Sünek Yapı ve Rijit Yapı Kavramları: Deprem Güvenliği ve Enerji Tüketimi Üzerine Değerlendirmeler
Merhaba, bu yazımızda, sünek yapı ve rijit yapı kavramlarını detaylı bir şekilde inceleyeceğiz. Bu iki yapı türünün deprem güvenliği, enerji tüketimi ve performansları hakkındaki değerlendirmeleri ele alacağız.
Şekil 1a – Gerilme / Yük / Kuvvet / Dayanım ve Şekil 1b – Deplasman / Şekil Değiştirme / Gerilme Grafiğine bakalım.
Görüldüğü gibi elastikleşme bölgesinden plastikleşme / akma bölgesine geçiş olmuş ve gerilme / kuvvet / yük değerinde plastikleşme / akma bölgesinde herhangi bir artış olmamaktadır. Deplasman / şekil değiştirme ise sürekli artmaktadır. Eğrinin altında kalan alan ise tüketilebilen enerjiyi göstermektedir. Görüldüğü üzere sünek davranışta enerjisinin bir hayli tüketilebildiği gerçeği vardır. Diğer taraftan gevrek / rijit davranışta ise daha fazla dayanım olmakta ama fazla deplasman olmadığı için enerji daha az tüketilmektedir.
Şimdi Şekil 2’ye bakalım. Bu şekilde, değişik malzemelerin / yapıların sünek ve gevrek davranışları görülmektedir. Daha sünek olan malzemeler / yapılar daha çok deplasman yapabilmektedirler.
Peki, biz yapı malzemelerini nasıl seçelim ve yapıları nasıl yapalım? Bu konuda çeşitli yaklaşımlar vardır. Ancak konunun ana esası, yapılar deplasmanların / şekil değiştirmelerin olması gerektiği kadar sınırlandırabilecek rijitlikte olmaları; deprem enerjisini tüketebilecek kadar da süneklikte olmaları gerektiği şeklindedir. Peki, bu durum nasıl sağlanabilir? Öncelikle kirişli döşeme sistemlerine sahip yapılarda deprem esnasında deprem enerjisinin kiriş mesnetlerinde oluşacak plastik mafsallaşmalarla / akma mafsallaşmalarıyla tüketilmesi öngörülür. Kolon mesnetlerinde plastik mafsallaşmaların / akma mafsallaşmalarının oluşması istenmez. Eğer oluşursa, bu durum ani oluşan toptan göçmelere sebep olabilir. Bunun için de TBDY 2018’de bulunan “Güçlü Kolon – Kolona Göre Zayıf Kirişler” şartının sağlanması gerekir (Bakınız Şekil 3).
Bunun anlamı, kolonun alacağı toplam momentin kirişlerin alacağı toplam momentten büyük olmasıdır. Yalnız, Prof. Dr. Uğur Ersoy Betonarme kitabında şu hususa da dikkat çekmiştir: Kiriş mesnetleri bu esasa göre plastik mafsallaşmaya / akma mafsallaşmasına uğrayıp dönünce, kirişlere bağlı olan kolon mesneti de dönmektedir ve bu durum kolonda ikinci derece moment etkilerinin ortaya çıkmasına ve ek etkilere sebep olabilir. Sünek yapı bu şekilde yapılabilir. Rijit yapı konusuna da tünel kalıp sistemini örnek verebiliriz. Bu konuda da Prof. Dr. Hakkı Polat Gülkan hocamızın görüşünü verelim: “Toplu Konut İdaresi en doğru yapı sistemini uyguluyor. Tünel kalıpta kolon da, kiriş de, bağlantı yeri de yoktur. Üç boyutlu bir bal peteğidir. Onun için sistem pek çok dereceden hiperstatiktir. Mekanizma olması hemen hemen imkansızdır. Yalnız, ağır bir sistemdir ve 18-20 kattan sonra eğer altında çok katlı garaj yoksa ekonomik / iktisatlı olmaktan çıkar. Çabuk imal edilir. Odaları geniş değildir. Mimari açıdan güzel de değildir. Ama güvenlikleri mükemmeldir.” Diğer taraftan da Prof. Dr. Hakkı Polat Gülkan hocamız, tüm R = Deprem Yükü Azaltma Katsayısının R / 2 alınarak yapıların rijit çözümlenmeleri gerektiğini savunmaktadır. Merhum hocamız Prof. Dr. Mete Sözen de şu şekilde görüş bildirmektedir: “Artık esnek yapı, sünek yapı kalktı. Böyle sağlam, pehlivan gibi (rijid) yapı yapmak gerek.” Peki, bu nasıl sağlanacak? Yapıların gerekli rijitlikleri sağlayabilmeleri için kullanılan perde oranlarının tekrar gözden geçirilmesi gerekiyor. Bu durumda, takdir edersiniz ki, yazımıza son verirken bu konu hakkındaki değerli görüşlerinizi bekleriz.
Fatih Taner Vural
Proje ve Uygulama Denetçisi İnşaat Mühendisi
Ankara Gazi Üniversitesi
0 532 390 97 73
[email protected]
