Konut Seçimi ve Düzenlenmesi Dersi 3. Ünite Özet

Taşıma Kavramı ve Taşıyıcı Sistem Tanımı

Taşıma kavramı yer çekimi ve onun cisimlere etkisi ile ortaya çıkan bir kavramdır. Cisimlerin kütlelerine göre merkez noktalarından etki eden bu güç, cisimlerin biçimlerine uygun taşıyıcıya veya taşıyıcılara gereksinimini meydana getirmiş ve taşıyıcı sistem denen olgunun oluşmasını sağlamıştır.

Taşıyıcı sistem, binanın herhangi bir noktasına etkiyen yükleri ortaya çıktıkları noktadan nihai direncin sağlandığı zemine ileten kısmıdır. Taşıyıcı sistemin amacı binanın şekil değiştirmesini, çökmesini önlemek ve uzun bir zaman dilimi içerisinde işlevini sürdürmesini sağlamaktır. Yapıya etki eden olumsuzlukların en önemlileri yükler ve kuvvetlerdir. Bu yükler yapının şeklini bozma eğilimindedirler ve yıkılmasına neden olabilirler. Kuvvet, duran bir cismin hareketine neden olan ya da hareket halindeki bir nesnenin hareketinde değişikliğe neden olan etkidir. Taşıyıcı sisteme etki eden yükler vektörel olarak ifadeye olanak veren kuvvetler ile gösterilirler. Yük, herhangi bir obje veya çevre tarafından taşıyıcı sisteme uygulanan kuvvettir. Yerçekimine bağlı yükler;

• Statik yükler: Şiddeti, yönü ve yeri ani değişiklikler göstermeksizin, yapıya her zaman aynı biçimde etkiyen yüklerdir. Bunları da şu temel türlere ayırabiliriz.
• Ölü yükler (Zati yük): Yapı üzerinde her zaman var olan, hiçbir değişim göstermeyen yüklerdir. Örneğin, kolon, kiriş, döşeme, duvar gibi yapı elemanlarının kendi ağırlıkları.
• Hareketli yükler (İşletme yükleri): Yapıya sonradan yüklenen, uzun zaman dilimleri içerisinde yavaş olarak değişim gösteren yüklerdir. Çoğunlukta düşey olarak etki ederler. Evin içindeki eşya ve insanlar gibi. Kar yükü de hareketli yükler sınıfında ele alınır.

Çevresel etkilere bağlı yükler, dinamik olan yüklerdir. Dinamik yükler yapı üzerinde büyük ve ani değişikliklere yol açar. Bunlar; deprem, rüzgar, patlamalar, köprüden hızla geçen kamyon, fabrika içerisinde çalışmakta olan büyük titreşimli makinenin oluşturduğu yükler gibidir. Deprem ve rüzgar yatay kuvvetli etkilerdir. Yapıların yüksekliği arttıkça deprem ve rüzgar gibi yatay kuvvetlerden etkilenme oranları daha fazla olacaktır. Bunların dışında taşıyıcı sistemlerde betonun rötresi ve sıcaklık değişmesi bir boy kısalması, uzamasına sebep olur önlenmez ise kesit zorları ortaya çıkabilir. Temeldeki farklı oturmalar, mesnet çökmeleri de kesit zorlarına neden olur. Taşıyıcı sistemler dört ana malzemeden oluşur. Bunlar; ahşap, çelik, betonarme ve kagir malzemeleri ile yapılır. Her malzemenin kendisine özgü özellikleri vardır. Malzemenin yük taşıma performansını, mukavemet, elastikiyet, az uzama ve spesifik ağırlık etkiler. Betonarme ve çelik yüksek mukavemetli ahşap ve kagir ise düşük mukavemetlidir. Taşıyıcı sistemler geleneksel ve çağdaş taşıyıcı sistemler olarak sınıflandırılır. Geleneksel olanlar yığma, iskelet, karma sistemlerdir. Çağdaş olan sistemler ise, asma, kabuklar (betonarme), katlanmış plaklar, uzay kafesi sistemi ve şişirme sistemidir.

Yığma Taşıyıcı Sistemler

Taş, tuğla, briket, ahşap, kerpiç gibi çok çeşitli malzemenin üst üste yerleştirilerek harç ve kendi ağırlıklarının gücü ile duvar, kolon, kemer, kubbe, tonoz gibi yapıl elemanları aracılığı ile binaların elde edilmesine Yığma Taşıyıcı Sistem denir. Örgü teşkilinde gerekli kural ve özelliklere uyulmak koşulu ile çeşitli yapı bileşenlerinin yan yana ve üst üste konması ile elde edilen duvarlar yığma duvar olarak adlandırılır. Yığma duvarlarında kullanılan kargir malzemesinin türü, harcın kalitesi ve duvarın örgüsü duvarın dayanıklılığını belirleyen unsurlardır. Yığma duvarlarda yapı bileşenlerinin arasında kalan kısımlara derz adı verilir. Derzler yatay ve yatay, düşey veya yanaşma derzi olarak adlandırılır. Yığma duvar yapılırken yapı taşlarının düzgün olmasına ve derzlerin yani zayıf noktaların azaltılmasına dikkat edilmelidir. Tuğla duvar örgüsünde dikkat edilmesi gereken noktalar;

• Yatay derzler paralel, düşey derzler kesintili olmalı
• Tuğlaların oluşturduğu düzlemler birbirine paralel olmalı
• Tuğlalar birbirinin üzerine en az 5 cm’lik bir yüzeyle oturmalı
• Harç kalınlığı değişmemeli ve en az 1 cm olmalı
• Mümkün olduğunca bütün tuğla kullanılmalı, parçalar sadece köşelerde, birleşim noktalarında ve bitişlerde olmalı
• Köşelerde ve diğer tüm birleşimlerde örgü kurallarına özellikle uyulmalıdır.

Duvar harcı, yığma yapılarda doğal veya yapay taşların etki eden kuvvetler karşısında dağılmaması, bütün olarak çalışabilmesi, yükleri zemine aktarabilmesi için birim bileşenleri bağlayan bir yapıştırıcı bağlayıcı olarak işlev gösterir. Duvarların basınç emniyet gerilmeleri harç ile ilişkilidir. Harç niteliği duvarın dayanımını etkiler. Hatıl, bir duvarın bütün olarak çalışmasını sağlamak amacıyla duvar üstüne gelen bir yapı elemanıdır. Yapıda yatay ve düşey hatıllar vardır. Yatay hatıllar tavan ve merdiven döşemelerini de kapsamak üzere her bir döşemenin taşıyıcı duvarlara oturduğu yerlerde en az 20 cm yükseklikte ve duvarın veya varsa besleme ayağının genişliğinde yapılmalıdır. Düşey hatıl ise her iki yandan gelen taşıyıcı duvarların örülmesinden sonra konulacak kalıpların arasındaki boşluğun donatılarak betonlanması ya da profiller konulmasıyla gerçekleştirilir. Yığma duvarlarda açıklık lento ve kemer yöntemiyle oluşturulur. Lento, duvar örgüsündeki yatay sıraların belirlenen yerde ve uzunlukta, kesintiye uğratılarak örgünün sürdürülmesi için duvara yerleştirilmiş tek parça elemandır. Kemer, yığma duvar yapısında yer alan taş, tuğla, kerpiç benzeri basınca karşı üstün direnç gösteren küçük parçaların, basınç etkisini yan kısımlara ileten bir dizge kuracak şekilde birleştirilmesidir. Yığma taşıyıcı sistemlerin yerçekimine bağlı yüklere karşı koyabilmeleri için uyulması gerek kurallar;

• Taşıyıcı duvarların düzenlenmesi taşıyacakları döşeme ya da çatı sisteminin tipine uygun olmalıdır. Tek yönlü açıklık geçen sistemlerde paralel duvar setleri kullanılır ve yaklaşık eşit açıklıklara yerleştirilirler. Açıklıkların geçilmesi esas olarak döşeme sistemi ile bağlantılıdır. Açıklıklar ahşap döşemeler için 3,5 – 5 m betonarme döşemeler için 3,5 – 8 m arasındadır. Çift yönlü açıklık geçen sistemlerde hücresel düzenlemelere gidilir ve kareye yakın hemen hemen eşit ölçülerde hücreler kullanılır. Yığma binalarda kullanılan çift yönlü döşemeler genellikle yerinde dökme betonarme döşemelerdir.
• Çok katlı binalarda plan geometrisi her katta aşağı yukarı aynı şekilde olmalıdır. Bu, taşıyıcı duvarların binanın bütün yüksekliğinde devam etmesi açısından özellikle çok önemlidir.
• Duvarların narinlik oranına özellikle dikkat edilmelidir. Kat yükseklikleri gerektiğinden fazla olmamalı ve uzun duvarlardan kaçınılmalıdır. Narinlik oranı 20’ den az olacak şekilde duvar kalınlığı seçilmelidir.

Yığma taşıyıcı sistemlerin yatay yüklere karşı koyabilmeleri için uyulması gereken kurallar;

• Planlar her iki yönde duvarlar içermelidir.
• Strüktürün yatay parçaları (döşemeler) duvarlar arasında etkin bir hat oluşturmalıdır. Bu parçalar yeterli mukavemete sahip olmalı ve duvarları yeterince sabitlemelidir.
• Duvarlar planda olabildiğince simetrik yerleştirilmelidir. Bu rüzgar yüklerinin küçük olduğu az katlı binalarda önemli değildir, fakat bina yüksekliği arttıkça önemi artar.
• Dış duvarlarda düzlem dışı kuvvetlerin etkimesi sonucunda ortaya çıkan eğilme etkisi sık aralıklarla konulan yanal desteklerle ve açıklığın azaltılması suretiyle azaltılabilir.

İskelet (Karkas) Sistemler

Taşıyıcılık görevini yerine getiren kolon ve kirişler gibi çubuk elemanlardan çerçeve oluşturan sistem iskelet sistemdir. İskeletler betonarme, ahşap veya çelikten yapılabilirler. İskeletteki düşey yayılı yükleri kirişlerin üzerine oturan plak olarak bilinen döşemeler taşır. İskelet sistemi düzenlenirken kolonlar üst üste gelmeli, bütün yükleri tam aktarmaya imkan vermeli ve konstrüksiyon yüksekliği ile açıklık arasında dengeli bir bağlantı olmalıdır.

Betonarme İskelet Sistemler

Beton çimento ve taş parçacıklarından oluşan bileşik bir malzemedir. Betonun özellikleri karışımındaki oranlarına ve içindeki malzemenin özelliklerine bağlıdır. Betonarme beton ve donatı çubukları şeklindeki çelikten oluşan bir malzemedir. Betonarmenin özellikleri betona, donatıya ve donatının strüktürel elemandaki yerine bağlıdır. Beton ile çeliğin beraber çalışacak yani yük taşıyacak şekilde bir araya gelmesine aderans denir. Beton ile çeliğin arasındaki gerilim geçişi aderanstır. Betonarme iskelet sistemlerinin temel elemanları; kolonlar, kirişler, plaklar (döşemeler), betonarme perdeler ve temellerdir.

Ahşap İskelet Sistemler

Taşıyıcı kat duvarları ve döşemeleri ahşap iskelet olan ve bu iskelet arasındaki boşlukları dolduran dolgu ve kaplama malzemeden oluşan binalara ahşap karkas yapılar denir. Bu yapıların temelleri ve bodrumları kagir malzemeden yapılır. Betonarme sisteme göre ahşap yapılarda kolonlar dikme, kirişler ise kullanıldıkları yere göre döşeme kirişi, taban veya başlık kirişi, alt veya üst başlık adlarını alırken, çatılarda kiriş yerine aşık, makas, kafes kirişi, döşeme kirişi yerine mertek isimlerini alırlar. Ahşap iskelet yapıların temel elemanları; taban kirişi, dikmeler, başlık kirişleri, köşegenlerdir(diyagonaller).

Ahşap Karkas Yapılarda Yardımcı Yapım Elemanları

• Ara Kirişler; taban ve başlık kirişleri ile dikmelerin oluşturduğu gözleri daha küçük bölümlere ayıran, yatay konumlu, ahşap elemanlardır.
• Ara Dikmeler; taşıyıcı olmayan, bölücü ahşap karkas duvarların yapımında veya ana taşıyıcı dikmeler arasında konstrüktif amaçlı olarak kullanılan dikmelerdir.
• Döşeme Kirişleri; zemin katta taban kirişine, üst katta başlık kirişine oturan döşeme üzerine gelen yükleri karşılayıp bağlandığı elemanlara aktaran ahşap elemanlardır.
• Döşeme Tahtaları; döşeme kirişlerinin üstüne veya gerektiğinde altına da çakılan 2,5-3 cm kalınlığında 10 cm genişliğinde ahşap bileşenlerdir.
• Dolgu ve Kaplamalar; Ahşap karkas yapıların duvarları kerpiç, hımış, tuğla vb. gibi malzeme ile doldurulup, üzerine rabıta teli, lata vb. çakılarak sıva uygulanabileceği gibi kaplama tahtaları ile de örtülebilir.

Depremler ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı

Deprem, tektonik plakların hareketleri sonucu yerkabuğunun altında biriken gerilme enerjisinin aniden boşalmasıdır.

Enerjinin boşalması sırasında yerkabuğunda meydana gelen ani yer değiştirmeler sebebi ile oluşan deprem dalgaları depremin meydana geldiği yerden çok uzak yerlerde dahi büyük hasarlar oluşmasına neden olabilmektedir. Ülkemiz dünyanın en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde bulunmaktadır. Geçmişte yaşanan depremler olduğu gibi, gelecekte de sık sık depremler meydana gelecektir. Yapıların deprem yönetmeliğine uygun yapılması olması önemlidir. Depreme dayanıklı yapı en ufak hasarı olmayan yapı demek değildir. Depremin şiddetine göre çeşitli ölçülerde hasar görebilir. Deprem bölgesindeki yapılar hafif şiddetli, orta şiddetli ve şiddetli depremlere göre Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Esaslar ana ilkeleri doğrultusunda yapılmalıdır. Depremlerde meydana gelen hasarlara depremin özellikleri, yerel zemin koşulları ve yapı kalitesi gibi üç ana faktör etki etmektedir. Yapı tasarım ve üretim sürecinde yapısal güvenliği etkileyen faktörler; deprem ve özellikleri, yerel zemin ve geoteknik koşullar, kullanılan yapısal malzemeler ve kalitesi, mimari tasarım, taşıyıcı sistem tasarımı, imalattaki özen ve işçilik, proje ve yapı denetimi düzenlemesidir. Depreme dayanıklı yapı tasarımında dikkat edilmesi gereken noktalar, ilgili konu altında detaylı olarak belirtilmiştir.