Çok değil, bundan 6-7 yıl öncesine kadar PC uyumlu bilgisayarlar altında bir binanın gerçek anlamda 3-Boyutlu dinamik analizini geçekleştirmek çok zordu. Çünkü dinamik analiz yöntemlerinde çok fazla sayıda hesaplamaya ve bu hesaplamaları tutacak geniş belleğe ihtiyaç vardı. Orta büyüklükteki bir betonarme binanın analizi bile saatler, hatta günler sürebilir ve büyük ihtimalle bilgisayar kapasitesi bir noktada dolacağından bir de hesaplama yarım kalabilirdi.

Artık günümüzde bilgisayarlar en büyük inşaat yapılarını bile dakikalar hatta saniyeler içinde çözebilecek güce sahipler. Yani elimizde, bizlerden önceki hiçbir mühendislik nesline nasip olmamış bir güç bulunmakta. Ayrıca bilgisayarların bu kapasitelerini değerlendiren bilgisayar programcıları da daha önceden hayal bile edilemeyecek seçenekleri önümüze sunuyorlar. İşte bunlardan biri de StaadPRO yazılımıdır.

Ülkemiz yeryüzünün en güzel ve tabiat olarak en zengin yerlerinden birinde ancak depremsellik açısından çok ta şanssız bir konumda. Tarih boyunca çok büyük depremler görmüş ve hala görüyor. Daha 1999 yılında 20,000'e yakın insanımız öldü ve bunların çoğu yanlış zemine inşa edilmiş, yanlış tasarlanıp ve projelendirilmiş binalar içinde can verdiler. Her an ülkemizin başka bir köşesinde büyük bir deprem olması ihtimali ile hayatlarımızı sürdürüyoruz.

İçinde yaşadığımız binaların depreme karşı güvenli olması hepimizin isteğidir. Bu isteği yerine getirecek kişiler se öncelikle projeci inşaat mühendisleri ve ardından müteahhit firmalardır. Bu noktada en büyük sorumluluk proje mühendislerine düşer çünkü doğru projelendirilmiş bir bina, inşaat aşamasında ufak tefek müteahhitlik ve aplikasyon hatalarını kaldırabilir; oysa yanlış projelendirilmiş bir binada bir de müteahhitlik hataları mevcutsa, bu cinayettir. Bu nedenle tüm proje mühendislerinin çok büyük bir sorumluluk duygusu içinde, ellerindeki en iyi teknolojiyi kullanmaya gayret göstererek ve her projeye gereken önemi vererek çalışmalarını sürdürmeleri gerekir.

Ne yazık ki, ülkemizde birçok alanda olduğu gibi proje mühendisliğinde de türlü sorunlar ve yanlışlıklar mevcuttur. Yaygın olan sistem, her zaman doğru olan değildir. Ülkemizde birçok proje bürosunda uygulanmakta olan projelendirme yöntemleri de bu anlamda, olması gerektiği gibi değildir. Ben bu çalışmada sizlere olması gerekeni açıklamaya çalışacağım. Takdir sizlerindir....

Taner Aksel

Genel Müdür, Benko Ltd.
(Ms. CE. 1993 Cincinnati Üniv., OH, ABD. Master konusu: Yapıların Deprem Dayanım Davranışı Tesbiti)

• 6.7'de verilen Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi,
• 6.8'de verilen Mod Birleştirme Yöntemi ve
• 6.9'da verilen Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemleri'dir.
• 6.8 ve 6.9'da verilen yöntemler, tüm binaların ve bina türü yapıların deprem hesabında kullanılabilir.
  

Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi:

Öncelikle bu yöntem her yapıda kullanılamaz. Mesela 1. ve 2. deprem bölgelerinde 25 metreden yüksek yapılarda kullanılmaz; düzensizlik veya süreksizlik bulunan yapılarda da kullanılmaz. Bu yüntemde gözönüne alınan deprem doğrultusunda, binanın tümüne etkiyen Toplam Eşdeğer Deprem Yükü (taban kesme kuvveti), Vt , Denk.(6.4) ile belirlenir.

Ancak bu yöntemin en büyük eksiklerinden biri sadece yatayda, iki yönde deprem yüklerini göz önüne alıyor olmasıdır. Oysa deprem düşey yönde de etkir. Ve özellikle 1999 Marmara depreminde düşey etki önemli olmuştur.

Ne yazık ki yakın zamana kadar üst katlarda konsol kiriş ve hatta konsol kolonla dışarıya taşarak oturma alanını büyütmek çok moda idi. Yük aktarımı en alt kata konsol kirişlerle iletilmektedir.

Böyle yapılarda düşeyde bir düzensizlik oluşur ve depremin düşey etkisi bu tür yapılara ciddi hasarlar verebilir.

Eşdeğer deprem yükü yönteminde yapının birinci doğal titreşim periyodu T1 ve binanın deprem sırasındaki toplam ağırlığı olarak gözönüne alınarak gözönüne alınarak, deprem anında yapıya etkiyen eşdeğer bir taban kesme kuvveti bulunur. Ardından kat rijitliklerine göre oranlanarak bu yatay kesme kuvvetleri, sanki birer statik yükmüş gibi yapıya her katta etkitilir ve elde edilen statik sonuçlara göre de projelendirme gerçekleştirilir.

Bu yöntem sadece binanın 1. periyodunu gözönüne aldığından, düşey deprem yüklerini göz önüne almadığından ve en önemlisi de dinamik bir davranışı statik yüke çevirdiğinden diğer iki yönteme göre hata oranı daha yüksektir. İşte bu nedenle Toplam Eşdeğer Deprem Yükü hesaplanırken güvenlikte kalmak amacıyla şartnamemiz katsayıları yüksek tutmuştur. Yani, özellikle düzenli ve sürekli yapılarda, yapıya etkiyen deprem yükleri, diğer yöntemlere göre daha fazla çıkacaktır.

Eşdeğer deprem yükü yönteminin avantajı, hesabının kolay olmasıdır. Ancak günümüz bilgisayar teknolojisi ile artık bu hesap kolaylığının da özel bir avantajı yoktur. Bu neden eşdeğer deprem yükü yöntemi yerine dinamik analiz yöntemlerini kullanmak bir dezavantaj teşkil etmez. Aksine, dinamik analiz yöntemleri he daha doğru sonuçlar hem de daha ekonomik kesitler verecektir.

Dinamik Analiz Yöntemleri:

1. Mod Birleştirme Yöntemi'nde maksimum iç kuvvetler ve yerdeğiştirmeler, binada yeterli sayıda doğal titreşim modunun her biri için hesaplanan maksimum katkıların istatistiksel olarak birleştirilmesi ile elde edilir.

Ayrıca şartnamemizde şöyle devam eder: "...döşeme süreksizliğinin bulunduğu ve döşemelerin yatay düzlemde rijit diyafram olarak çalışmadığı binalarda, döşemelerin kendi düzlemleri içindeki şekildeğiştirmelerinin gözönüne alınmasını sağlayacak yeterlikte dinamik serbestlik derecesi gözönüne alınacaktır."

"...Hesaba katılması gereken yeterli titreşim modu sayısı, Y, gözönüne alınan birbirine dik x ve y yatay deprem doğrultularının her birinde, her bir mod için hesaplanan etkin kütle'lerin toplamının, Denk.(6.16)'da belirtildiği üzere, hiçbir zaman bina toplam kütlesinin %90'ından daha az olmaması kuralına göre belirlenecektir. Ayrıca gözönüne alınan deprem doğrultusunda etkin kütlesi, bina toplam kütlesinin %5'inden büyük olan bütün titreşim modları gözönüne alınacaktır..."

2. Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi'nde bina ve bina türü yapıların zaman tanım alanında doğrusal elastik ya da doğrusal elastik olmayan deprem hesabı için, daha önce kaydedilen veya yapay yollarla üretilen benzeştirilmiş deprem yer hareketleri kullanılır. Hesaplamada en az üç kaydedilmiş veya benzeştirilmiş ivme kaydı kullanılır ve bunlara göre elde edilen büyüklüklerin en elverişsiz olanları tasarıma esas alınır.

Dinamik Analiz Yöntemleri'nin Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemine göre çok belirgin avantajları vardır. Ancak birçok proje mühendisi bu yöntemlerin teorisini bilmediklerinden veya kullanmakta oldukları bazı diğer statik analiz yazılımlarında herşey otomatik olarak, çizimler dahi bitmiş olarak verildiğinden; dinamik analize göre tasarımın önemini kavrayamamaktadırlar.

Öncelikle Dinamik Analiz Yöntemlerinin Teorisini basitçe anlatacağım: Devam etmek için tıklayın -->