Hafif Ahşap Karkas Bir Binanın Kapasite Tasarımı (Orta Sünek)

Bu çalışma, DCM (Orta Sünek) süneklik sınıfındaki hafif ahşap çerçeveli bir binanın kapasite tasarımı prosedürünü göstermektedir. Aynı zamanda bir vaka çalışması için pratik bir uygulama sunar: TimberTech Buildings yazılımı kullanılarak iki katlı bir yapı tasarlanır ve bunun hesaplama raporu tamamen yeniden üretilir.

Enerji Tüketen Yapısal Davranış

Depreme dayanıklı ahşap binalar aşağıdakilerden biri dikkate alınarak tasarlanmalıdır:

• enerji tüketen yapısal davranış;
• düşük enerji tüketen yapısal davranış.

İlk konseptte, yapının parçalarının (dağıtıcı bölgeler) elastik aralıklarının dışındaki deprem etkilerine karşı koyma kabiliyeti dikkate alınır. Enerji tüketen bölgeler derzlerde ve bağlantılarda bulunmalıdır, oysa ahşap elemanların kendilerinin elastik davrandığı kabul edilmelidir.

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

Süneklik sınıfları ve Dayanım faktörü

Binalar, sünek davranışlarına ve sismik etkiler altındaki enerji dağıtma kapasitelerine bağlı olarak, aşağıdaki üç süneklik sınıfından birine atanacaktır:

• DCH, enerjiyi dağıtmak için yüksek kapasite;
• DCM, enerjiyi dağıtmak için orta kapasite;
• DCL, enerjiyi dağıtmak için düşük kapasite.

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

Kapasite tasarımı, tüketen yapıya sünek bir davranış sağlama amacına sahiptir ve aşağıdaki gibi çalışır:

• Hem yerel hem de küresel unsurları ve mekanizmaları esnek ve kırılgan olarak ayırır;
• Yerel kırılgan kırılmalardan ve küresel kırılgan veya kararsız mekanizmaların aktivasyonundan kaçınmayı amaçlar;
• Bu amaçla belirlenen ve tasarlanan sünek elemanların alanlarında histerezis yoluyla enerji dağılımlarının yerini belirlemeyi amaçlar.

Yapının doğru davranışını sağlamak için yerel/global kırılgan elemanların/mekanizmaların sismik direnci, sünek elemanların/mekanizmalarınkinden daha büyük olacak şekilde tasarlanmalıdır.

Hem yerel hem de küresel olarak bu eşitsizliğe uyumu sağlamak için sünek elemanların/mekanizmaların mukavemeti, “dayanım faktörü” olarak bilinen uygun bir γRd katsayısı vasıtasıyla arttırılır; artan bu kapasiteden hareketle kırılgan elemanların/mekanizmaların kapasiteleri boyutlandırılır.

Bu katsayı, süneklik sınıfı DCM için 1,3‘e ve DCH süneklik sınıfı için 1,6‘ya eşit olarak tanımlanır.

Enerji tüketen bölgeler ve Enerji tüketmeyen bölgeler

DCM süneklik sınıfındaki (Orta Sünek) bir hafif ahşap karkas yapı göz önüne alındığında enerji tüketen bölgeler şunlardan oluşur:

• çerçeve ve kaplama levhaları arasındaki mekanik bağlantı;
• çekiş bağlantısının sünek elemanları (örneğin çivileme);
• kesme bağlantısının sünek elemanları (örneğin çivileme).

Enerji tüketmeyen bölgeler bunun yerine şu şekilde temsil edilir:

• kaplama levhaları;
• çekiş bağlantısının kırılgan elemanları (örneğin beton ankrajlar);
• kesme bağlantısının kırılgan elemanları (örneğin beton ankrajlar);
• ahşap elemanlar.