Betonarme Binalarda Sünekli Tercihi

TDY2007 de taşiyicı sistemler için üç adet süneklik derecesinden bahsedilmektedir :

1…Yüksek sünek taşıyıcı sistemler

2…Normal sünek taşıyıcı sistemler

3…Karma sistemler

Yönetmeliklerde bazi konularda alternatif yontemler olsa da, üstün tutulan bir yöntem mevcuttur. Yonetmelik , bu yöbtem yada bu sistem digerlerine göre üstündür demez, ancak birtakim şartlar ve kisıtlamalarla bu üstünlüğü uygulayicıya hissettirir. İste yüksek sünek taşıyıcı sistemlerde, yönetmeligin üstün bir sistem olarak mühendislere onerdiği bir alternatif. Dedigim gibi TDY2007 , direkt olarak yüksek sunek tasiyıcı sistem üstündür demiyor, ancak diger iki sistemin(normal sunek ve karma sistem) kullanım alanlarıni deprem bölgelerine ve binalara  göre sınirlandirmasına rağmen, yüksek sünek taşıyıcı sistemleri tum deprem bölgelerinde ve tüm binalarda istisnasız olarak kullanabiliyorsunuz. Bu durumda yüksek sünek tasiyıci sistemin yonetmelikçe ustün gorüldügünün bir gostergesi.

Deprem dolayisiyle ortaya cıkan enerji gercekten çok buyük. Teorik olarak tüm deprem kuvvetinin dayanımla karşiĺanması mümkün olsa da, bu durum ne fonksiyonel nede ekonomik. İste bu noktada devreye süneklık kavramı giriyor. Suneklik demek, yapinin dayanımında azalma olmadan, şekil degistirme/deplasman(sistemler deplasman yapar, elemanlar şekil değiştirme yapar) yapabilme kapasitesidir. Bu şekil degistirme kapasitesi ile dayanim kuvvetinden kat kat fazla bir kuvvet sönümlenebilir. Süneklik ile  deprem enerjisi sönümlenebilmektedir.

Süneklik kavrami Türk deprem yönetmeligine 1997 yılında girmiştir. Yani geçmişi fazla degildir. Muhtemelen bundan sonraki yönetmeliklerde de  etkisi giderek artacaktir(Belki de 8-10 yıl sonra yüksek sünek taşıyıcı sistemler haricinde bir sisteme izin verilmeyecek).

Süneklik demek şekil değistirme yapabilmek demek, deplasman yapabilmek demektir. Suneklik kavramı eğilme momenti etkisinde söz konusudur.Normal kuvvette süneklikten söz edilemez, kesme kuvvetinde süneklikten söz edilemez. Düz mantık bile düsünursek, sünek bir tasarımin ilk koşulunun normal kuvvet ve kesme kuvveti altında sistemin/elemanın göçmemesi/kırılmamasi gerektiğini söyleyebiliriz. Yani suneklik kavrami egilme momenti durumunda geçerli amcak kapasite hesaplarinda kesme kuvveti kapasiteside hesaplanmakta. Sistem/eleman kesme kuvvetinden kirilmazsa ,egilme momenti altinda cok rahat sünek davranış gösterir.

Yüksek sünek tasıyıcı sistemde elemanlarin kesme kuvveti kapasiteleri önemlidir dedik. Cünkü suneklikten bahsedebilmeniz icin kesme kuvveti kırilmaması olmamalı dedik. İste bu yüzden yuksek sunek tasiyıcı sistem kapasite hesabi neticesinde oluşturulabilir. Ilgili elemanın moment kapasitesi bulunur, bu moment kapasitesinden biraz daha büyük bir deger durumunda olußacak kesme kuvvetleri hesaplanir, elemanlar bu kesme kuvvetine gore dizayn edilir. Bu dizayn şekli ile elemanın kesme kirilmasına ugramasi engellenir. Yani güc tukenmesi abi olmayacak, momente bağlı yavaş yavas olacaktir. Yusek sünek taşıyici sistemlerde (betonarme) kolon ve kirislerin kesme donatilari bu hesap doğrultusunda belirlenir. Yuksek sunek tasiyici sistemlerde bir diğer onemli hususta dusey elemanlarin(kolonların) yatay elemanlardan(kirisler) daha güclu olması gerekliliğidir. Aksi takdirde kolonlar zarar gorurse , sistem/eleman hesapladigimiz şekil değiştirmeleri yapamaz ve ani çoker. Yaptiğimiz güclu kolon kontrolu ve kolon kiriş kesme guvenlik hesabi bu yüzdendir.

Peki betonarme bir yapida hangi tür tasıyıci sistemi tercih etmeliyiz. Hangi yapiyi nerede yapiyorsak yapalim, yani ister Konyada, ister İstanbulda yapalım yapimizin yuksek sünek tasıyıci sisteme gore tasarlanmasinda büyük yarar vardir.  Bazi muhendis arkadaşlar , birtakım hesap zorlukları nedeniyle , daha alt deprem bölgelerinde normal sunek taşiyıcı sistem tercih edebilmektedir. Boyle yaparak, güclü kolon kontrolunden,kolon kiriş kesme güvenliği kontrolunden kurtulabilmektedir. Ancak bunun bedelini de daha buyük deprem kuvvetlerine karşi calısmakla oderler.Bu sekilde kapasite hesabindan da kurtulurlar, diş etkileri hesaplarlar? Elemanları bu etkileri karşilayacak şekilde dizayn ederek sonuclandirirlar.

Önerim her halükarda yüksek sünek taşiyici sistemlerin tercih edilmesi olacak. Nerede yapiyorsanız yapin, hangi deprem bolgesinde yapıyorsaniz yapin. Bir gercegide belirtmeden gecemeyecegim. Belli bir yukseklikten sonra, mesela 14-15 kattan sonra, kolon kiriş kesme guvenliklerinin saglanması epey zor olmaktadir. Bu yuzden 14-15 kattan sonra karma sistemlerin tercihi uygun olabilir. Bu secimde kolonlarinız normal sunek ,perdeleriniz ise yuksek sunektir.Biraz daha buyuk deprem kuvvetlerine gore dizayn yapabilmektesiniz.

Sonuc olarak deprem bolgesinden bagimsiz olarak  yuksek sunek sistem tasarlamaniz yada karma sistem tasarlamanız iyi bir yaklasim olacaktir. Normal subek tasıyıci sistemlerden uzak durmak gerekir. Kendi literatürünuzden  ormal sunek kavramını cikarmaya calışın.

Ahmet CELIKKOLLU

Insaat Muhendisi

ESKISEHIR