Taşıyıcı Sistemin Elemanları

1. Çerçeve Elemanlar

Çerçeveler, kolon ve kirişlerin birleşmesi ile meydana gelen ve daha çok düşey yük taşıyıcı elemanlarıdır. Bunlar, donatılarının iyi düzenlenmesi koşuluyla, yükseklikleri 25 metreyi geçmeyen yapıların yatay yüklere karşı, yönetmeliklerde öngörülen emniyetlerinin sağlanmasında da kullanılabilmektedir.

08bd8551f6da101bfd485d8b0606cf79
Çerçevelerin süneklikleri oldukça yüksek olduğundan, deprem yükleri gibi yatay yükler altında büyük bir enerji tüketme kapasitesine sahiptirler. Bunlardan kolon ve kirişleri aynı düzlem içinde olanlar düzlem çerçeve, farklı düzlemler olanlar ise uzay çerçeve olarak adlandırılmaktadır. Çerçeveler yatay yük altında fazla miktarda yer değiştirme yapabilirler. 

Betonarme Perde Elemanlar

Betonarme perdeler planda uzun kenarı kısa kenarın en az 7 katı olan, genellikle yükseklikleri 25 metreyi geçen yapıların rijitlik ve dayanımlarını attırmak dolayısıyla da yanal yer değiştirmelerini sınırlandırmak amacıyla kullanılan, temele ankastre ya da yarı ankastre olarak oturan konsol şeklinde çalışan rijitlikleri yüksek, çerçevelerin aksine bağıl yer değiştirmeleri üst kata doğru giderek artan elemanlardır. Boşluksuz ya da boşluklu tasarlanabilen perdeler farklı geometrideki kesitlere sahip olabilirler.

15_buildings14
Elastik enerji tüketme güçleri salt çerçeveli yapılara göre önemli miktarda yüksek olup, plastik enerji tüketme güçleri aynı düzeyde yüksek değildir. Çerçeveli yapılara göre süneklikleri daha az olan perde duvarlarının hafif ve orta şiddetli depremlerde yatay ötelenmeleri çok sınırlı olmaktadır. Yapı içindeki eşyalarda ve taşıyıcı olmayan yapı elemanlarında hemen hemen hiç hasar olmaması; müze, hastane, telefon santrali, okul gibi önemli yapıların salt perde duvarlı tasarlanmasını gerektirmektedir.

Boşluksuz Perdeler

Perdelerin rijitliği kolonlara göre büyük olduğundan, yatay yer değiştirmeleri çerçevelere göre çok küçüktür. Perdenin deformasyonunda eğilme momentinin yanında, kesme kuvvetleri tesiri nazara alınır. Perdede en büyük kesit tesiri tabanda olur. Perde eğilme momenti ve normal kuvvete göre boyutlandırılır. Yanal deplasmanları azaltmak için komsu perdeler arasında açıklıklar azaltılmalıdır. Perdenin atalet momenti, kolonun atalet momentinin 50 kati, planda perdenin en büyük boyutu en az 1.50 m olmalıdır. Betonarme perdeler çerçeveli sistemlere göre daha fazla rijitlik kazandıran, düşey konsol davranışı gösteren, düşey düzlemsel diyaframlardır.

1357fullmoonrisingpic4
Perdelerin yatay rijitlikleri büyüktür. Deprem yükünün önemli bir kısmını alırlar. Büyük eğilme momentleri doğar. Normal kuvvetler azdır. Perde temellerinde de moment etkilidir. Çekme gerilmeleri doğabilir. Deprem kuvveti bir atalet momenti olduğundan kütlenin bulunduğu döşeme ve kirişlerde meydana gelir. Bu kuvvetlerin karşılanması için perdelere iletilmesi gerekir. Perde-döşeme-kiriş birleşimlerinde özel boyutlandırma ve donatı konulması gereklidir. Çerçeve ile beraber kullanılırsa, perde rijitlikleri fazla olduğundan yatay yüklerin hemen hemen hepsini alırlar. Çok sayıda perde varsa rijitlikleri oranında yatay yükleri paylaşırlar. Mimari imkanlarla, düzgün şekilde mümkünse simetrik perdeler yerleştirilmelidir. Dikdörtgen kesitli perdelerin en az üç adet olması, perde eksenlerin bir noktada kesişmemesi, eksenlerin birbirine paralel olmaması gerekir. Planda rijitlik merkeziyle kütle merkezinin yakınlaşmasıyla burulma tesirleri önlenmelidir. Perde iki ucunda gerilmeler fazla olduğundan donatılar bu bölgelerde yoğunlaştırılır.

5694168795_a148a8fbf7_b
Betonarme Yapılarda Boşluklu Perdeler

Boşluklu perdeler aynı düzlem içinde birkaç perdenin kat kirişiyle birleştirilmesinden meydana gelen elemanlar olarak ta dikkate alınabilmektedir. Boşluklu perdeler, çok katli yapıların depreme dayanıklı olarak tasarımında çok kullanılır. Dolu perdelere çeşitli nedenlerle boşlukların açılması ile pencerelerin yapılması ile boşluklu perdeler teşkil edilir. Elde edilen sistem, bir çeşit kolon rijitlikleri, bağ kirişi rijitliklerine göre çok büyük olan bir çerçeve sistemdir. Boşlukların iki yanındaki kolonlar perde davranışı gösterirler. Boşluklu perde hem eğilme kirişi hem de kayma kirişi davranışı gösterir.

Boşluklu perdenin eğilme rijitliği boşluk yanlarında kalan perde kolonların rijitliklerinin toplamıdır. Boşluklu perdeler çerçeve olarak idealleştirilirken, birbirine bağlantı kirişleri ile bağlanan dolu perdeler olarak göz önüne alınır. Perdeler küçük ve orta şiddetdeki depremlerde iyi dayanım ve rijitlik gösterdikleri halde büyük şiddetteki depremlerde enerji yutabilme kapasiteleri azdır. Perde ile bağ kirişlerinin rijitlikleri birbirinden çok farkli olduğundan, normal çerçeve çözümlemesinde göz önüne alınmayan etkilerin hesaba katılması gerekir.

2429690089_558b3bee04_z
Eğik Elemanlar

Yatay yüklere karşı bir çerçeveyi desteklemek için birçok yol olmasına karşın, ilk olarak çapraz takviye sisteminin tercih edildiği çerçeveleri ifade etmek için eğik elemanlar terimi kullanılır. Bu elemanlar yapının rijitliğini arttırmak böylece yatay yer değiştirmeleri azaltmak amacıyla kullanılan kolon ve kirişlerle 90 dereceden farklı açı yapan elemanlardır. Yapıya betonarme perde duvarların eklenmesi, yapının ağırlığını ve dolayısıyla yapıya gelen deprem kuvvetlerini artırmaktadır. Bu artıştan kaçınmak ya da yapının ağırlığını arttırmadan rijitliğini ya da sünekliğini artırmak için çerçeve boşlukları arasına diyagonal elemanlar konularak güçlendirme yapılmaktadır.

Eğik elemanlar, tek katlı tek açıklıklı, tek katlı çok açıklıklı ya da tek açıklıklı çok katlı veya çok katlı çok açıklıklı çerçevelerde kullanılabilmektedir. En yaygın olarak çok katlı çok açıklıklı çerçevelerde kullanılmaktadır

Çekirdek Elemanlar

Bina kat adeti arttıkça yatay yükleri taşımakta çerçeveler yetersiz kalabilmektedir. Bu durumda yüksek yapılarda taşıyıcı sisteme betonarme perde gibi rijitliği yüksek elemanlar ilave etmek gerekmektedir. Eğer elemanlar kapalı bir kutu oluşturuyorsa buna çekirdek adı verilmektedir.

Çekirdekler, yapılardaki asansör veya merdiven boşluklarının etrafı çevrilerek, aynı düzlem içinde bulunmayan boşluksuz ya da boşluklu perdelerle teşkil edilen elemanlardır.

Tüp Elemanlar

Tüpler yapıların dış cephelerine yerleştirilen sık kolonların rijit kirişlerle birleştirilmesi suretiyle meydana gelen, boşluklu duvar görünümünde, süneklikleri, burulma rijitlikleri ve yatay yük taşıma kapasiteleri yüksek dolaysıyla da çok yüksek yapıların inşasına imkan veren elemanlardır. Yatay sistemde kapalı kutu seklinde olan tüpleri oluşturan kolon aralıkları 1,0 – 3,0m arasında değişmekte bazı durumlarda 5,0 metreye kadar arttırılmaktadır. Kolonları kuşaklama bağlayan kirişlerin yüksekliği ise 0,6 – 1,2 m, genişlikleri ise 0,25 – 1,00 m arasında değişmektedir.

modern-architecture-2_0
Kompozit Elemanlar

Kompozit elemanlar beton ya da betonarme ile çeliğin birlikte kullanıldığı bir malzemenin yetersizliğinin diğeriyle karşılandığı, böylece bu malzemelerin ayrı ayrı dayanım ve rijitliklerinden daha büyük değerlerin elde edilebilmesini sağlayan elemanlardır
Kaynak: insaatofisi.com

Yazar Hakkında:

. Twitter / Facebook üzerinden takip et.

Yorum Yapın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir