Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği/Ek/Bölüm 7

BÖLÜM 7 – DEPREM ETKİSİ ALTINDA YERİNDE DÖKME BETONARME BİNA TAŞIYICI SİSTEMLERİNİN TASARIMI İÇİN ÖZEL KURALLAR

7.0. SİMGELER

Bu bölümde aşağıdaki simgelerin kullanıldığı boyutlu ifadelerde, kuvvetler Newton [N], uzunluklar milimetre [mm] ve gerilmeler Mega Pascal [MPa] = [N/mm² ] birimindedir.

A_c = Kolonun veya perde uç bölgesinin brüt enkesit alanı

A_ch = Boşluksuz perdenin, bağ kirişli perdede her bir perde parçasının, döşemenin veya boşluklu döşemede her bir döşeme parçasının brüt enkesit alanı

A_ck = Sargı donatısının dışından dışına alınan ölçü içinde kalan çekirdek beton alanı

∑A_e = Herhangi bir katta, gözönüne alınan deprem doğrultusunda etkili kesme alanı

∑A_g = Herhangi bir katta, gözönüne alınan deprem doğrultusuna paralel doğrultuda perde olarak çalışan taşıyıcı sistem elemanlarının enkesit alanlarının toplamı

A_os = Spiral/Sargı donatısının enkesit alanı

∑A_p = Binanın tüm katlarının plan alanlarının toplamı

A_s1 = Kolon-kiriş düğüm noktasının bir tarafında, kirişin negatif momentini karşılamak için üste konulan çekme donatısının toplam alanı

A_s2 = Kolon-kiriş düğüm noktasının A_s1'e göre öbür tarafında, kirişin pozitif momentini karşılamak için alta konulan çekme donatısının toplam alanı

A_sa = Aktarma donatısı

A_sb = Bağlantı donatısı

A_sd = Bağ kirişinde çapraz donatı demetinin her birinin toplam alanı

A_sh = s enine donatı aralığına karşı gelen yükseklik boyunca, kolonda veya perde uç bölgesindeki tüm etriye kollarının ve çirozların enkesit alanı değerlerinin gözönüne alınan b_k'ya dik doğrultudaki izdüşümlerinin toplamı

A_w = Kolon enkesiti etkin gövde alanı (depreme dik doğrultudaki kolon çıkıntılarının alanı hariç)

∑A_w = Herhangi bir katta, kolon enkesiti etkin gövde alanları A_w'ların toplamı

A_wp = Zımbalama çevresi üzeinde bulunan düşey zımbalama donatılarının (etriye kollarının veya kayma kamalarının) toplam kesit alanı

a = Kolonda veya perde uç bölgesinde etriye kollarının ve/veya çirozların arasındaki yatay mesafe

b_j = Gözönüne alınan deprem doğrultusunda, birleşim bölgesine saplanan kirişin kolonla aynı genişlikte olması veya kolonun her iki yanından da taşması durumunda kolon genişliği, aksi durumda kirişin düşey orta ekseninden itibaren kolon kenarlarına olan mesafelerden küçük olanının iki katı (kiriş genişliği ile birleşimin yüksekliğinin toplamını aşamaz)

b_k = Birbirine dik yatay doğrultuların her biri için, kolon veya perde uç bölgesi çekirdeğinin enkesit boyutu (en dıştaki enine donatı eksenleri arasındaki mesafe)

b_w = Kirişin gövde genişliği, perdenin gövde kalınlığı

D = Dairesel kolonun göbek çapı (spiral/sargı donatısı eksenleri arasındaki mesafe)

D = Dayanım Fazlalığı Katsayısı

d = Kirişin faydalı yüksekliği

E = Deprem etkisi

f_cd = Betonun tasarım basınç dayanımı

f_ck = Betonun karakteristik silindir basınç dayanımı

f_ctd = Betonun tasarım çekme dayanımı

f_yd = Boyuna donatının tasarım akma dayanımı

f_yk = Boyuna donatının karakteristik akma dayanımı

f_ywd = Enine donatının tasarım akma dayanımı

f_ywk = Enine donatının karakteristik akma dayanımı

H_cr = Perde kritik yüksekliği

H_w = Temel üstünden veya zemin kat döşemesinden itibaren ölçülen toplam perde yüksekliği

G = Sabit yük etkisi

h = Kolonun gözönüne alınan deprem doğrultusundaki enkesit boyutu

h_k = Kiriş yüksekliği

$\ell$_b = TS 500’de çekme donatısı için verilen kenetlenme boyu

$\ell$_n = Kolonun kirişler arasında kalan serbest yüksekliği, kirişin kolon veya perde yüzleri arasında kalan serbest açıklığı

$\ell$_w = Perdenin veya bağ kirişli perde parçasının plandaki uzunluğu

M_a = Kolonun serbest yüksekliğinin alt ucunda, kolon kesme kuvvetinin hesabında esas alınan moment

(M_d)_t = Perdenin taban kesitinde yük katsayıları ile çarpılmış düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında hesaplanan moment

M_pa = Kolonun serbest yüksekliğinin alt ucunda f_ck, f_yk ve çeliğin dayanım artışı gözönüne alınarak hesaplanan moment kapasitesi

M_pi = Kirişin sol ucu i'deki kolon yüzünde f_ck, f_yk ve çeliğin dayanım artışı gözönüne alınarak hesaplanan pozitif veya negatif moment kapasitesi

M_pj = Kirişin sağ ucu j'deki kolon yüzünde f_ck, f_yk ve çeliğin dayanım artışı gözönüne alınarak hesaplanan neagtif veya pozitif moment kapasitesi

∑M_p = Düğüm noktasına birleşen kirişlerin düğümün aynı yöndeki dönmesine karşı gelen moment kapasitelerinin toplamı

M_pü = Kolonun serbest yüksekliğinin üst ucunda f_ck, f_yk ve çeliğin dayanım artışı gözönüne alınarak hesaplanan moment kapasitesi

(M_p)_t = Perdenin taban kesitinde f_ck, f_yk ve çeliğin dayanım artışı gözönüne alınarak hesaplanan moment kapasitesi

M_ra = Kolonun veya perdenin serbest yüksekliğinin alt ucunda f_cd ve f_yd'ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti

M_ri = Kirişin sol ucu i'deki kolon veya perde yüzünde f_cd ve f_yd'ye göre hesaplanan pozitif veya negatif taşıma gücü momenti

M_rj = Kirişin sağ ucu j'deki kolon veya perde yüzünde f_cd ve f_yd'ye göre hesaplanan negatif veya pozitif taşıma gücü momenti

(M_r)_t = Perdenin taban kesitinde f_cd ve f_yd'ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti

M_rü = Kolonun veya perdenin serbest yüksekliğinin üst ucunda f_cd ve f_yd'ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti

M_ü = Kolonun serbest yüksekliğinin üst ucunda, kolon kesme kuvvetinin hesabında esas alınan moment

N_d = Yük katsayıları ile çarpılmış düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında hesaplanan eksenel kuvvet

N_dm = Düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında (TS 498'de hareketli yükler için tanımlanmış olan hareketli yük azaltma katsayıları da dikkate alınarak) hesaplanan eksenel basınç kuvvetlerinin en büyüğü

Q = Hareketli yük etkisi

s = Enine donatı aralığı, spiral/sargı donatı adımı

u_p = Döşemede zımbalama çevresi

V_c = Betonun kesme kuvveti dayanımına katkısı

V_d = Yük katsayıları ile çarpılmış düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında hesaplanan kesme kuvveti

V_dy = Kirişin herhangi bir kesitinde yük katsayıları ile çarpılmamış düşey yüklerden meydana gelen basit kiriş kesme kuvveti

V_e = Kolon, kiriş, birleşim bölgesi ve perdede enine donatı hesabında esas alınan kesme kuvveti

V_ik = Binanın i'inci katındaki tüm kolonlarda gözönüne alınan deprem doğrultusunda Bölüm 4'e göre hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamı

V_is = Binanın i'inci katında, Denk.7.3'ün hem alttaki hem de üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlarda, gözönüne alınan deprem doğrultusunda Bölüm 4'e göre hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamı

V_kol = Düğüm noktasının üstünde ve altında Bölüm 4'e göre hesaplanan kolon kesme kuvvetlerinin küçük olanı

V_r = Kolon, kiriş veya perde kesitinin kesme kuvveti dayanımı

V_t = Bölüm 4'e göre binaya etkiyen toplam deprem yükü (taban kesme kuvveti)

V_yi = Depremli durumda düşey yükler altında basit kiriş mesnet kesme kuvveti

α_i = Herhangi bir i'inci katta hesaplanan V_is / V_ik oranı

ß_v = Perdede kesme kuvveti dinamik büyütme katsayısı

φ = Donatı çapı

γ = Bağ kirişinde kullanılan çapraz donatı demetinin yatayla yaptığı açı

ρ = Kiriş mesnedinde üstteki veya alttaki çekme donatısı oranı

µ = Kesme sürtünmesi katsayısı

ρ_s = Kolonda spiral donatının hacimsel oranı [ρ_s = 4A_os / (Ds)

ρ_sh = Perdede yatay gövde donatılarının hacimsel oranı [(ρ_sh)_min = 0.0025]

7.1. KAPSAM

7.1.1 – Deprem etkisi altındaki betonarme binaların taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlandırılması ve donatılması, bu konuda yürürlükte olan ilgili standart ve yönetmeliklerle birlikte, öncelikle bu bölümde belirtilen kurallara göre yapılacaktır. Betonarme bina temelleri ile ilgili kurallar Bölüm 16'da verilmiştir.

7.1.2– Bu bölümün kapsamı içindeki betonarme binaların yatay yük taşıyıcı sistemleri; sadece çerçevelerden, sadece perdelerden veya çerçeve ve perdelerin birleşiminden oluşabilir.

7.1.3– Beton sınıfı C80'den daha yüksek olan betonarme binalar bu yönetmeliğin kapsamı dışındadır. Ayrıca, taşıyıcı sistem elemanlarında donatı olarak çelik profillerin kullanıldığı çelik-betonarme kompozit kolonlar bu bölümün kapsamı dışında olup, Bölüm 9'da verilen kurallara tabidir.

7.2. GENEL KURALLAR

7.2.1. Betonarme Taşıyıcı Sistemlerin Sınıflandırılması

Depreme karşı davranışları bakımından, betonarme binaların yatay yük taşıyıcı sistemleri, 7.2.1.1, 7.2.1.2, 7.2.1.3'te tanımlanan üç sınıfa ayrılmıştır.

7.2.1.1– Aşağıda (a), (b) ve (c)'de belirtilen betonarme taşıyıcı sistemler, Süneklik Düzeyi Yüksek Sistemler olarak tanımlanmıştır:

(a) 7.3, 7.4 ve 7.5'te belirtilen kurallara göre boyutlandırılarak donatılan kolon ve kirişlerin oluşturduğu çerçeve türü taşıyıcı sistemler,

(b) 7.6'ya göre boyutlandırılarak donatılmış boşluksuz veya boşluklu (bağ kirişli) perdelerden oluşan taşıyıcı sistemler,

(c) Yukarıda (a) ve (b)'deki iki tür sistemin birleşiminden oluşturulan perdeli-çerçeveli taşıyıcı sistemler.

7.2.1.2– Aşağıda (a), (b) ve (c)'de belirtilen betonarme taşıyıcı sistemler, Süneklik Düzeyi Sınırlı Sistemler olarak tanımlanmıştır:

a) 7.7, 7.8 ve 7.9'da belirtilen kurallara göre boyutlandırılarak donatılan kolon ve kirişlerin oluşturduğu çerçeve türü taşıyıcı sistemler,

(b) 7.10'a göre boyutlandırılarak donatılmış boşluksuz perdelerden oluşan taşıyıcı sistemler,

(c) Yukarıda (a) ve (b)'deki iki tür sistemin birleşiminden oluşturulan perdeli-çerçeveli taşıyıcı sistemler.

7.2.1.3– Süneklik Düzeyi Karma Taşıyıcı Sistemler süneklik düzeyi sınırlı çerçeve taşıyıcı sistemlerinin süneklik düzeyi yüksek betonarme perdeler ile birlikte kullanılması ile oluşturulan sistemlerdir.

7.2.1.4– Süneklik düzeyi yüksek, sınırlı ve karma taşıyıcı sistemlere ilişkin koşullar 4.3.4'te verilmiştir.

7.2.2. İlgili Standartlar

Bu bölümün kapsamı içinde bulunan yerinde dökme betonarme taşıyıcı sistemler, bu Bölüm'de belirtilen kurallar ile birlikte, Bölüm 2, 3, 4 ve 5'teki hesap kuralları, TS 498’de öngörülen yükler, TS 500, TS 708 ve TS EN 13670’deki kurallar kullanılarak projelendirileceklerdir. İlgili standartlarda verilen kuralların farklı olduğu özel durumlarda, bu bölümdeki kurallar esas alınacaktır.

7.2.3. Taşıyıcı Sistem Hesabında Kullanılacak Kesit Rijitlikleri

Taşıyıcı sistem hesabında 4.5.8'de verilen taşıyıcı sistem elemanlarının etkin kesit rijitlikleri kullanılacaktır.

7.2.4. Kesit Hesaplarında Kullanılacak Yöntem

Bu bölüm kapsamında betonarme elemanların depreme dayanıklı olarak boyutlandırılmasında ve donatı hesaplarında TS 500'de verilen kabuller, betonda oluşan gerilme dağılımı ve elastisite modülünün kullanılması zorunludur. C50'den daha yüksek beton sınıflarının kullanıldığı durumlarda kesitlerin eğilme momenti ve eksenel yük altındaki taşıma gücü hesaplarında betonda oluşan gerilme dağılımı ve elastisite modulü TS EN 1992-1'de verilen şekilde kullanılacaktır.

7.2.5. Malzeme

7.2.5.1 – Bu Yönetmelik kapsamında yapılacak tüm betonarme binalarda C25'ten daha düşük dayanımlı beton kullanılamaz.

7.2.5.2 – Bu Yönetmelik kapsamında yapılacak tüm betonarme binalarda, TS 500'deki tanıma göre nitelik denetimli, bakımı yapılmış ve vibratörle yerleştirilmiş beton kullanılması zorunludur. Ancak, kendiliğinden yerleşen beton da kullanılabilir.

7.2.5.3 – Deprem etkisini karşılayacak betonarme elemanlarda;

(a) TS EN 206'da verilen betonlardan C25 ila C80 beton sınıfları kullanılacaktır. Özel amaçlarla kullanım için beton basınç dayanımının 28 günden farklı yaşlarda tayin edilmesine ihtiyaç duyulması halinde TS EN 206 esas alınacaktır.

(b) TS 708'de verilen B420C ve B500C nervürlü donatı çelikleri kullanılacaktır. TS 708'de verilen koşullara ek olarak, "çekme dayanımı/akma dayanımı" oranının 1.35 değerinden küçük olması (R_m/R_e < 1.35 ) ve eşdeğer karbon oranının %0.55'i geçmemesi koşulu ile S420 beton çeliği de kullanılabilir.

7.2.6. Donatılarının Kenetlenme Boyu

Bu bölümde aksi belirtilmedikçe, betonarme donatıları için gerekli kenetlenme boyları TS 500'de verilen kurallara göre hesaplanacaktır.

7.2.7. Kaynaklı, Manşonlu ve Kimyasal Ankrajlı Ek ve Bağlantılar

7.2.7.1– Boyuna donatıların bindirmeli kaynaklı eklerinin ilgili kuruluşlardan sertifikalı kaynakçılar tarafından yapılması zorunludur. Küt kaynak eklerine izin verilmez. Kaynak yapılacak donatı çeliğinin karbon eşdeğeri TS 500'de verilen %0.50 sınır değerini aşmayacaktır.

7.2.7.2– Kaynaklı ve manşonlu boyuna donatı eklerinin monotonik ve tekrarlı yükler altında yeterli performansa sahip olduğu Bölüm 8 EK 8A'da verilen kurallar, uluslararası standart ve yönetmelikler esas alınarak belgelendirilecektir. Ekin, deneyle bulunan karakteristik kopma dayanımı, eklenen donatı çubuklarının, manşonlu ek halinde net kesit alanı dikkate alınmak üzere, TS 500'de verilen karakteristik kopma dayanımından daha düşük olmayacaktır.

7.2.7.3– Enine donatıların boyuna donatılara kaynakla bağlanmasına izin verilmez.

7.2.7.4– Çelik pencere ve kapı kasalarının, dübellerin, bağlantı plakalarının, tesisat elemanlarının, makine ve teçhizatın boyuna ve enine betonarme donatılarına kaynakla bağlanmasına izin verilmez.

7.2.7.5– Filiz ekimi ve donatı eklerinin tasarımı ve uygulamasında uluslararası geçerliliği kabul edilen standart ve yönetmelik gibi teknik düzenlemeler kullanılacaktır.

7.2.8. Özel Deprem Etriyeleri ve Çirozları

Süneklik düzeyi yüksek veya süneklik düzeyi sınırlı olan tüm betonarme sistemlerin kolonlarında, kolon-kiriş birleşim bölgelerinde, perde uç bölgelerinde ve kiriş sarılma bölgelerinde kullanılan etriyeler özel deprem etriyesi, çirozlar ise özel deprem çirozu olarak düzenlenecektir. Özel deprem etriye ve çirozlarının sağlaması gerekli koşullar Şekil 7.1<'de verilmiştir.

7.2.8.1 – Özel deprem etriyelerinin her iki ucunda mutlaka 135 derece kıvrımlı kancalar bulunacaktır. Özel deprem çirozlarında ise bir uçta 90 derece kıvrımlı kanca yapılabilir. Bu durumda kolonun veya perdenin bir yüzünde, kanca kıvrımları 135 derece ve 90 derece olan çirozlar hem yatay hem de düşey doğrultuda şaşırtmalı olarak düzenlenecektir. 135 derece kıvrımlı kancaların, φ enine donatı çapını göstermek üzere, iç büküm çapı en az 5φ olacaktır. Kancaların uç düz boyu kıvrımdaki son teğet noktasından itibaren, nervürlü çubuklarda 6φ ve 80 mm’den küçük alınmayacaktır (Şekil 7.1).

7.2.8.2 – Özel deprem etriyeleri boyuna donatıyı dıştan kavrayacak ve kancaları aynı boyuna donatı etrafında kapanacaktır. Özel deprem çirozlarının çapı ve aralığı, etriyelerin çap ve aralığı ile aynı olacaktır. Çirozlar, her iki uçlarında mutlaka boyuna donatıları ve dış etriyeyi saracaktır. Etriyeler ve çirozlar beton dökülürken yerlerinden kaymayacak biçimde boyuna donatılara sıkıca bağlanacaktır.