TAŞIYICI SİSTEM GÖÇME MEKANİZMASI

0

Bu yazi bina türü yapilarin taşiyıcı sistemleri için yazılmıştır. Verilen örneklerde ise , ülkemizdeki yapi stogunun büyük çogunlugunun betonarme olmasi gözönüne alinarak, betonarme binalar baz alinmıştır.

Yaziyi okuyan mühendisler(inşaat muhendisleri) “göçme mekanizmasini bilmemizin ne gereģi var, bina göçsün diye tasarlamıyoruz” diye düşünebilirler. Ancak ,muhendisler yatay yük etkimesi durumunda, yapida hasar oluşabilecegi öngörüsüyle tasarim yaparlar. Yapinin hasar görmesiyle toptan göcmesi arasındaki fark da cok incedir. Dolayisiyle siz ancak göçme mekanizmasıni bilirseniz, göçmeyi önleyebilirsiniz(ani göçme).Ayrica ekonomiyi bir kenara birakip yapiyi tasarim depreminde dahi hasar almayacak sekilde planlasaniz , bu yapinin hiç göçmeyecegi anlamına gelmez.En basitinden tasarim depreminden daha buyuk bir deprem meydana gelebilir.

 

Mühendis nasil ki bir yapiyi ayakta tutmak için plan yapıyorsa, ayni sekilde yapinın kontrollü yikilmasıni da saglamalıdir. Sanirim muhendisin en büyuk amaci can kaybıni önlemektir. Diger her tür zatar karşılanabilir ancak can kaybı telafi edilemez.

 

Iki tür göçmeden söz edebiliriz. Kesme göçmesi,egilme göçmesi. İsimlerden de anlaşılacagi uzere , kesme göcmesine kesme kuvveti, egilme göçmesine de egilme kuvveti(moment)  neden olur.Bu iki mekanizmaya bir bakalim, sonra hangisini tercih edecegimize karar verelim.

 

Kesme kapasitesi bakimindan yeterli bir çerceve düsünelim.Kolonların birisinin moment kapasitesi nispeten büyuk digeri nispeten kücuk olsun(betonarme). Kesme kapasitesi yeterli bir çerceve diye belirttim ćünkü anlatmak istedigim egilme momenti etkisi, dolayisiyle kesme kırılmasinın olmaması gerekli. Bu cerceveye yatay bir kuvvet etkidiginde ,elemanlarda kesit tesirleri olusur.Elemamlarda(iki kolon ve bir kiriş) rijitliklere baglı olarak moment oluşur.Yatay yuk arttiginda haliyle momentlerde büyur.Yatay yuk arttikca plastik mafsallar olusur.Plastik mafsal demek aslinda hasar demektir. Biz ilk hasarlarin yani ilk mafsallaşmanin kiris uçlarinda olmasinı isteriz. Bu yuzdendirki guclü kolon kontrolu yaparız(yuksek sünek tasarim). Moment arttiginda kolanlardan biri moment kapasitesine ulasir.Ancak digeri daha guclu oldugundan daha moment tasima kapasitesine ulasmamistir. Yatay kuvvet arttiginda, moment kapasitesine ulasmis kolonun ilgili bolgesi dönmeye debam eder. Yatay yuk arttigi halde moment almaz ama döner, bu sayede nispeten daha guclu olan cercevenin diger kolonuda moment almaya devam eder. Nereye kadar , o kolonda moment kapasitesine ulasincaya kadar yada diger kolonun dönme kapasitesi sona erinceye kadar.Yatay yuk arttikca cercevenin calismasi bu sekilde olur. Egilme momentini  eleman bazindakj etkisine bakalim. Moment arttikca , cekme donatilari uzar. Oyle bir kuvvet degerine gelirki, cekme donatilari akmaya baslar(BCIII=4200 kg/cm2).Aslinda momentin artmasi demek , kesme kuvvetinin buyummesi demektir.hatirlayiniz V=(M1+M2)/L.Ancak yazinin basinda dedigimiz gibi kesme kapasitesi yeterli. Cekme donatilarinin uzamasi demek aslinda sekil degisiklerinin belirginlesmesi demektir.Siz bu cercevenin altinda iseniz bu uzamadan dolayi kiriste olan catlaklari gozunuzle bile izleyebilirsiniz.Ancak kiriş kirilip basiniza düsmez. Betonarmede celik uzuyorsa, betonda ayrılıyor demektir.Sizin gordugunuz betondaki catlaklar aslinda donatilarin uzadiginin bir gostergesidir. Catlaklar buyukse, donatinin fazla uzadıgi dolayisiyle aktiğinı düsünebilirsiniz. Bazen buyuk catlaklarda bile yamir harciyle catlaklarin kapatildigini gorebilirsiniz. Oysa catlagi tamir harciyle doldurdugunuzda betonu tamir etmis olabilirsiniz ama icerideki akmış donati ne olacak? Yeri geldigi icin soyluyorum, ozellikle genis eğilme çatlaklarında icerideki donatının da akıp akmadiğının kontrolu yapilmalıdir.Gordugunuz uzere cercevnin altinda dahi olsaniz egilme hasarlarında ani bir gocme olmamakta tabiri caizse cetcevenin altindan hasar olusumunu bile izleyebilmektesiniz.

 

Şimdi birde kesme kapasitesinin yeterli olmadigi bir cercevede diruma bakalim.Ayni cerceveyi düsünün, kolon kesme kapasitesinin cok dusuk oldugunu düşünun.Yatay yük etkisi altinda cerceve calısmaya baslar , kesit tesirleri olusur.Moment arttikca,kesme kuvvetide artar(yukaridaki formulu duşunün). Kesme kapasitesi yeterli olmadigindan belli bir moment degerinde kolon ortadan kesme kirilmasina ugrayabilir.Oysa kolonlariniz daha moment kapasitelerine ulasmamisti.Bu durumda bu kolon hicbirzaman moment kapasitesine ulasamaz, cunku bir elemanin moment kapasitesine ulaşması icin , elemanin kapasite momenti degerinden olusacak kesme kuvvetine karsi  dayanabilmesi gerekir. Yoksa bu ornekte bahsettigim ani kesme kirilmasi olusur.Bu kirilma yukaridaki gibi degildir.Moment hasarinda ne oluyordu, donati uzuyor sizde cercevedeki catlaklari rahatca izliyebiliyordunuz.Kesme kirilmasinda ise hicbirsey izleyemezsiniz, hersey aniden olup biter.

 

Bu iki gocme mekanizmasindan hangisini tercih ederiz?  Can guve ligini saglayani.Evet belki sonuc olarak her ikisindede bina buyuk hasar goruyor ama egilme momenti yikilmasi yavas yavaş oldugundan ve gozlemlenebilir oldugundan insanlarin binayi terketmesine izin vermekte.Dolayidiyle secmemiz gereken gocme mekanizmasi aslinda egilmeye bagli gocme olmali, ve yikilma planimiz bu dogrultuda yapilmali.

 

Mevcut yonetmeliklerimiz yeni cikacak da dahil zaten esas olarak bizden bunu istiyor.Olursa egilme gocmesi olsun.Bu mekanizmayi saglamak icinde tuksek sunek tasarimda bu yazidaki anlatilanlar bazinda bir takim kontroller dusunulmus.Guclu kolon kontrolu gibi, kesme guvenlik kontrolu gibi…

 

 

Ahmet CELIKKOLLU

Insaat Muhendisi

ESKISEHIR