Rijit Yapılar ve Deprem Davranışları Üzerine İnceleme

Giriş
Rijitlik, bir yapının depreme karşı dinamik davranışını önemli ölçüde etkileyen bir yapısal özelliktir. Yapının rijitliğinin artması, periyodunun azalmasına, dolayısıyla deprem sırasında yapının zemine benzer şekilde hareket etmesine neden olur. Ancak bu durum, yapının maruz kaldığı ivme ve kuvvetlerin artmasına yol açabilir. Bu makalede, çok rijit yapılar ile nispeten az rijit yapıların deprem davranışları ve bu farkın tasarıma olan etkileri ele alınacaktır.
Rijit Yapıların Dinamik Özellikleri
Bir yapının rijitliği arttıkça periyodu azalır. Periyot, yapının bir titreşim döngüsünü tamamlama süresidir. Örneğin, bir yapının periyodu 0,0001 saniye gibi çok küçük bir değer olduğunda, bu yapı zeminin bir parçası gibi hareket eder. Zemin sola hareket ettiğinde yapı da aynı miktarda sola hareket eder, zemin sağa hareket ettiğinde yapı aynı miktarda sağa hareket eder. Sonuç olarak, zemin ivmesiyle yapının ivmesi birebir eşit olur.
Bu durum, çok rijit bir yapının deprem sırasında daha yüksek ivmelere ve dolayısıyla daha büyük kuvvetlere maruz kalmasına neden olur. Deprem mühendisliğinde bu tür yapıların enerji sönümleme kapasitesi sınırlı olduğundan, rijitlik tasarımında denge sağlanması gerekir.
Nispeten Az Rijit Yapıların Dinamik Özellikleri
Rijitliği nispeten az olan yapılar, zeminden bağımsız bir dinamik davranış sergiler. Bu tür yapıların periyotları daha uzun olup, zemin ivmesiyle yapının ivmesi arasında bir fark oluşur. Örneğin, zemin ivmesi 5 m/s² olduğunda, yapı ivmesi 9 m/s² gibi farklı bir değer alabilir. Bu, yapının deprem sırasında enerji sönümleme kapasitesini artırır ve kuvvetlerin dağılımını optimize eder.
Rijit ve Az Rijit Bölümlerin Birlikte Bulunduğu Yapılar
Bir yapıda rijit ve az rijit bölümler birlikte yer aldığında, bu bölümlerin dinamik davranışları farklılık gösterir. Örneğin:
- Çok rijit bölümler (örneğin, perdelerle çevrili katlar), zemine benzer şekilde hareket eder.
- Az rijit bölümler (örneğin, kolonlu-kirişli katlar), zeminden bağımsız bir hareket sergiler.
Bu farklı davranışlar, yapının deprem yükleri altında farklı şekilde deformasyon yapmasına neden olur. Bu tür bir yapı, deprem sırasında farklı davranış sergileyen iki ayrı sistem gibi çalışır. Bu nedenle, tasarım aşamasında bu iki kısmın ayrı ayrı çözülmesi ve hesaplanması gerekir.
Rijit Katların Belirlenmesi
TBDY 2018, rijit katların belirlenmesi ve tasarım kriterleri hakkında açık yönergeler sunar. Bir yapının rijit kabul edilebilmesi için:
- Yapının en az üç tarafının perdelerle çevrili olması gerekir.
- Yapının tüm periyodu ile rijit katlar çıkarıldığında elde edilen periyot arasında anlamlı bir fark olmalıdır. Eğer periyot farkı yoksa, rijitlik sağlayan perdelerin yeterli olmadığı kabul edilir.
- Rijit katlar hariç yapının periyodu, tüm yapı periyodunun 1.1 katından büyükse rijitlik kabulü yapılabilir.
Sonuç
Rijit yapıların dinamik özellikleri ve deprem davranışları, nispeten az rijit yapılardan belirgin şekilde farklıdır. Çok rijit yapılar, yüksek ivme ve kuvvetlere maruz kalırken, az rijit yapılar enerji sönümleme kapasitesiyle bu kuvvetleri minimize edebilir. Rijit ve az rijit bölümler bir arada kullanıldığında, bu bölümlerin tasarımı ayrı ayrı ele alınmalı ve deprem davranışları dikkate alınarak optimize edilmelidir. Yönetmeliklerin belirlediği kriterler doğrultusunda, rijitlik analizleri yapılmalı ve tasarım süreci bu doğrultuda şekillendirilmelidir.
Cevaplar