Tarihi Yığma Yapıların Lineer Elastik Analizinde ... · kg (1
YIĞMA YAPI TASARIMI VE ANALİZİ - Geleceğin projeleri · PDF file3 1. GİRİŞ Bilindiği...
Transcript of YIĞMA YAPI TASARIMI VE ANALİZİ - Geleceğin projeleri · PDF file3 1. GİRİŞ Bilindiği...
1
1 STANBUL NVERSTES MHENDSLK FAKLTES NAAT MHENDSL BLM
BTRME TEZ
1.1.1 HAZIRLAYAN : Nubar BATUR
DANIMAN
Do. Dr. Seyit Ali KAPLAN
1.1.2 HAZRAN 2006
YIMA YAPI
TASARIMI VE ANALZ
2
ZET
Trkiyede yaplarn byk bir oran, yma olarak yaplmaktadr. Yma yaplar baz alardan stn olmalarna karn, ok ar olmalar ve deprem gibi dinamik ve yatay yklere dayanmlarnn az olmas nedeniyle, genellikle depreme dayankl yap olarak nitelendirilmezler. Ancak ekonomik koullardan dolay, Trkiyede yma yap yapm devam edeceinden, bu yaplarn elden geldiince depreme dayankl yaplmas, depremlerdeki davranlarnn bilinmesi ve deprem dayanmlarnn arttrlmas gerekmektedir.Yma yaplarda hemen tm duvarlar tayc olduu iin duvarlardaki her trl hasar dorudan tayc sistemi etkiler ve bu adan betonarme yaplardaki gibi tayc ve tayc olmayan blm hasar gibi bir ayrm yaplamaz. Bu almada yma yaplarn depereme kar gsterdii reaksiyonlardan yola karak yma yap elemanlarnda meydana gelen gerilmeler hesablanmtr. Seilen deprem blgesine gre yap modellenmitir. Belirlenen deme, hatl ve duvar kalnlna gre bina arl bulunup edeer deprem yk metoduna gre binaya gelen deprem ykleri bulunmutur. Gelen yklere kar duvarlarda oluan geilmeler bulunarak emniyet gerilmeleriyle karlatrlmtr.
3
1. GR Bilindii zere yma yaplar genel anlamda depreme klasik betonarme ya da elik
yaplara oranla daha az dayankldr. Az gelimi veya gelimekte olan lkelerde, krsal
kesimde ve ehirlerin gecekondu blgelerinde konutlar, kullanclar tarafndan, ta,
kerpi, briket veya pimi toprak tulalardan yma yap eklinde ina edilmektedir. Bu
yaplar deprem gibi yatay ykler altnda zayf dayanm gstermektedir. Son
depremlerde ran ve Trkiyede krsal kesimde hayat kayb byk olmutur. zellikle
az gelimi lkelerde krsal kesimde at toprak olarak yaplmakta ve her mevsim bu
atlar zerine yeni toprak tabakas serilerek sktrlmakta ve at iyice
arlamaktadr. Bu ar atnn deprem esnasnda kullanclarn zerine gmesi byk
felaketlere neden olmaktadr.
Yma yapy oluturan ta, tula, kerpi har ve beton gibi malzemelerin basn
dayanm yksek, ekme dayanm dktr. Bu maddeler gevrek malzemeler olduu
iin basn ve ekme etkisine maruz kaldklar zaman ok az bir deformasyona
ugrarlar. Deprem kuvvetlerinden veya zeminde meydana gelen deiikliklerden dolay
doan ekme gerilmelerini karlayamazlar. ekme gerilmelerini karlayamayan
tayc elemanlarda ekme atlaklar meydana gelir. Deprem hareketiyle birlikte bu
atlaklarn ynleri veya atlak ekilleri yapnn iilii, kullanlan malzemelere ve
duvarlardaki boluk alanlarna gre deiiklikler gsterir. Bu atlaklar genellikle
pencere ve kap boluklar evresindeki blmlerde meydana gelir.
Yma yaplarda deprem hareketleriyle meydana gelen bu atlaklarn veya dier
hasarlarn giderilmesi iin bir ok glendirme yolu kullanlarak bu yaplarn
yaanmaya elverili akile getirilmesi mmkn olmutur. Glendirme olarak eitli
yntemler kullanlmtr..
4
2. YIMA YAPI TANIMI VE DEPREM ALTINDA DAVRANII
Talar veya tulalar, tayc olacak ekilde,st ste koyup, harla balanarak ve yap
demesininde bu duvarlara tahta veya ktklerle bindirme yoluyla ivi kullanmadan
monte edilmi sistemlere yma yap denir.ekil-2.1 Yma yaplarda duvarlarn hem
mimari hemde tayc ilevi vardr. Duvarlar hem hacimlari oluturur, yapy d
etkenlerden koruduklar gibi yapnn ilevi gerei oluturulan i blmelerini de ayrrlar.
Duvarlarn bu birden ok ilevi kullanm ve yapm asndan yma yaplarn nemli
stnldr.(Baylke-2001)
ekil-2.1 Yma yap (A.BAYRAKTAR )
Trkiyede yaplarn byk bir oran, yma olarak yaplmaktadr. Yma yaplar
baz alardan stn olmalarna karn, ok ar olmalar ve deprem gibi dinamik ve
yatay yklere dayanmlarnn az olmas nedeniyle, genellikle depreme dayankl yap
5
olarak nitelenmezler. Ancak ekonomik koullar karsnda, Trkiyede yma yap
yapm devam edeceinden, bu yaplarn elden geldiince depreme dayankl
yaplmas, depremlerdeki davranlarnn bilinmesi ve deprem dayanmlarnn
arttrlmas gerekir (Baylke, 1992).
Tula yma yaplar depreme kar, betonarme yaplara gre ok daha az dayankldr.
Kristal ve katmanl bir yap s olmayan tu la ve hartan oluan y ma
yap elemanlarnn snek davranmas olanak ddr. Tula duvarlar, gevrek yap
elemanlardr. Betonarme gibi donatl yma olarak yaplrlarsa, snek bir nitelikleri
olmaktadr. Kalc deformasyon yaparak deprem enerjisi tketme gleri, betonarme
yaplara gre ok azdr. Bu bakmdan 1. derece deprem blgelerinde zemin ve birinci
kat olmak zere en ok iki katl yaplabilirler. 2. ve 3. derece deprem blgelerinde 3
katl, 4. derece deprem blgelerinde 4 katl yaplabilirler. stenirse bir de bodrum
katlar olabilir. Tula yma yaplarn konut dnda, iinde ok sayda insan
bulunabilen okul, cami, salk evi, iyeri gibi amal yaplar olmamas gerekir.
Burada verilen ayrntlara uyularak yaplm tula yma yaplarn deprem
dayanmlar biraz daha ykselmektedir (Baylke, 1998a).
Yaplarn depremlerdeki davranlarn incelemeden nce, atalet kuvveti
kavramndan bahsetmek gerekir. Duran veya sabit bir hzla hareket eden her cisim,
kendisini harekete geirecek veya hzn deitirecek herhangi bir d kuvvete kar,
arlndan dolay bir direnme gsterir. Bu direnme, tesir eden kuvvete aksi ynde
oluur. Bu kuvvetin bir rnei aniden kalk yapan bir motorlu ara iindeki kiinin
geriye doru gitmesi ve aniden fren yapan arabadaki yolcunun ne doru gitmesi
olarak belirtilebilir. te bu ekilde oluan kuvvetlere atalet kuvveti denir. Yaplarda
ise zeminin depremde hareket etmesi, yapnn arlnn da buna kar direnmesi
sonucu atalet kuvvetleri oluur.
Yaplarn depremde davranlar ekil 2.2de gsterildii gibi olmaktadr.
Zeminde olan hareket, binay bir tarafa doru ekmeye balar. Ancak yap arl ile
bu harekete kar koyarak yapnn tekrar eski haline gelmesini ister. Bu ekilde yap
saa sola sallanp sallanarak deprem srasnda oynar. Sz konusu gidip gelme
hareketi srasnda oluan atalet kuvvetleri ve deprem kuvvetleri yapy iki ucundan
6
ekmeye balarlar. Eer yapy meydana getiren elemanlar arasnda yeterli bir diren
varsa, yani yap elemanlarnn yap paralarn bir arada tutabilme gc varsa, yap
atlamadan durabilir. Eer bu g yoksa atlaklar olumaya balar. Depremin devam
etmesi ile bu atlaklar geniler ve giderek yapnn duvarlarnn, kolonlarnn
paralanp dalmasna ve katlarn birbiri stne kmesine kadar varan ykmlar
olabilir (Baylke, 1978).
ekil 2.2.Yaplarn depremdeki davranlarnn ematik aklanmas (Baylke, 1978)
7
3.YIMA YAPILARDA HASAR BMLER
Yma yaplarda hemen tm duvarlar tayc olduu iin duvarlardaki her trl hasar
dorudan tayc sistemi etkiler ve bu adan betonarme yaplardaki gibi tayc ve
tayc olmayan blm hasar gibi bir ayrm yaplamaz. Yma yaplarn duvarlar
oturmalara kar ok duyarldr. En kk temel oturmas duvarlarda hemen gzlenir.
Bunun nedeni yma duvarn gevrek malzemeden meydana gelmesi ve bu malzemenin
atlamadan dayanabilecei elastik gerilim ya da yklerin ok dk olmasdr.dayanm
zayf bir malzeme olduu iin kolayca hasar grr.
3.1 OTURMA ATLAKLARI VE HASARI
Oturma atlaklar yapnn temelinin daha ok oturduu blmler ile dier blmler
arasndaki snrlar belirler. (ekil 3.1) yma yaplarda eitli oturma atlaklar
grlmektedir.. Bir cephenin ortasndaki oturma kelerden fazla ise oturma atlaklar
temele yakn blmlerde daha genitir.(ekil 3.2a). Eer keler, otaya gre daha ok
oturuyorsa , eik oturma atlaklar yukarya doru daha genitir.(ekil 3.2b) .Bir kede
oturma farkl ise st taraftaki atlak daha genitir.( ekil 3.2c) (Baylke-2001).
SEKL 3.1 Yma yaplarda eitli oturma atlaklar
8
( a )
( b )
( c )
ekil 3.2 (a.b.c) Farkl oturma biimlerine gre atlaklarda olan almann biimleri
Yma yaplarda oturma hasarnn nedeni ounlukla smellerin altndaki zellikle killi
zeminlerin tama gcnn su kaaklar sonucu zayflamasdr. Yma yaplarn
9
duvarlarna gelen dey gerilmeler ile kullanlan smel boyutlar karlatrlnca
zemine aktarlan gerilmelerin olduka kk deerlerde olduu grlr. Eer ok s
temel yaplmam ise yapnn kendi arlndan dolay oturma olasl azdr. Ancak
kullanma suyu, kolorifer tesisat suyu kaaklar gibi basn altndaki sular ile
kanalizasyon kaaklar ya da baka yeralt su szntlar nedeni ile smellerin altnn
boalmas ya da buradaki killi zeminin kohezyonunun azalmas oturma hasarna yol
amaktadr. zellikle plastisitesi yksek ve geirimsiz olan killi bir zeminde oturma
yava olmakta ve uzun bir sre sonra ortaya kabilmektedir. Oturmaya yol aan su
kaann giderilmesinden sonra kuruyan kilin bzlmesi ile oturmalar bir sre daha
devam eder. Kurak mevsimlerinin sonuna doru zeminin su ieriinin azalmas ile
artan bzlme sonbahar mevsiminin balangcnda en yksek dzeyde oturma
atlaklar oluturmaktadr. Bu nedenle pek ok yapda atlaklarn mevsimsel olarak
alp kapand gzlenebilir. Bununla birlikte gevek zemine kurulmu yma yaplarda
deprem etkisiyle oturmalar daha hzl bir ekilde gerekleerek duvarlarn gmesine
yol amaktadr.1 Mays 2003 Bingl depreminde gevek zemine kurulmu yma
oturmasyla birlikte duvarlarn gmesi (ekil-3.3) de gsterilmitir
ekil-3.3 Gevek zeminli duvar alt hatlsz bina (YDGA-2005)
10
3.2 DEPREM HASARI
ekil-.3.4de yma yaplarn deprem etkisi altnda kuvvet dalmn gstermektedir.
Kenar duvar (B) atdan ve temelden gelen etkilerin altnda kesme kuvvetleri ile
zorlanmaktadr. Bunun sonucu olarak ekil-3.5a ve ekil-3.5b de grlen kuv