Yüksek Sünek Sistemler ve Kapasite Kavramı

Depreme dayanıklı betonarme yapı tasarımında kesme kuvveti kapasite tasarımı metodu ile belirlenmektedir. Sadece depremden dolayı oluşan dış etkilere göre kesitler dizayn edilirse yüksek sünek bir sistemden bahsedilemez. Yüksek sünek tasarımda kırılmanın/hasarın sünek davranış olarak ortaya çıkması önemlidir. Yüksek sünek davranış her tesirde mümkün olmaz. Mesela normal kuvvet hasarında, kesme kuvvet hasarında sünek bir davranıştan söz edilemez.

Eğilme hasarlarında çekme hasarlarında sünek davranıştan söz edilebilir. Bu bağlamda yüksek sünek bir tasarım için elemanın/sistemin eğilme hasarına uğraması yani moment hasarına uğraması gerekir. Sistem/eleman eğer yüksek momentten dolayı bir hasara uğruyorsa her şey yolunda demektir ve yüksek sünek bir davranış biçiminden söz edilebilir. Sistemi/elemanı moment hasarına uğrayacak şekilde dizayn etmek hiç kolay değildir. Sistemin/elemanın eğilme(moment) hasarına uğraması için daha anlaşılır bir tabirle betonarmede düz çekme donatılarının akması için, donatı akana kadar elemanda/sistemde bir kesme kuvveti hasarının oluşmaması gerekir. Aksi takdirde kesit eğilme hasarına uğramadan gevrek bir davranış türü olan kesme hasarına uğrayacak ve ani göçmeler olabilecektir.

İşte bu safhada işin içine kapasite kavramı girer. Eğilme donatılarının akması için betonarme kesitteki çekme donatılarının maksimum kuvvete ulaşması (pekleşme dahil) gerekir. Eğilme momenti arttıkça kesitteki kesme kuvveti de artar (V=Msol+Msag)/L). Kesit bu kesme kuvvetine dayanabilir, kesmeden dolayı kesit kırılmaz ise iste o zaman süneklik devreye girer ve eğilme donatıları akar/akabilir.

Anlaşılacağı üzere yüksek sünek bir davranışta, gevrek kırılma türü olan kesme kırılmasına karşı önlem almak gerekir. Mantık olarak elemandaki/sistemdeki gevrek kırılma olasılıkları ortadan kalkarsa, eleman/sistem sünek davranışa yönelir. İşte bu yüzden elemanların tasarım kesme kuvvetleri kapasite tasarımı metodu ile belirlenir. Unutulmamalıdır ki suneklik kavramı sadece tasarım deprem kuvveti için geçerli olmayıp bundan daha önemlisi tasarım depreminden daha büyük deprem kuvveti içinde geçerlidir/önemlidir.

Ahmet ÇELİKKOLLU

İnşaat Mühendisi