İkinci Mertebe Etkisi (P-Delta etkisi) [1]TBDY 2018, Madde 4.9.2

EN: Second-Order Effect (P-Delta Effect)

Diğer adları: P-Delta Etkisi P-Δ Etkisi

Bir binanın yatay yer değiştirmeleri ile düşey yükler arasındaki etkileşimden (P-Delta) kaynaklanan ek iç kuvvetlerin, kat ötelemesi büyütme katsayısı üzerinden kontrol edilip edilmediğini belirleyen TBDY 2018 kriteri.

İkinci mertebe etkisi (P-Delta etkisi), bir binanın deprem sırasında yaptığı yatay yer değiştirmeler ile düşey yükler (bina ağırlığı) arasındaki etkileşimden kaynaklanan, doğrusal (birinci mertebe) analizde hesaba katılmayan ek eğilme momentiEğilme MomentiBir kesite etkiyen, kesiti eğmeye çalışan; kesitin bir tarafındaki kuvvetlerin o kesite göre moment toplamından oluşan iç kuvvet. ve kesme kuvvetlerini ifade eder. Bina yana öteledikçe düşey yükler bu ötelemeyle birlikte ek bir devrilme momentiDevrilme MomentiYatay yüklerin (deprem, rüzgar) bina yüksekliği boyunca oluşturduğu, binayı temel seviyesinde devirmeye/yatırmaya çalışan, taban seviyesindeki toplam eğilme momenti. üretir; bina ne kadar esnek (yüksek periyotlu) ve düşey yükDüşey YükYerçekimi etkisiyle aşağı yönde etkiyen, zati yük ve hareketli yükten oluşan temel yük türü. ne kadar büyükse bu etki o kadar belirginleşir.

TBDY 2018, Madde 4.9.2’de bu etkiyi kat bazında bir gösterge değeri üzerinden denetler: değer sınırın altında kaldığında ikinci mertebe etkileri tasarımda ayrıca dikkate alınmaz, sınır aşıldığında ise kat kuvvetleri büyütülür veya taşıyıcı sistemTaşıyıcı SistemBir yapıya etkiyen düşey ve yatay yükleri zemine aktaran elemanların oluşturduğu bütün. yeniden boyutlandırılır.

Madde 4.9.2.1’e göre, gözönüne alınan deprem doğrultusunda katlara ait İkinci Mertebe Gösterge Değeri θII,i\theta_{II,i}, Denk. (4.35) ile hesaplanır:

θII,i(X)=(Δi)ort(X)k=iNwkVi(X)hi(4.35)\theta_{II,i}^{(X)} = \frac{\left(\Deltai\right)_{ort}^{(X)} \displaystyle\sum_{k=i}^{N} wk}{Vi^{(X)}\, hi} \tag{4.35}

Burada (Δi)ort(X)(\Deltai)_{ort}^{(X)}, ilgili kattaki kolonKolonAğırlıklı olarak eksenel basınç kuvveti taşıyan, düşey ve yatay yükleri kirişten temele aktaran düşey taşıyıcı eleman. ve perdeler için hesaplanan azaltılmış göreli kat ötelemelerinin kat düzlemindeki ortalamasını; wk\sum wk, i’inci kat ile üzerindeki katların ağırlıklarının toplamını; Vi(X)Vi^{(X)} ve hihi ise ilgili kata etkiyen kesme kuvvetiKesme KuvvetiBir kesitin bir tarafındaki kuvvetlerin, kesite paralel bileşkesi; kesitte kayma gerilmesi doğuran iç kuvvet. ile kat yüksekliğini ifade eder.

Katlar arasındaki en büyük değer olan θII,max\theta_{II,max}, Madde 4.9.2.2 uyarınca Denk. (4.36)‘daki koşulu sağladığında ikinci mertebe etkilerinin tasarıma esas iç kuvvetlere ayrıca yansıtılmasına gerek kalmaz:

θII,max(X)0.12DChR(4.36)\theta_{II,max}^{(X)} \le \frac{0.12\, D}{Ch\, R} \tag{4.36}

Burada R ve D, taşıyıcı sistemin davranış katsayısı ile dayanım fazlalığı katsayısını; ChCh ise sistemin doğrusal olmayan histeretik davranışına bağlı katsayıyı gösterir ve betonarme sistemlerde 0.5, çelik ile kompozit kolonlu sistemlerde 1 alınır. Koşulun sağlanması durumunda, yerel ikinci mertebe etkileri gerekirse ilgili betonarme veya çelik yönetmeliği kapsamında eleman düzeyinde ayrıca değerlendirilebilir.

Yazar

Yapı Tasarım Akademisi

M.Sc. ETH İnşaat Yüksek Mühendisi

Yapı ve Geoteknik Mühendisliği alanlarında uzmanlaşmış, ETH Zürich mezunu inşaat yüksek mühendisi. Deprem mühendisliği, zemin dinamiği ve yapısal tasarım üzerine odaklanıyor.