Türkiye Prefabrik Birliği | Sayı: 152

MAKALE BETON PREFABRİKASYON EKİM 2024 ◆ SAYI : 152 10 static forces that are determined based on elastic acceleration response spectra using the natural vibration characteristics of the building. Structural design is performed by determining the displacements and deformations under these loads and quantifying reinforcement according to internal forces imposed by these loads. A study group led by Prof. Dr. Robert Englekirk in the USA, has been conducting analytical and experimental studies with the argument that Force-Based Design does not represent the earthquake behaviour of structures correctly. As a consequence of these studies, an alternative design approach called Objective-Based Design has been developed. In Objective-Based Design, structural members are dimensioned based on the ‘target’ parameter (often described in terms of relative drift ratio) according to seismicity that is defined by spectral velocity. Quantification of reinforcement is made by intuition of the designer with the aim of providing sufficient ductility whilst ensuring structural post-earthquake damage is within reasonable limits. Design process is completed by verification of the design using nonlinear time- history analyses. Prof. Dr. Robert Englekirk and Prof. Dr. Andre Barbosa from his team have made presentations in a Workshop sponsored by Turkish Precast Associated with collaboration of Istanbul Technical University at 28- 30 May 2024. Within the scope of this Workshop, an example of single storey industrial building, which is seen in our country often, was designed according to Force-Based Design and Objective-Based Design by the author. The results were compared using nonlinear time-history analysis. In this article, the theory behind Objective-Based Design is explained and the application of the approach on a single storey precast building is presented. Keywords: Precast Concrete Building, Precast Concrete Industrial Building, Earthquake Design Approach, Force- Based Design, Strength-Based Design, Objective-Based Design. 1. GİRİŞ California’daki Lick Rasathanesi’nin ilk müdürü Edward S. Holden, 1888 yılında yayınladığı makalesinde, Ja- pon sismologların çalışmalarına atfen “binaların yıkılması, deprem şokunun ürettiği ivme ve yer yüzeyine bağlı kütle ile doğru orantılı olarak gerçek- leşmektedir” ifadesini kullanmıştır (Holden 1888). Tarih boyunca meyda- na gelen yıkıcı depremler sonrasında yapılan gözlemler, kuvvetli yer hareke- tinden kaynaklı ivmenin, yapıların ma- ruz kaldığı deprem etkileri açısından en önemli parametrelerden biri olduğunu ortaya koysa da, yapıların deprem etki- leri altında tasarımının sayısal kurallara bağlanmasının tarihi, 1908 yılında İtal- ya Messina’da meydana gelen yıkıcı deprem sonrası yapılan çalışmalara dayandırılabilir. Bu deprem sonrası İtalyan hükümeti tarafından görevlen- dirilen komite, yapı yüksekliğinin iki kat ile sınırlandırılması, birinci katın ikinci kat ağırlığının 1/8’i oranında, ikinci katın ise çatı ağırlığının 1/6’sı oranında yanal kuvvetler ile tasarlan- masını önermiş, bu öneriler 1915 yı- lında yasal çerçeveye alınmıştır (Otani 2008). Yapıların deprem etkisi altında tasarımını kurallara bağlayan ilk şart- nameler, 1923 Kanto depremi sonrası Japonya’da, 1925 Santa Barbara dep- remi sonrası ABD’de ortaya çıkmıştır. Ülkemizde ise 1939 Erzincan depremi sonrası 1940 yılında yürürlüğe giren Deprem Şartnamesi bu konuda bir ilk- tir (Sezen 2000, İlki 2012). Hem geleneksel deprem mühendis- liğinin, hem de birbirleri ile etkileşim halinde olan ulusal deprem şartna- melerinin ortak özelliği, yapıların ma- ruz kaldığı deprem etkilerinin, yapının kütlesine ve deprem hareketi kaynaklı ivmesine bağlı olarak hesaplanan statik kuvvetler ile ifade edilmesidir. Yıllar içinde yenilenen şartnameler ile bu kuvvetlerin büyüklüğü değişiklik gösterse de, esas olarak dinamik bir durum olan deprem, Newton’un ikinci yasası baz alınarak hesaplanan kuv- vetler yardımı ile statik bir probleme indirgenir. Örneğin 1940 Türk Deprem Şartnamesi yanal deprem etkilerinin, yapının bulunduğu bölgeden bağımsız olarak, yapı ağırlığının yüzde 10’u ola- rak hesaplanması ve doğrusal olarak katlara etkitilmesini salık verir. Daha sonra 1947 yılında yayınlanan şartna- meye göre, bu katsayı birinci derece deprem bölgelerinde yüzde 10, ikinci derece deprem bölgelerinde yüzde 5, deprem olmayan bölgelerde 0 alınmış- tır (Sezen 2000). Deprem etkilerinin statik kuvvetler cinsinden ifade edildiği bu yaklaşım Kuvvet Bazlı Tasarım ya da ülkemiz şartnamesinde (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018) ifade edildiği gibi Dayanıma Göre Tasarım olarak adlandırılabilir. Son yıllarda Şekildeğiştirmeye Göre Tasarım , Enerji Bazlı Tasarım gibi yak- laşımlar popülerlik kazanmış, Şekilde- ğiştirmeye Göre Tasarım yaklaşımı ül- kemiz şartnamesi de dahil olmak üzere ulusal şartnamelerde yerini almıştır. Ancak hem ülkemizde hem de dün- yada Kuvvet Bazlı Tasarım yaklaşımı halen yaygın olarak kullanılmaktadır.