ÖTELEME KONTROLLERI VE "R" KATSAYISI

Doğrusal elastik hesaplarda, malzemenin gerilme-şekil değiştirme diyagramlarının ilk kısımı olan “doğrusal” bölgeden yararlanılır. Yani gerilme artar şekil değiştirme artar (uzama, kısalma, dönme), gerilme azalır şekil değiştirme azalır. Doğrusal bölgede etki ortadan kalkınca da malzeme kalıcı hasar olmaksızın ilk haline döner. Mühendislerin beyni doğrusal hesabı anlamakta fazla zorluk çekmez, şartlar basittir, sonuç basittir. Gel gelelim malzeme davranışı etki altında sadece yukarıda anlattığım gibi değildir. Belli etkiler de malzemeler kuvvet taşımaya devam eder ama sekil değiştirmeler artık kalıcı olmaya baslar; başka bir deyişle, malzeme şekil değiştirmeye devam etse de(kalıcı) kuvvet taşımaya devam eder. Mühendis olarak doğrusal elastik hesap yapıp(gerilme – şekil değiştirme diyagramı), bir takım kabullerle malzemelerin doğrusal olmayan davranışlarını da hesap içerisine dahil etmek mümkündür, yönetmeliklerde buna izin verir. İşte “R” katsayısı dediğimiz bu katsayı aslında malzemelerin(sistemin) doğrusal olmayan davranışlarının hesaba yansıtılmasını sağlayan bir katsayıdır.

Yapının kabul ettiğimiz süneklik derecesine, fiziksel özelliklere ve sistem de kullanılan malzeme özelliklerine göre “R” katsayısı farklıdır.”R” katsayısı sistemin sünekliği ile doğrudan bağıntılıdır. Kuvvet altında, kapasitesi eksilmeden büyük şekil değiştirmeler yapabilen sistemler yüksek sünek, nispeten daha az sekil değistirebilen sistemler ise normal sünek yada sınırlı sünek sistemlerdir(halihazır yönetmeliğimizde normal sünek tabiri kullanılmakta, ancak taslak TBDY2017 de bu kavram sınırlı sünek olarak geçmekte).

“R” katsayısını deprem yükü azaltma katsayısı olarak düşünebiliriz(Ra=R durumu). Sistem ne kadar sünekse “R” katsayısı o derece büyüktür. “R” katsayısının büyük olması, yatay kuvvet etkisinin(eğilme momenti) büyük kısmının şekil değistirmelerle karşılanacağının göstergesidir. 80 tonluk bir atalet kuvveti(deprem kuvveti) ortaya çıktığını düşünelim. R=8 ise 80/8=10 ton luk kuvvete göre dizayn yapılır. Yani yapı 10 tonluk atalet kuvvetini dayanımla karşılarken, geri kalan 70 ton ise bahsettiğimiz kalıcı şekil değiştirmeler ile karşılanacaktır. Yani siz yapıya 80 ton değil, 10ton bir yatay kuvvet etki ettireceksiniz ve buna göre moment diyagramları çizip dizayn yapacaksınız. Dikkat edilmesi gerekli husus öteleme hesaplarında karşımıza çıkar. Deplasman kontrolleri dolayısıyla göreli öteleme kontrolleri “R” katsayısına bölünmüş kuvvete göre değil, R=1 olan kuvvete göre yapılmalıdır. Örneğimizi ele alırsak, momente göre dizayn 10 tonluk yatay kuvvet etkilerine göre yapılsa da, deplasman hesapları 80 tonluk yatay kuvvete göre yapılmalıdır. Çünkü sistemdeki yatay deplasmanı 80 tonluk atalet kuvveti(deprem kuvveti) oluşturur. Deplasman hesabında azaltılmış kuvvet kullanılmaz. Süneklik dediğimiz olgu sadece eğilme de geçerlidir. Örneğimizdeki yapıya 80ton luk yatay kuvvet etkitilmeli ve yatay deplasmanlar hesaplanmalıdır. Çıkan sonuçlar ise yönetmelikteki sınır değerlere göre tetkik edilmelidir…

Ahmet ÇELİKKOLLU
İnşaat Mühendisi
ESKİŞEHİR