Taşıyıcı Sistem Seçimi: Tablo 4.1 Tek Başına Neden Yetmez?

1. Tablonun üç sütunu

TBDY 2018 Tablo 4.1, yerinde dökme betonarme, önüretimli betonarme, çelik, hafif çelik, yığma ve ahşap olmak üzere altı grupta 46 taşıyıcı sistemi listeler. Her sistem için üç değer verir:

• R, taşıyıcı sistem davranış katsayısı: Elastik deprem kuvvetinin ne kadar azaltılabileceği (bkz. TBDY-01).
• D, dayanım fazlalığı katsayısı: Gevrek kırılmaya karşı korunması gereken iç kuvvetlerin büyütülmesinde kullanılır (aşağıda, bölüm 5).
• İzin verilen BYS: Sistemin hangi bina yükseklik sınıflarında kullanılabileceği (bkz. TBDY-04). "BYS ≥ 3" bir sistemin BYS 1 ve 2'de, yani en yüksek binalarda kullanılamayacağı anlamına gelir.

2. Üç süneklik düzeyi

Her grup kendi içinde üç düzeye ayrılır: süneklik düzeyi yüksek, karma (sınırlı süneklikli çerçeve ile yüksek süneklikli perdenin birlikte kullanıldığı) ve sınırlı. Yüksek süneklik daha büyük R ve daha geniş bir yükseklik aralığı demektir; ama karşılığında Bölüm 7'deki sıkı detay kurallarına (sargı donatısı, güçlü kolon–zayıf kiriş, kesme güvenliği) uymak gerekir. Sınırlı süneklik daha basit detaylar demektir; karşılığında R küçüktür ve sistem yalnızca alçak binalarda kullanılabilir.

Örneğin yerinde dökme betonarme çerçevede: süneklik düzeyi yüksek (A11) R = 8 ve BYS ≥ 3; sınırlı (A31) R = 4 ve BYS ≥ 7. Uzun periyot bölgesinde sınırlı sistemin deprem kuvveti yüksek sünekliklinin iki katıdır.

3. İki bina, iki farklı cevap

Aynı ilde (DTS 1) iki bina düşünelim: 30 m yüksekliğinde bir konut ve sitedeki üç katlı MEB derslik bloku (H_N = 10,2 m). Konut DTS 1 ve BYS 4, okul BKS 1 olduğu için DTS 1a ve BYS 7'dir. Yerinde dökme betonarme sistemlerden hangileri kullanılabilir? (Değerler sitenin Tablo 4.1 kod paketinden, BYS sitenin motorundan.)

Konut için tablo yeterlidir: Sınırlı ve iki karma sistem, BYS sütunu nedeniyle elenir. Ama okul satırına dikkat: Süneklik düzeyi sınırlı çerçeve A31, Tablo 4.1'e göre BYS ≥ 7 ile izinli görünür ve okul BYS 7'dir. Yine de kullanılamaz, çünkü kural tablonun dışında, Madde 4.3.4.1(a)'dadır.

4. Tablonun dışındaki kurallar

• Madde 4.3.4.1(a): DTS 1a, 2a, 3a ve 4a sınıfındaki binalarda, yani hastaneler ve okullar gibi BKS 1 binalarında, süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler kullanılamaz.
• Madde 4.3.4.1(b): BYS ≤ 6 olan DTS 1a ve 2a binalarında karma sistemler de kullanılamaz. Okul örneği BYS 7 olduğu için karma sistemler ona izinlidir; aynı okul bir kat daha yüksek olsaydı (BYS 6) olmazdı.
• Madde 4.3.4.2: Birbirine dik iki doğrultuda süneklik düzeyleri aynı olmalıdır.
• Madde 3.6.2.3: Zayıf kat (B1) düzensizliği varsa R, 1,25·η_ci,min ile azaltılır (bkz. TBDY-03).
• Madde 13.1.4 ve 13.1.5: Yüksek binalarda (BYS 1) yalnızca A12–A15, B12, B13 simgeli yüksek süneklikli betonarme ya da C12, C14, C15 simgeli yüksek süneklikli çelik sistemler kullanılabilir; yalnız DTS 4'te A21, A22, C21, C22 karma sistemlerine de izin verilir.
• Madde 4.3.4.10: Bodrum katların çevresindeki rijit perdeler, perdeli ya da perdeli-çerçeveli sistemlerin bir parçası sayılmaz.

5. D nerede kullanılır?

D'nin kullanımı, kapasite tasarımı ilkesinin bir uygulamasıdır:

• Sünek davranışta D = 1 (Madde 4.3.5.2): Eğilme momenti ve çekme kuvveti gibi akmaya izin verilen iç kuvvetler, azaltılmış hâliyle kullanılır.
• Gevrek davranışta D > 1 (Madde 4.3.5.3): Betonarme elemanlarda kesme kuvveti ve çelik elemanlarda birleşim kuvvetleri gibi akmaya izin verilmeyen iç kuvvetler D ile büyütülür. Ancak süneklik düzeyi yüksek sistemlerde bu büyütülmüş kuvvet, izin verilen kesitlerin akmasıyla uyumlu iç kuvvetten büyük alınmaz.

Mantığı şudur: Bina depremde aktığında, akan elemanlar hesaptakinden daha büyük kuvvet taşır (dayanım fazlalığı). Gevrek elemanlar, bu daha büyük kuvvete göre tasarlanmazsa sünek elemanlardan önce kırılır ve sünekliğin bütün yararı kaybolur.

6. Seçim için kontrol listesi

1. Bina kullanım sınıfı ve S_DS'den DTS'yi bulun; "a" var mı?
2. H_N ve DTS'den BYS'yi bulun.
3. Tablo 4.1'de sistemin izinli BYS'sini kontrol edin.
4. Madde 4.3.4.1'i kontrol edin: DTS "a" ise sınırlı sistem yok; BYS ≤ 6 ve DTS 1a/2a ise karma sistem de yok.
5. BYS 1 ise Bölüm 13'e geçin.
6. Zayıf kat varsa R'yi azaltın.