YIĞMA YAPILAR (TAŞ VE TUĞLA) (Genişletilmiş 4. Baskı) NEJAT BAYÜLKE. Yüksek İnşaat Mühendisi

Transkript

1 YIĞMA YAPILAR (TAŞ VE TUĞLA) (Genişletilmiş 4. Baskı) NEJAT BAYÜLKE Yüksek İnşaat Mühendisi İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI ANKARA ŞUBESİ ANKARA 2018 i

2 YIĞMA YAPILAR (Taş ve Tuğla) Nejat Bayülke İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI ANKARA ŞUBESİ Adres : Necatibey Caddesi No:57 Kat:4 Çankaya/ANKARA Telefon : Faks : e-posta : imoankara@imo.org.tr Web : ankara.imo.org.tr Basım Yeri : Patika Ajans Matbaacılık Reklam Org. Tic. Ltd. Şti. Sertifika No : Adres : Adakale Sokak 4/B Kızılay/ANKARA ii

3 Önsöz SUNUŞ Şubemizde ikinci, toplamda dördüncü baskısını gerçekleştirmiş olan Nejat Bayülke nin Yığma Yapılar kitabını tekrar siz değerli meslektaşlarımızla buluşturmanın mutluluğunu taşıyoruz. Yeni bina deprem yönetmeliği dahil birçok konuda yaptığı güncelleştirmeler ve tüm emekleri için Nejat Hocamıza teşekkür ediyor, Yığma Yapılar ın dördüncü baskısının tüm meslektaşlarımız için yararlı bir kaynak olacağını umuyoruz. Selim Tulumtaş İMO Ankara Şube Başkanı iii

4 YIĞMA YAPILAR (Taş ve Tuğla) Nejat Bayülke İLK BASKIYA ÖNSÖZ (1980) Türkiye de yapıların büyük bir oranı yığma olarak yapılmaktadır. Yığma yapılar bazı açılardan üstün olmalarına karşın çok ağır olmaları, deprem gibi dinamik ve yatay yüklere dayanımlarının az olması nedeni ile genellikle depreme dayanıklı yapı olarak nitelenmezler. Türkiye de yığma yapılar çok yaygındır ve Türkiye bir deprem ülkesidir. Ancak ekonomik koşullar karşısında Türkiye de yığma yapı yapımı süreceğinden bu yapıların elden geldiğince depreme dayanıklı yapılması, deprem davranışlarının bilinmesi ve deprem dayanımlarının artırılması gerekir. Kitapta, yığma yapı malzemelerinin özelliklerinden başlanılarak, tuğla duvarların çeşitli yükler altındaki dayanımları, tuğla yapı elemanlarının ve yapıların Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik uyarınca nasıl yapılması gerektiği, yığma yapıların yatay kuvvetler altında davranışı, yığma yapıların dinamik özellikleri ve depremlerde hasar gören yığma yapıların onarımı konuları üzerinde durulmaktadır. Aynı zamanda yığma yapıların özellikleri ve tasarımı konusundaki soruların yanıtlanmasına da çalışılmaktadır. Kitap içerisinde yer alan bölümlerin bazıları başlangıç, bazıları ise ileri düzeydedir. Bu durum yığma yapılar konusunda bilgileri farklı olan her düzeyde teknik elemanın sorularına karşılık verebilme düşüncesinden doğmaktadır. iv

5 Önsöz İKİNCİ BASKIYA ÖNSÖZ (1992) Yığma Yapılar kitabının 1980 yılında yayımlanan ilk baskısından sonra geçen on yılı aşkın süre içerisinde Türkiye de tuğla üretiminde olan gelişmeler ve tuğla üzerine yapı malzemesi, yapı elemanları, taşıyıcı sistemler açısından yapılan deneyler neticesinde önemli bir bilgi birikimi oluşmuştur. Özellikle Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Deprem Araştırma Daire sindeki Sarsma Tablasında yapılan taş, tuğla ve boşluklu briket duvarlı yığma yapı deneylerinden yığma yapıların deprem davranışları ile ilgili önemli sonuçlar elde edilmiştir. Yığma yapılar konusundaki az sayıda yayınlardan biri olarak inşaatçılara yol gösteren bu yayının güncelleştirilmesi ve yeni gelişmeleri içeren daha kapsamlı bir yayın olması için kitap hemen tümü ile yeniden yazılmıştır. Kitap, Türkiye de yığma yapıların yapım koşulları, karşılaşılan problemler, mevcut olanaklarla bu problemlerin çözümü konuları üzerinde yoğunlaştırılmıştır. Bilindiği gibi son yıllarda dünyada donatı takviyeli yığma yapı yapmak giderek yaygınlaşmaktadır. Bu bir anlamda yığmanın, donatı ile takviye edilerek tıpkı beton gibi kullanılması, diğer bir değişle donatılı beton yerine donatılı tuğlanın geçmesi demektir. Kitapta bu konuda kısa bir bölüm yer almaktadır. İlk baskıda olduğu gibi bu baskıda da olabildiğince Türkiye de üretilen tuğla ve başka yapay yapı taşı kullanılarak yapılmış deneylerden elde edilen veri ve sonuçlar üzerinde durulmaktadır. Böylece ülke koşullarında yapılan yığma yapının tanıtılması amaçlanmaktadır. Başka ülkelerde Türkiye ye göre çok daha yüksek dayanımlı malzeme ile yapılmış deneylerden çıkarılmış sonuçların bizim yığma yapılarımız için geçerliliği tam olamayacağından yabancı kaynaklardan sınırlı olarak karşılaştırma amacı ile söz edilecektir. Kitabın bu yeni baskısında Deprem Araştırma Dairesi Sarsma Tablasında yapılan deneylerin başarılı olmasında ve ortaya çok değerli sonuçların çıkarılmasında büyük emek ve özveri göstermiş olan Deprem Mühendisliği Şube Müdürlüğü elemanlarına teşekkür edilir. v

6 YIĞMA YAPILAR (Taş ve Tuğla) Nejat Bayülke ÜÇÜNCÜ BASKIYA ÖNSÖZ (2013) Yığma Yapılar kitabının ilk baskısı 1980 yılında yayınlanmıştı. Daha sonra aradan geçen zaman içindeki gelişmeleri ve bilgi birikimini içeren kitabın ikinci baskısı 1992 yılında yapılmıştır. Bu son baskı 1992 den bu yana olan gelişmeleri ve yapılmış çalışmaları içeren ilk baskının devamıdır baskısı İmar ve İskan Bakanlığı Deprem Araştırma Enstitüsü tarafından yapılmıştı baskısı ise Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi tarafından yapılmıştır. Bu son baskı İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesi nce yapılmıştır. İMO Ankara Şubesine bu desteğinden dolayı teşekkür ederiz. İlk baskıdan bu yana geçen 30 yıl içinde yeni yığma yapı yapımı çok azalmıştır. Buna karşılık var olan yığma yapıların depremlere karşı güvenliğinin belirlenmesi ve gerekirse güçlendirilmesi üzerine daha çok çalışılmaktadır. Ancak var olan yığma yapıların malzemesinin ve bir bütün olarak yapının deprem davranışının ve dayanımının bilinmesi, doğru ve güvenli güçlendirme işlemlerinde öneminden bir şey kaybetmemiştir. Daha önce depreme dayanıklı yığma tasarımı için getirilmiş koşullar ve kurallar şimdi deprem güvenliği sağlayan koşullar olarak algılanmaktadır. Ancak tasarım kriterlerinin kendiliğinden deprem dayanımı sağladığı varsayımı da her zaman geçerli olmayabilir. Tasarım kriterlerine uymayan nitelikleri olduğu halde depreme başarı ile karşı koyabilmiş yığma yapılar da olabilir. Bu baskıda genellikle tuğla ve taş duvarlı yığma yapıların özellikleri, güçlendirme yöntemleri, bunların değerlendirilmesi, güçlendirme ile yapı niteliklerinde olan değişmeler vb konularda ARTI Mimarlık, Mühendislik ve Müşavirlik Ltd. Şti de yapılan proje tasarım çalışmalarından çıkarılan deneyim ve sonuçlara geniş ölçüde yer verilmektedir. Güçlendirmenin yapının dinamik özelliklerine etkisi de ele alınacaktır. Yığma Yapılar giderek tarihsel yapılar olmaktadır. Bu arada geçmiş yüzyıllardan kalma, giderek anıtsal nitelik kazanmış tarihi yığma yapılar da vardır. Daha önceki yüzyıllarda yapılmış cami ve benzeri çoğu taş duvarlı ve tuğla/taş kubbeli yapıların statik ve dinamik analizi doğrudan olarak bu kitabın kapsamında yoktur. Bu yapılar ayrı bir sınıflama içinde ele alınmalıdır. Ancak bu tarihi yapılardaki duvarların özellikleri bir biçimde ele alınmaktadır. Bu son baskının en önemli özelliği taş yığma yapılarla ilgili çok daha geniş bilgiler de içermesidir. Kitap şu anda taş ve tuğla yığma yapılar kitabı niteliğindedir. Kitabın bu baskısının hazırlanmasında yazarın 2004 yılından bu yana çalıştığı ARTI Mimarlık, Mühendislik ve Müşavirlik Limited Şirketi nin olumlu ve yüksek vi

7 Önsöz teknik düzeyli ortamının katkısı büyük olmuştur. Bu nedenle yöneticiler Halime Şenol, Mehmet Şenol ve Abdullah İlleez e teşekkür ederiz. Artı Mühendislik çalışanları olarak İnşaat Mühendisleri Oktay Bozkurt, Abdullah Özver, Yunus Emre Kibar, Necmiye Uçar, Dr. Deniz Utkutuğ, Arzu Okan, Alper Ünalan, Mehmet Şahin ve Evşen Muslu ile çeşitli zamanlarda yapılan çalışmaların da kitaptaki güçlendirme bölümlerine önemli katkısı olmuştur. Kendilerine de teşekkür ederiz. Kitabın mizanpajına katkıları nedeni ile İnş. Yük. Müh. Mehmet Şahin e ayrıca teşekkür ederiz. Yığma yapıların davranış ve dayanımı üzerindeki bilgi birikimine yılları arasında Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi Sarsma tablasında yapılan deneylerin katkısı büyüktür. Deneylere, çalışma arkadaşlarım Akif Doğan, Engin İnan, Ali Hürata, Esat Yarar, Cahit Kocaman, Fikret Kuran, Sertaç Köse, Ufuk Koşan, Hüseyin Güler, Celal Çınar, Mete Teoman, Sedat Apaydın, Uğur Kökyer, Recep Sivri, Şeref Saygılı, Recai Güler, Yavuz Selim Temizoğlu, Hasan Alkaç, Ramazan Çınar, Celal Çiçek ve diğer Deprem Araştırma Dairesi elemanlarının katkıları unutulamaz. vii

8 YIĞMA YAPILAR (Taş ve Tuğla) Nejat Bayülke GENİŞLETİLMİŞ DÖRDÜNCÜ BASKIYA ÖNSÖZ (2018) 2013 yılında yayımlanmış üçüncü baskının tükenmesinden sonra İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesince kitabın yeniden basılması istenmiştir. Geçen zaman içinde biriken bilgi, deneyim, araştırma sonuçları ve yenilenen deprem yönetmeliği (TBDY-2018) içeriğini de kapsayan değişiklikler ve eklerle birlikte kitabın bu yeni baskısı hazırlanmıştır. Kitabın yeni 2018 baskısı biraz daha kapsamlıdır ve yararlı olmayı sürdüreceği düşünülmektedir. viii

9 İÇİNDEKİLER 1. YAPAY VE DOĞAL TAŞLARIN ÖZELLİKLERİ TUĞLALARIN ÖZELLİKLERİ BASINÇ DAYANIMI...1 Harman Tuğlaları...2 Fabrika Tuğlaları ELASTİK ÖZELLİKLER TUĞLALARIN DONMA DAYANIMI TÜRKİYE DE TUĞLA STANDARTLARI (1992 YıLıNDAKİ DURUM) TÜRKİYE DE TUĞLA STANDARTLARI (2012 YıLıNDAKİ DURUM) TARİHİ YAPILARDAKİ TUĞLALAR DOĞAL YAPI TAŞLARININ ÖZELLİKLERİ TAŞLARIN DAYANIM VE DİĞER ÖZELLİKLERİ...10 Kireç Taşı...11 Küfeki Taşı (Arıoğlu ve Diğerleri-1999)...12 Anglomera ve Konglomera...12 Tüfler...12 Basalt BETON BRİKETLERİN ÖZELLİKLERİ GAZ BETON BLOKLAR KERPİÇ BLOKLARIN ÖZELLİKLERİ HARÇLAR GENEL KARIŞIM ORANLARI VE DAYANIMLARI HARÇLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ HORASAN HARÇLARI TUĞLA DUVARLARIN ÖZELLİKLERİ GİRİŞ DUVARLARIN BASINÇ DAYANIMI DUVAR BASINÇ DAYANIMININ KURAMSAL İNCELEMESİ DERZ KALINLIĞININ BASINÇ DAYANIMINA ETKİSİ TUĞLA VE HARÇ DAYANIMININ TUĞLA DUVAR DAYANIMINA ETKİSİ TUĞLA DUVAR ELASTİSİTE MODÜLÜ TUĞLA DUVARLARIN BASINÇ KIRILMASI TUĞLA DUVARLARIN ÇEKME-KESME DAYANIMI...38 ix

10 YIĞMA YAPILAR (Taş ve Tuğla) Nejat Bayülke Harç dayanımı TUĞLA DUVARLARIN ÇEKME-KESME DAYANIMINA ETKİYEN FAKTÖRLER TUĞLA DUVARLARIN EMNİYET GERİLMELERİ TUĞLA DUVARLARIN BİRİM AĞIRLIĞI VE BASINÇ DAYANIMI TAŞ DUVARLARIN ÖZELLİKLERİ GENEL TAŞ DUVAR TİPLERİ TAŞ DUVAR DOKUSU TAŞ DUVAR KALINLIĞI TAŞ DUVAR ÖRGÜ VE EN KESİT TİPLERİ...81 DUVAR EN KESİTLERİ...85 TAŞ DUVAR BİRİM AĞIRLIĞI DUVAR MEKANİK ÖZELLİKLERİ TAŞ DUVAR BASINÇ DAYANIMI TAŞ DUVAR KESME YA DA EĞİK ÇEKME DAYANIMI TAŞ DUVAR YERİNDE YATAY YÜK DENEYLERİ YASSI KRİKO (Flat Jack) DENEYİ DUVAR DÜZLEMİ İÇİNDE YATAY YÜKLEME DENEYİ SANDVİÇ TAŞ DUVAR ÇEKME / KESME DAYANIM DENEYLERİ KURU TAŞ DUVARLAR ELASTİSİTE (E) VE KAYMA (G) MODÜLÜ İLİŞKİSİ TARİHSEL YAPILARDA ÖLÇÜLMÜŞ DUVAR DAYANIMLARI SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE YAPI ANALİZİNDE KULLANILMIŞ TAŞ DUVAR MEKANİK ÖZELLİKLERİ TUĞLA YIĞMA YAPILARIN DİNAMİK ÖZELLİKLERİ VE YATAY YÜKLER ETKİSİNDE DAVRANIŞLARI DİNAMİK ÖZELLİKLER YAPI ELEMANI VE YAPININ YATAY YÜK ETKİSİNDE DAVRANIŞI YIĞMA YAPI ELEMANININ ELASTİK LİMİT YÜK TAŞIMA GÜCÜ YIĞMA YAPI ELEMANININ SÜNEKLİĞİ YATAY YÜK ETKİSİNDE DAVRANIŞ YATAY YÜK ETKİSİNDE KIRILMA BİÇİMLERİ DİNAR 1 EYLÜL 1995 DEPREMİNDE YIĞMA YAPI HASARI YIĞMA YAPI TANIMI TUĞLA YIĞMA DUVARLI YAPILARIN YATAY VE DÜŞEY YÜK ANALİZİ x

11 İçindekiler 6.1 DÜŞEY YÜKLER ALTINDA DUVAR GERİLME ANALİZİ YATAY YÜK ETKİSİNDE DUVAR KAYMA GERİLMESİ HESABI YIĞMA YAPIDA DEPREM KUVVETLİ YER HAREKETİ ETKİSİNDE OLUŞAN KAYMA GERİLMELERİ DEVLET SU İŞLERİ DÜZCE HİZMET BİNASI İSTANBUL KADIKÖY SAKARYA İLKÖĞRETİM OKULU İSTANBUL BEYKOZ TOKATKÖY İLKÖĞRETİM OKULU SARSMA TABLASI DENEYLERİ GENEL SARSMA TABLASININ ÖZELLİKLERİ BOŞLUKLU BETON BRİKET YAPI DENEYLERİ DÜŞEY DELİKLİ TUĞLA YAPI DENEYLERİ KERPİÇ YAPI DENEYİ GAZBETON BLOK YIĞMA YAPI DENEYLERİ SARSMA TABLASI DENEYLERİNDE ÖLÇÜLEN DUVAR KESME DAYANIMLARI YIĞMA YAPILARIN TASARIMI GENEL MİMARİ TASARIM İZİN VERİLEN KAT SAYILARI VE EN KÜÇÜK TAŞIYICI DUVAR KALINLIĞI TUĞLA DUVAR ÖRGÜ TİPLERİ DÜZ ÖRGÜ KİLİT ÖRGÜ ŞAŞıRTMA ÖRGÜ SANDVİÇ DUVARLAR YIĞMA YAPILARIN DÖŞEMELERİ YERİNDE DÖKME BETONARME PLAK DÖŞEMELER HAZIR BETONARME PREFABRİKE PANEL DÖŞEMELER TAŞIYICI DUVAR KURALLARI DUVAR KALINLIĞI NARİNLİK ORANLARI DUVAR BASINÇ VE ÇEKME KUVVETLERİNE KARŞI TASARIMI DUVAR KARARLILIĞI DUVAR BOŞLUK ORANLARI DUVAR ORANI KAVRAMI HATIL VE LENTOLAR xi

12 YIĞMA YAPILAR (Taş ve Tuğla) Nejat Bayülke 8.8 YIĞMA YAPI TEMELLERİ TEMEL HESAP YÖNTEMLERİ DONATILI YIĞMA YAPILAR KUŞATILMIŞ YIĞMA DONATILI YIĞMA DİĞER AYRINTILAR YIĞMA YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ GİRİŞ ORTAK HASAR DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME İLKELERİ HASAR DÜZEYLERİ GENEL GÜÇLENDİRME İLKELERİ ONARIM VE GÜÇLENDİRME MALZEMELERİNİN MEVCUT MALZEMELER İLE UYUMU KÜÇÜK ÇATLAKLARIN ONARIMI TUĞLA YIĞMA YAPI DUVARLARIN GÜÇLENDİRİLMESİ TUĞLA VE TAŞ YIĞMA DUVARLARIN HASIR ÇELİKLE GÜÇLENDİRİLMESİ TUĞLA DUVARLARIN ÇELİK KORD VE POLİMER MALZEME BANTLARI İLE GÜÇLENDİRİLMESİ DIŞ CEPHE BOŞLUKLARININ KÜÇÜLTÜLMESİ TAŞ DUVARLI YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİ ÇATLAKLARIN YÜKSEK DAYANIMLI ÖZEL HARÇLA DOLDURULMASI DERZLERİN YENİDEN DOLDURULMASI SANDVİÇ DUVARLARIN ORTA BÖLÜMLERİNİN HARÇ ENJEKSİYONU İLE DOLDURULMASI HARÇ ENJEKSİYONLU DUVAR SARSMA TABLASI DENEYİ İÇ VE DIŞ DUVARI BAĞLAYAN ENLEMESİNE DONATI EKLENMESİ ÇATLAKLARIN ÖZEL METAL KENETLERLE DİKİLMESİ YÜKSEK ÇEKME DAYANIMLI VE SÜNEK ÇUBUK ELEMANLAR YÜZEYLERİN YÜKSEK ÇEKME DAYANIMLI ÇELİK YA DA POLİMER HASIRLA KAPLANMASI KEMER ALT BAŞLARININ GERGİ DEMİRLERİ İLE BAĞLANMASI TEMELLERİN GÜÇLENDİRİLMESİ KAYNAKLAR xii