Tarihi Yapılarda Kullanılan Taşıyıcı Sistemler

Taşıyıcı Sistem Nedir ?

Yapıların, dış etkenlere karşı güvenli bir şekilde sağlam kalabilmesi için yük taşımak ve yükleri aktarmak amacıyla oluşturulan; temel, kolon, kiriş, perde gibi yapı elemanlarının tümüne taşıyıcı sistem adı verilir. Taşıyıcı sistemlerden beklenen; kendi ağırlığı da hesapta olacak şekilde, etkiyen yükleri taşıyarak bu yükleri üzerine kurulu olduğu zemine güvenli bir şekilde iletmesidir.

Yapıların güvenli olmasının yanı sıra sağlaması gereken bazı koşullar mevcuttur. Ergonomik ve ekonomik olması, çevre ile ahenkli olması ve estetik olması bu koşullara örnek olarak verilebilir. Yapıda bulunan taşıyıcı sistemlerin, bu koşulları engellemeyecek vaziyette olması dikkat edilmesi gereken bir noktadır.

Taşıyıcı sistemlerle ilgili bahsetmiş olduğum tüm bu gereklilikler günümüz bilgi birikimi ve teknolojisinde dahi zaman zaman zorluklarla karşılaşıyorken, büyülenerek baktığımız tarihi yapılarda taşıyıcı sistemler nasıl sağlanıyordu? Hangi teknikler kullanılıyordu? Bu soruların cevaplarını bulabileceğiniz yazımıza geçelim.

Teknolojinin şimdiki kadar gelişmemiş olduğu zamanlarda, mühendislik harikası olarak adlandırdığımız yüzlerce eser inşa edilmişti. Bizlere ulaşmış olan bilgi birikimin karşılık bulamadığı yapılar da hala mevcuttur. Bu mühendislik harikalarının yüzlerce yıl sağlam kalmasının ardında yatan sebeplerden biri de taşıyıcı sistemlerdir. Aşağıda, hangi taşıyıcı sistemlerin kullanıldığından ve bu sistemlerin teknik detaylarından biraz bahsetmek istiyorum.

Tarihi Yapıyı Oluşturan Taşıyıcı Sistemler

• Kemerler
• Tonozlar
• Kubbeler
• Sütunlar ve Ayaklar
• Duvarlar
• Temeller
• Döşemeler

Kemerler

Kemerler, iki sütun veya ayak arasındaki açıklığı geçmek için yapılan eğri eksenli kirişlerdir. Kemerler, taş ya da tuğla ile inşa edilir. Kemerde 3 adet eleman mevcuttur. Bunlar; üzengi, kilit taşı ve kemer taşlarıdır. Kemerin başlama taşı üzengidir. Kilit taşı, düşey eksende bulunan ve üzengi ile arasında bulunan taşları kilitler. Kemer taşları ise, kilit taşı ve üzengi taşları arasındaki kemeri oluşturur.

Kemerler yerçekiminin de varlığıyla birlikte düşey yüklerin etkisi altındadır. Bu yükleri taşıyıcı sistemin kendisi ve yapının detay malzemelerinin toplamı oluşturur. Kemerler, taşıdıkları yükleri basınç için çalışan elemanlarıyla taşırlar.

Tonozlar

Kemerin kendine ait düzleminde, dik doğrultuda yer değiştirilmesi sonucu meydana gelen; kabuk özelliği gösteren bunun yanında yükleri kemerlerin sahip olduğu yük taşıma ilkelerine göre taşıyan eğrilikli yapı elemanına tonoz adı verilir. Tonozlar kendi ağırlıklarıyla birlikte üzerindeki yükleri de taşırlar. Bir tonozun kesiti, aynı eğrilikte olan bir kemer ile eşdeğerdir.

Kubbeler

Bir kemerin geometrik düzlemde simetri ekseni etrafında döndürülmesiyle oluşan yapıya kubbe adı verilir. Bulunan yükleri pozitif çift eğrilikli yüzeylerde taşırlar. Kubbeler, tarihi yığma kargir yapılarda küre parçası olarak inşa edilmişlerdir.

Kubbe sahip olduğu yükü, kubbe ayakları yardımıyla yüklerini düşeyde kemerlere; yatayda ise kemere dik doğrultuda bulunan payandalara taşıtır. Kubbeden kemerlere taşınan yük (düşey) ise kemer düzlemindeki gergilerle taşınır.

Sütunlar ve Ayaklar

Yapıların sahip olduğu örtü yüklerini tekil noktalardan iletmesi durumunda, ayak ve sütunlar düşey taşıyıcı elemanlarını oluştururlar. Tek bir parçadan oluşan ya da birkaç bloğun oluşturduğu düşey yapı elemanlarına sütun adı verilir.

Sütunlar birden fazla blok ile oluşturulduklarında ağaç ya da bronz kenetlerle birleştirilirler. Çokgen ve daire kesite sahip sütunların taşıdığı kiriş ya da kemer yüklerini toplayabilmek için sütün başlığı; sahip olduğu yükü diğer yapı elemanlarına yaymak için ise sütun tabanı inşa edilir.

Yatay kesiti sütunlardan daha büyük olan ve duvar gibi örülerek oluşturulan düşey taşıyıcılara ayak adı verilir.

Ayaklarda meydana gelebilecek bir çatlak, yapının stabilitesini bozabilir. Bu da yapının tamamen yıkılmasına sebep olabilir. Bu durumdan dolayı, bu tür elemanların dikey ekseninde çekme gerilmesi oluşturmayacak ve 1/3  oranından fazla olacak şekilde büyük kesit boylarına ihtiyacı vardır.

Duvarlar

Kullanılan malzemelerine göre sınıflandırabileceğimiz (taş, tuğla, kerpiç) ve mekan örtüsündeki yükleri zemine ileten düşey düzlemsel yapı elemanlarına duvar adı verilir. Duvarların yatay ve düşeyde bulunan yükleri taşıyabilmesi için bir bütün halinde çalışması gerekir. Bu bütünlüğü sağlayabilmek için ise taşlar ve tuğlalar birbirlerine kenet, harç ve hatıllarla bağlanırlar.

Eski ustaların duvarlarla ilgili, depreme karşı önlem olarak uyguladıkları bir yöntem vardır. Duvar yüksekliğinin, tabandaki duvar kalınlığının 8 katını geçmediği yapıların depreme karşı dayanıklı olduğunu söylemişlerdir. Bu halihazırda doğruluğu araştırılan bir söylentidir. Duvarların çok yüksek seçilmesinin sebebi ise, taşıdıkları yükten kaynaklanacak çekme gerilmelerini olabildiğince azaltmaktır ve aynı oranda basınç gerilmelerini de arttırmaktır.

Temeller

Yapının sahip olduğu ağırlığı, doğa olaylarının sebep olduğu yükleri ve kullanım yüklerini yapının zeminine ileten taşıyıcı elemana temel adı verilir.

Günümüzde kullanılan yapı teknikleri düşünüldüğünde tarihi yapı tekniklerinin ilkel kaldığını söylememiz yanlış olmaz. Temel atma olanaklarından da bahsetmek pek mümkün değildir. Sahip olunan temel türleri de birkaç adetle sınırlıdır. Bu türleri şu şekilde sınıflandırabiliriz:

• Yüzeysel Temeller
• Derin Temeller

Yüzeysel Temeller 

Genellikle sağlam zeminlerde oluşturulan bu temeller; duvar altlarına gelen sürekli temellerden ve sütun ayakların altına gelen ayrık temellerden oluşur.

Ayrık ve sürekli temeller incelendiğinde, yatay olarak hizalanmış farklı boyutlardaki ahşap elemanların oluşturduğu ızgaralar veya mesnetlendirildiği görülebilir. Oluşturulan ızgaralar yapının taşıdığı yükleri daha büyük bir temel alanı yoluyla zemine iletir.

Derin Temeller

Daha çok su içine inşa edilen zeminlerde kullanılsa da dolgu ya da yumuşak zeminlerde de kullanılan, zemine çakılan kazıkların meydana getirdiği bir temel sistemine oturtulan temellere derin temel adı verilir.

Bu temellerde bozulma ve çürüme durumlarını sıfıra indirmek adına, ahşap kazıklar su içinde tutulmuş ve hava ile temasları kesilmiştir.

Döşemeler

Yapının dış mekanla veya üzerinde bulunduğu zeminle direkt olarak bağlantısını engelleyen yatay taşıyıcı elemanlara döşeme adı verilir.

Yapı döşemeleri inşa edildikleri malzemelerin cinsine göre farklı şekillerde adlandırılırlar. Döşemelerle ilgili olarak bir diğer bilgi ise, çeşitli yük aktarım şekillerinin dışında yapının genel davranışında bir etki yaratmamalarıdır. Ancak deprem konusunda yapıya olumlu etkileri mevcuttur. Yarattığı diyafram etkisi sayesinde yatay yük aktarımı döşemelerin önemini arttırır.

Anlatmaya çalıştığım tüm bu taşıyıcı sistemler olumlu ve olumsuz yanlarıyla geçmişten günümüze gelen, sağlam kalmayı başarabilen yapılarda kullanılmışlardır. Günümüzdeki yapıların, bu prensipler üzerine bilgi aktarılarak meydana geldiğini fark edebiliyor ve etkilerini hala görebiliyoruz.

Başka yazılarla görüşmek dileğiyle…