Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi: Ne Zaman Kullanılabilir?

1. Yöntem neyi varsayar?

Eşdeğer deprem yükü yöntemi, binanın deprem davranışına tek bir titreşim modunun hâkim olduğunu varsayar: Bina, temelinden çatısına kadar tek bir biçimde salınır. Bu varsayım altında deprem etkisi, binanın yüksekliği boyunca dağıtılmış bir dizi yatay statik kuvvete dönüşür. Toplamları taban kesme kuvvetidir:

Varsayım alçak ve düzenli binalarda iyi çalışır. Yüksek binalarda üst modlar önem kazanır; düzensiz binalarda ise kuvvetler planda ve yükseklikte tek bir moddan beklenenden çok farklı dağılır. Bu yüzden yöntemin bir uygulanabilirlik sınırı vardır.

2. Tablo 4.4: hangi binalarda?

TBDY Tablo 4.4, yöntemin kullanılabileceği binaları deprem tasarım sınıfına (DTS, TBDY-04) ve bina yükseklik sınıfına (BYS) göre tanımlar. İki satır vardır:

• Düzenli binalar (η_bi ≤ 2,0 ve B2 düzensizliği yok): DTS 1–2a için BYS ≥ 4, DTS 3–4a için BYS ≥ 5.
• Diğer tüm binalar: DTS 1–2a için BYS ≥ 5, DTS 3–4a için BYS ≥ 6.

Hatırlatma: BYS numarası küçüldükçe bina yükselir. Yani düzensizlik, yöntemin kullanılabileceği en yüksek binayı bir sınıf aşağı çeker. Burada geçen iki düzensizlik serinin önceki yazılarındadır: burulma (TBDY-05) ve yumuşak kat B2 (TBDY-03).

3. Örnekler

Sitenin motoruyla hesaplanmıştır:

İlk satır sitedeki üç katlı MEB derslik blokudur (DTS 1a, BYS 7). İkinci ve üçüncü satır aynı binadır; tek fark üçüncüsünde η_bi = 2,5 olan bir burulma düzensizliği bulunmasıdır. Bu düzensizlik, yöntemi kullanılamaz hâle getirir.

4. Periyot sınırı: 1,4·T_pA

Yöntemde kullanılan periyot T_p genellikle analiz programından alınır. Ama TBDY bu periyoda bir üst sınır koyar (Madde 4.7.3.2 ve 4.7.3.4):

C_t, taşıyıcı sisteme bağlıdır: betonarme çerçevelerde 0,1, çelik çerçevelerde 0,08, diğer sistemlerde 0,07 (perdeli betonarme binalar için ayrı bir bağıntı vardır). 20 m yüksekliğindeki bir betonarme çerçevede T_pA = 0,1 × 20^0,75 = 0,946 s ve üst sınır 1,324 s'dir.

Neden bir sınır gerekir? Uzun periyot bölgesinde spektral ivme periyotla azalır. Modelde rijitliği gerçekte olduğundan düşük gösteren bir varsayım (örneğin aşırı çatlamış kesitler ya da modellenmemiş elemanlar) periyodu büyütür, ivmeyi ve dolayısıyla tasarım kuvvetini yapay olarak küçültür. Ampirik bağıntı, gerçek binalarda ölçülen periyotlardan türetilmiş bir "gerçeklik denetimidir".

5. Sınırın tasarım kuvvetine etkisi

20 m yüksekliğinde, toplam kütlesi 2000 t olan bir betonarme çerçeve; S_DS = 1,2, S_D1 = 0,60, R = 8, D = 3, I = 1. Analiz programı T₁ = 1,8 s bulmuş olsun. Sitenin motoruyla:

Sınır olmasaydı, hesaplanan kuvvet en küçük değerin altında kalacak ve tasarım 941,8 kN ile yapılacaktı. Sınırla birlikte periyot 1,324 s'ye indirilir ve tasarım kuvveti 1111,4 kN olur: %18 daha büyük. Elle kontrol: 2·10⁶ × 9,81 × (0,60/1,324) / 8 = 1111,4 kN.

6. A serisinin özeti

Bu yazıyla birlikte A serisi, bir binanın deprem hesabına başlamadan önce sorulması gereken soruları sırayla ele almış oldu: Zemin nedir (TBDY-02)? Bina hangi sınıftadır (TBDY-04)? Kuvvet ne kadar azaltılabilir (TBDY-01)? Düzensizlik var mı (TBDY-03, TBDY-05)? Hangi yöntem kullanılabilir (bu yazı)? Ve sonunda: Ötelemeler kabul edilebilir mi (TBDY-06)?