Depreme Dayanıklı Yapı Tasarlarken Bilinmesi Gerekenler

Medeniyet Mühendisi · 7670

0 Üye ve 1 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

Çevrimdışı Medeniyet Mühendisi

  • Admin
  • Yazar
  • *
    • İleti: 1991
    • +43/-2
    • Medeniyet Mühendisleri
 Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı Hakkında Soru ve Cevaplar
 

1-Deprem Oluşumu ve Deprem Özellikleri.
Yeryüzünün derinliklerinde mevcut faylar üzerinde göreceli hareket eden kayaçlar, fayların ara düzlemleri içinde enerji biriktirirler. Yeryüzünden HE derinlikte bulunan fay içinde göreceli ve çok yavaş fakat devamlı olarak hareket eden kaya tabakalarının birim deformasyonu, kırılmaya tekabül eden bir sınır büyüklüğe ulaşınca fay aniden kırılır. Ani fay kırılması sonucunda fay içinde biriken potansiyel enerji açığa çıkar. Enerji olan yerde iş yapılmalıdır. Yapılan iş, deprem odağından başlayarak yayılan enerji etkisi ile öncelikle zemin ortamında, zemin kırılmaları ve deformasyonlar görünümünde ortaya çıkar. Enerji dalgaları deprem odağından başlayarak radyal şekilde dağılır.

Depremin derinliği: Fay kırılmasının oluştuğu noktanın yeryüzünden derinliğidir.( HE )
Deprem odağı (hiposantr): Fay kırılmasının oluştuğu nokta.
Depremin merkez üssü: Deprem odağının, düşeyde, yeryüzüne tekabül eden koordinatıdır.
Kırılma uzunluğu: Fay kırılması başladığı noktadan fay çizgisi üzerinde yayılır. Kırılmanın yayıldığı uzunluk olarak tanımlanır.
Depremin aletsel büyüklüğü: Fay kırılması sonucu açığa çıkan enerjinin büyüklüğü ölçülür ve Richter Ölçeği M olarak ifade edilir.



2-Taban Kayası ve Yerel Zemin. Yerel zeminin depremdeki rolü nedir?
Yapının temelinin konuşlandığı ve deprem davranışını bakımından bir etkileşim içinde olduğu zemine yerel zemin denilir. Yerel zeminin derinliklerinde taban kayası bulunur. Yerel zeminin özellikleri (Z1-Z4), deprem titreşimlerine maruz yapının dinamik tepkisini belirlemekte rol oynar.



3-Deprem enerji dalgalarının hareketleri hangi görünümlerde olabilir? Bu şekil değiştirmeler hangi özelliklerle tanımlanır?
P-S-LOVE-RAYLEİGH dalgası şeklinde olabilir. Bu şekil değiştirmeler;
• Yer değiştirme doğrultusu
• İlerleme yönü
• Sıkışma
• Genleşme
• Dalga boyu gibi özelliklerle tanımlanırlar.



4-Deprem Mühendisliğinin Amacı nedir?
Projesini ve inşaatını yaptığı yapılara, büyük deprem enerjileri ile başa çıkabilme yeteneği kazandırmaktır.



5-Depremin büyüklüğü ve şiddeti ne demektir? Ne ile ilgilidir, ne farkı vardır, nasıl ölçülür?
Depremin Büyüklüğü: Açığa çıkan enerjinin büyüklüğünü verir ve depremin sınıflandırılması bu enerjinin büyüklüğü kullanılarak yapılır. Richter Ölçeği ile ölçülür. Açığa çıkan enerji, yapılarda deprem hasarına neden olur. Deprem enerjisi ile ilgilidir.
Depremin Şiddeti: Depremden sonra, yeryüzünde oluşan hasarların insanlar tarafından daha kolay anlaması için geliştirilmiş bir şiddet cetvelidir. Mercalli Şiddet Cetveli ile tespit edilir. Yapılarda oluşan hasarlar ile ilgilidir.



6-Kuvvetli Yer Hareketi nedir?
Depremde ortaya çıkan ve mühendislik yapılarını etkileyecek büyüklükte olan yer hareketleridir.



7-Yatay Yer İvmeleri yapılarda nelere sebep olur?
Yapıları, yük taşıma sınırlarına kadar zorlar ve yapılarda hasar oluşumlarına ve çökmelere yol açar.



8-Düşey Yer İvmeleri yapılarda ne zaman göz önüne alınır?
Depremin etkisi ile eksenel çekme kuvvetleri oluşan kolonlarda, deprem izolatörlerinin kullanıldığı yapılarda veya daha büyük-küçük kolon eksenel kuvvetlerinin dayanım azalmalarına yol açtığı durumlarda, düşey ivmeler göz önüne alınmalıdır.

 

9-Depremin Süresi.
Kuvvetli yer hareketlerinin devam ettiği ve saniye cinsinden ölçülen zaman, deprem süresi olarak tanımlanır.
 


10-Zemin Sıvılaşması ne demektir ve hangi şartlarda oluşur?
Yer yüzeyine çok yakın, yüksek yer altı suyunun içinde kalan zemin, deprem etkisiyle titreşir ve bunun sonucunda yük taşıma kapasitesini yitirir. Deprem öncesinde yapı yükünü taşıyan zemin, deprem sonrasında yükü taşıyamaz ve bataklık gibi davranır. İşte bu olaya zemin sıvılaşması denir.
• Zeminin gevşek bünyesine,
• Zemini oluşturan daneler arasındaki bağlayıcı madde miktarının azlığına (kil),
• Titreşim esnasında zemin içinde daneler arasındaki boşluk suyunun drenajının engellenmiş olmasına bağlıdır. Bu şartlar altında deprem esnasında zeminde sıvılaşma meydana gelir.
 


11-Deprem nasıl bir olaydır? Yapılar depreme nasıl tepki gösterir?
Deprem dinamik karakterli bir zorlamadır. Yapılarda bu zorlamaya karşı dinamik tepki gösterir.



12-Üç boyutlu yapının çok serbestlik dereceli (ÇSD) matematik modeli nasıl seçilir?
1. Yapının ağırlıklarının kat düzeylerinde var olduğu düşünülür.
2. İ-katının tüm ağırlığı, i-katının düzlem içinde yer alan tek bir noktada toplanır.
3. Kat içinde tüm ağırlıkların toplandığı nokta Kat Kütle Merkezi olarak tanımlanır.
4. Düşey taşıyıcılar ve kirişler, bir süreklilik ve etkileşim içinde oldukları düşünülerek, katın Ötelenme Rijitliği (k) hesaplanır.
5. Böylece çok açıklıklı, çok katlı, üç boyutlu bir yapının çok serbestlik dereceli konsol çubuk modeli oluşur.


 
 


13-Yapının Dinamik Tepkisi nasıl oluşur?
Deprem odağından başlayarak radyal şekilde dağılan deprem enerjisi, yapıya ulaşır ve yapının temeli altında dinamik etkilere sebep olur. Yapı, dinamik olarak ötelenir. Yapının kütlesinde zamana bağlı olarak, büyüklü küçüklü ötelenmeler, hızlar ve ivmeler oluşur.





14-Yapının Doğal Titreşim Periyodu nelere bağlıdır?
Yapının kütlesine, ötelenme rijitliğine, yapının geometrisine, kesit boyutlarına, malzemesine ve mesnet şartlarına bağlıdır.


 

15-Yapılar ne zaman çöker?
Deprem zorlamalarının, taşıyıcı sistemi oluşturan yapı elemanları üzerindeki etkileri maksimum olduğu zaman ve bu etkiler yapının güç tüketimine yol açtığı zaman yapılar çöker.
 


16-Deprem başladıktan sonra, küçükten büyüğe dinamik salınımlar gösteren yapıda, deprem zorlamaları ne zaman maksimum olur?
Depreme maruz yapının ötelenmesinin maksimum olduğu zaman, deprem zorlamaları da maksimum olur..


 

17-Tepki Spektrumları nasıl elde edilir?
1. Geçmişte olmuş ve zaman-ivme kayıtları mevcut bir depremin, küçük zaman adımlarına karşı gelen ivmeleri, depremin başlangıcından bitişine kadar çok sayıda koordinatlarla tanımlanır.
2. Her koordinat için hareket denklemleri bilgisayar programı ile çözülür.
3. Yapının kütlesi t=0 dan başlayarak depremin bitişine kadar azalan ve çoğalan değişik ötelenmelere, hızlara ve ivmelere maruz kalır.
4. Ötelenmeler, hızlar ve ivmelerin maksimum büyüklükleri bilgisayar içinde saklanır.
5. Bilgisayar çözümleri, doğal periyordu Ti olan değişik çok sayıda tek serbestlik dereceli yapılar için tekrarlanır.
6. Herbir yapının doğal periyoduna karşı gelen maksimum tepkiler [(d, v, a )max ] olarak koordinatlara dönüştürülür.
7. Her bir maksimum ötelenme, hız ve ivme tepkileri, Ti nin bir fonksiyonu olarak grafik şeklinde ifade edilir. Üretilen bu grafiğe Tepki Spektrumu adı verilir.





18-Ötelenme ve İvme Tepki Spektrumları.
Aynı depreme maruz, hepsi tek serbestlik dereceli, ancak değişik doğal periyotlara sahip taşıyıcı sistemlerin kütle merkezlerinde oluşan maksimum ötelenmelerin grafik olarak gösterilmesine Ötelenme Tepki Spektrumu adı verilir.
Hepsi TSD, ancak değişik periyotlara sahip taşıyıcı sistemlerin, kütle merkezlerinde oluşan maksimum ivmelerin, grafik olarak gösterilmesine İvme Tepki Spektrumu adı verilir.


 


19-Oluşan bir depremden herhangi bir taşıyıcı sistem ne kadar pay alır, ne kadar etkilenir?

Doğal periyoduna bağlı olarak az veya çok pay alır. Yerel zeminin içinden geçerek yapıya ulaşan deprem enerjisinden, doğal periyoduna bağlı olarak deprem kuvveti alır. Bu durumda İvme Tepki Spektrum’u bilmek gereklidir.

 


20-Betonarme sistemler için geçerli olan Sönümleme Oranı (0,05) değişirse ne olur?
ξ< 0.05 için, maksimum (a/g) oranı 1.0 ‘dan büyük olacaktır.
ξ>0.05 için, maksimum (a/g) oranı 1,0’dan küçük olacaktır.
 
 

21- Yerel zeminin derinleşmesi sonucu ne olur?

Taban kayasında oluşan ivmenin, yerel zemin içinden geçerken ne kadar değişeceği, yerel zemini oluşturan zemin tabakalarının özelliklerine bağlıdır. Yerel zemin derinliği (H) arttıkça, aynı yapıda katlanarak artan deprem kuvvetlerine yol açar. Ana kayada oluşan ivmenin, yerel zemin içinden büyüyerek yüzeye ulaşması sonucunda yapıda oluşan taban kesme kuvveti büyür.


 
 

22-Etkin yer ivmesinin, yapının etkin kütle merkezine yükselirken nasıl ve ne kadar değişeceğini gösteren İvme Spektrumu nelere bağlıdır?


• Doğal periyoda (Ti),
• Yerel zemin sınıflarına (Z1-Z4),
• Sönümleme oranına bağlıdır (ξ).



 

23-Tasarım İvme Spektrum parametreleri nelere bağlıdır?

Ötelenme rijitliğine (k) , zemin cinsine bağlı TA ve TB periyotlarına, etkin yer ivmesine (A0g) ve sönümleme
oranına bağlıdır.



24-Etkin Yer İvmesini açıklayınız. (A0)
İvme Tepki Spektrum’da T=0 durumuna tekabül eden ivme, etkin yer ivmesi olarak tanımlanır. Taşıyıcı sistemler, tepki spektrum’da gösterildiği gibi, depremde oluşan Etkin Yer İvmesi’nin yapı içinde uğradığı değişikliğe göre tasarlanırlar.



25-Çok Serbestlik Dereceli Sistemlerin Tek Serbestlik Dereceli olarak modellenmesi.
• Çok açıklıklı ve çok katlı bir yapının bireysel tüm kat ağırlıklarının kat düzeylerinde toplandığı düşünülür. İ-katı düzeyinin üstündeki ve altındaki duvar vs. ağırlıklarının yarısı i-katına verilir.
• Kat düzeyinde toplanmış tüm ağırlıklar ve bu bağlamda kütleler, tek merkezde, Kütle Merkezinde (KM) toplanır.
• X=0 ve x=Hn kotları arasında, her bir kat düzeyinde toplanmış kütleler, düşey bir konsol çubuk üzerinde gösterilirse, çok serbestlik dereceli, düşey konsol çubuk modeli elde edilmiş olur.
• Etkin kütle merkezi yüksekliği Xe hesaplanır. Bu değer (2/3)*Hn olarak alınabilir.
• Xe yüksekliğinde tüm katların bir merkezde toplanması tanımlanır. Buna Yapının Etkin Kütle Merkezi denir.(Me)
• Böylece çok açıklıklı-çok katlı, üç boyutlu yapı, tek serbestlik dereceli matematik modele indirgenmiş olur.



26-Depreme maruz bir yapıda, yatay deprem kuvvetleri nasıl oluşur?
• Deprem odağından başlayarak radyal şekilde yayılan sismik enerji, yerel zeminin altındaki taban kayaya ulaşır.
• Yerel zemin içinden titreşim özelliklerinde değişikliğe de uğrayarak geçer ve yapının temeline ulaşır.
• Temelin altında iki yatay ve düşey yönlerde yer hareketleri ve yapının düşey ekseni etrafında dönme hareketi oluşturarak yapıya intikal eder.
• Yapı periyodu şeklinde sismik enerjiden pay alır.
• Yapıda maksimum ötelenmeler oluşur.
• Maksimum ötelenmelerin birinci türevi hızı, ikinci türevi ivmeyi verir.
• Kat düzeylerinde yoğunlaşmış kabul edilen kat kütlesi, ivmeye maruz kalır ve yatay deprem kuvveti oluşur.


 

27-Bir yapı maksimum ne kadar yatay yüke maruz kalır?
İvme Tepki Spektrumu kullanılarak, 0.4g büyüklüğünde maksimum yer ivmesinin, yapı içinde 2,5 kez büyüdüğü kabul edilirse (ξ=0.05 için); A0g=0.4g*2.5=1.0g ivmesi oluşur. Etkin kütle merkezinde yapının kendi ağırlığı (W) kadar yatay deprem kuvvetine maruz kalır.(FE=W)


 

28-Bir yapıda neden deprem hasarının oluşması istenir?
Yapı maksimum kendi ağırlığı kadar bir yatay deprem kuvvetine maruz kalır. Projeler bu kuvvete göre hesap edilirse çok pahalı ve hantal bir sonuç ortaya çıkar. Yapının ekonomik olması için, yapıda deprem hasarının oluşmasına izin verilir. FE: Elastik Deprem Kuvveti.


 

29-Yapıda hasar nasıl oluşur? Hasar gören akıllı yapı deprem kuvvetini nasıl ve ne kadar azaltır?
1.0g maksimum ivmenin oluşturduğu maksimum deprem kuvveti ( FE=W) altında yapıda kaçınılmaz olarak deprem hasarı oluşur. Deprem hasarının oluştuğu yapıda yanal ötelenme rijitliği küçülür, periyodu büyür. Yapı yatay yüklere karşı yumuşar ve aynı yük altında daha çok ve daha kolay ötelenebilir hale gelir. Hasar gören yapının sönümleme oranı 0.05 de büyük olur. ξ>0.05 için, maksimum (a/g) oranı 1,0’dan küçük olacaktır. Bu şekilde akıllı yapı deprem kuvvetini azaltır. Taşıyıcı sistemin gördüğü hasara bağlı olarak, sistemin deprem enerjisini tüketebilme yeteneğine göre üzerine gelen elastik deprem yükünü 1/R oranında azaltır. (R: Taşıyıcı sistem davranış katsayısı,3-8 arasında bir değer alır.)


 

30-Tasarım hesaplarında ne zaman hasar oluşumu kabul edilmiş olur?

Yapıların sünek olarak hasar görmesine izin verilir. Bunun için tasarım hesaplarında R>1 durumunda hasar oluşumu kabul ediliyordur.
« Son Düzenleme: 22 Mayıs 2016, 17:13:06 Gönderen: erhanbaytak »

Linklerin Görülmesine İzin Verilmiyor Üye Ol veya Giriş Yap


Çevrimdışı chartoy

  • Yeni Üye
  • *
    • İleti: 3
    • +0/-0
Teşekkür ederim gerçekten çok yararlı bilgiler var . Emeğinize sağlık...



Çevrimdışı mustafa_sims

  • Yeni Üye
  • *
    • İleti: 2
    • +0/-0
    • E-Posta
teşekkürler



Çevrimdışı efegungor

  • Çaylak
  • **
    • İleti: 5
    • +0/-0
Emeğinize sağlık. Paylaştığınız bilgiler gerçekten çok faydalı.



Çevrimdışı digiturkey

  • Yeni Üye
  • *
    • İleti: 2
    • +0/-0
    • Cinsiyet: Bay
    • Digiturk
    • E-Posta
Yanıtla #4 : 01 Aralık 2016, 20:04:20
Elinize kolunuza sağlık teşekkürler