Site İçi Arama

ekonomi

Kısa Kolon Etkisi Nedir?

İnşaatta yapılarda da bu kural vardır aslında. Yanal yüklerin en etkilisi deprem yüküdür. Özellikle bina tipi yapılarda ise döşeme plağı bu yatay yükün tüm kolon ve perde sistemlerinde aynı yatay yer değişimi yapılmasını sağlar. Bir anlamda birleşik kaplarda olduğu gibi yatay yer değişiminin tüm dikey yapı elemanlarında aynı olmasının sebebi döşeme plağı ile tümünün birbirine bağlı olmasıdır.

Birleşik kaplar teoremini bilir misiniz? Hani şu birbirine bağlı kaplardan birine sıvı ilave ederseniz, sıvı diğerlerine de bağlantılar vasıtasıyla iletilir ve hepsinin sıvı seviyesi aynı düzeyde kalır, o teorem, ya da fizik yasası.

İnşaatta yapılarda da bu kural vardır aslında. 

Yanal yüklerin en etkilisi deprem yüküdür. Özellikle bina tipi yapılarda ise döşeme plağı bu yatay yükün tüm kolon ve perde sistemlerinde aynı yatay yer değişimi yapılmasını sağlar. Bir anlamda birleşik kaplarda olduğu gibi yatay yer değişiminin tüm dikey yapı elemanlarında aynı olmasının sebebi döşeme plağı ile tümünün birbirine bağlı olmasıdır.

Yapılarda kullanılan malzemeler görüntüde çok sert ve katı malzemelerden meydana gelmiş olsalar da aslında kendilerince bir esneklikleri vardır. Her tip malzemenin bu esneklik katsayısı farklıdır. Beton, çelik ya da tuğla, fark etmez. Hepsi esnektir, ama aynı yük altında farklı değerlerde esneme gösterirler. Tabii bu yatay esneme sadece malzemenin esneme katsayısına bağlı değildir, dikey yapı elemanın kesit boyutları ve boyu da esneme miktarında rol oynar. Kesit boyutları ne kadar büyükse o kadar az esner. Boyu ne kadar kısaysa o kadar az esner.

Bir dikey yapı elemanı üzerine üst noktasından ne kadar çok yatay yük uygularsanız o dikey yapı elemanı esneme katsayısına ve boyutlarına bağlı olarak o kadar fazla yatay yer değişimi yapar. Yani yatay yük ile yatay yer değişimi arasında bir orantı vardır. 

Bu durumun tam tersi de geçerlidir. Yani dikey yapı elemanına belli bir miktar yatay yer değişimi yaptırırsanız, malzeme özelliği ve boyutlarına bağlı olarak, yapılacak hesapla ne kadar yatay yük taşıdığı bulunabilir.

Buraya kadar sanırım temel prensipler anlaşılmıştır.

İşte bu bilgiler ışığında yapılarda kısa kolon niye tehlikelidir, siz de muhtemelen algılayabilmişsinizdir.

Döşeme plağı tüm dikey yapı elemanlarına aynı miktarda yatay yer değişimi uyguladığı için, gelen yatay yükü paylaşırken içlerinden en esnek olanı en az yükü, en az esnek olanı ise en fazla yatay yükü kendi üstüne alır. 

Bu yatay yüke biz kesme kuvveti diyoruz. Kesme kuvveti dikey yapı elemanın kesit boyutu ve kullanılan malzemenin yük taşıma kapasitesine göre kontrol edilirse, eğer kapasitesinin üzerinde bir yük gelmişse dayanamaz ve kesilir, yani kırılır.

Kısa kolonların aynı boyuttaki diğer daha uzun kolonlara nazaran esnekliği daha az olduğu için deprem yükü altında paylarına düşen yatay yük diğerlerine göre daha fazla olacaktır. Eğer tasarım aşamasında kolon boyutu bu yüke göre seçilmemişse dayanamayacak ve kesilerek kırılacaktır. Döşeme altındaki dikey yapı elemanlarından biri bile kırılsa yapının genel dengesi bozuluyor. Bu durumda deprem harici normal düşey yüklerin taşınmasında sorunlar çıkıyor ve domino taşları gibi birbiri ardınca tüm taşıyıcı sistem çöküyor.

Kısa kolonlar daha çok bodrum katlarda, perde duvar içerisindeki pencere boşlukları aralarında veya bodrum penceresi kenarlarında, özellikle de bina köşelerinde oluşur. Tuğla duvarlar da bir miktar perde duvar etkisi yapar. O yüzden zemin katlardaki pencere kenarlarındaki kolonlar da etraflarındaki tuğla duvarlar sebebiyle kısa kolon etkisi tesirinde kalabilirler.

Beton perde duvarın tasarımı sırasında genellikle dikkatten kaçarlar ve kolon tipi düşey  eleman olarak hesaplanmazlar. Bu yüzden de donatıları genellikle perde duvar donatısı ile aynı olur. Yani donatıları zayıf olur. 

Halbuki donatının yatay yük taşımasında büyük etkisi vardır. Demirin yük taşıma kapasitesi betondan çok yüksektir. İyi bir tasarım ile donatı ilavesiyle kısa kolonlar, üzerlerine gelen büyük deprem yüklerini taşıyabilecek güce kavuşturulabilirler. Önemli olan bina modellemesinin tasarım esnasında düzgün yapılmasıdır. Düzgün modellenmiş bir tasarımda doğru yükleri rahatlıkla bulursunuz ve doğru yüke göre tasarlanan tüm taşıyıcı yapı deprem çok şiddetli de olsa üzerine gelecek yükü taşıyabilecektir.

Evet, bugün tamamen teknik bir yazı kaleme alayım istedim. Bu sefer teknik konulardan yola çıkarak sosyolojik konulara girmeyeceğim. 

Önümüzdeki yıllarda er ya da geç büyük İstanbul depremi olacak. Hiç olmaması, kimsenin bir zarar görmemesi gönlümden geçen, ama ben bir mühendisim. Hayal dünyasında yaşayacak halim yok. Özellikle İstanbul'daki çarpık yapılaşma ve kötü yapı sistemleri beni gerçekten ürkütüyor.

Şu ana kadar alınabilen önlemler bence halen daha çok yetersiz. Anlıyorum, bu iş büyük finansman istiyor. Konunun çok farklı yönlerde zorlukları var.

Kentsel dönüşüm projeleri maalesef eğer rant imkânı varsa yapılabiliyor. O da muhit olarak ekonomik değeri daha yüksek olan semtlerde.

Halbuki zemin olarak zayıf olan semtler üstüne rant olarak da değeri fazla olmayan semtler. Sonuçta bu semtlerdeki birçok bina halen daha 1999 depremi sonrasında yapılan kozmetik tamiratlarla duruyor. Deprem görmüş ve yapısal sisteminde sorunlar oluşmuş yapılar, kozmetik tamiratlarla bu sorunlar gizlenmiş olsa da ilk depremde yıkılma riskleri çok yüksek olan yapılar. 

Niyetim kimseyi korkutmak değil, ama olaya kader diye yaklaşmak da doğru değil. Bir an önce bu zemini zayıf semtlerde kentsel dönüşüme bir şekilde devlet desteği ile başlanması gerekli. İşin şakası yok. Sonra çekilecek acıları paylaşmaya çalışsak da fayda etmeyecek.

Teknik olarak bugün kısa kolonlara dikkat çekeyim istedim. Siz de yaşadığınız binaları bu bilgiler ışığında bir gözden geçirebilirsiniz. Eğer bahsettiğim tarzda sizin binalarınızda da kısa kolonlar varsa bir uzmanına göstererek, eğer alınabilecek bir önlem varsa şimdiden önlem aldırabilirsiniz.

Çeşitli güçlendirme metotları var, uzmanları hesabını yaparak basit bir çözüm üretebilirler. Bugün alacağınız basit bir önlem, belki de yarın muhtemel acılara da bir önlem olacaktır.

Alınacak önlemlerle en şiddetli deprem bile en azından can kaybı olmadan atlatılabilir.

Depremin sonuçları bir kader değildir!

Moskova'dan herkese sevgi ve saygılar

Araştırmacı Yazar Deniz BURSALIOĞLU
Araştırmacı Yazar Deniz BURSALIOĞLU
Tüm Makaleler

  • 27.09.2022
  • Süre : 3 dk
  • 1298 kez okundu

Google Ads