Taban Kesme Kuvveti Hesaplama Aracı
Taban Kesme Kuvveti Hesaplama Aracı
TBDY 2018 Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile toplam eşdeğer deprem yükünü, hakim periyodu ve kat deprem yüklerini hesaplar; yöntemin uygulanabilirliğini Tablo 4.4'e göre denetler.
Hesap raporu
Mevzuat kontrolleri
Girdi özeti
Bina kesiti — kat eşdeğer deprem yükleri ve kat kesme kuvveti
VtE – T ilişkisi (azaltılmış tasarım spektrumu üzerinden)
VtE – kat sayısı ilişkisi
Kat eşdeğer deprem yükleri
Hesap föyü — adım adım
Rapor bilgileri
1. Kapsam ve varsayımlar
Araç, TBDY 2018 §4.7'de tanımlanan Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile gözönüne alınan bir deprem doğrultusu için toplam eşdeğer deprem yükünü (taban kesme kuvveti) VtE, kat eşdeğer deprem yüklerini FiE ve taban devrilme momentini Mo hesaplar. Hesap, ön boyutlandırma amaçlı basitleştirilmiş bir modele dayanır:
- Tüm katların yüksekliği (h) ve ağırlığı (wi) eşit kabul edilir; Hi = i·h, HN = N·h.
- Bina tabanı ve HN §3.3.1'e göre tanımlanır; rijit bodrumlu binalarda bodrum katları (alt bölüm) hesaba katılmaz.
- Hesap tek doğrultu içindir; (X) ve (Y) doğrultuları ayrı ayrı hesaplanmalıdır (§4.7).
- Ek dışmerkezlik ve burulma etkileri (§4.7.4), perdeli sistemlerde (4/5)R azaltması (§4.3.2.4) ve boşluksuz perdelerde iç kuvvet büyütmesi (§4.3.4.9) bu araçta hesaplanmaz; gerekiyorsa R değeri elle girilmelidir.
- Hakim periyot, koşulları sağlanıyorsa ampirik TpA olarak (§4.7.3.3), aksi halde kullanıcının Denk. 4.26 ile hesapladığı değer olarak alınır.
2. Kullanılan büyüklükler ve birimler
- SDS, SD1 [–]: DD-2 düzeyi tasarım spektral ivme katsayıları (§2.3.2.2).
- I [–]: bina önem katsayısı (Tablo 3.1); R, D [–]: Tablo 4.1.
- wi [kN]: kat ağırlığı = Gi + n·Qi; mi = wi/g [t] (Denk. 4.16, Tablo 4.3).
- HN, h [m]; Tp, TpA, TA, TB [s]; Sae, SaR [g]; VtE, FiE [kN]; Mo [kNm]; g = 9,81 m/s².
3. Hesap adımları
Sae(T) = SDS (TA ≤ T ≤ TB)
Sae(T) = SD1/T (TB ≤ T ≤ TL)
Sae(T) = SD1·TL/T² (TL ≤ T)TBDY 2018 Denk. 2.2
Ct = 0,10 (yalnız BA çerçeve) · 0,08 (çelik / çaprazlı çelik çerçeve) · 0,07 (diğer tüm binalar)
Tamamı BA perdeli binalarda: Ct = 0,1/√At ≤ 0,07 At = Σ Awj·[0,2 + (ℓwj/HN)²]TBDY 2018 Denk. 4.27, 4.28a, 4.28b · §4.7.3.4
Diğer durumlarda Tp Denk. 4.26 ile hesaplanır ve Tp ≤ 1,4·TpA alınırTBDY 2018 §4.7.3.1–4.7.3.3
Ra(T) = D + (R/I − D)·T/TB (T ≤ TB)
SaR(T) = Sae(T)/Ra(T)TBDY 2018 Denk. 4.1a, 4.1b, 4.8
FiE = (VtE − ΔFNE)·miHi / Σ mjHjTBDY 2018 Denk. 4.21, 4.22, 4.23
4. Kontroller ve sınırlar
- Yöntemin uygulanabilirliği (Tablo 4.4): ηbi ≤ 2,0 olan ve B2 düzensizliği bulunmayan binalarda DTS = 1–2a için BYS ≥ 4, DTS = 3–4a için BYS ≥ 5; diğer binalarda sırasıyla BYS ≥ 5 ve BYS ≥ 6. Tablo 3.3 ile bu koşullar HN ≤ 42 m veya HN ≤ 28 m sınırına karşılık gelir.
- Taşıyıcı sistem yükseklik sınırı (Tablo 4.1): seçilen sistem için izin verilen en küçük BYS, binanın DTS sütununda (Tablo 3.3) bir yükseklik sınırına çevrilerek HN ile karşılaştırılır. A21 ve A22 sistemlerinde DTS = 4 için BYS ≥ 2 alınır (§4.3.1.2).
- Süneklik düzeyi – DTS uyumu: DTS = 1a, 2a, 3a, 4a binalarda süneklik düzeyi sınırlı sistemler (§4.3.4.1a); BYS ≤ 6 olan DTS = 1a, 2a binalarda karma sistemler (§4.3.4.1b) kullanılamaz; A31 ve C31 yalnız DTS = 3 ve 4'te kullanılır (§4.3.4.3).
- Ampirik periyot koşulu (§4.7.3.3): DTS = 1–2a binalarda BYS ≥ 6, yani HN ≤ 17,5 m olmalıdır. Sağlanmıyorsa "Denk. 4.26 ile hesaplanmış Tp" seçilmelidir.
- Kullanım oranı: sınır kontrollerinde HN/HN,maks; %90'ın üzeri sınırda, %100'ün üzeri yöntem için uygun değil olarak işaretlenir. Vt,min alt sınırı bir uygunluk kontrolü değildir; belirleyici olduğunda bilgi olarak gösterilir.
5. Kullanım notları
- SDS ve SD1, AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritaları uygulamasından alınan SS, S1 ile Tablo 2.1–2.2'deki FS, F1 katsayılarının çarpımıdır (Denk. 2.1).
- Hareketli yük kütle katılım katsayısı n: konut, işyeri, otel, hastane, otopark 0,30; okul, yurt, spor tesisi, sinema, ibadethane, lokanta, mağaza 0,60; depo, antrepo 0,80 (Tablo 4.3). Çatı katında kar yükünün %30'u gözönüne alınır.
- Taşıyıcı sistem seçildiğinde R, D ve Ct Tablo 4.1 ve §4.7.3.4'e göre doldurulur. R veya D elle değiştirilirse sistem "Özel" olarak işaretlenir ve Tablo 4.1 kontrolleri yapılmaz.
- Tamamı perdeli sistemlerde (A12, A13, A32) Ct Denk. 4.28a ile hesaplanmalıdır; 0,07 üst sınırının doğrudan kullanılması periyodu büyük, deprem yükünü küçük verebilir.
Sayısal örnek (varsayılan değerler): N = 5, h = 3,0 m, wi = 4.000 kN, SDS = 1,00, SD1 = 0,40, BKS = 3 (I = 1,0), A11 (R = 8, D = 3, Ct = 0,10). HN = 15,0 m; DTS = 1, BYS = 6, dolayısıyla Tp ≅ TpA = 0,10·150,75 = 0,762 s. TA = 0,080 s, TB = 0,400 s; Tp > TB olduğundan Sae = 0,40/0,762 = 0,525 g ve Ra = 8. SaR = 0,0656 g; W = 20.000 kN; VtE = 20.000·0,0656 = 1.312 kN > Vt,min = 0,04·20.000·1,0·1,00 = 800 kN. ΔFNE = 0,0075·5·1.312 = 49,2 kN; F5E = (1.312 − 49,2)·5/15 + 49,2 = 470,1 kN.
Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018)
Tasarım spektral ivme katsayıları, yerel zemin etki katsayıları, yatay elastik tasarım spektrumu ve köşe periyotları.
TBDY 2018 — Bölüm 3
Bina kullanım sınıfı ve önem katsayısı I, deprem tasarım sınıfı DTS, bina yükseklik sınıfı BYS ve bina tabanı / yüksekliği tanımı.
TBDY 2018 — Bölüm 4, deprem yükü katsayıları
Deprem yükü azaltma katsayısı Ra(T), azaltılmış tasarım spektral ivmesi, taşıyıcı sistem R ve D katsayıları ile izin verilen BYS ve süneklik düzeyi sınırlamaları.
TBDY 2018 — §4.5.9 ve §4.6.2
Kat kütlelerinin hesabı, hareketli yük kütle katılım katsayısı ve Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi'nin uygulanabileceği binalar.
TBDY 2018 — §4.7 Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi
Toplam eşdeğer deprem yükü ve alt sınırı, katlara dağıtım, ΔFNE tepe yükü, devrilme momenti, hakim titreşim periyodu ve ampirik periyot koşulları. Yönetmelik 18 Mart 2018 tarihli Resmî Gazete'de yayımlanmış, 1 Ocak 2019'da yürürlüğe girmiştir.
AFAD — Türkiye Deprem Tehlike Haritaları
Konuma ve zemin sınıfına göre SDS ve SD1 değerlerinin alınması için resmî etkileşimli uygulama: tdth.afad.gov.tr.
Celep, Z. — Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı
Eşdeğer deprem yükü yöntemi, spektrum kavramı ve TBDY 2018 uygulama örnekleri.
Chopra, A. K. — Dynamics of Structures
Tepki spektrumu, hakim mod yaklaşımı ve taban kesme kuvvetinin dinamik temeli.
Sucuoğlu, H., Akkar, S. — Basic Earthquake Engineering
Tasarım spektrumları, eşdeğer yanal yük yöntemi ve yönetmelik karşılaştırmaları.
