Çok Katlı Yapılara Giriş - Ders 6

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ

ÇOK KATLI YAPILARA GİRİŞ

1

Dr. Kağan YEMEZ

[email protected]



2

Ders 6

�Yatay taşıyıcı sistemleri.�Davranış özellikleri

Çaprazlı Perdeler, Yükler

� Yanal yükler� Rüzgar

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ Çok Katlı Yapılara Giriş 3

� Sıcaklık değişiklikleri

� Zemin basıncı

� Titreşimli kütleler

� Deprem

Dünyadaki Büyük Depremlerin dağılımı


Sismik çelik yapı kavramı

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ Çok Katlı Yapılara Giriş 5Amerikan tarzıAmerikan tarzı

Avrupa tarzıAvrupa tarzı

Sismik çelik yapı kavramı

� kolon-kiriş birleşimi� göçme yeri bilinemez

süneklik problemi


� süneklik problemi

� Mp kontrolü yok

� -> birleşim noktaları dizayn yükünden % 20 - 30 daha güçlü tasarlanmalıdır

Dog bone birleşimiDog bone birleşimiGüçlü kolon - Zayıf kirişkolon : HISTAR 460kiriş : HISTAR 355

Ön ısıtma gerektirmedenkaynaklanabilir !


kaynaklanabilir !

Mp (dog bone) < Me (birleşim)

MeMe MpMp

Me

--> ‘‘dog bone’’ da plastik mafsal> ‘‘dog bone’’ da plastik mafsal--> birleşim noktasında plastikleşme olmaz !> birleşim noktasında plastikleşme olmaz !

kolon

kolon

kiriş

Dog bone birleşimiDog bone birleşimi

ARBED patenti - 1989

1995 Northridge depreminden sonra


serbest bırakıldı

Sismik Tasarımda Dikkat Edilecek Hususlar

� Deprem Bolgelerinde Yapilacak Binalar Hakkinda Yonetmelik (2007)

� http://www.koeri.boun.edu.tr/depremmuh/default.htm

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ Çok Katlı Yapılara Giriş 9 İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ Çok Katlı Yapılara Giriş 10


�� amaç : maliyeti düşürmekamaç : maliyeti düşürmek

�� Genel olarakGenel olarak : :


Yapıyı iyi bir yapı mantığı ve basit, Yapıyı iyi bir yapı mantığı ve basit, akılcı varsayımlar ile dizayn etmek, bol akılcı varsayımlar ile dizayn etmek, bol hesap gerektiren karmaşık işlemlerle hesap gerektiren karmaşık işlemlerle

tasarlamaktan daha sağlıklıdır !!! tasarlamaktan daha sağlıklıdır !!!


�� 1. 1. basitlikbasitlik

�� 2. 2. simetrisimetri


Sismik Tasarımda Dikkat Sismik Tasarımda Dikkat Edilecek HususlarEdilecek Hususlar

�� 1. 1. basitlikbasitlik

�� 2. 2. simetrisimetri



�� 3. 3. yükseklik boyunca düzenlilikyükseklik boyunca düzenlilik

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ Çok Katlı Yapılara Giriş 14goodgood

badbad


�� 4. 4. burulma burulma rijitliğirijitliği

ττττττττ


Simetrik Simetrik OKOK halahala OKOK

OKOK KötüKötü

ττττττττ

ττττττττMMtt


Perde sistemi her iki yönde yanal


yanal stabiliteyi ve burulma rijitliğini garanti etmeli.


�� 5. 5. narinliknarinlik : h/b < 4 : h/b < 4 ((her zaman her zaman mümkün olmasa damümkün olmasa da))


hh

bb


�� 6. 6. alt yapıalt yapı

dilatasyondilatasyon


dilatasyondilatasyon

iyiiyi kötükötü


�� 7. 7. Ölü yüklerin dağılımıÖlü yüklerin dağılımı

Ex : Ex : kütüphanekütüphane, , arşivlerarşivler, , havuz,…havuz,…

Yer altı veya ilk katlardaYer altı veya ilk katlarda


�� Yer altı veya ilk katlardaYer altı veya ilk katlarda

�� Burulma merkezindeBurulma merkezinde


�� 8. 8. Perdelerin yükseklik boyunca düzgün Perdelerin yükseklik boyunca düzgün ve devamlı dağılımıve devamlı dağılımı


Kolon ve perde duvarlarının devamlılığıKolon ve perde duvarlarının devamlılığı


�� 8. 8. Perdelerin yükseklik boyunca düzgün Perdelerin yükseklik boyunca düzgün ve devamlı dağılımıve devamlı dağılımı

22. kat. kat


Hasar görmeyen tuğla duvarHasar görmeyen tuğla duvar

22. kat. kat

35 cm35 cm

18 cm18 cm

Hasar gören Hasar gören tuğla duvartuğla duvar

1. kat1. kat


�� 9. 9. hiperstatikliği arttırınhiperstatikliği arttırın

�� 10. 10. kiriş gövde içinden geçişlerden kiriş gövde içinden geçişlerden kaçınınkaçının


kaçınınkaçının

�� 11. 11. taşıyıcı elemanların yönlerinde taşıyıcı elemanların yönlerinde değişikliklerden kaçının.değişikliklerden kaçının.

�� 12. 12. İki taşıyıcı eleman boyutları arasında İki taşıyıcı eleman boyutları arasında büyük farklaran kaçının.büyük farklaran kaçının.

�� 13. 13. birleşimleri dikkatli tasarlayın !birleşimleri dikkatli tasarlayın !


�� 14. 14. birleşimlerde çok büyük yüklerden birleşimlerde çok büyük yüklerden kaçının.kaçının.

�� 15. 15. İnşa sırasında mutlaka kontrol edin;İnşa sırasında mutlaka kontrol edin;


�� 15. 15. İnşa sırasında mutlaka kontrol edin;İnşa sırasında mutlaka kontrol edin;�� birleşimlerbirleşimler

�� Donatıların miktarı ve yerleşimiDonatıların miktarı ve yerleşimi


�� 16. kirişlerde plastik mafsal16. kirişlerde plastik mafsal

φφφφφφφφ

φφφφφφφφ


φφφφφφφφ

φφφφφφφφ

φφφφφφφφ

φφφφφφφφ

“Güçlü kolon “Güçlü kolon -- Zayıf kiriş”Zayıf kiriş”

Esnek Yapılar

�� AvantajlarAvantajlar�� SünekSünek

�� Tasarımı kolayTasarımı kolay


�� Tasarımı kolayTasarımı kolay

�� DezavantajlarDezavantajlar�� Yapısal olmayan elemanlarla etkileşimYapısal olmayan elemanlarla etkileşim�� Yüksek Yüksek PP--δ δ δ δ δ δ δ δ etkilerietkileri

�� Şartnamelere göre yanal öteleme Şartnamelere göre yanal öteleme sınırlarısınırları

Adapte edilmiş Rijitlik

�� Küçük depremlerKüçük depremler�� RijitRijit yapıyapı

�� Büyük depremlerBüyük depremler ::


�� Büyük depremlerBüyük depremler ::�� Tuğla duvarlar yıkılır,Tuğla duvarlar yıkılır,

�� --> > enerji yutmaenerji yutma

�� --> > doğal titreşim frekansı azalırdoğal titreşim frekansı azalır

�� --> > çerçevelerde daha fazla enerji yutma çerçevelerde daha fazla enerji yutma olanağıolanağı

Yatay Taşıyıcı Sistemlerkg/m2320

280

240

200


200

160

120

80

40

Yatay Taşıyıcı Sistemler


��Rijit çerçevelerRijit çerçeveler

�Kafes sistemler



�Kafes sistemler

�Perde duvarlar

�Çekirdek

�Boşluklu tüp

Rijit Çerçeve Davranışı


Yatay Taşıyıcı SistemlerMoment Aktaran Çerçeveler

•Daha cok betonarme•Bos çerçeve acıklıkları•6 m x 9 m aks acıklıkları


acıklıkları•25 kata kadar ekonomik•>25 kat öteleme kontrolü !

Yatay Taşıyıcı SistemlerMoment Akt. Çer. Davranışı








Yatay Taşıyıcı SistemlerBetonarme Perde

•Otel, konut,ofis•Rijit •Kapalı çerçeveler< 35 kata kadar


•< 35 kata kadar ekonomik

Çaprazlı Perdeler, YüklerÇaprazlı Perdeler, Yükler

� Rijit çerçeveler

� Kafes sistemler


� Perde duvarlar

�� ÇekirdekÇekirdek

� Boşluklu tüp

Betonarme ÇekirdekBetonarme Çekirdek

HISTAR HISTAR 460460kolonlar kolonlar


WarsawWarsaw




� Kafes sistemler


� Perde duvarlar


� Boşluklu tüp



� Kafes sistemler


� Perde duvarlar


� Boşluklu tüp

Yatay Taşıyıcı SistemlerÇekirdek Perde Davranışı






Yatay Taşıyıcı SistemlerBetonarme Perde

• Aynı aks yönünde birden fazla perde• konutrijit kiriş veya döşeme


• rijit kiriş veya döşeme• Kapalı çerçeveler

Yatay Taşıyıcı SistemlerBetornarme Perde Davranışı


Yatay Taşıyıcı SistemlerDolgu Duvar


Yatay Taşıyıcı SistemlerDolgu Duvar Davranışı


Yatay Taşıyıcı SistemlerDolgu Duvar Davranışı


Yatay Taşıyıcı SistemlerBetonarme Perde + Çerçeve

• 40-60 kat



�� Kafes sistemlerKafes sistemler



� Perde duvarlar

� Çekirdek

� Boşluklu tüp



�� Kafes sistemlerKafes sistemler


� Perde duvarlar

� Çekirdek

� Boşluklu tüp

Yatay Taşıyıcı SistemlerMerkezi Çaprazlı Perdeler


Yatay Taşıyıcı SistemlerÇapraz Davranışı










Çerçeve – Kafes Sistem Davranışı


First WisconsinFirst WisconsinCenterCenterMilwaukeeMilwaukee


BarcelonaBarcelona

Kemer Kafes Sistem Davranışı

40-70 kat




� Kafes sistemler


� Perde duvarlar

� Çekirdek

�� BoBoşşluklu tüp luklu tüp

Yatay Taşıyıcı SistemlerTüp Çerçeve

• Cephe çevresince• Cephede 2-4 m açıklıklı kolonlar • derin kirişler


• derin kirişler• Yoğun tüp konsol gibi davranır • 40-100 kat• Betonarme veya Çelik

Yatay Taşıyıcı SistemlerTüp Çerçeve Davranışı


Yatay Taşıyıcı Sistemlerİç İçe Tüp

• Daha büyük Yatay rijitlik


Yatay Taşıyıcı Sistemlerİç İçe Tüp

• İçiçe birden çok tüp• Sears Tower

•Yukarı


•Yukarı dogru planda daralma

344 m344 m100 kat100 kat


John Hancock John Hancock CenterCenter

ChicagoChicago

Bank of ChinaBank of ChinaHong KongHong Kong369 m369 m70 kat70 kat


Yatay Taşıyıcı SistemlerGenel Yerdeğiştirme Şekilleri


Tasarım KriterleriMukavemet ve Stabilite

� Bina ömrü boyunca olabilecek yüklemeler

� En kritik yükleme kombinasyonları

� 2. mertebe etkiler (P-delta etkileri)

Kritik elemanlar – “Progressive” ilerleyerek yıkılma� Kritik elemanlar – “Progressive” ilerleyerek yıkılma

� İlave gerilmeler – Büzülme “Creep”, Sünme, Sıcaklık değişimleri

� Temel Denge koşulları – devrilme durumu� Binanın Ölü ağırlığının moment dayanımı devrilme momentinden büyük olmalı !


Tasarım KriterleriRijitlik ve Yer değiştirme

� Bina ötelemesi sınırlandırmaları� Yapısal olmayan elemanlara zarar vermeyecek düzeyde

� Ekipmanlar

� Cephe elemanları

� Dolgu duvarlar, iç duvar paneller

� Bina tepe noktasının ötelemesi / bina yüksekliği

� Kat-arası öteleme / kat yüksekliği

� 1/500 dahi olsa dinamik etkiler� Burulma etkileri

� Salınım periyodu

� Salınım ivmesi

� Salınım genliği


Tasarım KriterleriKonfor

� Şartnamelerde belirtilen net bir kriter yok ! Daha çok tecrübeye dayalı…

� Öteleme => 0,001 – 0,005� Düşük değerler => otel, apartman, ofis binaları� Düşük değerler => otel, apartman, ofis binaları

� Ses, salınım rahatsızlıgı

� Öteleme => 0,0015 – 0,003� Ses mühendislerine göre yeterli.

� Uç yükleme koşullarında yeterli rijitlikte olmalı.


Tasarım KriterleriKonfor

� Statik yükler� Düşey yükler

� Sıcaklık değişimleri

� Rüzgarın yüksek periyod bileşeni� Rüzgarın yüksek periyod bileşeni

� Dinamik yükler� Rüzgar - Düşük periyodlu

� Deprem - Zaman bağlı

� Batlamalar

� Titreşimli Makine


Tasarım KriterleriKonfor - Hissedilebilirlik

� İç Kulak denge hissi => doğrusal ve açısal ivme hissi

� Bina burulursa� Eşyalar arası mesafe

� Komşu binalara olan mesafe� Komşu binalara olan mesafe

� Rüzgar etkileri� Cam cephe elamanlarından gelen sesler






Bina PeriyodlarıAmprik Yaklaşımlar

Betonarme perdeli veya merkezi çaprazlı binalar için :


Bina PeriyodlarıAmprik Yaklaşımlar

Moment aktaran çerçeveli binalar için :


Damping - Sönümlenme


Tasarım KriterleriBüzülme “Creep”, Sünme, Sıcaklık değişimi

� Yapısal olmayan elemanlara etkisi

� Özellikle üst katlara doğru yatay elemanlara etkisi

� Zamana bağlı betonun direnç kaybı

Alt katlardaki kolonların elastik kısalması� Alt katlardaki kolonların elastik kısalması� 80 katlı binanın betonarme kolon

� 4.6 cm büzülmeden dolayı

� 6 cm sünmeden dolayı

� Dış ve iç bölümler arası sıcaklık değişimlerinin etkisi� > 20 katlı binalarda




81

Dr. Kağan YEMEZ

[email protected]

Çok Katlı Yapılara Giriş - Ders 6

Documents

Transcript of Çok Katlı Yapılara Giriş - Ders 6