Yapı analizinde yapım aşamalarının dikkate alınması

Abstract

Çok katlı yüksek binaların yapımına duyulan gereksinim, büyük kentlerdeki aşın nüfus, ekonomik ve sosyal etkenler nedeniyle her geçen gün artmakta ve çok sayıda bina inşa edilmektedir. Bu tür yapılarda deprem ve rüzgar etkilerinin yanında düşey sabit yüklere göre de projelendirilmesinde hesap kabullerinin gerçeğe yakınlığı doğru çözümleme bakımından önemlidir. Çok katlı yapıların düşey yükler altındaki analizinde, sabit ve hareketli olarak tanımlanan iki tür yük göz önünde tutulmaktadır. Yapıyı, üç boyutlu ve bir bütün olarak çözümleyen bilgisayar programlarında, düşey yüklerin yapının taşıyıcı sistemi tamamlandıktan sonra etkidiği varsayılmaktadır. Oysa, her kat inşa edilirken alt katlarda inşaat sırasındaki sabit yüklerden oluşan deplasmanlar bu katta etkili olamaz. Benzer biçimde, moment aktaran birleşimli prefabrike yapı sistemlerinde yapım iki aşamada gerçekleşmektedir. Prefabrike taşıyıcı elemanların montajında kolon ve kirişler ilk aşamada izostatik bir sistem şeklinde çalışmakta, ikinci aşamada ise sistem düğüm noktalan rijitleştirilerek moment aktaran sistem haline dönüşmektedir. Buna göre, yapının doğal davranışını ortaya çıkaracak hesap modelini oluştururken, yapım aşamalarının dikkate alınıp alınmaması araştırılmaya değer gözükmektedir. Bu çalışmada, uygun hesap modeli olarak yapının -aynen inşaat aşamasında olduğu üzere- kat kat çözümlemesi esas alınmış, elde edilen bulguların genel uygulama çözümleriyle karşılaştırması yoluna gidilmiştir. Bu hesaplamada, statik hesaplar 'Sap90' programı kullanılarak yapılmaktadır. Bu çalışmada hazırlanmış ve listesi ekte verilmiş olan 'Sapedit' ve 'Sapgraf programları yardımıyla yapım aşamalarının statik hesaplarda dikkate alınması sağlanmıştır. Analizlerin sonucunda, az katlı yapılarda taşıyıcı sistemin kendi ağırlığı etkisinde eksenel boy kısalması ve oluşturduğu etkilerin ihmal edilebilir düzeyde olduğu görülmüştür. Çok katlı yapılarda ise düşey taşıyıcılarda oluşan boy kısalmaları ve oluşturduğu iç kuvvetler, yapım aşamalarının hesaplarda göz önüne alınmasına göre çözümlemede önemli farklılıklar göstermektedir. Özellikle birbirine yakın perde ve kolonların bulunduğu bölgelerde, kirişlerdeki eğilme momentlerinde %100'e, kesme kuvvetlerinde %60'a, düşey taşıyıcılardaki normal kuvvetlerde ise %30'lara varan farklılıklar olduğu bu çalışmadaki örnek yapı çözümlerinde görülmüştür. Diğer taraftan, moment aktaran birleşimli prefabrike yapılarda ise yapım aşaması dikkate alınarak yapılan hesaplarda, mesnet negatif hesap eğilme momentleri mutlak değerce azalırken açıklık momentleri de buna paralel olarak artmaktadır. Sonuç olarak, yapıların düşey yükler altındaki statik projelendirilmesinde uygulanan hesap yöntemlerinin, yapım aşamalarından kaynaklanan davranış farklılıklarını içermesi, yapının gerçeğe uygun çözümlemesi bakımından önemli olduğu bu çalışmadaki karşılaştırmalı çözümlerde açık bir şekilde görülmüştür.