SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI. Kemal Tuşat YÜCEL

Transkript

1 SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI Kemal Tuşat YÜCEL İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI YIĞMA YAPI MALZEME LABORATUVAR VE SAHA DENEYLERİ İLE STATİK ANALİZ VERİ HESAPLARI Ülkemizde; tarihi yapılar 2863 sayılı Kültür ve tabiat Varlıklarını Koruma Kanunu ile koruma altına alınmıştır. Bu yapılar; 19. Yüzyıl sonuna kadar yapılmış (1899) taşınmazlardır. Ayrıca, Kültür ve Turizm Bakanlığı tarafından koruma altına alınmış taşınmaz yapılar da mevcuttur. Bu yapılar genel anlamda kentsel sit olarak tanımlanmaktadır. Bundan önceki yıllarda yapılan yapılar; tarihi ve arkeolojik sit olarak tanımlanmaktadır. Bu yapılar yığma, ahşap ve karma olarak değerlendirilebilir. Deprem ile ilgili yapılar incelendiğinde; sadece betonarme karkas yapıların göz önünde bulundurulması oldukça hatalı bir yaklaşımdır. Şubat ayında ; Isparta İl Özel İdaresi nde yapılan Isparta Deprem Çalıştayı nda ortaya çıkan rakamsal değerler: Isparta İlinde 26,500 adet bina vardır ve bunların sadece adedi betonarme karkastır, diğerleri yığma yapılardır. Toplam 174 köy vardır ve bunların 7 si mücavir alandadır. 40,399 köy evi yığma yapı olarak yapılıdır. Isparta ilindeki yapıların %80 i ancak projelendirilmiştir. Dolayısıyla, betonarme karkas yapılar anılırken yığma yapılar ve tetkik yöntemleri de unutulmamalıdır. Isparta gerçeği tüm Türkiye için düşünülürse durum gerçekten dikkat edilmesi gereken bir noktadadır. Mart 2007 Deprem Yönetmeliği bu konuda gerekli kıstasları sunulmuştur. Ülkemizde, 3 milyar 1

2 dolarlık yapı stoğunun yenilenmesi söz konusu ise bunların içersine yığma yapılar katıldığında durumun aciliyeti daha açıktır. Üstelik bunların içinde, tescilli binalar yani tarihi binalar maalesef yoktur. Bu nedenle, yığma yapı malzemeleri deneyleri ve analizleri önemlidir. SDÜ İnşaat Müh. Böl. Yapı Malzemeleri Laboratuvarında (Fiziksel ve Mekanik Deneyler) ve Jeotermal Enerji ve Mineral Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezinde; Yapı Alanından alınan Tuğla ve Harç örnekleri üzerinde standartlara uygun olarak aşağıda ifade edilen deneyler yapılmaktadır. Tuğla ve Harç Örnekler Üzerinde Yapılan Fiziksel, Mekanik(Tahribatlı ve Tahribatsız) ve Mineralojik Laboratuvar Deneyleri: Tuğla Yapı Malzemeleri Üzerinde: TS EN :2002, Kağir birimler - Deney metotları - Bölüm 13: Kagir birimlerin net ve brüt kuru birim hacim kütlelerin tayini (Doğal taş hariç) standardına göre, birim hacim ağırlık, TS EN 772-7:2000, Kagir Birimler- Deney Metotları- Bölüm 7: Kil Kagir Su Yalıtım Tabakası Birimlerinde Suda Kaynatma Metoduyla Su Emme Tayini standardına göre ağırlıkça su emme, TS EN 772-1: Nisan 2002, Kagir Birimler- Deney metodları-bölüm 1: Basınç dayanımının tayini standardına göre basınç deneyleri yapılır ve, 2

3 TS EN 771-1:2011, Kâgir birimler - Özellikler - Bölüm 1: Kil kâgir birimler (Tuğlalar) Standardına göre incelenir. Harç Yapı Malzemeleri Üzerinde: TS 699:2009, Doğal Yapı Taşları-İnceleme ve Laboratuvar Deney Yöntemleri standardına göre ağırlıkça su emme deneyleri yapılır. Tuğla Yapı Malzemelerinde, Yerinde Tahribatsız Deney Analizleri İçin: TS EN Doğal taşlar-deney metotları-ses hızı ilerlemesinin tayini standardına göre ultrases hızı deneyi, TS 3260 : Eylül 1978, Beton Yüzey Sertliği Yolu İle Yaklaşık Beton Dayanımının Tayini Kuralı standardına göre Schmidt Çekici deneyi, uygulanmaktadır. Tuğla ve harç yapı malzemelerinin üzerinde, yerinde: ASTM C : 2003a ve ASTM C :2009, Standard Test Methods for In Situ Measurement of Masonry Mortar Joint Shear Strength Index standartlarına uygun olarak kayma deneyleri uygulanmaktadır. 3

4 Mineralojik Analiz: Alınan harç ve tuğla örnekleri üzerinde mineralojik inceleme ve analizler için: ICP OES ve XRD analizleri (Detaylı çalışmalarda SEM ve DTA deneyleri) yapılmaktadır. Bu analizler element ve bileşik olarak tuğlanın mineralojik içeriğinin belirlenmesine yardımcı olmaktadır. DENEYLER VE ANALİZLER 1.0 Tuğla Numuneleri Birim Hacim Ağırlık ve Deneyleri Birim Hacim Ağırlık deneyi, tuğla örnekleri üzerinde; TS EN :2002, Kağir birimler - Deney metotları - Bölüm 13: Kagir birimlerin net ve brüt kuru birim hacim kütlelerin tayini (Doğal taş hariç) standardına göre uygulanır Ağırlıkça Su Emme Deneyleri, tuğla örnekleri üzerinde; TS EN 772-7: 2000, Kagir Birimler- Deney Metotları- Bölüm 7: Kil Kagir Su Yalıtım Tabakası Birimlerinde Suda Kaynatma Metoduyla Su Emme Tayini ve TS 699:2009, Doğal Yapı Taşları-İnceleme ve Laboratuvar Deney Yöntemleri standartlarına göre uygulanır. Birim ağırlık ve ağırlıkça su emme tayinleri, 0.01gr hassasiyette ölçü verebilen 6kg maksimum kapasiteli Avery Berkel marka terazi kullanılarak ölçülür. 4

5 Elde edilen sonuçlar neticesinde, tuğla ve harç örneklerin sınıfları yapısal özellikleri Yorum Raporunda, bu gübkü standartlardaki yerleri tanımlanarak belirtilir. 2.0 Tuğla Numuneleri Ultrases Hızı ve Schmidt Çekici Deneyleri Ultrases Hızı Deneyleri, tuğla örnekleri üzerinde; TS EN Doğal taşlar-deney metotları-ses hızı ilerlemesinin tayini standardına göre uygulanır. Deneyler sırasında; Pundit marka Ultrases cihazı, ön kalibrasyon işleminden geçirilerek kullanılır Sertlik deneyleri, yerinde tuğla örnekleri üzerinde; TS 3260 : Eylül 1978, Beton Yüzey Sertliği Yolu İle Yaklaşık Beton Dayanımının Tayini Kuralı standardına göre Schmidt Çekici kullanılarak uygulanır Elde edilen deney sonuçlarından, tuğla örneklerin mekanik mukavemetleri, dinamik elastisite modülü hesapları ile yapısal çatlak olup olmadığı ve harç özellikleri tanımlanır. 3.0 Mineralojik Analizler Harç örnekleri SDÜ Jeotermal Enerji ve Mineral Kaynakları Araştırma ve Uygulama Merkezinde; X Pert Pro-Panalytical cihazında XRD(X-ray diffraction) ve Perkin Elmer-Optima 2100 DV cihazında ICP OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry) analizleri gerçekleştirilir. 5

6 4.0 Duvar Basınç Emniyet Gerilmesi ve Kayma Emniyet Gerilmesinin Hesabı Duvar Basınç Emniyet Gerilmesi Hesabı: Mevcut bulunan tuğla ve harç yapı malzemeleri üzerinde; ASTM C : 2003a ve ASTM C :2009, Standard Test Methods for In Situ Measurement of Masonry Mortar Joint Shear Strength Index standartlarına uygun olarak yerinde kayma deneyi uygulanır Bu deney öncesinde; tuğla boyutları, (b:genişlik, l:uzunluk, h: yükseklik), harç kalınlıkları duvar genişlik ve yükseklikleri belirlenir Deprem Yönetmeliği, Duvarlarda Basınç Emniyet Gerilmesi başlığı c bendine göre; Duvar parçası dayanım deneyi yapılmamışsa duvarda kullanılan bloğun deneysel olarak elde edilen serbest basınç dayanımının 0.50 si f d duvar basınç dayanımı ve bu dayanımın 0.25 i f em duvar basınç emniyet gerilmesi olarak ifade eder. Ayrıca, Duvarlarda Basınç Emniyet Gerilmesi Bröcker (tuğla ve harç dayanımı dikkate alınır) ve Graf a(tuğla ve harç dayanımı,duvar kalınlığı ve yüksekliği dikkate alınır) göre tanımlanır. Duvarlarda Basınç Emniyet Gerilmesi, bu değerlerin (2007 Deprem Yönetmeliği, Bröcker ve Graf Bağıntılarının) ortalaması olarak verilir. 6

7 Kayma Emniyet Gerilmesinin Hesabı: 2007 Deprem Yönetmeliği Kayma gerilmesi Hesabı Başlığı altında, duvar Kayma emniyet gerilmesi, em ; em = 0 +μ*σ olarak ifade edilmiştir. Bu denklemde em : duvar kayma emniyet gerilmesi(mpa= N/mm 2 ), 0 : Duvar çatlama emniyet gerilmesi(mpa= N/mm 2 ), μ: sürtünme katsayısı (0,5 olarak alınabilir), σ ise Deprem Yönetmeliğinin paragrafı uyarınca hesaplanmış duvar düşey gerilmesidir(mpa= N/mm 2 ). Yerinde yapılan kayma deney sonuçlarından; em : duvar kayma emniyet gerilmesi(mpa) bulunur. Yapıda yapılan kayma deneylerinin sonuçları Ortalama duvar kayma emniyet gerilmesi, em olarak belirlenir (Şekil 1). Şekil 1 Kayma Deneyi Saha Fotoğrafı 7

8 Bu değer kullanılarak; Duvar düşey gerilmesi (σ), mevcut duvar alanlarından hesaplanarak; Çatlama Emniyet gerilmesi, 0 hesap edilebilir. Düşey delikli, dolu blok tuğla veya harman tuğlası (çimento takviyeli kireç harcı ile örülen) kullanılarak yapılan Kagir Birimler için Deprem Yönetmeliği Tablo 5.5 te Duvar Çatlama Emniyet gerilmesi ( 0 ), değerleri de ayrıca önerilmiştir. 8