 |
KENAR KOLONLARI
KISA KONSOLLARA OTURAN YAPILARDA DEPREM ETKİSİNDE ORTAYA ÇIKAN
SORUNLAR ve ÇÖZÜM ÖNERİLERİ
Doç. Dr. Kadir
GÜLER
İstanbul Teknik
Üniversitesi |
1.
ÖZET
Bu çalışmada taşıyıcı
sistemi, kenar kolon eksenlerinin zemin kattan itibaren kaydırılarak kısa
konsollara oturtularak düşeyde düzensiz yapılan binalar incelenmiştir.
Yürürlükte bulunan 1998 Deprem Yönetmeliği'nin [1] yapımına izin
vermediği, ancak mevcut olan bu tür yapıların, projelendirilmesinde göz
ardı edilen hususlar üzerinde
durulmuş, bazı ülkelerin yönetmelik kayıtlarına değinilmiş, depremler
sonrası oluşan hasarlar ile bu tür sistemlerin onarım ve güçlendirilerek
iyileştirilmelerine ilişkin çözümler üzerinde durulmuştur.
2. GİRİŞ
Yaklaşık iki yıl önce
yaşadığımız 17 Ağustos 1997 Kocaeli Depremi ve 12 Kasım 1999 Düzce
Depremleri, ülkemizde ağır bir can ve mal kaybına neden olmuştur.
Dolayısıyla, yapıların depreme dayanıklı tasarımı, inşa şekli ve yapı
denetimi gibi konular, her deprem sonrasında olduğu gibi, tekrar güncel hale gelmiştir. Geniş bir
alanda hissedilen ve çok sayıda yapının az, orta ve ağır hasar düzeyinde
etkilendiği bu depremler sonrasında, yaygın olarak onarım ve güçlendirme
çalışmaları yapılmış, bu çalışmalar halen de devam etmektedir. Ülke kaynaklarının yanlış kullanılması sonucu
karşılaştığımız can kayıpları ve maddi kayıpların en aza indirilmesi için,
iki yıl önce yaşadığımız yıkıcı depremlerden alınan dersler, umulur ki bu
konularda gereken adımların atılmasına neden olur.
Depreme dayanıklı yapı
tasarımının iki temel ilkesi; uygun mimari tasarım ve taşıyıcı sistem
seçilmesi ile yeterli dayanım ve sünekliğin sağlanması olarak ifade
edilebilir. Depreme dayanıklı tasarımda, düzenli taşıyıcı sistem
oluşturularak düşey yükler ve deprem
etkisinin yapıda oluşturduğu yatay yükün, sürekli bir taşıyıcı sistem ile
temellere aktarılması birinci temel ilke olarak tanımlanabilir. Düzenli
taşıyıcı sistem seçilmesi, öncelikle mimari tasarımla da ilgili olan bir
husustur. Dolayısıyla mimari planların, olabildiğince planda ve düşeyde karmaşık
olmayan basit, simetrik ve sürekli taşıyıcı sistem teşkiline uygun, mimar
ve yapı mühendisinin ortak çalışması ile gerçekleştirilmesi gerekmektedir.
Yapıların simetrik ve düzenli taşıyıcı sisteme sahip olması, depreme dayanıklı tasarımda önemli bir etkendir.
Yapıların planda ve yüksekliği boyunca ani kütle ve rijitlik değişimi
göstermesi de istenilen bir husus değildir. Bu tür yapılar taşıyıcı sistem
yönünden düzensiz olarak tanımlanmış ve yönetmeliklerde bu konularda kısıtlamalar yapılmış, caydırıcı hükümler
konulmuştur. Çünkü bu tür yapılar, statik ve dinamik çözümlemeleri çok iyi
yapılmış ve donatı detayları uygun düzenlenmiş de olsa, depremlerden
olumsuz etkilenmektedirler.
1998 yılında yürürlüğe giren
Deprem Yönetmeliği, deprem mühendisliği alanında; 1975 Deprem
Yönetmeliği'ne göre yapısal düzensizlikler, süneklik ve taşıyıcı sistem
davranış katsayısı, elastik tasarım ivme spektrumu, mod birleştirme
yöntemi, zaman tanım alanında hesap, ikinci mertebe etkilerin göz önüne alınması ve yer değiştirmeler için
gerçekçi sınırlamalar getirmesi gibi pek çok yeni kavram ve yaklaşımları
içermektedir. Ayrıca taşıyıcı sistem elemanlarında donatı düzenleri
konusunda açıklamalara da yer verilmiştir.
Taşıyıcı sistem düzensizliği
ile ilgili olarak, bina yüksekliği boyunca ani rijitlik ve kütle
değişimini ele alan çok sayıda çalışma mevcuttur. Bu çalışmalarda, düzenli
taşıyıcı sistem durumunda doğrusal davranışı esas alan modellerin uygun
olduğu, düzensiz yapı durumunda alışılagelen doğrusal davranış
modellerinin uygun olmayabileceği belirtilmiştir. Örnek olarak çözümü
yapılan yapılarda, hesap yöntemi olarak; doğrusal ve doğrusal olmayan
statik çözümleme, doğrusal olmayan dinamik çözümleme ve doğrusal spektral
modal çözümleme yöntemleri
kullanılmıştır [2]. Yapısal süreksizliğin etkilerini belirlemede, doğrusal
olmayan statik ve dinamik çözümlemenin kullanılabileceği, ancak en büyük
yerdeğiştirmenin elde edilmesi dışında, dinamik yöntemlerin statik
yöntemlere göre bir üstünlüğünün
bulunmadığı ifade edilmiştir. Eşdeğer statik yöntem ve doğrusal olmayan
dinamik çözümleme yöntemleri kullanılarak çok sayıda binanın incelendiği
çalışmada [3,4], düşeyde %80 rijitlik değişimi durumunda 16 kata kadar
olan yapılar için statik yöntem sonuçlarının emniyetli olduğu, yönetmeliklerde verilen
kısıtlamaların çok sınırlayıcı bulunduğu, ayrıca elastik ötesi davranış
için, statik çözüm yönteminin uygun olmayabileceği belirtilmiştir. Perde
yüksekliğinde yapılan değişikliklerle düşeyde rijitlik değişiminin oluşturulduğu perde-çerçeve sistemlerde,
doğrusal olmayan çözüm yöntemi kullanılması durumunda, perde ve
çerçevelerdeki düzensizliğe bağlı olarak, sünekliğin önemli oranda
değiştiği ifade edilmiştir [5]. Bina yüksekliği boyunca perdelerin farklı
yüksekliklerde oluşturulmasının,
binanın dinamik davranışına etkisi doğrusal olmayan çözümleme yöntemiyle
incelenmiştir [6]. Böyle bir yapıda moment, kesme kuvveti ve
yerdeğiştirmelerin değişiminin düzenli binalardaki gibi ortaya çıktığı,
düzensizlik bölgelerinde kesme kuvveti
ve momentlerin büyük değişim gösterdiği, düzensizlik bölgesinde özellikle
momentlerin ani değişim gösterdiği belirtilmiştir.
Bu sempozyum çerçevesinde,
bazı yönetmeliklerde yapı taşıyıcı sisteminin düşeyde düzensiz olması
durumuna ilişkin kayıtlara değinilmiş, zemin kattan itibaren kenar
kolonları kısa konsollara oturtularak düşeyde düzensiz taşıyıcı sistemli
binalar için yapılan iki çalışmaya [7,8] kısaca değinilmiş, projelendirme
aşamasında önemli olan bazı hususlar ile depremlerden sonra gözlenen hasarlar ve bu
hasarlı binaların güçlendirilmesi konusu
tartışılmıştır.
3. YÖNETMELİKLERDE TAŞIYICI SİSTEM DÜZENSİZLİĞİ
Konuya deprem yönetmelikleri açısından bakıldığında,
düşeyde taşıyıcı sistem düzensizliği hakkında genel olarak düzensiz
taşıyıcı sistemlerden kaçınılması gerektiği belirtilmekte, bu konuda
caydırıcı kısıtlamalar getirildiği görülmektedir. Bazı ülke
yönetmeliklerinde [9], düşeyde düzensiz binalar için verilen kısıtlar
aşağıda kısaca özetlenmiştir:
Kanada yönetmeliği,
binaların kolon ve perdelerinde düşeyde süreksizlik olması durumunda,
süreksizlik olan kısımda göçme meydana gelmeyecek şekilde düzenleme
taşıyıcı sistem düzenlemesi yapılması gerektiğini belirtmektedir. Alman
yönetmeliği, yatay ve düşey ivme bileşenlerinin yapıya birlikte etkidiğinin
varsayılmasını, en büyük düşey ivmenin, yatay ivmenin yarısı kadar
alınabileceğini öngörmektedir. Meksika yönetmeliği, periyodu 0.4 s ve daha
büyük olan modların göz önüne alınmasının uygun olduğunu
belirtmektedir. Amerikan yönetmeliği
(UBC), her bir asal eksen yönünde kütle katılım oranı en az %90 olacak
şekilde gereken sayıda modun göz önüne alınmasını, eşdeğer deprem yükü
yönteminin, beş kat ve yüksekliği 64 ft (~19.50m) den az olan binalar için
kullanılabileceğini, düşey deprem ivmesinin yatay bileşenin 2/3 ü olarak
alınabileceğini belirtmektedir. Venezuella yönetmeliği, her bir kat için
iki eğilme ve bir burulma olmak üzere toplam üç mod için hesap yapılmasını
öngörmektedir. Peru Yönetmeliği, düzensiz yapılarda binalarda düşey deprem kuvvetinin, deprem
bölgesine bağlı olarak konsol ağırlığının 0.20 ile 0.30 katı kadar kabul
edilmesini ve düşey deprem kuvvetinin bir yöndeki yatay deprem kuvveti ile
birlikte ele alınmasını öngörmektedir. Yeni Zelanda ve Endonezya
yönetmelikleri, üç boyutlu çözümü, Hindistan
yönetmeliği modal çözümleme yapılmasını, Çin yönetmeliği yatay deprem
etkisinin 2/3 ünün düşey deprem olarak alınmasını şart koşmaktadır. Mısır
yönetmeliği, 5 kattan fazla düzensiz binaların burulma
titreşimlerine göre de üç boyutlu
çözümlemesini, İran yönetmeliği ise, düzensiz binanın 18 metre yükseklik
ve 5 katı aşmaması durumunda eşdeğer deprem yükü yöntemini uygun görürken,
yapının planda düzgün, düşeyde düzensiz olması durumunda özellikle dinamik
hesap yapılması gerektiğini ifade
etmektedir. Eski Yugoslavya yönetmeliği, deprem katsayısı
parametrelerinden süneklik katsayısını 1.0 den 2.0 ye çıkarmaktadır.
Eurocode 8 [10], düzensiz binaların dinamik çözümlemesinde kullanılacak
mod sayısının, k³ 3 Ö n olarak alınması
öngörmektedir. Burada k ve n sırasıyla, mod sayısı ve yapının kat
adedidir.
Yürürlükte bulunan 1998 Deprem Yönetmeliği, kısa konsol
ucuna kolon oturtulması ile oluşan türden düzensizliğe izin vermemektedir.
Ancak, yürürlükte bulunan yönetmeliğin 1996 taslağında, bu tür yapıların
25.0 m den yüksek olamayacağı, kısa konsol ve ona birleşen diğer
elemanlarda, boyutlamaya esas olacak etkilerin %50 arttırılması
öngörülmüştü.
- KONSOLLU YAPI UYGULAMASI
Yürürlükte bulunan İmar
Yönetmelikleri'nde, bina taban alanlarındaki kısıtlar nedeniyle, zemin
katlarda oturma alanları oldukça sınırlanmaktadır. Bu durum, çoğunlukla
normal katlarda 1.50 m ye varan çıkmalarla kullanım alanlarının
arttırılmasına neden olmaktadır. Buna göre ya zemin kat tavanından
itibaren cephelerde konsol kirişler ve
uçlarında alın kirişleri teşkil edilerek, ya da kenar kolonlar kısa konsol
ucuna oturtularak normal katlarda bu kolonların dış cephe duvarları
içersinde kalması yoluyla kullanım alanının arttırılması yoluna
gidilmektedir. Her iki durumda da
kenar akslar boyunca düzenli çerçeve oluşturulamamakta, ikinci durumda
ayrıca taşıyıcı sistemin düşeyde sürekliliği bozulmuş olmakta, kenar
kolonlarda eksenel yükün zemin kat kolonlarına dolaylı olarak aktarılması
söz konusu olmaktadır. Bu duruma örnek
bazı binalar Şekil 1-4 de verilmiştir. Kenarda bulunan kolonların bina
çevresince çerçeve teşkili önlenmektedir. Bu nedenle planda ve düşeyde
düzensiz taşıyıcı sistem teşkilinden kaçınılması, yapı davranışının basit,
anlaşılabilir ve beklenen türden
olması bakımından çok önemlidir. Betonarme yapılarda donatıların doğrusal
olmayan davranış göstererek enerji yutabilmeleri için betonun belirli bir
basınç dayanımını sağlayacak mukavemette olması zorunludur. Betonarme
elemanlarda sünekliğin sağlanması,
donatıların uygun detaylarının hazırlanması ile sağlanabilir. Doğrusal
davranış yaklaşımıyla hesaplanan deprem yükleri, yapılan süneklik düzeyi
tercihine göre farklı oranlarda azaltılmaktadır. Bu azaltma, betonarme
elemanların uygun şekilde donatılmasını gerektirmektedir. Çünkü taşıyıcı sistem
seçimi ve sünekliği arttırıcı düzenlemeler yapı mühendisinin deneyimine ve
depreme dayanıklı yapı tasarım seviyesine bağlıdır. Rölatif kat
ötelemelerinin sınırlandırılması için, taşıyıcı sistemin yeterli
rijitliğe sahip olması da bir diğer
gerekliliktir.
Şekil 1,2,3,4 Kısa
konsol ucuna kolon uygulamasına sahip bazı binalar |
|
|

|
|
| Şekil 1 |
Şekil
3 |
| |
|
|
|
|
Şekil 2 |
| |
|
|
|
Şekil 4 |
5. ÖRNEK BİNA İÇİN YAPILAN SAYISAL ÇÖZÜMLEME
İncelemeye konu olan türden
taşıyıcı sisteme sahip beş katlı bir binanın zemin kat kalıp planı ve bir
boy kesiti Şekil 5 de verilmiştir. Plan ve kesitten de görüldüğü gibi,
bina zemin katından itibaren dört kenarından yapılan (a=1.20 m) çıkma ile
normal katlarda kullanım alanı arttırılmıştır. Ancak, zemin kat köşe ve
kenar kolonlarının eksenleri kaydırılarak, birinci normal katta kısa
konsol ucuna oturtulmuş ve bina taşıyıcı sistemi bakımından düşeyde düzensiz duruma
getirilmiştir. Binada döşeme kalınlığı 0.12 m, kat yükseklikleri 3.00 m,
kısa konsolların genişliği 0.40 m, yüksekliği uçta 0.40 m, kolona
birleştiği kesitte ise 1.50 m varsayılmıştır. Çerçeve kirişleri
25/60 cm/cm, alın kirişleri 25/40
cm/cm boyutludur. Köşe ve iç kolonlar 45 cm x 45 cm, kenar kolonlar 55 cm
x 45 cm, kısa konsol ucuna oturtulan kolonlar ise 45 cm x 35 cm
boyutludur.
|
|
|
Şekil 5a Zemin kat tavanı planı |
| |
|
|
|
Şekil 5b Zemin kat tavanı
kesiti |
Binanın doğrusal davrandığı
varsayımıyla, üç boyutlu çubuk sistem + kabuk eleman modeli ve kütlelerin
düğüm noktalarında toplandığı kabulü ile yapılan sayısal çözümlerinde [8],
SAP 90 paket programı kullanılmıştır Düşey yükler altında yapılan statik
çözüm yanında, yatay yükler için eşdeğer deprem yükü yöntemi ve 1992
Erzincan Depremi kayıtları
kullanılarak zaman tanım alanında çözüm yapılmıştır. Sönümün %5 olarak
alındığı dinamik çözümlerde, ilk 10 titreşim modu göz önünde tutulmuştur.
Deprem kayıtlarının yapıya etki ettirilmesinde, yönetmeliklerde de
değinildiği gibi, düşey bileşen de göz
önüne alınmıştır. Yatay ve düşey bileşenlerin birlikte etkimesi durumunda,
aşağıda (1) ile verilen Eurocode 8 kombinasyonları [10]
kullanılmıştır:
Ex+0.30Ey
0.30Ex+Ey
0.30Ex+0.30Ey +Ez
Ex+0.30Ey+0.30Ez
0.30Ex+Ey+0.30Ez (1)
burada Ex, Ey ve Ez sırasıyla depremin x, y ve z (düşey)
doğrultusundaki bileşenlerini göstermektedir. Düşey titreşimlerin ileri
modlarda, örneğin burada 8. ve 10. modlar ortaya çıktığı belirlenmiştir.
Dolayısıyla düşey titreşimlerin etkisini görebilmek için ileri modların
hesaba katılması gerekmektedir. Statik ve dinamik çözümleme için elde
edilen sonuçlar tablolarda verilmiştir. Burada bu sonuçlardan sadece,
kolonların tabanda ankastre olması durumu için, farklı yüklemelerden elde
edilen taban kesme kuvvetleri Tablo 1
de verilmiştir. Tabloda Vx, Vy ve Vz sırasıyla x, y ve z (düşey)
doğrultusundaki taban kesme kuvvetlerini göstermektedir. Tablo 1 de
verilen değerlerden, düşey deprem etkisinde oluşan taban kesme kuvvetleri,
gerek uygulanan deprem kaydı, gerekse
incelenen binanın özelliklerine bağlı olarak, sadece yatay bileşenlerin
göz önüne alınmasına göre olumsuz sonuç vermemektedir. Ancak, elemanlarda
oluşan iç kuvvetlere bakıldığında, düşey deprem durumunda bazı elemanlarda
daha büyük iç kuvvetler ortaya
çıkmıştır. 1996 tarihli taslak deprem yönetmeliğinde, kısa konsol ve ona
birleşen elemanlarda iç kuvvetlerin %50 arttırılması öngörüldüğü
belirtilmişti. Buna göre en elverişsiz iç kuvvetleri, taslak yönetmeliğin
vereceği Tablo 1 den kolayca görülebilir. Bu tür sistemlerin inşası, 1998 Deprem Yönetmeliği
tarafından yasaklanmış olduğundan, konu hakkında daha fazla tartışmanın
yersiz olduğu ortadadır.
Tablo 1. Taban kesme
kuvvetinin yatay yüklere göre değişimi
|
Dış Etki |
Vx (kN) |
Vy (kN) |
Vz (kN) |
|
Ex+0.30Ey |
1704 |
346 |
- |
|
0.3Ex+Ey |
512 |
1148 |
- |
|
Ex+0.30Ey+0.30Ez |
1704 |
345 |
227 |
|
0.30Ex+Ey+0.30Ez |
511 |
1148 |
227 |
|
0.30Ex+0.30Ey+Ez |
512 |
345 |
227 |
|
Eşdeğer Deprem Yükü |
1350 |
1350 |
- |
6. HASARLAR
NEDENLERİ
Bu tür yapılarda, özellikle
köşe kolonlarda olmak üzere, zemin kat kolonları, kısa konsolun kolona
birleştiği nokta ile kolon alt ucu arasında hasarlar oluşmuştur.
Hasarların nedenlerine değinmeden önce, tasarım aşamasında yapılan
hatalara kısaca değinilecektir. Bina türü yapılar için hazırlanan
yazılımların, gerek taşıyıcı sistemin
uygun olarak modellenmesi, gerekse uygun donatı detaylarını içermesi gibi
yeterli kalite güvenliğine sahip olması, ayrıca kullanıcının bilgisayar
sonuçlarını yorumlayabilmesi gerekir. Dolayısıyla, programların kullanma
kılavuzlarının daha açık olması ve
yapı mühendisinin yeterli teorik bilgisinin olması gerektiği sonucunu
gündeme getirmektedir. Eksenleri kaydırılmış kolonların altına gelecek
şekilde yapılan kısa konsol teşkili durumunda, bu kısa konsolun bitişik
olan iç ve kenar kirişlerde de devam ettirilmesi gerekir. Bunun yerine, özellikle
asmolen döşeme durumunda yassı kirişler nedeniyle geometrik süreksizlik
meydana gelmekte, adı geçen kısa konsola birleştiği düğüm noktasında
önemli rijitlik değişimi söz konusu olmaktadır. Bilgisayarın gördüğü
genişlik ile gerçek mesnet genişliği
farklı olmaktadır (Şekil 6).
|
|
|
Şekil 6.a), b) Planda kısa konsol ve geniş iç
kirişin ortada ve kenarda birleşimi (b1; bilgisayarın gördüğü
genişlik, b2; gerçekte mesnet genişliği), c) Kısa konsol iç kiriş
düğüm noktasında donatıların süreksizliği
|
Bu durumda birleşim
noktasındaki düzensizlik nedeniyle kesit etkileri hesaplananın üzerinde
büyük değerlere çıkacaktır. Geometrik süreksizlik nedeniyle düğüm
noktasında iç kuvvetler dengelenemeyecek ve donatı düzeni uygun olmayacaktır.
(Şekil7).
|
|
|
Şekil 7. a) Kesitte kısa konsol ve iç kiriş
birleşimi, b) Kısa konsol ve iç kirişinin birleştiği düğüm
noktasında iç kuvvetler (C; basınç ve Z; çekme), c) Düğüm
noktasında dengenin sağlanması için guse yapılması
|
Dolayısıyla bu tür
sistemlerde bilgisayar ile yapılan dinamik hesaplar, genellikle taşıyıcı
sistemin bütün ayrıntılarını göz önüne alamadığından yeterli değildir.
Dolayısıyla, donatı düzeni ve düğüm noktasında iç kuvvetlerin dengelenebilmesi hususu, en
az taşıyıcı sistem için yapılacak olan statik ve dinamik çözümleme kadar
önemlidir.
Kısa konsol üzerinde kolon
oturtulması nedeniyle taşıyıcı sistemi düşeyde düzensiz duruma getirilen
yapıların köşe ve kenar kolonlarında gözlenen hasarlar, çoğunlukla kesme
kuvveti ve burulma momenti nedeniyle oluşan X ve diyagonal çatlaklar
şeklinde ortaya çıkmıştır (Şekil 8, 9).
|
|
 |
|
Şekil 8. Kısa konsollu köşe kolonda hasar
durumu |
| |
 |
 |
|
Şekil 9 Kısa konsollu köşe kolonda hasar
durumu ve yapılan geçici
güçlendirme |
Bazı kolonlarda,
eğilme nedeniyle yatay çatlakların oluştuğu da gözlenmiştir. Bu kolon
hasarlarında, taşıyıcı sistem
elemanlarının dağılımının burulma oluşturacak türden olması ve yetersiz
kat rijitliği gibi nedenlerin de etkin olduğu ifade edilebilir. Kısa
konsollarda kayda değer yapısal hasar görülmemiştir. Ancak, yukarıda da
belirtildiği gibi, kısa konsolun alt
ucunun kolona birleştiği nokta ile kolon alt ucu arasında hasarlar yaygın
olarak ortaya çıkmıştır. Bu bölgede etriye sıklaştırılması bulunmaması ve
etriyelerin sargı etkisi gösterememesi (etriye uçlarının
1350 yerine 900 olarak bükülmesi ve etriye uçlarının açılması), ve beton
dayanımlarının da düşük olması nedeniyle adı geçen bölgede betonlarda
dağılmalar (ağır kolon hasarı) meydana gelmiştir. Burulma etkisindeki
betonarme kesitlerde çatlak oluşması sonrasında burulma rijitliğinde
önemli azalmalar meydana geldiği
düşünüldüğünde adı geçen kolon hasarları daha iyi anlaşılabilir.
Dolayısıyla bu tür ağır hasarlı kolonlar, tüm taşıyıcı sistemi olumsuz
etkilemiş, yapının ağır hasar düzeyine ulaşmasına neden olabilmiştir.
Konsol kirişler ile yapılan
çıkma durumunda, alın kirişlerine oturan duvarlar ile alın kirişleri
arasında yatay ayrılma çatlakları ve dış duvarlarda bazı eğik duvar
çatlakları gözlenmiştir. Konsol boyuna bağlı olarak bu ayrılmaların önemli
boyutlara ulaştığı görülmüştür. Kenar
eksenlerde kolonları birbirine bağlayan kirişlerin teşkil edilmemesi
nedeniyle alışılagelen türden çerçeveler oluşturulmamıştır. Bu durumun,
yapının deprem performansını olumsuz etkilediği belirtilebilir. Konsol
kiriş ve kısa konsol ucuna kolon uygulamasının birlikte kullanıldığı binalarda da önemli
hasarlar meydana gelmiştir (Şekil 10).
|
|
Şekil
10. Kısa konsol ucunda kolon uygulaması ve konsol kirişleri
olan bir yapının deprem sonrası hasar
durumu |
7. GÜÇLENDİRME ÖNERİLERİ
Yürürlükte bulunan Deprem
Yönetmeliği kolon eksenlerinin kaydırılarak kısa konsollara oturtulması
uygulamasına izin vermemektedir. Ancak, ülkemizde özellikle İstanbul’da
inşa edilmiş ve bu tür uygulamaya sahip çok sayıda yapı mevcuttur. Bu tür
uygulamaya sahip hasarlı yapıların onarım ve güçlendirilmesi söz
konusudur. Bu binalarda bu düzensizliğin giderilmesi için farklı çözümler
ileri sürülebilir. En köklü çözümün,
kısa konsol boyunca temele kadar devam ettirilecek betonarme perde
düzenlenmesi (Şekil 11. a) ve dolayısıyla düşey yüklerin doğrudan temele
aktarılması olduğu belirtilebilir. Bir diğer yol ise, konsol ucundaki
kolonun altına, temele kadar devam
edecek yeni bir kolonun (bodrum kat varsa bodrumda perde olarak) inşası
(Şekil 11 b.) ve hasarlı köşe ya da kenar kolonun gerekliyse mantolanması
ya da onarılması şeklinde olabilir. Bu işlemler yapılırken, mevcut tüm
taşıyıcı sisteminin ele alınması, kısa
konsol altına perde yapılması nedeniyle zemin kat ve 1. normal kat
arasında önemli rijitlik değişimi oluşmaması bakımında üst katlarda de
devam eden başka perdeler ilavesi, gerekliyse bazı kolonlar
mantolanmalıdır.
|
|
|
Şekil 11 a) Kısa konsolun altında perde
yapılması , b) Kısa konsol alt ucuna kolon
teşkili |
Gerek konsol altına perde
ilavesi gerekse kolon ilavesi durumunda, yapılacak düzenlemeye bağlı
olarak, zemin kat kullanım alanının artması dolayısıyla, imar
yönetmeliklerinin izin vermediği kullanım alanları kazanılmış
olabilecektir. Ancak, bu tür taşıyıcı sisteme sahip hasarsız yapıların, ya da hasarlı yapıların onarım ve
güçlendirilerek deprem güvenlik düzeyinin 1998 Deprem Yönetmeliği’nde
öngörülen seviyeye yükseltilmesine, imar planı ve yönetmelikleri engel
olmamalıdır. Konuya ilişkin olarak gereken düzenlemelerin yapılması,
bu tür yapıların güvenle hizmet
verebilmeleri bakımından son derece önemlidir.
8. SONUÇ
Yürürlükte bulunan 1998 Deprem Yönetmeliği, kolon
kesenlerinin kaydırılarak kısa konsollara oturtulması sonucu düşeyde
düzensiz taşıyıcı sisteme sahip yapıların inşasına izin vermemektedir.
Ancak üst katlarda konsol kirişlerle yapılan çıkmalara ve dolayısıyla
kullanım alanlarının arttırılmasına izin verilmektedir.
Son iki yıl içersinde yaşanan depremlerde, her iki duruma
ait çıkmaları bulunan yapılarda, önemli taşıyıcı sistem hasarları ya da
dış bölme duvarı hasarları meydana gelmiştir.
Yeni yapılacak binalarda,
eski uygulamadaki konsol boylarını azaltan değil, sadece balkon
çıkmalarına izin veren, zemin kattan itibaren kullanım alanlarını
arttırmak amacıyla çıkma yapılmasını yasaklayan türden düzenlemelerin,
imar planlarında yapılması gerektiği, bu amaçla yapı oturma alanlarında
uygun tadilatların gerekli olduğu düşünülmektedir. Yukarıda belirtilen
türden çıkmaları bulunan mevcut yapıların onarım ve
güçlendirilmesinde, konsol altlarına
perde ya da kolon ilavesine izin veren düzenlemelerin de imar planlarında
yapılması yapısal bir zorunluluk olduğu ortadadır.
KAYNAKLAR
|
[1] Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında
Yönetmelik, (1998),
Bayındırlık
Bakanlığı, Ankara.
[2] Mohle, J.P., Alarcon, L.F.,
(1986), 'Seismic Analysis Methods for Irregular
Buildings', Journal of
Structural Engineering ASCE, Vol. 112, No.1 January, pp.
35-52.
[3] Dolce, M., Simonini, A., (1986),
'The Influence of Structural Regularity on the
Seismic Behaviour of
Buildings', 8th. European Conference on
Earthquake
Engineering, Vol. 6.6, pp. 3-8.
[4] Dolce, M., (1988), 'Nonlinear
Response of Buildimgs vs. Vertical Regularity
Requirements of Seismic Codes: A
Parametric Study', 9th. World Conference
on
Earthquake Engineering', Vol. 5, pp.
983-988.
[5] Costa, A.G., Oliveria, C.S.,
Duarte, R.T., 'Influence of Vertical
Irregularities
on Seismic Response of
Buildings' (1988), 9th. World Conference on
Earthquake
Engineering', Vol. 5, pp.
491-496.
|
[6] Bonelli, P., Cassis, J.,
'Earthquake Resistant Design of R/C Buildings in
Elevation', (1994), Earthquake
Resistant Construction & Design, pp. 691-698.
[7] Güler, K., 'Kenar Kolonları Kısa Konsollara Oturan Bir
Binanın Dinamik
Davranışı', (1995), İnşaat Mühendisliği XIII. Teknik
Kongresi, 20-22 Aralık,
sayfa 135-151.
[8] Güler, K., 'Dynamic Behavior of
a Building Having Vertically Irregular
Structural System', (1996),
European Workshop on the Seismic Behaviour of
Asymmetric and Setback Structures, 4-5
October, Anacapri, Isle of Capri, Italy,
pp. 267-278.
[9] 'Earthquake Resistant
Regulations, A World List', (1992), International
Association for Earthquake
Engineering, Tokyo.
[10] Eurocode 8, (1993), Earthquake
Resistant Design of Structures. |
|