Deprem izolatörü olarak da adlandırılan sismik izolatör; yapılara gelen deprem kaynaklı etkileri azaltarak yapıların orta şiddetli depremlerdeki hasarının önlenmesi ve çok şiddetli depremlerdeki hasarının da çok küçük boyutlara indirilmesine yarayan araçlardır. Çoğu uygulamada sismik izolasyon, yapıların altına yerleştirildiğinden bu sistemlere “taban izolasyonu” denilmektedir.

Sismik izolatörler yapıyı iki parçaya ayırarak deprem gibi dinamik yüklerin üst yapıya daha az oranda iletilmesini sağlar. Sismik izolatörlerde kullanılan malzemeler düşey yönde rijit(düşük deformasyon gösteren), yatay yönlerde ise esnek davranış gösterir. Çeşitli araştırmalar sismik izloasyonların, deprem kuvvetlerini 3 kat kadar azalttığını göstermektedir. Aşağıdaki şekilde gerçek bir deprem kaydı altında sismik izolatörlü ve izolatörsüz yapıların davranışlar gösterilmektedir.

Soldaki sabit tabanlı – izolatörsüz yapılar şekilden de görüldüğü üzere deprem etkisiyle büyük ve gittikçe artan yer değiştirmelere maruz kalırken izolatörlü diğer iki yapıda daha küçük ve yapı boyunca birbirine daha yakın yerdeğiştirmeler meydana gelmektedir. Ayrıca sismik izolatörlerin bünyesinde bulunan sönümleyici malzemeler yapıya etkiyen deprem enerjisinin büyük bölümünü sönümlemekte ve üst yapıda oluşacak hasarları engellemektedir. Sismik izolasyonsuz yapılarda ise bu şekilde ayrı bir sönümleme mekanizması bulunmadığından deprem enerjisinin büyük bölümü yapı hareketi sırasında meydana gelen hasarlar tarafından karşılanmaktadır. (Sismik izolasyon maliyeti)

Deprem esnasında izolatörlü yapıda büyük yer değiştirmeler izolatör seviyesinde olup, katlar arası yer değiştirmeler ve kat ivmeleri çok düşüktür; bina, içinde yaşayanlar ve eşyalar güvenliktedir.

Sismik izolasyonların genel olarak temel seviyesinde yapılması bu sistemleri taban izolasyonu olarak adlandırılmasına neden olmasına karşın izolasyon kolon altında, ortasında veya üstünde gibi farklı bölgelerde uygulanabilmektedir.

Tabandan deprem yalıtım malzemeleri uzun zamandır yaygın olarak kullanılan kontrol elemanlarıdır. Esnek bir tabakayla yapıyı zeminden ayırarak depreme karşı korurlar. Bu malzemeler sayesinde ana yapının periyodu önemli ölçüde artırılarak yer hareketinin ivmesini ve depremden kaynaklı kuvvetin etkisi azaltmış olur.

Sismik izolasyon uygulanan bir yapıda, sismik izolasyon uygulanmayan bir yapıya göre bina hakim periyodunda büyük bir artış meydana gelmektedir. Yalıtılmış yapının periyodu, yalıtılmamış yapının periyodu ile kıyaslanacak olursa yaklaşık olarak 3 kat gibi büyük bir farkın oluşmasına olanak sağlamaktadır. Periyot değerinde meydana gelen bu denli büyük bir artış ile yapının deplasman talebinde de büyük artışlar oluşmaktadır. Ancak söz konusu bu deplasman talebi, yapının sahip olduğu izolatörlerin mekanik özelliklerine de bağlıdır. Yapı tabanında
oluşan taban kesme kuvveti değerlerinin ise sismik izolatör kullanımı sonucu yaklaşık olarak %90’ a varan oranlarda azalmasına neden olmaktadır. Üstyapı deprem anında hareketi toplu bir halde yapabilecek bir hale gelmektedir. Böylece çok az göreli kat ötelemeleri oluşmaktadır. Bu durumda, sismik izolatör kullanılan bir yapıda üstyapının taşıyıcı sistemi için daha küçük kesitlerin tercih edilmesine imkan vermektedir. Ayrıca üstyapı, deprem anı ve sonrasında da içerisinde yaşayan insanların yapıyı tahliye etmesine gerek duymadan kesintisiz olarak kullanılmasına imkan vermektedir.

İzolatör-Deprem İzolatörü

Yirminci yüzyılın başlarındaki 1906 San Francisco Depremi ve yirminci yüzyılın sonlarındaki 1999 Kocaeli depremi gibi büyük depremler, bir çok can kaybı ve milyonlarca dolara mal olan hasarlara neden olmuştur. Deprem bilinci gelişmiş ülkelerde orta büyüklükteki binalara “Sismik izolasyon” diye adlandırılan yeni bir teknoloji uygulanmaktadır. Bu teknoloji, yapıyı temelinden ayırma prensibine dayanmakla birlikte, yapıya gelen deprem yer hareketini büyük ölçüde azaltarak yüksek deprem güvenliği sağlamaktadır.

Örneğin bir sismik izolasyon sistemi kauçuk ve çelik sönümleyiciler ile kurşun çekirdekten oluşmaktadır. Bu sismik izolasyon elemanları, her kolonun alt noktası ile kolon temeli arasına yerleştirilebilir ve zeminden yapıya gelen deprem hareketlerini bu seviyede absorbe ederler. Binaya daha az kuvvetler gelir ve bina bir rijit cisim hareketi yapar. Bunun sonucunda bina içindeki eşya ve hassas cihazlar bu titreşimlerden zarar görmez. Sonuç olarak bina kontrollü bir hareket yapar ve hasarlar en alt seviyeye düşer. Sismik izolasyon, bir depremden sonra iş kaybını minimumda tutarken, insan hayatını da korur ve ekonomik kayıpları en aza indirger. Geleneksel inşaatlarda deprem esnasında rölatif kat deplasmanları özellikle alt katlarda olmak üzere ve ivmeler üst katlarda olmak üzere yüksek değerler alabilmektedir. İvmeler üst katlarda artarak büyür ve zararlı titreşimler oluşur. Katlar arası yerdeğiştirmeler kalıcı olabilir.

Günümüzde, deprem izolasyonu genellikle şiddetli depremlerde kısmen de olsa hasarın istenmediği, önem derecesi yüksek yapılarda uygulanmaktadır. Hastane, okul, acil yardım merkezleri, itfaiye, emniyet ve askeri birimlere ait binalar, haberleşme ve enerji dağıtım merkezleri gibi kuvvetli bir depremden sonra ayakta kalması zaruri yapılar ile nükleer enerji santralleri gibi yüksek güvenlikli yapılması gereken yapılar veya tarihi değeri yüksek olan müze ve benzeri yapılar bu sistemin en yaygın uygulandığı yapılardır.

Sismik izolasyon sistemlerinin kullanıldığı diğer yapı türlerinden birisi de yeterli sünekliğe sahip olmayan gevrek yapılardır. Eklemeler yapılarak güçlendirmenin veya onarımın zor olduğu tarihi yapıların onarım ve güçlendirilmesinde sismik izolasyon uygulamaları büyük bir başarıyla uygulanmaktadır. Buna ek olarak, sismik yalıtım yaklaşımı deprem riski yüksek bölgelerdeki bulunan pek çok yapı tipine uygulanabilir. Kullanılması uygun olmayan durumlar aşağıda belirtilmiştir.

Sismik İzolatör Ne İşe Yarar?

Sismik izolatörlerin işlevi; en basit anlatımla deprem kuvvetinin bu izolatörlerin üzerindeki yapılara etkisini, dolayısıyla da bu sebeple oluşlacak sarsıntıları olabildiğince azaltmaktır. Bu nedenle deprem izolatörlerinin yararları bu ana faydalar doğrultusunda türetilebilir.

Depremin kendisini kontrol edemiyoruz, ancak hareketlerin temelden yukarıdaki yapıya aktarılmasını engelleyerek yapıya yaptığı talebi değiştirebiliyoruz. Bu nedenle, izolasyonu kullanmanın birincil nedeni, deprem etkilerini azaltmaktır. Doğal olarak, izolasyonla ilgili bir maliyet vardır ve bu nedenle, yalnızca faydalar bu maliyeti aştığında kullanımı mantıklıdır. Ve elbette, maliyet fayda oranı, depreme dayanıklılığı sağlamak için alternatif önlemlerden elde edilenden daha çekici olmalıdır.

Sismik izolatörün çalışma prensibini aşağıdaki görselden anlamak daha kolay olacaktır.

1. Önemli yapılarda deprem sarsınıtısı kaynaklı, hizmetlerin duraksaması ya da durması engellenir. Sarsıntı ve dinamik etkilerden zarar alacak hassas cihazların arızalanması, ya da elektrik, sıhhi, gaz tesisatlarının hizmetlere, yapıya ve çevreye vereceği zarar engellenir.
2. Sismik izolatörler yapıyı kalıcı ve büyük hasarlara karşı korur.
3. İç ve dış mekanlarda araç, gereç, makina, mobilya gibi eşyaların düşmesi ve devrilmesini engeller ve bu sebeple oluşacak can ve mal hasarlarının önüne geçer.
4. Sismik izolatörlü binalar büyük depremlerden sonra dahi ayakta kalabilmektedir.
5. Deprem sonrası, yaraların sarılması ve acil durum işlemlerinin güvenli bir ortamda sürdürülebilmesini sağlar. Aynı zamanda deprem korkusu ve psikolojik travmalara karşı güven hissi verme etkisiyle destek olur.
6. Yapıda mesnet izolatör-sismik izolatörlerin kullanılmasıyla üst yapıya daha düşük deprem kuvvetlerinin etkimesi sağlanacağından, daha düşük boyutlarda yapı eleman boyutlarına ihtiyaç duyulur. Bu da malzeme ve işçilik giderlerinden tasarruf edilmesi manasına gelmektedir.
7. Olası bir hasar durumunda, izolatörsüz binalara oranla çok daha düşük boyutta hasarlarla karşılaşılacağından, deprem sonrası onarım ve güçlendirme işlemleri ile bu işlemlerin maliyetleri kısıtlı olacaktır.

Sismik İzolatörlerin Avantajları ve Dezavantajları

Sismik izolatörler ülkemizde yeni yeni yaygınlaşamaya başlamıştır. Her izolasyon sisteminin avantajları olduğu gibi dezavantajları da bulunmaktadır, bundan dolayı amacına uygun sistemin seçilmesi büyük önem arz etmektedir. Sismik izolatörlerin avantajları aşağıdaki gibi sıralanabilir;

• Depremlerde can güvenliğinin artması,
• Taşıyıcı yapıda hasarların en aza indirilmesi,
• Bina içerisindeki ekipmanların korunması (hastanelerdeki cihazların korunması, yeniden yapılması mümkün olmayan tarihi eser ve yapıların korunması, nükleer reaktör ve rafinelerin korunması)
• Deprem sonrası hemen kullanım ile iş kaybının ve ekonominin etkilenmemesi,
• Ulaşım yapıları olan köprü viyadük gibi yapıların sürekliliği,
• Göreli kat ivmesinin azalması olarak sıralanabilir.

Sismik izolatörlerin bu gibi avantajlarının yanı sıra oldukça sınırlı dezavantajları bulunmaktadır. Örneğin yapının tasarlanan depremden büyük bir depreme maruz kalması durumunda izolatörlerde kopma ile birlikte kalıcı hasarlar olabilmektedir. Ayrıca sismik izolatörlerin maliyetinin yüksek olması ile birlikte yapıda uygulanması gereken ekstra bodrum maliyeti ve temel kazılarının daha derin olması, temelin etrafının yapının deplasman yapabilmesi için istinat duvarları ile çevrilmesi, izolatörlü yapıda kullanılması gereken kanalizasyon, su, elektrik, doğalgaz gibi sistemlerin farklı şekilde yapılması izolasyonlu yapıların maliyet kalemlerini arttırmaktadır.

İzolasyon sistemleri yapıların periyotlarını uzattığı için yumuşak zeminler üzerine inşaa edilmiş yapılar için zararlıdır. Yumuşak zeminlerde deprem izolatörleri konularak yapı periyodunun artırılması durumunda yapıya gelecek deprem yükü artacaktır. Ayrıca bitişik nizam yapılarda sismik izolasyon uygulaması uygun değildir

Deprem İzolatörleri Nerelerde Kullanılır? Sismik İzolatörler Hangi Binalarda Kullanılır?

Deprem izolasyonu sistemleri, deprem ya da diğer yanal etkilere karşı önlem alınması gereken ya da istenen hemen hemen tüm yapılara uygulanabilecektir. Fakat şu an yaygın olarak kullanılan sismik izolatörler, özellikle yüksek periyotlu, yüksek binalarda çeşitli nedenlerden dolayı kullanılamamaktadır. Fakat yüksek yapılar için de izolatörlerden öte farklı sönümleyici araçlar ve yöntemler kullanılarak gerekli önlemler alınabilmektedir.

Türkiye için kullanımı neredeyse yeni başlayan ve sismik izolasyonlar hakkında yoğun araştırma ve geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Deprem izolatörleri, gelecekte yapılarda meydana gelen deprem kaynaklı hasarların önlenmesindeki ana çözüm yöntemi olarak düşünülmektedir.

Sismik İzolatör Maliyeti Ne Kadar? Sismik İzolatör Fiyatı

Yukarıda da bahsedildiği üzere sismik izolatörler ülkemiz için yeni sayılacak bir teknolojidir. Her ne kadar geçmiş yıllarda kullanım örneklerine rastlasak da, bu malzemeler geçmişte, hatta şu an hala büyük bir bölümü yurt dışından sağlandığı için maliyetleri yüksekti. Fakat ülkemizde de üretilmeye başlanması, sürekli olarak geliştirme ve iyileştirme işlemlerinin çalışılması nedeniyle her geçen gün sismik izolatör fiyatları düşecek ve her türlü yapı için uygulanabilir bir hal alacaktır.

Bir çalışmada sismik izolatör uygulamasının, taşıyıcı sistem maliyetindeki azalışı bu grafikle belirtilmiş. (İzolatör maliyeti dahil değil). Uygulama sayesinde, yaklaşık karkas maliyetinini ortalama %20’si gibi bir maliyet azalışı elde edilmiş. (Kaynak: Esra ÖZER-GELENEKSEL VE TABAN İZOLATÖRLÜ BETONARME BİNALARIN SİSMİK DAVRANIŞLARININ KARŞILAŞTIRILMASI)

Her yapının ve zeminin kendisine göre bir karakteristiği ve davranışı vardır. Sismik izolatör maliyetlerinden bahsedebilmek için bir genelleme yapmak yanlış olacaktır. Çünkü her yapıya gereken sismik izolatör yöntemi, sayısı ve bu izolatörlerin her birinin özellikleri maliyeti asıl belirleyici unsurlardır. Sayfanın ilerleyen bölümlerinde izolatör çeşitlerinden ayrıca bahsedilecektir. Yapıdaki  kat ve kolon adedi, deprem bölgesi, zemin özellikleri ve birçok diğer özellikler yapıda kullanılacak deprem izolatörü fiyatlarını ve özelliklerini değiştirecektir.

“Sismik izolatör ne kadar?” sorusunun en doğru yanıtı ilgili yapıda yapılacak analiz ve değerlendirmeler sonucu verilebilmektedir. Fakat sismik izolatör maliyetinin direkt bu işleme harcanacak tutar olarak düşünülmesi yanlış olacaktır. Zira yukarıda Sismik İzolatör Ne İşe Yarar? bölümünde de değinildiği üzere, bu yöntemlerin kullanılması sonucu, yapı inşaat malzeme ve işçilik giderleri düşeceğinden, sismik izolatör özelinde düşünmek yerine yapının komple deprem izolatörlü hali ile deprem izolatörsüz hali karşılaştırılmalıdır.

Sismik İzolasyon Yönteminin Uygulamalarındaki Zorluklar

• İzolasyonlu yapının alt ve üst seviyesi arasındaki yer değiştirmelerin yapının servis ömrü boyunca sağlanmalıdır.
• Süneklik oranı yüksek, yapı periyodu yüksek olup rezonans riski taşımayan yapılara uygulanmasının yapıya yeterli etkisi yoktur.
• Yapının yükseklik ve genişlik oranındaki büyük fark devirici momentlerin artmasına ve yapının düşey yönde hareket etme riskini ortaya çıkarmaktadır. Bu durum izolatörlerin yüksek yapılarda kullanımını zorlaştırmaktadır.

Sismik izolatörlü yapılarda beklenen maksimum yer değiştirmeye göre binanın hareket edebileceği boşluk bırakılmalıdır. Toprak altında bırakılacak sismik boşluklarda sistem istinat duvarı ile korunmalı yapının tüm servis ömrü boyunca bu bölgeye su, toprak gibi yabancı maddelerin dolmasını engellemek için gerekli tedbirler alınmalıdır. Ayrıca yapıya dışarıdan bağlanacak olan su, doğalgaz, elektrik ve kanalizasyon gibi sistemlerin ek yerlerinin esnek olarak dizayn edilmelidir.

Sismik İzolatörler Nerelere Yerleştirilir

Yapılarda sismik izolasyon genel itibari ile kolon alt bölgesinden yapılmaktadır. Bu durumda yapının içerisinde bulunan merdiven gibi sistemler servisine devam edebilmektedir. Ancak izolatör kolon ortası ve kolon üstünde uygulandığında bina içi ulaşım sistemlerinde gerekli önlemler alınmalıdır. Aynı şekilde izolasyon seviyesinde bulunan kapı, duvar gibi sistemlerinde alt ve üst yapı arasındaki ötelenmeyi karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır. Bunların yanı sıra izolatörlerin görünmeyen bir alanda veya bodrumda konumlandırılması seçeneği vardır. Bu seçenek ile izolatörlerin bakım ve olası değişiminin yapılması kolaylaşır. Ancak bu durum ek kat maliyetine, istinat duvarı maliyetine ve kazı maliyetlerine neden olmaktadır.

Sismik İzolatör Çeşitleri

Sismik izolasyon sistemleri 3 ana başlıkta toplanabilir. Bu ana başlıklar ve alt başlıkları şu şekildedir.

1. Elastomerik mesnetli sismik izolasyon  sistemleri
   1. Düşük sönümlü kauçuk tip mesnetler (LDRB)
   2. Yüksek sönümlü kauçuk tip mesnetler (HDRB)
   3. Kurşun çekirdekli kauçuk tip mesnetler (LRB)
2. Kayma esaslı sismik izolasyon sistemleri
   1. Sürtünmeli sarkaç sistem (FPS)
   2. Esnek sürtünmeli taban izolasyon sistemi (R-FBI)
3. Kauçuk- kayıcı sismik izolasyon sistemleri
   1. Fransa elektrik kurumu sistemleri (EDF)
   2. EERC birleşik sistemleri

Sismik izolatör maliyeti

1. Dengeli Kırılma

Denge kırılmasında, betonun nihai birim kısama değerine ulaşması (TS500’de bu değer εcu=0.003) ile çekme donatısının akması (εs=εy) aynı anda gerçekleşir. Donatı aktıktan sonra daha fazla uzama imkanı bulamadan beton ezilerek göçme meydana gelir. Göçme meydana gelmeden önce belirgin beton çatlağı da gözlenmez. Dolayısıyla, dengeli kırılma bir çeşit gevrek kırılmadır. Bu tür davranışı meydana getiren donatı miktarına sahip kesit dengeli donatılı kesit olarak isimlendirlir.

2. Çekme Kırılması veya Çekme Kontrollü Kırılma

Çekme kırılmasında, betonun birim kısalması εc=0.003’e erişmeden önce çekme donatısında akma meydana gelir (εs>εy). Donatı aktıktan sonra uzamaya devam ederken betonun birim kısalması, εcu=0.003’e erişir ve göçme gerçekleşir. Göçme meydana gelmeden önce belirgin beton çatlakları gözlenir. Dolayısıyla, çekme kırılması bir çeşit sünek kırılmadır. Bu tür davranışı meydana getiren donatı miktarına sahip kesit denge altı donatılı veya çekme kontrollü kesit olarak isimlendirilir.

3. Basınç Kırılması veya Basınç Kontrollü Kırılma

Basınç kırılmasında, çekme donatısında akma meydana gelmeden önce (εs<εy) betonun birim kısalması εcu=0.003’e erişir ve beton ezilerek göçme gerçekleşir. Donatı doğrusal elastik bölgede kaldığı için çok az şekil değiştirir ve betonda neredeyse çatlama meydana gelmez. Dolayısıyla, basınç kırılması bir çeşit gevrek kırılmadır. Bu tür davranışı meydana getiren donatı miktarına sahip kesit denge üstü donatılı veya basınç kontrollü kesit olarak isimlendirilir.

Çekme donatısının akıp akmadığına, doğrudan donatı birim uzaması hesaplanarak karak verilebilir. Bundan farklı olarak toplam çekme donatısı miktarı, donatının akıp akmamasının bir göstergesi olarak kullanılabilir. Yönetmeliklerde, sünek kırılmanın garanti altına alınması için gerekli kurallar yer almaktadır.

Baraj yıkılmaları gövdenin tümden göçmesi veya kısmi oyulma görülmesi gibi çeşitli sebeplerle gerçekleşebilmektedir. Meydana gelen baraj yıkılmaları incelendiğinde aşağıda belirtilen nedenlerin bir ya da birkaçının bu yıkıma sebep olduğu söylenebilir:

1. Uzun süreli yağışlar ve taşkınlar
2. Yetersiz dolusavak kapasitesi
3. Borulanmayı ve sızmayı tetikleyen içsel aşınmalar
4. İşletme aşamasında baraj ekipmanlarının yetersiz bakımı
5. Uygun olmayan tasarım veya malzeme kullanımı
6. Baraj gövdesinden suyun aşmasına neden olan yer kaymaları
7. Baraj havzasının akış yukarısında bulunan başka bir barajın yıkılması
8. Terörist saldırılar
9. Baraj gövde üst kesimi boyunca çatlaklara neden olacak deprem oluşumları
10. Baraj rezervuarının aşırı akım alması
11. Yetersiz ve hatalı filtre malzemesi seçimi
12. İnsan, tasarım ve bilgisayar hataları.

(Baraj Nedir? Baraj Çeşitleri)

(Barajlar Neden Yapılır?)

Baraj yıkılma sebepleri üç ana gruba ayırabilir:

a) Baraj gövdesi üstünden su aşması

Baraj gövdesi üzerinden suyun aşması, birçok nedenden dolayı olabilir ama genellikle dolusavak kapasitesinin yetersiz olmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca yeterli dolusavak kapasitesinin katı maddeler ile dolmasından da meydana gelmektedir. Böylece baraj gövdesinden aşan su aşınmaya neden olur ve barajın yıkılmasına sebep olur.

b) Temel hataları

Baraj yıkılmasına neden olan temel hataları, temelin özelliklerinden kaynaklanacağı gibi yapım esnasında yapılan yanlış iyileştirmelerden de kaynaklanabilmektedir. Farklı oturmalar, çatlaklar, su sızıntıları gibi nedenler baraj temelinde hataların olduğunun belirtisi olabilmektedir. Ayrıca, tasarım aşamasında yanlış seçilen ve uygulanan temel malzemeleri de ciddi sorunların oluşmasına neden olmaktadır.

c) Baraj gövdesinde meydana gelen borulanma

Dolgu barajlarda geçirimsizliği sağlayan geçirimsiz zonda, sızan suların ince malzemeyi taşıması ile oluşan boşluklar zamanla boru gibi görev görmektedir. Su akımları bu boşluklardan geçerek zamanla boşlukların genişlemesine ve barajın yıkılmasına sebep olmaktadır.

Tarihteki Baraj Yıkılma Olayları

“Barajlar Neden Yıkılır?” konusuyla ilgili bilgi vermek ya da yorum yapmak için sayfanın alt bölümündeki yorum bölümünü kullanabilirsiniz.

Dünyanın En Güçlü 10 Barajı

Yapının bulunduğu zemin, bölge ve yapı özelliklerine bağlı olarak birçok farklı karakteristiğe sahip olan bu yüklerin yapı tasarımlarında dikkate alınabilmesi için bazı yönetmelikler yayınlanmıştır.

Ülkemizde yüklerle ilgili yönetmelikler;

1. TS 500: Sıcaklık değişimi, büzülme ve sünme etkilerine ilişkin değerler,
2. TS 498: Rüzgar, kar ve zemin basınçlarına ilişkin hareketli yük değerleri,
3. TS-EN 1991-1-3: Kar yükü değerleri,
4. TBDY: Deprem yükü değer ve hesaplamaları,
5. TS ISO 9194: Yapılarda kullanılan malzemelere ilişkin yoğunluk değerleri

Yapılara etkiyen önemli düşey yükler “Ölü Yükler” ya da “Sabit Yükler” olarak isimlendirilebilen “Kalıcı Yükler” ile “Hareketli Yükler”dir. Yapıların deprem hesabına esas kütlelerinin belirlenmesinde de bu yükler esas alınmaktadır. (G+nQ)

Sabit Yükler – Ölü Yükler- Kalıcı Yükler

Kullanım ömürleri boyunca yapı üzerinde sürekli olarak bulunacak yükler sabit yük, kalıcı yük ya da ölü yükler olarak isimlendirilir. Sabit yükleri oluşturan yapı elemanları;

• Taşıyıcı sistemin kendi ağırlıkları (kolon, kiriş, döşeme, perde, temel),
• Çatı (kiremit, çelik, ahşap malzemeler),
• Duvarlar,
• Sıvalar,
• Kaplama malzemeleri,
• Tesviye harçları, şap,
• Dolgu malzemeleri,
• Elektrik, su tesisat elemanları,

şeklinde sıralanabilir.

Ömürleri boyunca yapılara etkiyen farklı yükler arasında sabit yükler, gerçeğe en yakın şekilde öngürülebilen yüklerdir. Yukarıda sıralanan yapı elemanlarının boyutları aracılığıyla hacimleri hesaplanmakta ve bu değerler malzeme yoğunlukları ile çarpılarak kütleleri elde edilmektedir. Bilindiği gibi kütlenin yerçekimi ivmesi ile çarpılması ile de ağırlıklar elde edilir ve ilgili hesaplarda kullanılmak üzere yük değerleri elde edilmiş olur. Sabit yükler, yük kombinasyonlarında genellikle “Dead Load”u temsil eden “D” harfi ile gösterilmektedir. (Örn. 1.4G+1.6Q)

Sabit yüklerin hesabında kullanılan malzeme birim yoğunlukları;

Diğer malzeme yoğunluklarına “TS ISO 9194-YAPILARIN PROJELENDİRİLME ESASLARI-TAŞIYICI
OLAN VE OLMAYAN ELEMANLAR DEPOLANMIŞ MALZEMELER-YOĞUNLUK” Standardından ulaşılabilir.

Hareketli Yükler

Kullanım ömrü boyunca yapı üzerinde sabit olarak bulunmayan, bazen bulunup bazen bulunmayan yükler hareketli yükler olarak sınıflandırılmaktadır.

Hareketli Yükler,

• Yapı üzerinde bulunana canlılar,
• Eşyalar,
• Depolama malzemeleri,
• Makineler,
• Araç ve gereçler,
• Vinçler,
• Taşıtlar,
• Yağmur,
• Kar (Deprem etkisi hesabında ayrı tanımlanmaktadır), (Kar Yükü Hesabı)

Hareketli yükler çok farklı etkenlerden kaynaklanabileceğinden yapıya etkiyecek net hareketli yük değerlerinin kesin olarak hesaplanması imkansızdır. Dolayısıyla bu yük değerleri belirli kabuller çerçevesinde belirli yaklaşıklıklarda ele alınmaktadır. Hareketli yük değerleri TS 498 Standardında aşağıdaki şekilde verilmiştir.

TS498′ e Göre Hareketli Yük Değerleri

NOT – Merdiven basamakları için verilen hareketli yük değerlerinin hesaplarda geçerli olabilmesi için, yükün düzgün yayılı şekle dönüşmesini sağlayan bir konstruksiyon yapılmış olmalıdır. Mesela, her basamağın rıht ile bağlantısı sağlanmalı veya sahanlıkları birleştiren kirişe oturmalı veyahut merdiven boşluğu duvarlarına ankastre edilmelidir.

Hareketli yükler ilgili yönetmelikler ve programlarda “Q” harfi ile temsil edilmektedir.

Toplam üç kattan daha fazla kata sahip ağır sanayi atöyleleri, imalathaneler ve depolar dışındaki yapılarda, bütün katların aynı anda tam hareketli yükle yüklü bulunması ihtimalinin az olduğu düşünülerek kolon, bağ kirişi ve perde duvar gibi yapı elemanlarının hesabında ve buna eşdeğer zemin basıncının belirlenmesinde gerekli olan hareketli yük değerlerinde azaltma yoluna gidilebilmektedir.

Rüzgar yükü ve hesabı ile ilgili yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Yapıların projelendirilmesinde, yapıların maruz kaldığı kuvvetleri yeterli mukavemet ile karşılayabilmesi hedeflenir. Dolayısıyla binalarda uygun yük aktarımı tasarlanan elemanlar aracılığı ile sağlanıp yapı zeminine aktarılacaktır. Gerçeğe en uygun yük kombinasyonlarının oluşturulmasında yukarıda açıklanan ölü ve hareketli yüklerin öngörülmesi başlangıç ve temel adımları oluşturmaktadır.

Yapıların projelendirilmesi ve tasarımında, zeminde oluşan donma ve çözülmenin, yapının zemininde oluşturacağı olumsuz etki ve değişimler hesaba katılmalıdır. Ayrıca donma ve çözülme döngüleri betonarme elemanlar üzerinde de birçok olumsuz etkiye sebep olmaktadır. Dolayısıyla özellikle yüzeysel temel derinliğinin belirlenmesinde don derinliğinin göz önünde bulundurulması oldukça önemlidir.

Zemindeki donma-çözülme olayları, temeller, istinat yapıları, köprü ayakları ve ulaşım yapıları gibi yapının yerin altındaki elemanlarını gerilmelere maruz bırakmaktadır. Bu nedenle temel derinliği seçimi, zemin özellikleri, yer altı su seviyesi (YASS) ve yerel don derinliği göz önüne alınarak saptanmalıdır.

Don kabarmasının zararlı etkilerini azaltabilmek için temelin, en az don derinliğinin altına inşa edilmesi sıklıkla tercih edilen bir yöntemdir. Bu amaçla bölgelere ait don derinliklerinin bilinmesi gerekmektedir.

Ülkemiz güncel yapı yönetmeliklerinde (TBDY, 2018; DBYBHY, 2007 (eski); TS500, 2000) don derinliği ve bu konuda alınacak önlemler ile ilgili bir açıklama bulunmamaktadır.  Eski deprem yönetmeliklerimizden 1975 – Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (ABYYHY)’te, “Temel derinliği, yerel don derinliği göz önüne alınacağı”, 1997’de yayınlanan ABYYHY’te “Temel derinliği, don derinliğinin altında olmak üzere, en az 80 cm olacağı” belirtilmiş olsa da, binalar için açıklanmış don derinliği haritası olmayıp tamamen tasarımcıların inisiyatifine bırakılmıştır.

Türkiye Don Derinliği Haritası

Türkiye’nin bazı bölgeleri kışın uzun süre don etkisine maruz kalmaktadır. Bu bağlamda ilgili etkilerin göz önüne alınması açısından Türkiye’de sadece esnek ulaşım yapıları için KGM tarafından sınırlı meteorolojik verilerle hazırlanmış donma derinliği haritası kullanılmaktadır. Aşağıda verilen harita üzerinden ilgili derinlikler yaklaşık olarak elde edilmektedir. (Haritaya tıklayarak büyütebilirsiniz)

Yakın zamanda yapılan bir çalışmayla ise zeminde meydana gelen donma-çözülme olaylarının bina temellerinde oluşturacağı hasarı minimum düzeye indirmek amacıyla, Türkiye’deki tüm iller için don penetrasyon derinliği belirlenmiştir. (YEDEK, 2020) Bu çalışmada don derinliğinin belirlenmesi amacıyla değiştirilmiş bir yöntem olan Berggren (ModBerggren) yöntemi kullanılmıştır ve illerin son 80 yılın değişen sıcaklık değerleri dikkate alınmıştır. Her il için, 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde yer alan zemin sınıfları dikkate alınmış ve her zemin sınıfına ait parametrik veriler önceki çalışmalarda yer alan değerler göz önünde bulundurularak yönteme dâhil edilmiştir. İlgili çalışmaya göre iller bazında zemin özelliklerinin de hesaba katılmasıyla elde edilen don derinlikleri listesi aşağıdaki şekildedir.

Türkiye’deki Tüm İllerin Zemin Sınıflarına Göre Don Derinlikleri (m)

Donma ve Çözülmenin Yapı Üzerindeki Olumsuz Etkilerine Karşı Nasıl Önlem Alınmaldır?

ISO 13793 (2001), her türlü zeminin don yükselmesine karşı duyarlı olmadığını öngören bina temellerinin tasarımı ile ilgili bir standarttır. Donma tehlikesine karşı alınabilecek çeşitli önlemler bu standartta belirtilmiştir. Önlemlerden birincisi, donma derinliğinin altında olacak şekilde temellerin yeterince derin inşa edilmesidir. İkinci bir önlem ise; donmaya duyarlı zemini, don nüfuz etme derinliğinin altında bir derinliğe kadar çıkarmak ve temelleri inşa etmeden önce donmaya karşı duyarlı olmayan bir malzeme ile değiştirmek olarak sunulmuştur. Donmayı engellemek için üçüncü önlem ise, temellerin izole edilmesidir. ISO 13793’a göre, soğuk iklimlerde ikinci seçenek, daha sığ temellere izin verdiği için genellikle en ekonomik olanıdır.

Mevsimsel donma ve çözülmenin yapı üzerindeki olumsuz etkilerini önlemek veya en aza indirmek, toprağın yapı özelliklerini iyileştirmek, daha rasyonel temel türleri ve yöntemleri hakkında aşağıdaki öneriler sunulabilir;

• Temel derinliği, donma derinliğinin altında ve yeterince derin olarak inşa edilebilir,
• Temel altına gelen toprağın donmaya duyarlı olmayan bir malzeme ile değiştirilebilir veya yalıtım malzemelerinin temel altına donmayı önleyecek şekilde yerleştirilebilir,
• Bodrum katta sıcak su boruları ile yerel ısınma sağlanabilir,
• Yeraltı suyu seviyesi olası donma ihtimaline karşı tahliye edilebilir,
• Dona karşı etkili temel tasarımlarının uygulanabilir (kazık temeller, eğimli kenarlı prefabrik ve monolitik beton temel ve destekleyici ankraj üniteleri vs.).
• Hidrofobik zemin tabakasının temel yüzeyine uygulanabilir,.
• Temelin donmaya karşı dayanıklı olmayan zeminlerle doldurulması.

Kaynaklar;
Seda YEDEK-YAPILARDA DON DERİNLİĞİNİN İNCELENMESİ
Güngör, A.G., Sağlık, A., (2008). Karayolları esnek üstyapılar proje planlama kılavuzu. Karayolları Genel Müdürlüğü, Araştırma Dairesi. Ulaştırma Bakanlığı, Teknik Araştırma Daire Başkanlığı, Ankara.
TS EN ISO 13793- Binaların ısıl performansı - Buzun genleşme etkisini önlemek için temellerin ısıl tasarımı
TDY, 2007. Deprem bölgelerinde inşa edilecek binaların kodları. TC Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Deprem Araştırma Dairesi Başkanlığı.
TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Ankara. Afet ve Acil Durum Yönetimi.
TS500, 2000. TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Ankara Türkiye.

Fay Nedir?

Fay, yer kabuğu parçalarını oluşturan plakaların sınırları ya da bu plakaların zayıf noktalaranda oluşan kırıklardır. Yer kabuğunda meydana gelen kırılmalara bağlı olarak ortaya çıkan enerjinin dalgalar halinde çevreye yayılmasıyla ortaya çıkan sarsıntılar sonucu, yeryüzünde depremler meydana gelmektedir.

Fay hatları ve fayların deprem yaratma nedenlerini anlamak için öncelikle yer kabuğunun yapısını kabaca incelemek gerekmektedir. Aşağıdaki şekilden de görülebileceği gibi Dünya’nın merkezinde çekirdek, onun üzerinde manto ve litosfer tabakası bulunmaktadır.

İç içe geçmiş bu katmanlar arasında yoğunluk ve büyük sıcaklık farkları bulunmaktadır. Bu farklılıklar nedeniyle yer kürede çeşitli akımlar ve hareketler (konveksiyonel akım) meydana gelmektedir. Özellikle mantonun üst bölümü olan astenosfer tabakası kısmen akışkan ve hareketli bir tabakadır. Bu tabaka üzerinde ise katı litosfer (taş plaka) bulumaktadır. Bu litosfer tabakası da genel olarak sanılanın aksine tek parça halinde değil, adeta yap-boz parçalarını andıran parçalı ve tabakalı bir yapıdadır. Dünyamız üzerindeki litosferik levhalar aşağıdaki haritada gösterilmektedir.

Tektonik levha ya da plaka olarak adlandırılan ve birbirlerinin içlerine geçmiş bu plakalar sürekli hareket halindedir. Bu hareketler aslında oldukça küçük, yıllık 3-5 cm mertebelerinde hareketlerdir.

İşte bu levha sınırları olan fay hatlarında bu levhalar birbirleriyle temas halindedir. Tahmin edileceği üzere bu levha sınırları Dünya’nın en önemli ve deprem yaratan fay bölgelerini oluşturmaktadır. Birbirleriyle itişen ve sürtüşen levhalarda birbirlerine göre hareket meydana gelmeden önce bu bölgelerde büyük enerjiler birikmektedir. Biriken enerji, bu bölgeyi harekete geçirecek boyuta ulaştığında ise ani ve büyük hareketlerle kırılmalar oluşturmaktadır.

Türkiye; Avrasya, Anadolu ve Arap levhalarının jeolojik süreçteki etkileriyle şekillenmiş ve diri fay hatları yönünden riskli bir sahada yer almaktadır. Paleotektonik ve neotektonik sürece ait birçok izi bünyesinde bulunduran jeolojik bir yapıya sahip olan Türkiye, sismik yönden hareketli bir yapıya sahiptir.

Yerkabuğunun içerisindeki kırılmalar, levha hareketleri veya yeraltındaki boşlukların üzerindeki tavan blokunun çökmesiyle ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılmasıyla yeryüzeyini sarsma olayına “deprem” denir.

Depremler genel olarak litosfer katmanında meydana gelirler. Ancak çok nadir de olsa litosferin alt kısmında, bazen de üst mantoda depremler oluşabilir. Depremlerin oluşması faylarda meydana gelen hareketlere bağlıdır.

Örneğin aşağıdaki animasyonda yanal atımlı fayda oluşan enerji birikmesi ve zamanla fayın kırılma mekanizması gösterilmektedir. Ayrıca büyük kırılma yaşanmadan önce meydana gelen öncü sarsıntılar da burada gösterilmektedir.

Benzer kırılmalar bu sınırların dışında, levha içlerinde zayıf bölgelerde de meydana gelebilmektedir. Ayrıca faylar, yer kabuğundaki birbirine doğru hareket eden sıkışma kuvvetleriyle oluşabilecegi gibi, birbirine göre ters yönde olusan genişleme kuvvetleriyle de gelişebilirler.

“Fay Hareketleri-Normal-Ters-Sağ Atımlı-Sol Atımlı Fay Nedir? yazımızı inceleyebilirsiniz.”

Kırılma anında yer kabuğunun derinliklerinde çok büyük sarsıntılar ve parçalanmalar meydana gelir. İşte bu olayın gerçekleştiği kısım depremin odağıdır. Deprem kavramları, terimleri ve parametreleri hakkındaki ayrıntılı yazımıza buradan ulaşabilirsiniz. Bu alandan yayılan hareket ve titreşimler yeryüzüne ulaşarak kısa süreli fakat yoğun sarsıntılara yol açar.

Özetlemek gerekirse litosfer olarak isimlendirilen levhalar astenosfer üzerinde birbirlerine göre hareket etmekte, biri diğerinin altına girmekte ya da üzerine çıkmaktadır. Yer kabuğunun hareketiye artan gerilemelerle zayıf olan fay çizgilerinde ya da zayıf levhalarda, yer kabuğunun taşıma gücü aşılarak ani bir kayma-yırtılma olayına sebep olur. Böylece uzun zamanda toplanan şekil değiştirme enerjisi, yırtılma ile deprem hareketi ve ısı enerjisi olarak ortaya çıkarak boşalır. Yer kabuğunda meydana gelen bu hareket bir dalga hareketi olarak yayılması sonucu oluşan yüzey titreşimleri deprem olarak algılanır.

Bahsedilen faylarda enerji boşalmaları ve birbirlerine göre hareket geciktikçe süreleri geciktikçe buralarda toplanan enerji miktarı artmaktadır. Bu ise meydana gelecek bir sonraki yer hareketinin daha şiddetli olmasına neden olmaktadır.

Sınıf A (Bekleme veya nadir, seyrek hizmet) : Bu kategori sınıfı elektrik santralleri, kamu hizmet işletmeleri, türbin odaları, motor odaları, trafo odaları vb. gibi düşük hızda ekipmanların hassas bir şekilde taşınacağı yerleri kapsar.

Sınıf B (Hafif hizmet) : Bu kategori tamir atölyeleri, hafif ağırlıklı montaj işletmeleri, hizmet binaları, hafif ağırlıkların bulunacağı depolar vb. vazifeler, hizmet şartlarının hafif ve düşük hızla yapılacağı yerleri kapsar. Yükler değişkenlik gösterebilir, hiç yük taşıma olmaması durumu ile ara sıra tam kapasiteli yük taşıma olması durumunu da içerir. Saatte ortalama 2 ile 5 kez arası yük taşıma gerçekleşir.

Sınıf C (Orta dereceli hizmet) : Bu kategori makine atölyeleri, kağıt fabrikası makine odaları vb. vazifeler, hizmet taleplerinin orta ağırlıklı olduğu yerleri kapsar. Krenler kapasitelerinin ortalama %50’si oranında taşıma yaparlar ve üzerine çıkmazlar. Saatte ortalama 5 ile 10 kez arası yük taşıma gerçekleşir.

Sınıf D (Ağır hizmet) : Bu kategori ağır makine atölyeleri, dökümhane, üretim tesisleri, çelik depolar, konteyner depoları, kereste fabrikaları vb. vazifeler gibi ağır hizmet vazifelerinin olduğu yerleri kapsar. Krenlerin nominal kapasitelerinin %50’sine yaklaşan yükler çalışma periyotları süresince sürekli taşınmaktadır. Yüksek hız bu hizmet sınıfı krenler için uygun olmaktadır. Saatte ortalama 10 ile 20 kez arası yük taşıma gerçekleşir. Taşınacak yükler krenlerin nominal kapasitelerinin %65’ini aşmaz.

Sınıf E ( Çok ağır hizmet) : Bu kategori krenlerin kullanım ömrü boyunca nominal kapasitelerine yaklaşık yükleri taşıyabilecek olduğu durumu içerir. Çimento fabrikaları, kereste fabrikaları, gübre tesisleri, konteyner taşımacılığı vb. vazifelerin olduğu yerleri kapsar. Saatte ortalama 20 kez ve daha fazla yük taşıma gerçekleşir.

Sınıf F (Sürekli çok ağır hizmet) : Bu kategori krenlerin kullanım ömrü boyunca, çok ağır hizmet koşulları altında nominal kapasitelerine yaklaşık yükleri sürekli bir şekilde taşıyabilecek olduğu durumu kapsar. Bu sınıf krenler özel tasarımlı olabilen ve bütün üretim tesisini etkileyebilen kritik işlerin gerçekleşmesini sağlayabilecek düzeydedir. Bu çeşit krenler yüksek güvenilirlik sağlamalıdırlar.

Yukarıda tabloda K katsayısına bağlı olarak kren hizmet kategorileri gösterilmiştir. Tabloda gösterilen K değeri kren hizmet kategorisini belirlemek için kullanılan ortalama etkin yük katsayısını göstermektedir ve aşağıdaki formül ile hesaplanmaktadır.

• K = Ortalama etkin yük katsayısı,
• Wi = Kren nominal kapasitesinin (rated capacity) kaldırılacak yüke oranı olarak ifade edilen yük büyüklüğü,
• Pi = Kaldırılacak yük çevrim sayısının, toplam taşıyacağı yük çevrim sayısına oranı.
• Örneğin 100.000 toplam yük çevriminin 10.000 adeti tam kapasite ile, 70.000 adeti %30 kapasite ile ve 20.000 adeti ise %10 kapasite ile taşınacak olması durumunda;
• K = ³√(1.03×0.1+0.33×0.7+0.13×0.23) = 0.492 olarak bulunur. Bu K katsayısı değerine ve tablodaki kullanım sınıfına göre kren hizmet kategorisi belirlenebilir.

Krenli endüstriyel yapılarda kren yoluna etki eden enine fren kuvveti kaldırılacak yükün kren tipine ve hizmet sınıfına göre oransal değeri olarak, kaldırılacak yük + kedi ağırlığının oransal değeri olarak ve kaldırılacak yükün ağırlığı + krenin zati ağırlığının oransal değeri olarak aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Boyuna fren kuvveti kren tipine ve hizmet sınıfına göre maksimum tekerlek yükünün %10 ve %20’si alınmak üzere olmak üzere tabloda gösterilmiştir.

Kren Yük Kombinasyonları

Krenli çelik yapı elemanların boyutlandırılmasında kullanılan yükleme kombinasyonları ASCE-7-10/LRFD kombinasyonları birlikte Crane-Supporting steel structure design guide (R.A. MacCrimmon) de belirtilen kombinasyonların birleşiminden oluşmaktadır. Bu kombinasyonlar aşağıda gösterilmiştir.

• 1.4D
• 1.25 D + 1.5C + 0.5 S
• 1.25 D + 1.5C + 0.4 W
• 1.25 D + 1.5C + 0.5 L
• 1.25D + 1.5S
• 1.25D + 1.4W
• 1.25D + 1.5L + 0.5C
• D + Cd +E +0.25S

C aşağıda verilen kombinasyonlardan en elverişsiz olanı tasarımda alınacaktır.

• Cvs + Css + Cls
• Cvs + 0.5 Css

Kombinasyonlarda;

• D: Ölü yükler (Eleman zati ağırlıkları-Sabit Yük vb.),
• L: Hareketli Yükler,
• S: Kar Yükü,
• W: Rüzgar Yükü,
• E: Deprem Yükü,
• Cvs: Kren Düşey Tekerlek Yükü,
• Css: Kren Yatay Fren Kuvveti,
• Cls: Kren Boyuna Fren Kuvveti,
• Cd: Kren Ölü Yükleri (Kendi ağırlığı, kren köprü ağırlığı, kaldırma düzenekleri vb.)

Kaynaklar;
OSMAN ALİ KORKMAZ-KRENLİ ENDÜSTRİ YAPILARININ DEPREME DAYANIKLI TASARIM ESASLARININ İNCELENMESİ
MacCrimmon R.A., (2012), “Guide For The Design Of Crane-Supporting Steel Structures”, CISC- Canadian Institute of Steel Construction.
ASCE/SEI (2010), Minimum Design Load for Building and Other Structures, ASCE/SEI 7-10, American Society of Civil Engineers.

Tasarım depreminden daha büyük bir depremin meydana gelmesi durumunda, birleşim bölgesinin kapasitesine erişerek veya birleşim bölgesindeki kolon uç kesitlerinin kapasitelerine erişerek güç tükenmesi meydana gelmesi, taşıyıcı sistemin büyük hasarla toptan göçmesine sebep olur. Bu ise yapının göçmesine neden olup büyük can kaybı yaratacağından istenmeyen bir durumdur. Bunun yerine, aşırı zorlanma durumunda birleşim bölgesindeki kiriş mesnet kesitlerinde güç tükenmesine erişilmesinin sağlanması, taşıyıcı sistemde toptan göçmeye sebep olmayacak kontrollü hasarın oluşmasına sebep olur. Bu amaçla kolonların kirişlerden daha güçlü olması ve böylece elastik ötesi şekil değiştirme oluşan plastik mafsal bölgelerinin kirişlerde oluşması için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 7.3.5’te;

(Mra + Mrü ) ≥ 1.2(Mri+ Mrj)     (Koşul 1)

koşulu belirtilmiştir. Bu koşulun uygulanabilmesi için, düğüm noktasında birleşen kirişlerin süneklik düzeyi yüksek kirişler için gerekli enkesit koşullarının sağlanması zorunludur.

Burada;

• Mra = Kolonun veya perdenin serbest yüksekliğinin alt ucunda fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti,
• Mrü = Kolonun veya perdenin serbest yüksekliğinin üst ucunda fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan taşıma gücü momenti,
• Mri = Kirişin sol ucu i’deki kolon veya perde yüzünde fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan pozitif veya negatif taşıma gücü momenti,
• Mrj = Kirişin sağ ucu j’deki kolon veya perde yüzünde fcd ve fyd ’ye göre hesaplanan negatif veya pozitif taşıma gücü momenti

Bu koşul ile hasarların kolonlara göre daha sünek davranış gösteren kirişlerde oluşmasının sağlanması amaçlanmaktadır.

Yukarıdaki bağıntı her bir deprem doğrultusunda ve depremin her iki yönü için elverişsiz sonuç verecek şekilde, ayrı ayrı uygulanmalıdır. Kolon taşıma gücü momentlerinin hesabında, depremin yönü ile uyumlu olarak bu momentleri en küçük yapan Nd eksenel kuvvetleri gözönüne alınacaktır.

Nd = Yük katsayıları ile çarpılmış düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında hesaplanan eksenel kuvvettir.

Kolonların kirişlerden güçlü olması koşulu;

1. Düğüm noktasında birleşen kolonların her ikisinde de Nd≤0.1 Ac fck olması (Koşul 2),
2. Perdeye küçük rijitlik doğrultusunda kirişin birleştiği birleşim bölgelerinde,
3. Tek katlı binalarda,
4. Çok katlı binaların kolonları üst katlara devam etmeyen düğüm noktalarında-en üst katlarda

aranmaz.

Formülden de anlaşılacağı üzere ilgili koşulun sağlanamadığı durumlarda düğüm noktası bazında çözüm yöntemi olarak;

• Kolon moment taşıma kapasitelerinin artırılması,
• Kiriş moment taşıma kapasitelerinin azaltılması amacıyla döşemelerden kirişlere yük dağılımının değiştirilmesi,

değerlendirilebilir.

Ayrıca sadece çerçevelerden veya perde ve çerçevelerin birleşiminden oluşan taşıyıcı sistemlerde, gözönüne alınan deprem doğrultusunda binanın bir i. katında;

αi=Vis/Vik≥0.70  (Koşul 3)

koşulu sağlanıyorsa ilgili katın alt ve üst bazı düğüm noktalarında koşul 1’in sağlanamamasına izin verilmektedir. Burada;

• Vis: Binanın i’inci katında, koşul 1’in hem alttaki hem de üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlarda, gözönüne alınan deprem doğrultusunda hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamı
• Vik: Binanın i’inci katındaki tüm kolonlarda gözönüne alınan deprem doğrultusunda hesaplanan kesme kuvvetlerinin toplamını

ifade etmektedir.

Koşul 2’yi sağlayan kolonlar, koşul 1’i sağlamasa bile Vis hesabında gözönüne alınabilir.

Koşul 3’ün sağlanması durumunda 0.7<αi<1.0 aralığında koşul 1’in hem alttaki hem üstteki düğüm noktalarında sağlandığı kolonlara etkiyen eğilme momentleri ve kesme kuvvetlerinin 1/αi ile çarpılarak artırılması gerekmektedir. Koşul 1’i sağlamayan kolonlar ise düşey yük ve deprem etkisi altında donatılandırılacaktır.

Eğer αi<0.7 ise  tüm çerçeve süneklik düzeyi sınırlı olarak ele alınır. Bu sistem süneklik düzeyi yüksek perdeler ile birlikte kullanıldığında ise süneklik düzeyi karma sistem olarak kabul edilir.

Kolonların kirişlerden güçlü olması koşulunun sağlanması, kat mekanizması oluşması sonucu tüm sistemin dayanımını kaybetmesini de önlemektedir. Kolonların kirişlerden güçlü olması koşulunun sağlanmadığı sistemlerde hasarlar kolonlarda oluşmaktadır. Oluşacak hasar az sayıda kesitte ortaya çıkacağından, deprem sırasında oluşan enerjinin tüketilmesi ancak plastikleşen kesitlerin büyük dönmeler yapabilmesi ile mümkün olacaktır. Çoğu durumda bu kesitler gereken büyük dönme değerlerine ulaşamamakta veya ulaşabildiği durumda dayanımlarını önemli oranda kaybetmiş olduklarından düşey yükleri de taşıyamaz hale gelmekte ve tüm sistemin dayanımını olumsuz etkilemektedir. Dayanımı kaybeden kolonların sayısı arttığında yapının toptan göçme olasılığı da artmaktadır. Kolonların kirişlerden güçlü olduğu sistemlerde ise hasar daha sünek elemanlar olan kirişlerde oluşmaktadır. Oluşacak hasar çok sayıda kesitte ortaya çıkacağından, deprem sırasında oluşan enerji plastikleşen kesitlerin sınırlı dönmeleri ile tüketilebilmektedir.

• kolon – kiriş sistemler,
• kolon döşeme sistemler,
• taşıyıcı panolar,
• hücreler,
• bunların birleşiminden oluşabilecek karışık sistemler,

şeklinde sınıflandırılabilir.

Prefabrik, kelime anlamı olarak dilimizde ön üretimli manasına gelmektedir. Bu kavram, bütün dallarda kullanılabileceği gibi, inşaat mühendisliğinde önceden üretimi yapılabilen betonarme, çelik ve ahşap yapılar için kullanılabilmektedir. Bu yapı elemanları, kullanım amaçları ve malzeme nitelikleri dolayısı ile şantiye koşullarında imalat için ekonomik ve elverişli değildir. (Prefabrik yapıların avantajları ve dezavantajları nelerdir?)
Yerinde döküm yöntemi olan konvansiyonel sistemlerden farklı olarak, prefabrike yapı inşaatları önceden hazırlanmış projelere göre imalatı yapılıp, gerekli araçlarla montaj alanına getirildikten sonra vinçler yardımı ile montajı yapılır.

Prefabrike Çerçeve Sistemler

Prefabrike çerçeveli sistemlerde yapıya etkiyen yükler, kolon ve kiriş veya kolon ve döşeme elemanlarının bir araya gelmesiyle oluşturdukları çerçeveler tarafından taşınırlar.

Kolon kiriş sistemler, prefabrike kolon ve kirişlerden oluşan, düğüm noktaları yerine göre moment aktarabilen veya mafsallı olarak düzenlenebilen, gerekebileceği durumlarda yatay kuvvetleri alacak yerinde dökme perdeler kullanılan sistemlerdir. Kolon kiriş sistemlere ait örnekler aşağıda gösterilmiştir

Kolon döşeme sistemler, döşeme plaklarının kirişler vasıtasıyla yükünü kolonlara aktardığı, topping betonu dökülerek kompozit çalışan sistemlerdir.

Prefabrike Panolu Sistemler

Prefabrike panolu sistemler, taşıyıcı prefabrik duvarlara sahip olan, tek veya çift yönde döşeme panolarından oluşabilen sistemlerdir.

Genellikle çok katlı yapılarda kullanılır. Büyük panolu sistemler, planda binanın uzun kenarı veya kısa kenarına paralel duvarların yada her iki doğrultudaki duvarların taşıyıcı olmalarına göre sırasıyla boyuna duvarlı sistem, enine duvarlı sistem ve iki yönlü sistem isimlerini alırlar. Bunların kat döşemeleri ilk iki sistemde bir doğrultuda ve üçüncü sistemde iki doğrultuda çalışan plak şeklindedir. İki yönlü sistemlerin deprem bölgeleri için en uygun tip olduğu bilinmektedir.

Hücre Sistemler

Prefabrike hücre sistemler temelde panolu sistemler ile benzemektedir. Panoların saha yerine üretim tesisinde birleştirilmesi ile oluşur ve bu sayede hızlı montajı yapılabilir. Yan yana veya üst üste konularak istenen şekilde yapı tasarımı yapılarak taşıyıcı sistemi meydana getiren duvarlar ve döşemelerden meydana gelir.

Karışık Sistemler

Prefabrike panolu veya prefabrike çerçeve sistemlerin farklı kombinasyonlarının yanı sıra çatı makası benzeri elemanların çelik gibi farklı malzeme ile imal edilmiş elemanlardan kullanılabilmesi ile oluşan sistemlerdir. Bunların yanı sıra farklı hücre sistemleri ile yapılan asansör boşlukları ve merdivenler ile prefabrike paneller kullanılarak çeşitli kombinasyonlarda prefabrike karışık sistemler elde etmek mümkündür.

Prefabrik Yapılarda Kolon-Kiriş Bağlantıları-Birleşimleri ile ilgili yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Perde duvarlar, plandaki kalınlıkları boylarına göre oldukça büyük olan düşey taşıyıcı elemanlar olup görevleri döşemelerden ve kirişlerden aldıkları yatay ve düşey yükleri zemine aktarmak ve özellikle deprem ve rüzgar gibi yanal yükler etkisinde yapıların yatay ötelenmesini sınırlamaktır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde perdeler planda uzun kenarlarının kalınlıklarına oranı en az 6 olan düşey taşıyıcı sistem elemanları olarak adlandırılmaktadır. (TBDY-2018 Perde Tanımı ve Kesit Oranları)

Düşey yükler yani yapının kendi ağırlığı olan sabit yükler ile yapıda meydana gelen insan, makine vb. kaynaklı  hareketli yükler için genel olarak kolonlar yeterli dayanımı sağlamaktadır.  Kolonlara oranla büyük kesitlere sahip olan perde duvarlar, tabii ki yapıların düşey yüklere karşı dayanımını da fazlasıyla artırmaktadır. Fakat perdelerin kullanımında asıl amaç yanal yüklere karşı yapının dayanımını ve rijitliğini artırmaktır.

Farklı ülke yönetmeliklerinde perde duvarlar; FEMA 356’da betonarme yapılarda yatay yükleri karşılamada hizmet vermesi amacıyla oluşturulan düzlemsel düşey elemanlar, Eurocode 8’de diğer yapısal elemanlarla mesnetlenmiş ve enkesit olarak uzunluğunun kalınlığına oranı dörtden büyük olan elemanlar, ACI 318’de yapılarda deprem etkilerinin oluşturduğu V, M ve N tesirlerinin kombinasyonlarının oluşturduğu etkileri karşılamak için düzenlenen yapı elemanları, IBC 2000’de düzlemine paralel olan yatay yükleri karşılamak için tasarlanan yapı elemanları olarak tanımlanır.

Bu yazımızın temel amacı perde duvarların tanımını yapmak, perde duvar çeşitlerinden bahsetmek ve perde duvarların yapı davranışına etkilerini kabaca açıklamaktır. Perde duvarların tasarımı ve analizleri ile ilgili kapsamlı diğer teknik içeriklerimizi buradan inceleyebilirsiniz.

Perde duvarlar; “deprem perdesi“, “yapısal duvar” ya da sadece “perde” olarak da isimlendirilebilmektedir. Perde duvar yerine yapısal duvar teriminin kullanılması, bu yapısal elemanın davranışında eğilme momenti ve eksenel kuvvetlere ek olarak, kesme kuvvetlerinin önemini vurgulamak için ortaya atılmıştır.

Perde Duvarların Görevi Nedir? Neden Önemlidir?

Perdelerin ana görevi yatay yükleri taşımak ve yapının yatay ötelenmesini sınırlandırmaktır. Perdeler görece fazla olan yanal rijitliğiyle depremden kaynaklanan moment ve kesme kuvvetleri karşılamada ve kat ötelenmelerini kontrol altında tutmada etkilidir. Perde duvarlar deprem tasarımında çok önemli kriterler olup yapıda rijitlik, dayanım ve süneklik açısından etkin elemanlardır.

Perde duvarlı yapılar, taşıyıcı sistemi sadece çerçevelerden oluşan yapılara göre daha rijittirler. Yani kuvvet etkisi altında şekil değiştirmeye-yer değiştirmeye karşı daha dirençlidirler. (Rijitlik Nedir?) Böylece perde duvarlı yapının fazla büyük olmayan depremler altında aşırı deformasyon yapması engellenmiş olur.

Perdelerin yapıaya kazandırdığı özellikleri ve dolayısı ile önemini yukarıdaki grafik aracılığıyla maddeler halinde açıklayalım;

1. Grafikte eğrilerin ilk bölümlerinden anlaşılabileceği üzere, perdeli sistemler yatay kuvvetler altında daha az yer değiştirme yapmaktadır. Aynı yer değiştirme üzerinden bu yer değiştirmenin meydana geldiği yatay yükler karşılaştırıldığında yapının yatay kuvvetlere karşı dayanımındaki artışın boyutu görülecektir.
2. Eğrilerin yataya doğru döndüğü, yapıların akma noktası olarak bilinen ve elastik ötesi davranışa geçtiği (yapının hasar almaya başladığı) yatay kuvvet perdeli sistemlerde çok daha büyüktür. Dolayısıyla perdeli sistemlerin hasar alması için daha büyük yatay kuvvetler (deprem gibi) oluşması gerekir.
3. İki farklı eğri altında kalan taralı alanlar yaklaşık olarak tüketilen deprem enerjisini göstermektedir. Bu da perdeli sistemlerin daha yüksek deprem enerjisi yutma kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir.

Perdeler yatay yükler altında tüm yapı yüksekliği boyunca eğilme davranışı göstermeleri nedeniyle diğer düşey taşıyıcı elemanlardan ayrılırlar. Çerçeveli yapılarda yükseklikle birlikte katlar arasında göreli kat ötelemesi giderek azalırken, perdelerde eğilme davranışının etkili olması sebebiyle yükseklik arttıkça kat ötelenmeleri artmaktadır. Perde ve çerçeveli sistemler birlikte kullanıldıklarında ise üst katlarda çerçeve daha etkin olarak perdenin eğilme ötelenmesini kısıtlar, alt katlarda perde daha etkin olarak çerçevenin kesme ötelenmesini kısıtlar. Perde, çerçeve ve perdeli-çerçeveli sistemlerin yatay yük etkisinde davranışı aşağıdaki şekilde verilmektedir.

Perde duvarların davranışlarıyla ilgili kapsamlı bir yazımıza aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Betonarme Perdelerin Davranışları ve Özellikleri-TBDY-2018

Yapıda Perde Olup Olmadığı Nasıl Anlaşılır? Binada Perde Var mı? Nasıl Anlarım?

Bir yapıda perde bulunup bulunmadığını anlamanın en doğru yolu yapının statik projelerinin incelenmesidir. Perde tanımında da belirtildiği gibi plandaki boyu eninin 6 katı ve üstü düşey elemanların varlığı bu projelerden kolaylıkla görülebilmektedir. Fakat bu konuda dikkat edilmesi gereken husus 1/6 oranının bir kabul olmasıdır. Deprem yönetmeliklerinde yapıların boyutlandırılmasında izlenecek yolların belirlenmesi amacıyla bu şekilde sabit oranların verilmesi gerekliliği duyulmuştur. Bir önceki yönetmeliğimizde (TDY 2007) ise bu oran 1/7’ydi.  Örneğin 1/5.8 oranlı bir düşey eleman da aslında perde görevi görebilirken yönetmelik ve tanımlama gereği perde sayılmamaktadır.

Yapılarda perde duvarlar 25 cm kalınlıktan başlayarak yapı yüksekliğine göre 40 cm ve kimi zaman daha yüksek boyutlara kadar değişebilmektedir. 25 cm kalınlık için 150 cm uzunluk 1/6 oranını sağladığı için bir perde sayılacaktır.

Statik proje üzerinde perdelerin görünüşüne örnek olması açısında aşağıda perdeli ve perdesiz iki farklı kalıp planı örneği gösterilmiştir.

Projeler olmadan bir yapıda perde olup olmadığı ise ancak varsa yapı duvarlarındaki dişlerden anlaşılabilmektedir. İlgili kalınlık genişlik oranlarını sağlayan düşey taşıyıcı elemanlar kontrol edilerek perde duvarlar bulunabilir.

Perde Duvar Çeşitleri Nelerdir?

Perde duvarlar farklı kriterlere göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır;

1. Geometrik Özelliklerine Göre Perdeler
   • Dolu Gövdeli Perdeler
   • Kısa Perdeler
   • Narin Perdeler
   • Boşluklu-Bağ Kirişli Perdeler
2. En Kesit Şekillerine Göre Perdeler
   • Dikdörtgen Kesitli Perdeler
   • T, L, C, I, H Kesitli Perdeler
   • Çekirdek Duvar
3. Kompozit Perdeler

1. Geometrik Özelliklerine Göre Perdeler

Dolu Gövdeli Perdeler; gövdelerinde boşluk ya da açıklık bulunmayan perdelerdir.

Kısa Perdeler; yükseklikleri, en fazla plandaki uzunluklarının 2 katı olan perdelerdir.

Narin Perdeler; yükseklikleri, plandaki uzunluklarının 2 katından büyük olan perdelerdir.

Boşluklu – Bağ Kirişli perdeler; çeşitli sebeplerle gövdelerinde boşluklar oluşturulmuş perdelerdir.

2. En Kesit Şekillerine Göre Perdeler

Mimari gereksinimlere uygun olarak planda perde duvarlar farklı geometrilerde oluşturulabilmektedir. En çok karşılaşılan perde geometrileri aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Yukarıda gösterilen perde duvar geometrilerden farklı olarak mimari ihtiyaca göre çok daha farklı geometrilerde perdeler de oluşturulabilmektedir.

3. Kompozit Perde Duvarlar

Geleneksel betonarme perde duvarlar dışında çelik levhalar ya da profillerle de çeşitli perdeler duvarlar inşa edilebilmektedir.

(Çekirdek perde duvarlar)

6 Ekim 2020 tarihinde yayınlanan diğer yönetmeliklerle beraber, mevcut deprem yönetmelikleri şu şekildedir.

1. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (Yürürlükte)
2. Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)
3. Türkiye Karayolları ve Demiryolları Tünelleri ile Diğer Zemin Yapıları Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)
4. Türkiye Kıyı ve Liman Yapıları Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)
5.  Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği (Ekim 2021’de yürürlüğe girecek)

Yapı türlerine göre deprem yönetmeliklerinin farklılaşması nedeniyle, bu yönetmeliklerin kapsamlarını ayrı ayrı belirtmek yararlı olacaktır. Ayrıca PDF formatında tüm bu Deprem Yönetmeliklerin’e bu başlıklardan ulaşabilirsiniz.

1. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (PDF)

Ocak 2019’da yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği;

Yeni yapılacak binaların deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirme tasarımı için uygulanır. Bu Yönetmelik hükümleri, deprem etkisi altında yerinde dökme ve önüretimli betonarme, çelik, hafif çelik, yığma ve ahşap malzemeden yapılan binaların deprem etkisi altında tasarımı için uygulanır.

Deprem etkisi altında binalarda bu yönetmelikte verilen yalıtım uygulamalarından farklı aktif ve pasif davranış kontrolü uygulamaları ve bunlara ilişkin tasarım kuralları bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır.

Binalar ve bina türü yapıların dışında kalan köprüler, barajlar, kıyı ve liman yapıları, tüneller, boru hatları, enerji nakil hatları, nükleer tesisler, doğal gaz depolama tesisleri gibi yapılar, tamamı yer altında bulunan yapılar ve binalardan farklı hesap ve güvenlik esaslarına göre projelendirilen diğer yapılar bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır.

Tarihi ve kültürel değeri olan tescilli yapıların ve anıtların deprem etkisi altında değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi bu Yönetmeliğin kapsamı dışındadır.

2. Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği

Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği (PDF)

Ekim 2021 tarihinde yürürlüğe girecek Türkiye Hava Meydanı Yapıları Deprem Yönetmeliği:

Yeni yapılacak hava meydanı yapılarının deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut hava meydanı yapılarının değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi için uygulanır. Bu Yönetmelik kapsamında yer alan hava meydanı yapıları üç ana sınıfa ayrılmıştır:

• (a) Terminal ve Servis Binaları
• (b) Hava Trafik Kontrol Yapısı
• (c) Diğer Yapılar

3. Türkiye Karayolları ve Demiryolları Tünelleri ile Diğer Zemin Yapıları Deprem Yönetmeliği

Deprem Etkisi Altında Karayolu ve Demiryolu Tünelleri ile Diğer Zemin Yapılarının Tasarımı için Esaslar (PDF)

Tüm tünel tipi uzun yeraltı yapıların ve yeraltında tamamen gömülü olarak bulunan yapıların deprem davranış hesapları ve depreme karşı tasarımları bu şartname kapsamda yapılacaktır.

Tünel/Yeraltı yapıları genel olarak iki ana kategoriye ayrılabilir:

• Çok katlı, büyük boyutlu yeraltı yapıları (örneğin metro istasyonları, otoparklar) ve
• Uzun yeraltı yapıları (tüneller).

İnşaat metoduna göre tüneller aşağıdaki gibi gruplandırılabilir (Şekil 1a, b ve c)

• Delme tüneller,
• Aç-kapa tüneller ve
• Batırma tüp tüneller.

4. Türkiye Kıyı ve Liman Yapıları Deprem Yönetmeliği

Türkiye Kıyı ve Liman Yapıları Deprem Yönetmeliği

Bu Yönetmelik hükümleri yeni yapılacak kıyı ve liman yapılarının deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut yapıların performanslarının değerlendirilmesi için uygulanır.

Bu Yönetmelik kapsamında yer alan kıyı ve liman yapıları üç sınıfa ayrılmıştır:

(a) Ağırlık Tipi ve Palplanşlı Rıhtım Duvarları

Ağırlık tipi rıhtım duvarları; betonarme keson türü duvarlar, betonarme payandalı-payandasız L duvarlar, dolu tip bloklu duvarlar, hücre tipi beton bloklu duvarlar, yerinde dökme beton duvarlar olarak tanımlanırlar.

Palplanşlı rıhtım duvarları; ankrajsız ve ankrajlı palplanş ve kombi duvarlar, platformlu duvarlar ve palplanştan veya çelik levhadan yapılma hücre tipi duvarlar olarak tanımlanırlar.

(b) Kazıklı Rıhtım ve İskeleler

Kazıklı rıhtımlar; tek taraftan gemi yanaşmasına olanak sağlayan, arkadaki zemin dolgusunun kazıkların arasından denize doğru şev oluşturduğu, ancak tahliyeye doğrudan yük aktarmadığı sistemlerdir.

Kazıklı iskeleler, iki veya daha çok taraftan gemi yanaşmasına olanak sağlayan bağımsız sistemlerdir.

Dolfenler ve yükleme platformları gibi kazıklı sistemler de aynı yapı sınıfı içinde göz önüne alınacaklardır.

(c) Kıyı tahkimatları ve dalgakıranlar

5.Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği

Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği (PDF)

Bu Yönetmelik hükümleri yeni yapılacak karayolu ve demiryolu köprülerinin deprem etkisi altında tasarımı ile mevcut köprülerin değerlendirilmesi ve güçlendirme tasarımı için uygulanır.

Bu Yönetmelik kapsamında yer alan köprüler Standart Köprüler ve Özel Köprüler olmak üzere iki sınıfa ayrılmıştır.

a) Standart köprüler; kullanıma göre yol köprüleri ile üstgeçit/altgeçit köprülerini, tabiiye tipine göre betonarme, öngerilmeli beton veya çelik kirişli (prekast) köprüler ile sürekli (kutu kesitli veya plak) köprüleri, orta ayak tipine göre betonarme tek kolonlu/çok kolonlu köprüler ile perdeli köprüleri, orta ayak-tabliye birleşimine göre mesnetli/mafsallı birleşimli köprüler ile monolitik birleşimli köprüleri, temel sistemine göre ise yüzeysel/derin/kazık temelli köprüleri kapsamaktadır. Deprem yalıtımlı standart köprüler bu Yönetmelik kapsamı dışındadır.

b) Özel köprüler’in kapsamında ise asma köprüler, eğik askılı köprüler, kemer köprüler vb. standart köprülerin dışında kalan köprüler yer almaktadır.

6.Türkiye Yalıtımlı ve Sönümleyicili Köprü ve Viyadükler Deprem Yönetmeliği

Türkiye Yalıtımlı ve Sönümleyicili Köprü ve Viyadükler Deprem Yönetmeliği (PDF)

Asmolen döşemeleri bölen küçük kirişler nervür/nervür kirişi olarak isimlendirilmektedir. Nervürlerin arası boş bırakıldığında ise bu döşeme sistemi dişli döşeme olarak isimlendirilir. Yani asmolen döşeme ile dişli döşemenin farkı dişler arasında dolgu malzemesinin kullanılıp kullanılmamasıdır. (Döşeme Nedir? Döşeme Çeşitleri ve Malzemeleri ile ilgili detaylı yazımıza buradan ulaşabilirsiniz)

Aşağıdaki şekillerde asmolen döşeme ve dişli döşeme ile bu döşeme elemanları/bölümleri gösterilmiştir.

Asmolen Döşemelerin Avantajları Nelerdir?

Asmolen döşeme sistemlerinde nervür kirişleri ve çerçeve kirişlerinin yüksekliklerinin aynı boyutta olması ve kirişler arası boşlukların doldurulmasıyla düz bir yüzey (tavan) elde edilir. Asmolen tavan deyimi bu düz tavanı ifade etmektedir. Bu döşeme sistemi; düz bir yüzey elde edilmesi sebebiyle plak döşeme sistemlerine oranla mimari tasarım konusunda esneklik sağlamaktadır.

Asmolen döşemelerin sağladığı bu esneklik, tavanlarda çıkıntılı bir görünüm elde edilmemesi amacıyla duvarların kirişlerin altına ya da kirişlerin duvarların üzerine denk getirilmesi ihtiyacının ortadan kalkması şeklinde açıklanabilir. Benzer şekilde çıkma olan yapılarda kolonların birbirine bağlandığı çerçeve kirişlerinin, yaşam alanlarının ortalarına denk gelmesi sebebiyle, asmolen döşemeler sıklıkla tercih edilmiştir. Örneğin, aşağıdaki çizimde gösterilen kirişin tavandan sarkmasının önüne asmolen döşeme sistemiyle geçilebilmektedir.

Asmolen döşeme ile düz bir yüzey elde edilmesi nedeniyle kalıp ve sıva işçiliği kolaylaşmakta ve inşaat maliyeti düşmektedir.

Asmolen döşeme ve plak döşeme arasındaki fark aşağıdaki döşeme kesitlerinden de anlaşılmaktadır.

Plak döşemelere oranla daha kalın ve dolgulu bir sistem olması ısı ve ses yalıtımını konusunda da avantaj sağlamaktadır.

Kullanımın süresinde toz tutan köşelerin ve çıkıntıların olmaması da bir diğer avantaj olarak görülebilir.

Asmolen Döşemelerin Dezavantajları Nelerdir?

Asmolen döşemelerin en önemli dezavantajı deprem etkisi altında kötü bir performans göstermeleridir. Bu sebeple Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018) ile bu döşeme sistemlerinin kullanım alanları oldukça sınırlandırılmıştır.

Plak döşemelerde kullanılan derin kirişlere göre yükseklikleri daha kısa olan asmolen kirişleri/yatık kiriş/yastık kirişler birçok açıdan daha zayıftır.

Plak döşemeler genellikle 12-15 cm yüksekliklerde oluşturulurken, asmolen döşemeler 30-40 cm yüksekliklerde inşa edilirler. Bu yükseklik farkı da kat yüksekliğinden kayıp anlamına gelmektedir.

Döşemeleri bölen nervür kirişleri nedeniyle daha fazla inşaat demiri/donatı kullanımı gerekmekte ve inşaat maliyetini artırmaktadır. Ayrıca asmolen döşemelerde kullanılan dolgu malzemeleri de ayrı bir maliyet sebebidir.

Kullanılan dolgu malzemesine de bağlı olarak daha ağır bir döşeme ve dolayısı ile yapı ortaya çıkabilmektedir.

Teknik boyutu ile ilgili;

• TBDY2018 Asmolen-Dişli Döşeme İçin Bina Yükseklik Sınırları
• TBDY-Asmolen/Dişli Döşemelerde Perde Zorunluluğu
• Asmolen Döşeme Sistemlerinde Kolon-Kiriş Birleşim Bölgelerinin Davranışı

yazılarımız inceleyebilirsiniz.

Asmolen Döşemeler Hangi Binalarda Kullanılabilir

Asmolen döşemelerin deprem altındaki olumsuz davranışları nedeniyle kullanımı TBDY ile sınırlandırılmıştır. Bu yazının amacı asmolen döşeme ve asmolen döşemeli taşıyıcı sistem tasarımı ile ilgili detayların belirtilmesi olmadığından, bu döşeme sisteminin hangi binalarda uygulanabileceğini teknik olmayan tabirlerle kabaca açıklamaya çalışalım.

Asmolen döşemeler eski tabirle 1. ve 2. derece deprem bölgelerinde özel olmayan yani konut ve ticarethane gibi yapılarda, bodrum kat hariç 17,5 m yüksekliğe kadar olan binalarda bolca taşıyıcı perde duvar kullanılması şartıyla kullanılabilmektedir.

Yine eski tabirle 3. ve 4. derece deprem bölgelerinde ise perde bulunup bulunmamasına göre 17,5 m ya da 28 m yükseklikteki yapılara kadar uygulanabilmektedir.

Kısaca asmolen döşemeler deprem bölgesine ve yapının taşıyıcı sisteminde perde bulunması gibi koşullara bağlı olarak bodrum katı hariç 28 m yüksekliğe kadar olan yapılarda kullanılabilmektedir. 28 metrü üzeri yapılarda hiçbir koşulda kullanılamamaktadır.

Asmolen Döşeme Dolgu Malzemeleri

Asmolen döşemelerde dolgu malzemesi olarak;

• Asmolen tuğla
• Asmolen köpük (asmolen strafor – EPS),
• Asmolen briket

gibi farklı malzemeler kullanılmaktadır.

Asmolen Döşeme Detayı ve Asmolen Döşeme Planı

Örnek asmolen döşeme detayı ve asmolen döşeme planına (dwg) aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Asmolen döşeme – dwg

TS 500’e Göre Sehim Hesabı Gerektirmeyen Eleman Yükseklikleri

ACI 318’e Göre Sehim Hesabı Gerektirmeyen Eleman Yükseklikleri

Eurocode-2’ye Göre Sehim Hesabı Gerektirmeyen Eleman Yükseklikleri

Yığma yapılar, yapıdaki ana taşıyıcı elemanları olan duvarların; hem yapıya etkiyen yükleri taşıma, hem de bölücü duvar özelliği gösterdiği yapılardır. Yığma yapılar, bir iskelet sistemine sahip olmayan, yapıyı teşkil eden birimlerin sırayla yükün zemine aktarımıyla yük iletimini yerine getiren sistemlerdir. Bu tip yapılarda taşıyıcı özelliği duvarlar gösterirken duvarı teşkil eden her yapı birimi kendine düşen yükü sonraki birime aktararak yükün zemine iletilmesi sağlanmış olur.

Bu yapılar, yangına dayanıklılığı, kolay, ekonomik ve hızlı bir şekilde imal edilebilmesi ve ısı ve ses yalıtımının iyi olması gibi nedenlerle tercih edilmelerine rağmen; çekme ve kayma gerilmelerini karşılayabilecek yeterli süneklik kapasitesine sahip olmamaları nedeniyle yapıya etkiyen çekme gerilmesine sebep olabilecek yükler altında enerjiyi sönümleyemez ve ani oluşan hasarlara maruz kalır. Bu ani hasarlar kısmi ya da top yekün göçmeye kadar ilerleyebilir.

Yığma yapıların taşıyıcı elemanlarını, döşemeler, bunların mesnetlendiği hatıllar, duvarlar ve duvar temelleri oluşturmaktadır. Döşemeler genellikle kirişli döşemedir ve duvarların üzerinde bulunan yatay hatıl kirişlerine mesnetli durumdadır. Nadiren döşeme olarak dişli döşemenin kullanıldığı durumlar da mevcut olabilir. Kompozit bir eleman olarak modellenebilen taşıyıcı duvarlar, döşemelerden transfer edilen düşey ve yatay etkileri karşılayarak, mesnetlendikleri şerit temellere iletirler.

Yığma yapı, kırılgan ve elastiklikleri düşük olan malzemeler kullanılarak yapılır. Yapımı esnasında ve mukavemetlerinin korunmasında işçiliğin önemi bulunmaktadır. Yığma yapının, hareketli ve zati düşey yükler ile yatay deprem kuvvetlerine karşı mukavemeti; duvar geometrisi, yararlanılan materyal dayanımı, yığma blokların birleştirilme biçimiyle doğru orantıya sahiptir.

2. Yığma Yapı Çeşitleri

Yığma binalarda taşıyıcı sistem duvarlar tarafından teşkil edilmektedir. Taşıyıcı duvarları oluşturan tuğla, taş, briket, gazbeton vb. elemanlara kargir birim adı verilmektedir ve yığma binalar çeşitlendirilirken kullanılan bu kargir birimler esas alınmaktadır.
Yığma binalar genel olarak 4 sınıfa ayrılmaktadır (TBDY, 2018). Yığma yapı türleri sırasıyla;

1. Donatısız yığma binalar,
   1. Taş Yığma Binalar
   2. Kerpiç Yığma Binalar
   3. Tuğla Yığma Binalar
2. Kuşatılmış yığma binalar,
3. Donatılı yığma binalar
4. Donatılı panel sistemli binalardır.

2.1. Donatısız Yıgma Binalar

Donatısız yığma bina, taşıyıcı duvarların yalnızca kargir birim ve harç kullanılması ile teşkil edilen; donatı kullanılmaksızın inşa edilen, süneklik düzeyi sınırlı bina cinsi olarak tanımlanmaktadır (TBDY, 2018).

Donatısız yığma binaların, taşıyıcı duvarlarında kullanılan malzemelerin özelliklerinden dolayı, rijitliklerinin fazla olduğu ve bu sebeple deprem esnasında gevrek davranış sergiledikleri söylenebilir. Bu tip binalarda kullanılacak olan kargir birimlerin yüksek basınç mukavemetine sahip, uygulanması kolay ve baglayıcı harç ile kolay uyum saglayabilir nitelikte olmaları istenilmektedir.

Özellikle ülkemizin kırsal kesimlerinde bu tip binaların genellikle mühendislik hizmeti görmeden yapıldığı bilinmektedir. Donatısız yığma binalar kullanılan kargir birim cinsine göre çesitli sekillerde insa edilebilmektedirler:

2.1.1. Taş Yığma Binalar

Tasıyıcı duvarları genellikle doğal taşlar ile teşkil edilen ve bu kargir birimlerdeki yatay ve düşey derzlerin bağlayıcı harç ile doldurulması ile oluşan yapılardır. Doğal taş kargir birimler ısı ve ses izolasyonu, yangına dayanıklılık gibi olumlu özelliklere sahiptirler (TS EN 771-6, 2015). Bu tarz binalar, ağır ve gevrek malzemelerden oluştuğu için süneklik düzeyi sınırlı binalardır ve deprem gibi yatay kuvvetlere karşı dayanımları düşük binalardır.

Taş yığma binalar genellikle ülkemizin kırsal kesimlerinde, eski zamanlarda yapılmış binalardır. Zira ülkemizde yürürlüğe girmiş deprem yönetmeliklerinde doğal taşların yalnızca yığma bina zemin ve bodrum katlarında kullanılabileceği belirtilmektedir.

En fazla Doğu Anadolu Bölgesi gibi dağlık bölgelerde örneklerine rastlanan bu tür yığma yapılar, inşaatında duvar örgü malzemesi olarak kesme taş veya moloz taş gibi taşın doğal şekli korunarak oluşturulan yapı türüdür. Kullanılan taşın türüne göre yapının mekanik özellikleri ve depreme karşı gösterdiği davranış büyük ölçüde değişiklik göstermektedir. Genellikle düşük maliyetli kırsal alanlarda duvarın iki dik kenarına, duvar ortasında duvar eksenine paralel boşluk bırakılarak iri taşlar çamurla bağlanarak istiflenir. Duvar ortasında kalan boşluğa ise daha küçük taneli taşlar yine çamurla doldurulur. Çamurun inşaatta hiçbir bağlayıcı özelliği bulunmaması nedeniyle, yığma yapı türleri arasında en zayıf kabul edilen tür doğal taş yığma yapı türüdür. Günümüzde doğal taşla yapılan yapılarda çimentonun da uygulamaya dahil edilmesi dekorasyon amaçlı bahçe duvarı ya da müstakil evlerde rağbet görmektedir.

2.1.2. Kerpiç Yığma Binalar

Kerpiç, kasaba ve köy gibi kırsal kesimde kullanılan yapı malzemesidir. Türk Dil Kurumu’na göre kerpiç, kalıplara döküldükten sonra güneste kurutularak olusturulan balçık ve saman karısımı ilkel duvar malzemesi olarak tanımlanmaktadır.

Kerpiç, gerek ekonomik anlamda avantajlı olması, gerekse kışın sıcak tutan bir malzeme olması sebebi ile çogunlukla köy evlerinin yapımında kullanılmaktadır. Ayrıca hammaddesinin kolay bulunabilmesi, sağlıklı ve doğal bir malzeme olması, yangına dayanıklı olması, ses izolasyonu sağlaması vb. faktörler de kerpiç kullanımı konusunda olumlu faktörler olarak sıralanabilir.

Kerpiç malzemenin en büyük dezavantajı ise suya karsı dayanıksız olmasıdır. Ayrıca hava sıcaklıgındaki ani degisimlerle birlikte tuz kristallenmelerine bağlı olarak malzemede bozulmalar gerçeklesmektedir. Kerpiç malzemenin düsey ve yatay yüklere karşı dayanımının düşük olması da kerpiç kullanımı konusunda olumsuz faktörler olarak sıralanabilir.

Ülkemizde köylerde hala kerpiç binalara rastlamak mümkündür. Kerpiç binaların yapımı hakkında 1998 ve 2007 Bina Deprem Yönetmeliklerinde ilgili bölümler bulunmasına ragmen 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğinde kerpicin bir yapı malzemesi olarak kullanımı yasaklanmıstır.

2.1.3. Tuğla Yığma Binalar

Tuğla inorganik silikat ve metal oksitlerin 800° ile 1200° pisirilmesi ile elde edilen seramik türü yapı malzemesidir. Basınç dayanımı çok yüksek olan bu malzemede, su emme kapasitesi %15’ten fazla olmamalıdır. Porozitenin bu değerden daha büyük olması, tuğlanın basınç dayanımını düşüreceği gibi yapıştırma harcının suyunun da azalmasına sebep olacagından taşıma gücü düşük duvar elde edilmesine sebep olacaktır (TS EN 771-1, 2015). Aşağıda tuğla türleri şematik olarak gösterilmiştir.

Tuğla duvarın mukavemetinde belirleyici olan en önemli faktörler sırasıyla:

1. Tuğla örülme biçimi,
2. Kullanılan harç
3. Tuğla malzemesinin kalitesidir.

Tuğlaların basınç mukavemetleri, çekme ve kayma mukavemetlerine göre oldukça yüksektir. Bu sebeple tuğla duvarların deprem etkisi altında dayanımları düşüktür. Malzeme özelliklerine ve fırınlanma kalitelerine baglı olarak tuğlanın basınç dayanımı genellikle 10 MPa ile 30 MPa arasında değismektedir. Tuğlanın çekme dayanımı basınç dayanımının yaklaşık %10’u; kayma dayanımı ise basınç dayanımının yaklaşık olarak %30’u kadardır.

Eski dönemlerde harman tuğlası kullanılmaktaydı. Harman tuğlası yerel ocaklarda düsük ve kontrolsüz ısılarda üretilmektedir. Harman tuğlasının basınç dayanımı düsük ve su emme kapasitesi yüksektir. Bu tip tuğlanın kesme dayanımının yüksek olmasının baslıca sebepleri harç cebinin bulunması ve deliksiz yapıya sahip olmasıdır. Harman tuğlasının boyutları yaklasık olarak 5.5 cm x 11 cm x 23 cm’dir. Teknolojinin gelismesi ve tugla ihtiyacının artması ile birlikte harman tuğlasının yerini fabrika tuğlaları almıstır. Delikli ve blok halinde üretilen fabrika tuglası, tasıma ve yerine konulma isçilikleri bakımından harman tuglasına göre oldukça avantajlıdır. Tasıyıcı blok tuğlaların boyutları 8.5 cm x 19 cm x 38 — 40 cm’dir ve delik oranları en çok %35 olmalıdır.

Tuğla yığma binalarda günümüzde de oldukça sıklıkla kullanılan bir malzeme oldugu için bu tür binalarda isçiliğe de önem gösterilmelidir.  (Tuğla Duvar Örerken Dikkat Edilmesi Gerekenler) Tuğla birimleri birbirine bağlayan harç dayanımı yönetmeliklere uygun seviyede olmalıdır. Ayrıca tuglaların örülme biçimleri de tugla duvarın dayanımını etkilemektedir. Tuğla duvarlarda düz örgü, kilit örgü, şaşırtma örgü gibi yöntemler kullanılmaktadır.

Tuğla yığma binalarda yatay ve düsey yükler tamamen duvarlar tarafından karsılanmaktadır. Bu sebeple taşıyıcı duvarın uzunlugu, yerlesim planı, tasıyıcı duvar boslukları, kullanılan tuglanın kalitesi, isçilik vb. faktörler yıgma binaların deprem davranısının belirlenmesinde belirleyici faktörler olarak karsımıza çıkmaktadır. Bu kurallar, deprem yönetmeliklerinde anlatılarak uyulması zorunlu tutulan kurallardır.

2.2. Kuşatılmış Yığma Binalar

Kuşatılmıs yığma binalar, donatısız yığma binalardan farklı olarak yatay ve düşey betonarme hatılları da bünyesinde bulunduran binalardır. Yatay ve düşey hatıllar, taşıyıcı duvarların örülmesinden sonra bu duvarların kalıp olarak kullanılması ile teşkil edilen; birbirlerine ve döşemeye bağlı betonarme yapı elemanlarıdır. Kuşatılmış yığma binalar süneklik düzeyi sınırlı binalarıdır (TBDY, 2018)

İlk bakışta betonarme yapıları andıran bu yapıların betonarmeden en temel farkı, betonarme kesitlerin oldukça küçük olması, çoğu yerde yatay hatılların yığma duvar içerisinde kaybolacak kadar küçük imal edilmeleridir. Ayrıca betonarme yapılar için gerekli olan çoğu düktilite ve kapasite tasarım kuralları bu yapılarda uygulanmaz, yatay ve düğey hatıllar da betonarme hesaplarına göre boyutlandırılmazlar.

Kuşatılmış yığma binalarda betonarme hatılların teşkil edilmesi ile yük dağılımı donatısız yığma binalara göre daha sağlıklı gerçekleşmektedir. Ayrıca bu yapıların süneklik düzeyi sınırlı olmasına rağmen, donatısız yığma binalara göre deprem davranışları daha iyidir. Kuşatılmıs yığma binalarda kullanılacak yıgma duvar malzemesi kadar yatay ve düşey hatılları teşkil eden donatı ve beton özellikleri de oldukça önem arz etmektedir. Bu malzemelerin deprem yönetmelikleri tarafından öngörülen standartlarda kullanılması, deprem bölgesinde bulunan ülkemiz için oldukça önemli bir husustur.

2.3. Donatılı Yığma Binalar

Donatılı yığma bina, yönetmelik gereğine uygun olarak tağıyıcı duvarlara donatı yerleğtirilmesi ile teşkil edilen süneklik düzeyi yüksek bina çeşididir (TBDY, 2018).

Yığma binaların süneklik düzeyi düşük malzemelerden inşa edilmesi bu yapılarda ani ve gevrek kırılmalara yol açmaktadır. Dolayısıyla, deprem dayanımlarının da düşük olmasına sebebiyet vermektedir. Donatılı yığma binalarda yığma duvarların sünekliklerini arttırmak amacıyla yatay ve düsey donatılar yerlestirilmekte böylece duvarların dayanımı arttırılmaktadır. Böylelikle depreme dayanıklı yığma bina elde edilebilmektedir. Geçmiş depremlerde kuşatılmış ve donatılı yığma binaların depreme karsı iyi performans gösterdikleri fakat donatısız yığma binaların aynı performansı gösteremedikleri gözlemlenmiştir.

2007 ve 2018 Bina Deprem Yönetmeliklerinin yığma bina tasarımı bakımından farklılıkları incelendigi zaman, donatılı yıgma bina kavramının 2007 Bina Deprem Yönetmeliginde yer almadığı görülmektedir. Dolayısı ile donatılı yığma binaların ülkemizde henüz yeni bir kavram olduğu rahatlıkla söylenilebilir. Ülkemizde uygulaması diğer ülkelere oranla kısıtlı olan donatılı yığma binalar, özellikle kırsal kesimlerde betonarme binalara bir seçenek teşkil edebilirler.

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’de, donatılı yığma binalarda yatay donatıların yatay derzlerin içerisine uygun biçimde yerleştirilmesi ve bu donatıların düsey aralıklarının 600 mm’yi geçmemesi gerektigi, ayrıca duvardaki yatay donatı oranının duvar brüt kesit alanının %0.05’inden daha az olmaması gerektiği belirtilmektedir (TBDY, 2018).

Düşey donatıların ise kargir birimlerde bulunan ceplere ya da deliklere uygun biçimde yerlestirilmesi ve bu donatıların oranının duvar brüt kesit alanının %0.08’inden küçük olmaması gerektigi belirtilmektedir. Kapı ve pencere boşluklarından dolayı oluşacak dayanım kaybını önlemek amacı ile bu boşlukların her bir kenarı boyunca en az 2∅12 ek donatı konulması uygun görülmüştür (TBDY, 2018).

Donatılı yığma binalar, kuşatılmış ve donatısız yığma binalara göre süneklik düzeyleri yüksek binalardır ve deprem yükleri altında davranışları daha iyidir. Ayrıca donatılı yığma binalar için deprem yönetmeliklerinde izin verilen en çok bina yükseklikleri ve kat adetleri daha fazladır. Henüz ülkemizde fazla yaygın olmamaşına ragmen, yeni deprem yönetmeliği ile ilerleyen yıllarda bu tip yığma binaların sayılarının da artacağı düşünülmektedir.

2.4. Donatılı Panel Sistemli Binalar

Donatılı panel sistemli binalar, düşey gazbeton panellerin yan yana getirilerek taşıyıcı duvarları teşkil ettiği süneklik seviyeşi yüksek binalar olarak tanımlanmaktadır. Bu tip yığma binalarda donatılı gazbeton paneller betonarme hatıllarla birleşerek duvar ve döşemeleri meydana getirmektedir (TBDY, 2018; TS EN 12602, 2016).

Binalarda önemli sayılabilecek seviyede hasarlara yol açarak can ve mal kaybı ile yaralanma ve ölümlere sebebiyet veren depremlerin binalarda meydana getirdiği hasar ve zararları minimize etmek son şenelerde çok fazla araştırmaya konu olmuştur. Fiziki ve mekaniksel niteliklerinin yeterli derecede olması ve aynı zamanda düşük özgül ağırlık sayesinde daha hafif yapılaşmanın inşa edilmesine imkan vermesi gibi etkenlerden dolayı donatılı gazbeton panellerin yığma binalarda yapı elemanı olarak tercih sebebi olmaya başlaması da söz konuşu araştırmaların getirisidir.

Gazbeton hafif beton sınıfına ait, gözenekli ve içerişinde çimento, kum, kireç, alüminyum tozu ve şu barındıran bir malzemedir. Maşif yapıların inşa edilebilmesine olanak sağlamasının yanı sıra düşük yoğunluğuna rağmen yüksek taşıma kapasitesi, yükşek ısı ve ses yalıtımına sahip olması, yangına dayanıklı olması, kolay işlenip uygulanabilmesi ve ekonomik avantajları gazbeton malzemelerin yapı malzemesi olarak tercih edilmelerinin diğer sebeplerindendir (TS EN 771-4, 2015).

TBDY (2018)’e göre donatılı panel sistemli binalarda duvar ve döşeme panellerinde Gazbeton 5 sınıfından daha düşük bir gazbeton kalitesi kullanılmamalıdır ve bitişik paneller araşındaki yivlere yerleştirilecek donatılar S420, B420C ya da B500C sınıfında olmamalıdır. Donatı çapı en az 12 mm, yiv çapı ise en az donatı çapının 5 katı olacak şekilde teşkil edilmelidir.

3. Örnek Yığma Yapı-Bina Projesi

Örnek yığma yapı projelerine aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.

4. Yığma Yapıların Avantajları ve Dezavantajları

4.1. Yığma Yapıların Avantajları

Uygun tasarım ve yapım koşulları altında, yığma duvar sistemi ekonomik ve kullanım avantajları sunmaktadır:

• Duvar malzemesi ve yüzey kaplama ihtiyacını azaltarak doğrudan duvarlara sıva veya boya uygulanmasına izin vermektedir.
• Cephelerde, yapısal ve mimari işlevi sağlayan taşıyıcı elemanlardır.
• Düşey delikler; elektrik, sıhhi tesisat ve telekomünikasyon kanalları olarak da kullanılmaktadır.
•  Kalıp kullanımına ihtiyaç azalması nedeniyle daha düşük maliyetler sağlar.
• Yapı tek bir yığma malzemesiyle ile inşa edilebilir. Bu sayede iş kalemlerinin sayısı azalmaktadır.
• Özel işçilik ve modüler birimler kullanılarak, duvarların yapımında büyük bir hız ve verimlilik kazandırılmaktadır. Bu nedenle çoğu durumda daha az faaliyet ve işçilik ile maliyetler azalır.
• Bir yapım sistemi olarak, sismik risk durumunda yüksek performansla kullanılabilir.
• Yapısal bir sistem olarak, bir veya iki katlı düşük maliyetli binalardan, çok katlı ve maliyeti yüksek binalara kadar ekonomik olarak faydalı bir şekilde yararlanılmaktadır.
• Beton duvarın yapısal ve mimari özellikleri birleştiğinde dayanıklı, az bakım gerektiren ve güzel görünümlü yapılar elde edilebilir.
• Yığma elemanlarınının brüt alanlarında delikler olduğundan, her termal hemde akustik için yalıtkan hava odaları sağladığından yalıtım için tasarım yapılmasına olanak tanır.
• Beton duvar, sadece bir yapı sistemi olarak değil, mimari ve yapısal tasarımının yönetimine bağlı olarak bir yenilik, güvenlik ve dayanım sağlamak ve yansıtmak için de kullanılabilir.
• Yığma elemanlar sürekli gelişmekte olduğundan yeni ürünler bulunmaktadır.
•  Potansiyel olarak, güvenlik ve dayanıklılığın temel unsurlarından ödün vermeden, büyük sosyal ve ekonomik potansiyele sahip yerlerde basit teknoloji ile üretim ve inşaat koşullarına uyarlanabilen bir sistemdir.

4.2. Yığma Yapıların Dezavantajları

• Farklı bir taşıyıcı sistem olduğundan, malzemelerinin, tuğlalarının, harçlarının taşınmasında ve özelliklerini belirlemek önemlidir.
• Bina sistemleri için uygulanan sıkı ve sistematik kalite kontrolleri gerektirir.
• Yığma duvarların yerinin değiştirilmesi mümkün olmamaktadır.

Kaynaklar: 
Arun, G. (2005). Yığma Kagir Yapı Davranışı. Yığma Yapıların Deprem Güvenliğinin Arttırılması Çalıştayı, ODTÜ, Ankara,TR.
Saadet ÖZKAT-2007 VE 2018 BİNA DEPREM YÖNETMELİKLERİNİIN YIĞMA BİNALAR ÖZELİNDE ÖRNEK BİNA ÜZERİNDE KARŞILAŞTIRILMASI 
Zeynep YALNIZ-ANITSAL BİR YIĞMA BİNANIN YAPISAL ANALİZİ
Alyamaç, K. E. ve Erdoğan, A. S. (2005). Geçmişten Günümüze Afet Yönetmelikleri ve Uygulamada Karşılaşılan Tasarım Hataları. Deprem Sempozyumu, 1:707–715.
Adamou MAROU SEYNI SAMBEROU-YIĞMA DUVARLARIN ÇEVRİMSEL YÜKLER ALTINDA DAVRANIŞLARININ DENEYSEL VE SONLU ELEMAN YÖNTEMİYLE BELİRLENMESİ VE FRP MALZEMESİYLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Merdiven planında rıhtların birbirine paralel olmaması durumunda, basamakların kova hattı üzerindeki genişliklerinin ayarlanması gerekir. Düz kollu ve tam dönel merdivenlerde kova hattı üzerindeki basamak genişlikleri belirlidir. Düz kollu yamuk basamaklı merdivenlerde ise basamakların kova hattı üzerindeki genişliklerinin toplamı, çıkış hattı üzerindeki toplamından daha küçük olduğundan kova hattı üzerindeki basamak genişlikleri de normal genişlikten daha dardır. Düz kısımlarda çok rahat olan merdiven, dönel bölgede birdenbire dikleşeceğinden yeteri kadar rahat ve güvenli olmadığı gibi görünüşü de güzel değildir ve düzenlenmesi gerekir. Bunun için kova hattı üzerindeki basamak genişlikleri sıkışık bölgede azar azar artırılırken rahat bölgede aynı oranda azaltılır. Merdivenin güzel, rahat, güvenli ve konstrüktif olması amacıyla yapılan bu ayarlamaya merdiven basamaklarının dengelenmesi denir. (Merdiven tasarım kuralları ve ilgili ölçüler)

Geometrik bir yöntemle dengelemesi yapılacak tam dönel bir merdivenin, öncelikle çıkış hattı üzerinde normal basamak genişliği işaretlenmekte ve işaretlenen bu noktalardan merdiven kovasına teğet geçen rıht çizgileri çizilmektedir. Bu yöntemle elde edilecek basamağın; merdiven kovasına yakın olan basamak genişliği artarken, merdiven korkuluğuna yakın olan basamak genişliği daralacak ve basamak genişlikleri dengelenmiş olacaktır.
Bazı döner merdiven çeşitlerinde merdiven dengelendirmesi yapılmadığında, basamak şekillerinde oluşan değişim, yürüyüş ritminin bozulmasına ve iniş çıkışlarda kazalara neden olmaktadır. Bu nedenle dönel ve kısmen dönel merdivenlerde, rahat ve emniyetli bir iniş çıkış sağlamak ve merdiven kovasına yakın basamak genişliğini arttırarak dengeli bir basamak yüzeyi oluşturarak kullanıcıya kullanım rahatlığı sağlamak için, merdiven basamakların dengelenmesi önemli bir konudur.

Merdiven basamak genişlikleri, düz kollu merdivenlerde çıkış ve kova hattı boyunca eşit, yamuk basamaklı merdivenlerde kova hattı boyunca daralmaktadır. Bu durum merdivenlerin özellikle, “birbirinin yanından geçen iki merdiven kolu arasındaki boşluk” olarak tanımlanan kova hattı bölgelerine yakın kısımlarda eğimin birden bire dikleşmesine bağlı olarak güvensiz ve rahat olmayan basamakların oluşmasına sebep olmaktadır.

Buradan hareketle merdivenlerde güvenlik, konfor ve estetik görünümün sağlanması  amacıyla basamak genişliklerinin düzenlenmesi işlemi, merdiven dengelenmesi olarak adlandırılmaktadır.

Basamak genişliklerinden, çıkış hattı boyunca birbirine eşit olması; kova hattı boyunca dar olduğu kısımlarda azar azar arttırılması, geniş olduğu kısımlarda aynı oranda azaltılması yoluyla dengelenmesi beklenmektedir. Buna karşın özellikle dönel merdivenlerde, merdivenin kapladığı alanın en aza indirilebilmesi için merdiven kovaları küçültülmektedir. Buna bağlı olarak kova hattı üzerindeki basamak genişlikleri belirtilen minimum değerlerin altında kalmaktadır. Aksi durumlarda ise kova hattındaki basamak genişliklerini arttırabilecek yöntemler tercih edilmelidir. (Merdivenler, Türleri ve Özellikleri)

Günümüzde merdiven basamaklarının dengelenmesinde mimari yazılımlar tercih edilmekle farklı yöntemler de kullanılmaktadır. Bu yöntemler: orantılı bölme yöntemi, daire yöntemi, açı yöntemi, kaçış çizgisi yöntemi ve trapez yöntemi olmak üzere ele alınmaktadır.

Mimarlar hangi çalışmaları yapar hangi projeleri çizer?

Bir arsaya bina yapılması, eklenmesi, mevcut binanın büyütülmesi için mimari taslak-ön projenin hazırlanması, satın alınacak ya da yatırım yapılacak bir arsaya yapılacak binanın sınır ve özelliklerinin belirtilmesi/raporlanması gibi hizmetler temel olarak mimarların çalışma alanlarıdır.

Mimari proje konusunda Mimarlık Hizmetleri Sözleşmesinde, mimari proje ve mesleki uygulama hizmetleri aşağıdaki şekilde sıralanmıştır;

• Hazırlık ve Ön Etüd Çalışmaları
• Ön Proje Çalışmaları
• Kesin Proje Çalışmaları
• Uygulama Proje Çalışmaları
• Uygulama Projeleri
• Sistem ve Montaj Detayları
• İmalat Detayları

Bu hizmetlerin detaylarına MİMARLAR ODASI MİMARLIK HİZMETLERİ ŞARTNAMESİ VE EN AZ BEDEL TARİFESİ‘nden ulaşabilirsiniz.

Ayrıca mimari tasarım hakkında bilgi almak için “Mimari Tasarım Nedir? Yaratıcı Bir Mimari Nasıl Tasarlanır?” yazımızı inceleyebilirsiniz.

Mimari Proje Çizdirmek için Gerekli Evrak ve Bilgiler

Bir mimara proje çizdirmek için başvurulduğunda bu çalışmaların detayına da bağlı olarak ilgili hizmetin alınabilmesi için arsa, planlanan yapı ve sahiplik durumları gibi çeşitli bilgilerin mimara sağlanması gerekmektedir. Bir mimari projenin çizilebilmesi için gereken temel evraklar ;

• İmar Durum Belgesi-(İmar Çapı),
• Ölçü Krokisi,
• Arsa Aplikasyonu,
• Tapu Kaydı

şeklindedir.  Ayrıca planlanan yapının temel özelliklerini belirleyecek en önemli faktörün bu işe harcanacak bütçe olması sebebiyle, yatırım bütçesinin ve sınırlarının mimara bildirilmesi gereklidir. Ancak ilgili kurumlardan ön onay alınması, diğer proje aşamalarına geçilmesi ve inşaat ruhsatının alınması için sahiplik ve uygunluk ile ilgili hukuki belgeleri de içeren birçok belge gerekmektedir. Bu kapsamlı evraklarla ilgili  “Yapı İnşaat Ruhsatı Almak İçin Gerekli Belgeler” içeriğimizi inceleyebilirsiniz.

Taslak-Ön Proje Aşaması

Gerekli bilgi ve evraklar sağlandıktan sonra mimari taslak-ön proje aşamasına geçilir. Bu aşamada mimarlar, planlanan yapı türü, özellikleri ve tasarım fikirlerine göre çeşitli taslaklar hazırlayıp bu alternatifleri yapı sahibine sunar. Diğer proje müelliflerinin de (İnş. müh, Mak. Müh, Elk. Müh. vb.) görüşü alınıp uygulanacak proje yapı sahibinin onayı ile kararlaştırılır. Ayrıca bu aşamada hazırlanan ön proje ilgili kurumlara (belediye, itfaiye vs.) da incelettirilip kurumlardan ön onay alınır.

Kesin Proje- Uygulama Projesi Aşaması

Taslak projesine karar verilen ve ön onayı alınan projenin uygulama projesine dönüştürülmesi, statik, mekanik, elektrik gibi diğer projelerle paralel şekilde yürütülür. Yapının temel özellikleri ve sınırlarının mimari proje ile belirlenmesi sebebiyle, mimari projenin diğer projelerden bir kaç adım önde ilerlemesi gerekmektedir. Ancak diğer projeler ile ilgili geri bildirimler sonucu mimari projenin sık sık revize edilmesi de gerekecektir. (Örnek mimari ve statik projeler)  Bu çalışmaların tamamlanması ile mimari uygulama projesi netleşip, yapı inşaat ruhsatına başvuru yapılarak imalat aşamasına başlanır. (Mimari Proje Nasıl Okunur? Bölümleri ve Detayları Nelerdir?)

Mimari Proje Çizdirilmesi ve Mimari Hizmetler ile İlgili Sık Sorulan Sorular

Mimari danışmanlık, mimari tasarım hizmeti ile yapı projelendirme süreçlerinin işleyişi ile ilgili sıkça karşılaşılan sorulara ve belirtilmesi gereken hususlara değinmek gerekmektedir.

Mimara danışmak, taslak çizdirmek, arsa ve yapı hakkında bilgi almak ücretli/paralı midir?

Yukarıda bahsedilen çalışmaların tamamı ve bu konulardaki her türlü danışmanlık konuları, avukatlık, doktorluk, mühendislik, kuaförlük ya da finans yönetimi hizmetlerinde olduğu gibi ücrete bağlıdır. Bu konu her ne kadar arsa/yapı sahipleri ya da yatırımcılar tarafından garipsense de, kimi mimar ya da mimari bilgiye sahip kişiler tarafından uygulanmasa da bu hizmetlerin bir bilgi birikimi, deneyim gerektirmesi ve bu süreçte bir emek harcanması, bir bedelinin olması gerekliliği için yeterlidir.

Mimari taslak, ön proje, avan proje, uygulama projesi ve diğer hizmetlerin fiyatları-bedelleri nedir?

Mimari proje bedelleri her yıl belirlenen “Mühendislik Mimarlık Hizmet Bedellerinde Kullanılan Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri”ne göre yenilenmektedir. Hizmet detayı ve yapı bilgilerine bağlı olarak Mimarlar Odası’nın hazırladığı güncel mimari proje bedeli hesaplama aracına şuradan ulaşabilirsiniz; http://www.mimarlarodasi.org.tr/enazbedel/index.cfm

Rastgele bir mimarın kapısını çaldığımda ücret ödeyerek çizim aldığımda onu beğenmezsem ne olacak?

Bir mimardan alınacak hizmetin büyüklüğü ve önemi ile mimar seçimi ile ilgili harcanacak zaman ve emek tabii ki orantılı olmalıdır. İmar yönetmelikleri ya da belediyelerin belirli bölgelerdeki uygulamaları ile ilgili konularda hemen hemen her mimar eşdeğer bilgiler verebilecekken (çoğu doktora başvurulduğundaki gibi), detaylı taslak çizimleri, tasarım fikirleri, özel tasarım konuları (otel, iş merkezi, müze vb.), detaylı görselleştirme çalışmaları vb. hizmetler için (hayati öneme sahip konularda doktorların araştırıldığı gibi) mimarlar ve daha önce yaptığı çalışmalar araştırılmalı, referanslarla görüşülmeli, mimarlarla yüz yüze görüşme yapılıp teklif ve çalışmaları ile ilgili sunum istenmesi gibi yollara gidilebilir.

“Sen çiz ben beğenirsem ücretini ödeyeyim” gibi, araştırarak kendi emek vermek yerine başkasının emeklerini değersiz gören yaklaşımlar ne etik ne de hakkaniyetli olacaktır. Ancak bu, belirtildiği şekilde çalışan mimarların bulunamayacağı anlamına da gelmemektedir. Emeğini değerli görmeyen mimarlar olduğu gibi, “istediğinizi çizdirin beğendiğinizi satın alın” tarzı özel olarak hazırlanmış web siteleriyle bile karşılaşılmaktadır. Fakat, alınacak hizmetin kalitesi ve yapılacak işe mimarın vereceği dikkat ve önemin bu işe ödenen bedel ile orantılı olacağı unutulmamalıdır.

Bir mimara ücretli/ücretsiz taslak/ön proje çizdirdim. Bu projeye başka bir mimar devam edebilir mi? projeyi tamamlayabilir mi?

Tasarım ve fikir eserleri diğer alanlarda olduğu gibi mimari proje konusunda de eser sahibinin hakları, ilgili kanun ve telif hakları ile korunmaktadır. Dolayısıyla uygulanmış ya da uygulanmamış herhangi bir proje ile ilgili her türlü işlem, tasarım sahibinin iznine bağlıdır. Hak sahibinin izni olmadan değiştirilemez, kullanılamaz.

Dalgalı, akışkan, organik formları ustalıkla kullanan Hadid, 1988 yılında MoMA-New York’ta düzenlenen Dekonstrüktivist Mimarlar Sergisi ile mimarlık dünyasına adım atmıştır. O yıllarda inşa edilmiş hiçbir projesi olmayan Hadid, sergide 1983 yılında katıldığı yarışma projesi “The Peak” ile yer bulmuştur. Hong Kong’da Kowloon tepelerinde özel bir sağlık klübü için tasarlanan projede, topoğrafya ve yapı ilişkisine yeni bir yorum getirilmiştir.

Yatay bir gökdeleni andıran tasarım hiçbir zaman inşa edilmemiş olmasına karşın, Zaha Hadid’in mimarlık dünyasına girişinin simgesi olmuştur 1993 yılında, inşa edilen ilk yapısı olan Vitra Yangın İstasyonu’nda parçalanma, soyutlanma, yapısızlık, tekrarlama, kitle üretimi gibi dekonstrüktivizm teknikleri göze çarpmaktadır.

Zaha Hadid Architects’in İç Mimarlık Direktörü olan Kar-HwaHo, Zaha Hadid’in modeller ve çizimlerle denemeler yaparak, sürekli projenin sınırlarını zorlamaya teşvik ettiğini ve eserlerinin Hadid’den ayrı değerlendirilemeyeceğini, ona özgü olduğunu söylemektedir. Küratör Hans Ulricht Obrist, Hadid’in eskiz yaparken yaptığı hataların kendisine yeni şeyler görmesini sağladığını ve bu yüzden eskizi, bir tasarım yöntemi olarak kullandığını açıklamaktadır.

Dünya çapında birçok ikonik işe imza atan Hadid, 2004 yılında Pritzker Ödülünü, 2016’da RIBA (Royal Institute of British Architects) altın madalyasını kazanmıştır. Pritzker ödülünü kazanan ilk ve tek kadın mimar olan Hadid, Forbes’in “Dünyanın En Güçlü Kadınları” listesinde yer almıştır

Dinamik temsil araçlarının binalarda kullanılması gerektiğine inanan Zaha Hadid, karmaşık geometrileri birbirine bağlamakta konstrüktivizm ilkelerinden yararlanmıştır. MoMA sergisinden sonra, çok sayıda proje siparişi alan mimarın, kullandığı formları sadeleştirdiği bilinmektedir. 1980 sonrasında inşa edilen birçok yapısında pruva formunu kullandığı görülmektedir. İlk yapılarında kullandığı keskin köşeler, farklı açılar ve asimetrik düzlemler ile beklenmedik mekânlar yaratan Hadid’in son projelerinde geometrik formları azalttığı, organik formlara yöneldiği dikkat çekmektedir

Zaha Hadid gerek yapım gerek dijital teknoloji ve olanaklarını tasarımlarında sonuna kadar kullanmaktadır. Autodesk Maya, 3ds Max, Revit gibi üç boyutlu modelleme programları ile Zaha Hadid’in projelerinde kullandığı formlar değişebilmiş, parametrik tasarımlarının hayata geçirilmesinde etkili olmuştur. Teknolojide yaşanan devrim Hadid’e yer çekimine karşı koyan yapılar tasarlayabilme imkânı vermiştir.

Zaha Hadid’in tasarımlarında mekânların yatay olarak genişletilmeye çalışıldığı, yatay bir gökdelen formunun mimarlık dünyasına kazandırıldığı göze çarpmaktadır. İlkesel olarak yatay gelişen mimarinin daha az ikonik karaktere sahip olacağı düşünülse de Hadid’in elinden çıkan bu yeni form, 21.yüzyıl mimarlık ortamına sayısız ikonik karakterli proje kazandırmıştır. Hadid’in mimarisi, arazide ortaya çıkan kuvvetlerin serbest bırakılmasına dayanmaktadır

Zaha Hadid, mimarlık dışında birçok alanda sahip olduğu tasarım yeteneğini sergilemiştir. Endüstriyel tasarım, şehir planlama, iç mekân tasarımı gibi alanlarda da ikonik işlere imza atan Hadid’in bu alanlarda da malzemenin sınırlarını zorladığı, alışılagelmedik formları hayatımıza soktuğu görülmektedir. Küresel tanınırlığı olan birçok markayla iş birliği yapmayı benimsemiş, bu markaların reklam yüzü olarak kullanılmak, kendi markasını daha da tanınır kılmıştır.

Mimarlığın solo bir hareket olmadığını, dünyayı etkileyen işlerinin arkasında mükemmel bir takım çalışması olduğunu söyleyen Zaha Hadid’in Londra ve Pekin ofislerinde, 55 farklı ulustan 400 personel çalışmaktadır. Uzun yıllar boyunca kuruluş ofisleri olan Londra’dan hizmet veren ofis, yakın zamanda Pekin şubesini açmıştır ve açılışından bugüne kadar dünyanın farklı bölgelerindeki 44 ülkeye 950 farklı proje tasarlamıştır.

Dünyaca ünlü diğer mimarlık ofislerinden farklı olarak Zaha Hadid Architects’in sadece Londra ve Pekin’de ofisi bulunmaktadır. İncelenen diğer küresel marka mimarlık ofislerinin aksine ofis sayısını arttırmayan Zaha Hadid Architects‘in, dünya çapında çok fazla uluslararası projeye sahip olması küresel şirketler tarafından öncelikli olarak tercih edilen bir mimarlık markası olduğu göstermektedir. Zaha Hadid’in yaratmış olduğu marka değeri, bu çekimi açıklamaktadır.

Kaynaklar;
Zaha Hadid Architects- https://www.zaha-hadid.com/
Emine OĞUZ-KÜRESELLEŞME MİMARLIK İLİŞKİSİ VE UZAKDOĞU UYGULAMALARI
DUYGU MERVE BULUT-PATRIK SCHUMACHER’İN PARAMETRİSİZM MANİFESTOSUNUN ZAHA HADID ESERLERİ ÜZERİNDEN İRDELENMESİ

Sünme ancak basınç gerilmeleri oluşturan kalıcı yükler altında meydana gelir. (Beton Basınç Dayanımları ve Dayanımları Etkileyen Faktörler) Eğer iki özdeş numuneden birisi yüklenmeden, diğeri kalıcı bir yük altında saklanır ve bu numunelerde belli bir zaman süresi içinde oluşan birim kısalmalar ölçülürse, sünme deformasyonu yüklenmiş numune deformasyonundan yüklenmemiş numunenin deformasyonu çıkarılarak hesaplanabilir. [1]

1. Sünme Bileşenleri

Sünme davranışının fiziksel olarak daha iyi anlaşılabilmesi için sünme şekil değiştirmesi birçok bileşene ayrılarak incelenebilir.

Elastik ve plastik sünme bileşenleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Sürekli olarak uygulanan σ0 gerilmesi etkisiyle sünme azalan bir şekilde artmaktadır. Gerilme t1 anında kaldırıldığında, sünme şekil değiştirmesinde ani bir değişimden ziyade zamanla gözlenen yavaş bir azalma gözlemlenir. Sünme şekil değiştirmesinin büyük bir kısmı plastik karakterdeyken bir kısmı elastik karakterdedir.

Sünme şekil değiştirmesinin geçici olarak kabul edilen elastik kısmı gecikmiş elastik şekil değiştirme olarak adlandırılmaktadır ve εd(t) ile gösterilmektedir. Uzun süreden beri yüklü tutulan bir beton numunesinden yük kaldırılırsa ortaya çıkacak gecikmiş elastik şekil değiştirme toplam elastik şekil değiştirmenin %50’sini oluştururken toplam sünme şekil değiştirmesinin %10 ila %30’una denk gelmektedir. Her ne kadar yük kaldırıldıktan sonra gözlemlense de yük altında geçen süre boyunca da aynı büyüklüğe sahip olduğu ve yüklemeden hemen sonraki zaman aralığında hızlı bir şekilde arttığı düşünülmektedir bu durum gecikmiş elastik şekil değiştirmesi için geçerlidir. Rüsch’e göre gecikmiş elastik şekil değiştirme eğrisinin şekli numune yaşından, boyutlarından ve beton karışımından bağımsızdır [2].

Büyük bir kısmı plastik karakterde olan sünme şekil değiştirmesi, yayılma olarak tanımlanır ve εf(t) ile gösterilmektedir. Bundan dolayı herhangi bir t andaki sünme şekil değiştirmesi aşağıdaki denklem ile gösterilir.

εc(t) = εd(t)+ εf(t)

Sünmenin yayılma bileşenini alt gruplara ayırmak için yüklemeden sonraki ilk 24 saatte görülen hızlı ilk yayılma olarak tanımlanmıştır ve εfi(t) ile gösterilmiştir. Hızlı ilk yayılma kalıcı şekil değiştirmeler doğmasına sebep olurken büyük ölçüde ilk yükleme anındaki beton yaşına bağlı olmaktadır. εfi(t) değeri o kadar büyük olur eğer numune ne kadar erken yüklenirse. Yüklemeden bir gün sonra görülmeye başlanan ve yavaş bir şekilde gelişen yayılma şekil değiştirme bileşeni ortamın bağıl nemine bağlı olup kendi içerisinde basit yayılma bileşeni, εfb(t) ve kuruma yayılma
bileşeni εfd(t) olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Kuruma yayılması, kuruyan bir ortamda yüklü olan numunede görülmesi mümkün kalıcı sünme şekil değiştirmesidir.

εc(t) = εd(t)+ εfi(t)+εfb(t)+εfd(t)

Sünme bileşenleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

εfb(t) Basit yayılma bileşeni, beton dayanımına, agrega türüne, miktarına, büyüklüğüne ve yükleme anındaki beton yaşına bağlıdır. εfd(t) Kuruma yayılma bileşeni ise numune şekli, boyutlarına ve nem miktarına bağlıdır. Beton Neden Çatlar? Beton Çatlakları – Çatlak Çeşitleri)

2. Yaş Etkisi

Sünme şekil değiştirmesinin bileşenleri, ilk yükleme anında betonun yaşında olduğu gibi bir dereceye kadar hidratasyon derecesinden etkilenirler. Bu bileşenlerden en çok etkilenenler, hızlı ilk yayılma εfi ve basit yayılma εfb‘dir.

Aynı özelliklere sahip fakat t0, t1 ve t2 gibi farklı zamanlarda yüklenen numunelerde gözlenen sünme davranışının zamana bağlı değişimi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

εc∗(), t0, t1 ve t2 farklı zamanlarda meydana gelen sünme şekil değiştirmesidir. İlk olarak t anında uygulanan ve uygulanmasına devam edilen bir yük etkisiyle t anında ölçülen sünme şekil değiştirmesi εc(t,τ) ile gösterilmektedir. Yaş etkisi, zamanla birlikte değişen gerilme geçmişi altında sünme şekil değiştirmelerinin tahmin edilmesini zorlaştıran bir etmendir.

3. Sünme Katsayısı

Devamlı olarak sabit gerilme altında tutulan bir numunenin herhangi bir t anındaki sünme şekil değiştirmesinin ani şekil değiştirmesine oranı sünme katsayısı olarak tanımlanır ve Φ(t,τ) olarak gösterilmiştir.

Sünme katsayısının büyüklüğü ilk yükleme anındaki beton yaşına bağlı olduğu gibi sünme şekil değiştirmesinin ilk yükleme anındaki de buna bağlıdır.

Sünme ve ani şekil değiştirme bileşenleri gerilmeyle orantılı olduğundan Φ(t,τ) sadece zamana bağlı bir fonksiyondur ve uygulanan gerilmeden bağımsızdır. Φ*(t,τ) ile gösterilen zaman sonsuza yaklaştıkça sünme katsayısı da belirli bir son değere ulaşır ve bu da son sünme katsayısı olarak tanımlanmaktadır. Bu ulaşılan son değer betonun sünme kapasitesinin ifade edilmesinde kullanılan bir büyüklüktür. Sünme katsayısının da bilindiği düşünülerek herhangi bir t anında hızlı bir şekilde sünme şekil değiştirmesine ulaşmak mümkündür bu da denklemaşağıdaki yardımıyla gösterilmiştir.

Φ(t,τ)=εc(t,τ) /ε0(τ)

Burada Φ(t,τ), sünme katsayısına gösterirken, εc(t,τ), sünme şekil değiştirmesi ve ε0(τ)  ani şekil değiştirmesine göstermektedir.

4. Süperpozisyon Prensibi

Süperpozisyon prensibi, betonarmedeki yüke bağlı olan şekil değiştirmeler gerilmeyle benzer olduğundan zamanla değişen gerilme altındaki yer değiştirmeleri tahmin edebilmek amacıyla süperpozisyon prensibinden yararlanmaktadır. İlk olarak McHenry tarafından süperpozisyon prensibinin betonarme uygulanması yapılmış olup bu prensip, τ1 anında uygulanan bir gerilme artımının etkisiyle ortaya çıkan şekil değiştirmenin diğer zamanlarda uygulanan gerilmelerden bağımsız olduğu düşüncesine dayanmaktadır. [3]

Beton Dayanım Deneyleri

Kaynaklar;
[1] Uğur ERSOY, Güney ÖZCEBE, Erdem CANBAY-Betonarme Davranış ve Hesap İlkeleri[2] ACI 435R – 95 (1995). Control of Deflections in Concrete Structures. ACI Committee 435: American Concrete Institute.
[3] Gilbert, R. (1988). Time effects in concrete structures. Amsterdam: Elsevier Science publishers B.V.
[4] Amanullah ZAMANİ-BETONARME YÜKSEK BİR BİNANIN ZAMANA BAĞLI DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Zeminlerin elastik davranışı ile ilgili bilinen ilk önemli çalışma 1867 yılında Emil Winkler tarafından yapılmış ve kendi adının verildiği Winkler zemin modelini oluşturmuştur. Bu model zemin özelliklerini basit bir yaklaşım ile tanımlamasından dolayı, kiriş, kolon ve plak problemlerinde araştırmacılar tarafından oldukça tercih edilen bir model olmuş ve geniş uygulama alanlarına ulaşmıştır.

V(x) aşağı yönde yer değiştirme miktarı ve q(x) zemin kaynaklı taban basıncı olarak ifade edilirse, zemin yatak katsayısı değeri aşağıdaki şekilde elde edilebilir.

q(x)= kV(x)

Winkler zemin modelinde taban basıncına maruz kalan her bir yay sadece kendisi etkilenmekte ve bu yükü komşu yaylara yansıtmamaktadır. Bu ifade zeminin süreksiz olarak kabul edildiği anlamına gelmektedir. Bu sebeple birçok araştırmacı winkler zemin modelinin gerçek zemin için kayma gerilmesi değerlerini dikkate almamasından dolayı yeni modeller için çalışmalar yapmışlardır. Buna ek olarak, winkler zemin modeli küçük yer değiştirme değerleri için uygulanması daha doğru değerler verecektir. Modele göre zemin tabakası kalınlığı, zemin yatak katsayısı (k) değerini etkilemektedir. Burada yatak katsayısı değerinin zemin kaynaklı tepkiden bağımsız olduğu bilinmelidir. Ayrıca Winkler modeli bir tek bu k katsayısı üzerinden oluştuğu için bu modelin diğer bir adı tek parametreli zemin modelidir. Bu yay katsayısı sabit ve değişken değerler alabilmektedir.

İlk başlarda sadece demiryolu hesaplamalarında bu modelden yararlanılmış daha sonra birçok alanda yaygın olarak uygulama alanı bulmuştur. Winkler zemin modelinin tercih edildiği alanlar;

• Yapı temelleri
• Kazıklar
• Karayolları
• Demiryolu inşaatı
• Gemi kabukları

Elastik zemin üzerine oturan kirişlerde yaygın olarak tercih edilmesinin nedeni öteki modellerden sayısal işlem bakımından daha yalın olmasından kaynaklanmaktadır. Bu zemin modelinde, zeminin elastik olduğu ve birbirini etkilemeyen sonsuz sayıdaki yan yana yaydan oluştuğu kabul edilmektedir. Bu yayların, üzerilerine gelen yük kadar, sadece düşey yönde sıkıştıkları ve bitişikteki diğer yayların birbirlerini etkilemedikleri kabul edilmektedir. Bu da  sadece yükün etki ettiği yayın deplasman yaptığı, diğer yayların bu yükten etkilenmediği anlamına gelmektedir.  Böylelikle zemin tamamen süreksiz bir ortam olarak kabul edilir. Ayrıca bu yay katsayısının zemin sınıfına, temel boyutuna göre değişiklik göstermesi modelin sahip olduğu bir diğer olumsuz özelliktir. Zeminin kesmesi göz ardı edilir. Bu da yer değiştirmelerin sadece düşey yönde olmasından kaynaklıdır.

Yukarıda sürekli çizgiler yayların birbirini etkilemediği winkler zemin modelini, kesikli çizgiler ise yaylar arasında etkileşim olan davranışı temsil etmektedir.

1. Uzay Kafes Sistemler Nerelerde Kullanılır?

Uzay kafes sistemlerin kullanım alanları oldukça geniştir. Bu sistemlerin en çok kullanıldığı alanlar sanayi tesisleri, uçak hangarları, spor salonları, depolar, fabrikalar, stadyumlar ve opera binaları olarak sıralanabilir. Birbiriyle düğüm noktalarından bağlı çubuk elemanlarından kurulu düzenler olan uzay kafes sistemler, tek veya çok katlı, düzlem veya eğrisel yüzeyler şeklinde oluşturulabilirler.

Uzay kafes sistemlerin geçilebileceği açıklıklar 20m- 120m arasında değişmektedir.

Bu sistemler farklı birimlerin (Modül) bir araya gelmesiyle oluşur. Bu birimler bazen küp, dodekahedron, ikosahedron, ikosidodekahedron, tetrahedron ve piramitler şeklindedir. Temel birimlerin özellikleri yüz sayısı, kenar sayısı ve köşe sayısına göre değişkenlik göstermektedir. Örneğin; dodekahedron, üç boyutlu bir form olarak 12 yüzü, 30 kenarı ve 20 köşesi varken, ikosahedron üçgen şeklinde olup 20 yüzü, 30 kenarı ve 12 köşesi vardır.

2. Uzay Kafes Sistemlerin Çeşitleri

Uzay kafes sistemler, en yaygın kullanılan uzaysal yapı sistemleridir. Bu yapı sistemlerine ait farklı sınıflandırmalar mevcut olabilir. Aşağıda, çalıştığı yön sayısı ve oluştuğu tabaka sayısına göre kategorilere ayrılmıştır.

2.1. Izgara Sistemlerin Paternlerine Göre Sınıflandırılması

Uzay kafes sistemler ızgara tipi yapılardır. Bu ızgara yapıları farklı şekillerde olabilmektedir. Uzay kafes sistemler, düğüm noktalarında kesişen elemanların iki, üç veya dört yönde çalışıyor olmalarına bağlı olarak; iki, üç veya dört yönde çalışan sistemler olarak kategorilere ayrılabilmektedir.

2.2. Tek, Çift ve Üç Katlı Uzay Kafes Sistemler

Uzay kafes sistemlerin ilk uygulamaları tek katlı uzay kafes sistemler olarak kullanılmıştır. Daha sonra geniş açıklıkların geçilebilmesi için bir araya getirilen ızgaraların birbiriyle rijit bir şekilde birleştirilmesiyle çift katlı sistemler geliştirilmiştir. Izgara yapısının en önemli özelliği yükün çok yönlü aktarılmasıdır. Tek katlı uzay kafes sistemlerde rijit birleşim uygulanırken çift katlı uzay kafes sistemler mafsallı birleşimli olabilirler. Ayrıca, tek katlı uzay kafes sistemler tek veya çift eğrilikli olmak zorundadır. Örneğin, tonoz veya kubbe tipi yapılar. Fakat açıklık çok küçük olduğunda aşağıda gösterildiği gibi düzlemsel tek katlı uzay kafes sistemler kullanılabilir.

Çift katlı uzay kafes sistemler bugüne kadar en yaygın olarak kullanılan uzay kafes sistemleridir. Bu sistemlerin yapısal derinliği açıklığı ile artar. Böylece, çok geniş açıklıklar için diyagonal çapraz elemanların uzunluğu da artmaktadır. Daha geniş açıklıklar için üç katlı uzay kafes sistemler uygun çözüm olabilmektedir. Nötr bir yüzeyde bulunan orta tabaka, çok az yapısal fonksiyona sahiptir veya hiç işlev göstermez. Ancak, çapraz elemanların uzunluğunu azaltır ve bu şekilde daha hafif kesitler kullanılabilir. Bunların yanı sıra, özel durumlarda çok katlı uzay kafes sistemler kullanılabilir.

2.2.1. Çift Katlı Uzay Kafes Sistemler

Çift katlı uzay kafes sistemler, çatı yapımında sıklıkla kullanıldığı için özel bir öneme sahiptir. Çeşitli ülkelerde çok katlı binaların çatı inşasında başarılı bir şekilde uygulanmıştır.

Bu sistemler, birbirine paralel üst ve alt olarak iki düzlemsel ızgara tabakasından ve bunları bağlayan çapraz elemanlardan oluşmaktadır. Çift katlı uzay kafes sistemlerin alt ve üst yatay eleman kümeleri aynı veya farklı dikey düzlemlerde oluşturulabilirler. Bu sistemleri oluşturan her bir alt yatay eleman kümesi, üstteki yatay elemanların altında aynı dikey düzlemde olabildiği gibi, farklı dikey düzlemlerde de olabilirler. Aşağıda düzlemsel çift katlı uzay kafes modeli gösterilmiştir.

Piyasada çeşitli tiplerde çift katlı uzay kafes sistemler mevcuttur ve bunların popülerliği her geçen yıl artmaktadır. Bu sistemler genel olarak Nodüler (Çubuk- Düğüm Sistemler) ve Modüler olarak sınıflandırılabilir.

2.2.1.1. Çubuk – Düğüm Sistemler

Çubuk-düğüm sistemler, standart küçük parçalar, mafsallar veya bileşenlerden oluşmaktadır. Başka bir deyişle, çubuk- düğüm sistemler, çubuk elemanları ve düğüm noktası bileşenlerinden oluşan sistemlerdir. En yaygın tipleri Mero sistemi, Triodetic sistemi, Unistrut sistemi, Octatube sistemi, Tuball sistemi ve Nodus sistemleridir.

2.2.1.2. Modüler Sistemler

Modüler sistemler, çeşitli tiplerde ve şekillerde (piramit veya altıgen) prefabrik modüller şeklinde üretilmektedir. Sahada bir araya getirilen modüller, bulonlar yardımıyla birleştirilmektedir. Bu sistemlerde elemanlar yerine prefabrik modüller vardır.
Modüler sistemlerin en yaygın kullanılan tipleri, Space Deck Sistemi ve Unibat Sistemidir. Şekil 2.16 ve 2.17’de bu yapı sistemleri ile ilgi şekiller gösterilmiştir.

Çubuk düğüm ve modüler sistem çeşitleri ile ilgili yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

3. Uzaysal Yapı Sistemlerin Avantajları ve Dezavantajları

Uzaysal yapı sistemlerinin geniş çaptaki popülaritesi, bu yapıların aşağıdaki avantajlarından kaynaklanmaktadır;

1. Hafiftir, yapısal olarak verimli ve optimum malzeme kullanılır.
2. Nitelikli işçi sınıfındaki eksiklik ve maliyetlerinin yüksek olması, prefabrike ve sanayileşmiş yapı biçimlerinin benimsenmesini desteklemiştir. Uzaysal yapı sistemleri fabrikalarda standart boyutlarda ve şekillerde seri olarak üretilen elemanlar ve birleşimlerden oluşmalarından dolayı, sahada kolay ve hızlı bir şekilde çok kalifiye olmayan işçilerle de kolaylıkla ve hızlı bir şekilde montaj edilebilmektedir. Bu nedenle bu tür yapılar mühendisler ve mimarlar tarafından giderek daha fazla tavsiye edilmektedir.
3. Bileşenlerin küçük boyutları nedeniyle taşıma işlemleri yürütmek ve bu yapıları kurmak geleneksel inşaat metotları ile kolay bir şekilde mümkün olmaktadır. Bu sayede inşaat süresinde tasarruf sağlanmaktadır (Fabrikada üretildikleri için hızlı üretim teknikleriyle üretilebiliyor, sahaya taşınabiliyor ve kolayca kurulabilmektedirler).
4. Uzaysal yapı sistemlerinin ağ yapısıdan dolayı bu sistemler hafiftir. Örneğin, 40m çaplı bir metal kubbenin birim yüzey alanı için kendiliğinden gelen ağırlık, aynı çaptaki beton kubbenin ağırlığından 15 mertebe daha hafiftir. Bu ağırlık kaybı, hiçbir rijitlik kaybı yaşanmadan elde edilen bir avantajdır.
5. Bileşenlerin küçük boyutları nedeniyle taşıma işlemleri yürütmek ve bu yapıları kurmak geleneksel inşaat metotları ile kolay bir şekilde mümkün olmaktadır. Bu sayede inşaat süresinde tasarruf sağlanmaktadır (fabrikada üretildikleri için hızlı üretim teknikleriyle üretilebiliyor, sahaya taşınabiliyor ve kolayca kurulabiliyor).
6. Uzaysal yapı sistemlerin sahip oldukları geometri, mimarlara ve mühendislere farklı şekillerde, mimari açıdan hoş görünümlü ve çok cazip yapılar yapma imkânı sunmaktadır.
7. Belirli açıklık/derinlik oranı için büyük bir rijitliğe sahiptirler.
8. Kolonların yerleşimi ve konumlandırılmasında daha fazla esnekliğe sahiptirler. Bazı yapısal bütünlüğüne zarar vermeden pozisyonlarının değişmesi mümkündür.
9. Çok katlı uzay kafes sistemlerde tavan elemanların içinden elektrik, su, mekanik tesisatları, klima kanalları geçirilebilmektedir.
10. Uzaysal yapı sistemleri büyük rijitliklere sahip olduklarından sehimler oldukça azdır. Uzaysal yapı sistemleri, avantajlarının yanında aynı zamanda birkaç dezavantaja sahiptir; Uzay kafes sistemleri imalat ve montaj aşamalarında oluşabilecek küçük kusurlara karşı çok hassas sistemlerdir. Bu kusurlar yapının yük taşıma performansını olumsuz şekilde etkilemektedir.

Uzaysal yapı sistemleri, avantajlarının yanında aynı zamanda birkaç dezavantaja sahiptir;

1. Uzay kafes sistemleri imalat ve montaj aşamalarında oluşabilecek küçük kusurlara karşı çok hassas sistemlerdir. Bu kusurlar yapının yük taşıma performansını olumsuz şekilde etkilemektedir.
2. Uzay kafes sistemler kısa açıklıklarda kullanılması durumunda diğer sistemlere göre daha maliyetli olabilmektedir.
3. Elemanların birleşim karmaşıklığı ve sayısının fazlalığı nedeniyle sistemin montaj süresi bazen uzayabilmektedir.
4. Geniş açıklıklı ve çok sayıda uzay kafes sistem elemanlarını yangına karşı korumak ekonomik olmadığından genellikle yangın dayanımı gerektirmeyen yapılarda ve yerler tercih edilmektedir.
5. Genellikle çelikten üretilen uzay kafes sistem elemanlarının korozyona karşı dayanımı oldukça azdır. Korozyonu önlemek için, boyama, fırınlama, galvanizleme gibi işlemlerin kullanılması maliyeti arttırıcı etki yapmaktadır

Kaynaklar:
Mojibullah NOORİ-RASTGELE DAĞITILLMIŞ ELEMAN BAŞLANGIÇ EĞRİLİK KUSURLARININ DÜZLEMSEL ÇİFT KATLI UZAY KAFES SİSTEMLERİN YÜK TAŞIMA KAPASİTELERİNE ETKİSİ
Uğur KARABULUT-GENİŞ AÇIKLIKLI UZAY KAFES SİSTEMLERİN İLGİLİ TÜRK VE AVRUPA STANDARTLARI UYARINCA KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ
Subramanian, N. (Narayanan) 1999. Principles of space structures. New Delhi, İndia
Yadollahi, M. M., Gül, R., Polat, R., Yadollahi, B. M., Gül, M. S. 2011. The Effect of Initial Geometric Imperfection on the Load Bearing Capacity of Double Layer Barrel Vault Space Structures. 3rd ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering,

Eşdeğer deprem yükü yöntemi, yüksekliği fazla olmayan binalarda gözönüne alınan deprem doğrultusunda bina dinamik davranışının taşıyıcı sistemin hakim titreşim modundaki davranışı ile temsil edilebileceği ve bu modun şeklinin yaklaşık ters üçgen olarak kabul edilebileceği esasına dayanan hesap yöntemidir.

Eşdeğer deprem yükü yöntemi, sadece birinci modun etkisinin gözönüne alındığı dinamik analiz yöntemi olarak da kabul edilebilir. Sadece birinci modun dikkate alınması, 1. modun kütle katılım oranının yüksek olup temel mod olması sebebiyledir. Fakat 1. modun kütle katılım oranının yüksek olması, tabii ki her durumda eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanabileceği anlamına gelmemektedir. Bu yöntemin uygulanabilirliği çeşitli faktörlere bağlıdır. Bu faktörleri, sebep ve amaçları ile ilgili aşağıda açıklamaya çalışalım. Ardından da eşdeğer deprem yükü yöntemi ile bir örnek çözelim.

2. Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi Hangi Yapılarda, Ne Zaman Uygulanabilir?

Eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulanabileceği binalar TBDY Tablo 4.4’te aşağıdaki şekilde belirtilmiştir.

Buradaki koşullar, eşdeğer deprem yükü yönteminin temel kabulleri ve uygulanması ile ilişkilidir. Bu yöntemin uygulanabilmesi için 1. mod şeklinin aşağıdaki şekilde görülen tipik 1. mod’a benzer şekilde olması gerekmektedir.

Modal analizde katlara etkiyen kuvvetler mod şekilleri ile Fi=Vbi* mi*φ_i1/∑ mi*φ_n1 ile belirlenirken eşdeğer deprem yükü yönteminde birinci modun mod vektörlerinin (φ_i1 ve φ_N1)yerine kat yükseklikleri kullanılır.  Fi=Vbi* mi*h_i1/∑ mi*h_n1

Mod şekillerinin kat yüksekliği ile ilişkisini aşağıdaki örnek şekildeki 1. moddan görebilirsiniz.

Bina türü yapılarda ilk modun yapısı gereği pozitif tanımlı olması sebebiyle şekildeki diğer mod şekilleri 1. modda oluşmaz, fakat 1. moddaki doğrusallık bozulabilir. Uygulama yönteminin sınırlanmasındaki noktalardan bir tanesi bu doğrusallığın bozulmamasıdır.

Örneğin  yöntemin tanımında da geçen “bu modun şeklinin yaklaşık ters üçgen olarak kabul edilebileceği” durumunun geçerli olabilmesi içi, bu 1. mod şeklinin doğrusala yakın olması gerekmektedir. TBDY2018 Tablo 4.4 de bahsedilen B2 türü düzensiliğin olmadığı binalar koşulu işte bu durum ile alakaldır. Bilindiği üzere B2 tipi düzensizlik katlar arası rijitlik değişiminin belirli sınırlar içersinde kalması koşuludur. Katlar arası ani rijitlik değişimi bu doğrusallığı (doğrusala yakınlığı) bozacağından, b2 düzensizliği bulunan (kısa olmayan) yapılarda eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanması yanlış olacaktır ve yönetmelikle bu koşul ile bu durumun önüne geçilmektedir.

Bir diğer kıstas da yapının nbi burulma düzensizliği katsayısının 2’den büyük olması durumudur. A1 burulma düzensizliği için sınır 1,2 iken, görüldüğü üzere eşdeğer deprem yükü yöntemi için bu sınır daha büyüktür. Yani A1 düzensizliği TBDY2018’e göre eşdeğer deprem yükü yönteminin kullanılmasına (nbi≤2 olduğu sürece) engel değildir. Ancak nbi 1,2-2 arasında bir değer olduğunda yönetmelik ek bir tedbir belirtmektedir. Bu tedbirden önce hatırlanması gereken bir durumun üstünden geçmek gerekir. Yapının modellenmesi ve analizi sonucu burulma olmasa dahi, yapılardaki belirsizliklerden dolayı bir miktar burulma davranışı TBDY 4.5.10 maddesi ile göz önüne alınmaktadır.

4.5.10.1 – Deprem yer hareketinin binaya etkisinde ve taşıyıcı sistemin rijitlik ve kütle dağılımındaki olası belirsizlikleri gözönüne almak üzere ek dışmerkezlik etkisi tanımlanmıştır.

Bu maddeye göre deprem yüklerinin kat kütle merkezlerinin yanı sıra bu merkezlerin belirli oranda kaydırılarak ortaya çıkabilecek burulma momenti ve dönme yerdeğiştirmeleri göz önüne alınmaya çalışılır. 4.5.10.2-c maddesine göre eşdeğer deprem yükü yöntemi için kolaylık tanınmış ve bu kaydırma işlemi yerine kütle merkezine Fxe*e kadar (e=%5), yani kat eşdeğer deprem kuvvetinin 0,05 ile çarpımı kadar ek burulma momenti uygulanması uygun görülmüştür. nbi’nin 1,2 ile 2 arasında bir değer olması durumunda da buradaki %5 değeri, bir katsayı ile artırılacaktır. (TBDY 4.7.4). Bu katsayı;

Dbi=(nbi/1,2)² ile hesaplanacaktır. ( Formül 4.29)

Eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulanabilirliği konusunda en önemli faktör ise yapı yüksekliğidir. Bu sınır koşuluna girmeden önce de açıklanması gereken bir husus bulunmaktadır. Eşdeğer deprem yükünün 1. modu dikkate alması sebebiyle, diğer modların etkileri, bina tepe noktasına ΔFNe=0,0075N.Vte (Formül 4.22) kuvveti etkitilerek karşılanmaktadır. (TBDY 4.7.2) Bilindiği üzere toplam bina yüksekliği arttıkça, yüksek modların etkileri daha belirgin hale gelmektedir. Burada etkitilen ΔFNe bu etkiler için yeterli olamayacağı ve bu modların kayda değer etkileri bulunması durumunda eşdeğer deprem yükü yöntemi uygulanamamaktadır. Bu sınır da deprem tasarım sınıfları ve bina yükseklik sınıflarına göre yukarıda da paylaşılan Tablo 4.4’te belirlenmiştir.

3. Eşdeğer Deprem Yükü Formülü ve Hesabı

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde eşdeğer deprem yükü formülü;

olarak verilmiştir.

Buradaki x’ler her bir yön için (x ve y) ayrı ayrı hesaplanması gerekliliğinin vurgulanması içindir.

V_tE= Eşdeğer deprem yükü (taban kesme kuvveti),

m_t=Toplam bina kütlesi,

S_ar(T_p)= Hakim doğal titreşim periyoduna bağlı olarak spektrumdan okunan azaltılmış spektral ivme,

I=Bina önem katsayısı

S_DS= Kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı

3.1. Hakim Titreşim Periyodu Nasıl Hesaplanır?

Bina hakim titreşim modu x ve y yönleri için ayrı ayrı aşağıdaki formülle hesaplanır.

Burada,

mi=i. katın kütlesi,

dfi= Fiktif yük ile oluşan deplasman,

Ffi=i. kata etkiyen fiktif yüktür.

Yukarıdaki formül ile hesaplanan hakim periyot değeri, ampirik formülle hesaplanan periyot değerinin 1.4 katından büyük olmayacaktır. Bu formül ise;

Tpa=Ct.Hn^3/4’tür.

Ct değerleri; betonarme çerçeveler için 0,1, çelik binalar için 0,08, diğer binalar için ise 0,07 dir. Deprem etkilerinin tamamının perdeler tarafından karşılandığı durum için ise TBDY 4.28a ve 4.28b formülleri geçerlidir.

Bu formüller ve formülde geçen parametreler, aşağıda yapacağımız eşdeğer deprem yükü yöntemi örneğinde daha iyi anlaşılacaktır.

4. TBDY2018’e göre Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi Hesap Örneği

Eşdeğer deprem yükü yönteminin anlaşılması için Excel ve Sap2000 programlarını kullanarak basit bir örnek çözelim. Bunun için aşağıdaki şekildeki gibi 4 katlı tek açıklıklı bir çerçeve tanımlayalım. (İnşaat mühendislerinin bilmesi gereken programlar yazımızda bu programların öneminden bahsetmiştik, buradan ulaşabilirsiniz.)

4.1. Kat Kütlelerinin Tanımlanması

Eşdeğer deprem yükü analizi için öncelikle bize kat kütleleri gerekmektedir.  Bunun için de örneğin kirişlere 10 Kn/m hareketli ve 20 Kn/m zati yük ekliyoruz. (Hareketli ve Sabit Yükler) Elle hesap kolaylığı olması açısından da kiriş ve kolonların zati ağırlıklarını ihmal edelim. Çerçeve iki yönde de 6 metre açıklıklara sahip olduğundan her katta 6×4=24m toplam kiriş bulunmaktadır. TBDY 4.5.9.2 uyarınca kat kütleleri mi=wgi+nwqi şeklinde tanımlanmaktadır. Tablo 4.3’ten n değerini konut için 0,3 olarak okunur ve her katın kütlelerini

şeklinde bulunur. Bu değerlerin programda da aynı olduğunu kolonlardaki eksenel kuvvetlerden görülebilir.

136,12*2+139,88*2=552 kN

4.2. Fiktif Yükleme

Kütlelerden sonra öncelikle amaç hakim titreşim periyodunu bulmaktır. Bunun için fiktif yükleme altında kat deplasmanlarına ihtiyaç vardır. Rastgele bir değer olarak 100kN taban kesme kuvveti bulunduğunu varsayıp katlara etkiyen fiktif kesme kuvvetler aşağıdaki şekilde hesaplanabilir.

(Bu tablolara aşağıda hesap sonunda Excel formatında ulaşabilirsiniz.)

Katlara etkiyen ve toplamı 100 kN olan bu fiktif yükleri aşağıdaki şekilde yapımızın kütle merkezlerine her iki yönde de etkiterek kat yer değiştirmelerini Sap2000 programı yardımıyla hesaplayalım. (dix ve diy)

4.3. Hakim Titreşim Periyodu Hesabı

Bu yüklemeler altında analiz yapıp yerdeğiştirmeleri ve 4.26 formülünden hakim periyot aşağıdaki şekilde bulunur.

Bu değerler ampirik formül olan Tpa=Ct.Hn^3/4 (TBDY 4.27) ile karşılaştırılmalıdır. Betonarme yapı için Ct değerini 0,1 alınarak Tp(ampirik)= 0,1×12^(3/4)=0,645 sn olarak bulunur.

0,782 ve 0,772 sn değerleri 0,645 * 1,4=0,9 sn değerinden küçük olduğu için hakim periyotlar olduğu şekilde, yani x yönü için 0, 782174 sn, y yönü için 0,772322 sn olarak kabul edilebilir.

4.4. Tasarım Spektrumunun Bulunması

Periyot değerleri elde edildikten sonra spektral ivme değerinin okunabilmesi için tasarım spektrumunun elde edilmesi gerekmektedir. Bilindiği üzere bu spektrum, yapının bulunduğu konum, zemin özellikleri ve deprem düzeyine göre Türkiye Deprem Tehlike Haritasından elde edilir. Örnek yapının Sds değerini 0,713, Sd1 değerini 0,203 olarak aldığımızı kabul edelim. Bu durumda Deprem Tasarım Sınıfını DTS=2 ve Bina Yükseklik Sınıfını da, BYS=6 olarak alabiliriz.

Tasarım spektrumundan görebileceğimiz şekilde, yapı periyotları 0,77 ve 0,78 sn değerleri Tb-TL arasındadır.

4.5. Azaltılmış Spektral İvme Hesabı

Amacın aşağıdaki formül ile her iki yön için eşdeğer deprem yükünü elde etmek olduğunu tekrar hatırlayalım.

Burada S_ar(T_p) (azaltılmış spektral ivme) değerine ihtiyaç duyulmaktadır. TBDY 2018 formül 2.8’e göre

S_ar(T_p) = S_ae(T) / R_a(T) 

şeklinde hesaplanmaktadır.

S_ae(T)= Yatay elastik tasarım spektral ivmesi,

R_a(T) = Deprem yükü azaltma katsayısı,

S_ae(T) değeri TBDY 2.2 denkleminden Tb≤T≤Tl için Sd1/T şeklinde hesaplanmaktadır. Bu durumda;

olacaktır.

R_a(T) ise TBDY 4.2.1.2 maddesinde belirtildiği üzere T>Tb için R/I şeklinde hesaplanmaktadır. Burada R= taşıyıcı sistem davranış katsayısı, I ise bina önem katsayısıdır.

R değerini TBDY tablo 4.1’den A11 için 8 üst sınır olarak alınabilir. I değeri ise Tablo 3.1’den konut sınıfı için 1 olarak alınır. Bu durumda her iki yön için de;

R_ax-y(T) = R/I =8/1=8,

S_arx(T_p) = S_aex(T) / R_ax(T)  =0,260/8= 0,032

S_ary(T_p) = S_aey(T) / R_ay(T) =0,263/8= 0,033 olacaktır.

Spektral ivmeler g cinsinden olduğu için bu değerler aşağıda ayrıca 9,81 ile çarpılacaktır.

4.6. Eşdeğer Deprem Taban Kesme Kuvvetinin Bulunması

Vt=mt*Sar(T)>=0,04 mt*I*Sds*g için

Toplam kütle= 225,08 kNs²/m

g=9,81 m/sn²

Vtx= 225,08 x 0,032 x 9,81≥0,04 x 225,08 x 1 x 0,713 x 9,81

71,63 ≥62,97 olduğundan Vtx=71,63 Kn olarak belirlenir.

Vty= 225,08 x 0,032 x 9,81≥0,04 x 225,08 x 1 x 0,713 x 9,81

72,55 ≥62,97 olduğundan Vtx=72,55 Kn olarak belirlenir.

Bu değerler yapımızın x ve y yönlerindeki taban kesme kuvvetleri ve taban eşdeğer deprem yükleridir.

• Vtx=71,63 Kn
• Vty=72,55 Kn

Hesap için kullanılan Excel tablosuna buradan ulaşabilirsiniz.

4.7. Sonuçların Sap2000 Programı ile Kontrolü

Bu değerleri SAP2000 programından kontrol edecek olursak;

Girilen veriler;

Not: Örnekte eleman iç kuvvetleri hesaplanmayacağı için eksantrisite verilmedi.

İlgili yönler toplandığında sonuçlar;

Sap2000 programında yönler ile ilgili detaylı yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Vtx=(24,99+10,86)*2=71,7 kN

Vty=(31,13+5,18)*2=72,62 kN

olarak bulunur ve bu değerler el ile yapılan hesaba oldukça yakındır.

Eşdeğer deprem yükü yöntemi ile ilgili yorum ya da sorularınızı aşağıdaki yorumlar bölümünden iletebilirsiniz.

İnşaat demirinin birim ağırlığı genellikle tablo şeklinde paylaşılır. Bu tabloyu paylaşmadan önce, bu tablonun kullanılmasına gerek duyulmadan, basitçe hesaplama yöntemini paylaşalım.

1 Metre İnşaat Demirini Ağırlığı Hesaplamanın Kısa Yolu

Demirin kg cinsinden birim ağırlığı= 0,00617xD² şeklinde hesaplanabilmektedir.

Buradaki D mm cinsinde demir çapıdır. Tabii ki bu formül inşaat demirinin hacminin, demir birim hacim ağırlığı ile çarpımının demir çapı cinsinden ifadesidir. Bu formül ile tablolar arasında pi sayısı nedeniyle ancak gram mertebesinde farklılıklar meydana gelebilmektedir. Dolayısıyla yeterince güvenli bir metot olup, tablolar ile boğuşmaktan kişiyi kurtarmaktadır.

Örneğin “1 metre 16’lık demir kaç kg-kilo gelir?” bu formülle bakalım. (İnşaat demiri kaç kilogram?)

0,00617x16²= 1,580 kg

Meşhur tablomuzu da paylaşalım.

İnşaat Demiri Ağırlıkları Tablosu 1 Metre – 12 Metre

Hasır Demir Ağırlıkları ve Tablosu

Hasır demir ağırlıklarını da tiplerine göre ayrı ayrı paylaşalım. Ayrıca bu hasır demir özellikleri ve tablolarına PDF formatında buradan ulaşabilirsiniz.

R Tipi (15cm x 25cm Aralıklı) Çelik Hasır Ağırlıkları

Q Tipi (15cmx15cm aralıklı) Çelik Hasır Ağırlıkları

Basit bulon sıkma durumu bulonların doğrudan yaslanma durumunda ve birleşim katlarının sıkı temas hâlinde olduğu durumdur. Bu tür bir sıkma, bir işçinin açık uçlu ve yaklaşık 40 cm uzunluğunda bir somun anahtarıyla tüm gücünü kullanarak elde edilebilir. Bu anahtarın diğer ucu, bir demir işçisinin birleşen parçaların deliklerini hizalayabilmesi için konikleştirilmiştir. Basit-sıkma bağlantısı basit kesme birleşimlerinin çoğunda ve sadece çekmeye çalışan birleşimlerde belirtilebilir. Statik olmayan yüklerin etkisindeki birleşimlerde ve çekme etkisindeki A490 bulonlarıyla basit-sıkma bağlantılarının kullanılmasına izin verilmez. (Bulonların Akma ve Kopma Gerilmeleri)

Önçekmeli bir bulonlu bağlantı basit-sıkma birleşimine göre çok daha fazla bağlanma kuvvetine sahiptir ve bu nedenle bağlantı için daha yüksek seviyede kayma-direnci sağlar. Önçekmeli bağlantılar, tersinir veya yorulma yükleri etkisindeki bağlantılarda kullanılır. Aynı zamanda, çekme etkisin deki A490 bulonları için de zorunluluktur. Önçekmeli bulon bağlantıların kullanıldığı bazı örnekler:

• Yüksek yükseklik-genişlik oranına sahip binalardaki kolon ekleri,
• Yatay yük taşıyıcı sistemin yük aktarma yolundaki birleşimler,
• Vinç ve makineler gibi darbe veya tersinir yüklerin etkisindeki birleşimler.

Burada belirtilmesi gereken, önçekmeli bir bağlantının tasarım dayanımının basit-sıkmalı bir bağlantının tasarım dayanımına eşit olduğudur. Bir önçekmeli bağlantıda sürtünme kuvveti aşılıncaya kadar kayma önlenmiştir. Sürtünme kuvveti aşıldığında bulonlar, kayarak birleşen levhalara dayanır ve önçekme veya bağlanma kuvveti yok olur (ör., basit-sıkma durumuna eşdeğer). Hem basit-sıkma hem de önçekmeli birleşimlerde kontak yüzeyinin kaplanmamış, boyanmış veya galvinizlenmiş olmasına izin verilir ancak yüzeyin kir ve istenmeyen malzemelerden arınmış olması gerekmektedir.

Önçekmeli bulonlar, yerleştirildiklerinde birleşen parçaların arasında minimum bir bağlanma kuvveti sağlanana kadar sıkılmalıdır. AISC şartnamesi minimum gerekli bağlanma kuvvetinin bulonun karakteristik çekme dayanımının, Rn, en az %70‘i olmasını şart koyar. Aşağıdaki tablo, değişik bulonlar için minimum çekme değerlerini içermektedir.

Minimum Bulon Önçekme (önçekme ve sürtünme etkili bağlantı)

Kaynak: ASICM Tablo J3.1

Denklem J3-1. R_n = Fnt.Ab

Fnt= 620 MPa (A325 ve F1852)

Fnt = 780 MPa (A490 ve F2280)

A_b = Bulonun yivsiz karakteristik alanı

Bulon Sıkma Yöntemleri

Bu minimum çekme kuvvetini elde edebilmek için bulonlar, aşağıdaki yöntemlerden birisiyle yerleştirilmelidir:

1. Somun Döndürme

Bir somun, bulon uzunluğu boyunca ilerlediğinde, her bir tam dönüş bulonda belirli bir çekme kuvvetine karşılık gelir. Bu nedenle, dönme sayısı ile bulundaki çekme kuvveti arasında bilinen bir ilişki vardır. Başlangıç noktası (ör., bulundaki çekme kuvvetinin sıfırın hemen üzerinde olduğu nokta) basit-sıkma durumu olarak ifade edilir.

2. Göstermeli Sıkma Anahtarı ile Sıkma

Bu yöntemde, belirli bir çekme kuvvetine tekabül eden minimum bir tork elde etmek için göstermeli anahtarlar kullanılır. Herhangi bir projede. kalibrasyonun her bulon boyutu ve sınıfı için günlük yapılması gerekmekledir.

3. Büküp Koparmalı Çekme Kontrollü Bulon Sıkma

Kanallı uçları olacak şekilde imal edilen bu bulonlar özel bir anahtarla sıkılıp belli bir tork elde edildiğinde kanallı ucun kırılması şeklinde monte edilir. Bu bulonlar ASTM F1852’ye uyar ve dayanım ve tasarımda ASTM A325‘e eşdeğerdir.

4. Çekme Kuvvetini Doğrudan Gösteren Göstergeç

ASTIM F959’a uyan pullar, ezilme yüzeyinde basıncın bulondaki çekme ile orantısal olması için kontrollü bir şekilde bastıran oluklu çıkıntılara sahiptir.

Çıkıntılardaki şekildeğıştırme, uygun çekmenin sağlanıp sağlanmadığını anlamak için kontrol edilir.

Yerleştirme ile ilgili bir özel durum, bina işletme durumundayken bulonlu birleşimlerin kayarak ezilmeye geçmeleridir. Bu olduğunda bina sakinleri, tabiatıyla rahatsız edici olan, silah sesine benzeyen sesler duyabilirler. Ancak bu olay yapısal bir güç tükenmesinin işareti değildir. Bu, “çarpma bulon” olarak bilinir. Bunun gerçekleşmesini engellemek için bulonlar basit sıkılmalıdır veya eğer mümkünse çelik montajcısı ötelenme saplamaları salıverilmeden ve bulanların sıkılmadan önce kayıp yaslanmaları sağlanmadan bulonları sıkmamalıdır.

Göz önünde bulunduracağımız son bağlantı, sürtünme etkili bağlantıdır. Bu bağlantı tipi önçekmeli bağlantıyla, güç tükenmesinin etki eden yükün sürtünme kuvvetinden daha büyük olması ve kontak yüzeyleri arasında kaymanın oluşması durumunda gerçekleştiği varsayımı dışında, benzerdir. Önçekmeli bağlantılarda olduğu gibi, sürtünme-etkili bağlantılar da tersinir yükler veya yorulma yükleri etkisindeki bağlantılar için kullanılır. Bunların yanında, oval delikleri yük doğrultusuna paralel olan birleşimlerde veya aynı kontak yüzeyinde hem kaynak hem de bulonların birlikte kullanıldığı temas yüzeylerinde kullanılır. Bir sürtüııme etkili bulon için uygulanması gereken önçekme veya bağlama kuvveti önçekmeli bağlantılar için olanlarla aynıdır. Sürtünme-etkili bir bağlantının tasarım dayanımı, ezilme tipli birleşimlerin tasarım dayanımından, sürtünmeye direncin diğer tüm bulon güç tükenmesi modlarından çoklukla düşük olduğu için genellikle küçüktür (ör., kayma veya ezilme).

Önçekmeli ve sürtünme-etkili bağlantıların arasındaki ana fark, birleşen parçaların arasındaki temas yüzeyinin tipidir. AISC şartnamesinde iki tip temas yüzeyi tanımlıdır: Sınıf A ve Sınıf B. Her tipin, minimum bir sürtünme kuvvetine karşılık gelen, belirli bir yüzey hazırlığı ve kaplama koşulu vardır. Bir Sınıf A temas yüzeyi ya boyanmamış temiz hadde tufalı bir yüzeydir ya da basınçlı havayla temizlenen çeliğe Sınıf A kaplaması içeren yüzeydir. Sınıf A aynı zamanda sıcak daldırma galvanizli pürüzlendirilmiş yüzeyleri de içerir. Bir Sınıf A yüzeyinin ortalama kayma katsayısı μ= 0.35’tir.

Bir Sınıf B temas yüzeyi ya boyanmamış basınçlı havayla temizlenmiş çelik yüzeyidir ya da basınçlı havayla temizlenmiş çelik yüzeyine uygulanmış Sınıf B kaplaması içeren yüzeydir. Bir Sınıf B yüzeyinin ortalama kayma katsayısı μ= 0.50’dir.

Herhangi bir temas yüzeyi için ortalama kayma katsayısı, özel kaplamalar ve çelik yüzey şartlar için test edilerek elde edilebilir.

Sürtünme-etkili birleşimlerde bir başka önemli etken kaymanın servis yükleri veya arttırılmış yüklerde gerçekleşme olasılığıdır. Bazı durumlarda, temas yüzeyleri arasındaki kayma, dayanım seviyelerindeki bir soruna yol açmadan kullanılabilirlik sorunlarına yol açabilir. Özü itibarıyla, temas yüzeyleri arasında kayma vardır ancak bu bulonun birleşen parçalara yaslanmasına veya akmasına veya kırılmasına sebebiyet vermemektedir. Bazı durumlarda temas yüzeyleri arasındaki kayma dayanım seviyesinde sorunlara sebebiyet verebilir (örneğin, uzun açıklıklı bir çatı kafesi ekinde). Ek birleşimindeki kayma, ekstra yerdeğiştirmeye sebep olabilir ve istenmeyen kaldırma kuvveti potansiyelini arttırabilir.

Kaynak: Abi O. Aghayere- Jason Vigil (Çev. Prof. Dr. Bülent Akbaş-Prof. Dr. Oğuz Özgür Eğilmez) Çelik Yapı Tasarımı

• Hem rüzgar hem sismik yükler doğaları gereği dinamiktir. Ancak depremlerin dinamik özellikleri daha fazladır.
• Yapılara etki eden sismik kuvvetler, yer hareketinden ve yapının bu harekete karşı gösterdiği iç dirençten kaynaklanır. Buna karşın bir bina yapısına etki eden rüzgar kuvvetleri, rügara maruz kalan yüzlere rüzgar basıncının darbesiyle oluşur.
• Bir yapıya etki eden deprem kuvvetleri yapısal özelliklere, temelin özelliklerine ve depremin dinamik özelliklerine bağlıdır. Zemin ne kadar yumuşaksa deprem yükleri o kadar yüksektir. Rüzgar yükleri ise daha çok yapının şekline ve rüzgara maruz kalan yüzey alanına ve bunların yanısıra binanın yatay doğal titreşim periyoduna bağlıdır.
• Depremin rüzgar ile karşılaştırıldığında oldukça dinamik olan doğası nedeniyle yapı güvenliği sadece daha rijit bir yapı kullanılarak sağlanamaz. Aslında yapı rijitleştikçe daha fazla sismik kuvvete maruz kalız. Bu nedenle sismik kuvvetlere göre tasarımda yapının hem rijitliği hem de sünekliği eşit derecede önemlidir.
  
  
  
• Yönetmelikçe belirlenmiş sismik kuvvetler, bir deprem hareketi tarafından tetiklenen gerçek elastik atalet kuvvetlerinden genellikle daha küçüktür. Ancak yapılar süneklikleri sayesinde depremlerde iyi performans göstermişlerdir. Süneklik, yapının göçmeden kontrollü bir şekilde oluşan yapısal hasarlar vasıtası ile sismik enerjiyi tüketmesidir. Bu nedenle deprem etkilerine karşı tasarım yaparken sadece yönetmelikçe belirlenmiş sismik kuvvetlere göre tasarım yapmak yeterli olmaz; yönetmeliklerde belirtilen ve diğer standartların çelik, beton ve ahşap gibi belirli malzemeler için belirttiği sismik detay şartlarına da uyulmalıdır. Diğer taraftan, rüzgar yükleri için tasarım yaparken rijitlik daha önemli bir ölçüttür. Süneklik, rüzgarın daha düşük dinamik özellikleri nedeniyle önemini kaybetmektedir.
• Sismik kuvvetleri hesaplamak için ilk olarak taban kesmesi hesaplanır daha sonra bu taban kesmesi yapının modal tepkisine göre her kat seviyesinde uygulanan düzgün yayılı ve parabolik eşdeğer bir yatay kuvvete dönüştürülür. Rüzgar yüklerini hesaplamak için ilk olarak tasarım rüzgar basınçları hesaplanır. Bunu her kat seviyesindeki yatay kuvvetlerin her katın düşey yüzey alanı ile hesaplanması takip eder. Daha sonra rüzgar taban kesmesi hesaplanır.
• Rüzgar yükleri için iki set yatay kuvvet gereklidir:
  • Rüzgar kuvveti ana taşıyıcı sisteme etki eden rüzgar yükleri
  • Bileşenler ve cephe kaplaması gibi daha küçük elemanlara etki eden rüzgar yükleri
• Sismik yükleri için bir deprem esnasında yatay diyaframın dinamik davranışının düşey yatay yük taşıyıcı sistemin dinamik davranışından farklı olması sebebiyle iki set yatay yük gereklidir:
  • Düşey yatay yük taşıyıcı sistemin etki eden yatay yükler,
  • Fx ve yatay diyaframa (çatı ve kat döşemeleri) etki eden yatay yükler Fp. Bunlara ek olarak yapısal ve yapısal olmayan parça ve bileşenlere etki eden sismik yüklerin de hesaplanması gerekmektedir.

Kaynak
Prof. Dr. Bülent Akbaş-Prof. Dr. Oğuz Özgür Eğilmez- Çelik Yapı Tasarımı-Uygulamaya Yönelik Bir Yaklaşım

Periyot, doğal titreşim periyodu, frekans, açısal frekans, doğal titreşim frekansı gibi kavramlar titreşim, dalga gibi döngüsel hareketlerin özelliklerini tanımlayan temel parametrelerdir.

Bu kavramları ve hesaplanma yöntemlerini açıklamak için öncelikle periyot, frekans ve açısal frekans terimlerini temel seviyede hatırlamak gerekir.

Periyot Nedir?

Periyodun tanımını netleştirmek için bir sarkaç hareketi ya da daire etrafında dönen cismin hareketini ele alalım.

Sarkaçın hareketi için periyot nedir sorusunu yanıtlayalım; Periyot; 1 noktasından harekete başlayan cismin 2 noktasına gitmesi, ardından 1 noktasından geçerek 3 noktasına varması ve tekrar 1 noktasına dönmesi için geçen toplam süredir. Dairesel hareket örneğimizde periyot; ise 1 noktasından harekete başlayan cismin sırasıyla 2, 3, 4 (ya da tam tersi 4, 3, 2) noktalarından geçerek başlangıç konumuna yani 1 noktasına dönmesi için geçen süredir. Yukarıdaki grafikte gösterilen harekette örneğin 8 saniyede başlangıç noktasına dönülmüştür. Bu hareketin periyodu 8 saniyedir.

“Kısaca periyot döngüsel hareketlerde, hareketin tam bir tur tamamlanmasında geçen süredir.”

Genel olarak periyodun birimi saniye olarak kullanılsa da, hareketin süresine bağlı olarak farklı “zaman birimleri” de kullanılır. Genellikle “T” harfi ile ifade edilir.

Frekans Nedir?

Frekans, döngüsel hareket yapan cismin birim zamanda gerçekleştirdiği döngü sayısını ifade eder. Dolayısıyla frekans periyodun tersi, yani (periyodun birimi saniye ise) 1 saniyeye oranlanmış haldir. Genellikle “f” harfi ile ifade edilir.

T=1/f ‘dir

Frekansın birimi hertzdir.

Örneğin yukarıda örnek için periyodu 8 saniye olan fareketin frekansı; f=1/T →f=1/8=0,125 hertz’dir.

Açısal Frekans Nedir?

Açısal frekans; cismin dairesel hareketinde birim zamanda taranan açıdır.

Dolayısıyla açısal frekansın formülünü; ω=2π/T olarak yazabiliriz. Burada açısal frekansın birimi bilindiği üzere radyan/saniye’dir.

Buraya kadar anlatılanlar temel fizik bilgisi dahilindeki kavramların hatırlatılmasıydı. Şimdi mühendislik alanında sıkça kullanılan doğal titreşim frekansı ve doğal titreşim periyodu kavramlarını inceleyelim.

Doğal Titreşim Periyodu Nedir? Doğal Titreşim Frekansı ve Doğal Açısal Frekans Nedir?

Doğal titreşim periyodu ve doğal titreşim frekansı kavramlarından önce serbest titreşimden bahsedersek;

Serbest Titreşim: Bir sistem statik denge konumundan uzaklaştırıldığında titreşime başlıyor ve dış ortamlardan herhangi bir etki olmadan titreşimine devam edebiliyorsa bu tarz titreşimlere serbest titreşim denilmektedir.

Doğal Frekans: Cisimlerin ve yapıların rijitlik ve kütlelerine bağlı olan ve bu frekans değerinde titreştiklerinde yüksek genliklerde ve sönüm olmadığı durumda sürekli titreşmeye devam edeceği frekans değerine doğal frekans denilmektedir. Bir sistemin doğal frekans sayısı sistemin serbestlik derecesi sayısına bağlıdır, sistemin sahip olduğu serbestlik derecesi kadar doğal frekansı vardır. (TBDY 2018’e göre doğal titreşim periyodu nasıl hesaplanır? )

Doğal titreşim periyodu ve doğal titreşim frekansı kavramlarını tanımlamak için tek serbestlik dereceli bir sistemin serbest titreşimini ele alalım.

Yer değişimi-zaman eğrisinin a-b-c-d-e ile gösterilen parçası, sistemin serbest titreşiminin bir döngüsünü tanımlar. Kütle, a’daki statik denge (şekil değişimi öncesi) konumundan sağa sola hareket eder; b noktasında + işaretli en büyük yer değişimi değerine (u₀) ulaşır;  bu anda hız 0 (sıfır) olur ve yerdeğişimi azalmaya başlar. Böylece kütle tekrar c’deki denge konumunda geri döner, bu anda hız en büyük değerine ulaştığından kütle sola doğru hareketine devam eder ve d noktasında eksi işaretli en büyük yer değişimi değerine (-u₀) ulaşır.  Bu anda hız yeniden sıfır olur; yer değişimi mutlak değerce artmaya başlar ve kütle e noktasındaki denge konumuna geri döner. a noktasından e noktasına varana dek 2Π/ω_n  saniye geçer. Kütlenin, e noktasındaki durum değişkenleri (konum ve hız), a noktasındaki değeriyle aynıdır ve kütle bir sonraki titreşim döngüsüne başlamaya hazır durumdadır.

Not: Titreşimin Doğal Frekansı ω_n =√(k/m)’dir. Bu formülün çıkarımı sayfanın alt kısmında gösterilmiştir.

Sönümsüz sistemin bir titreşim döngüsünü tamamlaması için gereken süreye sistemin doğal titreşim periyodu denir. Burada T_n  ile gösterilen bu periyodun birimi saniyedir. Sistemin periyodu ile titreşimin doğal açısal frekansı ω_n (birimi radyan/saniye) arasında aşağıdaki ilişki vardır.

T_n = 2Π/ω_n 

Sistem 1 saniyede döngüsünün 1/T_n kadarını tamamlar. Titreşimin doğal devir frekansı denen bu nicelik,

f_n=1/T_n 

ile belirtilir. f_n ‘in birimi hertz’dir. [hz; saniye başına döngü (devir) sayısı] ve anlaşılacağı gibi ω_n ile ilişkisi,

f_n=ω_n/_2Π

biçimindedir. Titreşimin doğal frekansı deyişi hem ω_n hem de f_n için kullanılır.

Doğal titreşim özellikleri  ω_n , T_n  ve f_n yapının yalnız kütle ve rijitlik özelliklerine bağlıdır. Aynı kütleli tek serbestlik dereceli sistemden daha rijit olanının daha yüksek doğal frekansı ve daha kısa doğal periyodu olur. Benzer biçimde rijitlikleri aynı olan iki yapıdan daha ağır (kütlesi daha büyük) olanın daha düşük doğal frekansı ve daha uzun doğal periyodu olur. Burada  ω_n , T_n  ve f_n tanımlanırken kullanılan doğal nitelemesi bunların, dış yükler olmadan serbestçe titreşen sistemin doğal özellikleri olduğunu vurgulamak içindir. Sistem doğrusal olduğundan bu özellikler başlangıç konumu ve hızından bağımsızdır.

Genlik Nedir?

Sönümsüz sistem, artı ve eksi işaretli uç noktaları u₀ ve -u₀ arasında ileri geri salınır. Her iki yöndeki hareketin büyüklüğü de u₀ kadardır; buna hareketin genliği denir.

 Doğal Titreşim Frekansı Çıkarımı

Bilindiği üzere sönümsüz serbest titreşim hareket denklemi

mü+ku=0’dır

(burada m= kütle, k=rijitliktir)

Restorasyon; kültürel değerleri taşıyan ve yansıtan tarihi yapılara, en az müdahale ile en iyi bakımı yapak adına gerçekleştirilen geniş kapsamlı, detaylı ve hassas çalışmaların bütünüdür.

Restorasyon; malzemenin, taşıyıcı sistem olarak da adlandırılan strüktürün ve yapının bulunduğu zeminin iyileştirilmesi, yapı elemanlarının eksilen kısımların bütünlenmesi, eskimiş, işlevini yitirmiş elemanların yenilenmesi ile, ortadan kalkmış kısımların ya da artık işlevini gerçekleştiremez duruma gelmiş yapıların yeniden inşaasına kadar farklı düzeylerde gerçekleştirilen yeniden değerlendirme yöntemidir.

2.Restitüsyon Nedir?

Restitüsyon; zaman içerisinde görünüş ya da işlevleri farklılaşmış, bir bölümü ya da tamamı yıkılmış yapıların, inşa edildikleri dönemdeki biçimleri ile daha sonra yaşadıkları değişiklikleri göstermek amacıyla hazırlanan, yapı planı, kesiti, görünüş ve perspektiflerini içeren rapor ve projelerin bütünüdür.

Restitüsyon rapor ve çizimleri yapının mevcut durumunda taşıdığı özellikler, elemanlar, izler ve malzemeler ile yapı yakınında bulunan diğer benzer dönem yapılarının özelliklerinden faydalanılabilir. Restitüsyon çalışmalarında benzer dönem yapıları ile ilgili daha önce hazırlanmış çalışmalar da göz önünde bulundurulur. Güvenilir kaynaklardan elde edilen sözlü kaynaklar da değerlendirilir. Yapılan tüm bu çalışmaların hassasiyeti ve güvenilirlik derecesi ilgili raporlarda belirtilerek kayıt altına alınır.

3.Rölöve Nedir?

Rölöve; tarihi yapıların mevcut hallerinin plan, kesit ve görünüşleriyle sanal ortam ya da kağıt üzerine geçirilmesi işlemidir. Bu işlem kaba elle ölçüm işlemlerinden özel lazer tarama işlemlerine kadar farklı hassasiyetlerde gerçekleştirilebilir. Tarihi yapının mevcut durumunun proje düzlemine aktarılması 1/50, 1/10, 1/5, 1/2, 1/1 gibi farklı ölçeklerde uygulanabilmektedir. Analitik rölöve ise rölövenin detaylandırılmış versiyonlarıdır. Yapıda kullanılan malzemeler ve özellikleri, kullanım ömrü boyunca yaşadığı değişiklikler, aldığı hasarlar, yapım süreçleri ve teknikleri gibi detaylı analizlerin işlendiği analitik rölöve işleminde detaylı inceleme yapının özelliği ve durumuna bağlı olarak derinleştirilir.

Örnek restorasyon raporu ve projesi ile örnek restitüsyon raporu ve projesine sayfanın sonundaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.

Tarihsel bir dokunun bakımı, onun en iyi şekilde korunması ve hasar görmesini engellemek ile sağlanır. Onarım ve restorasyon çalışmaları ise tarihsel bir yapının bakımının iyi yapılmamasıyla karşılaştırılmamalıdır. Çürüyen ve derin hasar görmüş çatılarda yapılan onarımlar, temizlik çalışmaları, yerinden çıkmış parçaların tamiratı, yapılan restorasyon ve bakım işlemlerinden birkaçıdır. Çatı olukları ele alınarak açıklanırsa; bakım; periyodik kontrol ve oluk temizliğini içerir. Restorasyon içeren onarım yerinden çıkmış olukların takılmasıdır. Rekonstrüksiyon içeren onarım ise; bozulmuş olukların yenileri ile değiştirilmesidir.

Restorasyon terimi yalnız tarihi yapı ve sanat eserleri için değil ormanlık alanlar için de kullanılmaktadır. İnsanın doğaya yaptığı etkilerin anlaşılması ve buna göre gerekli planlama önlemlerinin alınmasını kapsayan restorasyon çalışmalarının disiplinlerarası bir konu olduğu kabul edilerek, ormanlardaki restorasyon çalışmaları günümüzde peyzaj düzeyinde bir boyut kazanmıştır. Peyzaj mimarlığı alanında ve orman alanları için restorasyon; orijinal ormanın strüktür özelliği, verimliliği ve tür çeşitliliğinin geri kazandırılmasıdır.

4.Mimari Restorasyon Neden Yapılır?

Restorasyonun amacı öncelikle; tarihi mirasları, en az müdahale ile ayakta tutmak, özgün tasarımları korumak, ayrıntıları bozmamak, olabildiğince dönemin özelliklerini yansıtır şekilde devamlılığını sağlamaktır.

Zamanla aşınmış, yıpranmış belki de terk edilmiş yapıların restorasyonunun yapılarak, yeni işlevlerin yüklenmesiyle gerek ülkemizde gerek Dünya’da bir çok tarihi değer günümüze kazandırılmaktadır. Bunların bir kısmı başarısız olurken bir kısmı son derece başarılı olup kentin ve kentlinin yaşamını pozitif etkilemektedir

5.Restoratör Nedir? Kimdir? Ne iş Yapar?

Restoratör gerçek anlamda eski eser doktorudur. Sanat eserine mimari elemanlara veya ayağa kaldırılan yapılara uygulanan olumlu, olumsuz çalışmaların sonuçları, restoratörün eğitiminde görmüş olduğu ve benimsediği pratik bilgi ve teorilerin doğruluğuna bağlıdır. Her eserin oluşumunda kullanılan malzemenin kalitesine göre uzun veya kısa bir süre sonra bulunduğu ortamın şartlarına bağlı olarak yok olması önlenemez. Fakat sürenin azlığı ve çokluğu, restoratörün kullanmış olduğu malzemeye, tatbik ettiği uygulamaların doğruluğuna ve değer vermesine bağlıdır.

6.Restorasyon Teknikleri Nelerdir?

Restorasyon teknikleri;

• Sağlamlaştırma,
• Bütünleme (reintegrasyon),
• Yenileme-Yeniden İşlevlendirme (Renovasyon),
• Tarihi ve Çağdaş Ekler,
• Yeniden Yapım,
• Temizleme -(Liberasyon)
• Taşıma olarak sıralanabilir.

6.1.Sağlamlaştırma

Sağlamlaştırma etkinliği bir restorasyon türünden ziyade bilimsel bir müdahale, minimum restorasyonun kendisidir. Yapıya yapılan en az müdahale şekli olduğu için yapı elverdiği sürece en doğru ve bilimsel yöntem sağlamlaştırmadır.

Çok iyi korunmuş, işlevini koruyan yapılar içinde restorasyon sağlamlaştırmadan ibarettir. Restorasyon kararı sağlamlaştırma ile sınırlanırsa, rölöve ile restorasyon projesi arasında büyük bir fark kalmaz, iyi bir analitik rölöve, uygulamayı yönlendirecek projeye temel oluşturur. Bozulma nedenleri iyi saptandığı zaman, strüktüre müdahale gerektirdiği zaman sağlamlaştırma malzemenin korunmasını, güçlendirilmesini, bozulma nedenlerini yok etmeyi amaçlamaktadır.

6.2.Bütünleme-Reintegrasyon

Reintegrasyon, bütünleme; bir parçası hasar görmüş ya da tamamen ortadan kalmış tarihi bir eserin, dönem ve diğer tüm özellikleri korunarak tasarlandığı günkü haline tamamlanması işlemidir.

6.3.Yenileme-Yeniden İşlevlendirme-Renovasyon

Yenileme, yeniden işlevlendirme, tarihi yapıların tasarlandıkları işlevlerinden farklı şekillerde kullanılması amacıyla yeniden uyarlanmasıdır. Günümüzde işlevi kalmamış ya da kısmen çok az kullanılır hale gelmiş, kervansaray, tekke, manastır gibi yapıların kullanımdan uzaklaşarak, yıpranmasının önlenmesi ve yıkımdan kurtarılması için yeniden işlevlendirme önemli bir araçtır.

6.4.Tarihi ve Çağdaş Ekler

Değişmenin bir gerçek tavır olduğunu düşünenler için yeni ek de olasıdır. Tarihi bir harap yapının yeni bir işlev için yenilenmesi ve yeni öğeler eklenmesi, tıpkı yeni bir yapı yapılması gibi her zaman tartışılacak bir sorundur. Tarihi verilere saygılı davranmak ve onları vurgulamak ortak bir tavır olsa bile, eski ile yeni arasında kurulacak görsel ilişki boyut, mekân, renk, tekstür, biçim armonileri ve tarihe karşı duyarlık kapsamında daima özneldir. Burada kararlar, tek yapı boyutuna inmeden önce kentsel boyutta verilmek zorundadır. Bu genel ilkeyi zorlayan olgu, sanatsal ve tarihi statüsü yüksek, yasal statüsü kesinleşmiş yapı ya da yapıların müdahale edilen kentsel bölgede olmasıdır. Yapıldığı dönem sonrasından bugüne kadar geçen değişmelere ilişkin karar, karşıt iki ilkeye göre olur; ekler kaldırılır, özgün dönem esas alınır (Arkeolojik restorasyon, anastiloz temelde budur) ya da ekler kendi başlarına anlamlı olarak korunurlar, üslup bütünlüğü aranmaz, çağdaş restorasyon bu tutumu yeğler. Çağdaş restorasyon ilkeleri, tarihi eklerin kaldırılmasını kabul etmez. Fakat uygulamada yapının durumuna göre, restoratörler daha cesur hareket etmektedirler. Bunun nedeni, tarihi belge niteliği kesinlikle var olan birçok eski müdahalenin tümüyle, işlevsel, estetik duyarlıktan yoksun yapılmış olmasıdır. Eğer, ekler kaldırıldığı zaman özgün bütünlük ya da özgün yapının estetik bütünlüğü sağlanabiliyorsa, estetik ağırlıklı bir restorasyon kuramında eklerin kalkması gerekir.

Özgün yapıyı değiştirmeden yapılan bir dış ek, çözülmesi kolay bir sorundur. Bir tarihi süreç ifadesi olarak saklanması istenir. Fakat tarihi ve estetik ölçütlere simgesel ölçüt de karışınca karar ve çözüm zorlaşır.

6.5.Yeniden yapım- Rekonstrüksiyon

6.5.1.Rekonstrüksiyon Nedir?

Rekonstrüksiyon; tümüyle yıkılmış, yok olmuş ya da çok büyük oranda harap olan bir anıtın ya da sitin temin edilen belgelere dayanılarak özel durumlarda yeniden yapılması işlemidir.

Yeniden yapım–rekonstrüksiyon, restorasyonun kabul edilebilir bir etkinlik olması için, ne zamanı geriye çevirmeli ne de tarihi yeniden yazmaya kalkmalıdır. Restorasyon bir tarihi birikimi ileriye uzatan bi etkinliktir ve her restorasyon içerdiği bu karmaşık bileşenler nedeniyle, kendine özgüdür. Restorasyona karar verildikten sonra, restoratör için belirli teknikleri uygulamak söz konusudur.

Kent ve ülke için simge değeri taşıyan önemli anıtların savaş, deprem vb. felaketler sırasında yitirilmesi rekonstrüksiyon için uygun bir zemin hazırlar.  Yeni yapı, yerine yapıldığı anıtın tarihi dokusuna, özgün malzeme ve işçiliğine sahip değildir. Bir kopya, tarihi yapının kütle ve mekânlarını ancak biçimsel olarak canlandırabilir, anıtın yerini alması olanaksızdır; kısaca tarihi değer taşımaz.

Türkiye’de Kültür Bakanlığı, Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Yüksek Kurulunca, “Taşınmaz Kültür Varlıklarının Gruplandırılması, Bakım ve Onarımları” mevzuatında “660 nolu ilke kararı” ile yeniden yapma (rekonstrüksiyon) sınırlıkları belirlenmiştir. Bu karara göre;

Korunması gerekli taşınmaz kültür varlığı olarak tescil edilmesine ilişkin gerekli özellikleri taşımasına rağmen elde olmayan sebeplerle tescili yapılmamış ve/veya herhangi bir  nedenle yitirilmiş olan yapının, gerek kültür varlığı niteliği, gerekse kültürel çevreye olan tarihsel katkıları açısından, eldeki mevcut belgelerden (yapı kalıntısı, rölöve, fotoğraf, her türlü özgün yazılı- sözlü, görsel arşiv belgesi vb.) yararlanmak suretiyle kendi parsellerinde daha önce bulunduğu yapı oturum alanında, eski cephe özelliğinde, aynı kitle ve gabaride, özgün plan şeması, malzeme ve yapım tekniği kullanılarak, kapsamlı restitüsyon etüdüne dayalı rekonstrüksiyon uygulamasının koşulsuz sağlanmasına, ancak uygulama gerçekleşinceye kadar parsellerde her türlü inşai ve fiziki müdahalenin yasaklanmasına, (otopark, fuar, sergileme vb.) yeni işlev ile kullanma ve aynı parselde tescilli yapı yerinde veya diğer boş alanlarda başka bir yeni yapılaşmaya izin verilmeyeceğine, tüm bu uygulamalar için koruma kurulu kararının alınması gerektiğine karar verilmiştir denilmektedir.

6.6.Temizleme-Liberasyon

Tarihi yapıların, yapısını, görünüşünü ve sağlığını bozan, tarihi özellik taşımayan eklenti ve değişikliklerin temizlenmesi işlemidir. Temizlenen elemanların estetik değer taşıyıp taşımadığı da önemli bir kriterdir. Tarihi yapılardan kaldırılacak eklerl ve temizleme işlemi ile ilgili karar verme yetkisi, Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma Kurullarına aittir.

Restorasyonun ilk aşamasında malzeme ve yapı olarak yaşamını uzatacak fiziksel ve kimyasal müdahale yapılır. Bu aşamada sağlamlaştırmadan önce temizleme adı altında bir ayıklama yapılır. Fakat bu, yapıyı özgün haline getirmek, eklerinden temizlemek anlamına gelmez. Genellikle terk edilmiş yapıların başına gelen ve geçici amaçlarla yapılmış, bölme, uydurma tavan, pencere dolgusu gibi sanat değeri olmayan her türlü kısa ömürlü düzmece inşaat kalıntılarının temizlenmesidir.

6.7.Taşıma

Venedik Tüzüğü’nün 7. maddesinde anıtların taşınmasına “Anıtın korunması bunu gerektirdiği, ya da çok önemli ulusal ya da uluslararası çıkarların bulunduğu durumlar dışında izin verilmemelidir.” denilmiştir. Yapının bulunduğu alandaki trafiğin artması, bu alanların gelişmesi ve değişmesi sonucu yeni ulaşım, enerji, sulama hatların inşa edilmesi ya da bayındırlık faaliyetlerinin gerçekleşmesi gerektiği durumlarda mevcut durumunu muhafaza edemeyecek durumdaki tarihi yapılar, özelliklerine göre, parça parça ya da mümkünse bütün halinde yeni bir konuma taşınabilmektedir. Eser taşıma işlemleri ile ilgili projeler Koruma Bölge Kurulunca onaylanmaktadır.

7.Restorasyon Projesi ve Raporu Örneği- Restitüsyon Projesi ve Raporu Örneği

7.1.Örnek Restorasyon Raporu

7.2.Örnek Restorasyon Projesi

7.3.Örnek Restitüsyon Raporu

7.4.Örnek Restitüsyon Projesi

Kaynaklar;
TARİHİ YAPILAR İÇİN DEPREM RİSKLERİNİN YÖNETİMİ KILAVUZU-İstanbul ValiliğiAnıl Süvari-RESTORASYON SÜRECİNDE YERİN RUHU KAVRAMI VE İÇ MİMARLIK İLİŞKİSİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME – ESKİŞEHİR KURŞUNLU KÜLLİYESİ KERVANSARAYI
Özer AKTİMUR-SANAT ESERLERİNİN RESTORASYONUNDA GELENEKSEL VE ÇAĞDAŞ TEKNİKLERİN KULLANIMI
Derya SÖYLEMEZ ÖZKÖSE-AHŞAP YAPI RESTORASYONUNDA UYGULAMA SORUNLARI VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ
ICOMOS Arkeolojik Mirasın Korunması ve Yönetimi Tüzüğü 1990

Tarihi yapıların performans analizi için yapıda yapılan rölöve çalışmalarından sonra yapının taşıyıcı olan yığma duvar ve döşemelerinde kullanılan malzeme özellikleri deneysel çalışmalarla belirlenir. Yapılacak bu deneylerle analizlerde kullanılacak elastisite modülleri, basınç ve kesme dayanımlarını elde etme ve aynı zamanda, yapılacak malzeme takviyelerinde yeni malzemenin mevcut malzeme özelliklerine yakın olması hedeflenir.

Tarihi Yığma Yapıların Performans Analizi ile İlgili Parametreler

Yapıya Etkiyen Yükler

Her yapıya sabit yükler, hareketli yükler, deprem yükleri ve diğer yükler etkimektedir. Sabit yükler yapının kendi özgün ağırlığından meydana gelir. Hareketli yükler, yapıda bulunan makineler, mobilyalar, yapıda bulunması muhtemel insan sayısı gibi faktörlere bağlıdır. Diğer yüklere örnek olarak kar ve rüzgâr yükleri verilebilir. Deprem yükleri, düşey yüklerle birlikte, yığma yapılar için en büyük risk olan yatay yükleri oluşturur. Yığma yapılarda taşıyıcı duvarlar, tuğla, taş vb. malzemelerle ile beraber bağlayıcı malzemelerle oluşur. Taşıyıcı duvarlar basınç etkisinde emniyette iken çekme kuvvetlerine ve yatay kuvvetlere karşı savunmasızdırlar

Sonlu Eleman Modeli

Tarihi yığma binaların analizinde kullanılan birkaç modelleme tekniği bulunmaktadır. Bunlar sırasıyla basit duvar modeli, çapraz çubuk modeli eşdeğer çerçeve modeli sonlu elaman modelidir. Genelde bu yapıların analizinde kullanılan yöntem sonlu elemanlar yöntemidir. Sonlu eleman modeli, yapısal analizlerde, gerilme- deplasman arasında ilişki, mesnet ve başlangıç durumlarını gösteren denklemler kullanılır. Bu analizleri yapan programlar, karışık analizlerin kolaylıkla çözülmesine fırsat verir.

Doğrusal Analiz

Tarihi yığma yapıların analizinin yapılması için birçok yöntem karşımıza çıkar. Genel olarak bunlar, doğrusal ve doğrusal olmayan analiz, zaman tanım alanında doğrusal analizdir. Bunlar arasında en sık kullanılanı doğrusal analiz yöntemidir. Doğrusal analiz kapsamında eşdeğer deprem yükü veya mod birleştirme metodu kullanılabilir. İncelenecek yapının lokasyonuna göre tasarım spektrumu belirlenir ve kullanılacak programa tanımlanarak deprem yükü girilmiş olur. Ardından gerekli deprem azaltma katsayıları kullanılır. Yaklaşık denklemlerle, doğal titreşim periyodu hesaplanarak da deprem kuvveti bulunabilir. Çıkan mod şekillerinden yapının deprem davranışında meydana gelen gerilme-yer değiştirmelerden yapının sıkıntılı kısımları görülebilir. Genelde gerilmeler büyük değerler çıkabilir. Fakat doğrusal olmayan yapı davranışından dolayı çıkan gerilmeler sınırda tutulabilir. Olası gerilmeler azaltılmış deprem yüklerinden, yer değiştirmeler ise azaltılmamış deprem etkilerinden sonuç alınır.

Mod Birleştirme Yöntemi

Yapının belli bir andaki şekil değiştirmiş haline mod denir. Yapının her yer değiştirmede aldığı kuvvet farklıdır. Yapıdaki iç kuvvetler ve yer değiştirmeler, yeterli sayıda mod halleri dikkate alınarak bulunan bu yönteme mod birleştirme yöntemi denir. Mevcut deprem yönetmeliğine göre X ve Y deprem doğrultularında her bir mod için hesaplanan taban kesme kuvveti modal etkin kütlelerinin toplamının bina toplam kütlesinin %95’inden daha az olmaması kuralına göre belirlenecektir.

Mevcut Tarihi Yığma Yapıların Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine Değerlendirilmesi (TBDY, 2018)

Tarihi yığma yapıların değerlendirilmesinde esas alınacak tarihi yapılara özgü bir yönetmelik bulunmadığı için bu yapıların değerlendirilmesi ve analizi Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine göre yapılmaktadır. Mevcut yığma yapılar için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde belirtilen esaslara göre sırasıyla aşağıdaki aşamalara göre tahkik edilir.

Tarihi Yığma Yapıların Performans Analizi Aşamaları ve Kriterleri

Malzemeler ve Dayanım;

• Duvarların Karakteristik Basınç Dayanımı,
• Duvarların Karakteristik Kesme Dayanımı,
• Elastisite Modülü ve Kayma Modülü,

Taşıma Gücü Yöntemine Göre Hesap

• Yığma Duvarların Basınç Tahkikleri,
• Narinlik Oranlarının Hesaplanması,
• Yığma Duvarların Kesme Tahkikleri,

Diğer Kriterler;

•  Kesme Kuvvetleri Etkisindeki Yığma Duvarlarda Uygulanacak Geometrik Şartlar,
• Taşıyıcı Duvarların En Büyük Desteklenmemiş Uzunluğu,
• Taşıyıcı Duvar Boşlukları (TBDY, 2018).

Mevcut yığma yapıların ve yapılacak olan yığma yapıların bu şartları taşıması istenir. Fakat günümüzde çoğu tarihi yığma yapı bu şartları sağlamayacak durumdadır. Tarihi yapılara özgü bir yönetmelik bulunmadığından mecburen bu yapılar bu şartlara tabi tutulmaktadır.

Not: na (2016 )buradan ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar;
Tarihi Yapılar İçin Deprem Risklerinin Yönetimi Kılavuzu, 2016
İhsan Kasım KARATAŞ-BİR EĞİTİM BİNASI ÖZELİNDE MEVCUT YIĞMA BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

• Çelik köprü projesi,
• Çelik üstgeçit projesi,
• Betonarme köprü projesi,
• Alt geçit projesi,
• Üstgeçit projesi gibi örnek projeleri paylaşalım.

Burada paylaşılan örnek köprü projeleri, zamanlaKA güncellenerek genişleyecek ve daha kapsamlı bir hale gelecektir.

Örnek köprü projesinin içeriğinde dwg formatında şu çizim pahtaları bulunmaktadır;

1. Genel Yerleşim Planı
2. Temel ve Kazık Aplikasyonu
3. Kazık Kalıp+Donatı Detayları
4. Döşeme Kalıp+Donatı Planı
5. Başlık Kirişi Kenar Ayak Kalıp+Donatı Planı
6. Öngerilmeli Kiriş Kalıp+Donatı
7. Yaklaşım Plağı Donatısı
8. Prekast Cephe Elemanı
9. Yaya Korkuluk Detayı
10. İstinat Duvarı Kalıp+Donatı Planı

Projeler

1-Çelik Köprü Projesi Örneği

• köprü-çelik proje
• genel yerleşim
• kazık donatı
• kenar kalıp
• kenar ayak kalıp
• kenar kalıp2
• kenar ayak 2
• döşeme kalıp
• döşeme donatı
• tipik detaylar

2-Betonarme Köprü Projesi Örneği

Betonarme Köprü Projesi-1

3-Çelik Üst Geçit Projesi Örneği

Pafta 1

Pafta 2

Pafta 3

Pafta 4

Pafta 5

4-Betonarme Köprü Projesi-2

Betonarme Köprü Projesi-2

5-Betonarme Köprü Projesi-3

Betonarme Köprü Projesi-3

6-Betonarme Köprü Projesi-4

Betonarme Köprü Projesi-4

7-Alt Geçit Projesi (Kavşak)

Bir kavşakta inşa edilecek arka arkaya iki alt geçit projeleri (mimari ve statik)

Burada paylaşılan örnek çelik-betonarme köprü, alt geçit, üst geçit projeleri inşaat mühendisliği ve ilgili bilim dalı öğrencileri ile konuya ilgi duyan kişiler için örnek olması açısından paylaşılmaktadır. Örnek projeler referans olarak kullanılmamalı, ayrıca evinizin bahçesinde inşa edilmeye çalışılmamalıdır. 🙂

Not: İhtiyacınız olan ya da elinizde olup da paylaşılmasını istediğiniz farklı; örnek köprü, alt geçit, üst geçit projeleri varsa yorum kısmından ya da iletişim sayfasından bize iletebilirsiniz.

Mimari Tasarım geri bildirimlerle ilerleyen, birçok etken ile ilişkili, tekrarlı bir tasarım sürecidir. Tasarım ile ilgili problemlerin çözüm sistemidir. Her mimari tasarım, problemin, içeriğin, bağlamın ve problem üzerinde çalışanların varlığıyla kendine özgü ve tektir. Dolayısıyla her mimari tasarım süreci de birbirinden farklı olarak gelişmekte ve sonuçlanmaktadır.

Mimari tasarım uygulanabilirliğinin yanısıra, estetiklik, ekonomiklik ve birçok farklı problemin çözümlerinin bir arada değerlendirildiği oldukça karmaşık süreçlerin birleşimi sonucu ortaya çıkar. Mimarlık eğitiminde edinilen tasarım bilgisi ve bu bilgilerin zamanla deneyim ve yetenekle geliştirilmesiyle bu süreçler mimarların hayatı boyunca dinamik bir şekilde ilerler.

Mimari tasarımların ortaya çıkış sürecinin kesin, önceden tahmin edilen, sistematik ve matematiksel özellikleri olduğu kadar belirsiz, kendiliğinden gelişen, karmaşık ve sezgisel özelliklere de sahiptir.

Mimari tasarım, etkin bir problem çözme ve problem çözmeye dayalı etkin bir karar verme süreci odağındadır.

Mimari Tasarım Örnekleri‘ne buradan ulaşabilirsiniz.

Mimari tasarımda iki tür düşünme biçimi vardır; birincisi hızlı, detaylara inmeyen, bütüncü ve bol seçenekli özellikler gösterirken, ikinci temkinli, detaycı, parçalara yönelik ve aşamalı gelişen bir düşünme faaliyetidir. Mimarın sahip olduğu zamana, imkanlara ve proje süreçlerine göre mimari tasarımın kapsamı farklılık göstermektedir.

Mimari tasarım süreçlerinin soyut ve somut birçok faktörü içermesi, tasarımın nesnel yöntemlerle değerlendirilmesini zorlaştırmaktadır. Mimari tasarımla ilgili bazı konular nesnel olarak değerlendirilirken de, bazı noktalarda değerlendirme, değerlendirme yapan kişinin öznel bilgi ve deneyimine bağlı olarak ortaya çıkar.

Tasarımcı genellikle bir düşünme biçimine veya diğerine daha yatkın olabilir, ama gerçekte her ikisini birden kullanır, hatta nerede hangisini kullanabileceğini bilmesi, birinden diğerine geçebilmesi tasarımcının en önemli, olmazsa olmaz niteliklerinden biridir. Birinci grup düşünmenin yaratıcı ve sezgisel, diğerinin bilimsel ve ussal niteliği ağır basmaktadır. Çünkü tasarımcı düşünce, salt bilimsel ve salt yaratıcı nitelikli bir düşünce değildir, ama her ikisini birden barındırmaktadır.

Diğer sanat dallarında, sanatçılar problemleri kendilerinin önemli gördükleri bir açıdan tanımlayıp tasarımlarında bunu anlatmaya çalışırlar ve bu seçimlerinde de odukça özgürdürler. Oysa mimari tasarımcı için durum o kadar kolay değildir. Mimari tasarımların diğer alanlardan çok farklı olan doğası gereği mimar, iyi tanımlanmamış türden olan tasarım probleminin çözümüne girişmeden önce onu bir şekilde tanımlama çabasının içine girer. Çünkü tasarım probleminin sahibi genellikle tasarımcı değil, kullanıcı veya müşteri gibi gereksinme sahibi ama bunun çözümünü gerçekleştirmeyen kişilerdir. Mimardan beklentileri salt mekanları uygun ölçülerde ve doğru ilişkilerde yerleştirmesi değil, sanatçı ve yorumcu olması, biçim, mekan etkisi ve stille ilgilenmesidir. Buna karşın tasarımcı da tasarım problemini tanımlamakta özgür olmak ister ama öncelikle müşteriyi tanımak, gereksinmeleri saptamak zorundadır. Bu arada tasarım probleminin kapsamı genişleyip, örneğin bir konut yerleşmesinin tasarlanması söz konusu olduğuda, tasarımcı, işveren veya kullanıcıyla ilgili olarak problemi tanımlamaya kalktığı zaman bazı disiplinlere; sosyoloji, antropolji, psikoloji ve ergonomi vs. alanlara başvurması kaçınılmazdır.

Mimari tasarımcı ve kullanıcının yanısıra, tasarım probleminin bir başka ortağı da karar vericiler dir. Tasarımcı, çözümlerinde; imar karan veren, yangın kontrolü yapan ve yapım kontrolünü üstlenen kişilerin olurlarına da başvurmak zorundadır. Bu nedenle çözümlerini mevcut yasalar ve yönetmelikler uygun üretmek durumundadır. Kullanıcı, işveren ve karar vericinin istekleri problemin çözümünde uyulması gereken zorluklar veya varılması gereken amaçlardır.

2. Mimari Tasarım Nasıl Yapılır? – Mimari Tasarım Süreci

Bir yapı ortaya çıkarma süreci ve bu süreçte alınan kararlar olarak da isimlendirilen “mimari tasarım”,  bir tasarımcının, tasarım problemlerini çözümünden çok tasarım sürecini yönetebilmesi ile alakalıdır. Yine de mimari tasarım süreci ile ilgili ortaya çıkan problemlerin çözümünün tasarım sürecinin detaylı bir bölümünü oluşturduğu göz ardı edilmemelidir.

Mimari tasarım sürecinde, tasarım probleminin ortaya konulmasından, çözüme kavuşturulmasına kadar, tasarım paydaşlarının, veriler ve sınırlar içerisinde sundukları çözüm önerileri, büyük bir problemler topluluğu ortaya çıkarmaktadır.

Tüm tasarım süreçlerinde olduğu gibi, mimari tasarım süreci de iki bölümden oluşmaktadır. Bu mimari tasarım kısımlarının bir tanesi analiz diğeri ise sentezdir. Analiz aşaması, tasarım probleminin tanımlandığı kısmı oluştururken, sentez aşaması problemin tanımlanmasından, çözümün hayata geçirilmesine kadarki tüm süreçleri kapsar. Analiz aşaması işin programlamasıysa, sentez aşaması tasarlama sürecidir. Bu aşamalar birbirlerini takip ederek ilerler. Her problem ile ilgili çıkarımlar analiz edilir ve bu noktanın sentezine geçilir. Sentez aşamasını ise değerlendirme süreci izler.

Zincirleme şekilde ilerleyen mimari tasarım süreçlerinin bir adımındaki başarı -ki bu başarı kalite olarak adlandırılır- ilgili adımın değerlendirmesinin başarılı ve doğru olarak tamamlanabilmesi ve denetlenmesi ile sağlanır. Mimari tasarım sonucu beklenen kalitenin elde edilmesi ancak bu analiz, sentez ve değerlendirme süreçleriyle mümkün kılınmaktadır.

Her ne kadar her mimari tasarım süreci kendine özgü ve tek olsa da, bu tasarım probleminin çözüm yöntemi ve ilerleyişi genel manada tekrarlıdır. İlgili tasarıma özgü gerekli farklı adımlar ortaya çıkarıldığında dahi bu çözüm yürütme yöntemleri benzerlik göstermektedir. Tasarım problemlerinin çözümünü ilerleten bahsi geçen aşamalı tasarım sürecidir.

Her bir aşamanın karar noktası, proje ile ilgili tüm paydaşların değerlendirme, denetleme ve düzenlemelerine tabiidir. Bu noktalar kararın kritikliğine göre sözel ya da yazılı olarak paydaşlarca onay altına alınmalıdır. (Mimari tasarım hataları)

Mimari tasarım sürecinin de diğer tasarım süreçleri gibi karar verme odağı ile ilerlemesi, karar verme destek sistemlerinden faydalanılmasını önemli hale getirmektedir. Çok Ölçütlü Karar Verme (ÇÖKV) sistemleri, mimari tasarımların başarısı için faydalı olmaktadır. Çok Ölçütlü Karar Verme sistemleri, belirlenen ölçüt ve alt-ölçütler çerçevesinde, karar alıcıların alternatifleri değerlendirilmesini sağlayan bilimsel sistemlerdir. Ayrıca bu sistemde soyut ve somut ölçütleri birlikte değerlendirme gibi bir üstünlüğü de tasarım kalitesi değerlendirmesinde kullanımı için bir avantaj yaratmaktadır.

Bir yapının ihtiyaç programından, inşa edileceği arazi özellikleri ve tasarıma katılacak tasarım paydaşlarına, ortaya çıkan tasarım sürecini tek ve özel kılmaktadır. Ancak mimari tasarım süreci ile ilgili tarihsel süreç incelendiğinde, deneme yanılma yöntemi ve tecrübenin öne çıktığı ve ilerlemenin bu noktadan başladığı görülmektedir. Geliştirilen her mimari tasarım süreci, bir önceki süreçte yaşanan aksaklıkların göz önüne alınmasıyla sağlanmıştır.

2.1. Mimari Tasarımı Etkileyen Faktörler

Mimari tasarımları etkileyen birçok faktör söz konusudur. Bunlar genel olarak;

• Mesleki bilgi ve yetenek düzeyi,
• Mimarlık mesleği ile yakın ilişki içinde olan diğer meslek grupları ile ilgili farkındalık durumu,
• Yapının işlevi,
• Yapı sahibinin talepleri,
• Estetik  özellikler,
• Ekonomik şartlar,
• Yasa, yönetmelik vb. diğer mevzuatlar

ilk akla gelen hususlar olarak ifade edilebilir.

2.2. Başarılı bir Mimari Tasarım Nasıl Yapılır?

İyi ve başarılı olarak belirtilebilecek bir mimari tasarım aşağıdaki unsurların gerçekleşmesi ile mümkündür:

1. Mimarın; şehircilik, strüktür, ısıtma, havalandırma, iklimlendirme, aydınlatma, sıhhi tesisat, ekoloji (çevrebilim), yapı fiziği, peyzaj gibi konularda genel olarak bilgi sahibi olması,
2. Mimarın teknik ekibin işbirliğini ve eşgüdümünün yöneticiliğini yapmada yeterli olması,
3. Yapılan işin teknik, estetik, işlevsel ve fenni kurallara uygun yapılması,
4. Mimarın yaratıcılığı ve tasarım kabiliyetinin iyi olması,
5. Tasarımı etkileyen mevzuat faktörü (mevzuat faktörü tasarımı kısıtlamaktadır, ayrıca belli kurallara gore tasarımı yönlendirmektedir.),
6. Çevresel, bölgesel faktörler, coğrafi şartlar, proje alanının topoğrafik bilgileri (Ör; arazi eğimli olduğunda eğimle uyumlu tasarlamalar gerçekleştirilerek teraslamalar yapılabilmekte, manzaraya yöneltilen bir tasarım gerçekleştirilebilmekte. Düz arazilerde ise yine araziye uygun, çevresel etmenler göz önüne alınarak tasarımlar gerçekleştirilebilmektedir.
7. Kullanıcı istekleri ve kullanıcının tasarıma katılımı olması, kullanıcıya yönelik esnek tasarımlar gerçekleştirilebilmesi,
8. Engellilere yönelik evrensel tasarım kurallarına uyup uymama (engelli asansörü, engelli girişi, engelli wc, engelli park alanı gibi etmenlerin göz önüne alınması),
9. Binadan beklenen performanslar (Ör; depreme dayanıklı tasarım vb.),
10. Mimar ve mühendislerin multidisipliner (çok alanlı) çalışabilme düzeyi,
11. Proje ve tasarım sürecinin etkin, verimli geçmesi ve etkin bir şekilde yönetilebilmesi,
12. Yapı maliyetine gereken önemin verilmesi.

2.3. Mimaride Yaratıcılık- Yaratıcı Mimari Tasarımlar, Projeler Nasıl Yapılır?

Mimaride yaratıcılıktan bahsetmeden önce, yaratıcılık kavramı ve yaratıcı düşünme yöntemlerinden bahsetmek yararlı olacaktır.

Yaratıcılık, tasarım süreci içinde bulunan bütün bilişsel deneyimler içerisindeki olasılıkların ve zihnin bu olasılıklar ile kurduğu bağlantının insana özgü bir yansıması olarak tanımlanabilir. Bu tanım öğrenme, bilgi edinme kaynaklı olup bireye sınırsız olanaklar sunmakta,mimari tasarımcı da bütün bu birikim ve olanaklara ihtiyaçlara göre yenilikler kazandıran ve sunan kişi olarak var olmaktadır.

Yaratıcılık kavramının bireyin yaşantısına ve belirli kalıtımsal özelliklerine bağlı olarak ortaya koyduğu, her birey için özgün nitelikler taşıyan yapısı, çeşitli destek unsurlar ile geliştirilebilmektedir. Aynı zamanda bireyin sahip olduğu yaratıcı düşünce potansiyelinin çevresel faktörler nedeniyle azalma eğilimi göstermesi de eğitim dünyasında sıklıkla karşılaşılan durumlardandır.

Yaratıcı düşünme eyleminin gerçekleştirilebilmesi için bireyin doğal bir ortamda bulunması önem taşımaktadır. Bireyin çevresinden bağımsız bir düşünme faaliyeti sergilemesi, yaratıcı üretimin orijinallik faktörüne olumlu katkılar yapmaktadır.

Çevresel faktörler, otorite baskısı, beğenilme ya da beğenilmeme kaygıları gibi durumlar bireyin doğal bir düşünme faaliyeti gerçekleştirmesini engellemektedir. Çocukluk döneminden itibaren bu yönlü baskılar ve kaygılar ile yetiştirilmiş bireylerin yaratıcı pratikleri yeterince uygulamamalarından dolayı devam eden süreçte yaratıcı düşünme kavramına karşı kalıp yargılar geliştirdiği görülmektedir. Stres faktörünün az olduğu, bireyin özgürce düşünmesini ve düşüncelerini ortaya koyabilmesini teşvik eden ortamlar yaratıcı düşüncenin geliştirilmesini olumlu yönde etkilemektedir.

Çevresel baskılar ile zihnindeki düşünceleri aktaramayan bireyler zaman içinde bu düşüncelerini kendi zihinlerinde bastırmaya başlayabilirler. Otoritenin, hiyerarşik ilişkilerin ön planda olduğu iletişimlerde sıklıkla görülen bu durum yaratıcı düşüncenin ortaya çıkmasını olumsuz etkilemektedir. (Parametrik Tasarım Nedir? Parametrik Mimari Yaklaşımı ve Örnekleri)

2.3.1. Yaratıcı Mimarlık

Yaratıcı düşünce, birey ile bireyin algıladığı dünyanın kurduğu örüntülerin zihinde farklı formlar kazanmasıdır. Bu bağlamda algılanan dünyaya karşı yeni bakış açıları kazanmak önem taşımaktadır. Tüm sosyal, kültürel, sanatsal, bilimsel olaylara karşı aynı bakış açısının getirdiği yorum kalıpları ile yaklaşmak bireyin yaratıcı düşünme potansiyelini olumsuz etkilemektedir. Yeni bakış açılarına sahip olabilmenin en önemli kriteri eleştirel yaklaşım sergilemektir. Bireyin var olan düzenin unsurlarına, güncel toplum dinamiklerine, sanatsal, estetik, bilimsel, kültürel ya da toplumsal yaşantıya dair geliştireceği eleştirel yaklaşım, entelektüel bir birikimi ortaya koyacağı gibi farklı bakış açılarını da bireyin düşünce şemasına eklemleyebilecektir. (Biçim Grameri Nedir? Biçim Gramerleri ile Mimari Tasarım)

Yaratıcı mimarlar;

• Kalıpları kırmaya daha yatkındırlar.Karmaşık yapıdaki deneyimlere açıktırlar, irrasyonel, tahmin edilemez, öngörülemez düşüncelerden daha az korkarlar.
• Kişisel olanın kullanımında daha başarılıdırlar, kendilerine ait düşünceleri daha iyi kullanırlar.
• Kavram üretiminde ve soyut düşüncelerde kabiliyetlidirler.
• Davranışları, yorum ve değerlendirmelerinde daha bağımsızdırlar.

Mimar, yaratıcı mimari potansiyelini ortaya koyabilmesi ve geliştirilebilmesi adına şu yaklaşımları sergilemelidir;

1. Kişi, aklına gelen yeni bir fikri nerede olursa olsun kayıt altına almalıdır.
2. Karşılaşılan zorluklara açık olmalı ve yenilgilerin üstesinden gelebilme iradesini ortaya koymalıdır.
3. Sürekli kendisini güncelleyerek yeni ve farklı disiplinlerde bilgi, deneyim ve yetenek kazanmalıdır.
4. Yeni fiziksel ve sosyal ortamlarda bulunarak, farklı zihin deneyimleri yaşama eğiliminde olmalıdır.
5. Mimarın farkındalığının yüksek olması, kendi bilgi birikimi ve eksikliklerini analiz edip yeni üretim süreçleri çerçevesinde geliştirmesi, tüm bunları yaparken de kendisini ifade edebilme yetisini farklı deneyimler sayesinde geliştirebilmesi gerekmektedir.

Yaratıcı mimari tasarım ile ilgili şu kavramlar mimarin kafasında sürekli aktif olmalıdır;

• Problem keşfi, probleme karşı duyarlılık, farklı sorular üretme, sorgulayıcı ve şüpheci tavır
• Zihinsel üretkenlik, farklı bakış açıları oluşturma, gerçeği kavramsallaştırabilme, soyut kavramlar üzerine düşünebilme, düşünce zenginliği, duygusal ve zihinsel anlam taşıma, zevk ve heyecan verme, uyarma
• Alışılmışın dışına çıkma, risk alma eğilimi, sınırları kırma, kuralları sorgulama, yenilik, özgünlük, hayal gücü, merak yaratma, irrasyonel düşünebilme, şaşırtma ve mizah
•  Kişisellik, yorumlama, bağımsız yaklaşım, kendini kabul etme, kendini ifade etme, sübjektiflik
•  Uyum sağlama, esneklik, değişen gerçekliklerle ilişki kurabilme, zaman kavramıyla ilişki, dinamiklik, gelişim isteği
• Kullanışlılık, tatmin etme, yeterli olma, doğruluk
• Etkili örgütlenme, detaylandırma ve iyi yapılandırılmış sunuş.

2.3.2. Mimari Proporsiyon

Mimari yapıların tasarımında, oran, orantı, ölçü, ölçek gibi kavramların bütünü proporsiyonu oluşturur. Proporsiyon, yapının bileşenleri arasındaki oran ve ölçülerin bütünlüğü ile oluşur. Yapının yüksekliği ve genişliği arasındaki gibi oranlar, yapının formunu, estetik açıdan uygun hale getirmektedir. Aynı zamanda insan algısına göre yapının belirli oranlar ve ölçüler gözetilerek tasarlanması, yapının mimari etkisinin güzel olmasını sağlamaktadır. Proporsiyon, estetik bir yapı tasarlamak için, mimarlığın temelini oluşturur. Mimarlar, tasarımlarında, uygun proporsiyon oluşturmak için çeşitli geometrik ve asimetrik formlardan faydalanırlar. Bu formların bir araya gelişi ile estetik yapılar inşa ederler. Yapının plan, form, kütle tasarımının dışında, estetik bir cephe tasarlamak için de, cephenin kendi tasarımı içerisinde proporsiyon aranmaktadır. Cephe bileşenlerinin bir araya gelişlerinde gözetilen bir takım boyutsal ölçüler ve oranlar, cephelerin okunurluğu açısından önem taşımaktadır. Cephe tasarımda gözetilen ölçü ve oranların, malzeme, doku, renk, doluluklar ve boşluklarla bir arada düşünülmesi, cephelerin algılanmasını kuvvetlendirmektedir. Algılanabilirliği yüksek, tanımlı kentsel mekanlar, kullanıcıların kendilerini güvende hissettiği, kullanmayı tercih ettiği kentsel mekanlara dönüşmektedirler. Cephe tasarımlarının ölçü ve oranlarının insan algısına etkilerinin yanında, yapının çevresi ile ilişkisinde de söz konusudur. Yapının çevresinde bulunan diğer yapılarla, fiziksel elemanlarla ve doğal çevreyle uyumunda, bulunduğu çevreye uygun oranlara sahip olması gerekmektedir. Bu bağlamda kentsel mekanda cephelerin bir biriyle uyumlu ve okunur olması için, cephelerin tasarlanırken, bulundukları çevre ile ilişkileri de gözetilmelidir.

“Mimari yapının insanla, çevresiyle ve kendi içerisindeki bileşenlerinde belirli ölçü ve oranlara sahip olması estetik bir kentsel çevre oluşumu açısından gereklidir. Bu bağlamda mimarlık sıklıkla “proporsiyon sanatı” şeklinde tanımlanmıştır”

Mimarlık tarihi boyunca, estetik kaygılarla, uygun proporsiyon oluşturmak için, mimarlar ve sanatçılar belirli ölçü ve oranları keşfetmişler ve yapıtlarında uygulamışlardır. Mimari tasarımdaki gelişmeler, teknoloji, inşaat teknolojisi ve malzemenin yanında, keşfedilen ölçü ve oranların doğrultusunda da yaşanmıştır..

KAYNAK:BİNA BİLGİSİ I (MİMARİ TASARIMA HAZIRLIK İLKELERİ) DERS NOTLARI-Doç. Dr. Nevnihal ERDOĞAN
MİMARİ TASARIM SÜRECİNDE MÜHENDİSLİK SORUNLARININ İNCELENMESİ-ESRA ÇAMBEL
MİMARİ TASARIM EĞİTİMİNDE EĞİTMEN VE ÖĞRENCİ YAKLAŞIMLARININ TASARIM SÜRECİNE ETKİSİ ÜZERİNE BİR İNCELEME-Ali DEMİRCİ
BİTİŞİK NİZAMLI YAPI ALANLARINDAKİ CEPHE DÖNÜŞÜMLERİNİN KENT ESTETİĞİNE ETKİSİ ORTAKÖY DEREBOYU CADDESİ ÖRNEĞİ-Mustafa AY

İstinat duvarı, farklı kotlardaki doğal veya dolgu zeminlerin, tabi şev açısından daha dik olarak durmasını sağlamak veya göçmesini engellemek amacıyla inşa edilen dayanma rijit yapılarıdır.

• Eğimli arazilerde araziden yararlanmak üzere zemini tabi şev açısından daha dik açıyla tutmak,
• Göçme ihtimali olan zeminlerin kaymasını engellemek,
• Bina bodrum duvarlarını oluşturmak,
• Kıyı erozyonu önlemek veya taşkınlardan korunması,
• Kanal ve eklüzler
• Köprülerde kenar ayak görevi yapmak,
• Derin kazılarda,
• Yol güzergahında şev düzenlemesi yapılırken kullanmak,
• Stabilize ve kömür deposu kullanmak,
• Dolgu ve yarma gerektiren yollarda,
• Yamaç yollarında,

kullanılmaktadır.

İstinat duvarları, gövde ve temel kısmı olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Gövde kısmının arka bölümünde drenaj için kırmataş/stabilize dolgu ve gövde kısmı ile temel kısmının birleştiği bölgede suyun tahliye edilmesi için drenaj borusu ve barbakanlar teşkil edilir. Kırmataş/Stabilize dolgu ile doğal zemin arasında da dolgu malzemesi yer almaktadır.

2. İstinat Duvarlarının Türleri

İstinat Duvarı Çeşitleri;

• Esnek İstinat Duvarları
  • Kaya dolgu duvarlar
  • Gabion-Sandık-Tel Örgü Duvarlar
  • Kafes Tipi ve Donatılı Zemin Duvarları
  • Toprakarme İstinat Duvarları
• Rijit İstinat Duvarları
  • Ağırlık (Masif) İstinat Duvarları,
  • Betonarme İstinat Duvarları,
  • Betonarme Nervürlü İstinat Duvarları,
  • Prefabrike İstinat Yapıları

Ayrıca istinat duvarı çeşitleri, yapıldıkları malzemelere göre farklı şekilde de sınıflandırılabilmektedir. “Yapıldığı Malzemeye Göre İstinat Duvarı Çeşitleri” ile ilgili yazımızı inceleyebilirsiniz.

2.1. Esnek İstinat Duvarları

Esnek istinat duvarlarında, zemin itkileri altında alt uçlarından dönmeyip, stabilite hesaplarında kendi ağırlıkları ihmal edilir. Bu gruba kaya dolgu duvarlar, tel örgü duvarlar, kafes tipi ve donatılı zemin duvarları şeklinde sıralayabiliriz.

2.1.a-Kaya dolgu duvarlar

Kaya dolgu duvarlar, büyük kaya parçalarından inşa edilirler. Topuk yerinin uygunluğuna göre hareket eden şevlerin stabilitesini sağlamak için kullanılırlar.

2.1.b-Gabion (Tel örgü=Sandık) Duvarlar

Gabion duvarlar, içerilerine çeşitli dolgu malzemeleri doldurulmuş, çelik kafeslerle inşa edilen duvarlardır. Gabion duvarlarla ilgili detaylı açıklamalara buradan ulaşabilirsiniz; (Gabion Nedir?)

2.1.c Kafes İstinat Duvarlar

Kafes duvarlar yanal ve düşey hareketlere karşı çok esnek olmaları nedeniyle yamaç ve şevlerin dengede tutulmasında önemli işlev yapma yeteneğine sahiptir. Başka ülkelerde beton, galvaniz saç çelik ve bazen de mimari amaçlarla ahşap elemanlardan oluşturulan bu duvarlar Türkiye’de yaygın uygulama alanı bulamamıştır.

Ekonomik olması ve hızla imal edilebilmeleri nedeniyle önemli potansiyele sahiptirler. Arazide bir uzmanlık gerekmeden imal edilebilen bu kafes duvarlar hücre şeklinde içine mıcır ve ocak molozu doldurulmasıyla işlev yapar. Bu duvarlar herhangi bir hasar görmeden 4 m yatay ve 70 cm düşey hareketler yapabilir.

Kilit elemanı ve kirişlerin imalatı şantiyede kolay ve hızlı bir şekilde yapılmaktadır. İmalatta oluşturulacak tek veya çift sıra sandık hücreleri iri taşla doldurulurken arka dolgunun paralel yapılması duvarın devrilmesini önlenmektedir. Duvar yüksekliği 2 m’den az ise sağlam kaya üzerine inşa edilmesi veya duvarın altına betonarme temel yapılması gerekmektedir. Kaya dolgu geçirimli olduğundan arka dolguya yamaçtan gelen sular kolayca drene olabilmektedir. Kafes sandıktaki iri daneli zeminin zaman içerisinde tıkanmaması önlemek için dolgu zemin ile arasına geotekstil döşenmesi önerilmektedir.

2.1.d Toprakarme İstinat Duvarları

Toprakarme istinat duvarları; son yıllarda karayollarında uygulama alanı bulan donatılı zemin dolgu zemin içerisine yerleştirilen galvanizli çelik, alüminyum alaşımlı metal, sentetik fiber malzemeli şeritler veya geosentetik örtü malzemesi kullanarak güçlendirilmiş duvar sistemleridir. Donatılar gerekli zemin sürtünmesini sağlaması için yeterli uzunluk (yapı yüksekliğinin 0,8-1,2 katı) ve genişliğe sahip olması gerekir. Sürtünmenin elde edilebilmesi için kullanılan dolgu zeminin içsel sürtünme açısı min 25° ve %25’lik kısmı 200 no’lu elekten geçmesi gerekmektedir.  Mekanik şerit donatılı  ve geotekstil örtü donatılı toprakarme şeklinde dizayn edilmektedir.

3.Rijit istinat duvarları

Rijit istinat duvarları; zemin itkisinden azda olsa bir miktar dönme yapabilen istinat duvarlarıdır.

3.a.Ağırlık (Masif) İstinat Duvarları

Taş ve beton malzemeden imal edilen ağırlık istinat duvarları aktif ve pasif zemin basınçlarını kendi ağırlığıyla karşılamaktadırlar. Taş ve betonun çekme gerilmesi düşük olduğundan yükseklik arttıkça çekme gerilmesi oluştuğundan dolayı 4-5 m’den daha fazla yüksekliklerde tercih edilmez.

3.b.Betonarme İstinat Duvarları

7-8 m. yüksekliğe kadar ekonomik olan ve arazinin konumuna göre L veya ters L, T şeklinde betonarme olarak imal edilen istinat duvarlarıdır. 7-8 m’den yüksek konsol istinat duvarı yapılması halinde hafifletme konsolu yapılarak gövdeye etkiyen yatay yük ve moment dağılımı azaltılabilir.

• Bazen duvarın yerleştirileceği alan dar ve yetersiz olabilir. Duvar kesitlerine stabiliteye gerekli boyut ve ağırlık verilemez, Bu durumda duvarın arkasına ya da önüne temelde bir papuç yapılır.
• Bu papuç önde ise duvarın devrilmeye karşı direnç momentini direnç kuvvetlerinin dönme merkezine uzaklığını artırarak büyütür.
• Papuç arkada ise papuç üzerine duvar arkasındaki dolgu yükleri de katılarak devrilmeye karşı direnç momentini artırır.
• Papucun öne ya da arkaya konması yer darlığının hangi yönde olduğuna bağlıdır.
• Papucun konması ile duvar temel kitlelerinde eğilme momentleri oluşacaktır.
• Bu momentler duvar temeli betonarme yapılarak önlenir.
• Duvar kesitlerinin küçüklüğü nedeni ile duvar kesitlerinde basınç çizgisi kesit çekirdeği dışına çıkacağından kesitlerde eksantrik kuvvet, çekme gerilmeleri yaratacaktır.

3.c. Betonarme nervürlü istinat duvarları

7-8 m’den yüksek olması durumunda konsol istinat duvarı kesitleri çok büyük çıkmakta ve ekonomik olmadığı için nervürlü istinat duvarları tercih edilmektedir. Yükseklik arttıkça topuk noktasına gelen momentlerde artmaktadır. Bu momentleri karşılamak amacıyla belirli aralıklarla nervürler yapılır. Arazinin duruma göre nervürler istinat duvarının önüne veya arkasında teşkil edilmektedir.

3.d. Prefabrike İstinat Yapıları

İnşa edileceği yer ve amacına göre çeşitli yüklere maruz kalan istinat duvarları projelendirme aşamasında bu yüklerin en doğru biçimde belirlenmesi gerekir. Projede dikkate alınmayan yük/yükler duvarın stabilitesini olumsuz yönde etkileyebileceği gibi yine gereksiz alınan bir yük istinat duvarının ekonomik olmasını engelleyecektir. İstinat duvarına etki eden yükler; duvarın kendi ağırlığı, duvar arkasındaki aktif itki, duvar önündeki pasif etki, yeraltı suyu etkisi, deprem etkisi ve sürşarj yükleridir. Arazinin durumuna göre demiryolu, karayolu titreşim etkileri veya don tesiri etkileri de sayılabilir.

İstinat duvarları ile ilgili diğer içerikler;

• İstinat Duvarları Neden Yıkılır? İstinat Duvarlarına Gelen Kuvvetler Nelerdir?
• İstinat Duvarları Statik ve Betonarme Hesabı

Kullanılan yapı malzemesi ve sistemi bakımından istinat duvarları şu türlere ayrılabilir:

• a — Kâgir istinat duvarları.
• b — Beton istinat duvarları.
• c — Betonarme istinat duvarları.
• d — Kafes istinat duvarları.

4.Kagir İstinat Duvarları

Kâgir istinat duvarları taştan yapılan duvarlardır. Taşların arasında harç kullanılırsa «harçlı istinat duvarları» harç kullanılmaz ise «kuru kâgir istinat duvarı» ya da «kuru duvar» adı verilir.

4.1.Kâgir duvarların yapı malzemesi ve duvar örgüsü

• Duvarda taşların arasındaki derzler aşağıdan yukarıya şaşırtılmalıdır. Görünen yüzdeki taşlar gerideki taşlara en az 25-30 cm girerek kenetlenmelidir.
• Harçlı duvarlarda derzler harç ile doldurulmalıdır. Kuru duvarlarda taşlar en az üç ayrı noktada alt tabakaya kenetlenmelidir.
• Kâgir duvarın bir başka malzemesi de harçtır. Harç, kum ile çimento karışımıdır.
• Genellikle 300 kg/m3 dozludur.
• Kum sağlam minerallerden ya da taş parçacıklarından oluşur, içinde toprak ve bitkisel maddeler bulunmamalıdır.
• Harçtaki su içeriği, harcın aşırı rötre çatlamaları yapıp yapmaması çok önemlidir.
• Harç üniform olmalıdır.
• Taşıma ve yerleştirme sırasında segragasyona uğramamasına dikkat edilmelidir.

4.2.Duvar Temelleri:

• Duvar temelleri kazı sırasında sık sık kontrol edilmelidir.
• Duvar temellerinde taşıma gücü bakımından genel koşullar aranmalıdır.
• Yeterli olduğu kesinleşinceye dek kazı işi sürdürülür.
• Temelin duvar boyunca üniform bir taşıma gücü içermesi gerekir.
• Ancak bu sağlanamaz ise farklı taşıma gücündeki kesimler arasında duvara «dilatasyon derzi» konur.
• Heyelanlarda duvar temelinin kayma yüzeyi altında belirli bir derinliğe dek girmesi şarttır. Temeli kayma yüzeyi üzerindeki kotda kalan duvar kayan kitle ile birlikte yerinden hareket eder.
• Suların oyabileceği yerlerde yapılan duvarlarda temel derinliği oyma derinliğinin altına inmelidir.
• Duvar temelinde kazı işi bittikten sonra 10 cm. kalınlığında grobetondan bir tesviye betonu yapılması iyi olur.

4.3.Duvarın Biçimlendirilmesi:

• Duvar yapımına başlamadan önce duvar enine kesitinin şekil, boyut, ölçü ve kotunda tahta kalıplar yapılır. Bunlara uygulamada «Şablon» denir.
• Bu kalıpların ön yüzleri arasına duvar yapımı sırasında ip çekilir, ip doğrultusu yataydır. Bu iplere «Çırpı» denir. Duvar yüzleri bu iplere teğet yapılır.
• Duvar temelinde basamaklanmaların ya da taşıma gücü değişme noktalarının duvar yüksekliği ve genişliği değişme yerlerinin bulunduğu kesitlerde de şablonlar konarak duvar yapısında dilatasyon derzi oluşturulur. Bu derzler arasındaki duvar bölümlerine «ANO» denir.
• Derz kesitleri ise «Ano başı» adını alır. Anolar belirttiğimiz gerekçeler olmasa bile en çok 10 metre boyunda olmalıdır.

4.4.Duvarlarda Barbakan Delikleri ve Drenaj Önlemleri:

• istinat duvarlarında drenaj için bir önlem duvarda yüze dik kesiti kare ya da daire biçiminde 0,20×0,20 m. boyutunda olan «Barbakan» delikleri bırakmaktır.
• Bunlar uygun aralıklar ile yerleştirilir. Duvar yüksekliğine göre değişmek üzere bir kaç sıra halinde olurlar. Sıraların delikleri bir önce ve sonraki sıranınkilere göre şaşırtmalı yapılır.
• Barbakan deliklerinde yüzeyden en az 15 cm. çıkıntılı büzler ya da kazı kesitli barbakanlar için yalak işlevi görecek yüzeyden çıkıntılı taşlar kullanılmalıdır.

4.5.Duvar Arkalarının Dolgusu:

• Duvar arkalarına yapılacak dolgular çok önemlidir. Bu dolguların duvara vereceği aktif yanal toprak basıncı duvar hesaplarında öngörülen değerleri aşmamalıdır.
• Pratikte taş dolgu ile daneli ve kohezyonsuz kolay sıkıştırılabilir zeminler iyi duvar arkası dolgu malzemeleridir.
• Duvar arkası dolguları kat, kat ve sıkıştırılarak yapılmalıdır.
• Dolgu önüne yapılan duvarlarda duvar arkası dolguların arka yüzü genellikle duvar başından aşağı doğru bir eğik yüzey oluşturacak biçimdedir. Olanağı varsa bu dolgular basamaklı yapılmalıdır

Yüzey Derzleri

• Duvar yüzlerinde taşlar arasındaki birleşimlerde derzler yapılır. Bu derz yerlerinde taş kenarlarının pürüzleri, küçük çıkıntı ve girintileri «Keski ve Murç» larla giderilir.
• Belirli derinliğe dek açılır. Böylece açılan yuvalara «Fuga» denir. Sonra fugalar harç ile doldurulur.
• Sonunda bu dolgunun yüzü çevresindeki taş yüzlerinden bir kaç santimetre (1,5 cm.) derinde bırakılır.
• Oyuğun kenarlarındaki harç çevre taşları kenarlarından yüzlerine dek sürdürülüp taş yüzlerinde çizgisine paralel bir kaç santimetrelik bir şerit oluşturulur.
• Derzlerin taş yüzlerinden çukurda yapılmış olmak yerine taş yüzlerinden ileri doğru çıkıntılı olanlarına «Kabarık derz» denir. Bu kabarıklıklar zamanla duvar yüzünden kopar.

5.BETON İSTİNAT DUVARLARI

Beton istinat duvarları için, kullanılma yerleri, temeller, duvar arkası dolguları, drenaj konuları hakkında kâgir istinat duvarları konusunda verdiğimiz kuralları aynen yineleyebiliriz.

5.1.Kâgir ve Beton İstinat Duvarlarının Karşılaştırılması

• Duvarların kâgir ya da beton yapılmasında şu ölçütler göz önünde tutulmalıdır.
• a — Malzeme sağlama durumu
• b — Ekonomi
• c — Zaman kazanımı
• d — Görünüm (Estetik)

Bazı bölgelerde istenen nitelikte taş sağlanması olanağı yoktur. Kum, çakıl, çimento sağlamak daha kolay olabilir. Buna göre beton duvar yapılması tercih edilir. Doğaldır ki bunun tersi de olabilir. Örneğin iş bölgesinde taş sağlamak çok kolaydır. Kum boldur, çimento sağlamak güç de olsa bir kâgir duvarda beton duvardaki denli gerekmez o zaman kâgir duvar yapılır.

Malzeme sağlamada hem beton hem de kâgir duvar için kolaylıkların eşit gibi olduğu durumlar da olabilir. Aslında beton duvar kalıp konusu da devrede olduğu için kâgir duvara göre bir inşaat malzemesi daha gerektirir.

• Beton yüzeyler görüntüleri ve şevkleri bakımından çok tek düzedir, kâgir yapı yüzleri daha güzel görünüşlüdür.
• Görüntünün önemli olduğu yerlerde bu göz önünde tutulmalıdır.
• Bununla birlikte beton yüzlere görüntüyü güzelleştiren taş kaplamalar yapılabilir. Ya da betona renk ve desen verilebilir.
• Dahası yaprağını dökmeyen bazı sarmaşık bitkiler duvar yüzlerine sarılacak biçimde yetiştirebilir.
  

  ---

6.KAFESLİ SİSTEM-GABİON İSTİNAT DUVARLARI

• Kafes istinat duvarları bazı maddelerden yapılmış çubuklarla oluşturulan kafeslerin içleri taş ile doldurularak hazırlanır. Bu çubuklar metal olduğu gibi daha çok betonarmedir.
• Kafes istinat duvarlarının stabilite hesapları öbür duvarlar gibidir. Bunları acele duvar yapmak ve destek sağlamak istenen bir yere yerleştirmek olanaklıdır.
• Özellikle aktif bir heyelan önüne duvar gerektiğinde heyelan eteği kısa anolar halinde temizlenir ve bu anolara hemen kafes tutucular konur. Böylece heyelan temizleme ekipleri başka anolara geçmek için uzun süre beklemezler.

İtme analizi metodunda genel olarak iki farklı hesap yöntemi bulunur. Bunlardan biri deplasman (yer değiştirme) kontrollü analiz iken diğeri ise yük (kuvvet) kontrollü analizdir. Deplasman kontrollü analiz yönteminde, yapı en üst katındaki belirli bir nokta istenilen yer değiştirme seviyesine (değerine) ulaşıncaya kadar yatay kuvvet etkisine maruz bırakılır. Bu yüklemeler belirli aralıklar ile adım adım arttrırılarak yapılır. Her bir adımda yapıda ve elemanlarında ortaya çıkan kuvvet-deplasman ilişkileri incelenir ve yapının ve/veya elemanlarının hasar düzeyleri belirlenerek kontrolü sağlanır. Mevcut bir yapı için uygulanabilen itme analizi yöntemi, yeni yapılacak bir yapının matematik modeli kurularak da analizlendirilebilinir.

Tipik bir pushover (itme) eğrisi aşağıdaki şekildedir;

Pushover analizi yapılırken yapılar ve elemanları için belli oranlarda ve farklı metotlarla kabuller yapılır. Kısaca bunlardan bahsetmemiz gerekirse;

• Malzeme bakımından doğrusal olmayan davranışın idealleştirilebilmesi için, plastik mafsal modeli esas alınabilmektedir. Plastik Mafsal Hipotezi’ne karşılık gelen bu modelde, çubuk eleman olarak idealleştirilen kiriş, kolon ve perde türü taşıyıcı sistem elemanlarındaki iç kuvvetlerin plastik kapasitelerine eriştiği sonlu uzunluktaki bölgeler boyunca, plastik şekildeğiştirmelerin düzgün yayılı biçimde oluştuğu varsayılmaktadır. Plastik mafsal boyu, yönetmeliklerin ilgili maddelerinde tanımlandığı gibi alınır.
• Plastik mafsalların kolon ve kirişlerin uçlarında, perdelerin ise her katta kat seviyesinde oluşabileceği düşünülür.
• Eğilme momenti yanında normal kuvvet de bulunan kolon kesitlerinde plastik mafsal kesitlerinin güç tükenmesi çizgileri malzeme dayanımları kullanılarak belirlenir.
• Moment – plastik dönme bağıntısında pekleşme terk edilebilir.
• Tablalı kiriş kesitlerinde tabladaki beton ve donatının kesit kapasitesine katkısının olduğu kabul edilebilir.
• Betonarme elemanlarda daha gerçekçi olması sebebiyle TBDY – 2018 Tablo 4.2.’de sunulan etkin çatlamış kesit rijitlikleri çarpanları kullanılabilir.

Yapıların kapasitesi itme (pushover) eğrisi ile gösterilir. Pushover eğrisi yapının birinci modunda talep gösterdiği şekil ve taban kesme kuvveti üzerine oluşturulur. Doğal titreşim periyodu 1 (bir) saniye olan yapılar için uygulanması daha doğrudur. Aksi halde yüksek modların yapıya etkisi göz ardı edilemeyecek kadar fazladır.

Yapının kapasitesini belirlemek, kuvvet-yer değiştirme eğrisini çizmek için yapının tabanında meydana gelen kesme kuvvetleri ile tepe noktasında oluşan yatay yer değiştirmeler arasındaki ilişkinin belirlenmesi ve grafik ortamda işaretlenmesi gerekmektedir. Aşağıda örnek bir yükleme – yer değiştirme eğrisi gösterilmiştir.

Binalar için kapasite hesapları yapılırken aşağıda bahsedilen adımlar uygulanabilir.

1. Yapının tasarımı seçilen yazılım yardımıyla yapılarak matematik modeli oluşturulur.
2. Oluşturulan her eleman için gerekli malzeme ve özellik tanımları ayrı ayrı ve yönetmelikler program üzerinden seçilerek yapılır.
3. Yatay kat yükleri, birinci mod şekliyle yapıya etkitilirken, düşey ağırlıkların da hesaba katılması unutulmamalıdır.
4. Düşey ve yatay yüklerin gerekli kombinasyonları ilgili yönetmelik maddelerince alınarak eleman kuvvetleri olarak atanır. Bu aşamada iki analiz yapmaya günümüzde artık gerek yoktur. Çünkü programlar ilgili yönetmelik seçimlerini yaptırdıktan sonra hesap yöntemini, mod oranı ve sayısını, yük arttırma prensibini kendisi belirleyebilmektedir.
   
   
5. Kolon, kiriş ve varsa perdeler için plastik mafsal teorisine göre tanımlamalar yapılarak kolon ve kirişler için net açıklık uçlarına, perdeler için ise net açıklık alt uçlarına plastik mafsal ataması yapılır.
6. Yük arttırım metodu veya yatay yer değiştirme sınır koşulu tanımlandıktan sonra analiz yapılır.
7. Performans kontrolü için taban kesme kuvveti ve tepe yer değiştirmeleri dönemsel kontrol edilir.
8. Eleman gruplarında göçme oluşuncaya yada ilk mafsallaşmalar meydana gelinceye kadar yük arttırılarak hesap istenen yer değiştirme miktarına ulaşıncaya kadar devam eder.
9. Taban kesme kuvveti – yer değiştirme eğrisi belirtilen formun dışına çıkarak düzensiz hale geldiğinde yapı da yük taşıma kapasitesini kaybediyor ve göçüyor demektir. Bu durum statik itme eğrisi aşılıyor demek olacağı için analiz bu noktada sonlandırılmalıdır.

Kaynak:Mahmut Fikret ÇAM- BETONARME YAPILARIN TAŞIYICI SİSTEMLERİNDEKİ DEĞİŞİKLİKLERİN YAPININ SÜNEKLİĞİNE VE DEPREM DAVRANIŞLARINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Seismic Design for Buildings Mohiuddin Ali Khan Ph.D., P.E., C. Eng., M.I.C.E. (London), in Earthquake-Resistant Structures, 2013
Macromodeling approach for pushover analysis of textile-reinforced mortar-strengthened masonry- Daniel V. Oliveira, ... Rui A. Silva, in Numerical Modeling of Masonry and Historical Structures, 2019

Yapı elemanlarının, elastik bölgenin aşılmasından, bir başka deyişle akma sonrasındaki gerilme – birim şekil ilişkilerini ifade etmek için çeşitli matematiksel modellerden yararlanılır. Akma sonrası, yapı elemanlarına ait gerilme – birim şekil değiştirme ilişkisini ifade etmek için kullanılan matematiksel modeller, en genel haliyle yığılı ve yayılı plastisite olmak üzere, iki ana başlık altında toplanabilir.

Mevcut yapıların ‘Şekil Değiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım’ kapsamında taşıyıcı sistemlerinin iç kuvvet-şekil değiştirme ilişkileri doğrusal olmayan modelleme ile belirlenmektedir. Taşıyıcı sistemin deprem hareketleri altında statik ve zaman tanım alanında dinamik yöntemlerle dayanım ve şekil değiştirme kapasiteleri belirlenmektedir. Performans hedefleriyle uyumlu bu kapasiteler, iç kuvvet ve şekil değiştirme talepleriyle karşılaştırılmaktadır (TBDY,2018).

Doğrusal olmayan analizin başlangıcından bu yana, kolon-kiriş davranışını benzeştirmek için çeşitli yapısal model geliştirilmiştir. Aşağıda yapı elemanlarının doğrusal olmayan davranışını modelleme yöntemleri gösterilmiştir.

Yığılı Plastik Davranış Modeli-Yığılı Plastisite

Yığılı plastik davranış modelinde, kolon kiriş elemanları çerçeve sonlu elemanları olarak modellenebilmektedir ve plastik şekil değiştirmeleri düzgün yayılı şekilde dağıldığı varsayılmaktadır. Yığılı plastisitede, plastik deformasyonlar doğrusal bir elastik elemanın uç noktalarında toplanmıştır ve bu uç bölgelerin moment-dönme ilişkilerine dayanmaktadır.

Yığılı plastisite modelleri basit yaklaşımlarına rağmen betonarme moment çerçevelerindeki kolon ve kirişlerin elastik olmayan aralıktaki davranışını önemli ölçüde yakalayabilmektedir. Beton ezilmesi, donatı burkulması, çeliğin akması, dayanım ve rijitlik bozulması gibi doğrusal olmayan etkiler modellenebilmektedir.

Dezavantaj olarak yapısal modelleme sırasında moment-dönme eğrilerinin tanımlanması gereklidir ayrıca plastik mafsal uzunluğuna ve doğrusal olmayan kesit parametrelerine de dikkat edilmelidir.

Yığılı plastik davranış varsayımı, taşıyıcı eleman kesitinin tamamında gözlenen plastik şekil değiştirme dağılımının, kesitin belirli bir bölümünde etkin olarak yığılacağı varsayımına dayanır. Bu nedenle, yığılı plastik davranış varsayımı ile analiz yapılacağı durumlarda, eleman üzerindeki plastikleşecek bölgenin doğru belirlenmesi büyük önem taşır.

Yayılı Plastik Davranış Modeli-Yayılı Plastisite

Yayılı plastik davranış modelinde, tüm eleman uzunluğu boyunca ya da plastik şekil değiştirmelerin gerçekleştiği bölgelerdeki doğrusal olmayan şekil değiştirmeler yayılı olarak kabul edilmektedir. Avantaj olarak yığılı plastik modellere göre yapı elemanların gerçek davranışına daha yakın bir yaklaşım sağlamaktadır ancak
doğrusal olmayan davranışın gerçekleşeceği belirlenmiş bir yer yoktur.

Yayılı plastik davranış varsayımı, çubuk veya kabuk sonlu elemanların lifli (fiber) olarak tanımlanması yoluyla modelleme esasına dayanır.

Kesit hücresi (lif) modelinde her bir beton ve çelik küçük hücrelere ayrılarak modellenmekte ve çevrimsel olarak hücrelerdeki eksenel gerilme-şekil değiştirme ilişkisi elde edilmektedir (TDBY, 2018). Fiber (lif) modellemesinde, eleman kesiti boyunca gerilme-şekil değiştirme dağılımının yeterli bir şekilde elde edilmesi için şekil ve malzeme özelliklerine göre ideal lif sayısının tanımlanması gereklidir.

Yayılı plastik kolon-kiriş elemanlarında, eleman boyunca herhangi bir yerde plastik mafsal oluşmasına izin verilmektedir ve doğrusal olmayan davranış kesitlerin liflerindeki gerilmeler ve şekil değiştirmeler ile ifade edilmektedir.

Yayılı plastik davranış varsayımında, gerçek eleman davranışına en uygun şekilde, doğrusal olmayan davranışın eleman uzunluğunca ve farklı seviyelerde gerçekleşeceği öngörüsü yapılmaktadır. Bu davranışın modellenmesinde, yukarıda görüldüğü üzere kesit belirli alanlarda parçalara bölünür. Bu parçalarda, betonarme bir taşıyıcı eleman için, beton ve donatı çeliğine ait malzeme bazında doğrusal olmayan gerilme – birim şekil değiştirme bağıntıları yoluyla, varsayılan etkiler altında oluşan şekil değiştirmeler hesaplanır.

Yaklaşım olarak, fiber modelleme, yığılı plastik davranış yaklaşımı ile plastik mafsal modellemeden daha gelişmiş bir modelleme tekniğidir. Burada kritik olan nokta kesitin, davranışını gerçeğe en yakın ifade edecek optimum sayıda parçaya bölünmesidir. Çoğu analiz programında, fiber elemanların hepsinden okuma da alınamadığı için, hasarın belirleneceği deformasyonların okunacağı fiber elemanlar, mühendisin öngörüsüyle doğru olarak belirlenmelidir. Genel olarak, analiz süresini uzatması ve modelleme zorluğu nedeniyle yalnızca perde elemanların modellemesinde yaygın olarak kullanılsa da; fiber elemanlar kolon ve kiriş elemanların modellemesinde de kullanılabilir.

Çerçeveli yapıların doğal periyodunu doğrudan etkilediğinden, dolgu duvarların elastisite modülünün bilinmesi önemlidir.
Bu parametrenin hesabı için literatürde malzeme basınç dayanımı ile dolgu duvar elastisite modülü arasındaki ilişkiyi belirten farklı yaklaşımlar bulunmaktadır. Dolgu duvar birden fazla malzemeden imal edildiği için heterojen bir yapıya sahip olup onun elastisite modülü de dolgu duvarın her noktasında farklılık göstermektedir. Tuğla duvarın elastisite modülü birçok faktörden etkilenmektedir. Bu etkenlerin tuğla duvar dayanımı ve yüksekliği, harç tabakası kalınlığı ve basınç dayanımı, duvar üzerindeki örtü maksatlı kullanılan koruyucu malzemelerin (sıva, boya) dayanımı ve kalınlığı vb. bağlı olarak değişiklik gösterdiği bilinmektedir.

FEMA-356 (2000) duvarların elastisite modülü hesabı için iki maddeden herhangi birinin uygulanmasını istemektedir. Birincisi mevcut duvardan test prizmaları çıkarılacak, basınç gerilmelerinde test edilecek ve deformasyonlar elastisite modülü değerlerini belirlemek için ölçülecektir. İkinci maddede ise taşıyıcı eleman olmayan dolgu duvarların elastisite modülü 550∗fk bağıntısı kullanılarak hesaplanacaktır.

fk=Dolgu duvar basınç dayanımı

DBYBHY (2007)’de ise elastisite modülü 200∗fk bağıntısına bağlı olarak verilmektedir.

TBDY (2018)’e göre dolgu duvarın elastisite modülü ya esas alınan şartnamelerdeki deneyler uygulanarak belirlenmeli ya da deneyler yapılmadığı durumlarda yapısal çözümleme için 750∗fk bağıntısındaki değere eşit alınmalı olarak ifade edilmektedir.

Dolgu Duvar Basınç Dayanımı

Dolgu duvar basınç dayanımı, eşdeğer basınç çubuğu dayanımını temel bir şekilde kontrol eden bir parametredir. Duvarların dayanımı, tuğla veya beton blok, harcın basınç ve çekme dayanımları olmak üzere, harcın yapay taş ile olan aderans dayanımı, duvar işçiliği, derz kalınlığı, kullanılan malzemenin birim boyutları, kullanılan harcın tazeliği, kullanılan malzemenin su muhtevası ve yapı kaba ve ince inşaatı aşamasında bilinmeyen ya da nümerik olarak belirtilmeyen etkenlere bağlı olarak değişmektedir.

FEMA-356 (2000)’e göre dolgu duvarların basınç dayanımları eğer duvar kötü haldeyse 2.1 MPa’dan fazla, orta haldeyse4.13 MPa’ dan fazla, iyi haldeyse 6.2 MPa’dan fazla alınmaması gerektiği ifade edilmiştir.

TBDY (2018)’e göre yığma taşıyıcı duvarların basınç dayanımı ya duvar numuneleri üzerinde belli deney testlerine tabii tutulması yoluyla ya da kargir birim ve harç üzerinde yapılacak ayrı deneylerden sağlanan basınç dayanımları ile belirlenmektedir. TBDY 2018 Bölüm 11.2’de konu ile ilgili detaylı formülasyonlar bulunmaktadır.

Prefabrik Kolon-Kiriş Bağlantıları, çerçevelerin yapısal davranışında ve elemanlar arası kuvvet aktarımında rol oynar. Her bağlantı; düşey ve enine yatay kesme kuvvetini, eksenel basınç ve gerilmeyi, eğilme momenti ve burulmayı elemanlar arasında güvenli bir şekilde aktarmalıdır. (Prefabrik taşıyıcı sistemler)

Güçlü bir bağlantı; belirlenmiş doğrusal olmayan hareket bölgeleri (plastik mafsallar) sismik yer hareketi altında elastik olmayan bir tepki alırken, elastik kalan bir bağlantıdır. Ayrıca doğrusal olmayan hareket bölgeleri güçlü kolon-zayıf kiriş deplasman ilkesini sağlamalıdır. Güçlü bağlantıdaki hem kesme hem de kayma sözde kuvvetleri, mafsal bölgesinde karşılığında gelişmekte olan muhtemel eğilme kuvvetlerinden daha büyük olmalıdır.

Prefabrik Kolon-Kiriş Bağlantıları;

1. Mafsallı Bağlantılar
2. Moment Aktaran Bağlantılar

olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.

Prefabrik taşıyıcı elemanlar aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

1-Prefabrik Yapılarda Mafsallı Bağlantılar

Prefabrik Kolon-Kiriş Bağlantılarında mafsallı birleşimler, çerçeve düzleminde, kesme kuvveti ve eksenel kuvvet aktarabilen, moment aktaramayan birleşimlerdir. Genellikle tek katlı sanayi yapılarında kullanılmaktadır. Çok katlı yapılarda yalnızca yerinde dökme veya prefabrik betonarme perdeler ile kullanılabilmektedir. Aşağıda tek katlı mafsallı prefabrik yapının görünümü verilmiştir.

Prefabrik yapılarda mafsallı birleşimlerde, plastik mafsal kolon uçlarında oluşur. Enerji tüketebilmesi için kolon alt uçlarının mafsallaşması gerekmektedir. Bu özellik mafsallı prefabrik yapıları (kiriş uçlarında mafsallar oluşturarak) monolitik yapılardan ayırmaktadır.

1-a. Pimli Bağlantılar

Pimli bağlantı detayı yukarıda verilmiştir. Kolonda çıkan pimler kirişte bırakılan yuvalara girmektedir. Pimlerin ankrajını sağlamak için bu yuvalar yeterli dayanıma sahip harç ile doldurulmaktadır. Dolgu harcında oluşacak bölgesel hasarları engellemek için elastomer mesnetler kullanılmaktadır.

Pimli bağlantılar, devrilmeden kaynaklanan arttırıcı kuvvetler ve yerçekimi kuvvetleri için; eksenel ve kesme kuvvetlerini aktarmaktadır. Tanımsal olarak momenti ve burulmayı aktaramasalarda; kesme sürtünmesi ve derz dolgusu gibi elemanlar arası etkileşimden kaynaklanan küçük momentleri hızlıca sönümlerler.

Prefabrik Kolon-Kiriş Bağlantılarında kolon ve kiriş uçlarında yani pimin kullanıldığı bölgede, yoğun çekme gerilmesi için iyi şekilde sargılama yapılmalıdır. Sargı donatı olarak yatay U etriyeler kiriş uç bölgelerinde, kapalı etriyeler kolon uç bölgelerinde kullanılarak etkin pim boyu kadar uzunlukta yerleştirilmelidir.

1-b. Kaynaklı Bağlantılar

Kaynaklı bağlantı detayı yukarıda verilmiştir. Bu bağlantılar kolay uygulanabilir, hafif ve ekonomik olmasından; ayrıca perçin, cıvata gibi deliklerle zayıflatılmış olmamasından dolayı tercih edilmektedir. Bağlantı noktasında, kaynak kapasitesi için birleşim metali akma dayanımının (birleştirilen malzemelerin akma dayanımına eşit ya da büyük ise) %45’ine kadar izin verilmektedir.

1-c. Yuvalı Bağlantılar

Yuva yanaklarında kalınlık en az 15 cm olacaktır ve hesaplanan deprem yükünden elde edilen kesme kuvveti bu yanaklardaki donatılarla karşılanacaktır. Yuva yanaklarında yatay bağlantılar için pim kullanılacaktır (TBDY, 2018).

2-Prefabrik Yapılarda Moment Aktaran Bağlantılar

Prefabrik yapılarda, moment aktaran bağlantılar genel olarak 3 sınıfa ayrılmaktadır:

• Kuru bağlantılar,
• Islak bağlantılar
• Kompozit bağlantılar.

Yapının yanal dayanım ve rijitliğini arttırmak ve elemanları arasındaki düzlem-içi momentleri aktarabilmek için Prefabrik yapılarda, moment aktaran bağlantılar kullanılmaktadır. Tersinir tekrarlı deprem yükleri altında moment aktaran bağlantılar, sünek davranış gösterecek şekilde tasarlanmalıdır. Prefabrik Kolon-Kiriş Bağlantılarında bu moment aktaran bağlantı türü dayanım ve süneklik kapasitelerinde azalma olmaksızın bağlanan elemanlarının iç kuvvetlerini aktarmaktadır. Bu tür birleşimler tek katlı endüstri yapılarından, çok katlı ve ağır yüklerin olduğu yapılara kadar uygulanmaktadır.

2-a. Islak Kolon-Kiriş Bağlantıları

Islak kolon-kiriş bağlantı kuvvet ve moment aktarımı sağlayarak monolitik bağlantı oluşturmaktadır. Bu bağlantının üst tarafı ilave donatılar ile yerinde dökme betondan meydana gelmektedir.

2-b. Tam Ard-germeli Bağlantılar

Tam ard-germeli bağlantı detayı yukarıda verilmiştir. Bu bağlantı kalıcı kullanılmaktadır. Ard-germe halatları kılıfların içinden geçirilmektedir ve daha sonra çimento harcıyla doldurulmaktadır. Bu bağlantılarda, ard-germe halatlarından dolayı oluşturulan sürtünme ve mengene kuvvetleri ile kesme kuvveti aktarımı gerçekleştirilir.

2-c. Üstte Islak-Altta Kaynaklı Bağlantılar- Hibrit Bağlantılar

Ülkemizde yaygın olarak kullanılan üstte ıslak-altta kaynaklı bağlantıların (hibrit bağlantılar) alt tarafı çelik bağlantı elamanları ile oluşturulup, kolon guselerine kaynaklanmıştır. Üst tarafı ise ilave donatılar ile yerinde dökme betondan meydana gelmektedir. Üstte ıslak-altta kaynaklı bağlantı birleşimi, elemanlar arasında moment aktaran bir mesnetlenme sağlar ve pozitif ve negatif momentler için simetrik olmayan davranış sergiler.

Kaynaklanan kiriş boyuna donatılarına betonla arasındaki aderansı yok etmek için en az 12 φL (φL boyuna donatı çapı) uzunluğunda plaka-kiriş açıklığı bölgesinde plastik kılıf uygulamaktadır. Böylece boyuna kiriş donatılarının şekil değiştirme kapasiteleri arttırılmış olur. Kısa konsol üzerine yerleştirilen kirişin o bölgede ters U şeklindeki etriyeler; alt plakaya doğrudan kaynaklanması istenmediği için, alt plaka üstündeki çelik plakalara kaynak dikişiyle tutturulmaktadır. Ayrıca etriye aralığı en çok 4 φL ve 75 mm olmalıdır.

2-d. Manşonlu-Pimli Bağlantılar

Manşonlu-pimli bağlantıda kullanılan manşonlar çekmeye çalışmaktadır ve manşon aracılığıyla eğilme momentinden kaynaklanan yatay kuvvet donatı çubuklarına aktarılmaktadır. Kirişten gelen kesme kuvvetinin kolondan çıkan konsol ile taşındığı kabul edilmektedir. Bu bağlantıda pimler ise enine eğilme dayanımını ve yatay kesme aktarımını sağlamaktadır.

Prefabrik Kolon-Kiriş Bağlantılarında manşonlu-pimli bağlantılarda, pozitif moment konsola yerleştirilen en az 4 adet pimin kesme kapasitesiyle, yerinde dökme beton ile ise negatif moment karşılanmaktadır. Özellikle kiriş mesnetindeki alt donatılarının akma kapasitesi mutlaka pimlerin kesme kapasitesinden küçük olmalıdır.

Kaynaklar: Papatya İRİZ-PREFABRİK BETONARME ÇERÇEVE TİPİ YAPILARIN SİSMİK PERFORMANS FAKTÖRLERİNİN BELİRLENMESİ
TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ-TBDY2018
Şenel, Ş. M., Palancı, M., Kalkan, A., ve Yılmaz, Y. (2013). Mevcut prefabrik binaların mafsallı birleşimlerinin kesme ve devrilme güvenliğinin araştırılması. Teknik Dergi, 24(119), 6505-6528.

Yapılarda kullanılan çelik, yüksek sıcaklıkta şekil verilmiş ya da soğukta şekil verilmiş yani oda sıcaklığında şekil verilmiş çelik ürünlerdir. Bu ürünlerden soğukta şekil verilmiş çelik, yapı tasarımında uzunca bir süredir kullanılır. Hafif çelik, soğukta şekil verilmiş çelik olarak da ifade edilen bu elemanlar İngilizce “Cold Formed Steel” teriminin baş harfleri alınarak oluşturulan CFS kısaltması ile tabir edilebilir ve bu ifade sıkça karşılaşılan bir ifadedir.

Genel anlamda soğukta şekil verilmiş çelik elemanların/hafif çeliklerin et kalınlıkları 0,350 mm ile 6,50 mm aralığındadır. Özel uygulamalar için ön galvanizli malzemeler gerekmiyorsa 8 milimetre kalınlığa kadar oluşturulabilir.

Betonarme elemanlar, basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı düşük yapı elemanlarıdır. Fakat hafif çelik malzeme hem basınç dayanımı hem de çekme dayanımı konusunda yüksek değerlere ulaşmaktadır. Ayrıca günümüzün en önemli sorunlarından biri haline gelen deprem etkisi çelik yapılar ile minimum düzeye çekilmektedir.

Betonarme malzemeye nazaran daha hafif bir yapı malzemesi olan hafif çelik sayesinde yapıların maruz kaldığı deprem kuvveti daha az olmaktadır ve böylelikle deprem anında daha az zarar görmektedir. Bir diğer konu ise çelik malzemelerin üretiminin belirli bir denetim altında yapılması ve imalatının genellikle atölyelerde gerçekleştirilmesidir. Bu sebeple dayanımlar standart seviyede olup büyük değişimler göstermez ve betonarme yapı gibi fazladan bir bakıma ve küre ihtiyaç duymaz.

2. Hafif Çelik Yapıların Kullanım Alanları

Hafif çelik yapıların ülkemizde kullanımı son yıllarda oldukça artmıştır.  Soğukta şekil verilmiş çelik ilk başlarda şantiye binaları olarak kullanılıyordu. Fakat zamanla deprem evleri olarak yapılmaya başlandı. Artık okul, kreş, yurt, işyeri, mescit, lokanta, halk pazarı, konut ve daha birçok alanda uygulanmaktadır. Fakat konut olarak inşaat piyasasında hala olduğu yerde değildir. Amerika ve Avrupa’da konut olarak çok yaygın kullanılmasına rağmen ülkemizde kullanıcılar tarafından şüpheyle karşılanmaktadır.

3. Hafif Çelik Yapıların Genel Özellikleri

Hafif çelik yapılarda önceden üretilebilme imkânı olduğundan dolayı insan hataları en aza inmektedir. Yapı ince kesitli çeliklerden oluştuğu için diğer yapı türlerine göre 10 kata kadar daha hafiftir. Bu hafifliğinden dolayı da deprem yüklerini az aldığı için depreme karşı çok güvenlidir. Hafif çelik yapılar çok kötü zemin koşullarında bile uygulanabilmektedir.

Hafif çelik yapılar hızlı ve kolay bir şekilde montaj edilebilmektedir. İnşa aşamasında hava ve
iklim koşullarından etkilenmediğinden dolayı 4 mevsim inşası mümkündür. Doğru şekilde galvenizlendiği zaman dış etkilerden etkilenip korozyona uğramaz. Soğukta şekil verilmiş çelik yapılar diğer çelik sistemler ile desteklendiği zaman 3 kattan fazla yapılar da yapılabilmektedir.

4. Hafif Çelik-Soğukta Şekillendirilmiş Çelik ile Geleneksel Çelik Elemanlar Arasındaki Temel Farklar

Hafif çelik ile geleneksel çelik elemanları arasında göz önüne alınabilecek pek çok fark vardır.

• Bağlantı elemanı olarak bulon ve kaynağın yanı sıra clinch olarak adlandırılan perçin benzeri ve vidalı bağlantılar yapılabilir.
• Hafif çelik elemanlarda yüksekliğin kalınlığa oranı çok fazla olduğundan dolayı bölgesel kontroller yapılmaktadır. Geleneksel çelik de ise kritik noktaların kontrolleri yapılmaktadır.
• Hafif çelik üretimi sırasında mekanik özelliklerde iyileştirmeler yapılabilir.
• Hafif çelik elemanlar orta seviyede yüklerde ve orta uzunlukta açıklıklarda daha ekonomik sonuçlar vermektedir
• Ayrıca hafif çelik sistemlerde kayma ve ağırlık merkezleri arasında dış merkezlik oluşma ihtimali yüksektir. Bu da burulma ve burkulma oluşturabileceğinden ayrıca hesap yapılması gerekmektedir.

4.1. Soğukta Şekil Verilmiş Çeliğin-Hafif Çeliğin Avantajları

Hafif çelik elemanlar fabrika ortamında üretilmesi sebebiyle sahip olduğu homojen, izotrop, rijitlik ve düktilite gibi özelliklerini her kesitte aynı şekilde gösterir. Üretim bilgisayar desteği ile gerçekleştiğinden işçi kaynaklı hata oranı daha azdır ve bu şekilde güvenli bir üretim sağlanır. İstenilen en kesitte eleman üretmek kolaydır.

Hafif çelik elemanlar diğer yapı elemanlarına göre daha hafiftir. Böylece daha zorlu zemin koşullarında kullanıldığında depremden etkilenmesi daha azdır.

Yapı elemanların önceden hazırlanıp getirilmesi üretim süresinin azalmasını sağlar. Bu durum diğer yapım yöntemlerine göre daha kısa süre içinde yapının tamamlanmasına ve işlem süreçlerinin daha tutarlı şekilde belirlenmesine yardımcı olur. Seri üretim imkânı sağlar. Soğukta şekil verilmiş yapılarda iklim şartları inşa aşamalarını daha az etkiler ve sarf malzeme miktarı ve atık miktarı daha azdır. Doğru şekilde yalıtıldığı zaman yangın, paslanma, küflenme, haşere ve böceklere karşı diğer tasarım sitemlerine göre daha güvenlidir.

Çelik, yapısal yüklere ve yüksek rüzgâr ve depremsel olaylardan etkiyen hareketlere maruz kaldığında yüksek oranda tahmin edilen şekilde davranır. Çünkü çeliğin doğasında olan fiziksel ve kimyasal özellikler üretilen üründe de aynıdır. Bu sebeple bir çelik taşıyıcı eleman oluşturulduğunda sertliği, uzunlukları, dayanımı değişmeyecek düz kalacaktır.

Yapısal gereksinimlerin değişmesi durumunda ve yapıda bazı yeni kısımlar oluşturma isteğine cevap verir. Geri dönüşümlü oluşuyla doğaya zarar vermez. Çelik Geri Dönüşüm Enstitüsü raporlarına göre çelik; kâğıt, plastik, bakır, cam, kurşun ve alüminyumlu malzemeler gibi geri dönüşümü gerçekleşen maddelerden daha fazla geri dönüşümü olan bir malzemedir. Çelik çerçeve elemanları ortalama en az %25 oranında geri dönüşümlü çelik içerir ve %100 ömrü sona erince geri dönüştürülebilir. Geri dönüştürülebilen çelik yenilenebilir kaynakların yerini alır; 2000 ft2 (185,80 m2) çelik çerçeveli bir ev yapısı inşa etmek için yaklaşık 6 hurda araç gerekir.

Nakliye ve şantiye içi dağıtımının, tamir ve montajının kolay oluşu hafif çeliğin avantajlarındandır. Yapılan araştırmalarla hafif çelik evlerin inşaat süresi, maliyeti, kullanım alanı betonarme ve sıcak haddeli çelik yapılardan daha uygundur.

Hafif çeliğin vidalı birleşimleri yükü kesmede taşıyan mekanik kilitli birleşim gerçekleştirebilir. Bu ahşap gibi yapı elemanlarında gerçekleşmez çünkü ahşap elemanlarda birleşimin ve elemanın dayanımı ayrı değerlendirilir.

Soğuk şekillendirilmiş çelik yapı elemanlarının avantajlarını maddeler halinde aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz;

1. Yüklerin ve açıklığın nispeten az olduğu durumlarda soğuk şekil verme yöntemiyle sıcak şekil verme yöntemine kıyasla daha hafif elemanlar üretilebilmektedir. Üretim maliyetlerinin de düşük olması nedeniyle, soğuk şekillendirilmiş profillerle inşa edilen az katlı yapıların tasarımcılara ekonomik bir seçenek sunduğu kabul edilir.
2. Soğuk şekil verme yöntemiyle, sıcak şekil verme yöntemiyle imalatı mümkün ya da ekonomik olmayan alışılmışın dışında kesit geometrilerine sahip profiller üretilebilmektedir.
3. Soğuk şekillendirilmiş profiller çoğu zaman üst üste istiflenebildiğinden, paketleme ve nakliyede büyük kolaylık sağlamaktadır.
4. Gelişen teknolojiyle birlikte soğuk şekillendirilmiş profillere, üretim aşamasında, istenilen şekil ve boyutlarda delikler açılabilmekte; bu da imalatta büyük kolaylık sağlamaktadır.
5. Sıcak şekillendirilmiş hadde profillere kıyasla dayanım/ağırlık oranları daha yüksek olduğundan, burkulma durumları göz önünde bulundurularak boyutlandırıldıklarında, yapının toplam ağırlığını azaltmaktadırlar.
6. Soğuk şekillendirilmiş panellerin döşeme, çatı veya duvar imalatında kullanılmaları durumunda, elemanların kalıpsız inşasını sağlarlar. Ayrıca, tesisatın yerleştirilmesinde panel geometrisindeki boşluklar rahatça kullanılabilir.
7. Soğuk şekillendirilmiş paneller, doğru tasarlandıklarında, sadece yüzeylerine dik gelen yükleri değil, kendi düzlemlerindeki yükleri de diğer taşıyıcı elemanlara güvenle aktarabilirler.
8. Geri dönüştürülebilir malzemeden üretilmeleri sayesinde, soğuk şekillendirilmiş elemanlar sürdürülebilir, çevreci ve yeşil bina olanağı sağlamaktadır.
9. Soğuk şekillendirilmiş çelik yapı elemanlarının yapısal ahşap elemanlara kıyasla en belirgin üstünlükleri, hava koşullarından daha az etkilenmeleri, dayanım ve rijitliklerinin daha yüksek olması, hızlı ve çoklu imalat olanağı ile kurtlanma sorunlarının olmamasıdır.

4.2. Soğukta Şekil Verilmiş Çeliğin-Hafif Çeliğin Dezavantajları

Yukarıda sıralanan üstünlük özelliklerinin yanı sıra, soğuk şekillendirilmiş çelik profillerin tasarımda mutlaka göz önünde bulundurulması gereken bazı zayıf yönleri de mevcuttur. Bu zayıflıklar şöyle sıralanabilir:

1. Açıklıkların ve/veya yüklerin büyük olduğu durumlarda ekonomik sonuçlar elde edilememektedir. Bu nedenle, yönetmelikler soğuk şekillendirilmiş profillerle inşa edilen yapılarda kat adedini sınırlandırmaktadır. Soğuk şekillendirilmiş profiller, yüksek yapılarda çoğu zaman yalnızca sıcak şekillendirilmiş ana taşıyıcı çelik elemanlara yardımcı eleman olarak kullanılabilmektedirler.
2. Soğuk şekil verme işleminde profile ard arda uygulanan işlem sayısı sınırlıdır. Profile uygulanan şekil verme işleminin fazla tekrarı, malzemede büyük zorlamaların meydana gelmesine neden olur. Bu durumda, profilde çatlama ve kırılmalar gözlenebilmektedir.
3. Soğuk şekillendirilmiş profillerin kalınlıkları sıcak şekillendirilmiş hadde profillere kıyasla çok daha küçük olduğundan yerel burkulmaya ve yangına karşı dirençleri çok düşüktür. Ayrıca, depolama ve taşıma esnasında daha hassas davranılması, montajlarının daha dikkatli yapılması gerekmektedir.
4. Çoğu soğuk şekillendirilmiş profil açık enkesite sahip olduğundan, bu tür profillerin burulmaya karşı dirençleri çok düşüktür. Bu nedenle, burulma içeren burkulma sınır durumları soğuk şekillendirilmiş profillerin davranışını belirleyen bir sınır durum olabilmektedir.
5. Soğuk şekillendirilmiş profillerin köşelerindeki et kalınlığı hadde profillerine kıyasla daha küçük olduğundan, tekil yüklere karşı dirençleri daha azdır.
6. Her ne kadar şekillendirme işlemi, yüksek sıcaklıklarda yapılmıyor olsa da soğuk şekillendirilmiş profillerde de artık gerilmeler oluşmaktadır ve bu gerilmelerin profillerin burkulma davranışlarına etkisi mutlaka tasarıma dahil edilmelidir.
7. Ancak, soğuk şekillendirilmiş profillerde oluşan artık gerilmelerin gerek oluşma nedenleri gerekse kesit üzerindeki dağılımlarının sıcak şekillendirilmiş profillere kıyasla çok daha farklı olduğu unutulmamalıdır

5. Hafif Çelik ile Betonarme Arasındaki Temel Farklar

Türkiye’de betonarme yapıların sayısı diğer sistemli yapılara göre çok fazladır. Ülkemizde, betonu temin etmenin kolay olması, inşaat ekiplerinin fazla olması ve betonarme yapı sistemlerindeki deneyim gibi sebeplerden dolayı betonarme yapıların sayısı oldukça fazladır. Hafif çelik yapı sistemlerinin betonarme yapı sitemlerine göre
çok önemli üstünlükleri bulunur.

• Aynı iki mimari proje ele alındığında hafif çelik sistemli yapılar, betonarmen yapılara göre çok daha hafif sistemlerdir. Bu sebepten dolayı eşdeğer deprem yükleri karşılaştırıldığında yapıya etki eden deprem yükü oldukça azalmaktadır. Hafif çelik sistemle betonarme sistem arasındaki bu fark sadece taşıyıcı sistem ağırlıklarında 18 kata çıkmaktadır.
• Üstyapının hafif olmasından dolayı zemine etkiyen yük de önemli miktarda azalmaktadır. Bu konu özellikle gevşek ve taşıma gücü zayıf olan zeminlerde daha sağlam yapılar yapılabilmesine olanak sağlamaktadır.
• Son olarak atölyede ön üretimli yapı malzemeleri olduğundan dolayı işçilikten doğan hatalar betonarmeye nazaran daha az olmaktadır.

6. Hafif Çelik Yapılarda Kullanılan Elemanlar

6.1. Soğukta Şekil Verilmiş Çelik-Hafif Çelik Profiller

Hafif çelik sistemlerde kullanılan profillerin isimlendirmesi biçimlerine göre olur. Genellikle C, U ve Σ profiller kullanılır. Hafif çelik üreticileri kendilerine ait profil tablolarını hazırlar. Bu tablolarda, hazırlanan profillerin karşısında, kesme uzunluklarına göre profillerin moment ve taşıma kapasiteleri verilir. Projelendirmede esnasında bu tablolardaki değerlerden yararlanılır. Her üreticinin profil tabloları arasında fark olabilir.

Hafif çelik yapıda genellikle C profiller kullanılır. C profiller flanş (başlık), gövde, ve dudak (lip) kısımlarından oluşur ve ölçülendirilmesi başlıkların dışından dışınadır. U profiller ise sadece flanş ve gövde kısımlarından oluşup, ölçülendirilmeleri başlıkların içinden içinedir.

Soğukta şekil verilmiş çelik sistemlerde kullanılan malzeme fabrikalarda, belirli standartlara göre üretilir. Eriyen hafif çelik, üretim bandının üzerinde silindir veya presleme yöntemi ile levha veya rulo sac haline dönüştürülür. Üretim sırasındaki silindir veya presleme işlemi, çeliğin içyapısındaki boşlukları sıkıştırıp doldurduğu için hafif çelik malzemenin daha homojen bir yapıda olmasını ve dayanımının yükselmesini sağlar. Levha veya rulo halini alan hafif çelik malzeme uygun boyutlarda kesilir. Kesilmiş levha çelik, pres kalıp, silindir kalıp veya bükme işlemi ile profillendirilir.

Hafif çelik, levha halindeyken veya daha sonra uygun şekilde kesilip boyutlandırıldığı zaman galvanizleme işlemine tabi tutulur. Bu galvanizleme işlemi hafif çelik malzemeyi dış etkilere ve korozyona karşı önemli derecede korumaktadır. Eğer hafif çelik eleman boyutlandırılma işleminden sonra galvanizlenirse, sonradan herhangi bir delme, kesme gibi işlem uygulanmadığından dolayı galvaniz kaplama zarar görmez.

6.2. Levhalar, Trapez Levhalar ve Şeritler

Hafif çelik çerçevelerde bağlantı yüzeyini artırmak için çelik levhalar kullanılabilir. Bu levhaların kalınlığı, kullanılan profillerin kalınlığından daha az olamaz. Bağlantı noktalarındaki köşebentler, çelik levhalardan oluşturulurlar. Çelik şeritler, genellikle çaprazlamalar şeklinde kullanılır. Trapez levhalar ise yüzeysel elemanlardır. Profillerin üretim aşamaları ile aynı şekilde üretilirler. Genellikle döşemelerde kullanılırlar.

6.3. Hafif Çelik Montaj Elemanları

Hafif çelik yapılarda montaj elemanları, vida ve bulon, perçin, çivi, kaynak gibi bağlantı elemanları ile ankraj elemanları olarak ele alınabilir.

6.3.1. Vidalar

Hafif çelik yapıların montajında kullanılan vidalar kendinden delme özelliğine sahiptir fakat levhanın kalınlığı 0.88 mm’ den az ise kendinden delme özelliği olan vidalar kullanılamaz. Bir vidanın ucundaki kesici kısım ne kadar uzunsa vidanın delebileceği malzeme kalınlığı da o kadar artmaktadır. Çelik ile çelik tespitinde düz başlı vidalar kullanılırken, kaplama malzemeleri ile kaplama malzemeleri veya kaplama malzemeleri ile çelik tespitinde konik başlı vidalar kullanılır. Çok amaçlı olarak kullanılan vidalar da mevcuttur.

6.3.2. Bulonlar

Bulonlu bağlantılar genellikle hafif çelik elemanların, beton veya diğer çelik elemanlar ile tespitinde kullanılır. Yaygın olmamakla birlikte hafif çelik elemanların hafif çelik elemanlara bağlantısında da kullanılır. Bulonlar ile bağlantı yaparken öncelikle, hafif çelik elemanlarda bulon çapından biraz daha geniş olan delikler açılır. Daha sonra bu deliklerden bulonlar geçirilir ve diğer ucuna somun takılıp bir anahtarla sıkıştırılır.

6.3.3. Kaynak

Hafif çelik sistemlerinde vida ve bulonlu bağlantılardan sonra en çok kaynak ile bağlantı şekli kullanılmaktadır. Bağlantı noktaları kaynak ile birbirine bağlanır. Vida ve bulonlu bağlantılara göre daha rijittir. Ancak, kaynak sırasında yüksek ısıdan dolayı galvaniz kaplama zarar görebilir. Bulonlu ve vidalı bağlantılara göre daha fazla zaman isteyen bir işlemdir. Ayrıca sökülmesi ve değiştirilmesi güçtür.

6.3.4. Punto ve Perçinler

Çelik-çelik birleşiminde kullanılan yöntemlerden biri de punto ile montajdır. Punto aletleri ile çelik levhalar birbirine preslenerek montaj yapılır. Bu punto aletleri hidrolik veya hava kompresi ile çalışabilir. Punto ile montajda elemanlar daha sonradan kolay kolay sökülemezler. Sökülseler dahi elemanların tekrar kullanılması zordur. Ayrıca puntolama işlemi sırasında profiller ezilir ve sonucunda da galvaniz kaplama zarar görebilir.

Perçin ile montajda profil üzerine önceden delikler açılır ve bu deliklere sert alüminyum veya yumuşak çelik alaşımı perçinler yerleştirilerek ezilir. Perçin tabancası ile perçin çekilip ezilir ve böylece perçin sıkışarak montaj gerçekleştirilmiş olur. Perçin sonradan kesilerek elemanlar birbirinden ayrılabilir. Bu işlem, perçin yuvası için önceden bir delme işlemi gerektirdiği için vidalı ve puntolu birleşimlere göre daha yavaş yapılmaktadır.

6.3.5. Çiviler

Hafif çelik elemanların montajında özel yivli çiviler de kullanılır. Genellikle kaplamaların, hafif çelik profillere montajında kullanılır. Fakat bağlantı yöntemi olarak çivi kullanımı pek yaygın değildir. Montaj, hava kompresi ile çalışan çivi tabancalarıyla veya robot kollar ile yapılabilir.

7. Hafif Çelik Yapıların Tasarımında Kullanılan Yönetmelikler

Hafif çelik yapıların tasarımında dünyanın çeşitli bölgelerinde kullanılan AISINAS, Avrupa, Afrika ve Ortadoğu bölgelerinde kullanılan Eurocode 3, Türkiye’ de kullanılan TS 11372 gibi çeşitli yönetmelikler mevcuttur.

Kaynak: Mahmut Tansu KAYA HAFİF ÇELİK YAPILARIN BULON, VİDA VE PERÇİNLİ BİRLEŞİMLERİNDE FARKLI SEVİYELERDEKİ KOROZYONUN ETKİLERİ
Semih Subutay FIRAT-SERA TİPİ HAFİF ÇELİK KONSTRÜKSİYON YAPILARDA ELEMAN VE BİRLEŞİMLERİN TASARIMI
HİLAL ÇELİK-SOĞUK ŞEKİLLENDİRİLMİŞ ÇELİK U PROFİLLERİN ENKESİT ÖZELLİKLERİNİN VE BASINÇ DAYANIMLARININ BELİRLENMESİ

Meteorolojik veri kayıtlarının uzun süreli olması daha güvenilir sonuçlar elde edilmesine olanak sağlar. İstasyon sayısı çok olsa da istasyondan elde edilen verilerin (ölçümlerin) kullanılabilir olması için belirli bir sayıdan fazla olması gerekmektedir. Bu durum kar yükü için TS EN 1991-1-1-3’deki “4.1 Karakteristik Değerler” bölümünde de belirtildiği gibi ‘Kaydedilen azami kar miktarı değerleri arasında genellikle dikkate değer ölçüde farklılıklar olabileceğinden 20 yıldan daha az kayıt tutma süreleri genellikle uygun değildir.’

Bu bilgiden yola çıkarak yapılan bir çalışmada(1) 20 yıldan daha uzun süren kayıtlarla, 50 yıl dönüş aralıklı kar kalınlığı dağılımı haritası hazırlanmıştır. Öncelikle “Kar Yükü” ve “Kar Yükü Hesabı” ile ilgili günümüzde yürürlükte olan standart ve yönetmelikleri inceleyim, ardından güncel kar yükü haritasına bakalım.

TS 498-1997

TS 498-1997 Yönetmeliği Kar Yükü Hesabı

TS 498-1997 yönetmeliğinin kar yükü ile ilgili kısmı Alman DIN 1055-1971 yönetmeliğinden alınmış ve Türkiye koşullarına göre uyarlanmıştır.

(Mevcut Kar Yükü için Kar Yüksekliği Haritası)

1997 yılında yürürlüğe giren bu yönetmelik kar yükü(Pk0) hesabı için il ve ilçelerdeki kar bölgeleri, kar yağış yüksekliği haritası ve hesap değerlerini içermektedir. Bu yönetmeliğe göre yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi Türkiye dört bölgeye ayrılmıştır. Bölge numarası büyüdükçe kar yükü değeri de artmaktadır. Ayrıca kar yağışı yaşanmayan yerlerde kar yükü hesap değerinin(Pk) sıfır alınacağı belirtilmektedir. Çatılardaki kar yükü için aşağıdaki çizelgede verilen çatı eğimine(α) bağlı olarak azaltma değerleri(m) kullanılır. Çatı eğimi 30º ve daha az ise kar yükü hesap değeri(Pk), kar yükü(Pk0) değerine eşit kabul edilerek düzgün yayılı yük olarak hesaplama yapılır. Yatayla α açısı kadar eğimi olan çatılarda kar yükü hesap değeri şu şekildedir;

Pk=m.Pk0

m=1-((α-30)/40)

0≤m≤1

m değeri bu tablodan alınır;

Kar yükü(Pk0) değeri, kar yüksekliği haritasındaki bölgelerin numarasına göre aşağıdaki çizelgeden alınır.

Kar yağmayan yerlerde kar yükü hesap değeri sıfır alınır.

TS EN 1991 Yönetmeliği

TS EN 1991-1-3 Kar Yükü Hesabı

TS EN 1991-1-3 yönetmeliği yapı tasarımında dikkate alınacak kar yükü hesabında kullanılmak üzere hesap değerleri, kar bölgeleri ve kar kalınlığı haritası içermektedir. Kar bölgeleri ve kar kalınlığı haritası TS 498 yönetmeliğinden olduğu gibi alınmıştır.

Çatı kar yükü hesabında, kar kütlelerinin çatı üzerinde farklı biçimlerde toplanabileceğinin dikkate alınması gerektiği belirtilmektedir. Buna neden olan çatı özellikleri ve diğer faktörler aşağıda sıralanmıştır.

• Çatı şekli ve tipi,
• Isıl özellikler,
• Yüzey pürüzlülüğü,
• Çatı altında oluşan ısı miktarı,
• Komşu binaların yakınlığı,
• Çevre arazisi yapısı,
• Lokal meteorolojik iklim özellikleri, özellikle rüzgar, sıcaklık değişkenliği, yağış(yağmur veya kar olarak) ihtimali.

Karın bir kaç kez eriyip donabileceği veya kar kütlesinin üzerine yağmur yağabileceği bölgelerde, özellikle çatı drenaj sisteminin kar veya buz ile tıkanabileceği durumlarda çatı kar yükü arttırılmalıdır.
Çatıların farklı kar yükü etkilerine maruz kalmasına neden olan Çatı Şekil Katsayıları aşağıdaki çatı şekilleri için farklı farklı tanımlanmaktadır:

• Tek eğimli çatılar
• Çift eğimli çatılar
• Çok eğimli çatılar
• Silindirik çatılar
• Daha yüksek bir yapıya bitişik veya yakın olan çatılar

Kar Yükü Hesabı ile İlgili Yeni Çalışma

Yapı tasarımında ve yapım aşamasında meteoroloji verilerinin etkisi can ve mal güvenliği için oldukça önemlidir. Meteorolojik olaylar kaynaklı yapı hasarlarına dayanarak mevcut yönetmeliklerdeki harita ve hesap değerlerinin yetersiz olduğu söylenebilir. Bu yetersizliğin en büyük nedeni 1997 yılında yürürlüğe giren TS 498 yönetmeliğindeki haritaların eski ve sabit değerleri içermesidir. Avrupa standartlarından çevrilerek kullanılmaya başlanan TS EN 1991 yönetmeliğindeki haritalar, TS 498 yönetmeliğinden hiçbir değişiklik yapılmadan olduğu gibi alındığından dolayı bu yetersizlik devam etmektedir.

Bu amaçla yapılan çalışmada; Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden kar kalınlığı için 198 istasyon, rüzgar hızı için 265 istasyon, sıcaklık etkisi için 267 istasyon ve yağış için 264 istasyondan elde edilen veriler temin edildi. Elde edilen veriler süzülüp, düzenlenerek 20 yıldan fazla olan veriler haritalama çalışmasında kullanılmak üzere gruplandırıldı. 20 yıldan az olan veriler ise kontrol amaçlı değerlendirildi. Gruplandırılan veriler Easyfit programı yardımıyla istatistiksel analizi yapılarak, tasarımda kullanılması için aşılma riski 0.02, ortalama tekerrür süresi 50 yıl olan değerler bulundu. Bulunan değerler CBS yardımıyla haritalandırıldı. Bu işlem sonucunda 50 yıl dönüş aralıklı kar kalınlığı dağılımı haritası,  en düşük sıcaklık dağılımı haritası ve yağış yüksekliği dağılımı haritası elde edildi.

50 Yıl Dönüş Aralıklı Kar Kalınlığı Dağılımı Haritası

50 Yıl Dönüş Aralıklı Yağış Yüksekliği Dağılımı Haritası 

50 Yıl Dönüş Aralıklı En Düşük Sıcaklık Dağılımı Haritası

Kaynak: Enez ALADAĞ-METEOROLOJİ HARİTALARI KULLANILARAK ÇELİK ÇATILARIN KAR YÜKÜ ANALİZLERİ
TS498
TS EN 1991-1-3

İstinad duvarının boyutlandırılmasında H yanal zemin etkisini göstermek üzere;

1.4G+1.6Q+1.6H          0.9G+1.6H

yükleme durumları yanında, deprem sözkonusu olduğunda

G+Q+E

yük kombinasyonlarının da gözönüne alınması gerekir. Düşey doğrultuda serbest konsol olarak çalışan istinat duvarlarının deprem hesabında, yatay zemin basıncının yanında duvarın kendi kütlesine ilişkin deprem kuvvetleri gözönüne alınmayabilir. Betonarme istinat duvarı hesabında statik zemin basıncına ek olarak oluşan E dinamik zemin basınçlarından hesaplanan kesit etkileri Deprem yükü azaltma katsayısı Ra=1.5 ile azaltılarak hesaba alınacaktır.

İstinat Duvarı Projesi Örneklerine Sayfanın Sonundaki Bağlantılardan Ulaşabilirsiniz…

Bu yüklemeler altında kritik kesitleri ihtiva eden kısımlar için serbest cisim diyagramı çizilerek, kesitlerdeki eğilme momenti ve kesme kuvveti hesaplanır ve kesit hesabı yapılır. Düşey plağın mesnet kesit, ve taban plağının düşey plakla birleşme kesitleri olmak üzere en az üç kesitte donatı hesaplanması gereklidir. İstinad duvarının yüksekliğine göre kesit sayısı artırılır. Eğilme donatıları tek doğrultuda çalışan döşeme donatılarına benzer şekilde hesap edilir ve seçilir. Genellikle kayma donatısına ihtiyaç duyulmaz.

-İstinat Duvarı Nedir? Çeşitleri ve Kullanım Alanları-yazımıza da buradan ulaşabilirsiniz.

Not; Yapılan deneyler göstermektedir ki, maliyet açısından en uygun sonuçlar veren istinat tasarımı, istinat duvarının gövde kalınlığının değişken olarak seçilebilmesi ve ön ampatmanla ilgili kısıtlama bulunmaması durumunda elde edilebilmektedir.

İstinat Duvarlarına Etki Eden Yanal Basınçlar

İnşa edileceği yer ve amacına göre çeşitli yüklere maruz kalan istinat duvarları projelendirme aşamasında bu yüklerin en doğru biçimde belirlenmesi gerekir. İstinat duvarı projesinde dikkate alınmayan yük/yükler duvarın stabilitesini olumsuz yönde etkileyebileceği gibi yine gereksiz alınan bir yük istinat duvarının ekonomik olmasını engelleyecektir. İstinat duvarına etki eden yükler;

• Duvarın kendi ağırlığı,
• Duvar arkasındaki aktif itki,
• Duvar önündeki pasif etki,
• Yeraltı suyu etkisi,
• Deprem etkisi
• Sürşarj yükleridir.

(İstinat Duvarları Neden Yıkılır?)

Arazinin durumuna göre demiryolu, karayolu titreşim etkileri veya don tesiri etkileri de sayılabilir.

İstinat Duvarlarına Etkiyen Kuvvetlerin Analizi

İstinat duvarlarına depremsiz durumda etkiyen basınçlar statik zemin basınçları, deprem etkisinde altında meydana gelen ilave basınçlar dinamik basınçlardır. Deprem durumunda istinat duvarına etkiyen toplam itki statik kuvvetler ve ek dinamik yüklerin toplamıdır.

Depremsiz Durumda İstinat Duvarlarına Etkiyen Statik Basınçlar

Duvara etki eden statik zemin basınçları, duvar ve zeminin hareketlerinden etkilenmektedir. Duvar, toprak itkisiyle zemin dışına doğru çok az hareket ettiğinde, sükûnetteki zemin gerilmelerinde bir gerilme azalması başlayacak, bu azalma belli sınır değeri aştıktan sonra zeminin dengesi bozularak kayma yüzeyi meydana gelecektir. Kayma yüzeyi boyunca dışarı doğru hareket etmeye çalışan zemin kaması ortaya çıkacaktır. Bu durumda duvara kamanın yapmış olduğu basınca aktif toprak basıncı denir. Bu basıncın oluşması için duvarın çok az hareket etmesi yeterli olup duvarda dönme ve kayma hareketleri, zeminde uzama şeklinde yanal birim şekil değiştirme oluşturmaktadır. Bundan dolayı istinat duvarları genellikle minimum aktif toprak basıncına göre tasarlanmaktadır.

Duvar zemine doğru çok az hareket ettiğinde, sükûnetteki zemin gerilmelerinde bir artış meydana gelecek, bu artma belli sınır değeri aştıktan sonra zeminde kabarma ve devamında zeminin dengesi bozularak kayma yüzeyleri oluşmaktadır. Duvarın arkasındaki zemine doğru hareket ettiği durumda, kamanın duvara yapmış olduğu basınca pasif toprak basıncı denir. İstinat duvarı zemine doğru hareket ederken gelişen pasif zemin basınçları, zeminde sıkışma şeklinde yanal birim şekil değiştirmeye neden olur. Duvar hareketi yeterli düzeyde olursa, maksimum pasif toprak basınçları üzerine etkir.

İstinat duvarlarına etkiyen kuvvetler ve yer değiştirmeler karmaşık bir zemin yapı etkileşimi problemi oluşturmaktadır. Tasarımda çoğunlukla yer değiştirmeler doğrudan kullanılmaz. Genellikle, istinat duvarı üzerine etkiyen kuvvetler hesaplanır ve yer değiştirmelerin izin verilebilir sınırlarda olması şartıyla, hesaplanan kuvvetlere bir emniyet katsayısıyla karşı koyacak biçimde tasarlanır. Statik zemin basınçlarının hesaplanması ile ilgili çalışmalar, Coulomb 1776 ve Rankine 1857 tarafından yapılmıştır. Bu iki teori istinat duvarlarına etkiyen statik basınçların hesaplanmasında geçerli olan yöntemlerdir.

İstinat Duvarlarının Stabilite Hesabı

İstinat duvarı hesabında, duvar etkiyen kuvvetler belirlendikten sonra devrilme tahkiki, kayma tahkiki, zemin emniyet gerilmesi tahkiki ve toptan göçme tahkikleri yapılmalıdır.

1. İstinat Duvarlarının Devrilme Güvenliği

İstinat duvarlarında belirlenen kuvvetlerden bir kısmı istinat duvarını devirmeye çalışan kuvvetler bir kısmı ise devirmeye karşı koyan kuvvetlerdir. İstinat duvarlarının sol alt köşesi topuk noktası olarak adlandırılır ve bu noktaya (O) göre devirmeye çalışan momentler ve karşı koyan momentler tespit edilir. Devirmeye çalışan momentler toplamı Mdeviren, karşı koyan momentler toplamı Mkarşı koyan ve güvenlik sayısını GS olarak adlandırırsak;

2. İstinat Duvarlarının Kayma Güvenliği

İstinat duvarını kaymaya karşı koyan kuvvetler tespit edilir. İstinat duvarları kendi ağırlığının etkisiyle kaymaya karşı koyar. Zemin arkasındaki aktif itki ise istinat duvarını kaydıran kuvvetlerdir. Eğer varsa duvar önündeki pasif itkide kaymaya karşı koyan kuvvetller olup yer altı suyunun etkisi de kaydıran kuvvetlerdir.

3. İstinat Duvarlarında Zemin Gerilmesi Kontrolü

İstinat duvarına etkiyen düşey yüklerden dolayı temel tabanında oluşan gerilmeler tespit edilir. Bu gerilmeler zemin emniyet gerilmesi ile kıyaslanır. Eğer zemin emniyet gerilmesini aşmışsa veya çekme gerilmeleri oluşmuşsa temel boyutları büyütülmelidir.

4. Toptan Göçme Kontrolü

İstinat duvarının arka yüzeyindeki zeminin kayma yüzeyi tespit edilmelidir.Bunun için genelde İsveç dilim metodu kullanılmaktadır. İstinat duvarı kayma yüzeyinin üzerinde kalırsa kayma istinat duvarı ile beraber olmaktadır.

Depremli Durumlarda İstinat Duvarları

İstinat duvarlarının deprem etkisi altında davranışı birçok parametreye bağlıdır. Bu parametreler;

• duvarın hareketi ,
• duvara etki eden basınçlara,
• duvar-zemin etkileşime,
• duvarın altındaki ve arkasındaki zeminin davranışına,
• duvarın ataletine
• deprem hareketinin özelliklerine

bağlı değişmektedir. Deprem etkisi altında istinat duvarları;

• Duvarın ötelenmesi ve dönme hareketinden kaynaklanan deplasmanlar yapabilmektedir. Duvarın yapacağı rölatif hareket miktarı duvarın tasarımına bağlıdır. Değişik tipteki duvarlarda ve koşullara bağlı olarak, ötelenme veya dönme hareketlerinden biri diğerinden daha fazla öneme sahip olabilmekte veya her iki hareketin de dikkate alınması gereken koşullar istinat duvarlarının analizi sırasında tasarımcının karşısına çıkabilmektedir.
• Maksimum yanal toprak basıncı duvarın yaptığı dönme ve ötelenme hareketlerinin dolguya doğru, minimum toprak basıncı duvarın dolgudan uzaklaşmasıyla aktif koşullarla birlikte ortaya çıkmaktadır.
• Duvar arkasındaki yanal toprak basınçlarının dağılımında meydana gelen değişimler duvarın deplasmanı ile birlikte ortaya çıkmaktadır. Belirlenen toprak basıncının uygulama noktası, deplasmana bağlı olarak aşağıya ve yukarıya doğru hareket etmektedir. En yüksek etkime noktasına, duvar dolguya doğru hareket ettiğinde, duvar tabanından en az yüksekliğe ise dolgudan dışarı doğru hareket ettiğinde ulaşılmaktadır.
• Dinamik toprak basıncı değerlerinin duvarın ve dolgunun depreme vereceği tepkilerden etkilendiğini ve duvar zemin sisteminin doğal frekansına yakın değerlerde oldukça büyük artışlar göstermektedir.
• Duvara etkiyen dinamik toprak basıncının büyüklüğü ve dağılımı, duvarın yaptığı hareketin çeşidine göre farklılıklar göstermektedir. Örneğin bu hareket, tabanda ötelenme, duvarın topuğunda veya tepe noktasında dönme hareketi şeklinde olabilmektedir.
• Deprem sarsıntısında zemin basınçlarında oluşan artış, deprem bittikten sonrada etkimeye devam etmektedir.

İstinat Duvarı Örnekleri – Örnek İstinat Duvarı Projeleri

Dwg ve Excel formatlarındaki farklı istinat duvarı proje örnekleri;

1. 20 m x 1.00 m
2. 20 m x 1.20 m
3. 45 m x 1.70 m İstinat Duvarı Projesi
4. 70m x 2.00 m İstinat Duvarı Örneği
5. 95m x 1m İstinat Duvarı Projesi Örneği
6. 145m x 1.30 m İstinat Duvarı Projesi
7. 165m x 1.40 m İstinat Duvarı Projesi Örneği
8. 170m x 2.00 m İstinat Projesi
9. Sedde Duvar Projesi
10. İstinat Duvarı Projesi 
11. 4 Metre İhata Duvarı Projesi
12. 4 Metre Örnek İstinat Duvarı Projesi
13. 5 Metre İstinat Projesi
14. 6.5 metre
15. 6.75 metre
16. 3.4 Metre
17. Excel Formatında İstinat Duvarı Projesi
18. İstinat Duvarı
19. 1.2 m- 7.2 m arasında İstinat Duvarı Projeleri
20. Örnek İstinat Duvarı 1
21. Örnek İstinat Duvarı 2
22. İstinat Duvarı Örnek 3
23. Kenar Ayaklı İstinat Duvarı Projesi

“Sol Yanal Atımlı Fay Nedir?”

Faylar bilindiği üzere kaya bloklarının farklı yönlerdeki hareketinin olduğu yerlerdeki kırıklardır. Faylar, düzlemleri boyunca gelişen birbirlerine ya da kaymaya göre başlıca dört farklı grup altında değerlendirilebilirler:

Fay Düzlemi Boyunca Gerçekleşen Hareket

1. Eğim Atımlı Faylar (dip-slip faults): Normal Fay, Ters Fay. ve Bindirme Fay;
2. Doğrultu-atımlı Faylar (strike-slip faults) : Sağ yanal atımlı fay, Sol yanal atımlı fay,
3. Verev-atımlı Faylar (oblique faults)
4. Pivotal / Rotasyonal / Burulma Faylar: kayma miktarı fay düzleminin doğrultusu boyunca hızlı değişiklikler gösterir

1-Eğim Atımlı Faylar (dip-slip faults)

1a Normal Fay

Normal fay hareketinde, bir blok diğer bloğa göre aşağıya doğru hareket eder. Yukarıdaki şekilde 1 ve 2 numaralı bloklar için, asılı blok(1), taban bloğuna(2) göre aşağı yönlü hareket gerçekleştirir.

1b Ters Fay ve Bindirme Fayı

Basınç altında kayaçlarm çarpışması sonucunda gelişen faylanma ters faylanma olarak isimlendirilir.

Normal fay hareketinin tersi yönde, bu sefer asılı blok (3), taban bloğuna (4) göre yukarı yönlü doğru hareket gerçekleştirir. Ters faylar, fay düzleminin eğim açısına göre, değişik isimlerle ifade edilir. Eğim derecesi 45° den az olanlara küçük açılı ters fay,  45° den büyük olanlara büyük açılı ters fay, 10°-35° arasında olanlara bindirme fayı(thrust), eğim açısı çok düşük olanlara da (0°-1°) örtü fayı veya nap (overthrust, nappe) denir.

2- Doğrultu Atımlı Faylar

Doğrultu atımlı faylarda hareket yönü fay doğrultusuna paraleldir. (2) ve (3) blokları fay doğrultusunda hareket etmektedir. Doğrultu atımlı faylar iki bloğun yanal fakat zıt yönde hareket etmesiyle meydana gelir.

Hareket yönüne göre, sağ atımlı, sol atımlı, doğrultu atımlı faylanma olarak isimlendirilir. Sağ yönlü yerdeğiştirmelerin ağırlıkta olduğu faya sağ yanal atımlı fay, sol yönlü yerdeğiştirmelerin ağırlıkta olduğu faya sol yanal atımlı fay adı verilir.

Örneğin Kuzey Anadolu Fayı (KAF) sağ yanal atımlı, Doğu Anadolu Fayı (DAF) sol yanal atımlı bir faydır.

3-Verev Atımlı Fay

Verev atımlı faylarda hareket fay düzlemine göre eğik olarak gelişir. Hareket ne doğrultuya ne de eğime paraleldir.

4-Rotasyonal (Pivotal/Burulma) Fay

Rotasyonal faylanma, bir bloğun diğeri üzerinde dönme-burulma hareketi yaptığı faylanma hareketidir.

Kesme kuvvetinin karşılanması bakımından, ara mesnet bölgesi dışındaki kiriş bölümlerinde, dolaylı mesnetlenmenin bir etkisi olmaz. Birleşme bölgesine yerleştirilecek etriyeler, aynı zamanda kesme kuvveti donatısı olarak da çalışırlar. Eğer yükleme kirişe tamamen alt yüzden yapılıyorsa, kesme kuvveti donatısına ek olarak askı donatısı da yerleşterilmesi uygundur. Bunun için hesaplanacak donatının mesnet bölgesinde iki taraftan d mesafede yerleştirilmesi önerilir.

dwg formafında askı donatısı detayına buradan ulaşabilirsiniz.

Mesnetlenmenin, kiriş alt yüzünden daha yukarıda düzenlendiği durumlarda ve diğer bir kirişe oturan kirişlerde, kesme kuvvetini kiriş üstüne taşıyan askı donatısı düzenlenmelidir.

Etriye; taşıyıcı sistem elemanını ve içerisindeki boyuna donatıları komple saran, inşaat çeliğinin bükülmesiyle elde edilen demir sargı donatısıdır. Etriye diğer donatılar gibi dış etkilerden paspayı ya da beton örtüsü ismi verilen betonla korunur.

En basit ve yaygın haliyle etriye aşağıdaki şekilde bükülmüş inşaat demiri parçasıdır.

Etriyeler kolon, kiriş ve bazı temel çeşitlerine yerleştirilir. Bir inşaatta etriyelerin kullanımı ile aşağıdaki şekillerde karşılaşabilirsiniz;

Çok farklı geometri-şekillerde etriyeler kullanılabilmektedir. Boyuna donatıları saran ve aşağıda farklı çeşitlerini gördüğünüz tüm demirler etriyedir.

Bir diğer çeşit etriye de frettir. Fretli-fret etriye olarak adlandırılan etriyenin şekilsel olarak diğer etriyelerden farkı, dairesler kesitlerde kullanılması nedeniyle dairesel kıvrılmış olması ve adeta makaraya ip sarılması şeklinde sürekli olarak boyuna demirlerin etrafında dolaşıyor olmasıdır.

Etriyelerin şantiyelerde (usta lügatlarında diyelim), ettirge, etirge gibi değişik söylemleri de vardır. Fakat doğrusu “etriye”dir.

2. Etriye Ne işe Yarar?

Etriye ne işe yarar? sorusunu detaylı bir şekilde anlatmak gerekir.

Öncelikle herkes için en basit ve anlaşılırşekilde etriyenin ne işe yaradığını anlatalım;

Etriye yukarıda anlatıldığı üzere bir demirdir. Etriyenin ne işe yaradığını açıklayabilmek için öncelikler demirin beton içinde ne işe yaradığını hatırlayalım.

Donatısız, yani demirsiz bir kiriş düşünelim. Bu kiriş okullarda kullandığımız tebeşirler gibidir, tabi onların onlarca katı büyüğü. Bir tebeşiri iki ucundan çektiğimizde nasıl kolayca kırabiliyorsak (çekme kırılması) ya da iki ucundan sabit tutup ortasından bastırdığımızda kolayca bölebiliyorsak (eğilme kırılması), demirsiz kiriş de aynı davranacaktır. (Tabi burada insanın tebeşire uyguladığı kuvvet ile binada oluşan iç kuvvetlerin büyüklüklerinde ciddi farklılıklar var, fakat mantık aynıdır.) Çünkü demirsiz beton, tebeşir gibi çekme ve eğilmelere karşı kırılgandır. (Fakat ikisi de basınca karşı oldukça dayanıklıdır ki o ayrı bir konu.) İşte bir kesitin içine donatı yani demir koymamızın en önemli nedeni bu betonun çekme ve eğilmelere karşı zaafını gidermektir.

Şimdi dönelim etriye konusuna.

1-Kiriş kolon gibi kesitlere çeşitli sebeplerle, şekilde oklarla gösterildiği şekilde kuvvetler de etkir. İşte bu durumlarda betonun bu çekme etkisine karşı koyamaması sebebiyle demir, yani etriye olarak konulan demir bu kuvvetleri karşılar ve kirişin-kolonun-kesitin yıkılmasını-göçmesini engeller.

2–Etriye, iç kısmındaki betonu sararak, sargı etkisiyle, iç kısmındaki betonun dayanımını artırır.

Bunu şu şekilde açıklayalım; tütün sarılı bir kağıt düşünelim (sansür), adına rulo diyelim. Bu ruloyu iki parmağımız arasına alıp sıkıştırmaya çalıştığımızda kolayca kırabiliriz. Bu kırılma basınç kırılmasıdır. Fakat aynı rulonun etrafını bir iple sıkıca sarıp aynı şekilde sıkıştırdığımızda, rulonun sargısız halde dayandığından daha büyük bir kuvvete dayandığını görürsünüz. İşte etriye bu sargı etkisi özelliği ile kesitlerin dayanımını artırır. Etriye içerisindeki betonun dağılmasını, kırılmasını, genişlemesini geciktirir ve ekstra bir dayanım sağlar.

3- Etriyenin kazandırdığı bir diğer özellik, boyuna donatının burkulma boyunu kısaltmasıdır. Bunu da parmağımızı bir iple sıkıca sardığımızı düşünerek gözümüzde canlandırabiliriz. Parmağımızı iple ne kadar küçük aralıklı şekilde sararsak, parmağımızı bükmemiz, burkmamız o kadar zorlaşacaktır. Etriyenin burkulma boyunu kısaltmasını şekille anlatmak gerekirse;

4- Etriye kesitlerde oluşan kılcal ya da daha büyük çatlakları engeller. Beton, kimyasal bir karışımdır ve dökümü tamamlandıktan sonra bir takım kimyasal hatalar ya da özellikler nedeniyle çeşitli yönlerde genellikle kılcal ya da kısmen küçük çatlaklar meydana gelebilir. Ayrıca bu çatlaklar zamana ve uygulanan çeşitli yüklere bağlı olarak da oluşabilir. Kılcal çatlaklar, kılcal çatlak olarak kaldıkları, büyümedikleri sürece zararsız olabilirler. Fakat büyüdükleri ya da kesitte bir zaaf meydana getirebilecek boyutlara eriştiklerinde ciddi sorunlar ortaya çıkarırlar. İşte burada etriye 1. maddede bahsettiğimiz gibi, ilgili olduğu yönlerde bu çatlakları ya da bu çatlakların genişlemelerini engeller.

5- Etriye’nin sağladığı bir diğer yarar ise; kiriş kolon gibi elemanlardaki demirlerin, inşa edilirken bir bütün halinde durmasını, beton dökülürken donatıların birbirlerinden ayrılmalarını engellemesi ve donatılara adeta klavuzluk etmesidir. Tabi bu klavuzluk, etriyeler ve demirler bağ teli denilen teller ya da farklı yöntemlerle birbirlerine tutturularak sağlanmaktadır. Her ne kadar önemli bir etki gibi görünmese de, özellikle taze beton gibi ağır ve akışkan bir malzemenin bir kolon kalıbına dökülürken demirleri yerlerinden oynatması, doğrultularını değiştirmesi, elemanın-kolonun bütün özelliklerini, kapasitesini değiştirecektir.

2.1. Etriyelerle ilgili önemli bir not

Etriyelerle ilgili sürekli uyarılan ve dikkat edilmesi gereken bir husus, etriye uçlarının kıvrılması konusudur. Yukarıda açıklanan yararların çoğu ancak bu etriye ucunun doğu uzunlukta ve açıda kıvrılmasıyla mümkün olmaktadır. Bunun sebebi de, eğer uçlar yeterli mesafede ve açıda kıvrılmazlarsa etriyenin kolayca çözülmesi ve kendisinden beklenen performansı gösterememesidir. Bu konuda sayfanın ilerleyen aşamalarında detaylı bilgi bulunmaktadır.

2.2. Etriyenin Faydaları

2.2.1. Etriye Kesme Kuvvetini Karşılar

Bilindiği üzere kirişlerde meydana gelen kesme kuvveti, kesitlerde 45º’ye yakın bir açıda gerilme ve dolayısıyla çatlaklar oluşturur. Kesitte meydana gelen bu gerilmeleri, enine donatı dediğimiz etriyeler karşılayarak bir gevrek kırılma türü olan kesme göçmesini engeller. Kesme kuvvetinin büyük değerlerde olduğu birleşim bölgelerine yakın bölgelerde bu sebeple etriye sıklaştırması uygulanır.

2.2.2. Etriye Boyuna Donatılara Klavuzluk Eder

Etriye, kesit içerisindeki boyuna donatılara klavuzluk ederek, kalıp içerisinde donatıların istenilen şekilde düzenlenmesini, inşaat demirinin dik ve düzgün bir şekilde tutulmasını sağlar. Tel ile boyuna donatılara bağlanan etriye beton dökümü sırasında donatıların yer değiştirmesini engeller.

2.2.3. Burkulma Boyunu Kısaltarak Burkulmayı Geciktirir

Etriyeler yüksek eksenel yük altında betonun ezilmesi ve boyuna donatının burkulmasını geciktirirerek, yapının göçmemesini sağlar.

2.2.4. Kolon ve Kiriş Ekseninde Meydana Gelen Çatlakları Önler

Etriyeler, elemanların eksenlerinde veya diyagonal şekilde oluşan gerilmeleri karşılayarak, kesitlerin çatlamasını engeller.

2.2.5. Sargılama Etkisiyle Beton Dayanımını Artırır

Etriye, kesit çekirdeğindeki betonu sargılayarak, betonun şekil değiştirmesini, dolayısıyla ezilmesini geciktirir. Etriyenin bu sargılama etkisi, elemanlara ekstra bir dayanım sağlar.

Ayrıca;

• Etriye, kesitin daha fazla enerji tüketmesini sağlayarak sünekliğe katkıda bulunur,
• Dairesel kesitli kolonlarda (fret) donatının sürekliliği ile tüm bu etkilerde artış sağlanır,

3. Etriyelerin Düzenlenmesi

Etriyelerin, donatıda meydana gelen çekme kuvveti sonucunda açılması, etriye ucunun beton içerisine bükülüp aderansın sağlanmasıyla engellenir. Bu amaçla donatının kanca şeklinde kıvrılma açısı, kıvrılma çapı ve uç uzunluğu gibi belirli özellikler belirlenmiştir. Buna göre;

• Etriyeler uçlarının 135° olarak kıvrılması gerekmektedir,
• Kıvrılan uç en az donatı çapının 6 katı uzunluğunda bırakılmalıdır. Bu uzunluk Ø8 için minimum 5 cm’dir.
• 135° kıvırma en az, donatı çapının 5 katı uzunlukta bir çap olacak şekilde yapılmalıdır.

3.1. Etriye ile Fret Arasındaki Fark

Fret; yukarıda da bahsedildiği gibi, enine donatıyı daireslel çekilde saran etriye çeşididir. Fret’lerin etriyeye göre, kolonun davranışına etkileri bakımından önemli farkları vardır. Fretli ya da etriyeli kolonlara eksenel yükleme yapıldığında bir aşamadan sonra çekirdek dışındaki kabuk dediğimiz alanda kırılma ve dökülmeler başlar. Fakat etriye çekirdek betondan gelen basıncı eğilme davranışıyla karşılarken; fret, basıncın donatıya radyal şekilde etkimesiyle bu etkiyi eksenel olarak çekme davranışıyla karşılar. Bu fark da kolonun dayanımına ve sünekliğine ekstra bir katkı sağlar. Etriyelerde meyrana gelen açılma ya da şişme gibi davranışlar, spiral şekilde oluşturulmuş fretlerde meydana gelmez.

Etriye tasarım ve kuralları ile ilgili diğer içeriklerimize aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.

• TBDY-Kirişlerde Etriye Koşulu
• Temel İçi ve Kiriş Birleşim Bölgelerinde Kolon Etriyeleri
• Çiroz Nedir? Çiroz Donatısı Nasıl Bağlanır?
• TBDY-2018-Çirozlar Boyuna Donatı ve Dış Etriyeyi Saracaktır

Betonarme yapılardaki kiriş ve döşeme gibi yatay taşıyıcı elemanlar düşey ve yatay yükler nedeni ile eğilmeye çalışırlar. Bu elemanlar genelde eğilmeye ek olarak kesme kuvveti de taşımaktadır. Kesme donatısı bulunmayan kirişlerde kesme etkisi ani ve gevrek olur. Kirişlerde kesme donatısı genellikle üç şekilde uygulanabilir.

Kesme donatıları;

• etriyeler
• pilyeler
• hasır donatılardır.

Pilyelerin kesme kuvvetinden daha ziyade boyuna donatı olarak çalışması yani kesme kuvvetine olan katkısı etriyelerin yanında ihmal edildiğinden artık kesme donatısı olarak isimlendirilmemektedir. Pilyeler kesit içinde tek bir yönde kıvrıldıklarından dolayı deprem gibi yön değiştiren kuvvetlerde asal çekme gerilmelerine karşı etkisiz kalmaktadırlar.

Hasır donatılar ise uygulamada zor olduğu için kesme donatısı olarak kullanılması tercih edilmemektedir.

Dolayısıyla kesme donatısı olarak kullanılan ana donatı etriyelerdir. Etriyelerle ilgili detaylı yazımıza buradan ulaşabilirsiniz. (Etriye Nedir? Ne İşe Yarar?)

Eğilme etkilerini karşılamak için betonarme kirişlerde önce boyuna donatı hesabı sonrasında ise kesme etkilerini karşılamak için de enine donatı yani etriye hesabı yapılır.

Çekme gerilmelerinin donatı çubukları ile karşılanması için çekme gerilmeleri yönünde donatılar yerleştirilir. Kesme donatısının temel işlevi, elamanın kesmeden kırılmasını önleyerek, eğilme kapasitesine ulaşmasını sağlamaktır. Kesme donatısı eğik çatlamayı önlemeyecektir. Ancak gerektiği gibi yerleştirilen donatı, eğik çatlakları kılcal düzeyde bırakacak ve kiriş eğilmede taşıma gücüne erişebilecektir.

Yapılan araştırmalarda (Ersoy, Uğur, ve Özcebe, Güney. Betonarme, Evrim Yayınevi, İstanbul, 2001), kesme donatılı bir kirişin, eğik çatlama oluşuncaya kadar donatısız kiriş gibi davrandığı gözlemlenmiştir. Eğik çatlağın oluşması ile çatlakla kesişen etriyelerde aniden büyük gerilmeler oluşmaktadır. Yeterli etriye bulundurulmaması veya etriyelerin çok seyrek yerleştirilmesi durumunda eğik çatlamanın oluşması ile kiriş sanki donatısız kiriş gibi davranarak gevrek kırılma sergileyecektir.

Bu nedenle TS500-TBDY 2018 yönetmeliklerinde en büyük etriye aralığı d/2 olması gerektiği ifade edilmiştir. Bahsi geçen aralığa uygun yerleştirilen donatılar sayesinde eğik çatlak birden fazla etriye ile karşılaşacağından etriyeler görevlerini yerine getireceklerdir. Ancak etriyeyi sınırsız aktararak kırılmaları önlemek mümkün değildir. Çünkü donatılar dolayı gövdede oluşan asal basınç gerilmeleri büyücek ve beton asal basınç gerilmeleri yönünde ezilerek gevrek kırılma gerçekleştirecektir. Bu nedenle de kesme kuvveti için üst sınır konulmuş ve Vd ≤ Vmax olmalıdır. Ayrıca belirli kiriş sınır değerleri belirlenmiştir. (Kiriş Sınır Değerleri TBDY – Minimum Kiriş Boyutları -Donatı Sınırları)

Kesme davranışının betonarme kirişler üzerindeki etkisini anlayabilmemiz için bu davranışı etkileyen etmenleri de bilmemiz gerekmektedir. Bu etmenlerden biri de kesme açıklığının (a), faydalı yüksekliğe (d) bölümüyle elde edilen orandır (a/d). Kesme açıklığı (a), kiriş üzerine gelen yükün mesnet ile olan mesafesidir. Bu oranın aralığı için farklı dayanım, göçme ve çatlak oluşumları görülmektedir.
3<a/d=4.7<7 durumunda eğilme çatlakları oluşur. Eğilme çatlakları kiriş eksenine dik şekilde gerçekleşir ve yükün artmasıyla beraber tarafsız eksene doğru uzar. Eğilme çatlağı, tarafsız eksene uzarken asal çekme gerilmelerine dik yönde eğikleşir. Şekil’de 4 numara ile gösterilen eğik çatlak oluşur. Eğik çatlama, donatıya paralel olacak şekilde aderans çatlaklarını da oluşturduktan sonra yükün de artmasıyla Şekil’deki 5 ve 6 numaralı ile gösterilen çatlakları oluşturur. Bu çatlaklar aniden gelişir ve gevrek bir şekilde kırılır.

Kesme Kapasitesini Etkileyen Temel Parametreler

Kesme donatılı bir kirişte kesme kuvveti aktarımının en belirgin türleri aşağıdaki gibidir:

1. Çatlamamış betonun karşıladığı kesme kuvveti,
2. Çatlak yüzeyleri arasında kesme kuvveti aktarımı,
3. Kaldıraç etkisi,
4. Kemerlenme etkisi,
5. Kesme donatısı etkisi.

Bu mekanizmalar değişik yapı elemanlarında değişik şekillerde oluşur. Şekil’de etriyeli betonarme kirişte eğik çatlak ve bu çatlak boyunca oluşan iç kuvvetler görülmektedir. Boyuna kuvvetler olan Fs ve Fc elemanın eğilme dayanımı ile ilişkilidir. Eğik çatlak boyunca oluşan kuvvetler Vx ve Vy çatlak yüzeyleri arası kesme kuvveti aktarımı ya da aderans etkisine bağlıdır. Vw ve Vdw kuvvetleri sırasıyla; etriyenin aldığı kesme kuvveti ve boyuna donatılarca taşman kaldıraç kesme kuvvetidir. Vcc ise, çatlamamış beton tarafından karşılanan kesme kuvvetidir.

Kaynaklar:

Ersoy, Uğur, ve Özcebe, Güney. Betonarme, Evrim Yayınevi, İstanbul, 2001

Canberk YAMAN-CAM FİBER PLAKALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞLERDE ANKRAJ SAYISININ ETKİSİNİN ANALİTİK OLARAK MODELLENMESİ

TBDY 2018’e göre minimum kiriş boyutları;

• En Küçük/Minimum Kiriş Genişliği=20 cm
• En Küçük/Minimum Kiriş Yüksekliği=30 cm, 3t

Tanım	Zorunlu Sınırlar		Öneriler
	TS500:2000	TBDY-2018
min bw	20 cm	25 cm	25 cm
max bw	bk+h	bk+h	-
min h	30cm, 3t, Ln/10	30 cm , 3t	40 cm
max h (sürekli kiriş)	Ln/2,5	3,5.bw, Ln/4	-
max h (basit kiriş)	Ln/1,5	3,5.bw, Ln/5	-
min ρ	0,8fctd/fyd	-	-
max ρ	0.02	0.02	-
min ρ1	0,8fctd/fyd	0,8fctd/fyd	-
max ρ1	0.02	0.02	-
min p'	-	p1/4	-
min ρ'1	-	0,5p1, 0,8fctd/fyd	-
max ρ'1	-	0.02	-
max(ρ-ρ')	0,85 ρb	-	ρ1=0,235fcd/fyd
max(ρ1-ρ'1)	0,85 ρb	0,85 ρb	ρ1
min Le	2h	2h	-
max s	0,5h	0,5h	20 cm
min s	-	-	10 cm
max s'	h/4 , 15 cm	h/4 , 15 cm, 8Ømin	s/2, 10 cm
min s'	-	-	5 cm
max e	-	35	-
min Ø	12 mm	12 mm	-
max Ø	-	-	24 mm
min Øw	8 mm	8 mm	-
max Øw	-	-	12 mm
min ρw	0,3fctd/fyd	(Bkz:TBDY 7.4.5.2)	-
min Øgövde	10 mm	12 mm	12
min ρgövde	0.001	0,3(ρ1-ρ'1)	-

TBDY Betonarme Kiriş Tasarımı Yazımıza Buradan Ulaşabilirsiniz.

Kiriş mesnetlerinde kolon yüzünden itibaren kiriş yüksekliğinin iki katı kadar uzunluktaki bölge, Sarılma Bölgesi olarak tanımlanır. Bu bölge özel deprem etriyeleri kullanılacaktır. Bu etriyelerin aralıkları kiriş yüksekliğinin 1/4’ünü ve 100 mm’yi aşmayacaktır. Sarılma bölgelerinde Ø8’den küçük çaplı enine donatı kullanılmayacak ve ilk etriyenin kolon yüzüne uzaklığı en çok 50 mm olacaktır. Etriye aralıkları kiriş etkili yüksekliğinin 1/4’ünü, en küçük boyuna donatı çapının sekiz katını ve 150 mm’yi aşmayacaktır. Sarılma bölgesi dışında, TS 500’de verilen enine donatı koşullarına uyulacaktır. TS500’e göre etriye aralığı kiriş faydalı yüksekliğinin yarısından fazla olamaz (s≤d/2), etriye aralığı 8Ø’den fazla olamaz (s≤8Ø) ve 150mm’den büyük olamaz(s≤150mm).

Shop drawing; yükleniciler, taşeronlar, tedarikçiler, üreticiler ya da imalatçıların proje tasarım ekipleri/sorumluları tarafından hazırlanırlar. Herhangi  bir inşaat süreci (betonarme/çelik ya da yığma), asansör, tesisat projeleri, ev gereçleri, kanal-yol-baraj işleri, boru hatları, pencere, dolap, kapı gibi mobilya işleri, elektrik ve data bileşenleri, yangın tesisatları vb her türlü karmaşık işlemin imalat, montaj ya da denetiminde kullanılmak için gereken tüm detayları içeren shop drawing‘ler genellikle dijital çizim olarak hazırlanıp, ihtiyaca göre dijital olarak ya da basılı bir şekilde kullanılır.

Aşağıdaki şekilde örneğin bir merdiven imalatı için hazırlanmış imalat detayı-shop drawing gösterilmektedir.

Aynı zamanda shop drawing‘ler sözleşme ve imalatın uyuşması, sözleşmede yoruma açık nokta kalmaması ya da sözleşmenin detaylarının belirtilmesi için hazırlanıp, şartname olarak işveren ve uygalıyıcı tarafından onaylanıp işleme alınır.

Özellikle karmaşık imalat ve montajlar için kesinlikle gerekli olan shop drawing, her zaman planlama aşamasında hazırlanacak diye bir şart yoktur. Örneğin bir inşaatta uygulanacak asma tavan tasarımın, yapının ilgili bölümünün inşaasının tamamlanmasıyla, temiz ölçü olarak tabir edilen net ölçüler alındıktan sonra dijital ortamda hazırlanması uygun olabilir. Ya da daha önce hazırlanan imalat detayı-shop drawing bu temiz ölçülere göre revize edilebilir.

Statik betonarme-çelik projeler, mimari detay projeleri, mekanik ve elektrik projelerinin her biri birer shop drawing örneğidir.

Tüm bu shop drawing ve imalat detay çizimlerinin okunmasıyla ilgili “statik proje nasıl okunur?“, “mimari proje nasıl okunur?” yazılarımızı inceleyebilirsiniz.

Zaman tanım alanında yapılacak deprem hesabı için kaydedilmiş depremler veya kaynak ve dalga yayılımı özellikleri fiziksel olarak benzeştirilmiş yer hareketleri kullanılabilir. Bu tür yer hareketleri üretilirken yerel zemin koşulları da uygun biçimde göz önüne alınmalıdır. Analiz için en az üç ivme kaydının kullanılması ve seçilecek ivme kayıtlarının şu koşulları sağlaması gerekir:

1. Kuvvetli yer hareketinin süresi, binanın dikkate alınan doğrultudaki birinci doğal titreşim periyodunun 5 katından ve 15 saniyeden daha kısa olmayacaktır.
2. Deprem yer hareketlerinin sıfır periyoda karşı gelen spektral ivme değerlerinin ortalaması A₀g’den daha küçük olmayacaktır.
3. Her bir ivme kaydına göre %5 sönüm oranı için bulunacak spektral ivme değerlerinin ortalaması, binanın göz önüne alınan deprem doğrultusundaki birinci periyodu T ye göre 0.2 T ile 2.0T aralığında, TDY2007’de tanımlanmış olan elastik spektral ivmelerinin %90’ından daha az olmayacaktır.
4. Hesapta, üç yer hareketi kullanılması durumunda analiz sonuçlarının maksimumu, en az yedi yer hareketi kullanılması durumunda ise analiz sonuçlarının ortalaması tasarım için esas alınacaktır.

Deprem bölgelerinde herhangi bir zemin üzerinde yapılacak yeni binalar için tasarım depreminin, bina önem katsayısı I=1 olan binalar için 50 yıllık bir süre içerisinde aşılma olasılığı %10’dur. Deprem yüklerinin belirlenmesi için esas alınacak olan Spektral İvme Katsayısı;

A(T ) = A0 I S (T ) şeklinde verilmiştir.

A₀ etkin yer ivme katsayısı TDY 2007’de tanımlanmış olan deprem bölgelerinden birinci derece deprem bölgesi için 0.4 alınmaktadır. Yerel zemin sınıflarına bağlı olarak tanımlanmış olan %5 sönüm oranına sahip spektrum katsayısı S(T), yerel zemin sınıflarına ait spektrum karakteristik periyotları (T_A ve T_B) ve bina doğal titreşim periyodu T’ye bağlı olarak hesaplanmaktadır.

TBDY’e göre ise;

Bina taşıyıcı sistemlerinin zaman tanım alanında deprem hesabında kullanılacak deprem kayıtlarının seçimi, tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyi ile uyumlu deprem büyüklükleri, fay uzaklıkları, kaynak mekanizmaları ve yerel zemin koşulları dikkate alınarak yapılacaktır. Binanın bulunduğu bölgede tasarıma esas deprem yer hareketi düzeyi ile uyumlu geçmiş deprem kayıtlarının mevcut olması durumunda öncelikle bu kayıtlar kullanılacaktır. Bir boyutlu veya iki boyutlu analiz için en az 11 ivme kaydının kullanılması ve seçilecek ivme kayıtlarının şu koşulları sağlaması gerekir:

1. Aynı depremden seçilecek kayıt sayısı üçü geçmeyecektir.
2. Kayıtlara ait spektrumların ortalamasının 0.2T_p ve 1.5T_p periyotları (T_p binanın hakim doğal titreşim periyodu) arasındaki genliklerinin, TBDY’ye göre tanımlanan tasarım spektrumunun aynı periyod aralığındaki genliklerinden daha küçük olmaması kuralına göre, deprem yer hareketlerinin genlikleri ölçeklendirilecektir.

Tasarım spektrumun oluşturulması için bu yönetmelik kapsamında dört farklı deprem yer hareketi düzeyi tanımlanmıştır. Deprem Düzeyi 2 (DD-2), spektral büyüklüklerin 50 yılda aşılma olasılığının %10 ve buna karşı gelen tekrarlanma periyodunun 475 yıl olduğu seyrek deprem yer hareketini nitelemektedir. Bu deprem yer hareketi, standart tasarım deprem yer hareketi olarak da adlandırılmaktadır.

TBDY’de dört farklı deprem yer hareketi düzeyi için, Spektral İvme Haritaları TÜRKİYE DEPREM TEHLİKE HARİTALARI İNTERAKTİF WEB UYGULAMASI   dikkate alınmaktadır. Herhangi bir deprem yer hareketi düzeyi için yatay elastik tasarım ivme spektrumu’nun ordinatları olan yatay elastik tasarım spektral ivmeleri S_ae(T) , doğal titreşim periyoduna bağlı olarak yerçekimi ivmesi (g) cinsinden;

S_ae(T)=(0.4+0.6T/T_A)S_DS        0≤T≤T_A

S_ae(T)=S_DS                                   T_A≤T≤T_B

S_ae(T)=S_D1/T                               T_B≤T≤T_L

S_ae(T)=S_D1T_L/T²                         T_L≤T

Burada T_A ve T_B S_DS ve S_{D1 ‘}e bağlı olarak;

T_A=0.2 S_D1/S_DS ve T_B=S_D1/S_DSşeklinde elde edilir.

Sabit yerdeğiştirme bölgesine geçiş periyodu T_L= 6 s alınacaktır.