Taşıyıcı Sistem Bakımından Yapı Güvenliğinin Temel İlkeleri

Güvenli Taşıyıcı Sistem Tasarımı

Betonarme yapılarda düşey kuvvetlerin veya deprem etkisinin altında güvenilir olmasında, sistem elemanları, yükler ve kullanılan malzemelerin özellikleri ile alakalı kabullerin yapılması, taşıyıcı sistem analizinin yapılması ve güvenli olup olmayacağına dair kriterlerin tespit edilmesi gerekmektedir.

Sözü edilen tüm bu kriterler yeni tasarlanan yapılarda da dikkate alınarak önem sırasına göre kontrole tabi tutulmaktadır ve güvenli taşıyıcı sisteme sahip yapıların üretilmesi sağlanmaktadır.

“Taşıyıcı Sistem Bakımından Yapı Güvenliğinin Temel İlkeleri”ni şu şekilde sıralayabiliriz;

Rijitlik

Rijitlik, ikinci mertebeden momentleri mümkün seviye düşürmek, olağan deprem anlarında yapısal olmayan hasarları azaltmada gerekli olmaktadır. Yapıda oluşan yatay yöndeki yüklerin etkisinde rijitliğin en mühim ölçütü sahip olduğu kendi rijitliği ve katlar arasındaki göreceli öteleme miktarı olmaktadır.

Rijitlik hususunda tasarımın geometrisi değil, düşey taşıyıcı sistemlerin yeri ve bu taşıyıcıların hem düşey hem de yatay yöndeki ebatı önemli yer tutmaktadır. Dolgu duvarlar kolon ve perdelere göre davranış olarak daha az rijitlik gösterdiğinden rijitlik hesaplamasında dikkate alınmayabilir. Kolon ve perdelerin hesaplamaları yeterli olacaktır ki bu hesaplamalarda da kiriş-kolon yapılarında kullanılan malzemelerin özellikleri, boyutları ve uç kısımlarının mesnetleme özellikler dikkate alınmaktadır.

Süneklik

Süneklik, herhangi bir yüklenme durumunda yapının dayanımında herhangi bir değer kaybı olmadan elastik olarak şekil değiştirebilme yeteneği olarak tanımlanabilir. (Süneklik Nedir?) Şiddeti yüksek olan depremler öncesinde bazı noktalara elastik olarak şekil değiştirebilme yeteneğine sahip plastik mafsallar yerleştirilerek rijitlik azaltılabilir. Bu sayede simsik kuvvetler azalmakta, periyot büyümekte ve sonuç olarak depremin şiddeti yapıya zarar veremeyecek kadar küçük değerlere indirilmekte ve güvenli taşıyıcı sistemler oluşturulmaktadır.

Deprem anında oluşan enerjinin yapının içinde sönümlenmesi icap etmektedir. Sözü edilen bu sönümleme ise yapıda bazı bölgelere yerleştirilen ve sünek özellikte olan malzemeler sayesinde yapılmaktadır. Bu süneklik sayesinde depremde meydana gelebilecek hasarlar sönümlendiği gibi yapının yük taşıma kapasitesinde de herhangi bir değişiklik meydana gelmemektedir.

Deprem yükü altında elastik-doğrusal davranış gösteren yapılarda bu esnada meydana gelecek olan enerjinin büyük kısmı plastik aşamaya iletilmeden elastik kısımda absorbe edilmesi gerekmektedir. Sözü edilen bu durumun tahakkuk etmesi için yapı içerisindeki kesitlerin boyutlarının çok büyük olması gerekir ki bu da yapının maliyetini arttırmaktadır. Maliyetin düşük olması ve enerjinin plastik aşamada tüketilmesi amaçlanırsa başvurulacak yollardan bir tanesi yapının sünek olarak tasarlanması gerekmektedir. Sünelik değerinin yüksek olduğu ve düzensiz deformelerin küçük bölgelere yayıldığı durumlarda, doğrusal olmayan deforme ya da eğilme plastik mafsallarda toplanmaktadır. Bu bölgelerin dışında ise sistemin davranış olarak doğrusal-elastik olduğu söylenebilir.

Kararlılık

Herhangi bir taşıyıcı sistemin nasıl ve hangi şiddette olursa olsun dengede kalıp güvenilir olabilmesi için kararlı bir halde olması gerekmektedir. Taşıyıcı sistemlerde bu kararlılık olmadığı takdirde yapıda oluşacak çok küçük bir sapma bile binada ani çökmelere sebep olabilir.

Yeterli Sönüm

Güncel olan yönetmeliklerde betonarme yapılar için belirlenen sönüm oranı %5 olmaktadır. Yük altında kalarak oluşan çatlakların artması sönümü de arttırmaktadır.

Yeterli Dayanım

Deprem Yönetmelikleri işe yapıların deprem yüklerine karşı dayanıklılığını ve bu esnada oluşacak enerjiyi tüketerek korunmasını hedeflemektedir. Taşıyıcı sistemlerin kendine etkiyen dikey ve yatay yüklere karşı herhangi bir deformeye uğramadan ve taşıma kapasitesinin eksilmeden kalabilmesini istemektedir. Çıkarılan bu yönetmeliklerin başlıca amacı depremin şiddeti her ne kadar büyük olsa da yapının deformeye uğramaması olmaktadır. (Rijitlik, Dayanım ve Süneklik Kavramları Nelerdir?)

Sözü edilen bu hedefleme ise bazı aşamalı yapısal davranış esaslarına dayanır ki bunlardan en önemlileri şu şekilde sıralanabilir:

1. Nadiren olması muhtemel depremlerde yapının plastik davranış göstermesi ve mal ve can kaybının önlenmesi amacıyla binanın gerek tamamının gerek bir kısmının göçmesini engellemek,
2. Orta sıklıkta meydana gelecek depremlerde yapının elastik üst sınırına dayanması, deformelerin onarılabilir olması,
3. Çok sık meydana gelen ve hafif şiddetli deprem yüklerinde yapının elastik olarak davranması ve yapının hiçbir deformeye uğramaması hedeflenmektedir.

Kaynak:AHMET SEVER-Betonarme yapıların genel özellikleri ve tasarım ilkeleri