Tasarım Spektrumu (TBDY 2018) Hesaplama Aracı
Tasarım Spektrumu (TBDY 2018)
AFAD harita katsayıları ve yerel zemin sınıfından TBDY 2018'e göre yatay ve düşey elastik tasarım spektrumunu, azaltılmış tasarım spektrumunu ve deprem tasarım sınıfını hesaplar.
Şekil — Yatay elastik tasarım spektrumu bölgeleri
canlı · yatay eksen karekök ölçekliSS ve S1, bina konumu ve seçilen yer hareketi düzeyi için AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritaları'ndan (tdth.afad.gov.tr) okunur.
Tablodan bir sistem seçildiğinde R ve D otomatik gelir; R veya D elle değiştirilirse seçim "Özel" olur. §4.3.2.4 (R yerine 4R/5) ve §3.6.2.3 (B1 düzensizliği) azaltmaları gerekiyorsa R'yi elle girin.
Spektrum ordinatlarının okunacağı periyot. Eşdeğer deprem yükü yönteminde Tp, §4.7.3'e göre bulunur ve 1,4·TpA ile sınırlanır.
Hesap raporu
Mevzuat kontrolleri
Girdi özeti
Şekil 1 — Yatay elastik tasarım spektrumu bölgeleri ve köşe periyotları
Hesap föyü — adım adım
| No | Büyüklük | İfade | Değer | Kaynak |
|---|
Rapor bilgileri
* zorunlu alanlarPDF için yazdırma penceresinde hedef olarak "PDF olarak kaydet" seçin; kâğıt boyutu A4, kenar boşlukları "Varsayılan" olmalıdır.
Genel biçim (ölçeksiz): yatay elastik spektrum Sae(T) (TBDY 2018 Şekil 2.1), azaltılmış spektrum SaR(T) ve düşey elastik spektrum SaeD(T) (Şekil 2.3).
1. Kapsam ve varsayımlar
Araç, TBDY 2018 Bölüm 2'de tanımlanan standart deprem yer hareketi spektrumlarını (sahaya özel olmayan, %5 sönümlü) ve Bölüm 4'te Dayanıma Göre Tasarım için tanımlanan azaltılmış tasarım ivme spektrumunu hesaplar. Ayrıca DD-2 düzeyindeki SDS ve bina kullanım sınıfına göre deprem tasarım sınıfını (Tablo 3.2) belirler ve seçilen taşıyıcı sistemin bu sınıfta kullanılabilirliğini §4.3.4 hükümlerine göre denetler.
- Harita spektral ivme katsayıları SS ve S1 kullanıcı tarafından AFAD TDTH'den okunarak girilir; araç konum sorgusu yapmaz.
- Yerel zemin etki katsayıları FS ve F1, Tablo 2.1–2.2'de ara değerler için doğrusal enterpolasyonla bulunur (§2.3.3.1); tablo uçlarının dışında uç sütun değeri kullanılır.
- ZF sınıfı zeminlerde sahaya özel zemin davranış analizi zorunludur (§2.3.3.2, §16.5); araç bu durumda hesap yapmaz.
- Azaltılmış spektrum SaR(T), deprem yükü azaltma katsayısı Ra(T) ve deprem tasarım sınıfı yalnızca DD-2 düzeyi için tanımlıdır (§3.2, §4.4.1); diğer düzeylerde yalnızca elastik spektrumlar hesaplanır.
- Kaçınılmaz sabitler: TL = 6 s (§2.3.4.1), TLD = TL/2 = 3 s (Denk. 2.6), g = 9,81 m/s² (§2.0), sönüm oranı %5 (§2.3.1).
- Bu bir ön tasarım aracıdır; mod birleştirme, düzensizlik, bodrumlu bina ve sahaya özel spektrum işlemleri kapsam dışıdır.
2. Kullanılan büyüklükler ve birimler
| Simge | Tanım | Birim |
|---|---|---|
| SS, S1 | Kısa periyot ve 1,0 s için harita spektral ivme katsayıları | — |
| FS, F1 | Yerel zemin etki katsayıları (Tablo 2.1, 2.2) | — |
| SDS, SD1 | Tasarım spektral ivme katsayıları | — |
| TA, TB, TL | Yatay spektrum köşe periyotları ve sabit yerdeğiştirme bölgesine geçiş periyodu | s |
| TAD, TBD, TLD | Düşey spektrum köşe periyotları | s |
| Sae(T), SaeD(T), SaR(T) | Yatay elastik, düşey elastik ve azaltılmış tasarım spektral ivmeleri | g |
| Sde(T) | Yatay elastik tasarım spektral yerdeğiştirmesi | m (araçta cm) |
| R, D, I | Davranış katsayısı, dayanım fazlalığı katsayısı (Tablo 4.1), bina önem katsayısı (Tablo 3.1) | — |
| Ra(T) | Deprem yükü azaltma katsayısı | — |
3. Hesap adımları
3.1 Tasarım spektral ivme katsayıları
S_D1 = S_1 · F_1
TBDY 2018 §2.3.2.2, Denk. (2.1) · FS, F1: Tablo 2.1, Tablo 2.2
3.2 Yatay elastik tasarım ivme spektrumu
S_ae(T) = S_DS (T_A ≤ T ≤ T_B)
S_ae(T) = S_D1 / T (T_B ≤ T ≤ T_L)
S_ae(T) = S_D1 · T_L / T² (T_L ≤ T)
T_A = 0,2·S_D1/S_DS ; T_B = S_D1/S_DS ; T_L = 6 s
TBDY 2018 §2.3.4.1, Denk. (2.2) ve (2.3)
3.3 Yatay elastik tasarım yerdeğiştirme spektrumu
TBDY 2018 §2.3.4.2, Denk. (2.4)
3.4 Düşey elastik tasarım ivme spektrumu
S_aeD(T) = 0,8·S_DS (T_AD ≤ T ≤ T_BD)
S_aeD(T) = 0,8·S_DS · T_BD / T (T_BD ≤ T ≤ T_LD)
T_AD = T_A/3 ; T_BD = T_B/3 ; T_LD = T_L/2
TBDY 2018 §2.3.5, Denk. (2.5) ve (2.6) · TLD'den büyük periyotlar için yönetmelikte ordinat tanımlanmamıştır.
3.5 Deprem yükü azaltma katsayısı ve azaltılmış tasarım spektrumu
R_a(T) = D + (R/I − D) · T / T_B (T ≤ T_B)
S_aR(T) = S_ae(T) / R_a(T) (S_ae: DD-2)
TBDY 2018 §4.2.1.2, Denk. (4.1a)–(4.1b) · §4.4.1, Denk. (4.8)
3.6 Deprem tasarım sınıfı
| DD-2 için SDS | BKS = 1 | BKS = 2, 3 |
|---|---|---|
| SDS < 0,33 | DTS = 4a | DTS = 4 |
| 0,33 ≤ SDS < 0,50 | DTS = 3a | DTS = 3 |
| 0,50 ≤ SDS < 0,75 | DTS = 2a | DTS = 2 |
| 0,75 ≤ SDS | DTS = 1a | DTS = 1 |
TBDY 2018 §3.2, Tablo 3.2
4. Kontroller ve sınırlar
- Taşıyıcı sistem – DTS uyumu: süneklik düzeyi sınırlı sistemler DTS = 1a, 2a, 3a, 4a binalarda kullanılamaz (§4.3.4.1a); A31, B31, C31 sistemleri yalnızca DTS = 3 ve 4 binalarda kullanılır (§4.3.4.3); karma sistemler BYS ≤ 6 olan DTS = 1a, 2a binalarda kullanılamaz (§4.3.4.1b).
- Eşdeğer deprem yükü alt sınırı: VtE = mt·SaR(Tp)·g ≥ 0,04·mt·I·SDS·g (Denk. 4.19). Araç SaR(T) ile 0,04·I·SDS değerini karşılaştırır; alt sınır belirleyici olduğunda bunu belirtir.
- Düşey spektrum tanım aralığı: SaeD(T) yalnızca 0 ≤ T ≤ TLD için tanımlıdır; daha büyük periyotlarda değer verilmez.
- Düşey deprem etkisi: DTS = 1, 1a, 2, 2a binalarda §4.4.3.1'de sayılan elemanlar için düşey spektrumla hesap (R/I = 1, D = 1) gerekir; diğer durumlarda Ed(Z) ≈ (2/3)·SDS·G alınır (Denk. 4.10).
- Girdi tutarlılığı: TB ≥ TL sonucunu veren SS–S1 çiftleri reddedilir; elle girilen R ve D için R/I ≥ D olup olmadığı gösterilir.
5. Kullanım notları
- Spektrum ordinat tablosu (Sonuç aşamasında "Spektrum tablosunu kopyala") T = 0–8 s aralığında sekmeyle ayrılmış biçimde panoya kopyalanır ve analiz yazılımlarına yapıştırılabilir.
- DD-1 ve DD-3 spektrumları; DTS = 1a, 2a ve BYS = 2, 3 binalarda Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım için (§4.1.4.2, Tablo 3.4), DD-3/DD-2 oranı ise göreli kat ötelemesi sınırındaki λ katsayısı için (§4.9.1.4) kullanılır.
- Tablo 3.4'ün (4) notu uyarınca DTS = 1a, 2a binalarda DGT ön tasarımı I = 1,5 ile yapılır; BKS = 1 seçildiğinde araç I = 1,5 kullanır.
- Bodrum katlarında (R/I) = 2,5 ve D = 1,5 alınır (§4.3.2.3); bu durumda R'yi elle girin.
Deprem yer hareketi düzeyleri, harita ve tasarım spektral ivme katsayıları, yerel zemin etki katsayıları, yatay ve düşey elastik tasarım spektrumları ile yerdeğiştirme spektrumu.
Bina kullanım sınıfları ve bina önem katsayıları, deprem tasarım sınıfının belirlenmesi, performans hedefleri.
Deprem yükü azaltma katsayısı, taşıyıcı sistem davranış ve dayanım fazlalığı katsayıları, süneklik düzeyi koşulları, azaltılmış tasarım spektrumu, düşey deprem etkisi ve eşdeğer deprem yükü alt sınırı.
Yerel zemin sınıflarının (ZA–ZF) belirlenmesi ve ZF zeminlerde sahaya özel zemin davranış analizleri.
| Sınıf | Zemin cinsi (özet) | (VS)30 [m/s] |
|---|---|---|
| ZA | Sağlam, sert kayalar | > 1500 |
| ZB | Az ayrışmış, orta sağlam kayalar | 760 – 1500 |
| ZC | Çok sıkı kum, çakıl ve sert kil tabakaları veya ayrışmış, çok çatlaklı zayıf kayalar | 360 – 760 |
| ZD | Orta sıkı – sıkı kum, çakıl veya çok katı kil tabakaları | 180 – 360 |
| ZE | Gevşek kum, çakıl veya yumuşak – katı kil tabakaları | < 180 |
| ZF | Sahaya özel araştırma ve değerlendirme gerektiren zeminler | — |
| FS | SS ≤ 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 1,25 | ≥ 1,50 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ZA | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| ZB | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| ZC | 1,3 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| ZD | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 1,1 | 1,0 | 1,0 |
| ZE | 2,4 | 1,7 | 1,3 | 1,1 | 0,9 | 0,8 |
| F1 | S1 ≤ 0,10 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | ≥ 0,60 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ZA | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| ZB | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| ZC | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,4 |
| ZD | 2,4 | 2,2 | 2,0 | 1,9 | 1,8 | 1,7 |
| ZE | 4,2 | 3,3 | 2,8 | 2,4 | 2,2 | 2,0 |
SS ve S1 harita spektral ivme katsayılarının konuma ve yer hareketi düzeyine göre okunduğu resmî kaynak: tdth.afad.gov.tr
Tepki spektrumu, eşit yerdeğiştirme kuralı ve sünekliğe bağlı dayanım azaltma katsayısının kuramsal temeli; Ek 4A'daki Ry–µ ilişkisinin arka planı.
Türkiye uygulamasına yakın örneklerle tasarım spektrumu ve zemin büyütmesi kavramları.
