TS EN 1990 Yapı Tasarım Esasları TS EN 1991 Yapılar ... · PDF file• EN 1991 Eurocode...

TS EN 1990 Yapı Tasarım EsaslarıTS EN 1991 Yapılar Üzerindeki Etkiler

Izmir – Nisan 13, 2012

Carmen AmaddeoCarmen AmaddeoYar. Doç. Dr.Gediz Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Özgür ÖZÇEL İKYar. Doç. Dr.Dokuz Eylul Universitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü

TS EN 1990 Yapı tasarım esaslarıTS EN 1991 Yapılar üzerindeki etkiler

Sunumun Genel Hattı

2

• Genel: Euro Kodlar

• EN 1990: Yapı Tasarım Esasları

• EN 1991: Yapılar Üzerindeki Etkiler

• EN 1998: Sismik Etkiler


EURO Kodlar (Yönetmelikler)Genel

3

• 58 pakete ayrılmı ş, 10 set tasarım yönetmeli ğinden

oluşmakta,

• Paketler şunları içermekte: binalar , köprüler , kuleler ,

silolar , tanklar, direkler.


EURO KodlarGenel

4

• Üye tüm ülkelerin resmi makamlarınca tanınmaktadır ve inşaat

yapım ve ilgili tüm mühendislik işlerini temel bir çerçeveye

oturtan metinler bütünü.

• Binaların ve diğer inşaat mühendisliği yapılarının gerekli dayanım

ve stabilite/kararlılık şartlarına uygunluğunu ve ayrıca yangın

güvenliğini düzenlemektedir.

Genellikle farklı bölümlere Euro Kodlar a şağıdaki gibidir:

• EN 1990 Eurocode 0: Yapı Tasarımının Temelleri

• EN 1991 Eurocode 1: Yapılar Üzerindeki Etkiler

• EN 1992 Eurocode 2: Betonarme Yapıların Tasarımı

• EN 1993 Eurocode 3: Çelik Yapıların Tasarımı

• EN 1994 Eurocode 4: Kompozit Çelik ve Betonarme Yapıl arın Tasarımı

• EN 1995 Eurocode 5: Ah şap Yapıların Tasarımı

• EN 1996 Eurocode 6: Yı ğma Yapıların Tasarımı

• EN 1997 Eurocode 7: Geoteknik Tasarım

• EN 1998 Eurocode 8: Yapıların Depreme Dayanıklı

Tasarımı

• EN 1999 Eurocode 9: Alüminyum Yapıların Tasarımı


EURO Kod ProgramlarıGenel

5

(TS 1914 “Yapıların Güvenliğini Gerçeklemede Genel İlkeler)

(TS 9194 “Yapıların Projelendirme Esasları –Taşıyıcı Olan ve Olmayan Elemanlar – Depolanmış Malzemeler – Yoğunluk” ve TS 498 “Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri”)

(“Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik”, 2007 ve “Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına İlişkin Deprem Teknik Yönetmeliği”, 2007)


EURO Kodlar Arasındaki Hiyerarşi

6

Yapı güvenliği, kullanılabilirlik ve durabilite/kalıcılık

Yapılar üzerinde etkiler

Tasarım ve detaylandırma

Geoteknik ve sismik tasarım


EURO Kodların Hedefi ve Statüsü

7

EURO Kodlar:

• Farklı ülkelerin yönetmelikleri arasındaki inşaat prati ğine

bağlı engelleri kaldırarak , yönetmelikler arasında birlik

sağlamak

• Avrupa Birli ği üyesi ülkelerin in şaat endüstrisi ve bu alanda

çalışan profesyonellerin, Avrupa Birli ği dışındaki ülkelerde

rekabet potansiyelini geli ştirmek.


EN 1990: Yapı Tasarımının Temelleri

8


EN 1990: Yapı Tasarımının Temelleri

9

• EN 1990 Euro kodun baş teknik metnidir.

• EN 1991: Yapılar üzerindeki etkiler ve EN 1992 - EN 1999:

Tasarım Euro kodları EN 1990 ile birlikte kullanılmak

zorundadır,

• EN 1990 malzemeden bağımsız olarak, yapı tasarımı ve

inşaat mühendisliği işlerine dair güvenlik için gerekli bilgileri

içermektedir.


EN 1990: İçerik

10

• Önsöz

• Bölüm 1: Genel

• Bölüm 2: Şartlar

• Bölüm 3: Limit Durum Prensipleri

• Bölüm 4: Temel Değişkenler

• Bölüm 5: Yapı Analizi ve Deney Destekli Tasarım

• Bölüm 6: Kısmi Güvenlik Faktörü Yöntemi ile Doğrulama

• Ek A(n) (N): Binalar için Uygulama (1); Köprüler (2)

• Ek B (I): İnşaat İşleri için Yapı Güvenilirliği Yönetimi

• Ek C (I): Kısmi Güvenlik Faktör Tasarımının Temelleri ve Güvenilirlik Analizi

• Ek D (I): Deney Destekli Tasarım


EN 1990: Kapsam

11

• EN 1990, EN 1991 - EN 1999 dışında kalan diğer malzemelerin

ve etkilerin kullanıldığı yapıların tasarımı için de kullanılabilir,

• EN 1990, mevcut yapıların değerlendirilmesi, kullanım

değişikliği, onarım ve güçlendirme tasarımları için de

uygulanır.

Not: Nükleer santraller, barajlar gibi özel yapıların tasarımı için

EN 1990 - EN 1999 yönetmeliklerinin dışında farklı yönetmelikler

gerekebilir.


EN 1990: Hedefler

12

EN 1990 yapılar için a şağıdaki temel prensip ve şartları tanımlar,

• Güvenlik,

• Kullanılabilirlik,

• Kalıcılık (durabilite),

• Tasarım ve do ğrulamanın (gerçelleme/tahkik) temellerini verir,

• Yapı güvenilirli ği (structural safety ) için gerekli kılavuz bilgileri sa ğlar.


EN 1990: Tanımlar

13

Yapısal Euro kod paketi için özellikle önemli olan ve ulusal ölçekte

değişiklik gösterebilen anahtar tanımlar a şağıda verilmi ştir:

• Etki (Action): kuvvet veya zorlama deformasyon/ şekil de ğiştirme

(örn.: dı ş kuvvet, sıcaklık etkileri, çökme vb.)

• Tepki (Action Effects): iç kuvvetler (e ğilme momenti, kesme

kuvveti, etki sonucu geli şen şekil de ğiştirmeler)


EN 1990: Tanımlar

14

• Dayanım (Strength): Malzemenin mekanik özelli ğidir (gerilme

birimindedir, Pa, kPa, MPa vb.),

• Direnç (Resistance): Bir yapısal eleman kesitinin mekanik

özelli ğidir (eğilme direnci, burkulma direnci, çekme direnci vb. ),

• Uygulama (Execution): İşin fiziksel olarak bitirilmesi için gerekli

olan tüm aktiviteleri kapsayan eylemler bütünüdür ( ihale, kontrol,

dokümantasyon vb.).


EN 1990: Temel Şartlar/Zorunluluklar

15

� Güvenlik, kullanılabilirlik, sağlamlık, yangın

� Güvenilirlik (reliability)

� Tasarım ömrü

� Kalıcılık

� Kalite güvencesi


EN 1990: Şartlar – Yapısal Güvenlik ve Kullanabilirlik

16

• Yapı Güvenli ği: Yapı hedeflenen ömrü boyunca, uygulama ve normal kullanım şartları altında üzerine etkiyen tüm etkilere kar şı yeterli güvenilirlikte kar şı koymalı , bunu yaparken ekonomik olarak tasarlanmalı ve in şa edilmelidir (insan emniyeti, yapının ve içeri ğinin emniyeti).

• Kullanılabilirlik: Yapı hedeflenen ömrü boyunca, uygulama ve normal kullanım şartları altında hedeflenen fonksiyonunu yeterli güvenilirlikte yerine getirmeli , bunun yaparken ekonomik olarak tasarlanmalı ve in şa edilmelidir (yapının fonksiyonu, konforu ve görünümü).


EN 1990: Şartlar – Sağlamlık

17

Sağlamlık: Yapı uygun bir şekilde

tasarlanmalı ve in şa edilmelidir ki

aşağıdaki etkiler altında yüksek

düzeylerde hasar görmesin:

• Patlama

• Çarpışma

• İnsan kaynaklı hatalar

Not: Hangi olayların dikkate

alınacağı proje bazlı olarak mü şteri

ve ilgili otoriteler (merciler)

tarafından karar verilir.

Patlama HasarıRonan Point1968



18

Sağlamlık – İzin verilebilir hasarın limitleri

a) Plan görünüşü

b) Yan görünüş (kesit)

(A) :

• Kat alanının %15’i veya

• Toplam 100 m2

(hangisi küçükse).

(B) :

• Kaldırılacak kolon.


EN 1990: Şartlar – SağlamlıkTespit Edilmiş Tehlikelerden Kaynaklı Potansiyel Hasarların Sınırlanması

19

EN 1990 potansiyel tehlikelerin sınırlandırılmasına yönelik bir seri prensip vermektedir:

• Yapının maruz karabilece ği tehlikelerden kaçınılması , yok edilmesi ve azaltılması (örn.: rutin bakım),

• İlgilenilen tehlike için daha az hassas olan yapısal formun seçilmesi ,

• Yanlışlıkla bazı ta şıyıcı elemanların veya yapının sınırlı bir bölümünün kaldırılması, lokal hasarın meydana gelmesi durumunda i şlevini sürdürebilecek form ve tasarımın seçilmesi ( kuvvetlerin yeniden dağılmasını sa ğlayacak serbestlik ),

• Herhangi bir uyarı göstermeden ( ani olarak ) göçme gerçekle ştirmeyecek yapısal sistemlerin kullanılması,

• Yapısal elemanların ba ğlantılı olması.



20

Sağlamlık: Büyük açıklıklı yapılarda, lokal göçme durumunda göçmenin kabul edilebilir yaygınlıkta olması.


EN 1990: ŞARTLAR – Tasarımın TemelleriEN1990’nın Temel Şartları

21

� Güvenlik, kullanılabilirlik, sağlamlık ve yangın

� Güvenilirlik (Reliability)

� Tasarım ömrü

� Kalıcılık



EN 1990: ŞARTLAR – Güvenilirlik

22

Bir yapı için seçilen güvenilirlik düzeyi aşağıdaki faktörleri dikkate almalıdır:

• Hayat kaybı, yaralanma ve ekonomik kayıplar açısınd a göçmenin olası sonuçları ,

• Göçme durumunun kamuda yarattı ğı algı ,

• Göçme riskinin azaltılması için gerekli prosedürler in getirdi ği ek giderler.


EN 1990: ŞARTLAR – Güvenilirlik

23

EN 1990: Sonuç Sınıflarının Tanımları

Sonuç Sınıfı Tanım Örnek Bina ve İnşaatMühendisliği İşleri

CC3 Yüksek can kaybı veya ekonomik kayıp; sosyal veya çevresel etki çok büyük

Tribünler, köprüler, kaybı durumunda sonuçların büyük olacağı kamu binaları (örn.: hastane)

CC2 Orta düzeyde can kaybı veya ekonomik kayıp; sosyal veya çevresel etki ciddi düzeyde

Konut ve ofis binaları

CC1 Düşük düzeyde can kaybı veya ekonomik kayıp; sosyal veya çevresel etki küçük veya ihmal edilebilir düzeyde

İnsanların yaşamadığıtarım yapıları (örn.: seralar, depo yapıları vb.)



24


� Güvenilirlik (reliability)

� Tasarım ömrü

� Kalıcılık



EN 1990: ŞARTLAR – Tasarım Ömrü

25

Tasarım ömrü bir yapı için hedeflenen

işlevini, sadece daha önceden ön

görülen bakım-onarım rutin işleri

altında yerine getirmesi beklenen

süredir. Bu durumda, EN 1990’da

önerilen tasarım ömrü

• Binalar için 50 yıl,

• Köprüler için 100 yıldır.


EN 1990: Şartlar – Tasarım Ömrü

26

Tasarım Ömrü Kategorileri

Tasarım Ömrü (Yıl)

Örnekler

1 10 Geçici yapılar(1) (örn.: acil yardım için kurulan konstrüksiyonlar, stantlar vb.)

2 10 -25 Değiştirilebilir yapısal elemanlar (örn.: vinç kirişleri vb.)

3 15 - 30 Tarımsal yapılar

4 50 Bu listede listelenmemiş bina türü genel yapılar

5 100 Anıtsal yapılar, otoban ve demiryolu köprüleri

(1) Tekrar kullanılması açısından sökülebilen yapılar veya yapısal elemanlar geçici olarak düşünülmemelidir (örn.: prefabrik elemanlar geçici yapılar değildir).


EN 1990: ŞARTLAR – Tasarım Ömrü

27

Tasarım ömrü kavramı aşağıdaki durumların belirlenmesi için önemlidir:

• Tasarım için gerekli etkinin seçilmesi (örn.: rüzgar, deprem),

• Malzeme bozulmasının dikkate alınması (örn.: yorulma, sünme vb.),

• Bakım-onarım stratejilerinin oluşturulması,



28



� Tasarım ömrü

� Kalıcılık



EN 1990: ŞARTLAR – Kalıcılık

29

� Uygun bakım -onarım hizmetleri alan yapı, çevresel etkiler altında , ilk halini tasarım ömrü boyunca korumalıdır. Tasarım a şamasında yapılan bu kabul kalıcılık kabulüdür .

� Uygun düzeyde bakım hizmeti alaca ğı kabul edilen yapı, öyle bir tasarlanmalıdır ki; çevresel etkilerden kaynaklı zamana bağlı bozulmalar yapının performansını ve kalıcılı ğını etkilememelidir.


EN 1990: ŞARTLAR – Kalıcılık

30

Nihai Limit-Durum:

• Yapının güvenli ği

• İnsanların güvenli ği

• Özel durumlarda bina içeri ğinin güvenli ği

• Yapının tamamının veya bir bölümünün dengesini kaybetmesi,

• Aşırı deformasyondan kaynaklı göçme, yapının veya bir bölümünün mekanizmaya dönü şmesi, yapıda kopma, stabilite kaybı (mesnetler, temeller, yapının bir bölümü)

• Yorulmaya veya di ğer zamana ba ğlı etkiler kaynaklı göçme durumu

Kullanılabilirlik Limit-Durumu:

• Normal kullanım altında, yapının hedeflenen fonksiyonunu sürdürmesi,

• İnsan konforu,

• İnşaat işinin genel görünümü



31



� Tasarım ömrü

� Kalıcılık



EN 1990: ŞARTLAR – Kalite Güvencesi

32

Tasarım aşamasında uyulan şartlara ve yapılan kabullere uygun bir bina elde etmek için, uygun kalite yönetim ölçülerinin uygulanması gerekmektedir, EN 1990’da tanımlı bu ölçüler aşağıda verilmiştir:

• Güvenilirlik şartlarının tanımı,

• Örgütsel aktörlerin varlığı,

• Tasarım, uygulama, kullanım ve bakım-onarım aşamalarında yapılan kontroller.

EN ISO 9001:2000 kalite yönetimi için kabul edilebilir bir temel sunmaktadır.


EN 1990: Tasarım Durumları

33

EN 1990’da tanımlı tasarım durumları :

� Kalıcı/sürekli tasarım durumları , normal kullanım durumunu tanımlar .

� Tesadüfi tasarım durumları , yapının etkisi altında kaldı ğı istisnai

durumlardır (örn.: yangın, patlama, çarpma, lokal g öçme durumları vb.)

� Sismik tasarım durumları , yapının sismik etkilere maruz kaldı ğı

durumlardır,

� Geçici tasarım durumları , yapının geçici olarak maruz kardı ğı

durumları tanımlar (örn.: in şa aşaması, onarım vb.)

Hangi tasarım durumunun seçilece ğine, yapının hedeflenen fonksiyonunu yerine getirmesi beklenen durumlar dik kate alınarak karar verilir.


EN 1990: Limit Durum Tasarımının Temelleri

34

TASARIM DURUMLARI

� Kalıcı, geçici, tesadüfi, sismik

İLGİLİ AJANLAR

� Ölü yükler, rüzgar, trafik kazası, deprem vb.

ETKİLER

� Yük, basınç, darbe kuvveti, yer ivmesi

ETKİLERİN KOMBİNASYON

� Aynı anda olması muhtemel etkilerin kombinasyonu

TEPKİLER

� Kuvvet, moment, dönme, yer değiştirme Limit Durum Kontrolü!



35

NİHAİ LİMİT DURUMLAR: Yapı güvenli ğinin insanlar ve bina açısında değerlendirilmesi

� Kopma

� Göçme

� Denge kaybı

� Mekanizma olu şumu

� Yorulma göçmesi

KULLANILAB İLİRLİK L İMİT DURUMLAR: Yapının kullanım düzenini bozan durumlar açısından de ğerlendirilmesi

� Deformasyon miktarı

� Titreşim düzeyi

� Çatlak düzeyi

� Kullanımı olumsuz yönde etkileyen hasarlar

Limit Durum: Genel olarak yapının ilgili tasarım kriterlerini

sağlayamadığı durum olarak tanımlanır!


EN 1990: Limit Durum Tasarımının Temelleri Limit Durum Tasarımı

36

Aşağıdaki verilerin tasarım de ğerleri kullanılarak yapısal ve kuvvet modelleri oluşturulur:

• Etkiler (ölü yükler, rüzgar, deprem vb.),

• Malzeme özellikleri (tasarım de ğerleri),

• Geometrik veri (nominal yapı geometrisi).

Aşağıdaki olasılıklar tanımlanarak, kuvvet durumları belirlenir:

• Kuvvet kombinasyonları,

• Etkilerin kabul edilen yön ve pozisyonlarından sapma olasılı ğı,

• Eş zamanlı olarak dikkate alınacak deformasyonlar ve k usurlar.

ve tüm tasarım durumları için sa ğlamalar/tahkikler yapılır.


EN 1990: Limit Durum Tasarımının Temelleri Limit Durumlarda Doğrulama (Tahkik)

37

Nihai Limit Durum:

Dayanım ( YAPI/ZEMİN):

Etki (“Yük”) Etkisi (iç kuvvetler) Ed ≤ Rd Dayanım

Statik Denge ( DENGE):

Kararlılı ğı bozan etkiler Ed,dst ≤ Ed,stb Kararlılık/Stabilite etkileri

Temel seviyesindeki denge durumu (devrilme momentle ri)

Kullanılabilirlik:

C Kriteri (ilgili kullanılabilirlik kriteri):

Tasarım Etkisi Ed ≤ Cd Tasarım Kriteri



38

DENGE

Yapının veya rijit cisim olarak dikkate alınan bir bölümünün statik dengekaybı:

- Yapı malzemesinin veya zeminin dayanımı genellikle belirleyici rol oynamaz.

YAPIYapının veya yapısal elemanların göçmesi:

- Yapı malzemesinin dayanımı veya yapının aşırı deformasyonu belirleyici rol oynar.

ZEMİNZeminin göçmesi veya aşırı deformasyonu:

- Zeminin dayanımı önemli rol oynar.

YORULMA Yapının veya yapı elemanlarının yorulma göçmesi.



39

Nihai Limit Durumlar



40

DENGE YAPI

YORULMAZEMİN


EN 1990: Temel Değişkenler

41

Etki ve Çevresel Etkiler

• Sürekli Etkiler (G): öz ağırlık, büzülme, oturma

• Ön-germe Etkileri (P): etkitilmiş kuvvet/deformasyon

• Değişken Etkiler (Q): empoze yük, rüzgar, kar, sıcaklık

• Tesadüfi Etkiler (A): çarpma, patlama, sismik etkiler.

Etkinin en sık rastlanılan şiddet değeri (karakteristik değer), bir model yardımıyla tanımlanmalıdır.



42

Değişken Etkileri Karakterize Eden De ğerler

� Karakteristik De ğer (Qk)

� Kombinasyon De ğeri (ψ0Qk)

• Kalıcı ve geçici tasarım durumlarına ait nihai limit durumlarının ve

• Tersinemez kullanılabilirlik limit durumlarının tahkiki için kullanılır,

� Sık Görülen De ğer (ψ1Qk) (belli bir süre içinde a şılma olaşılığı %1)

• Tesadüfi etkileri içeren nihai limit durumlar ve

• Tersinebilir kullanılabilirlik limit durumlarının tahkiki için kullanılır,

� Yarı-kalıcı De ğer (ψ2Qk) (belli bir süre içinde a şılma olaşılığı %50)

• Tesadüfi etkileri içeren nihai limit durumların ve

• Tersinebilir kullanılabilirlik limit durumlarının, uzun süreli etkiler için.

belli bir süre içinde a şılma olasılı ğı belli bir olasılık ile mümkün olan de ğer; örn.: çevresel etkiler 1 yılda %2 aşılma olasılı ğı gibi. )



43

Sürekli Etkiler

Değişken Etkiler

Tesadüfi Etkiler

Sismik Etkiler

KarakteristikDeğer Gk (Pk) Qk AEk

Nominal Değer Ad Aed =γγγγIAEk

Kombinasyon Değeri ψψψψ0Qk

Sık Değer ψψψψ1Qk

Yarı-kalıcı Değer ψψψψ2Qk


EN 1990: Temel DeğişkenlerDeğişken Etkilerin Temsili Değerleri

44

Zaman

Q’nun Anlık De ğeri

Qk karakteristik de ğer

ψ0Qk kombinasyon de ğer

ψ1Qk sık değer

ψ2Qk yarı-kalıcı de ğer



45

Binalar için tavsiye edilen

çarpanlar


EN 1990: KombinasyonlarYapı/Zemin için Nihai Limit Durumlar

46

Kalıcı ve geçici tasarım durumları için temel kombinasyonlar :

(6.10) ifadesi

, , ,1 ,1 , 0, ,1 1

" " " " " " G j k j P Q k Q i i k ij i

G P Q Qγ γ γ γ ψ> >

++ +∑ ∑

Temel değişken etki (hepsi için tek tek yapılacak)

“+”: diğerlerine eklenecekΣ: birleştirilmiş etki

Azaltılmış diğer değişken etkiler, temel değişken etki ile aynı anda gerçekleşme ihtimali az olduğu için!

, 2, ,1 1

k j Ed i k ij i

G P A Qψ> >

+ + +∑ ∑

( ), 1,1 2,1 ,1 2, ,1 1

veya k j d k i k ij i

G P A Q Qψ ψ ψ> >

+ + ++∑ ∑


EN 1990: KombinasyonlarYapı/Zemin için Nihai Limit Durumlar

47

Tesadüfi tasarım durumları : (6.11b) ifadesi

Sismik tasarım durumları : (6.12b) ifadesi

Sismik kuvvetler

Tesadüfi kuvvetler

Not: Sismik kuvvetler ile rüzgar kuvvetleri, kar kuvvetleri, sıcaklık etkileri alınmıyor, ψ2 = 0.


EN 1990: KombinasyonlarKullanılabilirlik Limit Durumları

48

Karakteristik Kombinasyon ( tersinemez ):

Yarı-kalıcı Kombinasyon ( tersinebilir ):

Sık Kombinasyon ( tersinebilir ):

, ,1 0, ,1 1

k j k i k ij i

G P Q Qψ> >

+ + +∑ ∑

, 1,1 ,1 2, ,1 1

k j k i k ij i

G P Q Qψ ψ> >

+ + +∑ ∑

, 2, ,1 1

k j i k ij i

G P Qψ> >

+ +∑ ∑


EN 1990: Yapı AnaliziStatik veya Eşdeğer Statik Etkiler

49

� Model yapı davranışını yeterli doğrulukta tahmin edebilmelidir,

� Yapısal elemanlar, birleşimler ve zemin için uygun kuvvet-deformasyon ilişkileri seçilerek modelleme yapılır,

� Hedeflenen sınır şartları (mesnetlenme durumları) seçilir,

� Gereklilik halinde ikinci mertebe (P-delta etkisi) etkileri dahil edilir.

Binanın statik analizi için alt-yapılara ayrılması


EN 1990: Yapı AnaliziDinamik Etkiler

50

� Tüm yapısal ve yapısal olmayan elemanlar için modelleme aşağıdaki büyüklükler dikkate alınarak yapılır,

- Kütleler

- Rijitlik

- Sönüm özellikleri

- Hedeflenen sınır şartları

- Dayanım

� Eşdeğer yay ve sönüm kutuları ile modellenmiş zemin katkısı,

� Rüzgar ve deprem etkileri için modal analiz veya birinci modun etkin olduğu durumlarda eşdeğer statik kuvvetler,

� Dinamik etkiler ayrıca zaman tanım aralığında adım adım analiz veya uygun yöntemlerle frekans tanım aralığında analiz ile dikkate alınabilir.


EN 1990: Yapı Analizi

51

Rüzgar

Hareketli insan yükü

Makine yükleri

Etki Tipik Tepki


EN 1990: Yapı Analizi

52

Köprü üzerinde düşey trafik yükü

Deprem

Dış patlama

Etki Tipik Tepki


EN 1990: Deney Destekli Tasarım

53

�Yeterli hesap modellerinin olmaması durumunda,

�Benzer bileşenlerin çok sayıda üretilmesi durumunda,

�Tasarımda yapılan kabullerin kontrolü amacıyla

Az sayıda numunenin test edilmesi durumunda, bu nedenle oluşacak istatistiksel belirsizlik dikkate alınmalıdır.


EN 1991: Yapılar Üzerindeki Etkiler

54



55

� EN 1991-1-1 Yoğunluk, öz-a ğırlık ve empoze yükler

� EN 1991-1-2 Yangın etkisindeki yapılara etkiler

� EN 1991-1-3 Kar yükleri

� EN 1991-1-4 Rüzgar kuvvetleri

� EN 1991-1-5 Termal/sıcaklık etkileri

� EN 1991-1-6 İnşa aşamasındaki etkiler

� EN 1991-1-7 Çarpma ve patlama kaynaklı tesadüfi etkiler

� EN 1991-2 Köprülerde trafik yükleri

� EN 1991-3 Vinç ve makine kaynaklı etkiler

� EN 1991-4 Silolara ve tanklara etkiyen etkiler



56

Etkilerin farklı şekilde sınıflandırılması:

� Zamanla de ğişken: Kalıcı, de ğişken, tesadüfi (kazai)

� Orijin: Doğrudan veya doğrudan olmayan (büzülme, oturma vb.)

� Uzaysal de ğişim: Sabit veya serbest

� Doğası gereği veya olu şturdu ğu yapısal etki gere ği: Statik veya Dinamik



57

� EN 1991-1-1 Yoğunluklar, öz-a ğırlık ve empoze yükler




EN 1991-1-1: Yoğunluk, öz-ağırlık ve empoze yükler

58

Binaların ve inşaat mühendisliği yapılarının yapısal tasarımında kullanılacak etkiler aşağıdaki gibidir:

� İnşaat malzemelerinin yoğunlukları, depolanan malzemeler (Bölüm 4 & Ek A)

� İnşaat malzemelerinin öz-ağırlıkları (Bölüm 5)

�Kullanım sınıfına bağlı olarak döşemeler ve çatılar için empoze yükler (hareketli yük benzeri) (Bölüm 6):



59

Yoğunluklar:

� İnşaat ve depo malzemeleri için genellikle yoğunlukların karakteristik değerleri (ortalama değer) kullanılır,

� Eğer değerlerde önemli bir saçılma varsa (varyasyon katsayısı > 0.05), örn.: nem muhtevası, alt ve üst limitler kullanılmalıdır,

� Sadece ortalama değerlerin olması durumunda, tasarımda bu değerler karakteristik değerler olarak alınmalıdır,

� EN 1991-1-1 Ek A’da birçok farklı malzeme için ortalama değerler verilmiştir (TS 9194’de de ortalama değerler verilmiştir) .



60

Kalıcı Yükler:

� Kombinasyon etkileri kullanıldığında, yapısal ve yapısal olmayan

elemanlara ait toplam öz-ağırlık tek etki (diğer etkilerden istatistikçe

bağımsız) olarak dikkate alınır,

� İnşaat bittikten sonra yapısal ve yapısal olmayan elemanların eklenmesi

veya kaldırılması gerekiyorsa, kritik yük kombinasyonları tanımlanmalı ve

dikkate alınmalıdır,

� Depo amaçlı kullanılacak yapılar için malzemelerin nem içeriği ağırlıkları

değiştirdiğinden, ilgili durumlarda su düzeyi dikkate alınmalıdır.



61

Yapılar üzerindeki empoze yükler:

� Genellikle değişken serbest etkilerdir.

� Empoze yükler genellikle yarı-statik etkilerdir. Eğer rezonans riski yoksa,

yapılar üzerinde sınırlı dinamik etkilerin dikkate alınmasına olanak

sağlarlar.

� Yapısal elemanlar üzerinde önemli düzeyde ivme oluşturan etkiler

dinamik etki olarak sınıflandırılır ve dinamik analizde dikkate alınır.

� Fork-liftlerin kaldırma ve helikopterlerin iniş/kalkış anlarında oluşan ek

atalet yükleri, statik yük değerleri dinamik büyütme katsayısı olan φ ile

büyütülerek dikkate alınır.



62

Empoze yükler (devam):

� İnsanların normal kullanımı ile ili şkili yükler,

� Eşya ve hareket edebilen objeler ,

� Araçlar ,

� İnsanların ve e şyanın konsantrasyonu , veya taşınma ve yeniden organizasyon durumlarında e şyaların üst-üste yı ğılması gibi az rastlanan durumlar.

� Empoze kuvvetler di ğer değişken kuvvetler ile aynı anda etkidi ğinde (örn.: rüzgar, kar, vinç, makine vb.) empoze kuvvetlerin toplamı tek bir etki olarak dikkate alınabilir.



63

Empoze Yükler (devam):

Empoze yüklerin döşemeler ve çatılar için karakteristik de ğerleri yapının kullanım durumuna göre tanımlanmı ştır:

� Konut, sosyal, ticari ve kamusal alanlar,

� Garaj ve araç trafi ği,

� Depo alanları ve endüstriyel bölgeler,

� Çatılar,

� Helikopter ini ş pistleri.



64

Empoze Kuvvetlerin Temel Kullanım Kategorileri:

� Konut, sosyal, ticari ve kamusal alanlar

- 4 kategori (A, B, C ve D)

� Depo ve endüstriyel aktivite alanları

- 2 kategori (E1 ve E2)

� Garaj ve ta şıt trafi ği (köprüler hariç)

- 2 kategori (F ve G)

� Çatılar

- 3 kategori (H, I ve K)



65

Tablo 6.2 Yapılarda balkon, döşeme, merdiven için empoze yükler (EN 1990).

Yüklü Bölge Kategorileri qk [kN/m2] Qk [kN]

Kategori A- Döşeme- Merdiven- Balkon

Kategori B

Kategori C - C1 - C2- C3 - C4 - C5

Kategori D- D1 - D2

1,5 to 2,0 2,0 to 4,0 2,5 to 4,0

2,0 to 3,0

2,0 to 3,0 3,0 to 4,0 3,0 to 5,04,5 to 5,0 5,0 to 7,5

4,0 to 5,0 4,0 to 5,0

2,0 to 3,0 2,0 to 4,0 2,0 to 3,0

1, 5 to 4,5

3,0 to 4,0 2,5 to 7,0 (4,0)

4,0 to 7,0 3,5 to 7,0 3,5 to 4,5

3,5 to 7,0 (4,0) 3,5 to 7,0


EN 1991-1-1: Densities, self-weight and imposed loads

66

Empoze yükler için yük düzenleri: Döşeme sistemi için orta açıklıkta eğilme momentinin maks. de ğeri (yatay elemanlar için en elveri şsiz kesit zorlaması )

Satranç tahtası düzeni EN 1991-1-1’de verilen basitle ştirme



67

• Olasılıksal Yön:

� Öz-ağırlık genellikle hacim ve yo ğunlu ğun çarpımı olarak

bulunur; burada her iki de ğişken de normal da ğılıma sahip

rassal/random de ğişkenlerdir.

� Empoze yükler ise genellikle Gumbel da ğılımı (maksimum

vey/veya minimumların da ğılımı) ile tariflenir, ancak uzun süreli

yükler için Gamma dağılımı , kısa süreli yükler için ise Üssel

dağılım da kullanılabilmektedir.


EN 1991-1-1: Yoğunluk, öz-ağırlık ve empoze yüklerEmpoze Yükler için Uyarılar:

68

� Aynı anda (simültane) olu şmayacak etkiler birlikte ele alınmamalıdır.

� Lokal tahkik (do ğrulama) için Qk konsantre yükü tek başına etkiyormu ş gibi ele alınmalıdır.

� Bir kat içindeki döşeme yapılarının tasarımı için, empoze yükler etki alanı içinde en gayri müsait yerde etki tilmelidir.



69





EN 1991-1-3: Kar Yükleri

70

Kar yükü etkileri a şağıdaki gibi sınıflandırılmı ştır:

Değişken: şiddetin zamanla de ğişiminden kaynaklı etkisinin ne ihmal edilebilir, ne de monotonik oldu ğu etki.

Sabit: yapı üzerinde olu şan etkinin sabit da ğılıma ve pozisyona sahip oldu ğu etki.

Statik: yapıda veya yapısal elemanlarda ciddi ivmelerin olu şmadığı etki.

Özel durumlar tesadüfi etkiler olarak ele alınabilir: yapının tasarım ömrü boyunca olu şması çok dü şük ihtimalli durumlar; örn.: kısa süreli ancak büyük şiddete sahip kar etkileri.



71

Farklı iklimsel durumlar, farklı tasarım durumların ın dikkate

alınmasını gerektirmektedir. A şağıda dört farklı olasılık tespit

edilmi ştir:

- A Durumu: normal durum (istisnai olmayan ya ğış ve yığılma)

- B1 Durumu: istisnai ya ğış ve istisnai olmayan yı ğılma

- B2 Durumu : istisnai olmayan ya ğış ve istisnai yı ğılma

- B3 Durumu : istisnai ya ğış ve yığılma.



72

Kar Yükü Haritası: Avrupa İklimsel Bölgeleri



73

Yükün Do ğası:

Çatı üzerinde biriken karın farklı paternlerde/ şekillerde birikebilece ği göz önünde bulundurmalı.

Farklı Paternlerin Olu şmasına Neden Olabilecek Çatı Özellikleri veya Di ğer Faktörler:

• Çatı şekli

• Termal özellikleri

• Yüzey pürüzlülü ğü

• Çatı altında olu şan ısı miktarı

• Etraftaki binaların yakınlı ğı

• Çevreleyen arazi şartları

• Lokal meteorolojik iklim , özellikle rüzgar durumu, sıcaklık de ğişimi ve yağış ihtimali (ya ğmur ve/veya kar olarak).



74

Çatılardaki Kar Yükünün Belirlenmesi

Çatılarda yığılma yapmamış kar yükü

Çatılarda üniform olarak dağılmış kar yükü durumu, kar

yükünün şekli sadece çatı geometrisine bağlı.

Çatılarda yığılma yapmış kar yükü

Örneğin rüzgar etkisi ile kar yükünün çatı üzerinde belli bir

noktada yığılma yapmış yük durumu.


EN 1991-1-3: Kar Yükleri Şekil Katsayıları

75

EN 1991-1-3 Şekil katsayılarını a şağıdaki durumlar için vermi ştir:� Yığılma yapmamı ş ve yapmı ş yük durumları,

• Çatı şekilleri� Tek tarafı eğimli

� İki tarafı eğimli

� Çok açılıklı

� Silindirik

• Karasal iklimler

• Sürekli/de ğişken durumlar için belirlenir.


EN 1991-1-3: Kar YükleriŞekil Katsayıları

76

Yığılma Yük Durumları(Bölüm 5 –Karasal İklim)

İstisnai Yı ğılma Yük Durumları(EK B – Ilıman iklimler)



77

Şiddetli kar fırtınası nedeni ile çökmü ş çatı



78

Dengesiz kar yığılma

paterni nedeni ile çökmü ş silo çatısı



79





EN 1991-1-4: Rüzgar KuvvetleriRüzgarın etkidiği yöndeki ani rüzgar (gust) kuvvetleri

80

� Rüzgar etkisini belirleyen temel parametre karakteristik maksimum rüzgar basıncı parametresidir (qp), bu değer hem ortalama rüzgar hızı hem de türbülans etkilerini içermektedir, bölgesel rüzgar iklimine göre farklılık göstermektedir,

� Yapının yüksekliğine ve narinliğine bağlı olarak rüzgar kuvvetleri yapıyı doğal titreşim frekansında rezonansa getirebilir.

� Rüzgar akışı sırasında oluşan türbülans yapının dinamik tepkisini önemli ölçüde artırabilir.

Ortalama Hız Profili

Ortalama Basınç Profili

Yapı Yapı Deformasyonu

EN 1991-1-4: Rüzgar KuvvetleriAvrupa Temel Rüzgar Hız Haritası

qp(z)Maksimum basınç


81


EN 1991-1-4: Rüzgar Kuvvetleri

82

Euro koda göre yapıya etkiyen rüzgar kuvvetleri a şağıdaki gibi hesaplanır :

Burada:- cs boyut faktörü- cd dinamik faktör- c f kuvvet katsayısı- qp(ze) ortalama hız cinsinden ifade edilmi ş maksimum hız

basıncı - ze referans yüksekli ği (yapının zemin üstünde kalan

maksimum yüksekli ği)- Aref referans alan

Bu parametreler arazi kategorisinin fonksiyonu olar ak hesap edilir.

Quasi-statik rüzgar kuvveti (dinamik rüzgar kuvvetleri de ğil); ancak yönetmelik dinamik rüzgar etkisini de dikkate alacak bölümleri içermektedir.


EN 1991-1-4: Rüzgar Kuvvetleri – Arazi Kategorileri

83

Kategori 0Açık denize maruz bölgeler

Kategori IHerhangi bir engelin ve ihmal edilebilir düzeyde bitki örtüsünün olduğu göl kıyısı düz alanlar.

Kategori II Az düzeyde bitki örtüsünün ve seyrek engellerin olduğu düz alanlar (minumum 20 engel yüksekliği ile birbirinden ayrılmış)


EN 1991-1-4: Rüzgar Kuvvetleri – Arazi Kategorileri

84

Kategori IIIDüzenli bitki örtüsünün veya binaların olduğu, binaların maksimum 20 engel boyu ile ayrıldığı alanlar (köyler, banliyöler, ormanlık alanlar).

Kategori IVEn az %15’lik bölümü, ortalama yüksekliği an az 15 m olan binalar ile kaplanmış alanlar.


EN 1991-1-4: Rüzgar Kuvvetleri Kullanım Sınırları

85

Oldukça geni ş farklı yapı türlerine uygulanabilen EN 1991-1-4, gerekli basınç ve kuvvet katsayılarını bu yapılar için içermektedir.

Yapı Limitler (EN 1991-1-4)

Binalar Yükseklik: maks. 200 m

Viyadükler Açıklık: maks. 200 m

Asma/Kablo Köprüler Özel çalışma/Eksper Görüşü

Yaya Köprüleri Açıklık: maks. 30 m

EN 1991-1-4: Rüzgar Kuvvetleri Yönetmeliğin Rüzgar Kuvvetleri Kısmının Avantajları ve Dezavantajları

EN 1991-1-4’ün diğer ulusal standartlar ile karşılaştırması

+ Yeni kapsamlı basınç ve kuvvet katsayıları

+ Rüzgar kuvvetlerinin daha doğru tanımı

+ Hafif yapılar için uygunluk

+ Birçok durumda rüzgar eksperleri tarafından ek çalışmaların yapılması gerekliliğini ortadan kaldırması

- Uygulanması basit standartlara göre daha zor

- Parametrelerin seçimi basit yapılar için bile diğer standartlara göre daha zor.


86


EN 1998: Eurocode 8: Sismik Etkiler

87


EN 1998: Sismik Etkiler

88

Eurocode 8 –Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı

• EN1998-1: Genel kurallar, sismik etkiler ve yapılar için kura llar

• EN1998-2: Köprüler

• EN1998-3: Binaların de ğerlendirilmesi ve güçlendirilmesi

• EN1998-4: Silolar, tanklar ve boru hatları

• EN1998-5: Temeller, istinat yapıları ve geoteknik yönler

• EN1998-6: Kuleler, direkler ve bacalar


EN 1998: Sismik EtkilerZemin Türü

89

A – Kaya

B – Sıkı kum, çakıl veya çok katı/rijit kil

C – Orta sıkı kum, çakıl veya katı kil

D – Gevşek-orta sıklıkta kohezyonsuz zemin veya yumu şak-sert kohezif zemin

E – Çok daha rijit bir katman üzerinde 5-20 m kalınlı ğında alüvyon tabaka

S1 ve S2 zemin türleri özel çalı şmalar gerektirmektedir.

Zemin durumu en üst 30 m’deki kayma dalgası hızları ile ve ayrıca Nspt ve Cu değerleri ile belirlenir.


EN 1998: Sismik EtkilerElastik Tepki Spektrumunun Parametreleri

90

� A türü zeminlere kar şılık gelen, ve TNCR referans periyodundaki referans maksimum yer ivmesi agR,

� Birbirinden ba ğımsız 2 adet birbirine dik yatay bile şen (%100, %30, %30 tüm yönler için),

� Yatay spektrumun şeklinden farklı düşey spektrum dakullanılmaktadır (tüm zemin türleri için aynı)

� Farklı sismik kaynak mekanizmalarının (farklı fay mekanizmaları, yakınlık, uzaklık vb.) modellenmesi için birden faz la farklı spektral şekillerin kullanımına izin vermektedir,


EN 1998: Sismik EtkilerElastik Tepki Spektrumu

91

Se(T): Elastik tepki spektrumu

ag: A türü zeminlerde tasarım maksimum yer ivmesi (bulunduğunuz yerin koordinatlarına bağlı)

TB TC TD: spektrumlardaki köşe periyotlar

S: zemin büyütme faktörü (farklı zemin türlerine göre değişiyor)

η: sönüm düzeltme faktörü (%5 sönüm için η= 1)



92

Yönetmelikte, kullanılması önerilen iki farklı tür spektral şekil var; bu şekiller bölgenin lokal tehlikesine en çok katkı koyacak depremin karakteristiğine göre belirlenmekte:

� Tip 1 – Yüksek ve orta sismik aktiviteye sahip bölgeler (Ms > 5.5); (büyük şiddetli uzak odaklı depremler)

� Tip 2 – Düşük sismik aktiviteye sahip bölgeler (Ms ≤ 5,5); (orta şiddetli yakın odaklı depremler)



93

Tip 1 – M s > 5.5 Tip 2 – M s ≤ 5.5


İlginiz için Te şekkürler

94

Carmen AMADDEOCarmen AMADDEOYar. Doç. Dr.Gediz Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Özgür ÖZÇEL İKYar. Doç. Dr.Dokuz Eylul Universitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü

TS EN 1990 Yapı Tasarım Esasları TS EN 1991 Yapılar ... · PDF file• EN 1991 Eurocode...

Documents

Transcript of TS EN 1990 Yapı Tasarım Esasları TS EN 1991 Yapılar ... · PDF file• EN 1991 Eurocode...