DEPREMDE HASAR GÖREN YAPILAR ve HASAR NEDENLERİ (DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI) Doç. Dr. Ali KOÇAK

(1)

DEPREMDE HASAR GÖREN YAPILAR ve HASAR NEDENLERİ

(DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI)

Doç. Dr. Ali KOÇAK

(2)

GİRİŞ



Ülkemiz jeolojik konumu dolayısıyla dünyada en sık yıkıcı deprem oluş periyoduna sahip ülkelerden biridir. Sadece son yüzyılda 56 yıkıcı deprem meydan gelmiştir. Bunlardan en önemlilerinden biriside 17 Ağustos 1999 tarihinde İzmit Körfezi’nde, Rihter ölçeğine göre 7,4 büyüklüğünde meydan gelmiştir. Depremde yaklaşık 15 bin kişi ölmüş 30 binden fazla insan yaralanmıştır.

Depremde 100 binden fazla bina hasar görmüştür. Maddi kayıp

yaklaşık 10 milyar dolar olarak belirlenmiştir. Depremde sırasıyla

Adapazarı, Gölcük, Değirmendere, İzmit, Yalova, Çınarcık ve

Düzce’de çok sayıda bina tamamen çökmüştür. Deprem, elektrik, su

ve iletişim hatlarının tamamen kesilmesine ve Ankara- İstanbul tren

ve otoyollarında sıvılaşma ve zemin oturmasından dolayı ulaşımın

durmasına sebep olmuştur. Ayrıca çok sayıda kanalizasyon sistem

kullanılamaz hale gelmiştir.

(3)



Yapı pratiğimizi güncel teknolojiye uyarlayarak ve yaşadığımız depremleri hiç bir zaman belleklerimizden silmeden daha güvenli binalar yapmak zorundayız. Yapı kalitesinin tüm ülke içinde ne denli düşük olduğu yaşadığımız depremlerle daha net ortaya çıkmıştır Bir başka deyimle, son yirmi yıl içerisinde yaşadığımız dört büyük depremden aldığımız derslerle yapılarımızı daha güvenilir düzeylere ulaştırmalıyız.



1950’li yıllarda tek katlı yapılarla başlayan gecekondu olgusu, son

15 yılda çok katlı olarak kaçak ve çarpık yapılaşma devam

etmiştir. Sağlıksız, plansız ve kalitesiz bir şekilde gelişen

yapılaşma çevre ve kent bilincini de tamamen yok etmiştir.

(4)

1992 Erzincan, 1994 Dinar, 1998 Adana – Ceyhan, 1999 Gölcük ve 1999 Düzce Depremleri’nde hasar gören yapılarda hasarın nedenleri aşağıda verildiği gibi sıralanabilir:



a. Taşıyıcı Sistem Hatası (Güçlü kiriş – zayıf kolon, zayıf kat, yetersiz boyut,v.b.)



b. Mimari Tasarım Hataları (Bant pencere, yumuşak kat, cephe süreksizlikleri v.b.)



c. Yetersiz İşçilik (Sargı donatısı eksikliği, kötü yerleştirilmiş beton v.b.)



d. Kalitesiz Malzeme (Düşük beton dayanımı, kalitesiz demir donatı v.b.)



e. Yetersiz Mühendislik – Mimarlık Hizmeti (Projesiz, denetimsiz

imalat v.b.)

(5)



Depremlerde tamamen çöken yapıların hasar mekanizmalarının anlaşılması pek kolay değildir. Bu nedenle, deprem sonrası yapılan teknik incelemelerde ve hasar tesbitlerinde genellikler orta ve ağır hasarlı yapılar üzerinde yoğunlaşılır. Bu yapılarda yapılan incelemeler sonucunda, mühendislik ve uygulama açısından yapılmış olan hatalar tesbir edilir. Yapıların tamamen göçmesi veya kat kaybetmesi de genellikle benzer hatalar neticesinde deprem açısından yeterli rijtliği gösterememiş olmaları sonucunda gerçekleşmektedir.



Yapı mühendisliği pratiğinde, yapılan hataların belirlenmesi,

sınıflandırılması ve bundan sonraki uygulamalarda önlenmesi

gereklidir. Bu şekilde, hiç değilse bizden sonraki kuşakları daha

güvenli ve en azından deprem açısından kaygısız bir yaşam

düzeyine taşıyacaktır.

(6)

2. DEPREMDE HASAR GÖREN BETONARME YAPILAR



Yukarıda verilen nedenlerden dolayı hemen her depremde

çok sayıda bina hasar görmektedir. Aşağıda çeşitli

nedenlerden dolayı hasar gören yapılar yer almaktadır:

(7)

Resim 1. Kolon Mafsallaşması

(8)

Resim 2. Kolon Mafsallaşması

(9)

Resim 3. Kolon Mafsallaşması

(10)

Resim 4. Yumuşak/Zayıf Kat Oluşumu

(11)

Resim 5. Yumuşak/Zayıf Kat Oluşumu

(12)

Resim 6. Yumuşak/Zayıf Kat Oluşumu ve Yetersiz Çerçeve

Bağlantısı

(13)

Resim 7. Bant Pencere Nedeniyle Kısa Kolon Oluşumu

(14)

Resim 8. Bant Pencere Nedeniyle Kısa Kolon Oluşumu

(15)

Resim 9. Yetersiz Sargı (Etriye) Donatısı

(16)

Resim 10. Yetersiz Sargı (Etriye) Donatısı

(17)

Resim 11. Yetersiz Sargı (Etriye) Donatısı ve Kolon Mafsallaşması

(18)

Resim 12. Yetersiz Zemin Taşıma Gücü ve Zemin Sıvılaşması

(19)

Resim 13. Yetersiz Zemin Taşıma Gücü

(20)

Resim 14. Yetersiz Sargı Donatısı (Etriye) ve Yeteriz Donatı

Bağlantısı

(21)

Resim 15. Kolon Burkulması

(22)

Resim 16. Kolon Burkulması

(23)

Resim 17. Yetersiz Donatı Yerleşimi

(24)

Resim 18. Yetersiz Donatı Yerleşimi ve Yetersiz Etriye Aralığı

(25)

Resim 19. Yerel Zemin Koşullarının Üst Yapıya Etkisi

(26)

Resim 20. Türkiye’ den Beton Örnekleri

(27)

TÜRKİYE’ DEN ŞEHİRCİLİK MANZARALARI

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

Resim 21. Yetersiz Donatı ve Yetersiz Beton

(34)

Resim 22. Yetersiz Etriye ve Donatı Korozyonu

(35)

Resim 23. Yetersiz Etriye ve Donatı Korozyonu

(36)

Resim 24. Faklı Zeminden Dolayı Hasar Oluşumu

(37)

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

(38)

GİRİŞ

 Depremlerde meydana gelen yapısal hasarlara deprem özellikleri, yerel zemin koşulları ve yapı kalitesi olmak üzere üç faktör etki etmektedir. Deprem özelliklerini; bölgenin depremselliği, deprem riski ve oluşabilecek deprem büyüklüğü, yerel zemin koşullarını; zemin büyütme faktörü, zemin sıvılaşma potansiyeli, yapı kalitesini ise depreme dayanıklı mimari ve taşıyıcı sistem tasarımı, kaliteli işçilik ve beton ile yapısal denetim oluşturmaktadır. Hemen her deprem sonunda yapılan incelemelerde hasar göre yapıların tasarımının kötü, işçilik ve beton dayanımlarının yetersiz olduğu gözlenmiştir. Mimari ve taşıyıcı sistemin belirlenmesinden oluşan tasarım aşamasında, bölgenin depremselliği kesinlikle göz önüne alınmalı, tasarlanan yapının mimari geometrisi, planı ve taşıyıcı sistemi depreme uygun olmalıdır. Bütün hesap kurallarına uyularak hesaplanmış bir yapının deprem esnasındaki davranışının iyi olamayacağı, başka bir deyişle deprem dayanımının yeterli olamayacağı, iyi bir hesabın yanı sıra, mimari ve taşıyıcı sistemin de düzgün seçilmiş ve oluşturulmuş olması gerekmektedir. Dolayısıyla daha başlangıçta mimari tasarımda yapılan hatalar, yanlış geometri seçimleri, estetik ve görünüş kaygıları nedeniyle yapılan hatalı, yanlış geometri seçimleri yapıyı önemli ölçüde riske sokmaktadır. Oluşan bu riski de taşıyıcı elemanlarla gidermek mümkün olmamaktadır. Bu nedenle tasarım aşamasında bazı ilkelere uyulması da zorunlu olmaktadır.

(39)

BİNALARIN DEPREM HASARLARINI KOLAYLAŞTIRAN NEDENLER

 1 - Bina yapılırken yeraltı suyunu alacak drenajın yapılmaması.

2 - Bina temeli yakınında yapılan fosseptiklerin temele su bırakması.

3 - Dökülen betonlarda vibratörün kullanılmaması (gerekli beton sıkıştırmasının yapılmaması)

4 - Taşıyıcı perdelerin köşelerinde perde uç bölgesinin yapılmaması.

5 - Kiriş ve kolon demirlerinin ekleme kısımlarının kısa tutulması.

6 - Betonun işçiliğini kolaylaştırmak için fazla su kullanılması.

7 - Zemin emniyet gerilmesinin ezbere alınarak proje yapılması.

8 - Kolon ve kiriş birleşim yerlerinde etriye sıklaştırmasının yapılmaması.

9 - Beton dökülmeden önce kiriş ve kolon diplerinin tozlu, kirli ve talaşlı bırakılması.

10 - Kolon aplike yönlerinin bir üst katlarda değiştirilmesi. Ayrıca tek istikamette tasarımın yapılması.

11 - Beton döküldükten sonra yeteri miktarda ve sürede sulanmaması (özellikle yaz aylarında)

12 - Sıcak havalarda betonun ani su kaybını önlemek için gerekli ölçüde sulamanın yapılmaması. Rötre çatlaklarının oluşması.

(40)

BİNALARIN DEPREM HASARLARINI KOLAYLAŞTIRAN NEDENLER 13 - Duvar, kolon ve kirişlerdeki işçilik hatasını örtmek için kalın bir sıva

tabakasının oluşturulması.

14 - Kiriş olmayan döşemelere taşıyıcı veya bölücü duvarların örülmesi.

15 - Midyeli ve mıcırsız deniz kumunun kullanılması.

16 - Çok sulu ve deniz kumuyla dökülen betonun paslanmayı hızlandırması.

17 - Binaların çatısından gelen suların temele akması.

18 - Kolon ve kiriş etriye bindirme paylarının kısa tutulması, bağ tellerinin kısa kesilmesi

19 - Yapılmış olan binaların yanlarında yapılacak bina harfiyatlarının temel altına kadar inmesi ve gerekli önlemlerin alınmaması.

20 - Yapılmış olan veya yapılması gerekli olan kiriş ve kolonların iptal edilmesi.

21 - Krişsiz balkonların üzerine sonradan duvar örülerek içeri alınması.

22 - Mevcut binaların bodrum veya zemin katlarının sürekli olarak sulu bırakılması.

23 - Bodrum veya zemin katlarda kolon ve kirişlerin kırılarak, hatta demirlerinin kesilerek tesisat borularının geçirilmesi veya asılması.

(41)

Mimari Tasarım

 Yapı tasarımı mimari ve taşıyıcı sistem tasarımı olarak iki ayrı evrede oluşmaktadır.

Mimari tasarımda etkili olan faktörler yapının kullanma amacı ve mimari sanat anlayışı olarak nitelenebilir. Taşıyıcı sistem tasarımına etkiyen faktörler ise yapı malzemesinin nitelikleri ve yapıya gelen dış kuvvetler yanında mimari tasarım da bulunmaktadır. Yapı tasarımında mimari tasarım ile taşıyıcı sistem tasarımı arasında karşılıklı bir etkileşme bulunmaktadır.

 Türkiye’ de yapım uygulamasında mimari tasarım mimarların taşıyıcı sistem tasarımının da inşaat mühendislerinin ilgi alanı olması kabul edilmiştir. Ancak bu iki meslek disiplini arasında, mimari tasarım aşamasında karşılıklı danışma çok sınırlı kalmaktadır. Çeşitli nedenlerle genel olarak mimarlar yapıların taşıyıcı sistem tasarımı üzerinde durmamakta; inşaat mühendislerinin taşıyıcı sistemin bütün sorunlarını nasıl olsa çözecekleri ve işin bu yanının yalnızca inşaat mühendislerini ilgilendiren bir konu olduğu yaklaşımından giderek mimari tasarımlarında olabildiğince özgür davranmaktadırlar. Eğer depreme dayanıklı yapı tasarımı yalnızca taşıyıcı sistemin deprem etkilerinin de dikkate alınması ile yalnızca inşat mühendisine kalmış bir işlem olsaydı, mimari tasarım sırasında mimarların olaya deprem açısından yaklaşmalarının gerektiği ileri sürülmeyecekti.

(42)

Gerek Türkiye’de gerekse dünyada depremlerden edinilen

deneyimler depreme dayanıklı yapı tasarımının daha mimari

tasarım sırasında başladığını ortaya koymaktadır. Depremlerde

hasar gören yapıların hasar nedenleri bazen doğrudan doğruya

mimari tasarım ile bağlantılı olmaktadır. Mimari tasarımda

olabildiğince özgür davranmak normal koşullarda bile taşıyıcı

sistem tasarımında güvenli bir çözüme ulaşılmasını

güçleştirirken, deprem etkileri altında taşıyıcı sistem

tasarımında çok daha önemli problemler yaratabilmektedir.

(43)

 Düzenli taşıyıcı sistem seçimi, öncelikle mimari tasarım ile ilgilidir. Gerek planda ve gerekse düşey doğrultuda, mimari tasarımın olabildiğince karmaşıklıktan uzak, basit ve sürekli taşıyıcı sistemlerin kullanılabilmesine olanak verecek biçimde düzenlenmesi depreme karşı başarılı bir yapısal tasarımın ilk koşuludur. Bu noktada, depreme dayanıklı yapı tasarımının sadece yapı mühendisi tarafından değil, mimar ile yapı mühendisinin hatta diğer meslek disiplinlerinin de ortak çabası ile gerçekleşebileceğini söylemek yerindedir.

 Ülkemizde sistemle ilgili deprem hasarları oldukça yaygındır. Özellikle son Erzincan ve Dinar depremlerinde meydana gelen hasarların nedeninin mimari ve taşıyıcı sistem hatalarından kaynaklandığını göstermiştir.

Burada betonarme binalarda sıkça rastlanan tasarım hataları ve dikkat edilmesi gereken bazı kurallar sıralanacaktır;

(44)

Uygun değil

Planda rijitlik değişimi

Uygun

Planda simetri

Açıklama: Plan şekli itibariyle karmaşık ve ani rijitlik değişimlerine neden olan şekiller derzlerle bölünerek kare, dikdörtgen gibi plan şekillerine dönüştürülmelidir.

(45)

Uygun değil Plandan simetriden ayrılma

Uygun

Açıklama:Bina planda olabildiğince basit geometrik ve simetrik şekilde olmalıdır. Bununla birlikte birkaç eksen etrafında simetrilik de deprem ve yapısal burulma açısından faydalıdır.

(46)

Uygun değil

Uygun Planda girintili ve çıkıntılı yapılar

Uygun dilatasyonla ayrılmış yapı

Açıklama:Plandaki girinti ve çıkıntılar nedeniyle köşelerde gerilme yoğunlaşmaları, ekzantrisiteden dolayı aşırı burulma etkileri oluşacaktır.

(47)

Uygun değil

Uygun Döşeme boşluklu yapılar

Uygun dilatasyonla ayrılmış yapı

Açıklama: Merdiven boşluğu, asma kat gibi nedenlerle bırakılan döşeme yırtıkları, diyafram süreksizliği ve yapısal burulma meydana getireceğinden sakıncalıdır.

(48)

Uygun değil

Uygun Bina kesitinde ani rijitlik değişimi

Rijitlik düzenlemesi

Açıklama: Cephe süreksizlikleri yada cephedeki ani rijitlik değişimleri, büyük gerilme yığılmalarına ve depremde katlar arasında farklı davranışa neden olacaktır.

(49)

Yapı planında narinlik Planda dilatasyon

Açıklama: Plandaki bir boyutu diğer boyutuna nazaran büyük olan yapılar;

titreşim, ısı, rötre ve farklı oturmalar nedeniyle uygun dilatasyonlara ayrılmalıdır.

(50)

Uygun değil Uygun

Bina kesitinde simetriden ayrılma Bina kesitinde simetri

Açıklama: Yapı yüksekliği boyunca kat alanlarında ani ve büyük değişimler depremde yapı davranışına olumsuz yönde etki eder. Yapı derzlerle birkaç binaya ayrılmalıdır.

(51)

Uygun değil Uygun

Kütle düzensizlikleri Kütle düzenlemesi (yumuşak kat)

Açıklama: Dolgu duvarlarda yapıya önemli bir rijitlik kazandırmakta, deprem esnasında taşıyıcı elemanlar gibi davranmaktadır. Herhangi bir katının tuğla veya benzeri malzemeli duvarla örülmemiş “yumuşak kat”lı yapılar deprem açısından oldukça sakıncalıdır.

(52)

Uygun değil Uygun

Rijitlik düzensizliği Rijitlik düzenlemesi

Açıklama: Rijitlik ve kütle düzensizlikleri ile kolon boylarındaki değişimlerin bulunduğu yerlerde depremde büyük gerilme birikimleri oluşur.

(53)

Bina kesitinde narinlik Bina kesitinde uygunluk

Açıklama: Çok dar alanlara çok yüksek yapılar oturtulmamalıdır. Yapı yüksekliğinin genişliğe oranı 6’yı geçmemelidir. (H/D)<6

(54)

Çarpışma etkisindeki Dilatasyonla ayrılmış yapılar yapılar.

Açıklama: Bitişik binaların birbirine çarpma etkilerini

ortadan kaldırmak için en üst kenarın deplasman değeri

kadar araya dilatasyon derzi bırakılmalıdır.

(55)

Kısa kolon davranışı Kolonları ayrılmış yapılar

Açıklama: Bitişik veya kademeli yapıların yada bir

bölümünün döşemesi diğerinden farklı bir düzeyde olan

yapılarda bir rijitlik düzensizliği vardır. Diğer kolonlara göre

yüksekliği daha az olan kolonlar kısa kolon davranışı

gösterirler ve büyük yatay kesme kuvvetleriyle zorlanırlar.

(56)

Bant pencere etkisiyle oluşan Kısa kolonların iptali kısa kolonlar

Açıklama: Bodrum kata konulan bant pencereler ile asma kat teşkili gibi durumlarda kısa kolonlar oluşacaktır. Deprem esnasında bu kolonlarda büyük gerilme yığılmaları olacak ve kolonlar kırılma konumuna son derece gevrek olan kesme kırılması ile ulaşacağından büyük sorun yaratırlar.

(57)

Depreme Dayanıklı Taşıyıcı Sistem Tasarımı

(58)

 Bir yapının seçilen taşıyıcı elemanları ya da taşıyıcı sistemi, öncelikle mimari tasarıma ve yapının kullanım amacına uygun olmalıdır. Taşıyıcı elemanlar ne az kullanılmalı ne de yapıyı ağırlaştırmalıdır. Sistem makine, elektrik tesisatlarına kolay kullanım imkanı vermelidir. Sistem elemanları, ısı ve ses köprüsü oluşturmamalı, yangına karşı dayanıklı olmalıdır. Gerekiyorsa korunmalıdır. Bununla birlikte, en önemlisi de, olası bir deprem dahil bütün yüklere karşı yapı yeterli dayanımı göstermelidir.

 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik’ (2007) yapıların depreme dayanıklılığını, yapının deprem enerjisini tüketmesi ile korunmasını ve bu amaçla yapının yeterince sünek olmasını ister.

Yönetmeliğin amacı, çok şiddetli depremlerde dahi yapının tamamen yıkılmamasıdır. Bu yaklaşım üç aşamalı bir yapısal davranış esasına dayanır:

(59)



1. Sık oluşabilecek hafif şiddetteki depremlerde yapıların elastik davranması, yapısal ve yapısal olmayan sistem elemanlarının herhangi bir hasar görmemesi,



2. Orta sıklıkta oluşabilecek orta şiddetteki depremlerde yapıların elastik limitine yaklaşması, yapısal ve yapısal olmayan sistem elemanlarında oluşabilecek hasarın onarılabilir düzeyde kalması,



3. Seyrek olarak oluşabilecek şiddetli depremlerde ise

yapıların plastik davranması, can kaybını önlemek amacıyla

binaların kısmen veya tamamen göçmesini önlemektir.

(60)

 Deprem yönetmelikleri çerçevesinde depreme dayanıklı yapı tasarımı, yukarıda tanımlanan üçüncü aşama esas alınarak yapılır. Bu aşama için kullanılan “çok şiddetli deprem” belirli bir zaman dilimi içinde, ilgili coğrafi bölge için öngörülen belirli büyüklükteki bir depremin belirli bir olasılıkla oluşabileceği esasına göre tanımlanır. Yönetmeliklerde bu şekilde tanımlanan depreme göre yapılan yapı tasarımının ilk iki aşamada öngörülen yapı davranışını güvenli bir biçimde sağlayacağı kabul edilir.

 Yönetmeliklerde tanımlanan çok şiddetli depremin etkisi altında yapının göçmeksizin ayakta kalabilmesi, yapıda belirli bir dayanımın bulunmasıyla birlikte, önemli ölçüde enerji yutabilme kapasitesinin sağlanmış olmasına bağlıdır. Bu iki yapısal özellik, yukarıda ikinci aşamada belirtilen yapısal davranış için de gereklidir. Birinci aşama için öngörülen doğrusal elastik davranış ise tümüyle yapı elemanlarının yeterli dayanımı ile sağlanır.

(61)

Önemle vurgulanması gereken husus, dayanım ve süneklik

özelliklerinin birbirlerinden bağımsız olmadıkları, aksine

birbirlerinin tamamlayıcısı oldukları hususudur. Çok şiddetli

deprem altında yapının göçmesini önlemek için zorunlu olan

süneklik özelliğinin sağlanabilmesi için, büyük ölçülerde enerji

yutması beklenen yapı elemanlarının aynı zamanda yeterli bir

dayanıma da sahip olmaları gerekir.

(62)

3.1. Süneklik

 Yapı ve elemanlarının deprem esnasında ortaya çıkan enerjinin büyük bir bölümünü, mukavemetinde önemli kayıplarla, kararsız denge hali olmaksızın büyük şekil değiştirme ve elastik olmayan davranışla yutma yeteneğine süneklik denir.

 Süneklik sayesinde, yüklemenin aşırı artmasında akmaya ulaşan kesitlerde plastik şekil değiştirmelerle enerji alınırken, iç kuvvetlerin daha az zorlanan kesitlere dağılması sağlanır. Şekil 1’ de görüleceği gibi, dayanımlar hemen hemen sabit olmasına rağmen sünek olmayan bir yapı elastik şekil değiştirmelerle sınırlı kalırken, sünek bir yapıda ise şekil değiştirmeler elastik sınırı geçip elastik olmayan şekil değiştirmeler yapabilmektedir. Bu sayede yapı ve elemanları, oluşan deprem kuvvetlerinin büyük bir kısmını sönümleyecektir.

(63)

Sünek olmayan yapı

Sünek yapı

δ

_y1

δ

_y2

δ

u31

δ

_u2

δ P

Şekil 1. Sünek ve sünek olmayan yük-şekil değiştirme bağıntısı

(64)

3.2. Betonarme Yapılarda Sünekliğin Sağlanması

 Süneklik, yapının güvenliği ile doğrudan ilgili olduğu için, projelendirilen ve inşa edilen yapıların sünek olması istenir. Hiperstatik bir yapıda süneklik sayesinde, yapının çok zorlanan kısımları yük taşımaya devam ederken meydana gelen şekil değiştirmelerle, daha az zorlanan kısımların yük taşımaya katkıda bulunması sağlanır. Döşeme ve kirişlerde süneklik sayesinde, aşırı yükleme sonucunda çatlamalar ve büyük şekil değiştirmeler meydana gelir. Böylece göçme tehlikesi önceden haber verilmiş ve tedbir alınması sağlanmış olur. Deprem ve patlama gibi yükleme durumlarında enerjinin yutulması gerektiği için süneklik önemli olur.

 Deprem kuvvetlerinin yapı elemanlarında oluşturduğu kesit tesirlerine karşı yeterli mukavemette kesit tayin etmek şart olmakla birlikte, sünekliliğin ve deplasman sınırlamasının sağlanması da oldukça önemlidir. Betonarme yapılarda yada yapı elemanlarında sünekliğin sağlanması için aşağıdaki temel birtakım noktalara dikkat edilmesi gerekmektedir;

(65)



Donatı oranının sınırlandırılması : Betonun basınç altındaki davranışı elastik olmadığı gibi, aşırı yükleme ile kırılgan bir davranış gösterir. Kiriş ve döşemelerde kesite sünek olan donatı koyarak ve donatı miktarını sınırlandırıp betonun basınç altında kırılmasından önce donatısının akmaya ulaşmasını sağlayarak süneklik elde edilebilir.



Etriye yada enine spiral kullanılması : Kolonlarda beton genel

olarak basınç altında bulunduğu için davranışının sünek

olduğu söylenemez. Ancak etriyeler veya daha iyisi enine

spiral donatılarla sınırlı bir süneklik elde etmek mümkündür.

(66)

 Kuvvetli kolon-zayıf kiriş teşkili: Deprem yüklerinin karşılanmasında kiriş ve kolon birleşimlerinin yeterli sünekliğe sahip olacak şekilde düzenlenmesi önemlidir. Deprem yönetmeliğinde de belirtildiği gibi kolon-kiriş birleşim noktalarında sünekliğin kuvvetli kolon-zayıf kirişle sağlanması istenir. Başka bir deyişle kirişlerin daha sünek olması istenir ve hem göçmenin haberli olarak meydana gelmesi hem de kolonların mukavemetini kaybetmesiyle yapının elastik sınırlar içinde göçme durumuna gelmemesi sağlanmış olur.

 Kolon-kiriş bağlantı noktalarında oldukça sık etriye kullanılması: Kiriş ve kolonlarda sık etriye düzeni kullanılarak, betonun hem dayanımını ve hem de sünekliği artırılmalıdır. Örneğin, depremde en çok zorlanması beklenen kolon-kiriş birleşim bölgelerine yakın kiriş ve kolon kesitlerinde etriye sıklaştırılmasının yapılması gibi.

(67)

Yeterli aderans, yeterli kenetlenme yapılması : Moment etkisinde

bulunan kiriş, döşeme, temel gibi yapı elemanlarında

sünekliliği azaltan faktörlerden biri aderans zayıflaması,

diğeri ise kesme kuvveti etkisidir. Yeterli aderans

sağlanmaması kesme kuvvetini karşılayan iç kuvvet

oluşumlarını azaltmaktadır. Aderansın sağlanması yeterli

kenetleme boyu ve kenetleme boyunca sık etriye

bulundurmakla temin edilebilir. Kesme kırılmasının

önlenmesi, kesmenin maksimum olduğu bölgelerde eterli

etriye bulundurmakla mümkün olabilmektedir.

(68)

Türkiye’ de yakın zamana kadar kolon-kiriş türünden az katlı (1--- 6 katlı) binalar yapılırken, teknolojik gelişmelere paralel olarak çeşitli yapı sistemleri gelişmiştir. Bu yapı sistemlerinin bazıları, yığma yapı, kolon-kiriş sistemli çerçeve karkas yapı, perde sistemli yapı, tüp sistemli yapı, perde-çerçeve sistemli yapı, çelik ve kompozit yapılardır (Şekil 2).

Çerçeve yapılar Perde-Çerçeve yapılar Perdeli yapılar Tüp sistemli yapılar

Şekil 2. Çeşitli Yapı Sistemleri

(69)

Betonarme çerçeve yapıların enerji tüketme güçleri azdır.

Plastik enerji tüketme gücünde olabilmeleri için donatı, eksenel

yük ve boyut ayrıntılarına, hem proje hem de inşaat sırasında

özen göstermek gerekir. Bu tür yapılar deprem tehlikesinin az

olduğu yerlerde çok katlı, deprem tehlikesinin biraz daha büyük

olduğu yerlerde ise az katlı yapılmalıdır. Perde-çerçeve yapılarda

ise, yanal ötelemeler kısıtlanmakta, perde duvarın hasar sonucu

taşıma gücünün azalmasından sonra çerçeve ikinci savunma

unsuru olarak devreye girmektedir. Deprem tehlikesinin orta ve

daha yüksek olduğu bölgelerde yapıların perde-çerçeve şeklinde

yapılması daha uygun olacaktır. Enerji tüketme güçleri en yüksek

olan yapılar perdeli yapılardır ve önemli yapıların bu tarzda

yapılması önerilmektedir.

(70)

Sağlıklı bir yapı üretiminde betonarme yapılarda sıkça

karşılaşılan ve uyulması gereken taşıyıcı sistem

tasarımına ilişkin birtakım yöntemler aşağıda

verilmiştir;

(71)

Açık olmayan çerçeve davranışı İki doğrultuda düzgün çerçeve düzeni UYGUN DEĞİL UYGUN

Açık olmayan çerçeve davranışı İki doğrultuda düzgün çerçeve düzeni ve iç konsol

(72)

UYGUN DEĞİL UYGUN

y doğrultusunda yetersiz çerçeve İki doğrultuda iyi çerçeve düzeni

Açıklama: Kolonlar, aks aralıkları olabildiğince eşit olacak şekilde bir aks sistemine göre ve cephelere dik doğrultuda yerleştirilmelidir. Her iki doğrultuda rijitlikler arasında fark olmayacak şekilde eşit sayıda ve düzgün olarak dağıtılmalıdır. En önemlisi de her iki doğrultuda birbirine etkileri aktaracak şekilde kirişlerle bağlanmalıdır.

(73)

Yatay rijitliği az kolonlu bina Yatay rijitliği iyi kolonlu bina

(74)

Yatay etkileri karşılayan perdeler

Kirişsiz döşeme Kolonlu kirişli sistem Düşük süneklik ve zımbalama tehlikesi

(75)

Hatalı asmolen yerleşimi Yeterli perde ve iyi yerleşim

Açıklama: Depreme karşı yapı tasarımında yapının yeterli dayanım ve süneklikte olması istenir. Yapılar henüz tasarım aşamasında iken düzenli sistem seçimi yapılmalıdır. Başka bir deyişle depreme karşı dayanıklılık ön planda tutulmalıdır. Benzer şekilde yapı tasarımını son derece etkileyen arazi planlaması ve yapı imar durumları deprem etkileri dikkate alınarak yapılmalıdır.

(76)

Bölme duvarlarının gerektiğinde kaldırılması ya da tavandan sarkan kirişlerin istenmemesi sonucu kirişsiz veya asmolen döşemeler kullanılmaktadır. Bu tip döşemeli yapılar daha az rijitliğe ve dolayısıyla daha çok yatay ötelenmeye sahip yapılardır. Bu nedenle bu tip yapılarda perde duvar kullanılmalıdır. Ayrıca seçilen döşeme sistemi yeterli diyafram etkisini yaratmalıdır.

Asmolen tipi tek doğrultuda çalışan döşeme elemanları kullanılacak ise, asmolenler şaşırtmalı olarak her iki yönde kullanılmalıdır.

Taşıyıcı sistem tasarımında mümkün mertebe saplama kirişlerden kaçınılmalı, yükler en kısa yoldan kolonlara iletilmelidir.

(77)

Kirişe oturan kolonlar

Perdenin iki ucundan

kolona oturması İyi çerçeve düzeni

Perdenin kirişe oturması

Kolonun konsol

kirişe oturması Kuvvetli kolon-zayıf kiriş

(78)

Kiriş sürekliliğinde belirsizlik

Kuvvetli kiriş-zayıf kolon

İyi çerçeve düzeni

Kuvvetli kolon-zayıf kiriş

(79)

Açıklama: Taşıyıcı sistemde plan ve düşeyde bulunan taşıyıcı elemanların dayanımlarının düzgün ve sürekli olması istenir.

Kolon ve kirişlerin planda düzgün dağıtılması, sistemin

belirli bölgelerinin aşırı zorlanmasını önler. Bütün kolon ve

perdeler temelden çatıya kadar sürekli olmalıdır. Depreme

karşı davranışlarındaki olumsuzluklar nedeni ile yukarıda

gösterilen düzensiz yapılardan kaçınılmalıdır. Deprem

Yönetmeliği (1998), konsol ucuna oturan kolonlu

sistemlerle, kiriş üzerine oturan perdeli sistemlere deprem

bölgesinde izin vermemektedir. Ayrıca perdenin alt katta iki

ucundan kolona oturmasına, kolonun kiriş açıklığına

oturmasına izin vermekte ancak, bu elemanların birleştiği

düğüm noktasındaki kesit tesirlerini 50 arttırmayı

öngörmektedir.

(80)

Kuvvetli kolon-zayıf kiriş ilkesi mutlaka uygulanmalıdır.

Plastik mafsallaşmanın kirişlerde oluşumu ile istenen

süneklik sağlanabilecektir. Yeni Deprem Yönetmeliği’nde bu

durum açıkça ortaya konulmaktadır. Mafsallaşmanın

kirişlerde oluşabilmesi için, bir düğüm noktasındaki

kolonların taşıma gücünün toplamı, kirişlerin taşıma

gücünün toplamından fazla olması gerekmektedir.

(81)

0

Perde sistemlerinin çizgileri bir noktadan geçtiğinden uygun

değil

Uygun perde yerleşimi

(82)

0

a a a a

Perde sistemlerinin çizgileri bir

noktadan geçtiğinden uygun değil İki doğrultuda dengeli rijitlik

(83)

a a

0

Perde sistemlerinin çizgileri bir

noktadan geçtiğinden uygun değil

(84)

Yalnız bir doğrultuda perde olduğundan uygun değil

(85)

Burulma rijitliği az

olduğundan uygun değil

Yeterli burulma rijitliği

(86)

Çekirdek perdenin uygun

yerleştirilmemesi sonucu oluşan burulma titreşimi

(87)

Perde yerleşiminin uygun olmaması

(88)

Planda simetrik olmayan perde yerleşimi

(89)

Açıklama: Seçilecek düşey taşıyıcılarda mümkün mertebe perde tarzında taşıyıcılar olmalıdır. Bugünkü denetimsiz koşullarda 4-12 katlı konut ve işyeri türü binalar için en güvenli çözüm perde elemanlardır.

Yatay yükün tamamını alacak kadar perde duvar bulundurulduğunda, hem yanal rijitlik sorunu çözümlenmekte, hem de sünekliği kuşkulu çerçevelere güvenmek zorunluluğu ortadan kalkmaktadır.

Düşey taşıyıcıların rijitlik merkezi, ağırlık merkezinden ayrılmayacak şekilde ve planda uygun şekilde yerleştirilmelidir. Sisteme konulan perde veya tüp sistemler yapıda burulma oluşturmayacak şekilde teşkil edilmelidir. Yalnız çekirdek sistem burulmaya sebep olacağından ilave olarak sisteme perde konulmalıdır. Perdeli bir yapıda da yeterli yatay rijitlik sağlamak için, uzantıları veya çizgileri bir noktadan geçmeyen en az üç perde teşkil edilmelidir.

(90)

Bağlanmamış tekil temeller

Farklı seviyedeki temeller

Farklı ve simetrisiz temeller

Yetersiz temel yüksekliği

Sürekli veya plak temeller

Rijit bodrum kat

Rijit bodrum kat Kuvvetli bağ

kirişleri

(91)

Açıklama: Düşey taşıyıcı elemanlar tarafından, temele kadar aktarılan yükler, buradan güvenle zemine aktarılmalıdır. Bu nedenle arazi ve

zemin koşullarına göre o yapıya en uygun temel sistemi seçilmelidir.

Hangi tip temel sistemi seçilirse seçilsin, arazi durumu, yapısal oturmalar ve zemindeki doğal etkiler yapıyı etkilememelidir.

Temellerin birbirine bağlanmamış ayrık olması halinde temeller birbirinden bağımsız yer değiştirecek ve yapıda bütünlüğün bozulmasına sebep olabilecek hasarlar meydana gelecektir.

Temelde kademe yapılması halinde, bodrum katların çevresi perde ile çevrilerek tavanı ve temeli ile rijit bir kutu kesit oluşturmak suretiyle, üst yapıya üniform olmayan titreşimlerin iletilmesi önlenmiş olacaktır.

Temel sisteminin farklı ve simetrisiz olması zeminde farklı oturmalara neden olacağından mümkün mertebe aynı tip temel sistemi seçilmelidir.

(92)

kiriş kolon

kiriş

kolon

kiriş kolon

kiriş

kiriş kiriş

kolon

Kötü bağlantı

İyi kolon- kiriş bağlantısı

plan plan

plan

kesit kesit

kesit

(93)

Ankastre mesnet

Asıl yapı

Kayıcı mesnet

Asıl yapıdan izole edilmiş, kayıcı bağlı merdiven Ankastre bağlı merdiven

detayı

(94)

Açıklama: Şekilde de gösterildiği gibi kirişlerin kolonlara eksantrisite yaratacak şekilde bağlandığı kolon-kiriş ek yeri deprem açısından sakıncalıdır. Bu tür bir birleşimde kiriş ile kolon arasında kesme kuvveti aktarma alanı da küçüldüğünden büyük kesme gerilmeleri ortaya çıkmaktadır.

Merdivenler yapı içindeki insanların deprem sırasındaki güvenliği açısından çok önemli yapı elemanlarıdır. Betonarme yapıda depremin şiddetine göre çeşitli ölçüde hasar beklendiğinden hasarlı yapının deprem sırasında ya da hemen sonrasında güvenlik içinde boşaltılabilmesi için merdivenlerin depremde hasar görmemesi gerekir.

Merdivenlerin bulunduğu çerçeveler diğer yapı çerçevelerine göre daha rijit olduklarından bu çerçevelere çok daha büyük yatay yük gelmektedir. Yapı güvenliği açısından merdivenlerin hasarını önlemek için, merdivenler derzlerle ayrılmış bloklar olarak düşünülmeli ya da merdiven kirişi bir ucundan kayıcı mesnetli olarak yapılmalıdır.