İTÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü Yapı ve Deprem Mühendisliği Çalışma Grubu BETONARME YAPILAR MIM 232 Taşıyıcı Sistem İlkeleri 2015
Bir yapı taşıyıcı sisteminin işlevi, kendisine uygulanan yükleri temele aktarmaktır. Tasarım Yapı ömrü içinde gelebilecek yükler Etkidiği yer Geliş sıklığı, belirlenmelidir. Düşey ve yatay yükler ayrı ayrı incelenmelidir.
Sabit yükler Hareketli yükler Çoğu yükler gerçek veya gerçeğe yakın değerleri ile hesaplanabilirler. Ancak, bazı yüklerde (Kar, rüzgar, deprem yükleri), belirsizlikler vardır.
Düşey yükler: Sabit yükler: Yapı ömrü boyunca taşıyıcı sisteme etkiyen ve şiddeti değişmeyen yüklere sabit yükler denir. Sabit yükler yapının ağırlığıdır. Taşıyıcı elemanların ağırlığı Kaplama Döşeme Çatı örtüsü Yalıtım Duvar ağırlıkları vb. TS 498
Taşıyıcı sistem ağırlığını bulmak kolay, basit görünüyorsa da boyutu hesaplamak için ağırlığı, ağırlık için de boyuta ihtiyaç duyulması önce yaklaşık boyut vermeyi gerektirir. Tasarım sonucu, ilk boyutlandırmayla karşılaştırılır Diğer yüklerin (duvar, kaplama vs.) ağırlıklarının tayini ise daha kolaydır.
Hareketli yükler: İnsan, mobilya, hafif bölme duvarları, makina, araçgereç, kar vb. yükler (TS 498) Genelde büyüklük ve konumları zamanla değişir Genellikle eşdeğer düzgün yayılı yük olarak göz önüne alınırlar (TS 498) TS 498 de verilen değerler hesap değerleridir. Bunlar dışında kullanılacak yükler resmi bir deney laboratuvarı tarafından onaylanmalıdır.
Hareketli yükler, yapı kullanım amacına göre değişir Kullanım alanından bağımsızdır TS498 e göre, kolon normal kuvvetlerinin hesabında hareketli yüklerden oluşan bölümünde binanın kat sayısına göre bir azaltma yapılabilmektedir. Ancak son yıllarda yapılan araştırmalar, bu azaltmanın ihmal edilebileceğini göstermiştir.
Taşıyıcı Sistem İlkeleri Sabit ve hareketli yük oranı Bu oran önemlidir Bu oranı küçültmek, binayı hafifletmek, kolon, temel yüklerini azaltmak, deprem etkilerini küçültmek bakımından önemli yarar sağlar Hareketli yükler yapının kullanım amacına uygun olarak ortaya çıkan, değiştirilemeyen yükler olduğundan hafifletme sabit yüklerde yapılabilir.
Taşıyıcı Sistem İlkeleri Bu oranı küçültmeye, Yeni tasarım yöntemleri, yapı tekniği Yeni ve hafif malzeme Bilinen eski bir malzemeyi yeni bir yolla kullanma yardım eder Yapı büyüklüğü de sabit/hareketli yük oranını etkiler Büyük açıklıklı bir köprü, üzerinden geçecek bir trene göre çok ağır iken aynı tren küçük açıklıklı bir köprüde daha önemli olur.
Yatay yükler Yüksek yapılarda özellikle önem kazanan ve hesaplarda gözönüne alınması gereken yatay yükler; rüzgar ve deprem yükleridir. Bunların dışında, bazı özel durumlardaki yatay yükler; Sanayi yapılarındaki vinçlerde, fren, çarpma vs. etkileri İskeleye gemi yanaşması Yapılara araç çarpması vs.
Rüzgar ve deprem yükleri dinamik karakterlidir Deprem yükleri etkisinde binaların tasarım ilkeleri, 2007 yılında yürürlüğe giren Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik de belirlenmiştir. Bu yönetmeliğe göre, deprem yükleri binanın bulunduğu deprem bölgesine, zemin koşullarına vb. bağlı olarak hesaplanır. Analizler, yönetmelikte verilen statik veya dinamik yöntemlerden biri kullanılarak yapılır. Eşdeğer statik deprem yükü yöntemi, bunlardan bir tanesidir.
Rüzgar i: Yüksek yapıların hesabında, yapıya etkiyen toplam rüzgar yükü ve dış cephe elemanlarının hesabında basınç dağılımı önemlidir. Özellikle yüksek yapılarda rüzgar yüklerinden doğan hareketler de gözönüne alınmalıdır. Rüzgar nedeniyle yapıdaki titreşimin belli değerleri aşmaması konfor açısından önemlidir.
Rüzgar, hem etkidiği doğrultuda, hem de buna dik doğrultuda zorlanmalar ortaya çıkarır. Ayrıca burulmalara da neden olabilir Bu etkiler, yapının ayrık veya bitişik olması durumunda değişkenlik gösterir Son yıllarda yüksek yapıların taşıyıcı sistemi daha narin yapılmaktadır. Bu yüzden rüzgar yükleri gerçeğe yakın tespit edilmelidir.
Yüksek yapılarda rüzgar kanalı deneyleri yapılabilir. Bu deney sonuçları tasarımda önemli faydalar sağlamaktadır. TS 498 de yapılardaki rüzgar etkileri açıklanmaktadır. Önemli yapılarda, yönetmelikte verilen değerlerin meteoroloji kayıtları incelenerek düzeltilmesi önerilir
Deprem i: Taşıyıcı Sistem İlkeleri Ülkemiz deprem kuşağı üzerindedir ve deprem, çoğu kez rüzgara göre çok daha etkilidir 2007 Yönetmeliğine göre, yeni yapılacak binaların depreme dayanıklı tasarımının ana ilkesi; hafif şiddetteki depremlerde binalardaki yapısal ve yapısal olmayan sistem elemanlarının herhangi bir hasar görmemesi, orta şiddetteki depremlerde yapısal ve yapısal olmayan elemanlarda oluşabilecek hasarın sınırlı ve onarılabilir düzeyde kalması, şiddetli depremlerde ise can güvenliğinin sağlanması amacı ile kalıcı yapısal hasar oluşumunun sınırlanmasıdır.
Özel Etkiler TS 498 de Betonarme, çelik gibi değişik yapılarda değer ve önemi olan sıcaklık değişimi, deprem vb. etkiler sözü geçen yapıların standardından ve ilgili mevzuaattan alınacaktır denmektedir. Deprem etkileri, yukarıda belirtildiği gibi 2007 D.B.Y.B.H.Y de belirtildiği gibi dikkate alınacaktır.
Özel Etkiler Sıcaklık değişimine bağlı durumlar, rötre durumunda, bunlardan oluşan uzama ve kısalmalar engellenince yüklerinkine benzer kesit zorları meydana gelir. Bina boyu sınırlı tutularak bu etkilerin ihmal edilebilecek derecede küçük kalması sağlanabilir. Büyük açıklıklı çatılarda olduğu gibi bina boyu sınırlandırılmazsa sıcaklık değişimi ve büzülmeden oluşacak etkileri de öteki yük etkileri ile birlikte hesaplamak gereklidir.
Özel Etkiler Temeldeki farklı oturmalarda üst yapıda önemli kesit zorları oluşturur. Farklı temel oturmalarının önlenemediği durumlarda kabul edilecek bir mesnet çökmesine göre hesaplanacak kesit zorlarını öteki yüklerden oluşan kesit zorlarına eklemek gereklidir. Kıyılarda dalga ve gemi çarpmaları, yol kenarlarında araç çarpmaları ile gaz vb. patlamalarının etkileri de özel ve önemli durumlarda hesaba katılmak zorundadır.
Teşekkürler