Kar Yükü Hesabı- Güncel Kar Yüksekliği Dağılım Haritası
Yapı tasarımında kar yükü, rüzgar yükü, sıcaklık ve yağış etkisi gibi yapıya etkiyecek yüklerin hesaplanması için ülkemizde yürürlükte olan TS 498-1997 ve TS EN 1991 yönetmelikleri ve çelik yapıların tasarımında bu yüklerin hesaplanması için 2018 Yeni Çelik Yapılar Yönetmeliği bulunmaktadır.
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
