 ve GM 6 deprem hareketlerinde
ortalama 1.45 m2/sn2 olmaktadır. EI/m değerleri ters V çaprazlı
çerçevesi için %10 aşılma olasılığına uygun GM 1, GM 2 ve GM 3
deprem hareketlerinde ortalama 0.96 m2/sn2 iken iken %2 aşılma
olasılığına uygun GM 4, GM 5 ve GM 6 deprem hareketlerinde ortalama
1.43 m2/sn2 değerine ulaşmakta olduğu Şekil 10 da
gösterilmiştir.
113
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
Şekil 10. 4 katlı X ve ters V çerçevelerin %2 ve %10 aşılma
olasılığındaki deprem seviyeleri için EI/m değerleri
Şekil 11. 8 katlı X ve ters V çerçevelerin %2 ve %10 aşılma
olasılığındaki deprem seviyeleri için EI/m değerleri
114
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
8 katlı X çaprazlı çerçeve sistemi %10 aşılma olasılığına uygun
GM 1, GM 2 ve GM 3 deprem hareketlerinde, EI/m değerleri ortalama
3.03 m2/sn2 iken %2 aşılma olasılığına uygun GM 4, GM 5 ve GM 6
deprem hareketlerinde ortalama 3.59 m2/sn2 olmaktadır. EI/m
değerleri ters V çaprazlı çerçeve için %10 aşılma olasılığına uygun
GM 1, GM 2 ve GM 3 deprem hareketlerinde ortalama 3.05 m2/sn2 iken
%2 aşılma olasılığına uygun GM 4, GM 5 ve GM 6 deprem
hareketlerinde ortalama 3.59 m2/sn2 değerine ulaşmakta olduğu Şekil
11 de gösterilmiştir.
Sonuçlar
Bu çalışmada alçak ve orta katlı çelik çaprazlı yapıların
performansa dayalı depreme dayanıklı tasarım metodu altında enerji
esaslı tasarım değerlendirmeler sunulmuştur. Çelik moment
çerçeveleri tasarımın rasyonelliğini, uygulanabilirliğini ve
ileride yapılacak çalışmaların ihtiyacını göz önüne alınarak
seçilmiştir. Aşılma olasılığı %10 ve %2 olan deprem yer
hareketleri, taşıyıcı sistemin orta ile yüksek hasar seviyelerini
değerlendirmek için seçilmiştir. Alçak ve orta katlı yapıları
temsilen 4 ve 8 katlı merkezi çelik X ve ters V çaprazlı
çerçeveleri doğrusal olmayan zaman tanım alanında analiz edilmiş ve
sismik enerji talepleri belirlenmiştir. Çalışmada elde edilen
sonuçlar aşağıdaki listelenmiştir.
• 4 katlı merkezi çelik X ve ters V çaprazlı çerçeveleri için
toplam ortalama giren enerji parametresi, EI/m, aşılma olasılığı
%10 olan yer hareketlerinde sırasıyla 0.96 m2/sn2 ve 0.96 m2/sn2
olmakta iken aşılma olasılığı %2 olan yer hareketlerinde yaklaşık
1.45 m2/sn2 ve 1.43 m2/sn2 değerlerindedir.
• 8 katlı merkezi çelik X ve ters V çaprazlı çerçeveleri için
toplam ortalama giren enerji parametresi, EI/m, aşılma olasılığı
%10 olan yer hareketlerinde sırasıyla 3.03 m2/sn2 ve 3.05 m2/sn2
olmakta iken aşılma olasılığı %2 olan yer hareketlerinde yaklaşık
3.59 m2/sn2 ve 3.59 m2/sn2 değerlerindedir.
• Yapıya giren sismik enerjinin daha farklı deprem
karakteristiklerine sahip yer hareketleri altında incelenmesi için
çalışmalar yapılması gerekmektedir.
• Bu çalışma alçak ve orta katlı çelik yapılar üzerinde sonuçlar
elde edilmeye çalışılmıştır, yüksek katlı çelik yapılar için
araştırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır.
Teşekkür Bu çalışmayı (Proje # 114R044) destekleyen Türkiye
Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu’na (TÜBİTAK) katkılarından
dolayı teşekkür ederiz. Bu çalışmada bahsi geçen görüşler sadece
yazarlara aittir ve başka hiçbir organizasyon ve kişiyi temsil
etmemektedir.
115
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU
-
Referanslar
AISC 341-10, 2010. “Seismic Provisions for Steel Structural
Buildings”, American
Institute of Steel Construction, Chicago, IL.. AISC 358-10,
2010. “Prequalified Connections for Special and Intermediate
Steel
Moment Frames for Seismic Applications”, American Institute of
Steel Construction, Chicago, IL.
AISC 360-10, 2010. “Specification for Structural Steel
Buildings”, American Institute of Steel Construction,
Chicago, IL. Akbas B, Shen J, and Hao H, 2001 “Energy approach
in performance-based seismic
design of steel moment resisting frames for basic safety
objective”, The Structural Design of Tall Buildings ,
10:193-217.
Akbas B, and Shen J, 2002. “Energy Approach in Performance-Based
Earthquake-Resistant Design”, Twelweth European Conference on
Earthquake Engineering, London, England.
Akiyama H. 1985. “Earthquake-Resistant Limit-State Design for
Buildings”, University of Tokyo Press.
ASCE 7-10 .2010. “Minimum Design Loads for Buildings and Other
Structures”, American Society of Civil Engineers, Reston, VA.
Chopra A.K, Dynamics of Structures: Theory and Applications to
Earthquake Engineering, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 2010.
Fajfar P, Vidic T, and Fischinger M, 1991, “On the Energy Input
into Structures”, Proc. of the Pacific Conference on Earthquake
Engineering, Auckland, New Zealand, 1, 81-92.
Fajfar P and Vidic T, 1994, “Consistent Inelastic Design
Spectra: Hysteretic and Input Energy”, Journal of Earthquake
Engineering and Structural Dynamics, 23, 523-537.
Housner GW, 1956, “Limit Design of Structures to Resist
Earthquakes”, In: Proceedings of the First World Conference on
Earthquake Engineering, Berkeley, California, 5-1-5-13.
PEER Database, Peer.berkeley.edu/peer_ground_motion_database.
Pacific Earthquake Engineering Research Center, 325 Davis Hall,
University of California, Berkeley, CA 94720.
PERFORM-3D, 2011. Nonlinear Analysis and Performance Assessment
for 3D Structures, Version 5.0.0.
Shen J and Akbas B, 1999, “Seismic Energy Demand in Steel Moment
Frames”, Journal of Earthquake Engineering, 3(4): 519-559.
Shen J, Hao H, and Akbas B, 2000, “Hysteresis Energy in Moment
Frames”, Shen J., Editor. The Engineering Science of Structures, A
Special Volume Honoring Sidney A. Guralnick. Illinois Institute of
Technology: April, 112-138.
Uang CM and Bertero VV,1990, “Evaluation of Seismic Energy in
Structures”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics ,
19:77-90.
116
6. ÇELİK YAPILAR SEMPOZYUMU