6.1. Giriş
Bilindiği gibi ülkemiz aktif deprem kuşaklarından biri olan Alp deprem kuşağı üzerindedir ve DİE verilerine göre topraklarımızın yaklaşık %93’ü deprem riski altındadır.
Ülkemizde son 60 yılda meydana gelen depremlere bakıldığında can ve mal kaybı çoğunluğunun kırsal kesimlerde meydana gelen depremlerde; yığma yapıların göçmesiyle meydana geldiği görülmektedir. Kırsal kesim yapı stoğumuzun %80’nin yığma yapılardan oluştuğu ve yapılarında;
¾ Standardize olmamış yerel malzemelerden, ¾ Standart beceriye ulaşamamış yerel işçiliklerle,
¾ Çoğu kere ilgili teknik mevzuata uyulmadan yöresel yapı kültürü ile yapıldığı ve özellikle;
• Kat farklığı
• Katlarda duvar kalınlığı • Dolu duvar boyları • Açıklık mesafeleri
• Boşluk, bina köşe mesafeleri • Duvarlarda doluluk, boşluk oranları • Kat yükseklikleri
• Hatıl ölçüleri
• Betonarme döşeme oluşturulmaması vb. planlama hataları sebepleriyle kaçınılmaz hale gelmektedir.
Son 2002 yılı Afyon- Çay ve Erzurum- Aşkale depremleri sonrası yapılan incelemeler bunu göstermiştir.
Yığma yapıların teriminin 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, tuğlada oluşan çatlağın yatay derzde devam ederek, çatlak ilerleme yönündeki diğer ana malzemelere geçmesini önlemek amaçlanmıştır. Bu amaçla derzin güçlendirilmesi düşünülmüş ve derzin epoksi reçinesi ile sarılmış FRP’li fitille takviyesi yöntemi uygulanmıştır.
Bu yöntem; teorik ve uygulamada incelenen diğer güçlendirme yöntemlerinden farklı olarak; yapının içine girmeden ve yapının fonksiyonunu kesintiye uğratmadan, yalnızca dışarıda uygulanabilmektedir. Bu özelliğiyle de ekonomik ve sosyal yönden diğer yöntemlere göre ayrıcalık göstermektedir.
6.2. Sonuç ve Değerlendirmeler
Yığma yapıların tersinir 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.
c. İlk çatlama, duvar köşelerini çekme altında bırakan yük altında oluşmaktadır.
d. İlk çatlama duvar merkezinde Fcr = 45 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 5.14 ve 5.15’de 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 söylenebilir. Duvarın tuğla örgüsü ve duvar düzleminin iki yüzüne de uygulanan sıvanın, süreklilik gösteren bir yük dağılımına izin verdiği sonucu çıkarılabilir.
Deneyin 2. aşamasında; aynı geometri ve malzeme özelliklerinde tekrar inşa edilmiştir. Derz harçlarının ve betonun 7 günlük priz süresinden sonra epoksi reçinesi ile yuvarlanan FRP fitilleri boşaltılarak temizlenen yatay derzlere yine epoksi reçinesi yardımıyla yerleştirilmiş, iki bitim uçları duvara sabitlenmiş, ilk duvardaki yapılan özelliklerde sıva uygulanmış, sıvanın prizini almasını takiben aynı deney koşullarında düzlem dışı tersinir 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= 58 kN yük altında oluşmuştur. Çatlama sonrasında arka yönde sağ mesnetten orta bölgeye doğru, duvarın rijitliğinde % 40 ‘lık bir azalma olmuştur.
c. Çatlamadan sonra duvarın doğal periyodu yaklaşık 1,6 kez büyümüştür. Yine Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelikte verilen ivme tepki spektrumu ile karşılaştırılarak varılmıştır.
d. Basınç oluşturan yükleme altında duvar elastik davranmakta ve çok az sismik enerji tüketilmektedir.
e. Yüklemenin 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.
f. Yükün 58 kN’dan daha büyük değerlere ulaşmasıyla duvar köşelerinde ve yüzeyinde oluşan çatlaklara ilaveten subasman hatılı ve döşeme hatılına paralel çatlakların oluştuğu görülmüştür.
g. Duvar Fu = 80 kN’a kadar yük çekmiştir. Bu noktadan itibaren duvar yük
almamasına rağmen yüklemeye devam edilmiş ve yaklaşık 12mm’lik deplasmana kadar yük düşmesi olmamıştır. Bu aşamada çatlakların akma çizgileri şeklinde devam etmesine rağmen, duvar aynı yük altında yeterli sünekliliği gösterebilmiştir.
h. Güçlendirilmemiş ve güçlendirilmiş duvarların tersinir düzlem dışı yük altındaki davranışlarına dair yük-sehim ilişkileri incelendiğinde; güçlendirilmemiş duvarda Fu = 65 kN yük altında yaklaşık 3 mm deplasman yaptığı, daha sonra hızla yükün düştüğü; güçlendirilmiş duvarda ise; duvarın Fu = 80 kN yük altında yaklaşık 3 mm deplasman yaptığı ve bu noktadan
itibaren yük almamakla birlikte 11 mm deplasman yapabildiği gözlenmiştir.
i. Yatay derzleri epoksi ile FRP malzemesiyle güçlendirilen yığma duvar agd2 =1,44g’lik bir ivme etkisi, güçlendirilmemiş duvarın ise, agd1 = 0,468g’lik bir ivme etkisi ile kırılacağı dikkate alındığında; epoksili FRP ile yatay derzlerin güçlendirilmesinin duvarın sismik dayanım performansını yaklaşık 3 kat arttırdığı görülmüştür.