Tasarım eksantrikliğine yeni bir bakış açısı

Abstract

Yapının plandaki burulma düzensizliği, yani kütle merkezi (CM) ile rijitlik merkezi (CR) arasındaki çakışma eksikliği olarak tanımlanabilir ve bu tür binalara da eksantrik binalar denir. Binada iki tür eksantriklik tanımlanabilir; bunlar sırasıyla içsel (geometrik) ve fiktif eksantrikliktir. Yapılarda tasarımdan kaynaklı geometrik bir eksantriklik olmasa bile, yapısal belirsizlikler ve deprem yer hareketi belirsizliklerinden dolayı binalar önemli yanal-burulma etkilerine maruz kalabilmektedirler. Bu duruma sebebiyet veren eksantrikliğe fiktif eksantriklik denir. Bu nedenle, birçok bina yönetmeliklerinde bu durum dış merkezliği dikkate almak için varsayıma dayalı bir çözüm sunar. Bu da deprem yönüne dik olan bina boyutunun bir yüzdesi (%5 veya %10) ile burulma düzensizliği katsayının doğru orantısıyla dikkate alınmaktadır. Ancak bu durum her kat için eşdeğer burulma momentini hesap ederken var olandan çok daha az veya çok daha fazla almamıza sebep olabilmektedir. Bu nedenle, varsayıma dayalı çözüm yöntemi eksantriklik parametrelerini tasarıma dâhil etmek için yeterli olmayabilir. Bu çalışmada, burulma düzensizliğini yeniden dikkate almak için frekans oranı (her yön için burulma frekansı/öteleme frekansı) ve etkili bir dönme yarıçapı tanımını içeren alternatif tasarım eksantriklik formülü önerilmiştir. Bu amaçla; aynı kat planı ve yapı elemanlarına sahip bir, üç ve beş katlı elastik binalar iki yönlü burulma etkisi altında deprem yer hareketinin çift yönlü spektrum analizleri yapılıp, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) tasarımına göre incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, TBDY tasarım parametreleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre, özet olarak fiktif eksantriklik burulma rijitliği ve dönme ile doğru orantılıdır. Yani, yapının plandaki dönmesi artarsa, depremin yapıya çarptığı yöndeki (x- veya y-) öteleme sertliği ve yanal deplasmanın aksine, fiktif eksantriklikte bir artışa neden olmaktadır.