Güçlü Kiriş Zayıf Kolon Etkisi

Yapılarda meydana gelen hasarların en önemli nedenlerinden biri, yapının statik sistemindeki aksaklıklardır. ‘Afet bölgelerinde yapılacak yapılar’ hakkındaki yönetmeliğin öngördüğü konstrüktif kurallara uyulmayarak taşıyıcı sistem elemanlarında etriyelerin yeterli sıklıkta yerleştirilmemeleri, kolon-kiriş düğüm noktalarında etriyelerin hiç konulmaması veya yeterince konulmaması nedeni ile bu düğüm noktalarında ağır hasarlar meydana gelmiştir.

Bir kısım yapılarda bu düğüm noktalarının, yeterli rijitlikte olmaması yüzünden zayıf kolon ve güçlü kiriş etkisi oluştuğu, bu noktalarda göçme meydana gelerek tüm katların üst üste yığıldığı gözlemlenmiştir. Bu da önemli miktarda can ve mal kaybına sebep olmuştur. Düğüm noktalarında usülüne uygun donatı yerleştirilmesi ve etriye sıklaştırılmasının yapılması son derece önemlidir.

56

Bu binadaki kolonlar kirişlerden daha zayıf olduğundan, zayıf kolonlar üst katlarda kırılarak göçmüştür. Deprem kuvvetleriyle oluşan enerji, kolon- kiriş birleşmelerinde, yetersiz donatı ve yetersiz kesit nedeniyle tüketilemediğinden, buralarda kırılma ve göçmeler meydana gelmiştir. Zemin katta kısmen daha güçlü kolonlar olduğundan yıkılmamıştır.

57
Bu binada, kolonlarda meydana gelen mafsallaşma sonucu tüm katlar üst üste yığılarak çökmüştür. Asmölen yapılarda yatay ötelenmeler daha fazla olacağından, bu yatay ötelenmeyi karşılamak için her iki yönde perde kolonlar yerleştirilmelidir.

Kalitesiz İşçilik

korozyon2Kalite eksikliği ile yapının maliyetini azaltma düşüncesi uygun ve doğru bir yaklaşım değildir. Yaşanan depremlerde hasarların artmasına neden olan en önemli faktör yapı kalitesinin düşük olmasıdır. Deprem olgusu ülkelerde mevcut yapı düzeği düşüklüğünü ortaya koymaktadır. Yaşanan depremlerde oluşan hasarların çok büyük olmasında hem tasarım hem de mühendislik hataları ve işçilik kusurları belirlenmiştir. Bu hatalar; malzeme kusurları( agrega, beton, çimento ve donatı), donatı ve beton üretimindeki işçilik kusurlarıdır. Genellikle etriye aralığı, kanca boyu, birleşim yerlerindeki detaylarda standartlara uyulmaktadır. Ayrıca beton dayanımına etki eden faktörler göz ardı edilmiştir.

2. MALZEME KALİTESİ

2.1Uygun olmayan agrega ve kalitesiz beton

segregasyonBetonarme yapılarda beton dayanımı çok önemlidir. Hele yapı çok katlı ise bu durumda yapıdan beklenen dayanım daha da önem kazanmaktadır. 8 katlı ve Sultandağı depreminde tamamen yıkılan bir bina henüz hizmete bile girmeden yıkılmıştır. Yapılan incelemelerde kullanılan agregaların çok fazla organik içerdiği ve boyutunun tamamen kum boyutunda olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca beton dayanımı da 9 MPa civarındadır.

Son yıllarda yaşanan depremlerde özellikle malzeme kalitesinin düşüklüğü her fırsatta ifade edilmektedir. Yaşanan depremde yerle bir olan Çeltik suyu ilk öğretim okulunun pansiyon inşaatında kullanılmıştır. Bu agregalar okula çok yakın bir yerde bulunan kurumuş bir nehir yatağından alınmıştır. Agregalar hem çok fazla organik içermekte hem de belirli bir gronometriye sahip değildir.

Marmara depreminde hasar gören yapılardan alınan kesitler bilinmektedir. Böyle agrega kullanımı Marmara bölgesindeki yapılarda çok yaygın olarak kullanılmıştır. Özellikle deniz agregasıyla birlikte gelen tuzlar donatının korozyonuna neden olmuştur. Burada da çok önemli oranda korozyon görülmektedir. Yine agrega düzensizliği ve donatıda işçilik hatalı görülmektedir.

2.2Korozyona uğramış betonarme donatısı

korozyon Kimyasal reaksiyon sonucu malzemelerin kaybolması, faz değiştirmesi veya özelliğini kaybetmesine korozyon denilmektedir. Betonarmenin kompozit bir yapı malzemesi olarak kullanılabilmesi, beton ve donatının aralarında sürekli kuvvet aktaracak şekilde birlikte çalışmasının sonucudur. Bu durum uygulamada aderans olarak tanımlanır. Donatı korozyonu bu yapı içerisinde beton elemanların maksimum dayanımını ve servis ömrünü etkileyerek, her ikisi

arasındaki aderansı zayıflatmaktadır . Deniz suyunun etkilediği iskele, dalgakıran ve dolfenler gibi deniz yapıları korozyona uğramakta beton örtü tabakasında donatılara paralel çatlaklar ve kütle ayrışmaları olmaktadır. Beton ve çelik çubuklardan oluşan betonarme yapı elemanının durabil olabilmesi için çelik çubukların betona kenetlenmiş olması gerekir. Beton ve donatı arasındaki aderans gerilmeleri, donatıdaki gerilme ve moment nedeniyle oluşan deformasyonlardan, betondaki sünme ve rötreden, betonun yerleştirilmesine bağlı bir şekilde donatı-beton adezyonundan etkilenir . Depremlerde hasar gören yapıların çoğunda önemli derecede donatı korozyonu

görülmüştür. Özellikle Marmara depreminde hasar gören yapıların büyük bölümünde ileri derecede donatı korozyon gözlenmiştir. Bunun nedeni büyük ölçüde beton üretiminde deniz agregasının kullanılmasıdır.

 

3. DONATI HATALARI

2.2.1Etriye aralığı ve kanca payı

 yetersiz etriye

Özellikle yetersiz ertiye aralığı(sargı donatısı) yüzünden kolon veya perdelerde düktil olmayan davranışlar ve kesme kırılmaları meydana gelmektedir. Kanca paylarının yetersiz olması veya birleşim yerlerinde eklerin yeterli boyda olmasından dolayı kolonlarda eğilme kapasitesine ulaşılamamaktadır. Bingöl ve Marmara depreminde hasar gören yapılarda 95 cm ve 80 cm ertiye aralığı ölçülmüştür. Ceyhan depreminde 55 cm ertiye aralığı ve 7 katlı ağır hasar

görmüş bir binanın 10×10 cm ahşap bir kolonla güçlendirme gayretleri tespit edilmiştir. Bingöl depreminde ağır hasar görmüş bir yapıdaki yetersiz sargı donatısı hemen her binada sık sık karşılaşılan sıradan bir durumdur. görülmektedir. Bingöl ve Osmaniye depreminde hasar gören yapılardan alınan bu resimlerin benzerini diğer depremlerde hasar görmüş yapılarda görmek mümkündür. Genellikle kolon uçlarında sargı bölgesi oluşturulmamaktadır. Özellikle kolonlarda sargı görevi üstlenmeyen dik kancalı eriyeler hemen her depremdeki hasar görmüş yapılarda görülmektedir. Yetersiz kenetleme yüzünden genellikle kolon ve kirişler deprem sırasından kolaylıkla birbirinden ayrılmıştır. Kiriş uçlarında da yeterli düzeyde sargılama görülmemektedir.

2.2.3Birleşim yerleri detaylar

baglantı hatasıYaşanan depremlerde hasara gören yapılara bakıldığında özellikle birleşim yerlerindeki hatalar yüzünden yapıların bu noktalara gelen kuvvetleri aktaramamaktadırlar. Bunun sonucu olarak yapı elemanlarındaki kırılmalar bu noktalarda yoğunlaşmaktadır.

 

 

 

 

 

4.İŞÇİLİK HATALARI

 iscilik hatasıBir yapının sünek olması, deprem sırasında ortaya çıkan enerjinin önemli bir bölümünü yutabilme kabiliyetidir. Kolon ve kirişlerden oluşan çerçeve sistemler düğüm noktalarında çatlamaların oluşması ile süneklik kazanırlar. Fakat yapıda zararlı zorlamalara meydan vermemek için çatlamaların kiriş uçlarında meydana gelecek şekilde kolon ve kirişlerin donatılması gerekir. Bu sebeple de kolon-kiriş bölgelerinde donatı detayları çok önem kazanmaktadır. Kolon kiriş birleşimlerinde donatı detaylarının uygun olmaması sonucunda uygulamada güçlü kiriş-zayıf kolon olarak adlandırılmaktadır. Bu davranış ise yaşanan depremlerden yapıda çok büyük hasarların meydana gelmesine neden olabilmektedir.

ÇEKİÇLEME ETKİSİ

ÇEKİÇLEME ETKİSİ

İkiz nizam ve bitişik nizam yapılarda gerekli olan dilatasyon boşluğunun bırakılmaması yüzünden yapılarda deprem kuvvetleri karşısında oluşan çekiçleme etkileri, bir kısım yapıların bu etki altında ağır hasar görmesine veya yapının tamamen düşeyden saparak devrilmesine sebep teşkil etmiştir. Bu gibi yapılarda yeteri kadar dilatasyon boşluğunun bırakılması zorunludur.

40 
Her iki yanda bulunan komşu yapılar, ortadaki yapıda çekiçleme etkisi ile çökme meydana getiriyor. Zemin kattaki dükkan katı zayıf kat etkisi ile tamamen çökmüş. Bina kenarlarındaki perde kolonlar, ortada da aynı yön seçilerek -tek yönlü- yerleştirilmiş. Bu nedenle diğer yönde oluşan zayıf kesitler daha fazla ötelenmeye sebep olmuş ve ağır hasar oluşmuştur

41 
Bitişik nizam yapılarda komşu binalar arasında dilatasyon boşluğu bırakılmamakta veya çok az bırakılmaktadır. Bunun sonucu yapı çekiçleme etkisi ile zayıf dükkan katından çökmüştür. Bitişik nizam yapılarda usulüne uygun dilatasyon boşluğu bırakılarak çekiçleme etkisi azaltılmalıdır.

42 

Zemin katta meydana gelen mafsallaşma etkisi ve yapının normal katlarında meydana gelen aşırı ötelenme ile ağır hasar oluşmuştur.

YUMUŞAK KAT

YUMUŞAK KAT

Deprem Riski’ nin analiz edilmesi birçok kritere bağlı olsa da bu kriterler arasından belki de en yıkıcı sonuçlar doğuran kriter ‘’Yumuşak Kat’’ etkisidir.

Ülkemizde birçok konut ve işyeri binası maalesef özellikle giriş katlarında yumuşak kat yanlışı yapılarak inşa edilmiştir. Kısaca binanın bir katının diğer katlara oranla olası sarsıntı sırasındaki tepkiye farklı kaşılık vermesi olarak da tanımlanabilen yumuşak kat yanlışlığı, deprem riskini belirlemede tek başına yeterli olmasa da geçmiş hasarlar incelendiğinde önemli ölçüde yıkıcı etki yarattığı söylenebilir.
Şehir merkezi, cadde üzeri gibi bölgelerde bulunan binaların genellikle ilk katları mağaza ve showroom olarak kullanılmaktadır. Bu katların büyük bölümü de bina dışından iç cephenin rahatlıkla görülebilmesi için tuğla duvarlar yerine cam pencereler ile örtülüdür. Ancak aynı binanın üst katlarının dış cephe duvarları ağır tuğlalar ile örtülüdür. Bu durumda olası bir büyük deprem sırasında binanın genelinde yaşanacak deformasyonun büyük oranda bu yumuşak katta oluşacağı ve enerji dağılım yükünün de yine bu kattaki kolonlara etki edeceği söylenebilir. Geçmiş depremlerde binalarda yaşanan birçok kısmi hasar ve yıkılmaların ana nedeni olarak özellikle kolon tasarımındaki yanlışlıklarla da birleşince ‘’Yumuşak Kat’’ etkisi olduğu söylenebilir. 1999 İzmit Depremi sırasında Adapazarı ilinin işlek bir caddesinde yaşanan aşağıdaki tipik yumuşak kat hasar örneği bu durumu net bir şekilde anlatmaktadır.

Yumuşak kat yanlışlığı yapılan binalarda karşılaşılan tipik deprem hasarları genellikle binanın üst katlarının alt kattaki yumuşak kat üzerine çökmesi şeklinde gerçekleşmektedir. Bu da binanın toplam değerini düşündüğümüzde kümül hasar (tam ziyan) ile sonuçlanması anlamına gelir ki bu tip bir hasar sonrası binanın kullanılabilmesi mümkün olamayacağından binanın tamamen yıkılarak yeniden inşa edilmesi gerekecektir.

Sonuç olarak; deprem riskinin ölçülmesi açısından önemli bir kriter olan yumuşak kat yanlışlığı yaşanan depremlerde de görüldüğü gibi binalarda yıkıcı etki yaratabilir. Bu yanlışlığının yapılıp yapılmadığı konusu ise ancak detaylı yapısal bilgiler ile yapısal analizler sonrasında kesinlik kazanabilir. Ancak karmaşık hesaplara girmeden basit ve hızlı bir yorum yapmak mümkündür. Yapılan matematiksel modellemelerde de görüldüğü üzere bir binanın ilk kat kolon yüksekliği üst kattaki kolonların yüksekliklerinin yarısından daha fazla olduğu durumlarda yumuşak kat etkisi yaşanma riski mevcuttur denilebilir. Ayrıca ilk kat dış cephe duvarlarında üst kattakilerin aksine tuğla duvar yerine cam bölmeler mevcutsa bu durumda risk daha da artmıştır yorumu yapılabilir.

 

 

7-600x271

 

Hazırlayan: Ceyhun Eren

 

Yumuşak  Kat

ZEMİN SIVILAŞMASI

ZEMİN SIVILAŞMASI

Zemin sıvılaşması, yeraltı su seviyesi altındaki tabakaların geçici olarak mukavemetlerini kaybederek, katı yerine viskoz sıvı gibi davranmalarıdır. Özellikle, kil bulunmayan kum ve silt ve bazen çakıl tabakaları sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Deprem sırasında, dalgaların özellikle kayma dalgalarının suya doymuş daneli tabakalardan geçerken, dane yerleşim düzenini değiştirir ve gevşek olarak bulunan danelerin göçerek yerleşmesine ve sıkışmasına sebep olur. Bu yerleşme sırasında daneler arasında su yol bulup, kaçamazsa boşluk suyu basıncı yükselir. Eğer bu basınç üstte bulunan tabakaların ağırlığına yakın bir seviyeye ulaşırsa, daneli tabaka geçici olarak sıvı gibi davranarak sıvılaşma olayını ortaya çıkarır. Zeminin sıvılaşması sonucu, yapı zemine batma veya hafif yapılarda yukarı doğru hareket ederek yüzme eğilimi gösterebilir. Sıvılaşarak kayma dayanımı kaybolan zeminde, yön değiştiren küçük kayma gerilmeleri büyük şekil değiştirmelerine sebep olur ve yapılarda zemin göçmesi hasarları meydana getirir. Bir zeminin sıvılaşması esas olarak gevşek bir yerleşime sahip olmasına, daneler arasındaki bağa, kil miktarına ve boşluk suyunun drenajının engellenmesine bağlıdır. Zemin sıvılaşmasında ortaya çıkan büyük yer değiştirme ve şekil değiştirmeler, ayrıca sıvılaşan tabaka kalınlığına, yüzey eğimine ve yükleme durumuna bağlıdır. Genellikle, yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yerlerdeki yakın zamana ait olan sıkışmamış kum ve siltlerin sıvılaşma potansiyeli yüksektir. Bunun yanında akarsuların yığdığı kumlar, boyutlarındaki düzgünlük nedeniyle sıvılaşma potansiyeline sahiptirler. Yeraltı su seviyesinin yüzeye 10 m den daha yakın olması da sıvılaşma tehlikesini arttırır. Buna karşılık yer altı su seviyesinin 20 m.den daha derinde bulunması durumunda ve sıkı zeminlerde sıvılaşma potansiyeli azdır.

Zemin sıvılaşması potansiyeli olan bir bölgede yapılacak yapıda alınabilecek tedbirlerin başında muhtemel küçük zemin hareketinden doğabilecek etkilerin karşılanması gelir. Temel türünün ve derinliğinin seçiminde, yer hareketinin yapıyı olumsuz olarak olarak zorlamasının azaltılması esas alınmalıdır. Plak temel seçerek rijit temel oluşturulması ve kazık ve kuyu temel sistemi ile sıvılaşma potansiyeli bulunan tabakanın altına inilmesi tavsiye edilebilir. Sıvılaşma potansiyeline sahip tabakanın kaldırılması ve değiştirilmesi, enjeksiyonla veya sıkıştırılarak sıkı durumuna getirilmesi ve yeraltı su seviyesinin düşürülmesi alınacak diğer tedbirler olarak sıralanabilir.

Kaynak : Z. Celep, N. Kumbasar

tara0002

tara0004

Zemin Sıvılaşması 1

Zemin Sıvılaşması 2

Kısa Kolon Davranışı

KISA KOLON DAVRANIŞI

Kısa kolon davranışı:

Kolondan kolona uzanan perdelerdeki boşluklar veya yüksekliği fazla kirişlerden dolayı kısa kolonlar teşkil edilir. Kısa kolon davranışı, kolonun kesme kırılması ile güç kaybetmesidir. Kat kirişlerinin süreksiz olması, rijit bölme duvarının kolonun etkili boyunu kısaltarak, eğilme momentini düşük tutar, kısa kolon oluşmasına neden olur. Dolgu duvarlarında kolonlar arasına bırakılmış boşluklarda kısa kolon oluşumuna neden olabilir. Kolonların sarılma bölgeleri için minimum enin donatı ve yerleştirme koşulları kısa kolonun tüm kat yüksekliğince uygulanmalıdır. Kolona bağlanan kirişlerin derin olması, pencere üstü hatılları, bant pencereler de kısa kolon oluştururlar. Yatay deprem kuvvetleri kolonlara ilikleri ile orantılı dağıtıldığı için rijitliği artan kolonlar daha çok yatay kuvveti karşılamak durumundadır. Kat kirişlerinde süreksizlikler kısa kolon davranışı yaratır. Kısa kolonlarda kesme kuvveti ile güç tükenmesi görülür, kolon oluşumu önlenemezse, donatının pekleşmesi nazara alınarak arttırılan uç eğilme moment kapasiteleri ile hesaplanmış kesme kuvvetine göre boyutlandırılır. Eğimli arazide temellerin değişik seviyelerde yapılması durumunda kısa ve uzun kolon oluşur, temellerin birbirleri ile bağlanması güçleşir, yapının dinamik davranışı değişir, kısa kolon büyük deprem kuvvetini çeker.
PIC1

Kısa Kolon Davranışı

Mimarlık

Mimarlık veya mimari, binaları ve diğer fiziki yapıları tasarlama ve kurma sanatı ve bilimidir. İnsanların yaşamasını kolaylaştırmak ve barınma, dinlenme, çalışma, eğlenme gibi eylemlerini sürdürebilmelerini sağlamak üzere gerekli mekânları, işlevsel gereksinmeleri ekonomik ve teknik olanaklarla bağdaştırarak estetik yaratıcılıkla inşa etme sanatı; başka bir tanımlamayla, yapıları ve fiziksel çevreyi uygun ölçülerde tasarlama ve inşa etme sanat ve bilimidir.

 

İnsan barınmak için yaşamak ve doğa şartlarından korunmak için bir mekan ihtiyacı duyar ve bu mekanı kendine özgü kültürel, fonksiyonel, teknik ve farklı zevklerde yaratır.

 

Mimarlık evrensel bir meslektir. İnsanlık tarihinin her döneminde önemli olmuştur. Dini yapıların tanrıya ulaşma arzusundan, iktidarı simgeleyen saraylara ya da bir kentin dokusunu oluşturan basit konut tiplemelerine kadar her türlü açık ve kapalı mekanı tasarlar.

 

Bu çevre kırsal veya kentsel olabileceği gibi, yapıları veya mekanları kuşatan yakın dış çevre de mimari tasarımın kapsamına girer. Mekan, içinde yaşamın gerçekleştiği fizik ortam olarak tanımlanabilir. Mekanın oluşabilmesi ve üretilebilmesi için yapılara, yaşamın hergün artan çeşitliliği gözönüne alınırsa, oldukça karmaşık ilişkiler düzeni içinde yapılaşmış fizik çevreye gereksinme vardır. Mimari tasarımın öznesi olan yaşam, coğrafi, iklimsel, kültürel, demografik farklılıklar içerir.

 

MÖ 1. yy.’da yaşamiş olan Roma’lı mimar Vitruvius “De Architectura” adlı kitabında başarılı bir mimarlık için “Utilitas, Firmitas, Venustas” (kullanışlılık, sağlamlık, güzellik) etmenlerinin gerekli olduğunu ileri sürmüştür. Rönesans’ ta bu tanım, “Comodita, perpetuita, bellezza” (kullanışlılık,süreklilik- kalıcılık, güzellik) olarak benimsenmiştir. 1581’de bir İngiliz yazarı mimarlığı “yapı bilimi” olarak tanımlarken 19.yy’da İngiliz eleştirmen John Ruskin mimarlığın “yapılara uygulanan süslemeden başka bir şey olmadığı” nı ileri sürüyordu. Amatör bir eleştirici olan Sir Henri Watton “The Elements of Architecture” (1624) adlı kitabında mimarlığın üç koşula ( kullanılışlılık, sağlamlık, güzellik) yanıt vermesi gerektiğini belirtir. Frank Lloyd Wright’a göre de “mimarlık biçim haline gelmiş yaşamdır.”

 

Dünyanın en eski mesleği olarak kabul edilen mimarlık yapı sektörünün de ayrılmaz bir parçasıdır. Yapı sektörü ise, tüm dünya ülkelerinde en büyük sektör olup, diğer sektörlerin de itici gücü olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle, mimarlık, geçmişin birikimleri ile geleceği hazırlayacak, gelecekte yaşanacak kaliteli yaşam çevrelerini oluşturacak, vizyon sahibi bireylerin mesleğidir.

 

Son elli yıldır mimarlık mesleği konusunda “Çizim yapma sanatı” gibi bir yanlış kanaat oluşmuş, mimarlık sanatına yardımcı olan ancak çalışma alanı, tüm yapılarda kullanılan elemanların malzeme, mukavemet, statik ve dinamik durumlarını ve ekonomisini inceleyen bilim dalı olan inşaat mühendisliği ile mimarlık kavramları birbirine karışmıştır.

 

Mimarlık sanatının kültürel yanını gözardı eden bu anlayış sonucunda , yüzyıllardır ülkemizin kimliği ile bütünleşen ve kültürümüzün ve değerlerimizin en kalıcı kanıtı olan mimarlık, kimliğini kaybetmiş, kültürel kimlik sorusu ile bir hesabı bulunmayan egemen yapı kültürü kentlerin görünür kimliğine damgasını vurmuştur.

 

Oysa Mimarlık ülkelerin kartvizitine yazdığı değerlerin en önemlilerinden biri belki de en önemlisidir.

 

Mimarlık okullarından mezun olanların, mesleğin ilgi alanının çok geniş bir yelpazeyi kapsaması nedeni ile, birbirinden çok farklı alanlarda çalışabildikleri gözlemlenmektedir. 

 

Kaynak :Vikipedia