Depreme Karşı Çelik

Deprem ülkesi olduğumuz gerçeği ile karşı karşıyayken, bizim depreme dayanıklı yapılar konusunda tercihlerimize malzeme seçimine dikkat etmemiz gerekiyor. Bu manada yapı malzemesi olarak çeliği ele aldığımızda dünyada gelişmiş ülkelerde yapısal çeliğin %30 ile %55 ler arasında değişen kullanım oranı, ülkemizde maalesef %5 oranının altındadır. Ülkemizde bu durumun nedeni ise imalatı yapacak tekniğe sahip yeterli sayıda fabrikanın olmayışıdır.

17 Ağustos 1999 depreminden sonra çelik yaygın olarak gündeme gelmiş, mevcut imalat atölyelerinin teknolojilerinin geliştirmeye çalışmaları yanında, yeni girişimcilerin sektöre ilgi duyduğunu görmekteyiz. Yapıların taşıyıcı sisteminde yapı eliği kullanarak diğer malzemelerle yapma olanağı olmayan çok değişik geometri ve formlarda yapı tasarımı yapılabilir. Çelik malzemenin deprem bölgelerinde ki yapılar için uygun olduğu gerek bu malzemenin özelikleri gerekse uygulamadan elden edilen sonuçlar sonucu bilinen bir gerçektir. Bu gerçeğin gerek tasarımcılar gerekse uygulayıcıları tarafından herkese anlatılması gerekmektedir.

Depremin hayatımıza yerleştiği bir ülkede yaşadığımız bir gerçekken bizim depreme dayanıklı yapılar konusunda tercih yaparken malzeme seçimine dikkat etmemiz gerekiyor.

 Çelik Çerçeveli Yapıların depreme Karşı Gösterdiği Üstün Performansın Nedenleri

– Bu yapılar hem yüksek dayanımlı hem de hafiftir. Bu özellik, depreme dayanıklı yapıların çelik ile daha ekonomik olarak yapımını sağlamaktadır.

– Yapısal çeliğin mühendislik bakımından tüm özellikleri bellidir, tutarlıdır ve iyi anlaşılmıştır. Bu durum, çelik çerçeveli yapıların davranışının diğerlerine göre daha güvenilir olmasını sağlar.

– Yapısal çelik elastik olmayan sınıra kadar tekrarlayan yüklere karşı değişmeyen bir davranış gösterir. Bu süneklik ya da tekrarlayan yüklere kırılmadan dayanma yeteneği, bu çerçeveli yapıların düşey ve yatay tasarım yüklerine büyük deformasyonlar ile dayanmasını sağlar.

– Basit ve yarı-rijid eleman birleşimlerinin dönebilir olması ve sünekliği; dinamik enerjiyi azaltarak, düşey yük taşıyan çelik çerçevelerin yatay kuvvetleri karşılayan asıl sisteme güçlü ve güvenilir bir destek olmasını sağlar. Bu destek sistemi, asıl sistemin uygun biçimde tasarlanmadığı veya çalışmadığı bir çok durumda, yapıların çökmesine engel olmuştur.

 – Çelik çerçeveli yapılar, tasarım ve yapım hatalarına karşı, beton gibi gevrek (kırılgan) maddeler ile yapılan diğer yapılara göre daha az hassastır. Üstelik, fabrikada kolaylıkla denetlenerek üretilen çelik çerçeve elemanları ile bunların çok basit olan montajında hata riski yok denecek kadar azdır. Örneğin; çelik çerçeveli yapılar için söz konusu olmayan; kolon düşey donatılarının yanlış bindirilmesi, etriyelerinin bağlanmaması veya aralıklarının fazla olması vb. hatalar betonarme yapılardan birçoğunun depremlerde çökmesine neden olmaktadır.

 – Depremlerde ağır hasar gören betonarme çerçeveli ve yığma yapıların tam aksine; çelik çerçeveli yapıların hasar gören elemanları, geniş çaplı yıkım ve söküme gerek kalmaksızın, kısa sürede ve ekonomik olarak tamir edilebilir veya değiştirilir.

 – Modern üretim makineleri ile fabrikada yapılan işlerin çoğalması, kalite kontrolünün artmasına ve performansın daha güvenilir olmasına yol açmıştır.

 – Depremlere karşı gösterdiği yüksek dayanım gücü, fabrikasyon olanaklarının ve yardımcı malzeme özelliklerinin gelişmesi; çelik çerçeveli yapıların, kolaylıkla alınabilen özel önlemler ile fay hatları yakınında depremin en etkili olduğu bölgelerde dahi yapılabilmelerini sağlamaktadır.

– Dahası, yaptırımları daha az olan eski Standardlara uygun yapılardan çelik çerçeveli olanlar büyük depremlerden en az hasarla çıkarken diğer malzemelerle yapılanların çoğu ya tamamen çökmüş ya da uğradıkları ağır hasarlar nedeniyle kullanılamaz hale gelmiştir.

Deprem ve Çelik Yapılar

–        Deprem etkileri altında bir yapının enerji yutması isteniyorsa yapı malzemesinin sünek davranışı gereklidir. Çeliğin, kopmadan büyük deformasyon yapabilme özelliği yani büyük bir şekil değiştirme sığası olması ve yüksek dayanımı, malzemeyi deprem bölgelerinde inşa edilecek olan yapılar için ideal bir malzeme durumuna getirmektedir.

–         Çelik, öz ağırlığının toplam yük içindeki payının küçük olması nedeniyle, hafif yapı çözümleri sağlamaktadır. Yüksek dayanımı nedeniyle de daha ekonomik kesitler kullanılabilmekte ve temele aktarılan toplam yük azalmaktadır. Dolayısıyla deprem yükleri de azalmaktadır.

–         Çelik sıkı ve sürekli denetimle üretilmekte olup, yapı elemanları ve birleşimler kontrole açıktır ve herhangi bir aksaklığı gizlemek zordur.

–         Kolay onarım ve güçlendirme olanağının bulunması, hızlı ve hava koşullarından bağımsız inşaat yapılabilmesi, deprem için önemli bir kolaylık sağlamaktadır.

Çeliğin Yapıda Kullanılma Alanları

  Büyük açıklıkların aşılması: hafiflik, yüksek mukavemeti, çekme mukavemeti

  Temel zemini zayıf yapılar: hafiflik, süneklik

  Çok katlı yapılar: hafiflik, yüksek mukavemet ve elastiklik, süneklik

  Endüstri yapıları: yüksek mukavemet ve elastisite modülü, süneklik, takviye olanakları, yapım hızı

  Köprüler: (endüstri yapılarındaki nedenlerle)

  Portatif yapılar: sökülebilme, hafiflik Prefabrik yapılar

  Hız isteyen işler

  Taşıyıcı sistemleri özellik gösteren yapılar: çekme mukavemeti (büyük çıkmalı yapılar, askı kolonlu yapılar, köprü- binalar)