Eşdeğer deprem yükleri altında çerçeve sistemlerin MUTO, Smith yöntemleri ve SAP 2000 (yapısal analiz) programı ile çözümlerinin karşılaştırılması / Comparison of the solutions obtained by MUTO, Smith methods and SAP 2000 (structural analysis) computer package program for the framed systems under the equivalent earthquake loads

Abstract

Ülkemizde üretilen binaların çoğunluğunda statik tasarım hesaplarında yatay yüklere göre yeterli hesap yapılmamıştır. Bu durum özellikle son yıllarda meydana gelen depremlerde yapılan incelemeler sonuçunda daha da belirgin hale gelmiştir.Yaşanan bu acı olaylar sonuçunda deprem mühendisliğinin önemi artmış olup, çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Gelişen teknoloji ve hızla artan nüfus ile beraber yüksek yapı üretme zorunluluğu meydana gelmiştir.Binalar bu yapılar içinde en fazla üretilen ve en özellikli olanıdır.Binalara gelen deprem yükleri hem yatay hem düşey doğrultudadır. Bu çalışmada yatay doğrultudaki deprem yükleri ele alınmıştır.Yatay deprem yüklerinin çerçeve sistemler üzerinde oluşturduğu kesit zorları çeşitli yöntemlerle bulunabilir. Bu yöntemlerden biri Eşdeğer Deprem Yükleri Yöntemi olup, bazı koşulların sağlanması durumunda kullanılabilir. Örnek bir çerçeve üzerinde Eşdeğer Deprem Yükleri Yöntemine göre deprem kuvvetleri bulunup, bu yükler çerçeveye Muto, Smith yöntemleri ve SAP2000 programı ile uygulanıp oluşan kesit tesirleri her kat ve her eleman için karşılaştırılması araştırılmıştır. Bu tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır.Birinci bölümde çalışmanın amacı belirtilmiş,ikinci bölümde konu ile ilgili diğer çalışmalar gözden geçirilmiştir.Materyal ve Yöntem üçüncü bölümde ele alınmıştır. Çalışmanın esasını oluşturan dördüncü bölümde, oluşturulan örnek bina üzerinde her üç yöntemle çözümlemeleri yapılarak, elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada elde edilen ve beşinci bölümde verilen sonuçlar aşağıda kısaca özetlenmiştir: a) Yaklaşık yöntemler olan Muto veSmith yöntemlerinde oluşan iç kuvvetler, her katta katlara gelen deprem kuvvetleri ile orantılı olarak değişir. b) En alt kat ve en üst katlarda yöntemlerin değerleri birbirine daha yakındır. c) Yatay yükler altında taşıyıcı sistemlerin elemanlarında oluşan iç kuvvetler oldukça kritik değerler alabilmektedir. SAP 2000 programının çözümlemesi sonlu elemanlar yöntemine göre yapılıp, yaklaşık yöntemlere göre daha kesin sonuçlar vermektedir. Ancak yaklaşık yöntemler de mühendislik uygulamalarında kabul edilebilir sınırlar içerisinde yer almaktadır. In most buildings constructed in our country, computation with respect to horizontal loads has not been carried out adequately in structural designs. This fact has been clearly seen in the results of investigations performed at recent earthquake venues. After these painful incidents, the importance of earthquake engineering has increased and various studies have been carried out. With advancing technology and rapidly growing population, the necessity of constructing high rising structures has immerged. Buildings are the most produced and the most characteristic ones. The earthquake loads coming to buildings are both in horizontal and vertical directions. In the present work, earthquake loads in horizontal direction have been treated. Stress resultants that horizontal earthquake loads create on framed structures can be determined by various methods. One of these methods is the Equivalent Earthquake Load Method, and can be used if some conditions are satisfied. On a sample frame, earthquake loads have been determined according to the Equivalent Earthquake Load Method, and these loads have been applied to the frame by Muto and Smith methods and SAP2000 package computer program, and the computed stress resultants have been compared for each storey and each member. This thesis work consists of five chapters. In the first chapter, the aim of the study has been stated; and in the second chapter, other relevant works have been reviewed. Material and Method have been treated in the third chapter. In the fourth chapter which forms the basis of the present study, the three methods stated above have been applied on a sample building and their results have been compared. The results obtained in the present study and given in the fifth chapter have been summarized briefly as follows: a) Stress resultants, developed in the Muto and Smith methods which are both approximate methods, change in proportion to the earthquake load coming to the storey. b) At the bottom storey and top storey, the results obtained by different methods are near to each other. c) Internal forces developed in the members of the carrier system under the horizontal loads can take quite critical values. d) The solution by SAP2000 is obtained according to finite element method, and gives more exact results compared to the other approximate methods. Nevertheless the approximate methods give results which are within the acceptable limits in most engineering applications.