Ülkemizde inşa edilen betonarme yapıların büyük çoğunluğunda bölme duvarları gevrek fabrika tuğlasından yapılmaktadır. Genellikle taşıyıcı sistem oluşturulduktan sonra örülen bu duvarların yatay ve düşey yükler etkisinde taşıyıcı olmadıkları varsayılmaktadır. Özellikle dış etkinin deprem olması durumunda, depremin başlangıcından sonra kendisini çevreleyen betonarme elemanlar kadar sünemediğinden duvarların kırılıp çerçeveden tamamen ayrıldığı gözlenmekte ve yürürlükteki deprem yönetmeliği de taşıyıcı sistemin bu doğrultuda yani bölme duvarsız çıplak bir sistem olarak boyutlandırılmasını istemektedir. Çevresindeki betonarme elemanlarla bağlantısına hiç özen gösterilmeyen duvarlar, çıkmaların ucuna yerleşmiş çevre duvarları olabilmekte, taşıyıcı sayılmadığından, değişen gereksinimleri karşılamak üzere kaldırılabilmekte ve bu tür makul görülen değişikliklerin çoğu bazen ticari önemi olan zemin katta toplanabilmektedir, Şekil 1.

Şekil 1

Taşıyıcı olmadıkları düşünülen bölme duvarlarının, alttan kirişe oturmaları ve bu birleşim yüzeyinin duvar öz ağırlığının yarattığı basınç gerilmelerinin etkisinde olması, kolonlara değen yan yüzeylerde harç bulunması, duvarın bazen üstteki kirişe kadar dolu olarak örülmesi ya da kirişin sehim yaparak zaman içinde duvara bir ölçüde oturması ve hepsinden önemlisi, duvarların çevrelerindeki betonarme elemanlarla birlikte sıvanıyor olması, duvarları yapısal davranış açısından çok önemli elemanlara dönüştürebilmektedir. Bu açıdan deprem sonrasında gözlenen yapı davranışları ve mevcut binalar üzerinde yapılan serbest titreşim ölçümleri ilginç bazı bulguları ortaya çıkartmıştır.

Fotoğraf 1, 2, 3, 4 de yer alan yapıların, birer katı taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan elemanlarla birlikte yok olacak düzeyde hasar görürken, diğer bölümlerinde taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan elemanlar depremi elastik bir davranış içinde kalarak hasarsız atlatmışlardır.

Bu göçme biçiminin çok çeşitli nedenleri olmakla beraber, açık olan husus göçen kat ile alt ve üstündeki katlar arasındaki dayanım farkıdır. Hasar görmüş katta yer alan duvar ve betonarme elemanların bütünleşik bir hareket yapamaması gözlenen bir gerçektir. Artık bilinmektedir ki, taşıyıcı sistemle bölme duvarları, depreme karşı birlikte davranabilirlerse ayrı ayrı sergileyebildikleri dayanımdan daha büyüğünü ortaya koyabilmektedirler, [1].

Fotoğraf 1	Fotoğraf 2
Fotoğraf 3	Fotoğraf 4

Birbirine benzer olarak inşa edilmiş ve üç farklı inşaat aşamasında bulunan, tipik kalıp planları Şekil 2 de, genel görünümleri de Fotoğraf 5 de yer alan binalar üzerinde serbest titreşim deneyleri yapılmış ve sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmıştır. Çıplak taşıyıcı sistem periyotlarıyla, bölme duvarları örülmüş ve sıvanmış olanlarınkiler arasında farklar vardır. Özen gösterilmeden oluşturulmuş olsalar da bölme duvarlarının neden oldukları kütle artışının periyodu uzatma etkisi yanında, yapı yatay rijitliğine olan katkıları nedeniyle ortaya çıkan periyot düşüşü daha etkin olabilmektedir. Şekil 3a, Şekil 3b de ilk üç moda karşı gelen periyot değerleri verilmiştir.

Fotoğraf 5	Şekil 2
Şekil 3a	Şekil 3b

Şekil 4 de bazı özellikleri verilen beş ayrı bina için, yönetmeliğin hesaba esas olarak öngördüğü çıplak taşıyıcıların birinci moda ait titreşim periyotları ile bölme duvarlı mevcut sistemlerinkiler Tablo 1 de karşılaştırılmaktadır, [2]. Bölme duvarlı sistemlerin periyotlarına iki ayrı ölçüm sistemi kullanılarak ulaşılmıştır. Tablo 1 den görülmektedir ki bölme duvarlı sistemlerin farklı aygıtlardan yararlanılarak ölçülen periyotları birbirine yakın çıkarken bu periyotlar ile deprem hesabına esas alınacak çıplak taşıyıcıların periyotları arasında önemli farklar olabilmektedir. Ancak periyotlara karşı gelen taban kesme kuvvetleri birbiriyle karşılaştırıldığında periyot farklarının sonuçlar üzerinde her zaman çok etkili olmadığı da görülmektedir, Tablo 2.

Şekil 4

Tablo 1

Öte yandan yurdumuzda kırsal kesimde üç-dört kata kadar gerçekleşebilen ve duvarların önce örülüp, betonu sonradan dökülen ve yönetmeliklerde öngörülen minimum değerlerden daha az donatısı bulunan düşey hatıl nitelikli kolonlarla ve üstlerindeki kirişlerle ya da yatay hatıllarla bütünleşmiş duvarları bulunan yapıların, depremde çok iyi davranış sergilediği görülmektedir, Fotoğraf 6 ve 7.

Fotoğraf 6	Fotoğraf 7

İki eksenli gerilme etkisindeki bazı duvarlar için ülkemizde yapılmış deneysel bir çalışmanın [3] sonuçlarını özetleyen Şekil 5 deki kayma gerilmesi - normal gerilme ilişkileri incelendiğinde, duvarların bir miktar basınç altında ihmal edilemeyecek düzeyde kayma dayanımına sahip oldukları görülmektedir.

Bu değerler, mevcut az katlı yapıların ortalama beton basınç dayanımları olan 100± 28 kg/cm² değerinden üretilen yaklaşık kayma dayanımı 11 kg/cm² ile karşılaştırıldığında ihmal edilemeyecek değerlerdir.

Şekil 5

• ‘Eurocode #8 Design Provisions for Earthquake Resistance of Structures Bölüm 1-4’ , Binaların onarım ve güçlendirilmesi bölümünde mevcut yapı periyodu olarak ölçümle bulunan değerlerin kullanılabileceği yani bölme duvarlarının yalnız kütleleriyle değil yatay rijitlikleriyle de gözönüne alınabileceği ifade edilmektedir, (Bakınız Bölüm 3.4.1(3)).

• Donatısız bölme duvarı inşaa etmeme eğilimi kuvvetlidir.

• Bölme duvarlı çerçeve tanımı yapılmakta ve bölme duvarları hesaplara katılmaktadır.

Unutulmaması gereken genel bir başka özellik de, mevcut betonarme yapılarımızda esnek olan çerçevelerin eğilme deformasyonları yaptığı sırada düğüm noktaları dönerken, bunların içinde yer alan bölme duvarlarının kayma tipi şekildeğiştirme yapacağı ve ileri şekildeğiştirme aşamalarında bu farklılığın daha da belirginleşeceğidir. Bunun sonucu olarak, yatay deprem etkisinde bölme duvarı ile çerçeve elemanlar arasında birbirlerine değen kesimler iki çapraz köşede sınırlı bölgede kalacak ve geri kalan kısımda çerçeve ile bölme duvarı birbirinden ayrılacaktır. Bu davranış şekli yaklaşık olarak sanal bir çift çapraz çubukla temsil edilebilmektedir.

Ülkemizde kullanılan bölme duvarlarını temsil etmek için kullanılabilecek bu sanal çubukların mekanik özellikleri neler olmalıdır? Bu konu yürütülen deneysel incelemenin amaçları arasında yer almaktadır, [4].

İTÜ İnşaat Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında 1994 yılından bu yana devam eden deneysel çalışmalardan biri de “Bölme Duvarlı Betonarme Düzlem Çerçeve Deneyleri” dir.

Yaklaşık ½ ölçeğiyle hazırlanan bir açıklıklı tek katlı çıplak çerçeve numunelerinde açıklık ve yükseklik sırasıyla 220 cm ve 152.5 cm olup genişlik/yükseklik oranı 1.44 e karşı gelmektedir. Dikdörtgen kesitli kolonların boyutları b / h = 20x25 cm dir. Tablalı olarak oluşturulan kirişin boyutları ise b / h / b_t = 20 / 32.5 / 82 cm dir, Fotoğraf 8. Donatı ayrıntıları Şekil 6 da topluca yer almaktadır.

Fotoğraf 8

Şekil 6	Şekil 7

Üretilen numunelerde BCI türü donatı ve BS16 kalitesinde beton kullanılmıştır. Bölme duvarlarının oluşturulmasında ise uygulamada yaygın olarak kullanılan boşluklu tuğlalar delikleri yatay gelecek biçimde yer almaktadır. Ortalama duvar kalınlığı 19 cm dir. Bu tür tuğlalarda deliklere dik doğrultudaki basınç dayanımı 20-40 kg/cm² düzeyindedir.

Hasarlı betonarme çerçevelerin güçlendirilmesi amacıyla, bazı numunelerde, basınç dayanımı 450-500 kg/cm² düzeyinde olan yüksek dayanımlı tuğlalar da kullanılmıştır.

Bölme duvarlarının derz ve sıvalarında kum-çimento-kireç harcı kullanılmış olup, ortalama basınç dayanımı 90 kg/cm² düzeyinde gerçekleşmiştir.

Laboratuvar döşemesine, öngerme verilmiş çubuklarla bağlanan rijit bir radye temel üzerine inşa edilmiş olan numunelere yeterli sayıda ve yeterli duyarlıkta yerdeğiştirme ölçer bağlanmış, göreli hareketlerin hepsi kontrol edilmiş ve tüm deneylerde benzer bir yerdeğiştirme dizini uygulanmıştır. Bu yerdeğiştirme dizini, küçük göreli yerdeğiştirmelerden başlayıp artmakta ve her düzeyde her iki yönde üçer kez uygulanmaktadır, [1].

1. Şekil 8 de verilen çıplak çerçeve sonuçları, bunun içine sonradan örülen bölme duvarının sistem davranışına olan etkisini sergileyen, Şekil 9a ve Şekil 9b, sonuçlar ile karşılaştırılmaktadır, (Bkz. Şekil 12).
   
   

   Şekil 8

Şekil 9a	Şekil 9b

2. Duvar örüldükten sonra betonu dökülen, betonarme çerçeveyle duvar arasında beton kayma kamalarının doğal olarak oluştuğu bütünleşik bölme duvarının, Fotoğraf 9, sistem davranışa etkisi incelenmekte, Şekil 10, sonuçlar çıplak çerçeve sonuçları ile karşılaştırılmaktadır, (Bkz. Şekil 12).
   
   

Fotoğraf 9

 




Şekil 10

3. Yatay yükler etkisinde, bölme duvarları hasar görmüş çerçevelerde dört farklı güçlendirme yönteminin etkisi incelenmektedir. Bunlar,

    

1. Hasarlı duvarın her iki yüzüne, donatı ağı yerleştirip püskürtme beton atılarak ya da eşdeğer bir işlemle örneğin sıvanarak kalıpsız, çevre elemanlara bağlı, ince betonarme perdeler oluşturulması, Fotoğraf 10, Şekil 11.

Şekil 11	Fotoğraf 10

2. Hasarlı betonarme çerçevelerde, dört kenara kayma kamaları ekildikten sonra çerçeve içine yüksek veya normal dayanımlı tuğla duvar örülmesi, duvarla betonarme elemanlar arasının betonla doldurulnası, Fotoğraf 11, (Bkz. Şekil 13).

3. Hasarlı duvarın her iki yüzüne çevre elemanlara dokunmadan, karbon lifli şeritlerin yapıştırılması, Fotoğraf 12, (Bkz. Şekil 14).
   
   

Fotoğraf 11	Fotoğraf 12

Hasarlı betonarme çerçeveler içine çeşitli detaylarla fabrika örümü kayma bağlantılı donatı ağı yerleştirilip, püskürtme betonla kaplanması, Fotoğraf 13, (Bkz. Şekil 15), [5].

Fotoğraf 13

Bazı ayrıntıları yukarıda özetlenmiş bulunan bir dizi deneyin sonuçlarını bir araya getirmek üzere Şekil 12, Şekil 13 ve Şekil 14 de verilen diyagramlar oluşturulmuştur.

Şekil 12 de verilen yatay yük - tepe yerdeğiştirmesi çevrimlerinin zarfları karşılaştırıldığında ortaya çıkan sonuçlar şunlardır;

Şekil 12

• Çıplak çerçevenin başlangıç rijitliği ve en büyük yatay yük taşıma kapasitesi, içine duvar örülmüş numunenin karşılık olan değerlerinden önemli ölçüde küçüktür.
  
• Bölme duvarı, çevresindeki betonarme elemanlarla bütünleşmiş numunede başlangıç rijitliği ve dayanım, bütünleşik olmayan numunelere ait karşılık gelen değerlerden çok büyüktür.
• Hasar görmüş bütünleşik bölme duvarının iki yüzünde oluşturulan ince betonarme perdeli numunenin sonuçları da rijitlik ve dayanım bakımından önceki numunelerin üstünde kalmakta ve daha büyük deplasman seviyelerinde önemli dayanım düşüşleriyle karşılaşılmamaktadır. Deney düzeneği sınırları dolayısıyla, bu deneyde ± 25 tonluk yük düzeyine kadar gerçekleştirilen iki yönlü yüklemenin ardından tek yönlü itme yapılmıştır.
• Duvar yüzeyinde yer alan hasır donatının duvarda dağılmayı tümüyle önlemiş olması ve göçmenin tabanda büyük bir kesit oluşturan ve iki kolondaki donatılar ile temele bağlanmış hasır donatının akmasıyla ortaya çıktığı gözlenmiştir

Şekil 13 de bir araya getirilen sonuçlar, onarılmamış hasarlı betonarme çerçevenin içine örülmüş ve onunla bütünleştirilmeğe çalışılmış üç ayrı duvarın sistem davranışına katkısını sergilemektedir. Sonuçlar çıplak çerçevenin yük-yerdeğiştirme bağıntısıyla karşılaştırıldığında;

Şekil 13

• Her üç duvarın da önemli rijitlik ve dayanım artışı sağladığı, yeter süneklik sergileyebildikleri görülmektedir.
• Tuğla basınç dayanım farklarının bu deneylerdeki sonuçlar üzerinde fazla etkili olamadıkları, duvar dayanımında harcın çekme dayanımının önemli rol oynadığı görülmektedir. Duvarda kırılmanın bazen tuğlayı da kesen köşegen doğrultusundaki birbirine paralel çatlaklarla ortaya çıktığı gözlenmiştir.
• Boşluklu, gevrek düşük basınç dayanımlı bölme duvarı tuğlası ile yapılan benzer deneyde ilk diyagonal çatlakların ortaya çıkmasından sonra deney durdurulmuş (Bkz. Şekil 13) ve bu hasarlı numunenin her iki yüzüne çapraz doğrultularda karbon elyafı yapıştırıldıktan sonra deney yinelenmiştir. Ulaşılan yatay yük - tepe yerdeğiştirmesi eğrileri Şekil 14 de diğer iki eğri grubuyla karşılaştırılmıştır. Bu eğrilerden çerçeveye çeşitli yükleme ve boşaltmalar uygulandığı görülmektedir. Karbon liflerinin duvar gövdesindeki eğik çekmeyi almasından sonra hasar görmüş bölme duvarı kendini toparlayarak hem rijitlik hem çok daha yüksek yatay yük dayanımlarına ulaşmıştır. Tek yönlü olarak yapılan bu yükleme, numunenin yönü 180° döndürülüp yinelenmiş ve mevcut çatlaklar kapanarak benzer sonuçlara ulaşılmıştır.

Şekil 14

Şekil 15

Şekil 12, 13, 14 ve 15 de karşılaştırılan diyagramlar, hangi tür olursa olsun bölme duvarlı çerçevelerin çıplak çerçeveden en az iki kat daha fazla yatay yük taşıyabildiğini göstermektedir.

Bir örnek olmak üzere, alt sınırlar kullanılarak, bu miktar kabaca 15 ton olarak kabul edilirse, ½ ölçek farkı ile uygulamadaki benzer çerçeveli bir duvarın 30 ton kesme kuvveti taşıyabileceği düşünülebilir. Birbirine benzer böyle iki duvarın taşıyacağı toplam kesme kuvveti 60 ton; 600 ton ağırlığındaki bir yapının 0.10, 300 ton ağırlığındaki bir yapının ise 0.20 düzeyindeki deprem yüklemesine karşılık gelmektedir. Her katı 100 m² olan 6 veya 3 katlı bir binaya karşı gelen bu örneklerin, özen gösterilmeden ve perde kullanılmadan inşa edilmiş pek çok konut ya da işyeri tipine karşı gelebileceği görülmektedir. Başka bir deyişle, küçük binalarda her iki doğrultuda, bina büyüklüğüne ve bölgenin depremselliğine göre az sayıdaki duvarın,

• Tüm katlarda üst üste gelecek biçimde,
• Mevcut burulmayı azaltacak konumda olmak üzere seçilmesi ve taşıyıcıya dönüştürülmesi, ve buna uygun bir temel yapılması [6], binanın deprem güvenliğini önemli ölçüde arttırabilecektir.

1. Depremin başlangıcında yapılar, hesaba esas alınan deprem yüklerinden daha büyüğünün etkisinde kalmaktadır. Sağlam zeminlere oturan yapılar için bu olasılık yumuşak zeminlerde oturan yapılardakinden daha yüksektir.
2. Bölme duvarlarını göz önüne almaksızın yapı davranışını gerçeğe yakın olarak kestirmek mümkün değildir.
3. Bölme duvarları güçlendirme amacıyla kullanılabilir. Özelliklerini iyileştirme yönündeki çalışmalar sürdürülmektedir.
4. Yukarıda özetlenen deneysel çalışmaların sonuçları ümit verici olmakla birlikte henüz uygulamada kullanılacak aşamaya gelinmemiştir. Bu konuda, ülkemizdeki malzeme özellikleri gözönünde tutularak üretilecek daha çok bilgiye gereksinim vardır. Deneysel ve kuramsal yeni çalışmaları gerektiren bu yöndeki araştırma girişimleri yönlendirici ve yönetici konumdaki ilgili kurumlarca öncelikle desteklenmelidir. Bu yolla yapılacak güçlendirme ile toptan göçmeyi kolayca engellemek mümkün olduğu gibi o düzeyin üzerindeki güçlendirmeler içinde çok büyük maliyet düşüşleri sağlayacak nitelikler bulundurmaktadır.