6.1. Giriş
Ülkemizde son 60 yılda meydana gelen depremlere bakıldığında can ve mal kaybı çoğunluğunun kırsal kesimlerde meydana gelen depremlerde; yığma yapıların göçmesiyle meydana geldiği görülmektedir. Bilindiği gibi ülkemiz aktif deprem kuşaklarından biri olan Alp deprem kuşağı üzerindedir ve DİE verilerine göre topraklarımızın yaklaşık %93’ü deprem riski altındadır.
Kırsal kesim yapı stoğumuzun %80’nin yığma yapılardan oluşmaktadır.Bu yapılar ;
¾ Standardize olmamış yerel malzemelerden, ¾ Standart beceriye ulaşamamış yerel işçiliklerle,
¾ Çoğu kere ilgili teknik mevzuata uyulmadan yöresel yapı kültürü ile imal edilmektedir.
İmlatta kat farklığı, dolu duvar boyları, açıklık mesafeleri, boşluk, bina köşe mesafeleri, duvarlarda doluluk- boşluk oranları, kat yükseklikleri, hatıl ölçüleri, betonarme döşeme oluşturulmaması vb. planlama hataları deprem etkisinde kalan bu türdeki yığma binaların göçmesine sebep olmaktadır.
Duvarlar sadece düşey yük etkisinde kalmayıp, rüzgar, deprem veya başka nedenlerle yatay yük etkisine de maruz kalırlar. Böylece düşey-yatay tesirlerin birlikte etkimesnde, duvarlarda iki eksenli yükleme hali meydana gelir. Tuğla duvara yatay bir yük uygulandığında harcın, tuğlaya göre dayanımının az olması ve tuğla ile harç arasındaki aderans köprü bağı yeterli olmadığından genellikle çatlaklar harçta oluşmakta, ayrılmalar tuğla ile harcın birleşim yerlerinde olmaktadır.
Yığma yapıların deprem yükü altındaki davranışlarının belirlenmesi amacıyla yapılan deneysel çalışmalar; yapının, duvarda meydana gelen malzeme çatlaklarının ilerleyerek çatlak akma çizgileri haline gelmesiyle çöktüğünü göstermiştir. Bu
araştırmada; yığma duvarlarda, harcın yapışma performansını artırarak kırılmayı geciktirmek amaçlanmıştır. Bu amaçla harcın içine belirli miktarda katkı malzemesi katılarak numunenin performansı artırılmıştır.
6.2. Bulgular ve Değerlendirmeler
Bulgular ve değerlendirmeler kısmı üç bölümde incelenecektir. Birinci bölümde harcın bağlayıcı özelliğini artıran katkı maddesinin miktarının bulunması ile ilgili deney bulguları, ikinci bölümde referans duvar ile ilgili bulunan bulgular, üçüncü bölümde ise, model duvar ile ilgili bulunan bulguların değerlendirilmesi açıklanmıştır.
6.2.1. Harcın bağlayıcı özelliğini artıran katkı maddesinin miktarı ile ilgili bulgular
Kesme kuvveti yönünden en uygun yapışma değerini verecek katkı malzemesinin kullanım miktarının belirlenmesi için 6 adet deney yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda yük-deplasman grafikleri, τ (kayma gerilmesi) ve σ (normal gerilme) değerleri bulunmuştur. Bu deneyler sonucunda aşağıdaki bulgular elde edilmiştir.
a. Yapılan deneyler sonucunda en büyük göçme yüküne 3 nolu deneyde ulaşılmıştır. Bu deneyde göçme yükü 98,17 kN olarak bulunmuştur.
b. 3 nolu deneyde kayma gerilmesi 1,93 kg/cm2 olarak bulunmuştur.
c. En uygun karışım oranı; 1,2 kg Sikalatex, 0,6 kg su, 4 kg çimento ve 9 kg kum karışımıdır.
d. Yapılan deneylerde katkı malzemesi miktarı belirli orandan fazla kullanıldığı zaman yük taşıma kapasitesinin düştüğü gözlemlenmiştir.
6.2.2. Referans duvar deneyi ile ilgili bulgular
Yığma yapıların tekrarlanır düzlem dışı yükler altındaki davranışlarını belirlemek amacıyla; çalışmanın materyal bölümünde açıklanan ve Şekil 3.1’de gösterilen yığma duvarda; oluşan düzlem dışı sehimler, duvarın ön ve arkasında yer alan yükleme plakalarının 4 köşe noktasında ölçülmüştür. 4 sehimin ortalaması, döşeme merkezinde oluşan sehim olarak kabul edilmiştir.
Yükün ve sehimin işareti duvar köşeleri basınç altında kaldığı zaman (+) kabul edilmiştir.
Deney duvarının yük-sehim çevrim eğrilerinin ilişkisine dair şekil incelendiğinde aşağıdaki gözlemler yapılabilir.
a. Tersinir yükün işaretine göre, düzlem dışı yüklenen duvarda değişik tepkiler oluşmaktadır.
b. Tersinir yük altında ilk duvar çatlaması elastik sınırlar içinde oluşmaktadır.
c. İlk çatlama, duvar köşelerini çekme altında bırakan yük altında oluşmaktadır.
d. İlk çatlama duvar merkezinde Fcr = 40 kN yük altında ve momentin maksimum olduğu bölge içinde oluşmaktadır. Çatlama sonrasında, duvarın rijitliğinde yaklaşık % 50 azalma olmaktadır.
e. Çatlamadan sonra, duvarın doğal periyodu yaklaşık 1,40 kez büyümektedir. Kuşkusuz, bu periyot büyümesi sonucunda, düzlem dışı titreşimler gösteren duvar ile döşeme diyaframı arasındaki enerji alış verişinde bir azalma olmaktadır. Ancak, duvarın doğal periyodundaki uzama oldukça küçük düzeydedir ve duvara düzlem dışı ivme büyümelerini durduracak gibi değildir. Bu sonuca, AY-97’de [1] verilen İvme Tepki Spektrumu incelenerek ve karşılaştırmalar yapılarak ulaşılmıştır.
f. Köşelerde basınç oluşturan (- işaretli) yükleme altında, duvar elastik davranmakta ve çok az sismik enerji tüketebilmektedir. F = -45 kN yük büyüklüğünde çok hafif bir çatlama belirtisi vardır.
g. Dayanım tükenmesi ve kırılma, duvar köşelerinin çekmeye çalıştığı yükleme durumunda oluşmaktadır. Duvar köşelerinde, düşey köşe çizgisine paralel çatlağın genişliği dikkatle izlenmiştir. Bu, kesinlikle bir çekme çatlağı olup duvar düzlemini köşe mesnetlerinden ayrılmaya zorlamaktadır.
h. Düzlem dışı yüklenen duvarda oluşan çatlak haritası Şekil 5.18 ve 5.19’da gösterilmiştir. Duvar kırılmasının çekme altındaki köşelerde ve duvarın düzlemi içinde oluştuğu açıkça görülmektedir. Bu davranış altında, düzlem dışı yüklenen duvarın “bina dışına” doğru kırılacağı sonucuna varılabilir.
i. Yükün 40 kN’dan daha büyük değerlere ulaşmasıyla, duvar köşelerinde ve yüzeyinde oluşan çatlakların hem uzunlukları hem de kalınlıkları artmıştır. Güç tüketimi Fu = 65 kN yük büyüklüğünde oluşmuştur. Duvar düzlemindeki çatlak haritası, betonarme plak döşemede oluşan “akma çizgileri”ni andırmaktadır.
j. Oluşan çatlak haritasından, düzlem dışı yüklenen yığma duvarın davranışının
betonarme plak döşemenin davranışına benzediği söylenebilir. Öyle ise, düzlem dışı duvar yükünün duvar içinde iki yönde dağılarak kenar mesnetlere
ulaştığı belirtilebilir. Duvarın tuğla örgüsü ve duvar düzleminin iki yüzüne de uygulanan sıvanın, süreklilik gösteren bir yük dağılımına izin verdiği sonucu çıkarılabilir.
6.2.3. Model duvar deneyi ile ilgili bulgular
Model duvar numunesi aynı geometri özelliklerinde tekrar inşa edilmiştir. Model duvarda, duvar örümü ve sıvada kullanılan harca, harcın bağlayıcı özelliğini
artıracak katkı maddesi ön deneylerde belirlenen miktarda ilave edilerek, sıvanın prizini almasını takiben aynı deney koşullarında düzlem dışı tekrarlanır yükle yüklenmiş ve ilk deneyin benzer yerlerinden sehim ölçüm değerleri alınarak yük- sehim eğrileri çizilmiştir. Bu eğriden aşağıdaki gözlemler yapılabilir.
a. Tersinir yük altında ilk duvar çatlaması elastik sınırlar içinde oluşmaktadır.
b. İlk çatlama duvar köşelerini çekmeye zorlamada Fcr= 55 kN yük altında
oluşmuştur. Çatlama sonrasında arka yönde, duvarın rijitliğinde % 40 ‘lık bir azalma olmuştur.
c. Basınç oluşturan yükleme altında duvar elastik davranmakta ve çok az sismik enerji tüketilmektedir.
d. Yükleme duvarında çatlakların duvar köşelerinde ve yaklaşık köşe çizgilerine paralel ve bu çatlakların duvarın çekmeye çalıştığı hallerde oluştuğu görülmüştür. Bu durum, duvar düzlemini köşe mesnetlerinden ayırmaya zorlama olarak değerlendirilmiştir.
e. Yükün 55 kN’dan daha büyük değerlere ulaşmasıyla duvar köşelerinde, yükleme levhasının üst bölgesinde ve duvarın arka bölgesinde oluşan çatlaklara ilaveten döşeme hatılına paralel çatlakların oluştuğu görülmüştür.
f. Duvar Fu = 80 kN’a kadar yük çekmiştir. Bu noktadan itibaren duvar yük
almamasına rağmen yüklemeye devam edilmiş ve yaklaşık 9 mm’lik deplasmana kadar yük düşmesi olmamıştır. Bu aşamada çatlakların akma çizgileri şeklinde devam etmesine rağmen, duvar aynı yük altında yeterli sünekliliği gösterebilmiştir.
g. Model duvarın Fu = 80 kN yük altında yaklaşık 2,5 mm deplasman yaptığı ve bu noktadan itibaren yük almamakla birlikte 14 mm deplasman yapabildiği gözlenmiştir.