BÖLÜM 8

ÇELİK BİNALAR İÇİN DEPREME DAYANIKLI TASARIM KURALLARI

8.0. SİMGELER

E = Deprem yükü simgesi

G = Sabit yük simgesi

Mpa = Kolonun alt ucunda hesaplanan plastikletme momenti

Mpi = Kiritin sol ucu i’de hesaplanan pozitif veya negatif plastikletme momenti

Mpj = Kirişin sağ ucu j’de hesaplanan negatif veya pozitif plastikleşme momenti

Mpü = Kolonun üst ucunda hesaplanan plastikletme momenti

Q = Hareketli yük simgesi

Vik = Çerçeveli veya perdeli-çerçeveli sistemlerin çerçevelerinde, binanın i’inci katındaki tüm kolonlarda gözönüne alınan deprem doğrultusunda Bölüm 6’ya göre hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamı

Vis = Çerçeveli veya perdeli-çerçeveli sistemlerin çerçevelerinde, binanın i’inci katında Denk.8.2’nin hem alttaki hem de üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlarda, gözönüne alınan deprem doğrultusunda Bölüm 6’ya göre hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamı

a i = Herhangi bir i’inci katta hesaplanan Vis / Vik oranı

8.1. KAPSAM

8.1.1 - Deprem bölgelerinde yapılacak tüm çelik binaların taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlandırılması ve birleşimlerinin düzenlenmesi, bu konuda yürürlükte olan ilgili standart ve yönetmeliklerle birlikte, öncelikle bu bölümde belirtilen özel kurallara uyularak yapılacaktır.

8.1.2 - Bu bölümün kapsamı içindeki çelik binaların yatay yük taşıyıcı sistemleri; sadece çelik çerçevelerden, sadece çelik çaprazlı perdelerden veya çerçevelerin, çelik çaprazlı perdeler ya da betonarme perdelerle birletiminden olutabilir.

8.1.3 - Çelik bina temelleri ile ilgili kurallar Bölüm 12’de verilmittir.

8.2. GENEL KURALLAR

8.2.1. Çelik Taşıyıcı Sistemlerin Sınıflandırılması

Depreme karşı davranışları bakımından, çelik binaların yatay yük taşıyıcı sistemleri, aşağıda tanımlanan iki sınıfa ayrılmıştır. Bu iki sınıfa giren sistemlerin karma olarak kullanılmasına ilişkin özel durum ve kotullar, Bölüm 6’daki 6.5.4’te verilmiştir. Taşıyıcı sistemde betonarme perdelerin kullanılması durumunda Bölüm 7’deki 7.6 veya 7.10’da verilen kurallar uygulanacaktır.

8.2.1.1 - Aşağıda belirtilen çelik taşıyıcı sistemler, Süneklik Düzeyi Yüksek Sistemler olarak tanımlanmıştır:

(a) 8.3’te belirtilen koşulları sağlayan çerçeve türü taşıyıcı sistemler,

(b) 8.4’te belirtilen koşulları sağlayan dışmerkez çaprazlı çelik perdelerden oluşan yatay yük taşıyıcı sistemler,

(c) Yukarıda belirtilen iki tür sistemin birleşiminden oluşturulan çaprazlı çelik perdeli -çerçeveli sistemler.

8.2.1.2 - Aşağıda belirtilen çelik taşıyıcı sistemler, Süneklik Düzeyi Normal Sistemler olarak tanımlanmıştır:

(a) 8.5’te belirtilen koşulları sağlayan çerçeve türü taşıyıcı sistemler,

(b) 8.6’da belirtilen koşulları sağlayan merkezi çaprazlı çelik perdelerden oluşan yatay yük taşıyıcı sistemler,

(c) Yukarıda belirtilen iki tür sistemin birleşiminden oluşturulan çaprazlı çelik perdeli -çerçeveli sistemler.

8.2.2. İlgili Standartlar

Bu bölümün kapsamı içinde bulunan çelik taşıyıcı sistemlerim tasarımı; bu yönetmelikte Bölüm 6’da verilen deprem yükleri ve hesap kuralları, TS-498’de öngörülen diğer yükler, emniyet gerilmeleri yöntemine ilişkin TS-648 ve TS-3357 veya taşıma gücü yöntemine ilişkin TS-4561’deki kurallara göre yapılacaktır. Ancak sadece çerçevelerden oluşan yatay yük taşıyıcı sistemlerinde, TS-4561’in en fazla iki katlı binalara kadar geçerli olduğu gözönünde tutulacaktır.

8.2.3. Emniyet Gerilmeleri, Yük ve Malzeme Güvenlik Katsayıları

8.2.3.1 - Emniyet Gerilmeleri Yöntemi’ne göre yapılan kesit hesaplarında, birleşim ve ekler dışında, emniyet gerilmeleri için TS-648’deki EİY yükleme durumunda izin verilen %15 arttırım, deprem durumunda en fazla %33’e çıkarılabilir.

8.2.3.2 - Taşıma Gücü Yöntemi’ne göre yapılan kesit hesaplarında, deprem etkisini içeren yükleme durumları için TS-4561’deki yük katsayıları aşağıdaki şekilde değiştirilecektir:

1.0 G + 1.0 Q ± 1.0 E (8.1a)

veya daha elveritsiz sonuç vermesi durumunda,

0.9 G ± 1.0 E (8.1b)

Ayrıca, Taşıma Gücü Yöntemi ile TS-4561’e göre yapılacak hesaplarda çelik akma sınırına uygulanacak malzeme güvenlik katsayısı 1.15, betonarme-çelik kompozit döşemelerde beton karakteristik basınç dayanımına uygulanacak malzeme güvenlik katsayısı ise 1.5 olarak alınacaktır.

8.2.3.3 - Bütün deprem bölgelerinde kaynak emniyet gerilmesi veya taşıma gücü %25 oranında azaltılacaktır. Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, şantiyede kaynaklı birleşim ve eklerin sertifikalı kaynakçı tarafından yapılması zorunludur.

8.3. SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK ÇERÇEVELER

8.3.1. Enkesit Koşulları

Kesit hesapları TS-648’e göre emniyet gerilmeleri yöntemi ile yapılsa bile, tüm çerçeve elemanlarında başlık genişliği / kalınlığı ve gövde derinliği / kalınlığı oranları için TS-4561, Madde 2.5.4’de verilen koşullara uyulacaktır.

8.3.2. Kolonların Kirişlerden Daha Güçlü Olması Koşulu

8.3.2.1 - Çerçeve türü sistemlerde veya perdeli-çerçeveli sistemlerin çerçevelerinde, gözönüne alınan deprem doğrultusunda her bir kolon - kiriş düğüm noktasına birleşen kolonların plastikleşme momentlerinin toplamı, o düğüm noktasına birleşen kirişlerin plastikleşme momentleri toplamından daha büyük olacaktır (Sekil 8.1):

(Mpa + Mpü) ³ (Mpi + Mpj) (8.2)

Denk.(8.2), depremin her iki yönü için elveritsiz sonuç verecek tekilde ayry ayrı uygulanacaktır. Kolon plastikleşme momentlerinin hesabında, depremin yönü ile uyumlu olarak bu momentleri en küçük yapan tasarım eksenel kuvvetleri gözönüne alınacaktır.

Tek katlı binalarda ve çok katlı binaların en üst katındaki düğüm noktalarında Denk.(8.2)’nin sağlanıp sağlanmadığına bakılmayacaktır.

8.3.3. Kolonların Kirişlerden Daha Güçlü Olması Koşulunun Bazı Kolonlarda Sağlanamaması Durumu

8.3.3.1 - Sadece çerçevelerden veya perde ve çerçevelerin birletiminden olutan tatyyıcı sistemlerde, gözönüne alınan deprem doğrultusunda binanın herhangi bir i’inci katında, aşağıdaki Denk.(8.3)’ün sağlanması koşulu ile, ilgili katın alt ve/veya üstündeki bazı düğüm noktalarında Denk.(8.2)’nin sağlanamamış olmasına izin verilebilir.

a i = Vis / Vik ³ 0.70 (8.3)

8.3.3.2 - Denk.(8.3)’ün sağlanması durumunda, 0.70 < a i < 1.00 aralığında, Denk. (8.2)’nin hem alttaki, hem de üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlara etkiyen eğilme momentleri ve kesme kuvvetleri (1/a i) oranı ile çarpılarak arttırılacaktır.

8.3.3.3 - Herhangi bir katta Denk.(8.3)’ün sağlanamaması durumunda, sadece çerçevelerden veya perde ve çerçevelerin birleşiminden oluşan taşıyıcı sistemlerdeki tüm çerçeveler süneklik düzeyi normal çerçeve olarak gözönüne alınacak ve Tablo 6.5’e göre Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı değiştirilerek hesap tekrarlanacaktır. Ancak Bölüm 6’daki 6.5.4.2’de belirtildiği üzere, süneklik düzeyi normal çerçevelerin, süneklik düzeyi yüksek perdelerle birarada kullanılması da mümkündür.

8.3.4. Çerçevelerde Ek ve Birletimler

8.3.4.1 - Çerçevelerin kolon-kirit birletimlerinde kolon sürekli olacaktyr. Kirişin kolon kesitinin başlığına bağlanması durumunda kolon gövdesi kiriş başlığı seviyesinde berkitme levhaları ile güçlendirilecektir.

8.3.4.2 - Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, eğilme aktaran birleşim ve eklerde kaba bulon kullanılamaz. Ancak, öngermeli olarak kullanılan yüksek dayanımlı bulonlar ve ankraj bulonları bu kısıtlamanın dışındadır. Yüksek dayanımlı bulonlar ISO 8.8 veya 10.9 kalitesinde olacaktır.

8.3.4.3 - Kolon ekleri, kolon-kirit birletim yerinden en az kat yükseklidinin 1/4’ü kadar uzakta yapylacaktır. Eklerin küt kaynakla yapılması durumunda, kaynak ağzı açılacak ve derin penetrasyonlu kaynak kullanılacaktır.

8.3.4.4 - Köşe kaynaklı ya da öngermesiz bulonlu kolon-kiriş birleşimlerinin yük aktarma gücü, birleşime bağlanan elemanın taşıma gücünün 1.20 katından daha az olamaz. Diğer tür kolon-kiriş birleşimlerinde, birleşimin yük aktarma gücü, birleşime bağlanan elemanın kendi taşıma gücünden hiçbir zaman daha az olamaz.

8.3.4.5 - Kirit ekleri, kolon-kirit birletim yerinden en az kirit yükseklidi kadar uzakta yapılacaktır.

8.3.4.6 - Birleşim ve ek hesaplarının proje hesap raporlarında ayrıntılı olarak verilmesi zorunludur.

8.4. SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK ÇELİK ÇAPRAZLI PERDELER

Süneklik düzeyi yüksek çelik çaprazlı perdeler; kolonlar, kirişler ve düğüm noktalarına dışmerkez olarak bağlanan çapraz örgü çubuklarından oluşan yatay yük taşıyıcı sistem elemanlarıdır. Bu elemanlara uygulanacak koşullar aşağıda belirtilmittir:

8.4.1 - Örgü çubuklarının kolon-kiriş birleşim noktasına ya da iki örgü çubuğunun bir kiriş üzerindeki ortak birleşim noktasına göre dışmerkezliği, perde kolonları arasındaki açıklığın 1/5’i ile 1/10’u arasında seçilecektir. Dışmerkez örgü çubuklarının kirişle birleşme noktalarında, kirişin yanal burkulmasının ve ayrıca yerel burkulmaların önlenmesi için gerekli önlemler alınacaktır.

8.4.2 - Örgü çubuklarının kolonlara bağlandığı çaprazlı perdelerde, bağlantı kolon kesitinin başlığına yapılacaktır. Kolon gövdesine bağlantı yapılamaz.

8.4.3 - Basınç kuvveti de alacak şekilde hesaplanan örgü çubuklarının narinlik oranı 100’den fazla olamaz.

8.4.4 - Birden çok parçalı olup basınç kuvveti de alan örgü çubuklarında, TS-648’in ara bağlantılara ilişkin tüm kuralları geçerlidir.

8.4.5 - Örgü çubuklarının birleşimlerinde kaba bulon kullanılması durumunda, bulonların emniyet gerilmeleri %33 azaltılacaktır.

8.5. SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL ÇERÇEVELER

8.5.1 - Süneklik düzeyi normal çerçevelerde, süneklik düzeyi yüksek çerçeveler için yukarıda 8.3.1, 8.3.2 ve 8.3.3’te verilen koşullara uyulması zorunlu değildir.

8.5.2 - Süneklik düzeyi yüksek çerçeveler için yukarıda 8.3.4’te verilen kotullar, 8.3.4.2 hariç olmak üzere, süneklik düzeyi normal çerçeveler için de geçerlidir.

8.5.3 - Süneklik düzeyi normal çerçevelerde ek ve birleşimlerin hesabında, Bölüm 6’ya göre bulunan iç kuvvetlerin iki katı kullanılacaktır.

8.6. SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL ÇELİK ÇAPRAZLI PERDELER

Süneklik düzeyi normal çelik çaprazlı perdeler; kolonlar, kirişler ve düğüm noktalarına merkezi olarak bağlanan çapraz örgü çubuklarından oluşan yatay yük taşıyıcı sistem elemanlarıdır. Bu elemanlara uygulanacak koşullar aşağıda belirtilmittir:

8.6.1 - Çaprazların sadece çekmeye çalışmak üzere hesaplanması durumunda, çapraz örgü çubuklarının narinlik oranı 250’yi aşmayacaktır.

8.6.2 - Basınç kuvveti de alacak şekilde hesaplanan örgü çubuklarının narinlik oranı 100’den fazla olamaz.

8.6.3 - Birden çok parçalı olup basınç kuvveti de alan örgü çubuklarında, TS-648’in ara bağlantılara ilişkin tüm kuralları geçerlidir.

8.6.4 - Örgü çubuklarının birleşimlerinde kaba bulon kullanılması durumunda, bulonların emniyet gerilmeleri %33 azaltılacaktır.