Tasarım Spektrumu (Bölüm 2.3.4-2.5) nedir?

Tasarım Spektrumu (TBDY 2018 Bölüm 2.3.4 – 2.5)

Tasarım spektrumu, bir binanın doğal titreşim periyoduna bağlı olarak maruz kalacağı deprem ivmesini tanımlayan grafiktir. Deprem hesabının temelini oluşturur ve tüm deprem kuvvetleri bu spektrumdan türetilir.

1. Yatay Elastik Tasarım Spektrumu (Bölüm 2.3.4)

Yatay elastik tasarım spektral ivmeleri (S_{ae}(T)), doğal titreşim periyodu (T)'ye bağlı olarak yerçekimi ivmesi [g] cinsinden Denk.(2.2) ile tanımlanır:

• (S_{ae}(T) = S_{DS} \left(0.4 + 0.6\frac{T}{T_A}\right)) → ((0 \le T \le T_A)) Sabit ivme bölgesi
• (S_{ae}(T) = S_{DS} \frac{T_B}{T}) → ((T_A \le T \le T_B)) Azalan ivme bölgesi (ivme 1/T ile azalır)
• (S_{ae}(T) = S_{DS} \frac{T_B T_L}{T^2}) → ((T_B \le T \le T_L)) Sabit yerdeğiştirme bölgesi (ivme 1/T² ile azalır)

Köşe Periyotları (Denk. 2.3):

• (T_A = 0.2 \times \frac{S_{D1}}{S_{DS}})
• (T_B = \frac{S_{D1}}{S_{DS}})
• (T_L = 6) saniye (sabit yerdeğiştirme bölgesine geçiş periyodu)

Yatay Elastik Tasarım Spektral Yerdeğiştirmesi (Denk. 2.4):

(S_{de}(T) = \frac{T^2}{4\pi^2} \times S_{ae}(T)) [m] cinsinden tanımlanır.

---

2. Düşey Elastik Tasarım Spektrumu (Bölüm 2.3.5)

Düşey elastik tasarım spektral ivmeleri (S_{aeD}(T)), Denk.(2.5) ile tanımlanır ve yatay ivmenin yaklaşık 2/3'ü kadardır (kısa periyotta).

Düşey Spektrum Köşe Periyotları (Denk. 2.6):

• (T_{AD} = \frac{T_A}{3})
• (T_{BD} = \frac{T_B}{3})
• (T_{LD} = \frac{T_L}{2})

Düşey spektrum; geniş açıklıklı kirişler, konsollar ve ön-germeli elemanlar için önemlidir.

---

3. Tasarım Spektral İvme Katsayıları (SDS ve SD1)

TBDY 2018 Bölüm 2.3.2'ye göre:

Sembol	Açıklama
(S_S)	Kısa periyot harita spektral ivme katsayısı (AFAD haritasından alınır)
(S_1)	1.0 saniye periyot için harita spektral ivme katsayısı
(F_S)	Kısa periyot bölgesi için yerel zemin etki katsayısı (Tablo 2.1)
(F_1)	1.0 saniye periyot için yerel zemin etki katsayısı (Tablo 2.2)

Dönüşüm (Denk. 2.1):

• (S_{DS} = S_S \times F_S)
• (S_{D1} = S_1 \times F_1)

Not: ZF zemin sınıfı için sahaya özel zemin davranış analizleri (Bölüm 16.5) zorunludur.

---

4. Sahaya Özel Deprem Yer Hareketi Spektrumu (Bölüm 2.4)

• Sahaya özel deprem tehlikesi analizleri ile özel spektrumlar tanımlanabilir.
• Proje mühendisinin tercihine bağlı olarak her durumda kullanılabilir.
• Ancak sahaya özel spektrum ordinatları, standart tasarım spektrumunun %90'ından küçük olamaz (Madde 2.4.1.2).

---

5. Azaltılmış Tasarım Spektrumu

Elastik spektrum, taşıyıcı sistem davranış katsayısı (R) ile bölünerek azaltılmış spektrum elde edilir: [ S_{aR}(T) = \frac{S_{ae}(T)}{R_a(T)} ] Burada (R_a(T)) deprem yükü azaltma katsayısıdır ve periyoda bağlı olarak değişir.

---

Pratikte Etkisi

Periyot	Bina Türü	Sonuç
(T) küçük	Rijit bina	Yüksek ivme → büyük deprem kuvveti
(T) büyük	Esnek bina	Düşük ivme → küçük deprem kuvveti, büyük öteleme
Zemin yumuşadıkça	–	Spektrum genlikleri artar → deprem kuvveti artar

---

Hesaplama Adımları (Özet):

1. tdth.afad.gov.tr adresinden koordinatlarla (S_S) ve (S_1) değerlerini al.
2. Zemin sınıfını ((V_{s30})) belirle.
3. Tablo 2.1 ve 2.2'den (F_S) ve (F_1) katsayılarını bul.
4. (S_{DS} = S_S \times F_S) ve (S_{D1} = S_1 \times F_1) hesapla.
5. Köşe periyotlarını hesapla: (T_A = 0.2 \times S_{D1}/S_{DS}), (T_B = S_{D1}/S_{DS}).
6. Periyoda bağlı (S_{ae}(T)) formülünü uygula.