Deprem Mühendisliği #09 | Kuvvetli Yer Hareketi, Tepki Geçmişi ve Taban Kesme Kuvveti

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Açılıştaki 3D animasyonda boyları, bu yüzden doğal periyotları farklı üç çerçeve var. Zemin dersin yapay yer hareketiyle sallanıyor: kısa çerçeve zeminle neredeyse birlikte hareket ediyor, orta boylu belirgin biçimde salınıyor, uzun olan yavaş ve büyük salınımlar yapıyor. Aynı yer hareketi, periyoda göre çok farklı tepkiler doğuruyor. Bu derste kuvvetli yer hareketini tanıyor ve yapılarımızın depreme tepkisini hesaplıyoruz. Bu derste: - Kuvvetli yer hareketi ivmeölçerle kaydedilir; ivmenin integrali hızı, hızın integrali yer değiştirmeyi verir. - Yapay kayıt: en büyük yer ivmesi 0.30 g, yer hızı 39.8 cm/s, yer değiştirmesi 27.8 cm. - ü + 2ζωn u̇ + ωn² u = −üg: tepki yalnız Tn ve ζ'ya bağlıdır; aynı Tn ve ζ'lı iki yapı, kütleleri farklı olsa da aynı yer değiştirir. - Göreli yer değiştirme iç kuvvetleri, toplam yer değiştirme çarpışma boşluğunu, toplam ivme hassas cihazları belirler. - %5 sönümle en büyük yer değiştirme: betonarme çerçeve 25.7 mm, pergola 23.5 mm, su deposu ≈ 137 mm; periyotla genellikle büyür, her zaman değil. - Sönümün etkisi: çerçevede %2, %5 ve %10 sönümle 41.8, 25.7 ve 16.2 mm. - Sözde ivme A = ωn² u; çerçevede 0.90 g → taban kesme kuvveti ≈ 705 kN (ağırlığın ≈ %90'ı); h = 3.5 m → taban momenti ≈ 2467 kN·m. - Su deposu: sözde ivme 0.35 g, taban kesme kuvveti ≈ 205 kN; esnek yapı daha çok yer değiştirir ama daha az kuvvet çeker. - Üç tuzak: en büyük yer ivmesini yapının ivmesi sanmak (çerçevede sözde ivme üç katı), aynı Tn ve ζ'da kütleye göre farklı yer değiştirme beklemek, sözde ivme ile toplam ivmeyi karıştırmak. Bölümler: 0:00 Geçen Ders ve Bugün 0:20 Aynı Yer Hareketi, Üç Periyot 0:44 İvme Kaydı 1:14 Hareket Denklemi 1:42 Hangi Büyüklükler? 1:58 Periyodun Etkisi 2:24 Sönümün Etkisi 2:43 Eşdeğer Statik Kuvvet 3:18 Esnek Yapı: Çok Yer Değiştirme, Az Kuvvet 3:37 Üç Tuzak 3:58 Özet Bir sonraki derste bütün periyotlar için en büyük tepkiyi tek bir grafikte toplayacağız: tepki spektrumu. Kaynak kitap: A. K. Chopra, Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, 5. baskı SI (Pearson, 2020), Bölüm 6.1–6.4. Konu sırası, tanımlar ve bağıntılar kitaptan alındı; 3D sahne, örnekler ve sayılar özgündür. Yer hareketi ders için üretilmiş yapay bir kayıttır; gerçek bir deprem kaydı değildir. İnşaat Mühendisliği öğrencileri için Deprem Mühendisliği serisinin dokuzuncu dersi. Ön koşul: bu serinin üçüncü ve beşinci dersleri.