TBDY 2018’de Düşey Deprem Etkisi Uygulama Alanları ve Hesabı

TBDY2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Resmi Gazete de yayımlandı, 1 Ocak 2019 itibarı ile de yürürlüğe girdi. Bu yazımda, yönetmeliğin düşey deprem hesabını içeren, 4.bölümün ilgili maddelerini yorumlayacağım.

Düşey deprem hesabı, yönetmeliğe yeni girmiş bir kısım. Bugüne dek neden yönetmeliklerimizde yer almıyordu diye sorarsanız, binanın güçlü yönünün zaten düşey yön olduğu ve bu yüzden düşeyde deprem hesabına gerek görülmediği anlayışını söyleyebiliriz.

Deprem kuvveti dediğimiz şey aslında bir atalet kuvvetidir. Binanın kendi kendine oluşturduğu, mevcut halini bozmamak için uğraştığı bir durum. Deprem kuvveti nasıl ki yatayda mevcutsa, düşeyde de söz konusu. Yani düşey yönde de bina konumunu korumaya çalışıyor, hareket etmemeye çalışıyor, atalet kuvvetleri oluşturuyor halde düşeyde de bir atalet kuvvetini hesaplamak mümkün.

Düşeydeki deprem kuvveti(yani atalet kuvvet) ‘ini bir kiriş üzerine etkiyen düşey düzgün yayılı yük gibi düşünebilirsiniz. Ya da bir kolona ekstradan etkiyen bir normal kuvvet gibi düşünebilirsiniz. Sanırım bu şekilde düşünme tarzı, düşey deprem etkisinin oluşturduğu kesit tesirleri hakkında size bir fikir verir.

Düşey deprem etkisi(atalet kuvveti) klasik Newton prensibiyle bulunmakta.

Yani F=m x a.  Zaten deprem mühendisliği dediğimiz şey F=m x a değil midir? O halde bir sistemde ya da bir elemanda oluşan deprem kuvvetini bilmemiz için, o sistemin ya da elemanın kütlesini (m) ve o sistemde yâda elemanda yer hareketi sırasında oluşan ivmeyi(a) bilmemiz gerekir. Burada bahsettiğim ivme deprem ivmesi değil, deprem nedeniyle o elemanda yâda sistemde oluşan ivmedir. Zaten bu iki değeri bildikten sonra o eleman yâda sistemdeki deprem kuvvetini hesaplamak son derece basittir.

Düşeydeki deprem hesabını yapmak için (m) kütlesi basit bir iki toplama çıkarma ile bulunabilir. Esas bizi uğraştıran konu ise tahmin edileceği üzere(a) ivmesinin tespitidir. Bu ivme içinde, ayni yatay deprem hesabında kullanılan elastik ivme spektrumu gibi bir spektrum verilmiştir. Bu spektrumda da TA ve TB değerleri, xx ekseninde tanımlanmış, Spektral düşey ivme de yy ekseninde tanımlanmıştır. Yataydaki deprem hesabi nasıl yapılıyorsa, düşeyde de ayni şekilde yapılmaktadır(TBDY2018 SEKIL 2.3)

Düşey deprem hesabının hangi binalarda yapılacağı önemlidir.

Yazının giriş kısmında, düşey deprem kuvvetinin adeta bir kiriş üzerine etkitilen düzgün yayılı bir yük gibi düşünülebileceğinden yâda bir kolona etkitilen normal kuvvet gibi düşünülebileceğinden bahsetmiştik. Bu bağlamda, bu yüklemeler hangi sistem yâda elemanlar için önemliyse, deprem hesabının da o sistem ve elemanlar için yapılması uygundur. İlk aklımıza gelen, deprem riskinin büyük olduğu, yapıda oluşması muhtemel ivmelerin büyük olduğu yerlerdeki binalarda, düşey deprem hesabının yapılması gerekliliğidir. Çünkü biliyoruz ki yatay deprem etkisi ne kadar büyükse, düşeydeki deprem etkisi de o derece büyük olur… İkinci olarak da ivme büyüklüğüne bakılmaksızın, ivme küçükte olsa büyükte olsa, düşey deprem etkisinin önemli olduğu elemanlarda düşey deprem hesabının yapılması gerekliliğidir. Özetle yapı ya deprem tehlikesi fazla olan(ivme büyük) bir yerde olursa, yâda düşey deprem etkisinden etkilenme imkânı fazla olan elemanların olduğu binalarda düşey deprem hesabi yapılmalıdır. TBDY2018 de aynı bu mantığı benimsemiştir. Eğer yapı, DTS1, DTS1a, DTS2, DTS2a tasarım sınıfına giriyorsa, bu yapılarda düşey deprem hesabi yapılmak zorundadır.

Nedir bu DTS1, DTS1a, DTS2, DTS2a sınıfı?

Kafanızda iyi canlansın diye bir benzetme yapayım, günümüzde kullandığımız TDY2007 deprem yönetmeliğinde 1. Ve 2. Derece deprem bölgesinde yapılacak yapılar da düşey deprem hesabi zorunlu hale getirilmiştir. Çünkü bu yapılarda yapıda oluşacak ivmeler büyüktür. Nispeten daha küçük ivmelerin oluştuğu 3. Ve 4. Derece deprem bölgelerindeki yapılar için ise bu zorunluluk yoktur diye bir benzetme yapabiliriz(kolay bir yöntemle yapılacak). İvmelerin büyük olması sebebiyle deprem hesabının düşeyde yapılmasının zorunlu olduğu halleri belirttik. Birde ivmenin küçük yada büyük olmasına bakılmaksızın her binada düşey deprem hesabının yapılmasını gerektiren haller var. Bunlara bakalım. Düşey deprem etkisini nasıl tanımlamıştık, bir kiriş üzerine etkiyen düzgün yayılı düşey yük gibi yâda bir kolona etkiyen normal kuvvet gibidir demiştik. O halde bu yüklemeler hangi elemanlarda büyük kesit tesirleri oluşturuyorsa, o elemanlarda da mutlaka düşey deprem hesabi yapılmalıdır. Bu elemanların olduğu binalarda da düşey deprem hesabi yapılması zorunludur. Açıklığı 20m’ den fazla olan kirişlerin olduğu binalar, 5m’ den uzun konsolların olduğu binalar, kirişe oturan kolonların olduğu binalar, kolonları düşeyde eğik olan binalar. Bir yapıda bu tur elemanlar mevcutsa bu yapılarda da, yapının nerede olduğuna bakılmaksızın düşey deprem hesabi yapılmalıdır.

Düşey deprem etkisinin hesabının zorunlu olduğu yapıları anladık. Düşey deprem hesabi yaptığımıza göre, dizaynda da kombinasyonlara bu tesiri eklemek gerekir. Deprem etkisini içeren esas kombinasyon:

G+Q+0.2S+Ed+0.3Ez ‘dir.

Bu kombinasyondaki Ez yukarıda bahsettiğimiz düşey deprem hesabından çıkan tesirdir.(S =kar yükü, Ed=yatay deprem etkisi).

Son bir hatırlatma ile yazıyı bitireceğim.

Biliyorsunuz şu anki yönetmelikte kolon kiriş üzerine oturuyorsa, ilgili elemanların kesit tesirleri %50 artırılıp dizayn yapılıyordu. Yani kolon kiriş açıklığına oturabiliyordu. TBDY2018’de de kolon kiriş açıklığına oturabilmekte, ancak direkt düşey deprem hesabı yapıldığından ayrıca kesit tesirlerinin %50 artırılması yönetmelikten çıkarılmış durumda. Zaten TDY2007 deki bu %50 artırım, düşey deprem hesabının yapılmaması nedeniyle konmuştu. Artık düşey deprem hesabi bu binalarda söz konusu o halde ekstra artırıma gerek yok…

Ahmet CELIKKOLLU

İnşaat Mühendisi

ESKISEHIR