Betonarme perdelerde enerji sönümleme kapasitesinin meta-modelleme yöntemleriyle incelenmesi
Betonarme perdelerde enerji sönümleme kapasitesinin meta-modelleme yöntemleriyle incelenmesi
Yazar: Değer, Zeynep; Taşkın Kaya, Gülşen; Sütcü, Fatih
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 38 No. 4, 2022
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; betonarme perde duvar,yapısal enerji sönümleme,Yüksek Boyutlu Model Gösterilimi,YBMG.

Son yıllarda çok sayıda araştırmaya konu olan depreme dayanıklı yapı tasarımı yöntemlerinden biri enerji esaslı yapı tasarımı yöntemidir. Bu yöntem, deprem sebebiyle binaya etki eden enerji talebinin yapıdaki çeşitli dinamik mekanizmalar tarafından sönümlenmesi esasına dayanır. Depremin enerji talebinin bilinmesi halinde, yapısal elemanların ayrı ayrı ve toplam enerji sönümleme davranışlarının isabetli bir şekilde elde edilmesi doğru bir tasarım yapılması için esastır. Depreme dayanıklı yapı tasarımında yüksek rijitlik ve dayanım sağladıkları için yaygın olarak kullanılan betonarme perde duvarlarının, deprem etkisi altında doğrusal olmayan davranışı, yüksek deformasyon seviyelerinde rijitliğin azalması ve enerji sönümleme kapasitesinin artması şeklindedir. Perdelerin doğrusal olmayan davranışı, enerji yönünden düşünüldüğünde çevrimsel enerji sönümleme kapasitesi ile ele alınabilir. Literatürde betonarme perdeler için enerji karakteristiklerini belirlemeye yönelik çalışmalar sınırlı olup, mevcut deprem yönetmeliklerinde enerji esaslı tasarıma henüz yer verilmemektedir. Bu çalışmada, dünya çapında yapılmış çevrimsel yüklemeli perde duvar deneylerini içeren geniş kapsamlı bir veri tabanı oluşturulmuş ve çeşitli perde parametrelerinin (geometri, donatı oranları, eksenel yük, yükleme şekli vb.) enerji sönümleme davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca, meta-modelleme yöntemleri kullanılarak enerji sönümleme davranışının kestirilmesine yönelik bağıntılar geliştirilmiş; meta-modelleme tekniği olarak oldukça başarılı bir yöntem olan ve analitik bir fonksiyon üretebilen Yüksek Boyutlu Model Gösterilimi (YBMG) yöntemi kullanılmıştır. Önerilen YBMG tabanlı tahmin modeli, aynı anda hem yüksek doğruluklu (R2 = 0.93, tahmini/gerçek değer oranı = 0.99) hem de transparan (kapalı kutu olmayan) bir model olması yönleriyle ön plana çıkmaktadır. Tasarım açısından bakıldığında, enerji sönümleme kapasitesi gerçeğe yakın bir şekilde kestirildiğinde, perde tasarımı sırasında farklı detaylandırma seçeneklerinin sönümlenen enerji açısından değerlendirilmesi anlamında değerli olacaktır. Mevcut binaların değerlendirilmesi ve hasar analizi açısından ise, çalışma sonuçları sönümlenen enerjiyle yakından ilişkili olan yapısal hasar konusunda bilgi verecektir.

Son yıllarda çok sayıda araştırmaya konu olan depreme dayanıklı yapı tasarımı yöntemlerinden biri enerji esaslı yapı tasarımı yöntemidir. Bu yöntem, deprem sebebiyle binaya etki eden enerji talebinin yapıdaki çeşitli dinamik mekanizmalar tarafından sönümlenmesi esasına dayanır. Depremin enerji talebinin bilinmesi halinde, yapısal elemanların ayrı ayrı ve toplam enerji sönümleme davranışlarının isabetli bir şekilde elde edilmesi doğru bir tasarım yapılması için esastır. Depreme dayanıklı yapı tasarımında yüksek rijitlik ve dayanım sağladıkları için yaygın olarak kullanılan betonarme perde duvarlarının, deprem etkisi altında doğrusal olmayan davranışı, yüksek deformasyon seviyelerinde rijitliğin azalması ve enerji sönümleme kapasitesinin artması şeklindedir. Perdelerin doğrusal olmayan davranışı, enerji yönünden düşünüldüğünde çevrimsel enerji sönümleme kapasitesi ile ele alınabilir. Literatürde betonarme perdeler için enerji karakteristiklerini belirlemeye yönelik çalışmalar sınırlı olup, mevcut deprem yönetmeliklerinde enerji esaslı tasarıma henüz yer verilmemektedir. Bu çalışmada, dünya çapında yapılmış çevrimsel yüklemeli perde duvar deneylerini içeren geniş kapsamlı bir veri tabanı oluşturulmuş ve çeşitli perde parametrelerinin (geometri, donatı oranları, eksenel yük, yükleme şekli vb.) enerji sönümleme davranışı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca, meta-modelleme yöntemleri kullanılarak enerji sönümleme davranışının kestirilmesine yönelik bağıntılar geliştirilmiş; meta-modelleme tekniği olarak oldukça başarılı bir yöntem olan ve analitik bir fonksiyon üretebilen Yüksek Boyutlu Model Gösterilimi (YBMG) yöntemi kullanılmıştır. Önerilen YBMG tabanlı tahmin modeli, aynı anda hem yüksek doğruluklu (R2 = 0.93, tahmini/gerçek değer oranı = 0.99) hem de transparan (kapalı kutu olmayan) bir model olması yönleriyle ön plana çıkmaktadır. Tasarım açısından bakıldığında, enerji sönümleme kapasitesi gerçeğe yakın bir şekilde kestirildiğinde, perde tasarımı sırasında farklı detaylandırma seçeneklerinin sönümlenen enerji açısından değerlendirilmesi anlamında değerli olacaktır. Mevcut binaların değerlendirilmesi ve hasar analizi açısından ise, çalışma sonuçları sönümlenen enerjiyle yakından ilişkili olan yapısal hasar konusunda bilgi verecektir.