Akademik Veri Yönetim Sistemi
Özçelik R. (Yürütücü), Erdal F., Eroğlu Azak T.
TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2024
Çelik çaprazlar (ÇÇ), yapılara etkiyen rüzgâr ve
deprem kuvvetlerine karşı kullanılan yatay yük taşıyıcı elemanlardır. ÇÇ’ler
çerçeve sistemi içerisinde çerçevelere gelen yatay istemleri eksenel
rijitlikleri ile orantılı olarak taşımaktadırlar ve ÇÇ’lerin eksenel
rijitliklerinin yüksek olmasından dolayı ÇÇ’ler sismik bölgelerde oldukça fazla
tercih edilmektedirler. ÇÇ’lerin en büyük dezavantajları eksenel deformasyon
istemleri esnasında çekme ve basınç kapasitelerinin eşit olmamasıdır. ÇÇ’ler
basınç deformasyonu esnasında burkulmaktadır ve eksenel yük kapasiteleri ani
olarak düşmektedir. ÇÇ’lerin burkulmasının önlenmesi ile birlikte eksenel
basınç kapasitesinin değişeceği gerçeği araştırmacıları bu konu üzerine
yönlendirmiştir olup yeni nesil Burkulması Engellenmiş Çelik Çaprazlar
(BEÇÇ’ler) üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır (Özçelik vd., 2017). Son
zamanlarda kusurlu mevcut betonarme binaların depreme karşı güçlendirilmesi
amacıyla hem geleneksel ÇÇ’ler hem de BEÇÇ’lerin betonarme binalarda kullanımı
yaygınlık kazanmaya başlamıştır (Ozcelik ve Erdil vd., 2019; Sütçü vd., 2020). BEÇÇ’lerin
her ne kadar güçlendirme amaçlı olarak betonarme yapılarda kullanımı giderek
artsa da yeni tasarımı yapılacak olan betonarme yapılarda kullanımı günümüz
araştırmacıların ilgisini çekmektedir (Tsai vd.,
2017). Dolayısı ile
bu proje önerisinin “projenin
araştırma sorusu veya problemi ”; Yeni tasarımı yapılacak betonarme yapılarda yatay
yük taşıyıcı sistem olarak çerçeve ve perde duvar yerine yatay yüklerin
BEÇÇ’ler tarafından karşılandığı yapısal sistemin kullanılması durumunda daha güvenli,
ekonomik, pratik ve sürdürülebilir yapıların elde edilmesi mümkün müdür? şeklinde
görülmektedir. Ayrıca depremlerden sonra yapı içinde hasar almış BEÇÇ’lerin
değiştirilebilir olmasından dolayı BEÇÇ’li betonarme yapıların
sürdürülebilirlik ve deprem sonrası normal hayata dönüş süresinin
kısaltılmasında da etkin olabileceği düşünülmektedir. Bunun yanında, perde
duvar gibi beton malzemesinin oldukça fazla kullanıldığı yapısal elemanlar
yerine BEÇÇ’lerin kullanımı sayesinde betonun doğaya verdiği zararın bir miktar
daha düşmesine katkı sunulacağı öngörülmektedir.
Bu proje önerisinin özgün
değeri yeni tasarım betonarme binalarda BEÇÇ’lerin kullanımı ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde (2018)
(TBDY, 2018) belirtilen Şekil Değiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım ve
Dayanıma Göre Tasarım parametrelerinin geliştirilmesi, BEÇÇ-bayrak levhası-betonarme eleman bağlantı
detaylarının oluşturulması ve çerçeveli, perde duvarlı ve BEÇÇ’li betonarme
binaların ekonomik ve sürdürülebilir olma kriterlerinin belirlenmesidir. Bu
kapsamda elde edilmesi amaçlanan veriler
şu şekildedir; BEÇÇ şekildeğiştirme sınırları (TBDY (2018) Tablo 5C.4’de
belirtilen verilerin BEÇÇ’li betonarme yapılar için kullanılıp kullanılamayacağı
veya yeni sınır değerlerin tanımlanması), BEÇÇ’li betonarme yapılar için
Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı (R), Dayanım Fazlalığı Katsayısı ve izin
verilen Bina Yükseklik Sınıfları, BEÇÇ’lerin bina yüksekliği boyunca ekonomik
ve pratik dağılımı ve konfigürasyonu (diyagonal, ters V, iki katta X (two story
X) vb.), bayrak levhası-betonarme eleman arasındaki en ekonomik ve pratik
bağlantı detayları, BEÇÇ-bayrak levhası arasındaki bağlantıda kullanılması
planlanan sürtünme etkili birleşim detayları ve üç farklı sisteme ait beton (m3),
donatı (ton) ve kalıp (m2) içeren maliyet hesapları. Bu tasarım
verilerinin elde edilebilmesi için hem deneysel hem de analitik çalışma yapılacaktır. Deneysel
çalışmada, 1/2 ölçekli 1x3 açıklıklı ve 2 katlı üç boyutlu dört adet betonarme
yapı inşa edilecektir. Bu dört yapıdan ilk olarak betonarme çerçeve sistem,
ikinci olarak betonarme perdeli sistem ve son olarak 2 adet betonarme BEÇÇ’li
sistem test edilecektir. BEÇÇ’li betonarme sistemin deneysel sonuçlarından BEÇÇ-bayrak
levhası-betonarme eleman bağlantı detayları oluşturulacaktır. Ayrıca eleman
bazında yapılacak ek deneysel çalışma ile BEÇÇ-bayrak levhası arasındaki
sürtünme etkili birleşimler için sürtünme yüzeyi sınıfı verileri de ele alınacaktır. Yapılacak olan analitik çalışmada ABAQUS
programı kullanılarak deney elemanları modellenecek ve gerekli kalibrasyonlar
elde edilecektir. Kalibrasyon parametreleri kullanılarak deneysel olarak test
edilmemiş farklı bağlantı tipleri ve BEÇÇ konfigürasyonlarının etkileri
araştırılacaktır. Deneysel ve ABAQUS programı ile yapılacak olan çalışmalar
tamamlandıktan sonra bu verilerin de kullanımı ile üç boyutlu çerçeveli, perde duvarlı
ve BEÇÇ’li betonarme yapıların zaman tanım alanında analizleri yapılacak ve bu
üç farklı yapısal sisteminin ekonomik olma kriterleri ve tasarım parametreleri belirlenecektir.
Sonuç olarak yapılacak olan deneysel ve analitik çalışmaların neticesinde
yukarıda bahsedilen tasarım verileri elde edilecektir. Proje yürütücü ile
birlikte iki araştırmacı ve iki bursiyer proje ekibinde yer alacaktır. Proje
süresi olarak 36 ay planlanmaktadır.