Yapı malzemesi seçimi yapıyı bir çok bakımdan etkiler:

? Deprem bölgelerindeki uygulamalar için uygunluk/ yapısal gerekler

? Yapı fiziği (ısı yalıtımı, nem, ses yalıtımı)

? Yatırım maliyeti

? Dayanıklılık ve efektif kullanım süresimaliyet

? İleride yapı üzerinde değişiklik yapılması ihtimali

Bu gözle bakıldığı zaman kagir yapılar en avantajlı yapılardır. Almanya'da konut inşaatlarının %80'inden fazlası yığma kagir yapıdır. Bu amaçla ince harç tabakası (tutkal) ile örülen boyutsal toleransları çok düşük kagir malzemeler ya da 62,4 cm x 74,9 cm ebatlara kadar olabilen büyük kagir malzemeler gibi çok çeşitli kagir duvar sistemleri kullanılmaktadır. Bu tip yapılarda çatılar genellikle betonarme döşeme olarak yapılmaktadır.

2. DUVARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

Duvarın en önemli mekanik özelliği yüksek basınç dayanımıdır. Deprem direnci bakımından, deprem kuvvetlerinin yatay etkimesinden dolayı kesme dayanımı da belirleyicidir. Taşıma gücü kapasitesi ve deprem yüklerine direnç söz konusu olduğunda bu iki özelliğin birleşimi çok önemlidir. Münih Teknik Üniversitesi'nde yığma yapıların deprem yükleri simülasyonları altında davranışının incelendiği araştırmalar gerçekleştirilmiş (www.mb.bv.tum.de), teorik ve deneysel çalışmalar yürütülmüştür.

Kesme duvarları ile döşeme plakları arasındaki etkileşimin incelenmesinde substrüktür tekniği ile pseudodinamik test yöntemi kullanılmıştır. Kagir duvarlarda, çeşitli kagir yapı malzemeleri ile harç kombinasyonları denenmiştir. Bu deneylerin sonuçları yeni Alman Standardı DİN 4149'a (Nisan 2005) dahil edilmiştir. Buna örnek olarak donatışız kagir duvarların enkesitinde narinliğe bağlı davranış faktörü 1.5'ten 2.0'ye kadar verilebilir.

3. TASARIM STANDARTLARI

Ulusal mevzuatın temeli, bazı önemli yapılar için depreme dayanıklı tasarım kurallarının belirlendiği Avrupa Standardı Eurocode 8: Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı'dır.

3.1. Genel Tasarım Yaklaşımı

Güvenlik kontrolü için genel tasarım yaklaşımı, "Yapı Analizi"dir. Yapıya etki eden kesme yükleri kesme duvarlarına etkiyen normal kuvvetlerle birlikte çalıştığı için bu değerler bulunur ve Eurocode 6'ya göre taşıma gücü kapasitesi ile mukayese edilir. Dinamik araştırmalar için genellikle çok emek sarfetmek gerektiği için sık sık güvenli tarafta kalacak şekilde basitleştirilmiş kurallar kullanılmaktadır.

3.2 Eurocode 81'e Göre Basit Kagir Yapılar

Konut yapıları inşaasında kat sayısı genellikle dört ya da dörtten azdır. Bu nedenle AB standardı güvenlik kontrolü amacıyla, kat sayısına ve zemin ivmesi agxS [m/s2]'ne bağlı olarak belirlenen minimum kesmeye maruz duvar alanına bakılmasına müsaade eder.

Yapının planına bağlı isteklere ek olarak, kesmeye maruz duvarların simetrik olması, düşey yüklerin en az % 75'inin kesme duvarları tarafından karşılanması ve kesme duvarlarının minimum uzunluğu gibi gerekler de yerine getirilmeli ve karşılanmalıdır.

4. YAPI KÜTLESİ

Deprem dinamik bir yüktür. Gerilim, zemin ivmesi ve rezonans sonucu oluşan atalet kuvvetleri etkisiyle oluşur. Normal kuvvetlerin etkisiyle tasarlanan yapılar oldukça yüksek yük taşıma kapasitesi rezervine sahip oldukları için (genellikle kagir duvarların gerçek basınç dayanımı mevcut yükten dolayı oluşan gerçek gerilmenin üç katıdır) düşey ivme etkisi göz ardı edilebilir. Asıl gerilme yatay yüklerden dolayı oluşur.

4.1 Hareketli Yük

Tasarım sismik etkisinin atalet etkisi, yapının hareketli yük kütlelerinin de hesaba katılmasıyla değerlendirilmelidir. Mevcut hareketli yük ve yapı arasında, en fazla, rijit olmayan bağlantılar olabileceği için, Eurocode 8'e göre konut yapılarında maksimum (karakteristik) hareketli yükün yalnız belli bir oranı hesaba katılır.

4.2 Sabit Yük

Sabit yük yapının kendi kütlesinden kaynaklanır. Genellikle geleneksel kagir duvarlar 1,0 ton/m3 ile 2,2 ton/m3 arasında, betonarme döşeme ise 2,5 ton/m3 birim hacim ağırlığına sahiptir. Bir yapının sabit yükünün % 90'ından fazlası, genellikle duvarların ve döşemelerin ağırlığından kaynaklanır. Betonarme döşeme ve ağır kagir duvar malzemeleri gibi geleneksel yapı malzemeleri kullanımında yapı kütlesi büyüklüğü nedeniyle bilinen problemler oluşur. Bazı araştırmalar göstermiştir ki, yapının sabit yükü hafif kagir duvar malzemeleri kullanılarak önemli miktarda azaltılabilir. Gazbeton gibi çağdaş hafif kagir duvar malzemeleri kullanımıyla birim hacim ağırlığı duvarlarda 0,35 ton/m3 ve döşeme plaklarında 0,40 ton/m3'e kadar azaltılabilmektedir.

4.3 Toplam Kütle

Hafif kagir duvar malzemesi kullanımı ile birlikte döşemelerde de hafif malzemeler kullanıldığı zaman, hareketli yüklerin etkisi de hesaba katılarak, yapının kütlesinin % 50'ye kadar azaltıldığı görülmüştür. Bu azalmayla orantılı olarak sismik yükler de azalır. Orta ve yüksek deprem riski olan bölgelerde, hafif kagir yapı malzemelerinin kullanıldığı yapılarda güvenlik kontrolleri yapılabilse de bazı geleneksel kagir yapılarda nümerik olarak kontrol yapılamamaktadır.

5. YAPIMSAL GEREKLER

Yapıların depreme güvenli tasarımı konusunda yapımsal kurallar da göz önünde tutulmalıdır. Genellikle yeterli davranış özelliği sağlamak için yapının yüksekliğine bağlı olarak minimum kagir duvar uzunluğu gereklidir. Döşeme plakları yatay yükleri taşıyıcı duvarlara dağıtır. Bu nedenle katı, sert bir diyafram gibi davranmalıdır. Zayıf yapılarından dolayı ahşap döşeme sistemleri uygun değildir. Bu gibi durumlarda her kat seviyesinde duvar düzlemi üzerine bir betonarme hatıl uygulanmalıdır. Bu hatıllar sürekli ve birbirine bağlı elemanlar şeklinde olmalıdır. Son depremler üzerinde yapılan gözlemler sonucunda kalkan duvar hasarlarının çok yoğun olduğu görülmüştür. Bundan dolayı kalkan duvarlar üzerine de hatıl uygulanması zorunludur.

6. SONUÇLAR

Deprem bölgelerinde yapılan yapılar için malzeme seçimi sırasında, seçilen malzemenin yapının ağırlığına etkisine bakmak gereklidir. Yapı üzerinde oluşan deprem yükleri yapının ağırlığıyla doğru orantılı olduğu için, yüksek kütlesel değerler oluşacak gerilimleri artırır. Böylece yapının deprem etkisi altında güvenilirliği azalır. Bu bölgelerde hafif kagir duvar birimleri ve yapı elemanlarının kullanımı, görece daha ağır malzemelere kıyasla yapının kütlesini azalttığı için doğrudan yapıda deprem yükleri sonucu oluşacak gerilmeleri de azaltır.

* UIA 2005 22. Dünya Mimarlık Kongresi kapsamında TMMOB Mimarlar Odası istanbul Büyükkent Şubesi Afet Komitesi tarafından düzenlenen "Deprem Bekleyen Tarihi Kentlerde Mimarlık" konulu uluslararası PanelForum'da sunulan bildirinin çevirisidir.

Dr.lng. Detleff SCHERMER

Araştırma Mühendisi, Beton ve Yığma Yapılar Enstitüsü, Münih Teknik Üniversitesi Almanya