Dolgu Duvarların Deprem Kuvveti Altında Davranışı ve Göçme Biçimleri

incelendiğinde bazı temel davranış biçimleri belirlenebilir.

Tekrarlı yükler altında dolgu duvarlı çerçeveler yatay yükün veya yatay yer değiştirmenin küçük değerlerinde perde davranışı sergilemektedirler. Söz konusu davranışta dolgu duvar ile çerçeve beraber hareket etmektedir. Ancak daha sonra yer değiştirmenin artmasıyla beraber dolgu duvarlar kayma davranışı, çerçeve elemanlar ise eğilme davranışı sergilerler. Bu durum Şekil 2.21’ de gösterilmektedir [34].

Dolgu duvarlı çerçevenin davranışı ilk başta Şekil 2.22’ de verilen çapraz çubuklu çerçevenin davranışıyla aynı olacaktır. Ancak dolgu duvarlı çerçevenin davranışı daha sonra dolgu duvarlarda kayma davranışı sonucu kesme kırılmalarının meydana gelmesiyle birlikte Şekil 2.21’ deki gibi olacaktır [59].

Şekil 2.22 : Dolgu duvarların çapraz diyagonal çubuklarla modellenmesi [59]. Yapı elemanlarının sehiminden ve düşey yük, deprem vb. yüklerden ötürü betonarme yapı içinde bulunan dolgu duvarlar hasar almaktadırlar. Duvar hasarında duvarda kullanılan tuğlanın cinsi, duvar kalınlığı, duvarda ve tuğlalar arasında kullanılan sıva ve harç, dolgu duvarların diğer taşıyıcı elemanlarla bağlantısı, duvarda yer alan kapı ve pencere boşlukları gibi faktörler etkili olmaktadır [34].

Deprem hasarı betonarme yapılarda öncelikle sıva çatlaklarıyla başlamaktadır. Sıva kalınlığının az olduğu bölgelerde ilk sıva çatlakları oluşmaktadır. Bununla beraber sonrasında kiriş-duvar ve kolon-duvar birleşim derzlerinde de sıva çatlakları oluşmaktadır. Eğer binaya ait hasar sadece bu tip sıva çatlaklarından oluşmakta ise, yapının betonarme taşıyıcı elemanlarında çoğu zaman hasar söz konusu olmamaktadır. İki eksenli gerilme altındaki duvar elemanın kırılma şekli harç ve tuğla dayanımına ve düşey yükler ile yatay yükler arasındaki orana bağlı olarak değişmektedir. Eğer harç tuğladan daha zayıf ise derzlerde yatay kesme ya da diyagonal kesme biçiminde kırılma oluşmaktadır. Eğer tuğlanın basınç dayanımı harçtan az ise kırılma yine diyagonal çekme biçiminde ancak çatlakların tuğlaların içinden geçmesi şeklinde gerçekleşmektedir. Söz konusu durumlar Şekil 2.23’ te gösterilmiştir [35].

Şekil 2.23 : Yatay derzlere paralel etkiyen yükler altında yığma duvarlarda kırılma biçimleri [35].

Daha şiddetli depremlerde, dolgu duvarın tuğla ya da daha zayıf mukavemetli boşluklu briket olmasına da bağlı olarak, dolgu duvar hasarı başlamaktadır. Derzleri izleyen kırıklı X biçiminde derin çatlaklar duvar düzlemine karşıdan bakıldığında gözle görülebilmektedir. Duvarların taşıyıcı elemanlardan ayrılması ve tuğla ya da briket parçalarının kopup düşmeye başlaması ise dolgu duvar hasarının ilerleyen aşamasında meydana gelmektedir. Dolgu duvarların iyice parçalanıp iri parçalar halinde dökülmeye başlaması ile, özellikle kolon-kiriş birleşimlerine yakın bölgelerde, kirişlerde ve kolonlarda mafsallaşmalar görülmektedir. Dolgu duvarın ayrıca betonarme hatıl ile çerçeveye bağlanmadığı çok yüksek duvarlarda ise duvar düzlemine dik atalet kuvvetleri ile yana yıkılmalar da ortaya çıkabilmektedir [21]. Dolgu duvarların çeşitli göçme biçimleri vardır:

 Eğilme-çekme kırılması

Dolgu duvarlı çerçevelerde yükseklik/genişlik oranının büyük olduğu durumlarda ortaya çıkan bir kırılma şeklidir. Eğilme ve buna bağlı olarak çekme kolonundaki çeliğin akması sonucu çerçevedeki dolgu duvarda göçme oluşabilmektedir. Bu koşullar altında çerçevenin konsol çalışma davranışı sergilemesi ve sünek bir göçme gerçekleşmesi olasıdır [35].

 Köşe kırılması

Yatay yükleme altındaki çerçevenin dolgu duvarlarında meydana gelen diyagonal gerilmelerin köşelerden herhangi birinde yüksek değerler alması ile ortaya çıkan bir kırılma şeklidir. Rijit kolonların ve kirişlerin birleşim bölgelerinin zayıf olması sebebiyle bu tip köşe kırılmaları, Şekil 2.24’ teki gibi meydana gelmektedir. Eğer çerçeve elemanları da zayıf ise, çatlaklar bu elemanlarda da oluşabilmektedir. Dolgu duvar köşeleri yer değiştirme değerlerinin artmasına bağlı olarak oluşan köşe gerilmeleri sonucunda ezilmektedir. Aynı zamanda çatlakların zayıf olan çerçeve elemanlarında orta kısımlara doğru ilerlemesi söz konusu olmaktadır [36].

Şekil 2.24 : Diyagonal gerilme sonucunda oluşan köşe çatlakları [36].

 Kayma kırılması

Dolgu duvarın kendi içinde yatay şekilde kayması ile ortaya çıkan bir kırılma şeklidir. Bu kırılma türü kuvvetli çerçeve ve zayıf harç tabakasının kullanıldığı dolgu duvarlı sistemlerde görülmektedir [33].

Kayma kırılmasında dolgu duvarların orta bölgesinde meydana gelen kayma gerilmelerinin, harç tabakasının kayma dayanımı değerini aşması söz konusudur. Dolgu duvarları kesme kuvvetini taşıyamayacak hale gelmektedir. Artan yer değiştirmeler sonucunda kolonlardaki kesme kuvveti ve eğilme momenti değerleri büyümektedir. Söz konusu davranış biçimi Şekil 2.25’ te verilmiştir [36].

Şekil 2.25 : Kayma gerilmesi sonucu duvarda oluşan kesme çatlakları [36].

 Çapraz çatlama

Çoğu zaman zayıf çerçeve ya da zayıf düğüm noktalarına sahip olan çerçevelerin daha rijit dolgu duvarlarla doldurulması ile meydana gelen bir çatlama türüdür [33]. Yatay yüklemeler etkisindeki dolgu duvarlı bir çerçevenin köşegenleri doğrultusunda yüklemenin yönüne göre çekme ve basınç bölgeleri meydana gelmektedir. Çerçeve sistemdeki birim yer değiştirme değerlerinin dolgu duvarın değerlerini aşması ile bu tip çatlaklar oluşmaktadır. Katlar arasındaki yer değiştirme değerlerinin artmasıyla beraber söz konusu çatlaklar köşelere doğru ilerlemeye başlarlar. Depremlerden sonra sık sık karşılaşılan ve dolgu duvarların modellenmesine yön veren bu çatlama türü Şekil 2.26’ da gösterilmiştir [36].

 Çapraz kırılma

Duvarın basınç bölgesindeki çaprazda dolgu duvarın orta bölgesinin kırılması biçiminde meydana gelen bu kırılma türü rölatif olarak daha narin olan duvarın düzlem dışı burkulmasıyla ortaya çıkmaktadır [33].

 Çerçeve göçmesi

Dolgu duvarda büyük bir hasar gerçekleşmeden çerçevede plastik mafsalların meydana gelmesi durumunda görülen ve çoğunlukla rijit dolgu duvarla doldurulmuş zayıf çerçeve sistemlerde rastlanan göçme türüdür [33].

 Düzlem dışı kırılma

Bu tür kırılmalar yapının dolgu duvar düzlemine dik gelişen aşırı yüklerle zorlanması neticesinde meydana gelmektedir. Düzlem dışı kırılmada dolgu duvarlarda hem düşey çatlaklar, hem de diyagonal çatlaklar ortaya çıkmaktadır. Söz konusu davranış tipi Şekil 2.27’ de verilmiştir [36].

Şekil 2.27 : Düzlem dışı yükler altında oluşan ağır şiddetteki düzlem dışı kırılmalar [36].