Rijitlik Nedir? Neden önemlidir?

Rijitlik nedir? sorusuna geçmeden önce rijitlik kavramı üzerinde biraz yoğunlaşalım, rijitlik tahmin edebileceğiniz üzere İngilizce kökenli bir kelime olan rigidity kelimesinden geliyor. Rigidity kelime olarak; Sertlik, bükülmezlik, katılık anlamlarına gelmektedir. O halde konumuzun sertlik ile ilgili olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz.

Rijitlik Nedir?

Bir malzemenin bir yük altında bükülmeye, gerilmeye, veya deformasyona dayanmasına izin veren göreceli sertliktir. Bu, malzemenin Elastisite modülünün ve şeklinin bir fonksiyonudur. İnşaat mühendisliği alanındaki rijitliğe gelecek olursak, Rijitlik kısaca yüklemeler altında yapımızın stabil, dengede kalması durumudur. Rijitlik arttıkça şekil değiştirme olabilmesi için gereken etki kuvveti de artmaktadır. Yapılar deprem yüklerini azaltacak şekilde süner fakat taşıyacak kadar da rijit (sert) olmalıdır.

O halde rijit bir eleman; kuvvet altında zor sekil degistirebilen bir eleman olarak anlaşılmalı. Rijit olmayan bir eleman ise; kuvvet altinda nispeten kolay şekil degisikligine uğrayan bir eleman olarak anlaşılmalı.

Yapılarımız hem yükler altında şekil değiştirebilmeli, ki bunu süneklik olarak adlandırmıştık hem de yükler altında yapmış olduğu şekil değişiminin sınırlandırılması gerekir, ki bunu da rijitlik olarak adlandırırız.

Söz konusu bir kolon, aldığı herhangi bir darbeden sonra  sünek bir davranış göstermiş ve göçmemiş olabilir. Buna karşın kolonda gerçekleşen yer değiştirme önemli bir seviyede olacağından dolayı kolonda onarılamaz bir hasar meydana gelebilir. Bundan dolayı yer değiştirmelerin kısıtlanması gerekir. İşte bu sebeple sünekliği önemsediğimiz gibi yer değiştirmeleri kıstlamak için rijitliği de önemsemeliyiz.

Rijitlikle yer değiştirmenin biribiri ile alakalı kavramlar olduğunu görebiliyoruz. O halde iki kavram arasında doğal olarak bir bağıntı bulunmalıdır. Yani rijitlik; kuvvet etksisinde oluşan yer değiştirme ile birlikte ele alınarak sayısallaştırılabilir.

Bu ilişkiyi daha iyi anlayabilmek için bir örnek verelim.

Yükseklikleri ynı olan iki kolun tepe noktalarına 10’ar kN kuvvet uyguladığımızı varsayaım. 1. kolonun göreli kat yer değiştirmesi 10 mm; 2. kolonun göreli kat yerdeğiştirmesi 20 mm. olsun. Bu durumda 1 kolonun rijitliği; 10kN/10mm = 1kN/mm
2. kolonun rijitliği; 10kN/20mm=0.5kN/mm olur.

Tanımlar:

Elastisite Modülü: Hooke kanununa göre, bir malzeme gerilme veya basınca maruz kaldığında, uygulanan gerilme, o malzemenin elastik sınırları içindeki zorlanma ile doğrudan orantılıdır. Uygulanan stresin şekil değiştirmeye oranı sabittir ve bıu Young modülü veya elastisite modülü olarak bilinir.

Süneklik:Deprem etkisi altında, taşıyıcı sistemdeki elemanın plastik şekil değiştirme, taşıyıcı sistemin ise yer değiştirme yapabilme özelliğidir.

Diğer içerikler için Tıklayın!