CLT Ahşap Yapının Kapasite Tasarımı (Süneklik Sınıfı DCM)

Bu çalışma, bir CLT binasının kapasite tasarımına yönelik prosedürü göstermektedir. Ayrıca bir vaka çalışmasına pratik bir uygulama sunmaktadır: İki katlı bir yapı, hesaplama raporunun tamamı yeniden üretilen TimberTech Buildings yazılımı kullanılarak tasarlanmıştır.

Dağıtıcı yapısal davranış

Depreme dayanıklı ahşap binalar aşağıdakilerden biri dikkate alınarak tasarlanmalıdır:

• dağıtıcı yapısal davranış;
• düşük dağıtıcı yapısal davranış.

İlk konseptte, yapının parçalarının (dağıtıcı bölgeler) elastik aralıklarının dışındaki deprem etkilerine direnme kabiliyeti dikkate alınır. Dağıtıcı bölgeler, derzlerde ve bağlantılarda yer alırken, ahşap elemanların kendilerinin elastik davrandığı kabul edilir.

İkinci konseptte, etki etkileri, doğrusal olmayan malzeme davranışı dikkate alınmadan elastik bir küresel analiz temelinde hesaplanır.

Süneklik sınıfları ve Dayanım Fazlalığı Faktörü

Sismik etkiler altında sünek davranışlarına ve enerji dağıtma kapasitelerine bağlı olarak, binalar aşağıdaki üç süneklik sınıfından birine atanmalıdır:

• DCH, yüksek enerji dağıtma kapasitesi;
• DCM, orta enerji dağıtma kapasitesi;
• DCL, düşük enerji dağıtma kapasitesi.

DCH ve DCM’de Avrupa standardı (UNI EN 1998-1 §8.1.3) kapasite tasarım prosedürünün kullanılmasını gerektirir.

Kapasite tasarımının amacı dağıtıcı yapıya sünek bir davranış sağlamaktır ve şu şekilde çalışır:

Hem yerel hem de küresel elemanları ve mekanizmaları sünek ve kırılgan olarak ayırır;
Yerel kırılgan kopmaları ve küresel kırılgan veya kararsız mekanizmaların aktivasyonunu önlemeyi amaçlar;
Bu amaçla belirlenen ve tasarlanan sünek elemanların alanlarındaki enerji dağılımlarını histerezis yoluyla tespit etmeyi amaçlar. Yapının doğru davranışını sağlamak için, yerel/küresel kırılgan elemanların/mekanizmaların sismik direnci, sünek elemanların/mekanizmalarınkinden daha büyük olacak şekilde tasarlanmalıdır. Bu eşitsizliğe hem yerel hem de küresel olarak uyumu sağlamak için, sünek elemanların/mekanizmaların mukavemeti, “aşırı mukavemet faktörü” olarak bilinen uygun bir katsayı γRd vasıtasıyla artırılır; bu artan kapasiteden başlayarak, kırılgan elemanların/mekanizmaların kapasitesi boyutlandırılır. Bu katsayı, süneklik sınıfı DCM için 1,3 ve süneklik sınıfı DCH için 1,6 olarak tanımlanır.

Kapasite tasarım kriterleri ile değerlendirilen direnç talebinin, dağıtıcı olmayan yapısal davranış için değerlendirilen mukavemet talebini aşmadığı varsayılabilir.

Dağıtıcı bölgeler ve dağıtıcı olmayan bölgeler

DCM süneklik sınıfındaki bir CLT binası için dağıtıcı bölgeler şunlardan oluşur:

• duvarlar arasındaki mekanik bağlantılar;
• gerilim bağlantısının sünek elemanları (örneğin çivileme);
• kesme bağlantısının sünek elemanları (örneğin çivileme).

Dağıtıcı olmayan bölgeler ise şunlarla temsil edilir:

• gerilim bağlantısının kırılgan elemanları (örneğin beton ankrajları);
• kesme bağlantısının kırılgan elemanları (örneğin beton ankrajları);
• ahşap elemanlar.