SlideShare uma empresa Scribd logo

Geleneksel taşıyıcı sistemler

•
•
Erdal COSKUN
Erdal COSKUN

mimarlık mühendislik

Engenharia
1 de 218
Baixar para ler offline
DERS NOTLARI Dr. Erdal COŞKUN
BÖLÜM 1 GİRİŞ, STRÜKTÜR KAVRAMI VE MALZEME
Giriş • İnsanoğlunun ilk yapı yapma eylemi, doğanın olumsuz koşullarından ve vahşi hayvanlardan korunmak için kendisine küçük barınak inşa etme isteğinden doğmuştur. İnsan, temel gereksinimlerinden biri olan barınma ihtiyacını başlangıçta mağara gibi doğal oluşumlarda karşılamış, mağaranın sınırladığı alanlar yeterli gelmemeye başladıktan sonra çevresinde bulabildiği taş, ağaç gibi doğal malzemelerle ilk barınaklarını inşa etmiştir. • Sonraları kerpiç ve tuğla gibi yine doğadan elde ettiğiyle ürettiği malzemeleri kullanmıştır. Böylece, tarih öncesi insanının sığındığı yeri ya da mağarasını bırakıp kendine daha rahat ve sağlam barınak yapmaya başlamasıyla mimarlık doğmuştur. Şüphesiz ki hangi malzeme çevresinde bol miktarda ise, o malzemeye bağlı yapım teknikleri geliştirmiştir. Örneğin ilkel dönemde insanlar, çevresinde bulabildiği ağaç dalları ya da kamışları çatarak oluşturduğu mekânları hayvan postlarıyla örtmüşlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 3
Giriş • Mısır’da bolca bulunan taş, yapıların ana malzemesi olmuş, Mezopotamya’da çok fazla taş bulunmamasından dolayı yapı malzemesi olarak kerpiç kullanılmıştır. Kerpiç, önceleri güneşte kurutularak, sonraları daha dayanıklı olması için pişirilerek tuğla elde edilmiştir. Çevrede bulunan malzemeye bağlı olarak yapım teknikleri ve mimari gelişmiştir. • İnsanoğlu zamanla becerisini temel strüktürel formlar üzerinde geliştirip taş, tuğla ya da ahşabı üst üste yığarak kendi eliyle mekânlar biçimlendirmiş, biçimlendirdiği mekânlara karşı daha duyarlı hale gelmiş ve gitgide daha geniş mekânlar oluşturmak istemiştir. Bu nedenle geniş açıklık geçme sorunu, yeni örtü sistemleri arayışını da beraberinde getirmiştir. Bu bağlamda mimarın görevi, alt yapı ve örtüyü birlikte tasarlamak ve farklı mekân tasarımları geliştirmek olmuştur. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 4
Strüktür Kavramı • Mimarlıkta yapının ayakta durabilmesini sağlayan taşıyıcı olarak adlandırılan ‘’strüktür’’ sözcüğü, ‘’inşa etmek’’ anlamındaki Latince ‘’stuere’’ sözcüğünden türeyen ‘’structura’’dan gelmektedir. İngilizcesi ‘’structure‘’ dır. • Kuban’a göre biçim, malzemeyi ayağa kaldıran düzendir ve bu düzenin ayakta durmasını sağlayan iskeleti vardır. İşte bu iskelet, yani biçimi ayakta tutacak olan sistem onun strüktürüdür. • Hasol ise strüktürü ‘’bir yapının taşıyıcı bölümü’’ şeklinde ifade eder. Taşıyıcı sistem, üzerine etkiyen yükleri kendi ağırlığı ile birlikte taşıyarak zemine aktaran ve aynı zamanda bir hacmi örtme ve belirleme görevini de yerine getiren elemanlar topluluğudur. Bir başka deyişle strüktür, örtü ile taşıyıcılar arasında statik bir denge kurma sistemidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 5
Geleneksel Strüktür • Geleneksel strüktür, çağdaş malzeme ve teknikler (betonarme, çelik, v. b.) geliştirilmeden önce, doğal malzemelerin olanakları ile gerçekleştirilmiş strüktürdür. Mimarlığın ilk örneklerinden başlayarak, çağdaş strüktür sistemlerinin başlangıcı olarak kabul edilen çeliğin yapılarda kullanılması ve betonarme iskelet sistemlerin yapımına kadar uzanan süreci kapsar. • İnsan, zamanla yapı yapma eyleminde kendisini geliştirip, taşları ve pişmiş kerpiçten oluşturduğu tuğlaları üst üste koyarak ve aralarını toprak, su ve çeşitli malzemeleri karıştırarak elde ettiği harçla bağlayarak yığma duvarlar elde etmiş, mekân oluşturmak için de örtü sistemleri geliştirmiştir. Önceleri düz dam biçiminde olan tavan örtüsü geniş mekânlarda yetersiz kalmış, ancak tonoz ve kubbelerle geniş açıklıkların geçilebilmesi mümkün olabilmiştir. Strüktür, yeni malzemeler ve teknolojik gelişmelere paralel olarak gelişme göstermiştir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 6
Geleneksel Strüktür • Tarihi yapıların birçoğunun günümüze kadar ayakta kalabilmesi için gerekli olan dayanım, malzemenin ağırlığından çok yapının geometrisinden kaynaklanmaktadır. • Mezopotamya ve Yunan’da uygulanan strüktürel tasarım kuralları bilinmemektedir. • Ancak Romalıların strüktürel tasarım kuralları ile oluşturdukları yapılar hala ayaktadır. Hepsinin belirli bir geometrisi vardır. Belirli oranların ve geometrik konstrüksiyonların kurallarına göre tanımlanırlar. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 7
Geleneksel Strüktürler • Doğal malzemenin olanaklarıyla iki taşıyıcının arası en ilkel şekilde tek bir taş ya da ahşap malzeme ile geçilmiştir. • Megalitik mimarlık da denilen büyük taşlarla gerçekleştirilen ilkel mimarlığa verilebilecek en iyi örnek dolmendir. Stonehenge Dolmenleri, İngiltere GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 8
İlkel Strüktürler İlk barınaklar mağaralar iken, sonraları çattığı ağaç dalları, üst üste yığdığı taş bloklar ilk mimari strüktürler olmuştur. Bu strüktürler, ilkel strüktürler olarak da adlandırılabilir. - Oyulmuş sistemler (mağara) - Çatılmış sistemler (çadır, kulübe) - Yığma sistemler (tümülüs, dolmen) - Karma sistemler (hendek ev) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 9
Geleneksel Taşıyıcı Sistemler Kemer ve Tonoz Hatıl ve SutunTaşıyıcı Duvar Düşey Dayanak Yatay Dayanak Konsol Yük Gotik Uslup GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 10
Geleneksel Strüktürler Etiyopya GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 11
Geleneksel Strüktürler Mağara Yurt GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 12
Yapılara Etkiyen Dış Yükler • Düşey Yükler -Sabit Yükler Yapının kendi ağırlığı. -Hareketli Yükler Yapı elemanına zaman zaman etkiyen ve yer değiştiren statik yüklerdir. İnsan, eşya yükleri, kar yükü gibi. • Yatay Yükler -Rüzgar Yükleri -Deprem Yükleri • Özel Yükleme Halleri -Patlama Yükleri -Çarpma Yükleri -Kar Yükü -Su ve Toprak Yükü -Farklı Oturma -Isı Yükleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 13
Yatay Yükler-Deprem-Rüzgar DEPREM YÜKLERİ RÜZGAR YÜKLERİ GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 14
Çekme ve Basınç Etkisi ÇEKME, Uzama BASINÇ, Kısalma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 15
Eğilme ve Burulma Etkileri EĞİLME, Sehim BURULMA, Kayma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 16
Taşıyıcı Sistem Davranışı Kemer Davranışı Düşey Yükler Altında Çerçeve Davranışı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 17
Gevrek ve Sünek Malzemeler Malzemeler genellikle gevrek ve sünek malzemeler olarak iki grupta toplanırlar. Kopma uzaması az olan malzeme gevrek, tersi durumda olan ise sünek malzemedir. Gevrek kırılmada ani kırılma oluşur. Sünek malzemeler ise kuvvetler altında büyük şekil değiştirmeler yapabilir. Gevrek malzemeye taş, beton, cam sünek malzemeye yapısal çelik örnek gösterilebilir. Gevrek malzemelerin çekme ve basınç kuvvetleri altındaki davranışı çok farklı olduğu halde, sünek malzeme çekme ve basınç kuvvetleri altında oldukça yakın davranış gösteririler. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 18 Süneklik taşıyıcı sistemlerde istenen bir özelliktir. Bu özellik sayesinde sistem göçmeden önce büyük şekil değiştirmeler yapabilir. Buna karşılık gevrek davranış gösteren bir taşıyıcı sistem fark edilebilen bir şekil değiştirme yapmadan aniden göçer.
Yığma Yapılar • Yığma sistemleri belirleyen özellikler taşıyıcı elemanların üst üste yığılıp bir bağlayıcı ile bütünleştirerek oluşturulmasıdır. • Bu taşıyıcı sistem türünde, duvarlar, kolonlar ve payanda gibi düşey ve eğik elemanlar hem taşıyıcı hem mekan sınırlayıcıdır. Ayrıca köprü, su kemeri gibi açıklık geçmekte de kullanılmışlardır. • İnsanoğlunun en eski zamanlardan beri uyguladığı taşıyıcı sistem türüdür. • Yığma yapılar, süneklilikleri az, gevrek bir malzeme ile inşa edilirler. Yapımlarında ve dayanımlarında işçilik önemli rol oynar. • Yığma sistemlerin düşey taşıyıcı elemanlarında taş, kerpiç, tuğla vb. malzemeler kullanılır ve sistemde etkin olan gerilme türü basınçtır. • Yukarıda sayılan malzemenin çekme dayanımı, basınç dayanımın yanında ihmal edilecek kadar küçüktür. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 19
Yığma Yapılar • Binlerce yıl önce inşaa edilmiş olan Mısır Pramitleri yer çekimi etkisiyle oluşan yığılma konisi şekline çok yakın olduğundan, o çağın malzemesi ve teknolojisine göre etkin bir çözümdür. • Zaman içinde yığma sistemlerdeki malzemenin azalmasında en büyük etken kemer, kubbe ve tonoz gibi yığma sistem elemanlarını etkin olarak kullanılmasıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 20
Yığma Yapılar Dorik İyonik Korint İlk çağlarda yapılmış ve kalıntıları günümüze kadar gelmiş yapılara eski Yunan, Mısır, Mezopotamya ve Anadolu uygarlıklarında rastlanan yapılarda malzeme olarak taş, tuğla ve ahşap kullanılmıştır. Doğadan elde edilen taş işlenerek kolon adını verdiğimiz düşey taşıyıcılar ve bunların üzerine yatay olarak yerleştirilmiş lento türü kirişler elde edilmiştir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 21
Yığma Yapılar • Yığma sistemlerde döşemeler ve çatılar, ahşap kiriş gibi çizgisel (çubuk) taşıyıcılardan veya malzemenin yük taşıma kapasitesine bağlı olarak düzlem veya eğri yüzeyli yüzeysel taşıyıcı elemanlardan oluşturulmaktadır. • Tarihsel örneklere bakıldığına, yığma yapıların döşemelerinde küçük ve orta ölçekli açıklık söz konusu olduğunda, ahşap kirişli döşemeler, ahşap kirişlerin yetmediği açıklıklarda ise yığma kemerler, tonozlar ve kubbeler kullanıldığı görülmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 22
Yığma Yapılar Panteon-İtalya, Roma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 23
Yığma Yapılar Romalılar döneminde yüzlerce yol, köprü, su yolu, hamam, tiyatro ve arena da inşa edilmiştir. Kolezyum, Pont du Gard ve Panteon gibi birçok anıt Roma mühendisliği ve kültürünün mirası olarak hâlen durmaktadır. MÖ1. yüzyılda Romalılar sayısız mimari tasarıma imkan veren betonu kullanmaya başladılar. MÖ1. yüzyılda Vitruvius muhtemelen tarihteki ilk bilimsel mimari inceleme olan De Architectura'yı yazdı. Romalılar şehirlere, sanayi bölgelerine ve tarım alanlarına su sağlamak için sayısız su yolları inşa etmişlerdir. Roma şehri toplamda uzunlukları 350 kilometre olan on bir su yoluyla besleniyordu. Su yollarının büyük bölümü yerin altındaydı. Yalnızca ufak bir bölümü kemerlerle desteklenmiş olarak yerin üstündeydi. Istanbul Roma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 24
Ayasofya Ayasofya, MS 532 - 537 yılları arasında 6. yüzyılın ünlü mimarlarından Milet'li İsidoros ve Tralles'li Anthemius tarafından yapılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 25
Mimar Sinan Mimar Sinan veya Koca Mi'mâr Sinân Âğâ (Sinaneddin Yusuf - Abdulmennan oğlu Sinan) (Osmanlı Türkçesi: ‫قوجه‬‫معمار‬‫سنان‬ ‫آغا‬), ) Osmanlı baş mimarı ve inşaat mühendisi. Osmanlı padişahları I. Süleyman (Kanuni), II. Selim ve III. Murat dönemlerinde baş mimar olarak görev yapan Mimar Sinan, yapıtlarıyla geçmişte ve günümüzde dünyaca tanınmıştır. Başyapıtı, "ustalık eserim" dediği Selimiye Camisi'dir. Sinaneddin Yusuf, Kayseri'nin Agrianos (bugün Ağırnas) köyünde doğmuştur. 1511'de Yavuz Sultan Selim zamanında devşirme olarak İstanbul'a gelmiş yeniçeri ocağına alınmıştır. Mimar Sinan 92 camii, 52 mescit, 57 medrese, 22 türbe, 17 imaret, 3 darüşşifa (hastane), 5 su yolu, 8 köprü, 20 kervansaray, 36 saray, 8 mahzen ve 48 de hamam olmak üzere 375 eser yapmıştır. Ayrıca, Edirne ilindeki Selimiye Camisi Dünya Kültür Mirası listesindedir. Mimar Sinan, Mimarbaşı olduğu sürece birbirinden çok değişik konularla uğraştı. Zaman zaman eskileri restore etti. Bu konudaki en büyük çabalarını Ayasofya için harcadı. 1573’te Ayasofya’nın kubbesini onararak çevresine takviye edici duvarlar yaptı ve eserin bu günlere sağlam olarak gelmesini sağladı. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 26
Selimiye Cami (Edirne) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 27
Yığma Yapılar Yedikule Surları,Istanbul Galata Kulesi- Istanbul GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 28
Yığma Yapılar İzmir Balat Istanbul GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 29
Yığma Yapılar Istanbul-Tekfur Sarayı İstanbul-Tekfur Sarayı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 30
Yığma Yapılar Monadnock Building (www.monadnockbuilding.com) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 31
Yığma Yapılar GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 32 Avusturya-Viyana
Yığma Köprü Çok açıklıklı, yığma köprü Prag, Çek Cumhuriyeti GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 33
Çelik Yapılar İngiltere, Coalbrookdale Köprüsü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 34
Çelik Yapılar Budapeste- Avrupanın ilk çelik asma köprüsü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 35
Çelik Yapılar Gar Binası,Hollanda, Amsterdam GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 36
Çelik Yapılar Fonttan (dökme demir) yapılmıştır. Sveti Stefan Bulgar Kilisesi, İstanbul GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 37
Yığma Karma Yapım Sistemleri • Taş bir temel üzerine kurulan ahşap iskeletin arasına kerpiç ya da tuğlalar doldurulmasıyla oluşturulan yapılar “hımış” (Arseven, tarihsiz), ahşap iskeletin üzerine 2-3 cm genişlikte çıta çakılarak, sıvananlar “bağdadi” (Hasol, 1979), iskeletin dıştan tahta ile kaplanması, içten bağdadinin üzerinin sıvanmasıyla oluşturulan ve iç, dış kaplama arası boş bırakılan yapılar da “ahşap kaplamalı” (Arseven, tarihsiz) olarak tanımlanır. Türkiye’de ahşap iskeletli yapım tekniği ile yapılan en erken tarihli konut örnekleri onyedinci yüzyıla kadar gitmektedir. Ahşap iskeletli konut yapımı yirminci yüzyılın ilk çeyreğine kadar yaygın olarak devam etmiştir. 1940’lardan sonra ise bu gelenek, kırsal alanlarda, kısıtlı olarak da olsa sürmüştür. Safranbolu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 38
Yığma Karma Yapım Sistemleri Geleneksel Ahşap İskeletli Türk Konutunun Deprem Davranışları, Dilek AKSOY*, Zeynep AHUNBAY , İTÜ Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, Taşkışla,Taksim, İstanbul Geleneksel ahşap iskeletli yapılarda payanda yerleşimi, Düzce GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 39
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 40
BÖLÜM 2 GELENEKSEL YAPILARDA KULLANILAN MALZEMELER VE ÖZELLİKLERİ
Doğal Taş • Taş, en eski yapı malzemelerinden birisidir ve kalıcı olması düşünülen yapıların inşasında özellikle tercih edilmiştir. Tarihi yapılarda taşın yaygın olarak kullanılmasının nedeni, hemen hemen her yerde ve arazi koşullarında kolaylıkla temin edilebilir olmasıdır. • Doğal taş, taşıma gücü ve basınç dayanımı yüksek; çekme dayanımı zayıf olan bir malzemedir. Bu özelliğinden dolayı, yalnız basınç kuvveti alan kemerler, tonozlar ve kubbelerde kullanılması uygundur. • Basınç yüklerini alan duvarlar ve ayaklar da taş malzemeden yapılmıştır. Basınç altında bazı taşların deformasyonu, betonla benzer özellikler gösterir. Betonun elastisite modülü E = (14~30) x 103 MPa iken, granitin elastisite modülü E = (15~70) x 103 MPa mertebesindedir. Elastisite modülünün bilinmesi, taşıyıcı elemanın yüklenmesi sonucu yaptığı sehim hesabı için gereklidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 44
Doğal Yapı Taşlarının Ortalama Fiziksel Özellikleri • Taşlarda genleşme çatlaklarına da rastlanır. Bu durum; çekme gerilmelerinin, malzemenin çekme mukavemetini geçmesi halinde meydana gelir. Taşlarda, dış etkenlerden (sıcaklık değişimleri, rüzgar, su...) kaynaklanan çatlaklar, aşınmalar ve bozulmalar meydana gelebilir. • Küfeki taşı, % 93-100 oranında CaCO3 içermektedir. Yalnız örgü ve dış cephe kaplama malzemesi olarak değil, iç mekanlarda, duvarlarda, taşıyıcı öğelerde, döşeme kaplamalarında, kemerlerde, mihraplarda ve parmaklıklarda kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 45
Sıva ve Harçlar • Kireç kullanılarak elde edilen sıva ve harçlar, Eski Yunan, Roma ve onu izleyen dönemlerden, çimentonun bulunmasına kadar geçen sürede, yapıların inşalarında kullanılmıştır. Bağlayıcı madde olarak kireç, dolgu malzemesi olarak da agregaların karıştırılmasıyla kireç harcı ve sıvaları elde edilir. Kireç harçlarının hazırlanmasında kirecin veya harcın özelliklerini geliştirmek amacıyla kirece veya harca organik ve inorganik maddelerin katıldığı da bilinmektedir. • Kirecin hammaddesi, kalsiyum karbonat (CaCO3) minerallerinden oluşan kireç taşlarıdır. Bu taşlar ısı ile kalsine olup karbondioksit gazının (CO2) yapıdan ayrılması sonucunda kalsiyum okside (CaO) dönüşürler. Elde edilen bu ürüne sönmemiş kireç adı verilir. • Kalsinasyon sonucunda elde edilen sönmemiş kireç (CaO), su veya havada bulunan nem ile reaksiyona girerek kalsiyum hidroksite (Ca(OH)2) dönüşmektedir. Bu ürün, sönmüş kireç olarak adlandırılmaktadır. Kirecin sönmesi için havada %15 oranında nisbi nemin olması yeterlidir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 46
Sıva ve Harçlar • Söndürülmüş kirecin uzun yıllar hava ile temas etmeden bekletildikten sonra kullanılması, Roma ve onu izleyen dönemlerden bu yana bilinmektedir. Roma döneminde kirecin en az üç yıl bekletildikten sonra kullanılması gerektiği ileri sürülmüştür. • Kirecin bekletilme süresi uzadıkça, plastik özelliği ve su tutma kapasitesi artmaktadır. • Agregalar, kireç harcı ve sıvalarının yapımında dolgu malzemesi olarak kullanılırlar, kireç ile reaksiyona girmeyen (ve reaksiyona giren (puzolan) agregalar olarak sınıflandırılabilirler. Etkisiz agregalar, taş ocağı, dere ve denizlerden elde edilen agregalardır. Puzolanik agregalar kireç ile reaksiyona girerek harç ve sıvaların nemli ortamlarda, hatta su altında da sertleşmesini sağlayan amorf silikatlar ve alüminatlardan oluşan agregalardır. • Puzolanlar doğal ve yapay olarak iki grupta incelenebilir. Doğal puzolanlar (tüf, tras, opal vb.) genelde volkanik küllerden oluşmaktadır. Tuğla, kiremit vb. pişirilmiş malzemeler ise yapay puzolan olarak birçok tarihi yapının harç ve sıvalarında kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 47
Sıva ve Harçlar • Kireç harçlarının hazırlanmasında kirecin veya harcın fiziksel özelliklerini geliştirmek, karbonatlaşmayı hızlandırmak amacıyla kirece veya harca organik ve inorganik maddelerin katıldığı bilinmektedir. Bunlardan bazıları, kan, yumurta, peynir, gübre, arap zamkı, hayvan tutkalı, bitki suları, kazein gibi malzemelerdir. • Katkı malzemelerinden arap zamkı, hayvan tutkalı ve incirin sütlü suyu yapışkan olarak kullanılmıştır. Çavdar hamuru, domuz yağı, kesik süt, kan ve yumurta beyazı kirecin daha çabuk sertleşmesini sağlamaktadır. Arpa, idrar ve hayvan tüyleri dayanıklılığı arttırmaktadır. Şeker, suyun donma- erime periyotlarında meydana getirdiği bozulmaları yavaşlatmaktadır. Balmumu, harçtaki büzülmeyi önlemektedir. Yumurta akı, hayvan tutkalı, şeker, süt, keten tohumu gibi yağlar ise kirecin plastik özelliğini arttırıp kırılganlığı azaltarak, harcın çalışabilirliğini arttırmaktadırlar . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 48
Horasan Harcı ve Sıvaları • Topraktan elde edilen tuğlanın ve kerpicin, yapı malzemesi olarak kullanılması harcın doğmasına neden olmuştur. Tarihte ilk olarak çamur kullanılmıştır. Çamurun ardından, Romalılarla birlikte, kireç harcı kullanılmaya başlanmıştır. Kireç harcından sonra, kum kireç karışımının içine pişmiş kil veya puzolan denilen volkanik tüfün karıştırılması ile su karşısında sertleşen bir bağlayıcı elde edilmiştir. Tarihi yığma-kargir yapılarda özellikle, Roma, Bizans, Selçuklu ve Osmanlı mimarisinde ise horasan harcı adı verilen bağlayıcı kullanılmıştır (Kuban, 1998). • Horasan harcı ise, horasan ve kireç (hava kireci) ile üretilen harca denir. Horasan deyimi, İran’ın doğusundaki Horasan bölgesinden gelmektedir. Bu harçlar Roma döneminde ‘Cocciopesto’ Massazza ve Pezzuoli (1981), Hindistan’da ‘Surkhi’ Spence (1974), Arap ülkelerinde ‘Homra’, Yunanistan’da ‘Korassa’ adını almaktadır. Günümüzde Suudi Arabistan’da betona horasan denilmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 49
Horasan Harcı • Horasan’ın dayanımı, kirecin kalitesine ve tuğla tozunun inceliğine bağlıdır. Horasan harcının dayanımının yüksek olması, harca katılan ince çakıl takviyesi ile orantılıdır. Bunun nedeni; harca katılan kirecin zamanla sertleşmesi olayıdır.. Ayrıca horasan harcının içine rötreyi engellemesi için saman da katılabilir. • Horasan çok geç sertleşen bir malzemedir. Dayanımını çok uzun zamanda kazanır. • Malzemenin bu özelliğini bilen eski mimarlar yapının temelini bitirdikten sonra üst yapıya başlamaları için, uzun bir süre yapıma ara verirlerdi. Horasanın sertleşme sürecini azaltmak ve dayanımını kısa sürede kazanabilmesi için çeşitli katkı maddeleri kullanılabilir. • Hidrolik özelliklerinden dolayı bu harç ve sıvalar Roma, Bizans, Selçuklu ve Osmanlı dönemi sarnıç, su kuyusu, su kemerleri ve hamam yapılarında kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 50
Horasan Harcı 1. Geleneksel Horasan Harcı : a) Dinlendirilmiş kireç + Yumurta akı + Horasan pirinci + Su b) 1 Kireç Kaymağı + 1 Yıkanmış kavrulmuş kum + ½ Alçı + Su c) 2 Kireç + 1 Horasan + Bir miktar dişli kum + Bir miktar meşe külü + Su 2. Kum Horasan Harcı : a) Dövülmüş kireç + Yumurta akı + Kum + Horasan pirinci + Su olup, karma süresi uzundur. 3. Lökün : a) Dövme Kireç + Üç ayda suda çürütülmüş pamuk + Su b) Dövme kireç + Zeytinyağı + Keten elyafı + Su c) Dövme kireç + Kızgın zeytinyağı + Koyun yünü elyafı + Su 4. Horasan Sıvası : a) Yumurta akı + Alçı + Tuz + Kireç b) 2 Horasan + ½ Perdah kumu + ½ Beyaz çimento + ½ Kireç şerbeti (öneri) olarak sınıflandırılmıştır (Eriç ve diğ. 1990) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 51
Kargir Malzeme • Doğal taş veya pişmiş toprağın (tuğlanın), bir bağlayıcı harçla birlikte kullanılması ile elde edilen malzemeye kargir adı verilir. Monolitik taşıyıcı elemanlar (duvar, destekler), kemer, tonoz ve kubbe vb. kagir malzeme ile yapılır. Kargir malzeme, heterojen bir malzemedir. Birim ağırlığı 21 ∼ 22 kN/m³ arasında değişmektedir. • Kargir malzeme, basınca belli limitlerde dayanır. Kargirin çekmeye karşı dayanımı çok azdır. Kargir malzemenin mukavemeti, içindeki bağlayıcı harcın mukavemetine eşdeğerdir. Bağlayıcı kireç harcı olan kargir malzemede basınç emniyet gerilmesi, σ = 0,2 – 0,6 MPa, horosan harçlı kargir malzeme de ise tahmini σ = 1,5 ~ 3 MPa mertebesindedir. Horosanın dayanımının, düşük dozajlı bir çimento harcın dayanımı civarında olması gerektiği varsayımı yapılabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 52
Ahşap Malzeme Canlı bir organizma olan ağaçtan elde edilen ahşap; lifli, heterojen anizotrop bir yapı malzemesidir. Birim hacim ağırlık ahşabın türüne göre ortalama olarak 0.1 t/m3 ile 1.5 t/m3 arasında değişir Doğada çok sayıda ağaç türü olmasına karşın, önemli ekonomik değer taşıyan ağaç sayısı sınırlıdır. Yapılarda kullanılan ahşabın önemli bir kısmı çam, meşe, ceviz, dişbudak, kavak, selvi, kayın, köknar, sedir gibi ağaçlardan elde edilmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 53
Ahşap Malzeme Kusurlu, heterojen ve anizotrop yapısı nedeniyle ahşabın mekanik özelliklerini incelemek kolay değildir. Ahşabın değişik mekanik etkilere karşı gösterdiği dayanım türlere göre ve aynı türlerin değişik örneklerine göre farklılıklar gösterir. Anizotropi nedeniyle ahşabın mekanik özelliklerini iki yönde incelemek. • Eksenel yön (lifler boyunca), • Transversal yön (liflere dik doğrultuda) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 54
Ahşap Malzeme • Budaklar, yarıklar, peşlenme (eşit olmayan hacim değişimi), eğik lifler, reçine keseleri kereste kusurlarındandır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 55
Ahşap Malzeme • Ahşabın elastisite modülü de liflere dik ve paralel doğrultularda değişmektedir. Elastisite modülü çamlarda liflere paralel doğrultuda 10.000 MPa, liflere dik doğrultuda 300 MPa’dır. • Meşe ve kayın için bu değerler sırasıyla 12.500 MPa ve 600 MPa olarak alınabilir. • Ahşabın eğilme dayanımı 60-130 MPa arasında değişen değerler alır. Örneğin, III. Sınıf çamın eğilme dayanımı 65 MPa, gürgenin 130 MPa'dır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 56
Ahşap Malzeme • İşlenmesi ve taşınması kolay bir malzeme olan ahşap, yalnız konut mimarisinde yapı malzemesi olarak kullanılmıştır. Hafif, çekme, basınç ve eğilmeye karşı dayanımı olduğundan büyük açıklıklar ahşapla rahatça geçilmiştir. Tarihi yığma kargir yapılarda tavan ve döşeme taşıyıcı sistemi malzemesi olarak ahşap kullanılmıştır. • Ayrıca çekmeye karşı dayanımından dolayı duvarlarda hatıl olarak, eğilmeye karşı dayanımından dolayı çıkma (saçak, cumba, taşma) olarak kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 57
Ahşap Malzeme • Nem, özellikle zararlı mantarların gelişmesini ve canlı organizma saldırısını kolaylaştırır. Ancak tamamen tatlı su içinde gömülü ahşabın uzun yıllar (50- 500 yıl) dayandığı gözlenmiştir. • Devamlı olarak ıslanma - kuruma etkisinde bulunan ahşap kolayca yıpranır. İyi havalandırılmış ve nemsiz ortamlarda, tarihi yapı ve mobilyalarda görüldüğü gibi ahşap çok fazla (3000 yıl dolaylarında) dayanabilir. • Ahşabın dayanıklılığı doğal haliyle, koruyucu işlemlere tabi tutulmaksızın dış etkenlere dayanmasıdır. Bu dayanıklılık türlere göre değişir. Bazı türlerde mikroorganizma üreyemez, yapılarında doğal antiseptik maddeler vardır. Örneğin kestane, meşe, çam, bu tür etkilere oldukça dayanıklıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 58
Ahşap Malzeme • Ahşabın fiziksel özellikleri, nem oranı ile büyük ölçüde etkilenir. Aynı ahşap değişik nem oranlarında farklı davranış gösterir. Ahşap kururken hacim kaybına uğrayarak büzülür. • Ağaç kuruyunca sertlik, dayanım gibi bir kısım özellikleri artar ancak enerji yutma kapasitesi azalır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 59
Tuğla Malzeme • Tarihi yapılarda, pişirilmiş kilden üretilen tuğlayı oluşturan malzemeler genellikle dere yataklarında yüzeysel olarak biriken kum taşlarının kalıntılarından elde edilirdi. Pişmiş kilden üretilen tuğlalar, görünümleri ve işlevlerine göre sınıflandırılır; fırınlarda yüksek ısı altında pişirilir; fırın teknolojisinin bulunmadığı yerlerde ise güneş ısısından yararlanılarak üretildiği bilinmektedir. • Tuğlayı oluşturan malzemenin kalitesi, kullanılan harç ve tuğlanın örülme düzeni; tuğlanın dayanımını belirler. Tuğlaların basınç dayanımı, malzeme özelliklerine bağlı olarak 10 MPa dan 30 MPa a kadar değişir. İyi fırınlanmış tuğla, iyi fırınlanmamış tuğlaya göre üç kat daha fazla dayanıma sahip olabilir. Genel olarak tuğlanın çekme dayanımı basınç dayanımının %10’u, kayma dayanımı ise basınç dayanımının %30’u kadardır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 60
Yığma Yapıların Mekanik Özellikleri Yığma yapı malzemeleri homojen olmadığı için farklı davranışlar gösterebilirler. Ayrıca, inşa safhalarındaki süreksizlikler sebebiyle farklı türden malzemeler de birbirinin yerine kullanılmış olabilmektedir. Bunlar doğal olarak farklı mekanik davranışlar gösterecektir. Yığma yapıların mekanik özellikleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir : • Mekanik davranış homojen değildir. • Malzeme izotropik değildir, doğrultuya göre farklı davranışlar gösterir. • Özellikle uzun vadeli yükler için çekme mukavemeti sıfır kabul edilir. • Basınç gerilmeleri altında davranışı gevrektir. (akma bölgesine sahip değildir) • Kayma gerilmeleri altında belirli bir oranda sünek davranış görülür. • Elemanların gerçek rijitliklerinin hesabında çatlaklar ve elemanlar arasındaki bağlar dikkate alınmalıdır. • Mekanik davranış lineer değildir ve sıklıkla da elastik değildir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 61
BÖLÜM 3 GELENEKSEL YAPIYI OLUŞTURAN TAŞIYICI SİSTEMLER
Sınıflandırma • Kuban, Mimarlık Kavramları’nda; ‘’Geleneksel strüktür sistemlerinde, sistemin elemanları aynı zamanda sınırlandırma görevini de üstlenebilirler. Tarihi üsluplarda bu sınırlandırma, düşey taşıyıcı elemanlar ve yatay ya da eğrisel örtü elemanlarıyla yapılmıştır.’’ der ve geleneksel strüktür elemanlarını, taşıyıcılar ve örtü elemanları olarak iki grupta inceler. • Yığma yapılarda strüktürel elemanlar, yapısal biçimlenişlerine göre ise doğrusal ve düzlemsel elemanlar ve eğrisel elemanlar olarak sınıflandırılabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 63
Sınıflandırma 1. Eğrisel Elemanlar; • Kemerler, • Tonoz, • Kubbe, • Türk Üçgeni, 2. Doğrusal ve düzlemsel elemanlar; • Sütun, Ayak, • Duvar, • Düz atkı (lento), • Hatıllar • Payanda, GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 64
Kemerler • Kemerler, iki sütun veya ayak arasındaki açıklığı geçmek için yapılan eğri eksenli kirişlerdir. Kemerler, taş ya da tuğla ile inşa edilir. Taş kemerler, moloz, kaba yonu, ince yonu veya kesme taştan yapılır. • Bir kemerde, kemer örgü taşı olarak üzengi, kilit taşı ve kemer taşları olmak üzere üç eleman bulunur. Üzengi taşı, kemerin başlama taşıdır. Kilit taşı, kemerin düşey ekseninde bulunan ve kendisi ile üzengi arasındaki taşları kilitleyen taştır. Kemer taşları, kilit taşı ile üzengi taşları arasında kemeri oluşturan taşlardır. • Kemerler, yerçekiminin etkisiyle düşey yük etkisi altındadır. Bu yükler yapıdaki detay malzeme ve taşıyıcı sistem malzemesinin (kerpiç, tuğla veya taş) toplamıdır. Kemerler, üzerlerine gelen yükleri basınca çalışan elemanlarıyla taşımaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 65
Kemerin Çeşitli Kısımlarının İsimleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 66
Kemer Yapım Şekilleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 67
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 68
Kemer Davranışı • Yığma bir kemeri inşa etmek için iskele üzerine kama biçiminde kesilmiş kemer taşları yerleştirilir. Son taş olan kilit taşı yerine yerleştirilene kadar bu yapı ayakta duramadığı için iskele bir geçici destek olarak kullanılır. Destek kaldırıldığında, kemer mesnetleri itmeye başlar. • Mesnetler kaçınılmaz olarak bu itkiye yol verir ve kemer bu hareketle beraber hafifçe yayılır, açılır. Kemer taşları, mukavemeti gösteremeyen ara yüzeylerden ayrılmasıyla birlikte kemer çatlar ve üç mafsallı kemer oluşur. Bu üç mafsallı kemer, mükememel sayılabilcek bir kararlılığa sahiptir. Kemer Davranışı a) Yeni Yapılan Kemer b) Oturan 3 Mafsallı Kemer GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 69
Kemer Davranışı • Doğru kemer tasarımı yapabilmek için yaygın olarak zincir eğrisine başvurulmuştur. İki ucundan tutularak serbest bırakılan zincir, kendi ağırlığı altında bütün kesitlerde çekme oluşacak şekilde aşağıya doğru sarkar. • Bu şeklin ters çevrilmiş halinde inşa edilecek olan kemerde hiç çekme gerilmesi görülmeyecektir. Böylece tamamen basınca çalışan bir kemer elde edilmiş olur. • İtki çizgisi kemerin merkezine yakın olduğunda, kemer yalnız basınç gerilmesi taşımaktadır. Bu sebeple kemerin istenilen şekilde davranması için, itki çizgisi merkeze mümkün olduğu kadar yaklaştırılmaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 70
Kemer Davranışı • Kemerler, geometrik olarak uygun inşa edilmediği takdirde, itki çizgisinin kesit içinde kalmaması sebebiyle (şekil a ve b) göçecektir. • Ayrıca yükleme durumuna göre yer değiştiren itki çizgisi de kemerin kararlılığını bozabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 71
Kemer Davranışı • Yığma yapıların deprem etkisi altında davranışı oldukça kötüdür. Elemanları bir arada tutacak güçlü bağlara ihtiyaç duyulan yığma yapılarda, en çok hasarlar kuleler, kubbeler ile kemerlerde meydana gelir. • Kemerlerde mesnetlerin açılmasını önlemek amacıyla ahşap veya demir gergiler kullanılır. • Gergilerde oluşan çekme kuvveti, kemerin açılmasına engel olur. Basınca çalışan kemer ve tonozlarda ortaya çıkan çekme gerilmelerinin yanında mesnetlerin açılmasını önleyen gergi demirlerinin paslanması, burkulması vb sebepler de hasara sebep olur. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 72
Kemer Davranışı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 73 Kemerlerde yedi farklı göçme mekanizması Monasterio’ nun Manuscript leri
Beittedine Sarayı, Lübnan GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 74
Beittedine Sarayı, Lübnan GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 75
Kemerler • Düşey yükün şiddetinin yatay yükten büyük olması sonucu, kesit içerisindeki çekme kuvvetlerinin şiddeti azalır. Kemerlerde kesit boyutlarının oldukça büyük olmasının sebebi, taş veya tuğla kemerlerin kendi ağırlıklarının, kemerin stabilitesine sağladığı avantajdır. Kemerin herhangi bir noktasında oluşacak çekme kuvveti; zaten, çekme kuvvetlerine karşı çok zayıf olan taş veya tuğlanın çatlamasına sebep olacaktır. • Kemerlerin stabilitesinin bozulmasına neden olan en büyük etken, mesnetlerin açıklık yönünde açılmasıdır. Bu nedenle, pek çok tarihi yapının taş, tuğla kemerlerinde ahşap veya metal gergi çubuğu kullanılmıştır. Gergi çubukları iki ayak, bir ayak bir duvar veya iki duvar arasında kullanılmıştır. Taşıyıcı öğeler üzerine, üst örtünün üzengi seviyesinde veya hemen altında bulunan taşa oyulmuş yuva ya da duvar içerisine bırakılmış boşluklara mesnetlendirilmişlerdir. • Gergi çubuklarının bir başka özelliği ise de, ayakların kemer itkisinden etkilenmesini önlemektir. Gergi ile bağlanması istenmeyen durumlarda, duvarlara payandalarla desteklenmiş ayaklar uzatılarak, eksenleri doğrultusunda, kemer mesnetleri üzerine ağırlık kütleleri asılmıştır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 76
Edirne-Selimiye Cami GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 77
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 78 Tarsus-Adana Roma Su kemeri
Tonozlar • Tonoz, bir kemerin kendi düzleminde, dik doğrultusunda ötelenmesi sonucu meydana gelen; yükleri, kemerlerin yük taşıma prensibi ilkesine göre taşıyan, aynı zamanda da kabuk özelliği gösteren tek eğrilikli yapı elemanıdır. Tonozlarda, basınç kuvvetlerinden ötürü basınç gerilmeleri oluşur . • Tonoz çeşitleri; tek tonoz, çoklu tonoz, enine tonoz, haçvari tonoz ve çoklu haçvari tonoz olarak söylenebilir. Tonoz, kendi ağırlığı ile birlikte üzerindeki kaplama yüklerini de taşır. Bir tonozun kesiti, aynı eğrilikteki bir kemerin eşdeğeridir. Tonoz mesnetlerinde oluşan yanal kuvvetler, temellere doğru kalınlaştırılmış duvarlar, kemerlerde olduğu gibi gergiler veya payandalarla taşınır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 79
Tonoz Biçimleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 80
Tonozlar GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 81
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 82
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 83
Kubbeler • Kubbe, bir kemerin simetri ekseni etrafında dönmesiyle elde edilir. Kuvvetleri pozitif çift eğrilikli yüzeylerde taşıyan kabuklardır. Tromp (tonoz mesnet), pandantif (küresel mesnet) ve Türk üçgeni, kubbeli mekan örtüsünde geçit elemanı olarak kullanılan en sık karşılaşılan formların başında gelmektedir (Kuban, 1998). • Tarihi yığma kargir yapılarda kubbeler, küre parçası olarak yapılmışlardır. Kargirin çekmeye karşı gösterdiği olumsuz performans, kubbe içinde yapılan pencerelerin oluşturduğu çekme gerilmeleri; bu iki olayın sonucunda pencerelerin bulunduğu noktalarda kubbede çatlakların oluşmasına sebebiyet verir . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 84
Kubbeler • Kubbeler sadece basınca çalışacak şekilde tasarlanmalarına rağmen, kasnağa yakın bölgelerde, derin olmayan çevre boyunca dağılan çekme gerilmeleri görülür. Kubbe, aslında bir kemerin düşey eksen etrafında çevrilmesinden oluşan bir geometriye sahip bir dizi kemerden meydana gelir. • Kubbelerin geometrik tasarım kuralları kemerler ile benzerlik taşır. Çift yönlü eğrilik sebebiyle, bir yöndeki gerilmeler diğer yöndeki davranışı da etkiler. Poisson oranı kubbelerde önem kazanır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 85
Kubbeler • Kubbenin maruz kaldığı yükün düşey bileşeni, kubbeyi taşıyan kemer, duvar vs elemanlarla zemine aktarılırken, yatay bileşen de payandalar ve gergilerle karşılanarak kubbenin açılması önlenir. • Kubbede açılmaya sebep olan yatay kuvvet, kalın beden duvarlarıyla karşılanabileceği gibi ağırlık kuleleri yardımıyla kuvvetin düşey bileşenini büyütmek suretiyle kısa yoldan aşağıya doğru yönlendirilmesi vasıtasıyla daha ince duvarlarla da taşınabilir. • Bu yatay kuvvet, kubbeye mesnetlik yapan ve kubbenin açılmasını önleyen kasnak kısmında yatay doğrultuda çekme, düşey doğrultuda kayma gerilmeleri meydana getirir. Payanda GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 86
Kubbeler • Kubbenin tabanında oluşacak çekme gerilmelerine karşı alınacak en hayati önlem, bölgenin çekme gerilmelerine dayanıklı bir malzemeden yapılmış bir çember ile kuşatılmasıdır. Büyük kubbeli yapılardaki kasnaklar masif ve ağır yapısıyla, bu bölgede oluşacak çekme kuvvetlerini etkisiz hale getirirler . • Kubbenin yükü, kubbe ayakları vasıtasıyla mesnet yüklerinin düşey bileşenlerini kemerlere; yanal bileşenleri ise kemer düzlemlerine dik doğrultuda yerleştirilmiş yarım kemerler veya payandalarla alınır. Kubbeden kemerlere taşınan düşey yüklerin kemer düzlemi içindeki itkileri de gergilerle alınır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 87
Kubbe Formları GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 88
Vatikan Vatikan- Saint Pietro GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 89
Beyrut GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 90
Türk Üçgeni Kare bir alt mekân üzerine kubbenin oturtulabilmesi için yapılan bu mimari geçiş öğesine; pandantif ya da Türk üçgeni de denilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 91
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI Isfahan Cami, İran 92
Sütunlar ve Ayaklar • Mekan örtü yüklerinin tekil noktalardan iletilmesi hallerinde, düşey taşıyıcılar ayak ve sütunlardan oluşur. Sütunlar yekpare ya da birkaç blok taş ile oluşturulmuş düşey yapı elemanlarıdır. • Birkaç blokla oluşturulduklarında, ağaç veya bronz kenetler yardımıyla birleştirilirler. Daha çok kare, çokgen ve daire kesitli olan sütunların taşıdığı kiriş ya da kemer yükünü toplamak için sütun başlığı, yükü altındaki yapı elemanına yaymak için sütun tabanı yapılır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 93
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 94
Beyrut-Byblos GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 95
Ayaklar • Ayaklar, en kesiti sütunlardan daha büyük; duvar gibi örülerek yapılan düşey taşıyıcılardır. • Mekan örtüsünün formu ve kullanım amacına ve yüklerin iletiliş biçimlerine göre karmaşık bir geometride üretilmişlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 96
Ayaklar • Ana taşıyıcı ayaklarda meydana gelebilecek bir çatlak veya mafsal oluşumu, yapının stabilitesini bozarak tamamen yıkılmasına neden olabilir. Bu sebeple, bu tür elemanlarda kesitin eğilme eksenine dik doğrultudaki boyutunun üçte birinden fazla bir bölümde çekme gerilmesi oluşmayacak çok büyük kesit boyutlarına ihtiyaç vardır. • Tarihi yapılarda görünen büyük kesite sahip sütun ve ayakların, geçmişte yıkılan yapılardan alınan derslere göre bu şekilde yapıldığı anlaşılmaktadır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 97
Duvarlar • Düşey yüklerin yanı sıra kendi ağırlığını da taşıyan duvarlar, yatay yüklerin karşılanmasına da yardımcı olur. Yapıları sınırlandıran taşıyıcı duvarlar, yatay yüklerin büyük bölümünü alarak sütunların stabilitesine yardımcı olur. Yığma yapılarda taşıyıcı duvar kalınlığı, taşıdığı elemanların ağırlıklarına bağlı olarak artar ya da azalır. • Yığma yapıların depreme dayanıklılığını gösteren en önemli ölçütlerden biri taşıyıcı duvarlar üzerindeki boşluk yüzdesi ya da uzunluğudur. Bunun yanısıra duvarlarda oluşturulan pencere ya da kapı boşluklarının bina köşelerine olan mesafeleri ve bu boşluklar arasında kalan dolu uzunlukların da ilgili yönetmeliklerce belirli koşulları sağlaması gereklidir (DBYBHY, 2007). GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 98
Duvarlar • Bir yapının kendi ağırlığından, döşeme ve çatının öz ağırlığından kaynaklanan düşey yükler; rüzgar, deprem gibi dış etkilerden kaynaklanan yatay yükler; kemer, tonoz gibi eğrisel örtü elemanlarından kaynaklanan eğik yükler, duvar kalınlığını etkileyen faktörlerdir. • Bunun yanı sıra kapı ve pencere boşlukları da duvarın özellikle yatay yük taşıma gücünü azaltır. Duvarın girintili çıkıntılı olması ya da duvar yüzeyinde destekleyiciler (payanda) olması ise duvar dayanımını artırıcı etkenlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 99
Duvarlar • Yığma yapılarda duvarlar düzlem dışı etkiler ile kayma etkileri altında güç tükenmesine ulaşır. Oldukça büyük en kesitlere sahip olan duvarlarda, normal gerilmelerden kaynaklanan hasar tiplerine pek rastlanılmaz. Genellikle yığma duvarlar kapasitelerinin çok küçük bir oranında normal gerilme taşırlar. Duvarda normal gerilmeler mevcut kapasitenin % 10-15’ini geçmez. • Bağlayıcı harcın güç tükenmesine erişmesi veya yığma birim ile bağlayıcı arasındaki aderansın kaybolması sebebiyle kayma mekanizması oluşur. Bu mekanizmalardan bazılarında ise yığma birim derzden önce güç tükenmesine ulaşmaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 100
Kayma Etkisi Altında Duvar-Göçme Mekanizmaları ve Gerilme Dağılımı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 101
Duvarlar • Kâgir yapıların düşey yüklere ve yatay deprem yüklerine dayanımı; duvar geometrisine, kullanılan malzeme dayanımına, yığma blokların birleştirilme şekline bağlıdır. Kalın bir kâgir duvar, dolu ya da arası boşluklu yapılabilir. Kalın duvarların iki yüzünü oluşturan duvarlar aynı tip blokla yapılabildiği gibi her bir duvar ayrı tip blokla, karma, oluşturulabilir. • Duvarlar arası boş bırakılır ya da moloz taş ve harçla doldurulur. Dolu duvara tek cidarlı, iki yüzü arası boşluklu yapılana; içi boş bırakıldıysa iki, doldurulduysa üç cidarlı duvar ya da sandık duvar denir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 102
Duvarlar • Kâgir yapıların düşey yüklere ve yatay deprem yüklerine dayanımı; duvar geometrisine, kullanılan malzeme dayanımına, yığma blokların birleştirilme şekline bağlıdır. • Kalın bir kâgir duvar, dolu ya da arası boşluklu yapılabilir. Kalın duvarların iki yüzünü oluşturan duvarlar aynı tip blokla yapılabildiği gibi her bir duvar ayrı tip blokla, karma, oluşturulabilir. • Duvarlar arası boş bırakılır ya da moloz taş ve harçla doldurulur. Dolu duvara tek cidarlı, iki yüzü arası boşluklu yapılana; içi boş bırakıldıysa iki, doldurulduysa üç cidarlı duvar ya da sandık duvar denir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 103
Taşıyıcı Duvarlarda Toplam Uzunluk Sınırı • Planda birbirine dik doğrultuların her biri boyunca uzanan taşıyıcı duvarların, pencere ve kapı boşlukları sayılmaksızın toplam uzunluğunun brüt kat alanına ( konsol döşeme alanlarındaki alan) oran (0.2 I) m/m2 ’den daha az olmamalıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 104
Taşıyıcı Duvarların En Büyük Desteklenmemiş Uzunluğu • Herhangi bir taşıyıcı duvarın planda kendisine dik olarak saplanan taşıyıcı duvar eksenleri arasında kalan desteklenmemi uzunluğu birinci derece deprem bölgesinde en çok 5.5 m, diğer deprem bölgelerinde en çok 7.5 m olacaktır. • Kerpiç Duvarları yığma binalarda desteklenmemiş duvar uzunluğu en fazla 4.5 m olacaktır. • Deprem Yönetmeliği 2007, 5.4.5.2 – 5.4.5.1’de belirtilen en büyük desteklenmemiş duvar boyu koşulunun sağlanamaması durumunda bina köşelerinde ve söz konusu duvarda planda eksenden eksene aralıkları 4.0 m.’yi geçmeyen betonarme düşey hatıllar yapılacaktır. • Ancak bu tür düşey hatıllarla desteklenen duvarların toplam uzunluğu 16.0 m’yi geçemez. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 105
Taşıyıcı Duvar Boşlukları Her bir kapı ve pencere boşluğunun plandaki uzunluğu 3.0 m’den daha büyük olamaz. Kerpiç duvarlı binalarda kapı boşlukları yatayda 1.0 m ’den, düşeyde 1.90 m’den; pencere boşlukları yatayda 0.90 m’den, düşeyde 1.20 m’den daha büyük olamaz. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 106
İstanbul Depreminden GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 107 1766’da İstanbul’da yaşanan deprem, zelzele-i şedide
Hatıllar • Kalın kâgir duvarların düşey yükler altında şişip açılmasını önlemek amacıyla belli seviyelerde düzenlenen hatıllar, duvar yüzlerini birbirine bağlayıp sağlamlaştırmanın yanında duvarın yükseklik/kalınlık oranını azaltır ve ilk çatlağın oluşacağı yeri belirleyerek çatlakların yapıya tehlike oluşturacak şekilde bir başka yerde ortaya çıkmasını önler. • Duvarlarda oturmaları ve açılmaları önlemek için ahşap, beton, tuğla duvarlarda taş, taş duvarlarda tuğla hatıllar kullanılır. Ahşap hatılların kagir duvarlarda kullanılması 2500 yıldır bilinen bir tekniktir, ancak ahşabın zaman içinde çürümesi, su etkisiyle şişip sonra kuruması duvarda oturmalara yol açar. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 108 ANALYSIS AND STRENGTHENING METHODS FOR HISTORICAL MASONRY STRUCTURES Hafez Keypour1, Yasin M. Fahjan2, Ali Bayraktar3
Ahşap Hatıllar GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 109
Duvar örgüleri Üç cidarlı duvar örgüsü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 110
Duvar Örgüleri a) Kuruduvar, b) Kiklop örgüsü (mozaik örgü), c) Moloz taş duvar, d) Kaba yonu, e) Düzensiz ince yonu, f) Düzgün ince yonu, g) Kesme taş a b c d e f g GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 111
Duvar Örgüleri a b c d e f g h a. Normal yarım tuğla örgüsü, b. İngiliz örgüsü (blok örgü), c. Normal bir tuğla örgüsü, d. Gotik ya da Polonya örgüsü, e: Atlamalı örgü, f: Dörtte bir kaydırmalı yarım tuğla örgüsü, g: Hollanda ya da Flaman örgüsü, h: Haç biçimi örgü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 112
Harçlar GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 113
Payanda GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 114
Payanda ve Uçan Payanda Uçan Payanda GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 115
Temeller • Temeller, yapının kendi ağırlığını, kullanım yüklerini, kar, rüzgar ve deprem yüklerini zemine ileten taşıyıcı elemanlardır. • Yapı tekniğinin günümüz şartlarına göre çok ilkel kaldığı, tarihi yapı temellerine bakılırsa, bugünkü anlamda temel oluşturma olanaklarından bahsedilemez ve temel türleri de birkaç adedi geçmez. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 116
Temeller • Sağlam zeminlerde genellikle sığ temeller (yüzeysel temel) yapılmıştır. Bu temeller; ayak ve sütunların altına gelen ayrık temellerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 117
Temeller • Ayrık ve sürekli temellerin, farklı boyutta yatay olarak konmuş ahşap elemanların oluşturduğu bir (ızgara) ya mesnetlendirildiği görülmektedir. Izgara sistemi, yapı yüklerinin daha büyük bir temel alanı boyunca zemine iletilmesi görevini üstlenmiştir. • Derin temeller (ahşap kazıklı temeller), dolgu veya yumuşak zeminlerde, daha çok su içinde inşaa edilen yapılarda kullanılmış, aynı zamanda bu yapılar zemine çakılan kazıkların oluşturduğu bir temel sistemine oturtulmuştur. Kazık başlarının ahşap bir ızgara ile bağlandığı da görülür. • Ahşap kazıkların genellikle su içinde bulunması ve hava ile temas etmemiş olması, bozulma ve çürüme olayını geciktirmiş hatta ve hatta en aza indirmiştir . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 118
Döşemeler • Döşemeler, binanın iki katını, yapının oturduğu zeminle kapalı hacmi ya da en üst kat ile dış mekanı, ayırma görevi üstlenen yatay taşıyıcı yapı elemanıdır. Yapı döşemeleri, inşa edildikleri malzemenin cinsine göre ahşap, kargir döşeme gibi isimlendirilir . • Döşemeler düşey yükler altında, çeşitli yük aktarım şekilleri dışında yapının genel davranışını etkilemezler; fakat deprem sırasında diyafram etkisi nedeniyle yatay yük aktarımı bakımından döşemelerin önemi artar. Döşemenin olmaması ya da boşlukların bulunması binada düzensiz plan oluşturur ve yapının depreme karşı davranışını olumsuz etkiler . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 119
Taş Döşeme Mardin-Deyrulzafaran Manastrı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 120
Ahşap Döşemeler GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 121
Adi Volta Döşeme • 0.50 – 0.56 m. aks aralığında bir dizilmiş olan NPI profiller arasına üç tuğladan yapılan tonoz döşemedir. Tuğlaları bağlayıcı olarak, genellikle çimento harcı veya yapının yaşına uygun olarak özel karışım harçları kullanılmıştır. • Tuğlaların üstü çelik profil başlıklarının seviyesine kadar curuf betonu ile doldurularak tesviye edilir ve döşeme kaplaması yapılır. Profillerin altı sıva teli ile kaplanarak tuğlalarla birlikte sıvanmasının yanı sıra yalnız tuğlaların altı sıvanıp profillerin altı boyanabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 122
Adi Volta Döşeme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 123
Düz Tavanlı Adi Volta Döşeme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 124
Volta Döşeme • 1.50 m. aks aralığında dizilmiş profiller arasına kalıp yapılarak, tuğlalarla tonoz şeklinde inşa edilir. Kalıplar, profillere asılan kancalara oturtulurlar. Bu döşemelerde duvar dibinde başlangıcın profille başlamasına ihtiyaç yoktur. Tonoz, duvara oturtulur. Tonoz örgüsünde bağlayıcı olarak, yapım yılı dikkate alındığında çimento ya da özel karışım harçları kullanıldığı görülür. • Dolgu malzemesi olarak curuf betonu kullanıldığında putrellerin üstünü örtecek kalınlıkta yapılması uygundur . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 125
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 126
Volta Döşeme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 127
Amsterdam Tren Garı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 128
BÖLÜM 4 GELENEKSEL YAPILARDA HASAR TESPİT YÖNTEMLERİ
Giriş Mevcut Durumun Tespiti : • Yapının hangi tarihte yapıldığı, zaman içersinde hangi amaç veya amaçlarla kullanıldığı, • Herhangi bir afete (deprem, yangın, sel vb) maruz kalıp kalmadığı, kaldıysa afet sonucunda onarım veya güçlendirme yapılıp yapılmadığı, • Hangi tür malzemelerin kullanıldığı, • Yapının geometrisinin, zemin profilinin ve temel şeklinin ne olduğu, • Yapının taşıyıcı sistemini oluşturan duvarların yapım sistemi ve mevcut durumu ile yapı taşıyıcı sistemi içindeki metal ve ahşap elemanların durumunun ne durumda olduğu, GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 130
Rölöve • Yapının rölövesinin yanısıra düzenlenecek çizimlerde taşıyıcı sistemin üzerinde belirlenen tüm sorunlar ayrıntılı biçimde gösterilmelidir. • Rölövede belirtilen diğer bilgilere ek olarak, çatlak genişlikleri ve derinlikleri, düşeyden ve yataydan sapmalar, görünür/gömülü metal/ ahşap elemanlar ve yapı taşıyıcı sisteminin özelliklerinin belirlenmesinde yardımcı olabilecek her türlü bilgi verilmelidir. • Gözlemlerin esas amacı, zaman içinde taşıyıcı sisteminin nasıl çalıştığı ve nasıl zorlandığının doğru olarak tespit edilebilmesidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 131
Yapısal Hasar Biçimlerinin Belirlenmesi • Yığma yapı elemanlarında çatlak oluşumu, • Yığma yapı elemanlarında ezilme, • Kemer ve tonozlarda oluşan deformasyonlar, • Yığma duvarlarda oluşan dönmeler, • Gergilerdeki hasarlar, • Temellerde farklı oturmalar, • Kubbe hasarları, • Ahşap çerçevelerdeki bozulmalar. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 132
Yığma Duvarlarda Düzlem Dışı Etkiler • Duvar kesitlerinin geniş olması sebebiyle en kesitte meydana gelebilecek ayrılmalar da hasarlara sebep olmaktadır. • Düzlem dışı etkiler, yığma duvarlar için çoğu zaman karşı konulması zor etkilerdir. • Düzlem dışı etkilere maruz kalan duvarlar, yatay harekete direnmek için diğer yöndeki duvarlara iyice mesnetlenmiş olmalıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 133
Moloz Dolgu Duvarlarda Donmanın Etkisi GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 134
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 135 [Giuffrè, 1999].
Harçsız (Kuru) Duvarlarda Kabarma Sorunu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 136
Çatlak Oluşumu • Yapıda çatlak oluşumu, o bölgedeki dayanımın sona ermesi ve yapıda serbest hareketin başladığı anlamına gelir. • Yığma yapılarda oluşan çatlaklarda, öncelikle çatlağın yeni ya da eski olduğuna bakılmalıdır. Yeni çatlaklar daha net ve keskin kenarlı olup eski çatlaklar daha kirli ve yuvarlak kenarlıdır. • Çatlakların yerleri ve yapı üzerindeki dağılımı, yapıdaki gerilme dağılımı ile çatlak oluşumunun sebeplerinin değerlendirilmesi açısından bir fikir verecektir. Ayrıca yapıda çatlak rölövesinin çıkarılması tavsiye edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 137
Çatlak Oluşumu • Çatlaklar her zaman yapıda göçmeye neden olmaz. Önemli olan çatlağın zaman içinde gelişip yapının güvenliğini tehdit etmesidir. Böyle bir olasılıktan kuşkulanılırsa çatlağın izlenmesi gerekir. • Çatlağın genişliği, yapıda hareketli yük ve sıcaklık değişimlerine bağlı olarak artıp eksilebilir. Burada önemli olan çatlak gelişiminin zaman içindeki devinimidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 138
Yapının Dinamik Özelliklerinin Belirlenmesi • Tarihi yapının deprem yükleri altındaki davranışını belirlemek amacıyla elastik titreşim periyotlarının, sönüm oranının ve mod şekillerinin hesaplanması gerekir. • Bu büyüklüklerin tarihi yapıya zarar vermeden, hasarsız yöntemlerle, örneğin mikro titreşim yöntemi ile belirlenmesi mümkün olduğu gibi deneysel olarak elde edilen mekanik özellikler aracılığıyla sayısal olarak da belirlenebilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 139
Yapının İzlenmesi Yapının mevcut güvenlik düzeyinin yeterli olup olmadığına karar verebilmek amacıyla yapılacak hesaplamalar ile birlikte yapıda belirlenen bozulmaların izlenmesi, yapıda kullanılmış olan her tür malzemenin mekanik özellikleri ile temel zemini ve temel sisteminin tüm özelliklerinin belirlenmesi gerekir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 140
Temel Zemini ile ilgili Çalışmalar • Temel zemini ile ilgili yeterli bilgi bulunmaması durumunda temel zemininin yeterli sayıda gözlem çukurları ve sondajlar ile incelenmesi gerekir. Sondaj sayısı yapı alanı, derinliği ise temel genişliği ile orantı lıdır. Kabaca 100 m2 için bir sondaj yapılması, sondaj derinliğinin temel altında en az 5 m olacak şekilde seçilmesi uygun olmaktadır. • Tarihi yapılarda zemin sorunları genelde yapının inşa edilmesinden hemen ya da bir süre sonra ortaya çıkmaktadır. Genelde bu tür yapılarda olası oturmalar yıllar önce tamamlanmış durumdadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 141
Kemerlerde gergi sorunu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 142
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 143 State of the Art of Research on Historic Structures in Italy L. Binda and A. Saisi Dept. of Structural Engineering - Politecnico of Milan. Italy
GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 144
Malzeme ile ilgili Çalışmalar • Tarihi yapılarda basınç gerilmesi seviyesinin, taş ve tuğla ile harç arasındaki kayma gerilmesinin, elastisite modülünün ve malzeme kalitesinin belirlenmesi için yaygın olarak sertlik, ultrases, flatjack vb. tahribatsız deney yöntemlerinden yararlanılır. • Tahribatsız deney yapılan elemanlardan alınan karot numuneleri ile karot alınamayan malzemelerden laboratuarda numune hazırlanması için örnekler alınır, gerekli deneyler yapılır. • Deneylerden elde edilen sonuçlar ile tahribatsız deney sonuçları,birlikte değerlendirilir, böylece tarihi yapının ve onu oluşturan malzemelerin performansı belirlenir. Çatlakların derinliği ve yönü ultrases ölçümleri ile araştırılır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 145
MALZEME ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR • Ölçüm yapılacak bölgeler kodlanır, • Ölçüm yapılacak bölgelerde varsa kaplama kaldırılır, yüzey temizlenir, • Yüzey sıcaklığı ve nemi belirlenir, • Ultrases aleti ile ses geçiş süresi ölçülür, • Yüzey sertliği ölçülür, • Yapıdaki basınç gerilme seviyesi Flat- Jack aleti ile belirlenir, gerilme-şekil değiştirme ilişkisi araştırılır, • Yapıda tuğla veya taş ile harç arasındaki kayma dayanımı belirlenir, • Gerektiğinde georadar ve endoskopik muayene yöntemlerine başvurulur, • Yapıdan yeterli sayıda örnek alınır (karot vb.). Laboratuarda Yapılan Çalışmalar: • Alındığı yapıya, kata ve elemana göre kodlanmış numuneler deneye hazırlanır, • Ultrases aleti ile karşılıklı yüzeylerde ses geçiş süresi ölçülür, • Kondisyonlanan numunelerde birim ağırlık, su emme, özgül ağırlık deneyleri yapılır, • Tek eksenli basınç deneyi yapılır. • Onarımda kullanılacak malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenen bu özgün malzeme ile uyumunun araştırılması için, yapıdan alınan özgün taş, tuğla ve özellikle harç numunelerin mikroyapısal özellikleri belirlenir. • Bu amaçla; a) İç yapı incelemesi yapılır (XRD, SEM-EDS,…). b) Renk ölçümü yapılarak, orijinal malzeme ile onarımda kullanılacak malzemenin renk uyumu araştırılır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 146
MALZEME ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR Yerinde Yapılan Çalışmalar • Ölçüm yapılacak bölgeler kodlanır, • Ölçüm yapılacak bölgelerde varsa kaplama kaldırılır, yüzey temizlenir, • Yüzey sıcaklığı ve nemi belirlenir, • Ultrases aleti ile ses geçiş süresi ölçülür, • Yüzey sertliği ölçülür, • Yapıdaki basınç gerilme seviyesi Flat-Jack aleti ile belirlenir, gerilme-şekil değiştirme ilişkisi araştırılır, • Yapıda tuğla veya taş ile harç arasındaki kayma dayanımı belirlenir, • Gerektiğinde georadar ve endoskopik muayene yöntemlerine başvurulur, • Yapıdan yeterli sayıda örnek alınır (karot vb.). Laboratuarda Yapılan Çalışmalar • Alındığı yapıya, kata ve elemana göre kodlanmış numuneler deneye hazırlanır, • Ultrases aleti ile karşılıklı yüzeylerde ses geçiş süresi ölçülür, • Kondisyonlanan numunelerde birim ağırlık, su emme, özgül ağırlık deneyleri yapılır, • Tek eksenli basınç deneyi yapılır. • Onarımda kullanılacak malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenen bu özgün malzeme ile uyumunun araştırılması için, yapıdan alınan özgün taş, tuğla ve özellikle harç numunelerin mikroyapısal özellikleri belirlenir. • Bu amaçla; a) İç yapı incelemesi yapılır (XRD, SEM-EDS,…). b) Renk ölçümü yapılarak, orijinal malzeme ile onarımda kullanılacak malzemenin renk uyumu araştırılır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 147
Sertlik ve Ölçümü • Malzemelerin en önemli mekanik özellikleri, süneklik, elastisite, dayanım, tokluk ve sertliktir. Sertlik, bir malzemenin yüzeyine batırılan sert bir cisme karşı gösterdiği dirençtir. • Sertliğin belirlenmesi ile malzemenin kökeni hakkında bilgi edinilir, farklı iki numunenin aynı malzemeye ait olup olmadığı anlaşılır. Sertlik deneylerinin yapılması kolaydır, deneyde malzeme tahrip edilmez. • Sertlik değerinden malzemenin iç yapısına bağlı özelliklere geçilebilmesi için cismin homojen olması, yüzey özelliklerinin iç yapıdan farklı olmaması gerekir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 148
Sertlik ve Ölçümü • Yapı malzemelerinde sertliğin belirlenmesi için çoğunlukla geri sıçramanın ölçülmesi prensibine dayanan N tipi veya P tipi Schmit çekicinden yararlanılır. Bunlardan, N tipinde, bir bilye, P tipinde ise bir pandül, arkasında bulunan yay yardımı ile yüzeye fırlatılır. Bilye veya pandül taş cismin yüzeyine çarptıktan sonra geri sıçrar, geri sıçrama ne kadar büyükse sertlik o kadar yüksektir. • Elemanın yüzeyindeki sıva veya kaplama kaldırıldıktan sonra değişik noktalara en az 10 vuruş yapılmalı, maksimum vuruş değeri ile minimum vuruş değeri arasındaki fark 10’dan küçük olmalıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 149
Yüzey Sertliğinin Ölçülmesi N tipi Schmit Çekici P tipi Schmit Çekici GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 150
Ultrases Ölçümü • Frekansı 16.000’in üzerinde olan ve insan kulağı tarafından işitilmeyen ultrases dalgaları katı, sıvı ve gaz içinde belirli bir hız ile yayılır. Ultrases dalgaları da ışık dalgaları gibi yayılır, yansır, kırılır ve difraksiyona uğrar. • Ultrases deney tekniğinde, ses dalgaları cisme boşluk bırakılmaksızın temas ettirilen piezoelektrik transduser ile gönderilir ve aynı özellikteki transduser yardımı ile alınır. Alıcı ve verici problar arasındaki ses dalgalarının iletim süresi ve hızı zaman ölçer devre ile ölçülür. • Cismin yoğunluğu düşük ise ve/veya bünyesinde çatlaklar var ise ses dalgalarının yayınımı ve dolayısıyla ses geçiş hızı düşük olur. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 151
Ultrases Ölçümü • Ultrases aleti ile karşılıklı yüzeylerde doğrudan ya da aynı yüzden dolaylı ölçüm yapılarak ses geçiş süresi (t, μs) ölçülür ve ses geçiş hızı (V, km/s) hesaplanır. Ses geçiş hızının yüksek olması, boşlukların az, dolayısıyla dayanımın yüksek olduğu anlamına gelir; ancak bu deney dayanımının belirlenmesi için tek başına yeterli değildir. Diğer ölçümle birlikte değerlendirilir. • Özellikle çelik yapılarda çatlak oluşumunu izlemek için gözlem yapılacak bölgelere problar yerleştirilir, ses geçiş süresi sürekli ölçülür ve kaydedilir. Ultrases geçiş süresindeki kayıtlar izlenerek çatlak oluşumu tespit edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 152
Ultrases Ölçümü Doğrudan Ölçüm Dolaylı Ölçüm Çatlak Derinliği Araştırması Çatlak Yönünün Araştırılması GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 153
Radyoaktif Yöntemler • Malzemelerin incelenmesi için 1950’lerde radyoaktif deney metodu geliştirilmiştir. Bu metodun esası, elektromanyetik radyasyon üreten ve yayan kaynak ile radyasyonun eleman içinden geçmesi için geçen zaman aralığını ölçen sensörden oluşmaktadır. Bu teknikte sistem, sensör, özel fotoğraf filmi formunda ise radyografi, gelen radyasyonu elektrik dalgalarına çevirir özellikte ise radyometri olarak adlandırılır. • Malzemelerin iç yapısındaki elementler ile ilgili radyografik araştırmalar için başlangıçta, 1940’ların sonunda, X ışınları kullanılmasına odaklanılmış; ancak 1950’lerde dikkatler gama ışınlarına yönelmiştir. İki ışının radyasyon yayma özelliğindeki temel fark, radyasyonun üretim kaynağı ve yayınım özelliğidir. X ışınları, yüksek voltajlı elektronik aletler ile üretilir, gama ışınları ise, radyoaktif izotopların bölünmesi sonucu açığa çıkan yan ürünlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 154
Yerinde Basınç Deneyi • Yığma yapılarda, ASTM C 1196-92 (Reapproved 1997)’ye uygun olarak gerçekleştirilen yerinde basınç deneyinde; elemana uygulanan kuvvetin (P,kN) ve kuvvete karşılık gelen boy değişiminin (Δl, mm) ölçülmesine olanak sağlayan flatjack deney düzeneğinden yararlanılır. • Bu deney düzeneği, basınç uygulayan bir kompresör ve bir basınç ölçer, basınç kuvvetini yüzeye uygulamaya yarayan plaklar, deplasmanı ölçmeye yarayan komparatör ve komparatörü tespit etmeye yarayan pimlerden oluşmaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 155
Yerinde Basınç Deneyi GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 156
Yerinde Basınç Deneyi • Deneyin uygulanmasında, öncelikle deplasmanların ölçüleceği pimler, şablona uygun olarak yapıştırılır; başlangıçtaki uzaklık (Lo, mm) ölçülür. Elemanda, tercihen yatay derzde plağın yerleştirileceği bölge, matkap ile açılır, harç kaldırıldığı için yapının zati yükü nedeni ile ölçüm bölgesinde meydana gelen boy değişiminin belirlenmesi için pimler arasındaki mesafe (Δl, mm) tekrar ölçülür. • Açılan bölgeye plak yerleştirilir, gerekli bağlantılar yapılır, kuvvet uygulanır, belirli aralıklarla kuvvet ve deplasmanlar ölçülür. Deneylerden gerilme ve şekil değiştirmeler, elastisite modülü (E, MPa) ve ölçüm yapılan bölgedeki gerilme seviyesi belirlenir. Bu gerilme seviyesi, şekil değiştirmenin başlangıçtaki değerine ulaştığı gerilme düzeyi olarak kabul edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 157
Yerinde Kayma Deneyi • Yığma yapıdaki kayma dayanımının ASTM C 1531- 03 (American Society for Testing and Materials)’e uygun olarak belirlendiği deney seti, kuvvet uygulayan kompresör, kuvvet ölçer ve deplasmanı tespit eden transducer’den oluşmaktadır. • Deneyin uygulanmasında ölçüm yapılacak bölgenin iki tarafı açılır, bir taraftan yatay kuvvet (Py, kN) uygulanır, diğer tarafa yerleştirilen transduserin deplasmanı kaydettiği andaki kayma gerilmesi, yapıdaki kayma dayanımı olarak tespit edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 158
Yerinde Kayma Deneyi GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 159
Yerinde Kayma Deneyi • Tahribatsız ölçümlerin yapıldığı bölgelerde, karot alınacak yerler belirlenir TS10465 (1992), yeterli sayıda 50 mm çapında, h (mm) yüksekliğinde karot numune çıkarılır, numune kodlanarak plastik torba içerisinde korumaya alınır. • Laboratuara getirilen karotların ortama açık yüzeyinden minimum 3 cm kalınlığında parça kesilir, karot alınan bölgeler, tekniğine uygun olarak kapatılırken, bu parça yüzeye kapak olarak yerleştirilir, karot olarak alınan bölgelerin görüntü olarak algılanması da önlenir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 160
İnfrared Tomografi Yöntemi • İnfrared Tomografi Yöntemi, kızılötesi ışınlar ile yüzey sıcaklığı ölçülerek yüzeye yakın hasarlı bölgelerin belirlendiği bir tekniktir. Bu tekniğin esası, yüzeyin sıcaklığına bağlı olarak belirli bir yoğunlukta elektromanyetik radyasyon yaymasına dayanır. Yüzey, yaklaşık oda sıcaklığında iken radyasyon, elektromanyetik spektrumunun (infrared) kızılötesi ışınlar bölgesindedir. • Eğer elemanda dışarıdan içeriye veya içinden dışarıya bir ısı akışı var ise, kusurlu bölgeler çevresindeki malzeme farklı termal iletkenlik gösterdiği için bu durum ısı akışını etkiler, ısı akışı farklılığı nedeni ile yüzey sıcaklığı üniform olmaz. Yüzey sıcaklığı ölçülerek kusurun varlığı anlaşılır, yeri belirlenir. Pratikte yüzey sıcaklığı, video kamera sistemine benzer şekilde çalışan infrared tarayıcılar yardımı ile ölçülür. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 161
Georadar Yöntemi • Georadar yönteminde bir ortam içinden elektromanyetik dalgalar gönderilir, alıcı ve verici arasında geçen zaman kaydedilir ve hedeflenen bir bölge taranır. Böylece ortamdaki fiziksel süreksizliklerin varlığına bağlı olarak bilinmeyen karakteristikler açığa çıkarılabilir. • Bu yöntem ile malzemenin mekanik özellikleri araştırılamaz ancak yapının gözle veya karotla belirlenemeyen fiziksel karakteristikleri belirlenebilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 162
Endoskopik Yöntem • Yapıda kullanılan taşıyıcı elemanların boyutlarının çok büyük olması, gözle veya karot ile ulaşılamayan bölgelerde kullanılan malzemelerin neler olduğuna karar verilememesi durumunda son zamanlarda kullanılan yöntemlerden biridir ve tıpta kullanılan uygulamadan farklı değildir. • Bu yöntem ile yapıda sadece 1 cm çapında delik açılır ve içeriye gönderilen kablo ile görüntü alınarak istenilen derinlikte kullanılan malzemenin ne olduğuna karar verilir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 163
Yapıdan Numune Alınması • Tahribatsız ölçümlerin yapıldığı bölgelerde, karot alınacak yerler belirlenir TS10465 (1992), yeterli sayıda 50 mm çapında, h (mm) yüksekliğinde karot numune çıkarılır, numune kodlanarak plastik torba içerisinde korumaya alınır. • Laboratuara getirilen karotların ortama açık yüzeyinden minimum 3 cm kalınlığında parça kesilir, karot alınan bölgeler, tekniğine uygun olarak kapatılırken, bu parça yüzeye kapak olarak yerleştirilir, karot olarak alınan bölgelerin görüntü olarak algılanması da önlenir . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 164
Yapıdan Numune Alınması Aköz, Yüzer, 2008 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 165
Karot Numunelerde Mekanik Deneyler • Alındığı yapıya ve elemana göre kodlanan karot numunelerin, deneye hazırlanması için öncelikle birbirine paralel iki başı çap/yükseklik oranı 1/1 olacak şekilde taş kesme aleti ile düzeltilir. Bu numuneler, ortalama 48 saat süre ile sıcaklığı 20±2 °C, bağıl nemi %65±5 olan rüzgarsız laboratuar ortamında bekletilir. Numunelerin çapı ve yüksekliği ölçülür, birim ağırlığının belirlenmesi için tartılır, ses geçiş süresi ölçülür. • Ölçüm ve tartım işleminden sonra düzeltilen yüzeylere alçı, çimento karışımı hamur ile toplam 5-6 mm kalınlığında başlık yapılır. Başlığın sertleşmesinden sonra başlıklı yükseklik (h,mm) ölçülür. Bu numunelerde tek eksenli basınç deneyi yapılır, basınç etkisinde meydana gelen boy değişimi (Δl, mm) yük-boy değişimi ve kırma yükü (Pk, kN) belirlenir, basınç mukavemeti (fc , N/mm²), hesaplanır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 166
Örneklerde Mekanik Deneyler • Laboratuarda ilgili standartlara uygun olarak numune hazırlanır ve deneyler gerçekleştirilir. Örneğin tuğlada mekanik deneyler için TS 704 ve TS 705’e uygun olarak hazırlanan numunelerde, tek eksenli basınç deneyi yapılır ,kırma yükü (Pk, kN) belirlenir, kırma yükünün kuvvet uygulanan yüzeye oranlanması ile basınç dayanımı (fb, N/mm²) hesaplanır. • Deney sonuçların verildiği çizelgede tuğlaların nominal boyutları, dar kenarı (e), uzun kenarı (l) ve kalınlığı (h) da verilir. • Fiziksel deneyler için hazırlanan numunelerde kılcal su emme ve ağırlıkça su emme deneyler yapılır, deney sonuçlarından boşluklu birim hacim ağırlık (β, gr/cm3), ağırlıkça su emme (as, %), hacimce su emme (hs, %) ve kılcal su emme katsayıları (K, cm²/s) belirlenir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 167
Taş, Tuğla ve Harç Örneklerde Mikroyapısal Özellikler • Fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenen malzemelerin, onarımda kullanılacak malzeme ile uyumunun araştırılması amacı ile taş, tuğla ve özelikle harç numunelerin mikroyapısal özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla XRD ve SEM-EDS analizleri yapılır. • XRD, kristal yapılarının X ışınları kullanılarak incelenmesi esasına dayanır ve mikroyapı özelliklerinin araştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikro ölçekte görüntüleme ve istenilen noktada analiz (EDS) yapılarak elementel kompozisyonlar belirlenmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 168
BÖLÜM 5 GELENEKSEL YAPILARDA UYGULANAN ONARIM VE GÜÇLENDİRME TEKNİKLERİ
GİRİŞ • Tarihi yapılarda yapılacak olan her türlü işlemin 1964 yılında tarihi yapılarla ilgili olarak yapılan toplantıda alınan kararların özetlendiği Venedik Tüzüğü’ne uygun olması gerekmektedir. • Bu tüzüğe göre, restorasyon ile ilgili tüm işlemler ayrıntılı bir arkeolojik ve tarih araştırmasını izlemeli, yapıda değişik periyotlara ait katkılar korunmalı, yapıya eksik parçalar ve bölümler, yanlış anlamaya neden olmayacak ve özgün yapıdan farklı anlaşılacak şekilde birleştirilmeli, mevcut yapıya eklentiler yapılmamalıdır. 170 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
GİRİŞ • Restorasyon işlemi geriye dönebilecek ya da gerektiğinde sökülebilecek/düzeltilebilecek şekilde olmalı, her zaman özgün yapım yöntemleri ve malzeme özellikleri kullanılmalıdır. Tarihi yığma yapıların onarım ve güçlendirilmesinde öncelikle yapının gözlenmesi gerekmektedir. • Bu süreçte; yığma yapı elemanlarında onarım ve güçlendirme aşamasında, çatlak oluşumu ve çatlağın eski/yeni olma durumu, yığma yapı elemanlarında ezilme durumu, kemer ve tonozlardaki deformasyonlar, yığma duvarlarda oluşan dönmeler, farklı oturmalar, gergilerdeki mesnet sıyrılmaları ve kopmaları, yapı taşıyıcı sistemini oluşturan duvarların yapım sistemi ve mevcut durumu gözlemlenir ve zaman içinde yapı taşıyıcı sisteminin ne şekilde zorlandığı belirlenmeye çalışılır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 171
Tarihi Yapıların Korunmasındaki Amaç • Tarihi eserlerin korunmasında ana amaç, onların yapısal bütünlüklerini koruyarak geleceğe güvenle aktarılmalarının sağlanmasıdır. Ancak, bu yapılırken tarihi eserin özgün niteliklerini bozmadan belge değerinin korunmaya çalışılması esastır. • Tarihi yapıların onarım ve güçlendirilmesi bir uzmanlık gerektirmekte, bu tür yapıların restorasyonu gereği gibi yapılmadığında geri dönülmez hatalara neden olunabilmektedir. 172 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
TARİHİ YAPILARDA UYGULANAN ONARIM VE GÜÇLENDİRME TEKNİKLERİ Sağlamlaştırma, Bütünleme, Yenileme, Yeniden Yapma, Temizleme ve Taşımadır. 173 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Sağlamlaştırma • Tarihi Yapının Malzemesinin, • Taşıyıcı Sisteminin • Üzerinde Bulunduğu Zeminin Sağlamlaştırılması 174 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Tarihi yapının yapıldığı malzemesinin sağlamlaştırılması • Kerpiç malzemenin sağlamlaştırılması • Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • Taş öğelerin sağlamlaştırılması 175 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • Ahşap döşemeler genelde iki ve tek katlı yapılarda görülmektedir. Bu tür döşemeler için söz konusu iyileştirme yöntemi; genelde mevcut taşıyıcı döşemenin gözden geçirilip, taşıyıcılık özelliklerini yitirmiş parçaların değiştirilmesidir. • Taşıyıcı vasfı istenilen özellikte olmayan döşeme elemanlarının (ahşap döşeme kirişlerinde çürüme, mantarlaşma vb.) taşıyıcılık özelliklerinin iyileştirilmesi, mevcut malzemeden ya da döşemenin davranışına ters yönde hareket etmeyecek malzemeyle takviye edilmesiyle sağlanır. 176 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • Ahşap kirişli döşeme, deprem anında binanın taşıyıcı elemanlarına yükü gerektiği gibi aktaramaması (diyafram etkisi gösterememesi) durumunda duvarlar kat yüksekliklerinin daha üstünde bir boya sahipmiş gibi davranır. • Bunun önlenmesi için çelik çubuk/profiller yardımıyla döşemenin altında X şeklinde bağlantılar yapılabilir. Yapılan müdahalelerle birlikte döşemeyi taşıyan ahşap kirişlerin sayısı da artırılabilir. 177 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • İkinci adımda döşemenin mevcut taşıyıcı elemanları, yapının taşıyıcı duvarlarıyla mutlaka bağlanmasıdır. Aynı zamanda döşemenin iki doğrultulu çalışabilmesi için mevcut taşıyıcı tahta malzemenin üzerine dik doğrultuda ikinci bir tahta malzeme çivilenir. • Her ne kadar uygulanması tarihi yığma kargir yapının kimliğini bozsa da bir başka alternatif de döşemenin üzerine hasır çelikli ince bir betonarme tabaka yapılmasıdır. 178 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması 179 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Volta döşemeler • Volta döşemeler, çelik kirişler arasına normal tuğlaların kemer şeklinde örülmesiyle elde edilen, tek doğrultuda çalışan bir döşeme çeşididir. Düşey döşeme yüklerini tuğla tonoz kemerleri basınca çalışarak uzun doğrultudaki çelik kirişlere, kirişler de üzerine oturduğu duvarlara ya da kirişlere aktarır. • Deprem yükleri altında çelik profiller kayabilir, tuğla kemerler, düzlemine dik ve düzlemi doğrultusundaki eğilme ile zayıflayabilir, çelik kirişlerle tuğla arasında etkileşim olabilir ve sistem bir diyafram çalışması göstermeyebilir. 180 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Volta döşemeler • Volta döşemelerde kemer açıklığının kiriş açıklığının 1/3’ünden büyük olmaması istenir. Döşemenin diyafram etkisi gösterememesi, kemer açıklığının kiriş açıklığının 1/3’ünden büyük olması vb. durumlarda, volta döşemelerde uygulanacak güçlendirme çeşidi çelik çubuk ya da profiller yardımıyla döşemenin altına X şeklinde bağlantılar yapılmasıyla olabilir. 181 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Duvarların güçlendirilmesi • Bünyesinde doğal hidrolik kireç, rötre engelleyici, doğal su tutucular, süper akışkanlaştırıcıları barındırır. Çatlak nedeniyle yük taşıma fonksiyonu azalmış ya da kaybolmuş tarihi değer taşıyan taş, tuğla ve tüf yapılarda, boşlukların ve büyük oyukların doldurulmasında, voltaların içine enjeksiyon, duvarların içine enjeksiyon, çatlakların yapıştırılması ve temellerde kullanılması tavsiye edilir. • Hiçbir orijinal yapı malzemesi ve restorasyon işlemi sırasında ve sonrasında kullanılan herhangi başka bir malzeme ile olumsuz kimyasal etkileşim yaratmadığı kullanıcılar tarafından belirtilmektedir. 182 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çatlak onarımı • Yığma yapılardaki çatlakların onarılabilmesi için çatlakların durmuş/durdurulmuş olması gerekir. Çatlak onarımı kendi başına bir olay değildir. Çatlak etkileyen bir kuvvet karşısında dayanım yetersizliğinin ifadesidir. Çatlağa yol açan etki ortadan kaldırıldıktan sonra çatlak onarımı yapılmalıdır • Taş öğelerde meydana gelen en belirgin bozulma, çatlaklardır. Bu bölümü küçük çatlakların ve geniş çatlakların onarımı olarak ikiye ayırabiliriz. • Küçük çatlakların onarımı : 0.2 mm den küçük çatlakların onarımına ihtiyaç yoktur. • 0.3 mm den büyük 3 mm den küçük çatlakların onarımı için epoksi harcı kullanılabilir. 183 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çatlakların onarımı Bu uygulamada şu adımlar izlenir: • Çatlakların etrafından son kat (sıva...), temizlenerek uzaklaştırılır, sonra hava jeti veya su jeti ile tozlar ve kalan harçlar veya maddeler kırığın etrafından temizlenir. • Deliğin 5 cm içine doğru meme ucu uzatılır. • Meme ucunun bulunduğu yer enjeksiyon macunu ile kapatılır. • Macun iyice sertleştikten sonra kırık epoksi ile doldurulur. Uygulanan enjeksiyon 3 Mpa basınçta uygulanmalıdır. • Bu işlemlerden sonra çatlak tekrar hava jeti ile temizlenir. 184 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çatlaklarda epoksi harcı uygulanması 185 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Uygulanacak epoksi malzemenin özellikleri • Uygulanacak epoksi malzemenin özellikleri; • Epoksi 5 Cº den aşağıda kullanılamaz. • Epoksi ortam sıcaklığına göre akışkanlığını taşır ya da sertleşir. • Sertleşme süresi, sıcaklığa bağlıdır. • İdeal uygulama sıcaklığı 20 – 25 Cº dir. • İnce çatlaklarda düşük basınç ve uzun süre, daha büyük çatlaklarda büyük basınçta kısa süre uygulanır. 186 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Geniş çatlakların onarımı • Çatlak eğer 3 mm den büyük ise grout enjeksiyonu da uygulanabilir; ama çatlaklar 10 mm den büyükse veya duvarı oluşturan taş ya da tuğlalar düşmüşse, daha geniş bir uygulama gerekecektir. Uygulanacak metod bir çeşit duvar güçlendirme yöntemi olarak tanımlanabilir. • Düşey çatlaklarda çatlağa bitişik taş ya da tuğlalar çıkarılır ve dikiş elemanları ya da çelik barlar eklenir, taş tuğla duvarın boşlukları, betonla ya da zengin çimento grout ile birlikte uygun olarak. Bu yöntem duvarın diğer yüzünde de uygulanmalıdır . 187 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Duvardaki çatlakların çelik çubuk ya da dikiş elemanı ile giderilmesi 188 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
189 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
190 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
191 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çatlak bölgesinin onarılması • Duvarda, taşların ya da tuğlaların 15 – 20 cm genişliğinde düşey olarak birbirinden ayrılması halinde, çatlak büyütülerek tuğla veya taşla ve zengin harçla çatlak bölgesi onarılır . Bir diğer alternatif; bütün gevşek taş veya tuğlalar uzaklaştırılır. • Çatlak tümüyle betonla doldurulur. Bu yöntemde tuğla duvarda kolon oluşması sağlanır. φ 14 lük donatı kolonun içine φ 8 lik etriyelerle sarılarak monte edilir. • Diğer bir alternatif; tuğla duvarda tuğlalar çıkarılarak yerlerine betonarme eleman yapılmasıdır. Böylelikle tuğla duvar üzerine gelen gerilmeleri karşılamış olur. 192 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çatlak bölgesinin onarılması 193 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çatlak bölgesinin onarılması • Yığma duvar büyük ölçüde zarar görmüşse, mesela sürekli yanal çarpıklıklar, bükülmeler veya duvar genişliğinde baştan başa meydana gelen kamburlaşmalar gibi problemli duvar parçaları tümüyle uzaklaştırılır ve duvarın o kısmı yeniden yapılır. • Dağılmış ya da kamburlaşmış durumda olan duvarlar eğer kalıp kurulacak kadar stabil ise, duvarın tamamen yeniden yapılmasından kaçınılmalıdır. • Uygulamada duvarın hasarlı kısmı uzaklaştırılır, hasarlı kısmın boşlukları beton ya da çimento grout ile doldurulur. 194 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Duvar birleşimlerinde onarım ve güçlendirme • Duvar birleşimleri statik (işletme yükleri, çarpma etkileri, trafik) ve dinamik etkiler (deprem) altında, yetersiz bağlantı veya bağlantıların yeterli dayanımda olmaması sonucunda, geniş düşey kırıklar veya ayrılmalar oluşabilir. • Duvardaki birleşimleri iyileştirmek için birçok yöntem vardır. Günümüzde en sık kullanılan yöntemleri şu başlıklar altında sıralayabiliriz, taş veya tuğla ekleme, çelik levhalarla sarılarak güçlendirme, lifli polimer ile güçlendirme. 195 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Tuğla örme ya da taş ekleme yöntemi • Tuğla örmek veya kırık boyunca taş eklemek kullanılan bir yöntemdir. • Bitişik (komşu) tuğla veya taş 1 ve 2 numaralı yerde gösterildiği gibi çıkarılır ve yeni tuğla veya taş 3 numarada gösterildiği gibi yerleştirilir. • Taş yerleştirilirken yüksek çimento grout ile içine yerleştirilir ve iki duvar arasındaki boşluk zengin grout ile doldurulur. 196 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Tuğla örme ya da taş ekleme yöntemi • Eğer köşe tamamen kopmuşsa, mevcut duvarı güçlendirmek için; ilk önce çatı veya taşıyıcı sistem geçici desteğe alınmalıdır, sonra yığma duvardaki ek yerler çıkarılmalı ve temizlenmelidir. • Betonarme donatısı hazırlanıp köşe duvarların içine bağlanmalıdır. Bu uygulama duvar birleşimini de güçlendirebilir. • Uygulaması yapılacak olan bu çeşit kolonlar minimum 4φ16 boyuna donatılı ve φ8/20 etriyeli olmalıdır. 197 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Duvarda kolon oluşturulması 198 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çelik kuşaklarla güçlendirme • Diğer bir yöntem, duvarlar çelik levhalarla kuşaklanarak veya duvarın her yüzünde çatıya veya döşeme diyaframlarına monte edilerek kullanılan çelik levhalarla güçlendirilmesidir. • Bu çeşit kuşaklama dikey kuvvetlere karşı duvarı güçlendirir fakat, duvarı yatay (düzlem) kuvvetlere karşı güçlendirmez. 199 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çelik kuşaklarla güçlendirme • Çemberlitaş’ın yüksekliği kaidesiyle birlikte 33 metredir. 6 parça porfir silindir bloğun üst üste gelmesiyle oluşmuştur. Sütun altıgen bir kaide üzerine oturur. • 1672’deki büyük yangında dikilitaş, çevresindeki yapılarla birlikte büyük zarar gördü ve porfir bloklar çatladı. II. Mustafa döneminde 1701’de çatlayan sütunlar, çemberlerle sağlamlaştırıldı. 200 Çemberlitaş GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Çelik kuşaklarla güçlendirme Çelik Levhalarla Duvarın Kuşaklanması Çelik Levhalarla Güçlendirme 201 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Kubbe ve kasnak eteğinde çelik şerit uygulaması 202 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Sütunlarda çatlak onarımı 203 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Lifli polimer uygulaması (FRP Uygulaması) • Yığma duvarlarda yapılabilecek diğer bir uygulama ise lifli polimer ile güçlendirmedir. Bu malzemelerin, geleneksel olarak kullanılan çelik lama-plak takviyesine karşı başta gelen üstünlükleri korozyona dayanıklı olmaları, hafif olmalarıdır. • Yüksek maliyeti, en önemli dezavantajıdır. Cam, karbon ve aramid olarak üç çeşittirler. 204 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Lifli polimer uygulaması 205 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Lifli polimer uygulaması • Yığma yapıların duvarları taşıyıcı özelliktedir. Bu duvarların kesmeye ve eğilmeye karşı mukavemeti lif takviyeli polimer sistemlerle arttırılabilir. • Duvarlardaki hasarı onarmak için, çatlaklar epoksi bazlı yüksek mukavemetli tamir harçlarıyla doldurulur, eğilmeye karşı boyuna, kesmeye karşı enine doğrultuda lifli polimer uygulanabilir. 206 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Lifli polimer uygulaması 207 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Duvar İlave Etme 208 Yeni parça ile diğer kısımların Birlikte çalışma problemi vardır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Kemerlerde güçlendirme 209 Beton Dolgu Bağlantı Çubukları Yapıştırıcı Yüzey Beton Dolgu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Kemerlerde güçlendirme 210 Püskürtme Beton Dolgu Püskürtme Beton Dolgu Püskürtme Beton Dolgu Ayağa ek Destek Çelik Destek Mesnette Kesme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Örnekler 211 (Page, 1996) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Kemerlerde güçlendirme 212 Alt Payandalama Nehir yatağı Kazı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
213 Duvar Kalınlığı Payanda Payandalarla ilgili geometrik düzenlemeler (IAEE, 1986). GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Kazık çakma (micro-piling) 214 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Püskürtme beton uygulaması • Duvarın güçlendirmesinde bir yöntem; hasır çelik donatı tek yönlü ya da iki yönlü olarak taşıyıcı duvara uygulanır, üstten ∅18, ∅20 gibi çelik ankrajlarla tavan döşemesine tespit edilir. Bu işlemlere binada bir simetri dahilinde başlanır, daha sonra diğer bölümlere geçilir. İç duvar yüzlerinde sıva temizlenip, çimento şerbeti püskürtülerek, yüzey hazırlanır. • Püskürtme beton uygulanırken yeterli uzaklık bırakmak zor olduğundan bina içlerinde 450 dozlu sıva uygulanabilir. Taşıyıcı duvarların yeniden örülmesi gerektiğinde, kalan duvarlar geçici iksaya alınmadan mevcut duvarlar yıkılmamalıdır. 215 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Püskürtme beton uygulaması • Projesine uygun olarak takviye yapılacak bina köşe bölgelerinin işaretlenmesi yapılır, bu bölgeler içindeki sıvalar kaldırılır, derz aralıkları kısmen açılır, yüzey yabancı maddelerden olabildiğince temizlendikten sonra çimento şerbeti püskürtülerek yüzey hazırlığı yapılıp gerekli ankraj delikleri açılır. Ankraj delikleri toz ve nemden arındırıldıktan sonra, ankraj çubukları projesine uygun olarak dolu tuğla veya taş duvarlarda epoksi ile yerleştirilir. • Duvar yüzeyine ankrajlar (örneğin:metrekarede 4 adet) yerleştirilerek hasır çelik monte edilir. Öngörülenyerlere özenle yerleştirilen donatılar aderansı zayıflatacak her türlü kirden arındırılmış, temiz olmalıdır. Hasır çeliklerde bindirmeler bir veya bir buçuk göz olacak şekilde yapılır. Hasır donatının mevcut duvarlardan belirli bir uzaklıkta tutulabilmesi için mesafe ayarlayıcılar kullanılmalıdır. Hasır çelikler gevşek olmadan sıkı bir şekilde tespit edilmelidir. Bu işlemler bittikten sonra püskürtme beton uygulaması (shotcrete) yapılır . 216 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
Geleneksel taşıyıcı sistemler
Geleneksel taşıyıcı sistemler

Recomendados

Betonarme Yapılar-Giriş
Betonarme Yapılar-GirişBetonarme Yapılar-Giriş
Betonarme Yapılar-GirişErdal COSKUN
 
Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)
Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)
Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)İnşaat Mühendisi TV
 
Spherical or geodesic dome
Spherical or geodesic domeSpherical or geodesic dome
Spherical or geodesic domePalakGarg52
 
Çelik Taşıyıcılı Konut Yapım Teknikleri
Çelik Taşıyıcılı Konut Yapım TeknikleriÇelik Taşıyıcılı Konut Yapım Teknikleri
Çelik Taşıyıcılı Konut Yapım TeknikleriYusuf Yıldız
 
Çok Katlı Yapılarda Düşey Düzensizlikler
Çok Katlı Yapılarda Düşey DüzensizliklerÇok Katlı Yapılarda Düşey Düzensizlikler
Çok Katlı Yapılarda Düşey DüzensizliklerYusuf Yıldız
 
Depremin Binaya Etkileri
Depremin Binaya EtkileriDepremin Binaya Etkileri
Depremin Binaya EtkileriTolga GÖZÜTOK
 
Structural Systems
Structural SystemsStructural Systems
Structural SystemsErdal COSKUN
 
Building Structures as Architecture, Wolfgang Schueller
Building Structures as Architecture, Wolfgang SchuellerBuilding Structures as Architecture, Wolfgang Schueller
Building Structures as Architecture, Wolfgang SchuellerWolfgang Schueller
 

Recomendados

Betonarme Yapılar-Giriş
Betonarme Yapılar-GirişBetonarme Yapılar-Giriş
Betonarme Yapılar-GirişErdal COSKUN
 
Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)
Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)
Temel Yapı Bilgisi (Yrd.Doç.Dr.Altan Yılmaz)İnşaat Mühendisi TV
 
Spherical or geodesic dome
Spherical or geodesic domeSpherical or geodesic dome
Spherical or geodesic domePalakGarg52
 
Çelik Taşıyıcılı Konut Yapım Teknikleri
Çelik Taşıyıcılı Konut Yapım TeknikleriÇelik Taşıyıcılı Konut Yapım Teknikleri
Çelik Taşıyıcılı Konut Yapım TeknikleriYusuf Yıldız
 
Çok Katlı Yapılarda Düşey Düzensizlikler
Çok Katlı Yapılarda Düşey DüzensizliklerÇok Katlı Yapılarda Düşey Düzensizlikler
Çok Katlı Yapılarda Düşey DüzensizliklerYusuf Yıldız
 
Depremin Binaya Etkileri
Depremin Binaya EtkileriDepremin Binaya Etkileri
Depremin Binaya EtkileriTolga GÖZÜTOK
 
Structural Systems
Structural SystemsStructural Systems
Structural SystemsErdal COSKUN
 
Building Structures as Architecture, Wolfgang Schueller
Building Structures as Architecture, Wolfgang SchuellerBuilding Structures as Architecture, Wolfgang Schueller
Building Structures as Architecture, Wolfgang SchuellerWolfgang Schueller
 
PREFABRICATED structure
PREFABRICATED structure PREFABRICATED structure
PREFABRICATED structuresathish sak
 
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall BuildingsCE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall BuildingsFawad Najam
 
Earthquake Resistant Designs
Earthquake Resistant DesignsEarthquake Resistant Designs
Earthquake Resistant DesignsJNTU
 
GRIDSHELL Structures
GRIDSHELL StructuresGRIDSHELL Structures
GRIDSHELL StructuresOnela Fernando
 
Depreme karşı dayanıklı binalar
Depreme karşı dayanıklı binalarDepreme karşı dayanıklı binalar
Depreme karşı dayanıklı binalarBABAMURAT USMANOV
 
PreCast Construction
PreCast ConstructionPreCast Construction
PreCast ConstructionAbhishek Gupta
 
Bracing connections
Bracing connectionsBracing connections
Bracing connectionsAHMED NADIM JILANI
 
CONSTRUCTION OF DOMES
CONSTRUCTION OF DOMESCONSTRUCTION OF DOMES
CONSTRUCTION OF DOMESSamiksha Choudhary
 
Spaceframe and prefabrication
Spaceframe and prefabricationSpaceframe and prefabrication
Spaceframe and prefabricationkaiwan1996
 
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa EtkileriBetonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa EtkileriYusuf Yıldız
 
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)Rajan Gupta
 
Tube structures
Tube structuresTube structures
Tube structuresAglaia Connect
 
Classification of Frames
Classification of FramesClassification of Frames
Classification of FramesManvinder Kingra
 
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sirDesign of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sirjibonghosh
 
Shell structure
Shell structureShell structure
Shell structureSusmita Paul
 
Depreme dayanikli binalar
Depreme dayanikli binalarDepreme dayanikli binalar
Depreme dayanikli binalarAli KÜLAH
 
Lecture 1 Structure Systems Basics
Lecture 1 Structure Systems BasicsLecture 1 Structure Systems Basics
Lecture 1 Structure Systems BasicsPurnoor Khan
 
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.Mayur Waghulde
 
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]Kishor Ade
 
Folded plates
Folded platesFolded plates
Folded platesRohan Narvekar
 

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

PREFABRICATED structure
PREFABRICATED structure PREFABRICATED structure
PREFABRICATED structuresathish sak
 
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall BuildingsCE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall BuildingsFawad Najam
 
Earthquake Resistant Designs
Earthquake Resistant DesignsEarthquake Resistant Designs
Earthquake Resistant DesignsJNTU
 
Depreme karşı dayanıklı binalar
Depreme karşı dayanıklı binalarDepreme karşı dayanıklı binalar
Depreme karşı dayanıklı binalarBABAMURAT USMANOV
 
Spaceframe and prefabrication
Spaceframe and prefabricationSpaceframe and prefabrication
Spaceframe and prefabricationkaiwan1996
 
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa EtkileriBetonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa EtkileriYusuf Yıldız
 
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)Rajan Gupta
 
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sirDesign of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sirjibonghosh
 
Depreme dayanikli binalar
Depreme dayanikli binalarDepreme dayanikli binalar
Depreme dayanikli binalarAli KÜLAH
 
Lecture 1 Structure Systems Basics
Lecture 1 Structure Systems BasicsLecture 1 Structure Systems Basics
Lecture 1 Structure Systems BasicsPurnoor Khan
 
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.Mayur Waghulde
 
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]Kishor Ade
 

Mais procurados (20)

PREFABRICATED structure
PREFABRICATED structure PREFABRICATED structure
PREFABRICATED structure
 
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall BuildingsCE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
CE 72.32 (January 2016 Semester): Lecture 1a - Overview of Tall Buildings
 
Earthquake Resistant Designs
Earthquake Resistant DesignsEarthquake Resistant Designs
Earthquake Resistant Designs
 
GRIDSHELL Structures
GRIDSHELL StructuresGRIDSHELL Structures
GRIDSHELL Structures
 
Depreme karşı dayanıklı binalar
Depreme karşı dayanıklı binalarDepreme karşı dayanıklı binalar
Depreme karşı dayanıklı binalar
 
PreCast Construction
PreCast ConstructionPreCast Construction
PreCast Construction
 
Bracing connections
Bracing connectionsBracing connections
Bracing connections
 
CONSTRUCTION OF DOMES
CONSTRUCTION OF DOMESCONSTRUCTION OF DOMES
CONSTRUCTION OF DOMES
 
Spaceframe and prefabrication
Spaceframe and prefabricationSpaceframe and prefabrication
Spaceframe and prefabrication
 
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa EtkileriBetonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
Betonarme Binalarda Perdelerin Davranışa Etkileri
 
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
SURFACE ACTIVE STRUCTURES(structure systems)
 
Tube structures
Tube structuresTube structures
Tube structures
 
Classification of Frames
Classification of FramesClassification of Frames
Classification of Frames
 
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sirDesign of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
Design of tall buildings lecture-1-part-2-dr-shafiul-bari-sir
 
Shell structure
Shell structureShell structure
Shell structure
 
Depreme dayanikli binalar
Depreme dayanikli binalarDepreme dayanikli binalar
Depreme dayanikli binalar
 
Lecture 1 Structure Systems Basics
Lecture 1 Structure Systems BasicsLecture 1 Structure Systems Basics
Lecture 1 Structure Systems Basics
 
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
Hearst Tower, Manhattan, Dubai.
 
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
THEORY OF STRUCTURES-I [B. ARCH.]
 
Folded plates
Folded platesFolded plates
Folded plates
 

Geleneksel taşıyıcı sistemler

  • 2. BÖLÜM 1 GİRİŞ, STRÜKTÜR KAVRAMI VE MALZEME
  • 3. Giriş • İnsanoğlunun ilk yapı yapma eylemi, doğanın olumsuz koşullarından ve vahşi hayvanlardan korunmak için kendisine küçük barınak inşa etme isteğinden doğmuştur. İnsan, temel gereksinimlerinden biri olan barınma ihtiyacını başlangıçta mağara gibi doğal oluşumlarda karşılamış, mağaranın sınırladığı alanlar yeterli gelmemeye başladıktan sonra çevresinde bulabildiği taş, ağaç gibi doğal malzemelerle ilk barınaklarını inşa etmiştir. • Sonraları kerpiç ve tuğla gibi yine doğadan elde ettiğiyle ürettiği malzemeleri kullanmıştır. Böylece, tarih öncesi insanının sığındığı yeri ya da mağarasını bırakıp kendine daha rahat ve sağlam barınak yapmaya başlamasıyla mimarlık doğmuştur. Şüphesiz ki hangi malzeme çevresinde bol miktarda ise, o malzemeye bağlı yapım teknikleri geliştirmiştir. Örneğin ilkel dönemde insanlar, çevresinde bulabildiği ağaç dalları ya da kamışları çatarak oluşturduğu mekânları hayvan postlarıyla örtmüşlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 3
  • 4. Giriş • Mısır’da bolca bulunan taş, yapıların ana malzemesi olmuş, Mezopotamya’da çok fazla taş bulunmamasından dolayı yapı malzemesi olarak kerpiç kullanılmıştır. Kerpiç, önceleri güneşte kurutularak, sonraları daha dayanıklı olması için pişirilerek tuğla elde edilmiştir. Çevrede bulunan malzemeye bağlı olarak yapım teknikleri ve mimari gelişmiştir. • İnsanoğlu zamanla becerisini temel strüktürel formlar üzerinde geliştirip taş, tuğla ya da ahşabı üst üste yığarak kendi eliyle mekânlar biçimlendirmiş, biçimlendirdiği mekânlara karşı daha duyarlı hale gelmiş ve gitgide daha geniş mekânlar oluşturmak istemiştir. Bu nedenle geniş açıklık geçme sorunu, yeni örtü sistemleri arayışını da beraberinde getirmiştir. Bu bağlamda mimarın görevi, alt yapı ve örtüyü birlikte tasarlamak ve farklı mekân tasarımları geliştirmek olmuştur. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 4
  • 5. Strüktür Kavramı • Mimarlıkta yapının ayakta durabilmesini sağlayan taşıyıcı olarak adlandırılan ‘’strüktür’’ sözcüğü, ‘’inşa etmek’’ anlamındaki Latince ‘’stuere’’ sözcüğünden türeyen ‘’structura’’dan gelmektedir. İngilizcesi ‘’structure‘’ dır. • Kuban’a göre biçim, malzemeyi ayağa kaldıran düzendir ve bu düzenin ayakta durmasını sağlayan iskeleti vardır. İşte bu iskelet, yani biçimi ayakta tutacak olan sistem onun strüktürüdür. • Hasol ise strüktürü ‘’bir yapının taşıyıcı bölümü’’ şeklinde ifade eder. Taşıyıcı sistem, üzerine etkiyen yükleri kendi ağırlığı ile birlikte taşıyarak zemine aktaran ve aynı zamanda bir hacmi örtme ve belirleme görevini de yerine getiren elemanlar topluluğudur. Bir başka deyişle strüktür, örtü ile taşıyıcılar arasında statik bir denge kurma sistemidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 5
  • 6. Geleneksel Strüktür • Geleneksel strüktür, çağdaş malzeme ve teknikler (betonarme, çelik, v. b.) geliştirilmeden önce, doğal malzemelerin olanakları ile gerçekleştirilmiş strüktürdür. Mimarlığın ilk örneklerinden başlayarak, çağdaş strüktür sistemlerinin başlangıcı olarak kabul edilen çeliğin yapılarda kullanılması ve betonarme iskelet sistemlerin yapımına kadar uzanan süreci kapsar. • İnsan, zamanla yapı yapma eyleminde kendisini geliştirip, taşları ve pişmiş kerpiçten oluşturduğu tuğlaları üst üste koyarak ve aralarını toprak, su ve çeşitli malzemeleri karıştırarak elde ettiği harçla bağlayarak yığma duvarlar elde etmiş, mekân oluşturmak için de örtü sistemleri geliştirmiştir. Önceleri düz dam biçiminde olan tavan örtüsü geniş mekânlarda yetersiz kalmış, ancak tonoz ve kubbelerle geniş açıklıkların geçilebilmesi mümkün olabilmiştir. Strüktür, yeni malzemeler ve teknolojik gelişmelere paralel olarak gelişme göstermiştir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 6
  • 7. Geleneksel Strüktür • Tarihi yapıların birçoğunun günümüze kadar ayakta kalabilmesi için gerekli olan dayanım, malzemenin ağırlığından çok yapının geometrisinden kaynaklanmaktadır. • Mezopotamya ve Yunan’da uygulanan strüktürel tasarım kuralları bilinmemektedir. • Ancak Romalıların strüktürel tasarım kuralları ile oluşturdukları yapılar hala ayaktadır. Hepsinin belirli bir geometrisi vardır. Belirli oranların ve geometrik konstrüksiyonların kurallarına göre tanımlanırlar. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 7
  • 8. Geleneksel Strüktürler • Doğal malzemenin olanaklarıyla iki taşıyıcının arası en ilkel şekilde tek bir taş ya da ahşap malzeme ile geçilmiştir. • Megalitik mimarlık da denilen büyük taşlarla gerçekleştirilen ilkel mimarlığa verilebilecek en iyi örnek dolmendir. Stonehenge Dolmenleri, İngiltere GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 8
  • 9. İlkel Strüktürler İlk barınaklar mağaralar iken, sonraları çattığı ağaç dalları, üst üste yığdığı taş bloklar ilk mimari strüktürler olmuştur. Bu strüktürler, ilkel strüktürler olarak da adlandırılabilir. - Oyulmuş sistemler (mağara) - Çatılmış sistemler (çadır, kulübe) - Yığma sistemler (tümülüs, dolmen) - Karma sistemler (hendek ev) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 9
  • 10. Geleneksel Taşıyıcı Sistemler Kemer ve Tonoz Hatıl ve SutunTaşıyıcı Duvar Düşey Dayanak Yatay Dayanak Konsol Yük Gotik Uslup GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 10
  • 13. Yapılara Etkiyen Dış Yükler • Düşey Yükler -Sabit Yükler Yapının kendi ağırlığı. -Hareketli Yükler Yapı elemanına zaman zaman etkiyen ve yer değiştiren statik yüklerdir. İnsan, eşya yükleri, kar yükü gibi. • Yatay Yükler -Rüzgar Yükleri -Deprem Yükleri • Özel Yükleme Halleri -Patlama Yükleri -Çarpma Yükleri -Kar Yükü -Su ve Toprak Yükü -Farklı Oturma -Isı Yükleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 13
  • 14. Yatay Yükler-Deprem-Rüzgar DEPREM YÜKLERİ RÜZGAR YÜKLERİ GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 14
  • 15. Çekme ve Basınç Etkisi ÇEKME, Uzama BASINÇ, Kısalma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 15
  • 16. Eğilme ve Burulma Etkileri EĞİLME, Sehim BURULMA, Kayma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 16
  • 17. Taşıyıcı Sistem Davranışı Kemer Davranışı Düşey Yükler Altında Çerçeve Davranışı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 17
  • 18. Gevrek ve Sünek Malzemeler Malzemeler genellikle gevrek ve sünek malzemeler olarak iki grupta toplanırlar. Kopma uzaması az olan malzeme gevrek, tersi durumda olan ise sünek malzemedir. Gevrek kırılmada ani kırılma oluşur. Sünek malzemeler ise kuvvetler altında büyük şekil değiştirmeler yapabilir. Gevrek malzemeye taş, beton, cam sünek malzemeye yapısal çelik örnek gösterilebilir. Gevrek malzemelerin çekme ve basınç kuvvetleri altındaki davranışı çok farklı olduğu halde, sünek malzeme çekme ve basınç kuvvetleri altında oldukça yakın davranış gösteririler. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 18 Süneklik taşıyıcı sistemlerde istenen bir özelliktir. Bu özellik sayesinde sistem göçmeden önce büyük şekil değiştirmeler yapabilir. Buna karşılık gevrek davranış gösteren bir taşıyıcı sistem fark edilebilen bir şekil değiştirme yapmadan aniden göçer.
  • 19. Yığma Yapılar • Yığma sistemleri belirleyen özellikler taşıyıcı elemanların üst üste yığılıp bir bağlayıcı ile bütünleştirerek oluşturulmasıdır. • Bu taşıyıcı sistem türünde, duvarlar, kolonlar ve payanda gibi düşey ve eğik elemanlar hem taşıyıcı hem mekan sınırlayıcıdır. Ayrıca köprü, su kemeri gibi açıklık geçmekte de kullanılmışlardır. • İnsanoğlunun en eski zamanlardan beri uyguladığı taşıyıcı sistem türüdür. • Yığma yapılar, süneklilikleri az, gevrek bir malzeme ile inşa edilirler. Yapımlarında ve dayanımlarında işçilik önemli rol oynar. • Yığma sistemlerin düşey taşıyıcı elemanlarında taş, kerpiç, tuğla vb. malzemeler kullanılır ve sistemde etkin olan gerilme türü basınçtır. • Yukarıda sayılan malzemenin çekme dayanımı, basınç dayanımın yanında ihmal edilecek kadar küçüktür. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 19
  • 20. Yığma Yapılar • Binlerce yıl önce inşaa edilmiş olan Mısır Pramitleri yer çekimi etkisiyle oluşan yığılma konisi şekline çok yakın olduğundan, o çağın malzemesi ve teknolojisine göre etkin bir çözümdür. • Zaman içinde yığma sistemlerdeki malzemenin azalmasında en büyük etken kemer, kubbe ve tonoz gibi yığma sistem elemanlarını etkin olarak kullanılmasıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 20
  • 21. Yığma Yapılar Dorik İyonik Korint İlk çağlarda yapılmış ve kalıntıları günümüze kadar gelmiş yapılara eski Yunan, Mısır, Mezopotamya ve Anadolu uygarlıklarında rastlanan yapılarda malzeme olarak taş, tuğla ve ahşap kullanılmıştır. Doğadan elde edilen taş işlenerek kolon adını verdiğimiz düşey taşıyıcılar ve bunların üzerine yatay olarak yerleştirilmiş lento türü kirişler elde edilmiştir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 21
  • 22. Yığma Yapılar • Yığma sistemlerde döşemeler ve çatılar, ahşap kiriş gibi çizgisel (çubuk) taşıyıcılardan veya malzemenin yük taşıma kapasitesine bağlı olarak düzlem veya eğri yüzeyli yüzeysel taşıyıcı elemanlardan oluşturulmaktadır. • Tarihsel örneklere bakıldığına, yığma yapıların döşemelerinde küçük ve orta ölçekli açıklık söz konusu olduğunda, ahşap kirişli döşemeler, ahşap kirişlerin yetmediği açıklıklarda ise yığma kemerler, tonozlar ve kubbeler kullanıldığı görülmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 22
  • 23. Yığma Yapılar Panteon-İtalya, Roma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 23
  • 24. Yığma Yapılar Romalılar döneminde yüzlerce yol, köprü, su yolu, hamam, tiyatro ve arena da inşa edilmiştir. Kolezyum, Pont du Gard ve Panteon gibi birçok anıt Roma mühendisliği ve kültürünün mirası olarak hâlen durmaktadır. MÖ1. yüzyılda Romalılar sayısız mimari tasarıma imkan veren betonu kullanmaya başladılar. MÖ1. yüzyılda Vitruvius muhtemelen tarihteki ilk bilimsel mimari inceleme olan De Architectura'yı yazdı. Romalılar şehirlere, sanayi bölgelerine ve tarım alanlarına su sağlamak için sayısız su yolları inşa etmişlerdir. Roma şehri toplamda uzunlukları 350 kilometre olan on bir su yoluyla besleniyordu. Su yollarının büyük bölümü yerin altındaydı. Yalnızca ufak bir bölümü kemerlerle desteklenmiş olarak yerin üstündeydi. Istanbul Roma GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 24
  • 25. Ayasofya Ayasofya, MS 532 - 537 yılları arasında 6. yüzyılın ünlü mimarlarından Milet'li İsidoros ve Tralles'li Anthemius tarafından yapılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 25
  • 26. Mimar Sinan Mimar Sinan veya Koca Mi'mâr Sinân Âğâ (Sinaneddin Yusuf - Abdulmennan oğlu Sinan) (Osmanlı Türkçesi: ‫قوجه‬‫معمار‬‫سنان‬ ‫آغا‬), ) Osmanlı baş mimarı ve inşaat mühendisi. Osmanlı padişahları I. Süleyman (Kanuni), II. Selim ve III. Murat dönemlerinde baş mimar olarak görev yapan Mimar Sinan, yapıtlarıyla geçmişte ve günümüzde dünyaca tanınmıştır. Başyapıtı, "ustalık eserim" dediği Selimiye Camisi'dir. Sinaneddin Yusuf, Kayseri'nin Agrianos (bugün Ağırnas) köyünde doğmuştur. 1511'de Yavuz Sultan Selim zamanında devşirme olarak İstanbul'a gelmiş yeniçeri ocağına alınmıştır. Mimar Sinan 92 camii, 52 mescit, 57 medrese, 22 türbe, 17 imaret, 3 darüşşifa (hastane), 5 su yolu, 8 köprü, 20 kervansaray, 36 saray, 8 mahzen ve 48 de hamam olmak üzere 375 eser yapmıştır. Ayrıca, Edirne ilindeki Selimiye Camisi Dünya Kültür Mirası listesindedir. Mimar Sinan, Mimarbaşı olduğu sürece birbirinden çok değişik konularla uğraştı. Zaman zaman eskileri restore etti. Bu konudaki en büyük çabalarını Ayasofya için harcadı. 1573’te Ayasofya’nın kubbesini onararak çevresine takviye edici duvarlar yaptı ve eserin bu günlere sağlam olarak gelmesini sağladı. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 26
  • 27. Selimiye Cami (Edirne) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 27
  • 28. Yığma Yapılar Yedikule Surları,Istanbul Galata Kulesi- Istanbul GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 28
  • 29. Yığma Yapılar İzmir Balat Istanbul GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 29
  • 30. Yığma Yapılar Istanbul-Tekfur Sarayı İstanbul-Tekfur Sarayı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 30
  • 31. Yığma Yapılar Monadnock Building (www.monadnockbuilding.com) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 31
  • 32. Yığma Yapılar GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 32 Avusturya-Viyana
  • 33. Yığma Köprü Çok açıklıklı, yığma köprü Prag, Çek Cumhuriyeti GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 33
  • 34. Çelik Yapılar İngiltere, Coalbrookdale Köprüsü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 34
  • 35. Çelik Yapılar Budapeste- Avrupanın ilk çelik asma köprüsü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 35
  • 36. Çelik Yapılar Gar Binası,Hollanda, Amsterdam GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 36
  • 37. Çelik Yapılar Fonttan (dökme demir) yapılmıştır. Sveti Stefan Bulgar Kilisesi, İstanbul GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 37
  • 38. Yığma Karma Yapım Sistemleri • Taş bir temel üzerine kurulan ahşap iskeletin arasına kerpiç ya da tuğlalar doldurulmasıyla oluşturulan yapılar “hımış” (Arseven, tarihsiz), ahşap iskeletin üzerine 2-3 cm genişlikte çıta çakılarak, sıvananlar “bağdadi” (Hasol, 1979), iskeletin dıştan tahta ile kaplanması, içten bağdadinin üzerinin sıvanmasıyla oluşturulan ve iç, dış kaplama arası boş bırakılan yapılar da “ahşap kaplamalı” (Arseven, tarihsiz) olarak tanımlanır. Türkiye’de ahşap iskeletli yapım tekniği ile yapılan en erken tarihli konut örnekleri onyedinci yüzyıla kadar gitmektedir. Ahşap iskeletli konut yapımı yirminci yüzyılın ilk çeyreğine kadar yaygın olarak devam etmiştir. 1940’lardan sonra ise bu gelenek, kırsal alanlarda, kısıtlı olarak da olsa sürmüştür. Safranbolu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 38
  • 39. Yığma Karma Yapım Sistemleri Geleneksel Ahşap İskeletli Türk Konutunun Deprem Davranışları, Dilek AKSOY*, Zeynep AHUNBAY , İTÜ Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, Taşkışla,Taksim, İstanbul Geleneksel ahşap iskeletli yapılarda payanda yerleşimi, Düzce GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 39
  • 41.
  • 42.
  • 44. Doğal Taş • Taş, en eski yapı malzemelerinden birisidir ve kalıcı olması düşünülen yapıların inşasında özellikle tercih edilmiştir. Tarihi yapılarda taşın yaygın olarak kullanılmasının nedeni, hemen hemen her yerde ve arazi koşullarında kolaylıkla temin edilebilir olmasıdır. • Doğal taş, taşıma gücü ve basınç dayanımı yüksek; çekme dayanımı zayıf olan bir malzemedir. Bu özelliğinden dolayı, yalnız basınç kuvveti alan kemerler, tonozlar ve kubbelerde kullanılması uygundur. • Basınç yüklerini alan duvarlar ve ayaklar da taş malzemeden yapılmıştır. Basınç altında bazı taşların deformasyonu, betonla benzer özellikler gösterir. Betonun elastisite modülü E = (14~30) x 103 MPa iken, granitin elastisite modülü E = (15~70) x 103 MPa mertebesindedir. Elastisite modülünün bilinmesi, taşıyıcı elemanın yüklenmesi sonucu yaptığı sehim hesabı için gereklidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 44
  • 45. Doğal Yapı Taşlarının Ortalama Fiziksel Özellikleri • Taşlarda genleşme çatlaklarına da rastlanır. Bu durum; çekme gerilmelerinin, malzemenin çekme mukavemetini geçmesi halinde meydana gelir. Taşlarda, dış etkenlerden (sıcaklık değişimleri, rüzgar, su...) kaynaklanan çatlaklar, aşınmalar ve bozulmalar meydana gelebilir. • Küfeki taşı, % 93-100 oranında CaCO3 içermektedir. Yalnız örgü ve dış cephe kaplama malzemesi olarak değil, iç mekanlarda, duvarlarda, taşıyıcı öğelerde, döşeme kaplamalarında, kemerlerde, mihraplarda ve parmaklıklarda kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 45
  • 46. Sıva ve Harçlar • Kireç kullanılarak elde edilen sıva ve harçlar, Eski Yunan, Roma ve onu izleyen dönemlerden, çimentonun bulunmasına kadar geçen sürede, yapıların inşalarında kullanılmıştır. Bağlayıcı madde olarak kireç, dolgu malzemesi olarak da agregaların karıştırılmasıyla kireç harcı ve sıvaları elde edilir. Kireç harçlarının hazırlanmasında kirecin veya harcın özelliklerini geliştirmek amacıyla kirece veya harca organik ve inorganik maddelerin katıldığı da bilinmektedir. • Kirecin hammaddesi, kalsiyum karbonat (CaCO3) minerallerinden oluşan kireç taşlarıdır. Bu taşlar ısı ile kalsine olup karbondioksit gazının (CO2) yapıdan ayrılması sonucunda kalsiyum okside (CaO) dönüşürler. Elde edilen bu ürüne sönmemiş kireç adı verilir. • Kalsinasyon sonucunda elde edilen sönmemiş kireç (CaO), su veya havada bulunan nem ile reaksiyona girerek kalsiyum hidroksite (Ca(OH)2) dönüşmektedir. Bu ürün, sönmüş kireç olarak adlandırılmaktadır. Kirecin sönmesi için havada %15 oranında nisbi nemin olması yeterlidir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 46
  • 47. Sıva ve Harçlar • Söndürülmüş kirecin uzun yıllar hava ile temas etmeden bekletildikten sonra kullanılması, Roma ve onu izleyen dönemlerden bu yana bilinmektedir. Roma döneminde kirecin en az üç yıl bekletildikten sonra kullanılması gerektiği ileri sürülmüştür. • Kirecin bekletilme süresi uzadıkça, plastik özelliği ve su tutma kapasitesi artmaktadır. • Agregalar, kireç harcı ve sıvalarının yapımında dolgu malzemesi olarak kullanılırlar, kireç ile reaksiyona girmeyen (ve reaksiyona giren (puzolan) agregalar olarak sınıflandırılabilirler. Etkisiz agregalar, taş ocağı, dere ve denizlerden elde edilen agregalardır. Puzolanik agregalar kireç ile reaksiyona girerek harç ve sıvaların nemli ortamlarda, hatta su altında da sertleşmesini sağlayan amorf silikatlar ve alüminatlardan oluşan agregalardır. • Puzolanlar doğal ve yapay olarak iki grupta incelenebilir. Doğal puzolanlar (tüf, tras, opal vb.) genelde volkanik küllerden oluşmaktadır. Tuğla, kiremit vb. pişirilmiş malzemeler ise yapay puzolan olarak birçok tarihi yapının harç ve sıvalarında kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 47
  • 48. Sıva ve Harçlar • Kireç harçlarının hazırlanmasında kirecin veya harcın fiziksel özelliklerini geliştirmek, karbonatlaşmayı hızlandırmak amacıyla kirece veya harca organik ve inorganik maddelerin katıldığı bilinmektedir. Bunlardan bazıları, kan, yumurta, peynir, gübre, arap zamkı, hayvan tutkalı, bitki suları, kazein gibi malzemelerdir. • Katkı malzemelerinden arap zamkı, hayvan tutkalı ve incirin sütlü suyu yapışkan olarak kullanılmıştır. Çavdar hamuru, domuz yağı, kesik süt, kan ve yumurta beyazı kirecin daha çabuk sertleşmesini sağlamaktadır. Arpa, idrar ve hayvan tüyleri dayanıklılığı arttırmaktadır. Şeker, suyun donma- erime periyotlarında meydana getirdiği bozulmaları yavaşlatmaktadır. Balmumu, harçtaki büzülmeyi önlemektedir. Yumurta akı, hayvan tutkalı, şeker, süt, keten tohumu gibi yağlar ise kirecin plastik özelliğini arttırıp kırılganlığı azaltarak, harcın çalışabilirliğini arttırmaktadırlar . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 48
  • 49. Horasan Harcı ve Sıvaları • Topraktan elde edilen tuğlanın ve kerpicin, yapı malzemesi olarak kullanılması harcın doğmasına neden olmuştur. Tarihte ilk olarak çamur kullanılmıştır. Çamurun ardından, Romalılarla birlikte, kireç harcı kullanılmaya başlanmıştır. Kireç harcından sonra, kum kireç karışımının içine pişmiş kil veya puzolan denilen volkanik tüfün karıştırılması ile su karşısında sertleşen bir bağlayıcı elde edilmiştir. Tarihi yığma-kargir yapılarda özellikle, Roma, Bizans, Selçuklu ve Osmanlı mimarisinde ise horasan harcı adı verilen bağlayıcı kullanılmıştır (Kuban, 1998). • Horasan harcı ise, horasan ve kireç (hava kireci) ile üretilen harca denir. Horasan deyimi, İran’ın doğusundaki Horasan bölgesinden gelmektedir. Bu harçlar Roma döneminde ‘Cocciopesto’ Massazza ve Pezzuoli (1981), Hindistan’da ‘Surkhi’ Spence (1974), Arap ülkelerinde ‘Homra’, Yunanistan’da ‘Korassa’ adını almaktadır. Günümüzde Suudi Arabistan’da betona horasan denilmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 49
  • 50. Horasan Harcı • Horasan’ın dayanımı, kirecin kalitesine ve tuğla tozunun inceliğine bağlıdır. Horasan harcının dayanımının yüksek olması, harca katılan ince çakıl takviyesi ile orantılıdır. Bunun nedeni; harca katılan kirecin zamanla sertleşmesi olayıdır.. Ayrıca horasan harcının içine rötreyi engellemesi için saman da katılabilir. • Horasan çok geç sertleşen bir malzemedir. Dayanımını çok uzun zamanda kazanır. • Malzemenin bu özelliğini bilen eski mimarlar yapının temelini bitirdikten sonra üst yapıya başlamaları için, uzun bir süre yapıma ara verirlerdi. Horasanın sertleşme sürecini azaltmak ve dayanımını kısa sürede kazanabilmesi için çeşitli katkı maddeleri kullanılabilir. • Hidrolik özelliklerinden dolayı bu harç ve sıvalar Roma, Bizans, Selçuklu ve Osmanlı dönemi sarnıç, su kuyusu, su kemerleri ve hamam yapılarında kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 50
  • 51. Horasan Harcı 1. Geleneksel Horasan Harcı : a) Dinlendirilmiş kireç + Yumurta akı + Horasan pirinci + Su b) 1 Kireç Kaymağı + 1 Yıkanmış kavrulmuş kum + ½ Alçı + Su c) 2 Kireç + 1 Horasan + Bir miktar dişli kum + Bir miktar meşe külü + Su 2. Kum Horasan Harcı : a) Dövülmüş kireç + Yumurta akı + Kum + Horasan pirinci + Su olup, karma süresi uzundur. 3. Lökün : a) Dövme Kireç + Üç ayda suda çürütülmüş pamuk + Su b) Dövme kireç + Zeytinyağı + Keten elyafı + Su c) Dövme kireç + Kızgın zeytinyağı + Koyun yünü elyafı + Su 4. Horasan Sıvası : a) Yumurta akı + Alçı + Tuz + Kireç b) 2 Horasan + ½ Perdah kumu + ½ Beyaz çimento + ½ Kireç şerbeti (öneri) olarak sınıflandırılmıştır (Eriç ve diğ. 1990) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 51
  • 52. Kargir Malzeme • Doğal taş veya pişmiş toprağın (tuğlanın), bir bağlayıcı harçla birlikte kullanılması ile elde edilen malzemeye kargir adı verilir. Monolitik taşıyıcı elemanlar (duvar, destekler), kemer, tonoz ve kubbe vb. kagir malzeme ile yapılır. Kargir malzeme, heterojen bir malzemedir. Birim ağırlığı 21 ∼ 22 kN/m³ arasında değişmektedir. • Kargir malzeme, basınca belli limitlerde dayanır. Kargirin çekmeye karşı dayanımı çok azdır. Kargir malzemenin mukavemeti, içindeki bağlayıcı harcın mukavemetine eşdeğerdir. Bağlayıcı kireç harcı olan kargir malzemede basınç emniyet gerilmesi, σ = 0,2 – 0,6 MPa, horosan harçlı kargir malzeme de ise tahmini σ = 1,5 ~ 3 MPa mertebesindedir. Horosanın dayanımının, düşük dozajlı bir çimento harcın dayanımı civarında olması gerektiği varsayımı yapılabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 52
  • 53. Ahşap Malzeme Canlı bir organizma olan ağaçtan elde edilen ahşap; lifli, heterojen anizotrop bir yapı malzemesidir. Birim hacim ağırlık ahşabın türüne göre ortalama olarak 0.1 t/m3 ile 1.5 t/m3 arasında değişir Doğada çok sayıda ağaç türü olmasına karşın, önemli ekonomik değer taşıyan ağaç sayısı sınırlıdır. Yapılarda kullanılan ahşabın önemli bir kısmı çam, meşe, ceviz, dişbudak, kavak, selvi, kayın, köknar, sedir gibi ağaçlardan elde edilmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 53
  • 54. Ahşap Malzeme Kusurlu, heterojen ve anizotrop yapısı nedeniyle ahşabın mekanik özelliklerini incelemek kolay değildir. Ahşabın değişik mekanik etkilere karşı gösterdiği dayanım türlere göre ve aynı türlerin değişik örneklerine göre farklılıklar gösterir. Anizotropi nedeniyle ahşabın mekanik özelliklerini iki yönde incelemek. • Eksenel yön (lifler boyunca), • Transversal yön (liflere dik doğrultuda) GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 54
  • 55. Ahşap Malzeme • Budaklar, yarıklar, peşlenme (eşit olmayan hacim değişimi), eğik lifler, reçine keseleri kereste kusurlarındandır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 55
  • 56. Ahşap Malzeme • Ahşabın elastisite modülü de liflere dik ve paralel doğrultularda değişmektedir. Elastisite modülü çamlarda liflere paralel doğrultuda 10.000 MPa, liflere dik doğrultuda 300 MPa’dır. • Meşe ve kayın için bu değerler sırasıyla 12.500 MPa ve 600 MPa olarak alınabilir. • Ahşabın eğilme dayanımı 60-130 MPa arasında değişen değerler alır. Örneğin, III. Sınıf çamın eğilme dayanımı 65 MPa, gürgenin 130 MPa'dır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 56
  • 57. Ahşap Malzeme • İşlenmesi ve taşınması kolay bir malzeme olan ahşap, yalnız konut mimarisinde yapı malzemesi olarak kullanılmıştır. Hafif, çekme, basınç ve eğilmeye karşı dayanımı olduğundan büyük açıklıklar ahşapla rahatça geçilmiştir. Tarihi yığma kargir yapılarda tavan ve döşeme taşıyıcı sistemi malzemesi olarak ahşap kullanılmıştır. • Ayrıca çekmeye karşı dayanımından dolayı duvarlarda hatıl olarak, eğilmeye karşı dayanımından dolayı çıkma (saçak, cumba, taşma) olarak kullanılmıştır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 57
  • 58. Ahşap Malzeme • Nem, özellikle zararlı mantarların gelişmesini ve canlı organizma saldırısını kolaylaştırır. Ancak tamamen tatlı su içinde gömülü ahşabın uzun yıllar (50- 500 yıl) dayandığı gözlenmiştir. • Devamlı olarak ıslanma - kuruma etkisinde bulunan ahşap kolayca yıpranır. İyi havalandırılmış ve nemsiz ortamlarda, tarihi yapı ve mobilyalarda görüldüğü gibi ahşap çok fazla (3000 yıl dolaylarında) dayanabilir. • Ahşabın dayanıklılığı doğal haliyle, koruyucu işlemlere tabi tutulmaksızın dış etkenlere dayanmasıdır. Bu dayanıklılık türlere göre değişir. Bazı türlerde mikroorganizma üreyemez, yapılarında doğal antiseptik maddeler vardır. Örneğin kestane, meşe, çam, bu tür etkilere oldukça dayanıklıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 58
  • 59. Ahşap Malzeme • Ahşabın fiziksel özellikleri, nem oranı ile büyük ölçüde etkilenir. Aynı ahşap değişik nem oranlarında farklı davranış gösterir. Ahşap kururken hacim kaybına uğrayarak büzülür. • Ağaç kuruyunca sertlik, dayanım gibi bir kısım özellikleri artar ancak enerji yutma kapasitesi azalır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 59
  • 60. Tuğla Malzeme • Tarihi yapılarda, pişirilmiş kilden üretilen tuğlayı oluşturan malzemeler genellikle dere yataklarında yüzeysel olarak biriken kum taşlarının kalıntılarından elde edilirdi. Pişmiş kilden üretilen tuğlalar, görünümleri ve işlevlerine göre sınıflandırılır; fırınlarda yüksek ısı altında pişirilir; fırın teknolojisinin bulunmadığı yerlerde ise güneş ısısından yararlanılarak üretildiği bilinmektedir. • Tuğlayı oluşturan malzemenin kalitesi, kullanılan harç ve tuğlanın örülme düzeni; tuğlanın dayanımını belirler. Tuğlaların basınç dayanımı, malzeme özelliklerine bağlı olarak 10 MPa dan 30 MPa a kadar değişir. İyi fırınlanmış tuğla, iyi fırınlanmamış tuğlaya göre üç kat daha fazla dayanıma sahip olabilir. Genel olarak tuğlanın çekme dayanımı basınç dayanımının %10’u, kayma dayanımı ise basınç dayanımının %30’u kadardır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 60
  • 61. Yığma Yapıların Mekanik Özellikleri Yığma yapı malzemeleri homojen olmadığı için farklı davranışlar gösterebilirler. Ayrıca, inşa safhalarındaki süreksizlikler sebebiyle farklı türden malzemeler de birbirinin yerine kullanılmış olabilmektedir. Bunlar doğal olarak farklı mekanik davranışlar gösterecektir. Yığma yapıların mekanik özellikleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir : • Mekanik davranış homojen değildir. • Malzeme izotropik değildir, doğrultuya göre farklı davranışlar gösterir. • Özellikle uzun vadeli yükler için çekme mukavemeti sıfır kabul edilir. • Basınç gerilmeleri altında davranışı gevrektir. (akma bölgesine sahip değildir) • Kayma gerilmeleri altında belirli bir oranda sünek davranış görülür. • Elemanların gerçek rijitliklerinin hesabında çatlaklar ve elemanlar arasındaki bağlar dikkate alınmalıdır. • Mekanik davranış lineer değildir ve sıklıkla da elastik değildir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 61
  • 63. Sınıflandırma • Kuban, Mimarlık Kavramları’nda; ‘’Geleneksel strüktür sistemlerinde, sistemin elemanları aynı zamanda sınırlandırma görevini de üstlenebilirler. Tarihi üsluplarda bu sınırlandırma, düşey taşıyıcı elemanlar ve yatay ya da eğrisel örtü elemanlarıyla yapılmıştır.’’ der ve geleneksel strüktür elemanlarını, taşıyıcılar ve örtü elemanları olarak iki grupta inceler. • Yığma yapılarda strüktürel elemanlar, yapısal biçimlenişlerine göre ise doğrusal ve düzlemsel elemanlar ve eğrisel elemanlar olarak sınıflandırılabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 63
  • 64. Sınıflandırma 1. Eğrisel Elemanlar; • Kemerler, • Tonoz, • Kubbe, • Türk Üçgeni, 2. Doğrusal ve düzlemsel elemanlar; • Sütun, Ayak, • Duvar, • Düz atkı (lento), • Hatıllar • Payanda, GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 64
  • 65. Kemerler • Kemerler, iki sütun veya ayak arasındaki açıklığı geçmek için yapılan eğri eksenli kirişlerdir. Kemerler, taş ya da tuğla ile inşa edilir. Taş kemerler, moloz, kaba yonu, ince yonu veya kesme taştan yapılır. • Bir kemerde, kemer örgü taşı olarak üzengi, kilit taşı ve kemer taşları olmak üzere üç eleman bulunur. Üzengi taşı, kemerin başlama taşıdır. Kilit taşı, kemerin düşey ekseninde bulunan ve kendisi ile üzengi arasındaki taşları kilitleyen taştır. Kemer taşları, kilit taşı ile üzengi taşları arasında kemeri oluşturan taşlardır. • Kemerler, yerçekiminin etkisiyle düşey yük etkisi altındadır. Bu yükler yapıdaki detay malzeme ve taşıyıcı sistem malzemesinin (kerpiç, tuğla veya taş) toplamıdır. Kemerler, üzerlerine gelen yükleri basınca çalışan elemanlarıyla taşımaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 65
  • 66. Kemerin Çeşitli Kısımlarının İsimleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 66
  • 67. Kemer Yapım Şekilleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 67
  • 69. Kemer Davranışı • Yığma bir kemeri inşa etmek için iskele üzerine kama biçiminde kesilmiş kemer taşları yerleştirilir. Son taş olan kilit taşı yerine yerleştirilene kadar bu yapı ayakta duramadığı için iskele bir geçici destek olarak kullanılır. Destek kaldırıldığında, kemer mesnetleri itmeye başlar. • Mesnetler kaçınılmaz olarak bu itkiye yol verir ve kemer bu hareketle beraber hafifçe yayılır, açılır. Kemer taşları, mukavemeti gösteremeyen ara yüzeylerden ayrılmasıyla birlikte kemer çatlar ve üç mafsallı kemer oluşur. Bu üç mafsallı kemer, mükememel sayılabilcek bir kararlılığa sahiptir. Kemer Davranışı a) Yeni Yapılan Kemer b) Oturan 3 Mafsallı Kemer GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 69
  • 70. Kemer Davranışı • Doğru kemer tasarımı yapabilmek için yaygın olarak zincir eğrisine başvurulmuştur. İki ucundan tutularak serbest bırakılan zincir, kendi ağırlığı altında bütün kesitlerde çekme oluşacak şekilde aşağıya doğru sarkar. • Bu şeklin ters çevrilmiş halinde inşa edilecek olan kemerde hiç çekme gerilmesi görülmeyecektir. Böylece tamamen basınca çalışan bir kemer elde edilmiş olur. • İtki çizgisi kemerin merkezine yakın olduğunda, kemer yalnız basınç gerilmesi taşımaktadır. Bu sebeple kemerin istenilen şekilde davranması için, itki çizgisi merkeze mümkün olduğu kadar yaklaştırılmaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 70
  • 71. Kemer Davranışı • Kemerler, geometrik olarak uygun inşa edilmediği takdirde, itki çizgisinin kesit içinde kalmaması sebebiyle (şekil a ve b) göçecektir. • Ayrıca yükleme durumuna göre yer değiştiren itki çizgisi de kemerin kararlılığını bozabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 71
  • 72. Kemer Davranışı • Yığma yapıların deprem etkisi altında davranışı oldukça kötüdür. Elemanları bir arada tutacak güçlü bağlara ihtiyaç duyulan yığma yapılarda, en çok hasarlar kuleler, kubbeler ile kemerlerde meydana gelir. • Kemerlerde mesnetlerin açılmasını önlemek amacıyla ahşap veya demir gergiler kullanılır. • Gergilerde oluşan çekme kuvveti, kemerin açılmasına engel olur. Basınca çalışan kemer ve tonozlarda ortaya çıkan çekme gerilmelerinin yanında mesnetlerin açılmasını önleyen gergi demirlerinin paslanması, burkulması vb sebepler de hasara sebep olur. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 72
  • 73. Kemer Davranışı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 73 Kemerlerde yedi farklı göçme mekanizması Monasterio’ nun Manuscript leri
  • 74. Beittedine Sarayı, Lübnan GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 74
  • 75. Beittedine Sarayı, Lübnan GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 75
  • 76. Kemerler • Düşey yükün şiddetinin yatay yükten büyük olması sonucu, kesit içerisindeki çekme kuvvetlerinin şiddeti azalır. Kemerlerde kesit boyutlarının oldukça büyük olmasının sebebi, taş veya tuğla kemerlerin kendi ağırlıklarının, kemerin stabilitesine sağladığı avantajdır. Kemerin herhangi bir noktasında oluşacak çekme kuvveti; zaten, çekme kuvvetlerine karşı çok zayıf olan taş veya tuğlanın çatlamasına sebep olacaktır. • Kemerlerin stabilitesinin bozulmasına neden olan en büyük etken, mesnetlerin açıklık yönünde açılmasıdır. Bu nedenle, pek çok tarihi yapının taş, tuğla kemerlerinde ahşap veya metal gergi çubuğu kullanılmıştır. Gergi çubukları iki ayak, bir ayak bir duvar veya iki duvar arasında kullanılmıştır. Taşıyıcı öğeler üzerine, üst örtünün üzengi seviyesinde veya hemen altında bulunan taşa oyulmuş yuva ya da duvar içerisine bırakılmış boşluklara mesnetlendirilmişlerdir. • Gergi çubuklarının bir başka özelliği ise de, ayakların kemer itkisinden etkilenmesini önlemektir. Gergi ile bağlanması istenmeyen durumlarda, duvarlara payandalarla desteklenmiş ayaklar uzatılarak, eksenleri doğrultusunda, kemer mesnetleri üzerine ağırlık kütleleri asılmıştır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 76
  • 77. Edirne-Selimiye Cami GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 77
  • 78. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 78 Tarsus-Adana Roma Su kemeri
  • 79. Tonozlar • Tonoz, bir kemerin kendi düzleminde, dik doğrultusunda ötelenmesi sonucu meydana gelen; yükleri, kemerlerin yük taşıma prensibi ilkesine göre taşıyan, aynı zamanda da kabuk özelliği gösteren tek eğrilikli yapı elemanıdır. Tonozlarda, basınç kuvvetlerinden ötürü basınç gerilmeleri oluşur . • Tonoz çeşitleri; tek tonoz, çoklu tonoz, enine tonoz, haçvari tonoz ve çoklu haçvari tonoz olarak söylenebilir. Tonoz, kendi ağırlığı ile birlikte üzerindeki kaplama yüklerini de taşır. Bir tonozun kesiti, aynı eğrilikteki bir kemerin eşdeğeridir. Tonoz mesnetlerinde oluşan yanal kuvvetler, temellere doğru kalınlaştırılmış duvarlar, kemerlerde olduğu gibi gergiler veya payandalarla taşınır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 79
  • 80. Tonoz Biçimleri GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 80
  • 84. Kubbeler • Kubbe, bir kemerin simetri ekseni etrafında dönmesiyle elde edilir. Kuvvetleri pozitif çift eğrilikli yüzeylerde taşıyan kabuklardır. Tromp (tonoz mesnet), pandantif (küresel mesnet) ve Türk üçgeni, kubbeli mekan örtüsünde geçit elemanı olarak kullanılan en sık karşılaşılan formların başında gelmektedir (Kuban, 1998). • Tarihi yığma kargir yapılarda kubbeler, küre parçası olarak yapılmışlardır. Kargirin çekmeye karşı gösterdiği olumsuz performans, kubbe içinde yapılan pencerelerin oluşturduğu çekme gerilmeleri; bu iki olayın sonucunda pencerelerin bulunduğu noktalarda kubbede çatlakların oluşmasına sebebiyet verir . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 84
  • 85. Kubbeler • Kubbeler sadece basınca çalışacak şekilde tasarlanmalarına rağmen, kasnağa yakın bölgelerde, derin olmayan çevre boyunca dağılan çekme gerilmeleri görülür. Kubbe, aslında bir kemerin düşey eksen etrafında çevrilmesinden oluşan bir geometriye sahip bir dizi kemerden meydana gelir. • Kubbelerin geometrik tasarım kuralları kemerler ile benzerlik taşır. Çift yönlü eğrilik sebebiyle, bir yöndeki gerilmeler diğer yöndeki davranışı da etkiler. Poisson oranı kubbelerde önem kazanır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 85
  • 86. Kubbeler • Kubbenin maruz kaldığı yükün düşey bileşeni, kubbeyi taşıyan kemer, duvar vs elemanlarla zemine aktarılırken, yatay bileşen de payandalar ve gergilerle karşılanarak kubbenin açılması önlenir. • Kubbede açılmaya sebep olan yatay kuvvet, kalın beden duvarlarıyla karşılanabileceği gibi ağırlık kuleleri yardımıyla kuvvetin düşey bileşenini büyütmek suretiyle kısa yoldan aşağıya doğru yönlendirilmesi vasıtasıyla daha ince duvarlarla da taşınabilir. • Bu yatay kuvvet, kubbeye mesnetlik yapan ve kubbenin açılmasını önleyen kasnak kısmında yatay doğrultuda çekme, düşey doğrultuda kayma gerilmeleri meydana getirir. Payanda GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 86
  • 87. Kubbeler • Kubbenin tabanında oluşacak çekme gerilmelerine karşı alınacak en hayati önlem, bölgenin çekme gerilmelerine dayanıklı bir malzemeden yapılmış bir çember ile kuşatılmasıdır. Büyük kubbeli yapılardaki kasnaklar masif ve ağır yapısıyla, bu bölgede oluşacak çekme kuvvetlerini etkisiz hale getirirler . • Kubbenin yükü, kubbe ayakları vasıtasıyla mesnet yüklerinin düşey bileşenlerini kemerlere; yanal bileşenleri ise kemer düzlemlerine dik doğrultuda yerleştirilmiş yarım kemerler veya payandalarla alınır. Kubbeden kemerlere taşınan düşey yüklerin kemer düzlemi içindeki itkileri de gergilerle alınır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 87
  • 88. Kubbe Formları GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 88
  • 89. Vatikan Vatikan- Saint Pietro GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 89
  • 91. Türk Üçgeni Kare bir alt mekân üzerine kubbenin oturtulabilmesi için yapılan bu mimari geçiş öğesine; pandantif ya da Türk üçgeni de denilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 91
  • 92. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI Isfahan Cami, İran 92
  • 93. Sütunlar ve Ayaklar • Mekan örtü yüklerinin tekil noktalardan iletilmesi hallerinde, düşey taşıyıcılar ayak ve sütunlardan oluşur. Sütunlar yekpare ya da birkaç blok taş ile oluşturulmuş düşey yapı elemanlarıdır. • Birkaç blokla oluşturulduklarında, ağaç veya bronz kenetler yardımıyla birleştirilirler. Daha çok kare, çokgen ve daire kesitli olan sütunların taşıdığı kiriş ya da kemer yükünü toplamak için sütun başlığı, yükü altındaki yapı elemanına yaymak için sütun tabanı yapılır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 93
  • 96. Ayaklar • Ayaklar, en kesiti sütunlardan daha büyük; duvar gibi örülerek yapılan düşey taşıyıcılardır. • Mekan örtüsünün formu ve kullanım amacına ve yüklerin iletiliş biçimlerine göre karmaşık bir geometride üretilmişlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 96
  • 97. Ayaklar • Ana taşıyıcı ayaklarda meydana gelebilecek bir çatlak veya mafsal oluşumu, yapının stabilitesini bozarak tamamen yıkılmasına neden olabilir. Bu sebeple, bu tür elemanlarda kesitin eğilme eksenine dik doğrultudaki boyutunun üçte birinden fazla bir bölümde çekme gerilmesi oluşmayacak çok büyük kesit boyutlarına ihtiyaç vardır. • Tarihi yapılarda görünen büyük kesite sahip sütun ve ayakların, geçmişte yıkılan yapılardan alınan derslere göre bu şekilde yapıldığı anlaşılmaktadır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 97
  • 98. Duvarlar • Düşey yüklerin yanı sıra kendi ağırlığını da taşıyan duvarlar, yatay yüklerin karşılanmasına da yardımcı olur. Yapıları sınırlandıran taşıyıcı duvarlar, yatay yüklerin büyük bölümünü alarak sütunların stabilitesine yardımcı olur. Yığma yapılarda taşıyıcı duvar kalınlığı, taşıdığı elemanların ağırlıklarına bağlı olarak artar ya da azalır. • Yığma yapıların depreme dayanıklılığını gösteren en önemli ölçütlerden biri taşıyıcı duvarlar üzerindeki boşluk yüzdesi ya da uzunluğudur. Bunun yanısıra duvarlarda oluşturulan pencere ya da kapı boşluklarının bina köşelerine olan mesafeleri ve bu boşluklar arasında kalan dolu uzunlukların da ilgili yönetmeliklerce belirli koşulları sağlaması gereklidir (DBYBHY, 2007). GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 98
  • 99. Duvarlar • Bir yapının kendi ağırlığından, döşeme ve çatının öz ağırlığından kaynaklanan düşey yükler; rüzgar, deprem gibi dış etkilerden kaynaklanan yatay yükler; kemer, tonoz gibi eğrisel örtü elemanlarından kaynaklanan eğik yükler, duvar kalınlığını etkileyen faktörlerdir. • Bunun yanı sıra kapı ve pencere boşlukları da duvarın özellikle yatay yük taşıma gücünü azaltır. Duvarın girintili çıkıntılı olması ya da duvar yüzeyinde destekleyiciler (payanda) olması ise duvar dayanımını artırıcı etkenlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 99
  • 100. Duvarlar • Yığma yapılarda duvarlar düzlem dışı etkiler ile kayma etkileri altında güç tükenmesine ulaşır. Oldukça büyük en kesitlere sahip olan duvarlarda, normal gerilmelerden kaynaklanan hasar tiplerine pek rastlanılmaz. Genellikle yığma duvarlar kapasitelerinin çok küçük bir oranında normal gerilme taşırlar. Duvarda normal gerilmeler mevcut kapasitenin % 10-15’ini geçmez. • Bağlayıcı harcın güç tükenmesine erişmesi veya yığma birim ile bağlayıcı arasındaki aderansın kaybolması sebebiyle kayma mekanizması oluşur. Bu mekanizmalardan bazılarında ise yığma birim derzden önce güç tükenmesine ulaşmaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 100
  • 101. Kayma Etkisi Altında Duvar-Göçme Mekanizmaları ve Gerilme Dağılımı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 101
  • 102. Duvarlar • Kâgir yapıların düşey yüklere ve yatay deprem yüklerine dayanımı; duvar geometrisine, kullanılan malzeme dayanımına, yığma blokların birleştirilme şekline bağlıdır. Kalın bir kâgir duvar, dolu ya da arası boşluklu yapılabilir. Kalın duvarların iki yüzünü oluşturan duvarlar aynı tip blokla yapılabildiği gibi her bir duvar ayrı tip blokla, karma, oluşturulabilir. • Duvarlar arası boş bırakılır ya da moloz taş ve harçla doldurulur. Dolu duvara tek cidarlı, iki yüzü arası boşluklu yapılana; içi boş bırakıldıysa iki, doldurulduysa üç cidarlı duvar ya da sandık duvar denir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 102
  • 103. Duvarlar • Kâgir yapıların düşey yüklere ve yatay deprem yüklerine dayanımı; duvar geometrisine, kullanılan malzeme dayanımına, yığma blokların birleştirilme şekline bağlıdır. • Kalın bir kâgir duvar, dolu ya da arası boşluklu yapılabilir. Kalın duvarların iki yüzünü oluşturan duvarlar aynı tip blokla yapılabildiği gibi her bir duvar ayrı tip blokla, karma, oluşturulabilir. • Duvarlar arası boş bırakılır ya da moloz taş ve harçla doldurulur. Dolu duvara tek cidarlı, iki yüzü arası boşluklu yapılana; içi boş bırakıldıysa iki, doldurulduysa üç cidarlı duvar ya da sandık duvar denir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 103
  • 104. Taşıyıcı Duvarlarda Toplam Uzunluk Sınırı • Planda birbirine dik doğrultuların her biri boyunca uzanan taşıyıcı duvarların, pencere ve kapı boşlukları sayılmaksızın toplam uzunluğunun brüt kat alanına ( konsol döşeme alanlarındaki alan) oran (0.2 I) m/m2 ’den daha az olmamalıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 104
  • 105. Taşıyıcı Duvarların En Büyük Desteklenmemiş Uzunluğu • Herhangi bir taşıyıcı duvarın planda kendisine dik olarak saplanan taşıyıcı duvar eksenleri arasında kalan desteklenmemi uzunluğu birinci derece deprem bölgesinde en çok 5.5 m, diğer deprem bölgelerinde en çok 7.5 m olacaktır. • Kerpiç Duvarları yığma binalarda desteklenmemiş duvar uzunluğu en fazla 4.5 m olacaktır. • Deprem Yönetmeliği 2007, 5.4.5.2 – 5.4.5.1’de belirtilen en büyük desteklenmemiş duvar boyu koşulunun sağlanamaması durumunda bina köşelerinde ve söz konusu duvarda planda eksenden eksene aralıkları 4.0 m.’yi geçmeyen betonarme düşey hatıllar yapılacaktır. • Ancak bu tür düşey hatıllarla desteklenen duvarların toplam uzunluğu 16.0 m’yi geçemez. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 105
  • 106. Taşıyıcı Duvar Boşlukları Her bir kapı ve pencere boşluğunun plandaki uzunluğu 3.0 m’den daha büyük olamaz. Kerpiç duvarlı binalarda kapı boşlukları yatayda 1.0 m ’den, düşeyde 1.90 m’den; pencere boşlukları yatayda 0.90 m’den, düşeyde 1.20 m’den daha büyük olamaz. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 106
  • 107. İstanbul Depreminden GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 107 1766’da İstanbul’da yaşanan deprem, zelzele-i şedide
  • 108. Hatıllar • Kalın kâgir duvarların düşey yükler altında şişip açılmasını önlemek amacıyla belli seviyelerde düzenlenen hatıllar, duvar yüzlerini birbirine bağlayıp sağlamlaştırmanın yanında duvarın yükseklik/kalınlık oranını azaltır ve ilk çatlağın oluşacağı yeri belirleyerek çatlakların yapıya tehlike oluşturacak şekilde bir başka yerde ortaya çıkmasını önler. • Duvarlarda oturmaları ve açılmaları önlemek için ahşap, beton, tuğla duvarlarda taş, taş duvarlarda tuğla hatıllar kullanılır. Ahşap hatılların kagir duvarlarda kullanılması 2500 yıldır bilinen bir tekniktir, ancak ahşabın zaman içinde çürümesi, su etkisiyle şişip sonra kuruması duvarda oturmalara yol açar. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 108 ANALYSIS AND STRENGTHENING METHODS FOR HISTORICAL MASONRY STRUCTURES Hafez Keypour1, Yasin M. Fahjan2, Ali Bayraktar3
  • 109. Ahşap Hatıllar GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 109
  • 110. Duvar örgüleri Üç cidarlı duvar örgüsü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 110
  • 111. Duvar Örgüleri a) Kuruduvar, b) Kiklop örgüsü (mozaik örgü), c) Moloz taş duvar, d) Kaba yonu, e) Düzensiz ince yonu, f) Düzgün ince yonu, g) Kesme taş a b c d e f g GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 111
  • 112. Duvar Örgüleri a b c d e f g h a. Normal yarım tuğla örgüsü, b. İngiliz örgüsü (blok örgü), c. Normal bir tuğla örgüsü, d. Gotik ya da Polonya örgüsü, e: Atlamalı örgü, f: Dörtte bir kaydırmalı yarım tuğla örgüsü, g: Hollanda ya da Flaman örgüsü, h: Haç biçimi örgü GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 112
  • 115. Payanda ve Uçan Payanda Uçan Payanda GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 115
  • 116. Temeller • Temeller, yapının kendi ağırlığını, kullanım yüklerini, kar, rüzgar ve deprem yüklerini zemine ileten taşıyıcı elemanlardır. • Yapı tekniğinin günümüz şartlarına göre çok ilkel kaldığı, tarihi yapı temellerine bakılırsa, bugünkü anlamda temel oluşturma olanaklarından bahsedilemez ve temel türleri de birkaç adedi geçmez. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 116
  • 117. Temeller • Sağlam zeminlerde genellikle sığ temeller (yüzeysel temel) yapılmıştır. Bu temeller; ayak ve sütunların altına gelen ayrık temellerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 117
  • 118. Temeller • Ayrık ve sürekli temellerin, farklı boyutta yatay olarak konmuş ahşap elemanların oluşturduğu bir (ızgara) ya mesnetlendirildiği görülmektedir. Izgara sistemi, yapı yüklerinin daha büyük bir temel alanı boyunca zemine iletilmesi görevini üstlenmiştir. • Derin temeller (ahşap kazıklı temeller), dolgu veya yumuşak zeminlerde, daha çok su içinde inşaa edilen yapılarda kullanılmış, aynı zamanda bu yapılar zemine çakılan kazıkların oluşturduğu bir temel sistemine oturtulmuştur. Kazık başlarının ahşap bir ızgara ile bağlandığı da görülür. • Ahşap kazıkların genellikle su içinde bulunması ve hava ile temas etmemiş olması, bozulma ve çürüme olayını geciktirmiş hatta ve hatta en aza indirmiştir . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 118
  • 119. Döşemeler • Döşemeler, binanın iki katını, yapının oturduğu zeminle kapalı hacmi ya da en üst kat ile dış mekanı, ayırma görevi üstlenen yatay taşıyıcı yapı elemanıdır. Yapı döşemeleri, inşa edildikleri malzemenin cinsine göre ahşap, kargir döşeme gibi isimlendirilir . • Döşemeler düşey yükler altında, çeşitli yük aktarım şekilleri dışında yapının genel davranışını etkilemezler; fakat deprem sırasında diyafram etkisi nedeniyle yatay yük aktarımı bakımından döşemelerin önemi artar. Döşemenin olmaması ya da boşlukların bulunması binada düzensiz plan oluşturur ve yapının depreme karşı davranışını olumsuz etkiler . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 119
  • 120. Taş Döşeme Mardin-Deyrulzafaran Manastrı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 120
  • 121. Ahşap Döşemeler GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 121
  • 122. Adi Volta Döşeme • 0.50 – 0.56 m. aks aralığında bir dizilmiş olan NPI profiller arasına üç tuğladan yapılan tonoz döşemedir. Tuğlaları bağlayıcı olarak, genellikle çimento harcı veya yapının yaşına uygun olarak özel karışım harçları kullanılmıştır. • Tuğlaların üstü çelik profil başlıklarının seviyesine kadar curuf betonu ile doldurularak tesviye edilir ve döşeme kaplaması yapılır. Profillerin altı sıva teli ile kaplanarak tuğlalarla birlikte sıvanmasının yanı sıra yalnız tuğlaların altı sıvanıp profillerin altı boyanabilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 122
  • 123. Adi Volta Döşeme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 123
  • 124. Düz Tavanlı Adi Volta Döşeme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 124
  • 125. Volta Döşeme • 1.50 m. aks aralığında dizilmiş profiller arasına kalıp yapılarak, tuğlalarla tonoz şeklinde inşa edilir. Kalıplar, profillere asılan kancalara oturtulurlar. Bu döşemelerde duvar dibinde başlangıcın profille başlamasına ihtiyaç yoktur. Tonoz, duvara oturtulur. Tonoz örgüsünde bağlayıcı olarak, yapım yılı dikkate alındığında çimento ya da özel karışım harçları kullanıldığı görülür. • Dolgu malzemesi olarak curuf betonu kullanıldığında putrellerin üstünü örtecek kalınlıkta yapılması uygundur . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 125
  • 127. Volta Döşeme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 127
  • 128. Amsterdam Tren Garı GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 128
  • 130. Giriş Mevcut Durumun Tespiti : • Yapının hangi tarihte yapıldığı, zaman içersinde hangi amaç veya amaçlarla kullanıldığı, • Herhangi bir afete (deprem, yangın, sel vb) maruz kalıp kalmadığı, kaldıysa afet sonucunda onarım veya güçlendirme yapılıp yapılmadığı, • Hangi tür malzemelerin kullanıldığı, • Yapının geometrisinin, zemin profilinin ve temel şeklinin ne olduğu, • Yapının taşıyıcı sistemini oluşturan duvarların yapım sistemi ve mevcut durumu ile yapı taşıyıcı sistemi içindeki metal ve ahşap elemanların durumunun ne durumda olduğu, GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 130
  • 131. Rölöve • Yapının rölövesinin yanısıra düzenlenecek çizimlerde taşıyıcı sistemin üzerinde belirlenen tüm sorunlar ayrıntılı biçimde gösterilmelidir. • Rölövede belirtilen diğer bilgilere ek olarak, çatlak genişlikleri ve derinlikleri, düşeyden ve yataydan sapmalar, görünür/gömülü metal/ ahşap elemanlar ve yapı taşıyıcı sisteminin özelliklerinin belirlenmesinde yardımcı olabilecek her türlü bilgi verilmelidir. • Gözlemlerin esas amacı, zaman içinde taşıyıcı sisteminin nasıl çalıştığı ve nasıl zorlandığının doğru olarak tespit edilebilmesidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 131
  • 132. Yapısal Hasar Biçimlerinin Belirlenmesi • Yığma yapı elemanlarında çatlak oluşumu, • Yığma yapı elemanlarında ezilme, • Kemer ve tonozlarda oluşan deformasyonlar, • Yığma duvarlarda oluşan dönmeler, • Gergilerdeki hasarlar, • Temellerde farklı oturmalar, • Kubbe hasarları, • Ahşap çerçevelerdeki bozulmalar. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 132
  • 133. Yığma Duvarlarda Düzlem Dışı Etkiler • Duvar kesitlerinin geniş olması sebebiyle en kesitte meydana gelebilecek ayrılmalar da hasarlara sebep olmaktadır. • Düzlem dışı etkiler, yığma duvarlar için çoğu zaman karşı konulması zor etkilerdir. • Düzlem dışı etkilere maruz kalan duvarlar, yatay harekete direnmek için diğer yöndeki duvarlara iyice mesnetlenmiş olmalıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 133
  • 134. Moloz Dolgu Duvarlarda Donmanın Etkisi GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 134
  • 135. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 135 [Giuffrè, 1999].
  • 136. Harçsız (Kuru) Duvarlarda Kabarma Sorunu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 136
  • 137. Çatlak Oluşumu • Yapıda çatlak oluşumu, o bölgedeki dayanımın sona ermesi ve yapıda serbest hareketin başladığı anlamına gelir. • Yığma yapılarda oluşan çatlaklarda, öncelikle çatlağın yeni ya da eski olduğuna bakılmalıdır. Yeni çatlaklar daha net ve keskin kenarlı olup eski çatlaklar daha kirli ve yuvarlak kenarlıdır. • Çatlakların yerleri ve yapı üzerindeki dağılımı, yapıdaki gerilme dağılımı ile çatlak oluşumunun sebeplerinin değerlendirilmesi açısından bir fikir verecektir. Ayrıca yapıda çatlak rölövesinin çıkarılması tavsiye edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 137
  • 138. Çatlak Oluşumu • Çatlaklar her zaman yapıda göçmeye neden olmaz. Önemli olan çatlağın zaman içinde gelişip yapının güvenliğini tehdit etmesidir. Böyle bir olasılıktan kuşkulanılırsa çatlağın izlenmesi gerekir. • Çatlağın genişliği, yapıda hareketli yük ve sıcaklık değişimlerine bağlı olarak artıp eksilebilir. Burada önemli olan çatlak gelişiminin zaman içindeki devinimidir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 138
  • 139. Yapının Dinamik Özelliklerinin Belirlenmesi • Tarihi yapının deprem yükleri altındaki davranışını belirlemek amacıyla elastik titreşim periyotlarının, sönüm oranının ve mod şekillerinin hesaplanması gerekir. • Bu büyüklüklerin tarihi yapıya zarar vermeden, hasarsız yöntemlerle, örneğin mikro titreşim yöntemi ile belirlenmesi mümkün olduğu gibi deneysel olarak elde edilen mekanik özellikler aracılığıyla sayısal olarak da belirlenebilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 139
  • 140. Yapının İzlenmesi Yapının mevcut güvenlik düzeyinin yeterli olup olmadığına karar verebilmek amacıyla yapılacak hesaplamalar ile birlikte yapıda belirlenen bozulmaların izlenmesi, yapıda kullanılmış olan her tür malzemenin mekanik özellikleri ile temel zemini ve temel sisteminin tüm özelliklerinin belirlenmesi gerekir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 140
  • 141. Temel Zemini ile ilgili Çalışmalar • Temel zemini ile ilgili yeterli bilgi bulunmaması durumunda temel zemininin yeterli sayıda gözlem çukurları ve sondajlar ile incelenmesi gerekir. Sondaj sayısı yapı alanı, derinliği ise temel genişliği ile orantı lıdır. Kabaca 100 m2 için bir sondaj yapılması, sondaj derinliğinin temel altında en az 5 m olacak şekilde seçilmesi uygun olmaktadır. • Tarihi yapılarda zemin sorunları genelde yapının inşa edilmesinden hemen ya da bir süre sonra ortaya çıkmaktadır. Genelde bu tür yapılarda olası oturmalar yıllar önce tamamlanmış durumdadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 141
  • 142. Kemerlerde gergi sorunu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 142
  • 143. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 143 State of the Art of Research on Historic Structures in Italy L. Binda and A. Saisi Dept. of Structural Engineering - Politecnico of Milan. Italy
  • 145. Malzeme ile ilgili Çalışmalar • Tarihi yapılarda basınç gerilmesi seviyesinin, taş ve tuğla ile harç arasındaki kayma gerilmesinin, elastisite modülünün ve malzeme kalitesinin belirlenmesi için yaygın olarak sertlik, ultrases, flatjack vb. tahribatsız deney yöntemlerinden yararlanılır. • Tahribatsız deney yapılan elemanlardan alınan karot numuneleri ile karot alınamayan malzemelerden laboratuarda numune hazırlanması için örnekler alınır, gerekli deneyler yapılır. • Deneylerden elde edilen sonuçlar ile tahribatsız deney sonuçları,birlikte değerlendirilir, böylece tarihi yapının ve onu oluşturan malzemelerin performansı belirlenir. Çatlakların derinliği ve yönü ultrases ölçümleri ile araştırılır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 145
  • 146. MALZEME ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR • Ölçüm yapılacak bölgeler kodlanır, • Ölçüm yapılacak bölgelerde varsa kaplama kaldırılır, yüzey temizlenir, • Yüzey sıcaklığı ve nemi belirlenir, • Ultrases aleti ile ses geçiş süresi ölçülür, • Yüzey sertliği ölçülür, • Yapıdaki basınç gerilme seviyesi Flat- Jack aleti ile belirlenir, gerilme-şekil değiştirme ilişkisi araştırılır, • Yapıda tuğla veya taş ile harç arasındaki kayma dayanımı belirlenir, • Gerektiğinde georadar ve endoskopik muayene yöntemlerine başvurulur, • Yapıdan yeterli sayıda örnek alınır (karot vb.). Laboratuarda Yapılan Çalışmalar: • Alındığı yapıya, kata ve elemana göre kodlanmış numuneler deneye hazırlanır, • Ultrases aleti ile karşılıklı yüzeylerde ses geçiş süresi ölçülür, • Kondisyonlanan numunelerde birim ağırlık, su emme, özgül ağırlık deneyleri yapılır, • Tek eksenli basınç deneyi yapılır. • Onarımda kullanılacak malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenen bu özgün malzeme ile uyumunun araştırılması için, yapıdan alınan özgün taş, tuğla ve özellikle harç numunelerin mikroyapısal özellikleri belirlenir. • Bu amaçla; a) İç yapı incelemesi yapılır (XRD, SEM-EDS,…). b) Renk ölçümü yapılarak, orijinal malzeme ile onarımda kullanılacak malzemenin renk uyumu araştırılır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 146
  • 147. MALZEME ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ İÇİN YAPILAN ÇALIŞMALAR Yerinde Yapılan Çalışmalar • Ölçüm yapılacak bölgeler kodlanır, • Ölçüm yapılacak bölgelerde varsa kaplama kaldırılır, yüzey temizlenir, • Yüzey sıcaklığı ve nemi belirlenir, • Ultrases aleti ile ses geçiş süresi ölçülür, • Yüzey sertliği ölçülür, • Yapıdaki basınç gerilme seviyesi Flat-Jack aleti ile belirlenir, gerilme-şekil değiştirme ilişkisi araştırılır, • Yapıda tuğla veya taş ile harç arasındaki kayma dayanımı belirlenir, • Gerektiğinde georadar ve endoskopik muayene yöntemlerine başvurulur, • Yapıdan yeterli sayıda örnek alınır (karot vb.). Laboratuarda Yapılan Çalışmalar • Alındığı yapıya, kata ve elemana göre kodlanmış numuneler deneye hazırlanır, • Ultrases aleti ile karşılıklı yüzeylerde ses geçiş süresi ölçülür, • Kondisyonlanan numunelerde birim ağırlık, su emme, özgül ağırlık deneyleri yapılır, • Tek eksenli basınç deneyi yapılır. • Onarımda kullanılacak malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenen bu özgün malzeme ile uyumunun araştırılması için, yapıdan alınan özgün taş, tuğla ve özellikle harç numunelerin mikroyapısal özellikleri belirlenir. • Bu amaçla; a) İç yapı incelemesi yapılır (XRD, SEM-EDS,…). b) Renk ölçümü yapılarak, orijinal malzeme ile onarımda kullanılacak malzemenin renk uyumu araştırılır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 147
  • 148. Sertlik ve Ölçümü • Malzemelerin en önemli mekanik özellikleri, süneklik, elastisite, dayanım, tokluk ve sertliktir. Sertlik, bir malzemenin yüzeyine batırılan sert bir cisme karşı gösterdiği dirençtir. • Sertliğin belirlenmesi ile malzemenin kökeni hakkında bilgi edinilir, farklı iki numunenin aynı malzemeye ait olup olmadığı anlaşılır. Sertlik deneylerinin yapılması kolaydır, deneyde malzeme tahrip edilmez. • Sertlik değerinden malzemenin iç yapısına bağlı özelliklere geçilebilmesi için cismin homojen olması, yüzey özelliklerinin iç yapıdan farklı olmaması gerekir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 148
  • 149. Sertlik ve Ölçümü • Yapı malzemelerinde sertliğin belirlenmesi için çoğunlukla geri sıçramanın ölçülmesi prensibine dayanan N tipi veya P tipi Schmit çekicinden yararlanılır. Bunlardan, N tipinde, bir bilye, P tipinde ise bir pandül, arkasında bulunan yay yardımı ile yüzeye fırlatılır. Bilye veya pandül taş cismin yüzeyine çarptıktan sonra geri sıçrar, geri sıçrama ne kadar büyükse sertlik o kadar yüksektir. • Elemanın yüzeyindeki sıva veya kaplama kaldırıldıktan sonra değişik noktalara en az 10 vuruş yapılmalı, maksimum vuruş değeri ile minimum vuruş değeri arasındaki fark 10’dan küçük olmalıdır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 149
  • 150. Yüzey Sertliğinin Ölçülmesi N tipi Schmit Çekici P tipi Schmit Çekici GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 150
  • 151. Ultrases Ölçümü • Frekansı 16.000’in üzerinde olan ve insan kulağı tarafından işitilmeyen ultrases dalgaları katı, sıvı ve gaz içinde belirli bir hız ile yayılır. Ultrases dalgaları da ışık dalgaları gibi yayılır, yansır, kırılır ve difraksiyona uğrar. • Ultrases deney tekniğinde, ses dalgaları cisme boşluk bırakılmaksızın temas ettirilen piezoelektrik transduser ile gönderilir ve aynı özellikteki transduser yardımı ile alınır. Alıcı ve verici problar arasındaki ses dalgalarının iletim süresi ve hızı zaman ölçer devre ile ölçülür. • Cismin yoğunluğu düşük ise ve/veya bünyesinde çatlaklar var ise ses dalgalarının yayınımı ve dolayısıyla ses geçiş hızı düşük olur. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 151
  • 152. Ultrases Ölçümü • Ultrases aleti ile karşılıklı yüzeylerde doğrudan ya da aynı yüzden dolaylı ölçüm yapılarak ses geçiş süresi (t, μs) ölçülür ve ses geçiş hızı (V, km/s) hesaplanır. Ses geçiş hızının yüksek olması, boşlukların az, dolayısıyla dayanımın yüksek olduğu anlamına gelir; ancak bu deney dayanımının belirlenmesi için tek başına yeterli değildir. Diğer ölçümle birlikte değerlendirilir. • Özellikle çelik yapılarda çatlak oluşumunu izlemek için gözlem yapılacak bölgelere problar yerleştirilir, ses geçiş süresi sürekli ölçülür ve kaydedilir. Ultrases geçiş süresindeki kayıtlar izlenerek çatlak oluşumu tespit edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 152
  • 153. Ultrases Ölçümü Doğrudan Ölçüm Dolaylı Ölçüm Çatlak Derinliği Araştırması Çatlak Yönünün Araştırılması GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 153
  • 154. Radyoaktif Yöntemler • Malzemelerin incelenmesi için 1950’lerde radyoaktif deney metodu geliştirilmiştir. Bu metodun esası, elektromanyetik radyasyon üreten ve yayan kaynak ile radyasyonun eleman içinden geçmesi için geçen zaman aralığını ölçen sensörden oluşmaktadır. Bu teknikte sistem, sensör, özel fotoğraf filmi formunda ise radyografi, gelen radyasyonu elektrik dalgalarına çevirir özellikte ise radyometri olarak adlandırılır. • Malzemelerin iç yapısındaki elementler ile ilgili radyografik araştırmalar için başlangıçta, 1940’ların sonunda, X ışınları kullanılmasına odaklanılmış; ancak 1950’lerde dikkatler gama ışınlarına yönelmiştir. İki ışının radyasyon yayma özelliğindeki temel fark, radyasyonun üretim kaynağı ve yayınım özelliğidir. X ışınları, yüksek voltajlı elektronik aletler ile üretilir, gama ışınları ise, radyoaktif izotopların bölünmesi sonucu açığa çıkan yan ürünlerdir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 154
  • 155. Yerinde Basınç Deneyi • Yığma yapılarda, ASTM C 1196-92 (Reapproved 1997)’ye uygun olarak gerçekleştirilen yerinde basınç deneyinde; elemana uygulanan kuvvetin (P,kN) ve kuvvete karşılık gelen boy değişiminin (Δl, mm) ölçülmesine olanak sağlayan flatjack deney düzeneğinden yararlanılır. • Bu deney düzeneği, basınç uygulayan bir kompresör ve bir basınç ölçer, basınç kuvvetini yüzeye uygulamaya yarayan plaklar, deplasmanı ölçmeye yarayan komparatör ve komparatörü tespit etmeye yarayan pimlerden oluşmaktadır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 155
  • 156. Yerinde Basınç Deneyi GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 156
  • 157. Yerinde Basınç Deneyi • Deneyin uygulanmasında, öncelikle deplasmanların ölçüleceği pimler, şablona uygun olarak yapıştırılır; başlangıçtaki uzaklık (Lo, mm) ölçülür. Elemanda, tercihen yatay derzde plağın yerleştirileceği bölge, matkap ile açılır, harç kaldırıldığı için yapının zati yükü nedeni ile ölçüm bölgesinde meydana gelen boy değişiminin belirlenmesi için pimler arasındaki mesafe (Δl, mm) tekrar ölçülür. • Açılan bölgeye plak yerleştirilir, gerekli bağlantılar yapılır, kuvvet uygulanır, belirli aralıklarla kuvvet ve deplasmanlar ölçülür. Deneylerden gerilme ve şekil değiştirmeler, elastisite modülü (E, MPa) ve ölçüm yapılan bölgedeki gerilme seviyesi belirlenir. Bu gerilme seviyesi, şekil değiştirmenin başlangıçtaki değerine ulaştığı gerilme düzeyi olarak kabul edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 157
  • 158. Yerinde Kayma Deneyi • Yığma yapıdaki kayma dayanımının ASTM C 1531- 03 (American Society for Testing and Materials)’e uygun olarak belirlendiği deney seti, kuvvet uygulayan kompresör, kuvvet ölçer ve deplasmanı tespit eden transducer’den oluşmaktadır. • Deneyin uygulanmasında ölçüm yapılacak bölgenin iki tarafı açılır, bir taraftan yatay kuvvet (Py, kN) uygulanır, diğer tarafa yerleştirilen transduserin deplasmanı kaydettiği andaki kayma gerilmesi, yapıdaki kayma dayanımı olarak tespit edilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 158
  • 159. Yerinde Kayma Deneyi GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 159
  • 160. Yerinde Kayma Deneyi • Tahribatsız ölçümlerin yapıldığı bölgelerde, karot alınacak yerler belirlenir TS10465 (1992), yeterli sayıda 50 mm çapında, h (mm) yüksekliğinde karot numune çıkarılır, numune kodlanarak plastik torba içerisinde korumaya alınır. • Laboratuara getirilen karotların ortama açık yüzeyinden minimum 3 cm kalınlığında parça kesilir, karot alınan bölgeler, tekniğine uygun olarak kapatılırken, bu parça yüzeye kapak olarak yerleştirilir, karot olarak alınan bölgelerin görüntü olarak algılanması da önlenir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 160
  • 161. İnfrared Tomografi Yöntemi • İnfrared Tomografi Yöntemi, kızılötesi ışınlar ile yüzey sıcaklığı ölçülerek yüzeye yakın hasarlı bölgelerin belirlendiği bir tekniktir. Bu tekniğin esası, yüzeyin sıcaklığına bağlı olarak belirli bir yoğunlukta elektromanyetik radyasyon yaymasına dayanır. Yüzey, yaklaşık oda sıcaklığında iken radyasyon, elektromanyetik spektrumunun (infrared) kızılötesi ışınlar bölgesindedir. • Eğer elemanda dışarıdan içeriye veya içinden dışarıya bir ısı akışı var ise, kusurlu bölgeler çevresindeki malzeme farklı termal iletkenlik gösterdiği için bu durum ısı akışını etkiler, ısı akışı farklılığı nedeni ile yüzey sıcaklığı üniform olmaz. Yüzey sıcaklığı ölçülerek kusurun varlığı anlaşılır, yeri belirlenir. Pratikte yüzey sıcaklığı, video kamera sistemine benzer şekilde çalışan infrared tarayıcılar yardımı ile ölçülür. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 161
  • 162. Georadar Yöntemi • Georadar yönteminde bir ortam içinden elektromanyetik dalgalar gönderilir, alıcı ve verici arasında geçen zaman kaydedilir ve hedeflenen bir bölge taranır. Böylece ortamdaki fiziksel süreksizliklerin varlığına bağlı olarak bilinmeyen karakteristikler açığa çıkarılabilir. • Bu yöntem ile malzemenin mekanik özellikleri araştırılamaz ancak yapının gözle veya karotla belirlenemeyen fiziksel karakteristikleri belirlenebilir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 162
  • 163. Endoskopik Yöntem • Yapıda kullanılan taşıyıcı elemanların boyutlarının çok büyük olması, gözle veya karot ile ulaşılamayan bölgelerde kullanılan malzemelerin neler olduğuna karar verilememesi durumunda son zamanlarda kullanılan yöntemlerden biridir ve tıpta kullanılan uygulamadan farklı değildir. • Bu yöntem ile yapıda sadece 1 cm çapında delik açılır ve içeriye gönderilen kablo ile görüntü alınarak istenilen derinlikte kullanılan malzemenin ne olduğuna karar verilir GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 163
  • 164. Yapıdan Numune Alınması • Tahribatsız ölçümlerin yapıldığı bölgelerde, karot alınacak yerler belirlenir TS10465 (1992), yeterli sayıda 50 mm çapında, h (mm) yüksekliğinde karot numune çıkarılır, numune kodlanarak plastik torba içerisinde korumaya alınır. • Laboratuara getirilen karotların ortama açık yüzeyinden minimum 3 cm kalınlığında parça kesilir, karot alınan bölgeler, tekniğine uygun olarak kapatılırken, bu parça yüzeye kapak olarak yerleştirilir, karot olarak alınan bölgelerin görüntü olarak algılanması da önlenir . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 164
  • 165. Yapıdan Numune Alınması Aköz, Yüzer, 2008 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 165
  • 166. Karot Numunelerde Mekanik Deneyler • Alındığı yapıya ve elemana göre kodlanan karot numunelerin, deneye hazırlanması için öncelikle birbirine paralel iki başı çap/yükseklik oranı 1/1 olacak şekilde taş kesme aleti ile düzeltilir. Bu numuneler, ortalama 48 saat süre ile sıcaklığı 20±2 °C, bağıl nemi %65±5 olan rüzgarsız laboratuar ortamında bekletilir. Numunelerin çapı ve yüksekliği ölçülür, birim ağırlığının belirlenmesi için tartılır, ses geçiş süresi ölçülür. • Ölçüm ve tartım işleminden sonra düzeltilen yüzeylere alçı, çimento karışımı hamur ile toplam 5-6 mm kalınlığında başlık yapılır. Başlığın sertleşmesinden sonra başlıklı yükseklik (h,mm) ölçülür. Bu numunelerde tek eksenli basınç deneyi yapılır, basınç etkisinde meydana gelen boy değişimi (Δl, mm) yük-boy değişimi ve kırma yükü (Pk, kN) belirlenir, basınç mukavemeti (fc , N/mm²), hesaplanır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 166
  • 167. Örneklerde Mekanik Deneyler • Laboratuarda ilgili standartlara uygun olarak numune hazırlanır ve deneyler gerçekleştirilir. Örneğin tuğlada mekanik deneyler için TS 704 ve TS 705’e uygun olarak hazırlanan numunelerde, tek eksenli basınç deneyi yapılır ,kırma yükü (Pk, kN) belirlenir, kırma yükünün kuvvet uygulanan yüzeye oranlanması ile basınç dayanımı (fb, N/mm²) hesaplanır. • Deney sonuçların verildiği çizelgede tuğlaların nominal boyutları, dar kenarı (e), uzun kenarı (l) ve kalınlığı (h) da verilir. • Fiziksel deneyler için hazırlanan numunelerde kılcal su emme ve ağırlıkça su emme deneyler yapılır, deney sonuçlarından boşluklu birim hacim ağırlık (β, gr/cm3), ağırlıkça su emme (as, %), hacimce su emme (hs, %) ve kılcal su emme katsayıları (K, cm²/s) belirlenir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 167
  • 168. Taş, Tuğla ve Harç Örneklerde Mikroyapısal Özellikler • Fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenen malzemelerin, onarımda kullanılacak malzeme ile uyumunun araştırılması amacı ile taş, tuğla ve özelikle harç numunelerin mikroyapısal özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla XRD ve SEM-EDS analizleri yapılır. • XRD, kristal yapılarının X ışınları kullanılarak incelenmesi esasına dayanır ve mikroyapı özelliklerinin araştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikro ölçekte görüntüleme ve istenilen noktada analiz (EDS) yapılarak elementel kompozisyonlar belirlenmektedir. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 168
  • 169. BÖLÜM 5 GELENEKSEL YAPILARDA UYGULANAN ONARIM VE GÜÇLENDİRME TEKNİKLERİ
  • 170. GİRİŞ • Tarihi yapılarda yapılacak olan her türlü işlemin 1964 yılında tarihi yapılarla ilgili olarak yapılan toplantıda alınan kararların özetlendiği Venedik Tüzüğü’ne uygun olması gerekmektedir. • Bu tüzüğe göre, restorasyon ile ilgili tüm işlemler ayrıntılı bir arkeolojik ve tarih araştırmasını izlemeli, yapıda değişik periyotlara ait katkılar korunmalı, yapıya eksik parçalar ve bölümler, yanlış anlamaya neden olmayacak ve özgün yapıdan farklı anlaşılacak şekilde birleştirilmeli, mevcut yapıya eklentiler yapılmamalıdır. 170 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 171. GİRİŞ • Restorasyon işlemi geriye dönebilecek ya da gerektiğinde sökülebilecek/düzeltilebilecek şekilde olmalı, her zaman özgün yapım yöntemleri ve malzeme özellikleri kullanılmalıdır. Tarihi yığma yapıların onarım ve güçlendirilmesinde öncelikle yapının gözlenmesi gerekmektedir. • Bu süreçte; yığma yapı elemanlarında onarım ve güçlendirme aşamasında, çatlak oluşumu ve çatlağın eski/yeni olma durumu, yığma yapı elemanlarında ezilme durumu, kemer ve tonozlardaki deformasyonlar, yığma duvarlarda oluşan dönmeler, farklı oturmalar, gergilerdeki mesnet sıyrılmaları ve kopmaları, yapı taşıyıcı sistemini oluşturan duvarların yapım sistemi ve mevcut durumu gözlemlenir ve zaman içinde yapı taşıyıcı sisteminin ne şekilde zorlandığı belirlenmeye çalışılır . GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI 171
  • 172. Tarihi Yapıların Korunmasındaki Amaç • Tarihi eserlerin korunmasında ana amaç, onların yapısal bütünlüklerini koruyarak geleceğe güvenle aktarılmalarının sağlanmasıdır. Ancak, bu yapılırken tarihi eserin özgün niteliklerini bozmadan belge değerinin korunmaya çalışılması esastır. • Tarihi yapıların onarım ve güçlendirilmesi bir uzmanlık gerektirmekte, bu tür yapıların restorasyonu gereği gibi yapılmadığında geri dönülmez hatalara neden olunabilmektedir. 172 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 173. TARİHİ YAPILARDA UYGULANAN ONARIM VE GÜÇLENDİRME TEKNİKLERİ Sağlamlaştırma, Bütünleme, Yenileme, Yeniden Yapma, Temizleme ve Taşımadır. 173 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 174. Sağlamlaştırma • Tarihi Yapının Malzemesinin, • Taşıyıcı Sisteminin • Üzerinde Bulunduğu Zeminin Sağlamlaştırılması 174 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 175. Tarihi yapının yapıldığı malzemesinin sağlamlaştırılması • Kerpiç malzemenin sağlamlaştırılması • Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • Taş öğelerin sağlamlaştırılması 175 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 176. Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • Ahşap döşemeler genelde iki ve tek katlı yapılarda görülmektedir. Bu tür döşemeler için söz konusu iyileştirme yöntemi; genelde mevcut taşıyıcı döşemenin gözden geçirilip, taşıyıcılık özelliklerini yitirmiş parçaların değiştirilmesidir. • Taşıyıcı vasfı istenilen özellikte olmayan döşeme elemanlarının (ahşap döşeme kirişlerinde çürüme, mantarlaşma vb.) taşıyıcılık özelliklerinin iyileştirilmesi, mevcut malzemeden ya da döşemenin davranışına ters yönde hareket etmeyecek malzemeyle takviye edilmesiyle sağlanır. 176 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 177. Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • Ahşap kirişli döşeme, deprem anında binanın taşıyıcı elemanlarına yükü gerektiği gibi aktaramaması (diyafram etkisi gösterememesi) durumunda duvarlar kat yüksekliklerinin daha üstünde bir boya sahipmiş gibi davranır. • Bunun önlenmesi için çelik çubuk/profiller yardımıyla döşemenin altında X şeklinde bağlantılar yapılabilir. Yapılan müdahalelerle birlikte döşemeyi taşıyan ahşap kirişlerin sayısı da artırılabilir. 177 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 178. Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması • İkinci adımda döşemenin mevcut taşıyıcı elemanları, yapının taşıyıcı duvarlarıyla mutlaka bağlanmasıdır. Aynı zamanda döşemenin iki doğrultulu çalışabilmesi için mevcut taşıyıcı tahta malzemenin üzerine dik doğrultuda ikinci bir tahta malzeme çivilenir. • Her ne kadar uygulanması tarihi yığma kargir yapının kimliğini bozsa da bir başka alternatif de döşemenin üzerine hasır çelikli ince bir betonarme tabaka yapılmasıdır. 178 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 179. Ahşap öğelerin sağlamlaştırılması 179 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 180. Volta döşemeler • Volta döşemeler, çelik kirişler arasına normal tuğlaların kemer şeklinde örülmesiyle elde edilen, tek doğrultuda çalışan bir döşeme çeşididir. Düşey döşeme yüklerini tuğla tonoz kemerleri basınca çalışarak uzun doğrultudaki çelik kirişlere, kirişler de üzerine oturduğu duvarlara ya da kirişlere aktarır. • Deprem yükleri altında çelik profiller kayabilir, tuğla kemerler, düzlemine dik ve düzlemi doğrultusundaki eğilme ile zayıflayabilir, çelik kirişlerle tuğla arasında etkileşim olabilir ve sistem bir diyafram çalışması göstermeyebilir. 180 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 181. Volta döşemeler • Volta döşemelerde kemer açıklığının kiriş açıklığının 1/3’ünden büyük olmaması istenir. Döşemenin diyafram etkisi gösterememesi, kemer açıklığının kiriş açıklığının 1/3’ünden büyük olması vb. durumlarda, volta döşemelerde uygulanacak güçlendirme çeşidi çelik çubuk ya da profiller yardımıyla döşemenin altına X şeklinde bağlantılar yapılmasıyla olabilir. 181 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 182. Duvarların güçlendirilmesi • Bünyesinde doğal hidrolik kireç, rötre engelleyici, doğal su tutucular, süper akışkanlaştırıcıları barındırır. Çatlak nedeniyle yük taşıma fonksiyonu azalmış ya da kaybolmuş tarihi değer taşıyan taş, tuğla ve tüf yapılarda, boşlukların ve büyük oyukların doldurulmasında, voltaların içine enjeksiyon, duvarların içine enjeksiyon, çatlakların yapıştırılması ve temellerde kullanılması tavsiye edilir. • Hiçbir orijinal yapı malzemesi ve restorasyon işlemi sırasında ve sonrasında kullanılan herhangi başka bir malzeme ile olumsuz kimyasal etkileşim yaratmadığı kullanıcılar tarafından belirtilmektedir. 182 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 183. Çatlak onarımı • Yığma yapılardaki çatlakların onarılabilmesi için çatlakların durmuş/durdurulmuş olması gerekir. Çatlak onarımı kendi başına bir olay değildir. Çatlak etkileyen bir kuvvet karşısında dayanım yetersizliğinin ifadesidir. Çatlağa yol açan etki ortadan kaldırıldıktan sonra çatlak onarımı yapılmalıdır • Taş öğelerde meydana gelen en belirgin bozulma, çatlaklardır. Bu bölümü küçük çatlakların ve geniş çatlakların onarımı olarak ikiye ayırabiliriz. • Küçük çatlakların onarımı : 0.2 mm den küçük çatlakların onarımına ihtiyaç yoktur. • 0.3 mm den büyük 3 mm den küçük çatlakların onarımı için epoksi harcı kullanılabilir. 183 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 184. Çatlakların onarımı Bu uygulamada şu adımlar izlenir: • Çatlakların etrafından son kat (sıva...), temizlenerek uzaklaştırılır, sonra hava jeti veya su jeti ile tozlar ve kalan harçlar veya maddeler kırığın etrafından temizlenir. • Deliğin 5 cm içine doğru meme ucu uzatılır. • Meme ucunun bulunduğu yer enjeksiyon macunu ile kapatılır. • Macun iyice sertleştikten sonra kırık epoksi ile doldurulur. Uygulanan enjeksiyon 3 Mpa basınçta uygulanmalıdır. • Bu işlemlerden sonra çatlak tekrar hava jeti ile temizlenir. 184 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 185. Çatlaklarda epoksi harcı uygulanması 185 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 186. Uygulanacak epoksi malzemenin özellikleri • Uygulanacak epoksi malzemenin özellikleri; • Epoksi 5 Cº den aşağıda kullanılamaz. • Epoksi ortam sıcaklığına göre akışkanlığını taşır ya da sertleşir. • Sertleşme süresi, sıcaklığa bağlıdır. • İdeal uygulama sıcaklığı 20 – 25 Cº dir. • İnce çatlaklarda düşük basınç ve uzun süre, daha büyük çatlaklarda büyük basınçta kısa süre uygulanır. 186 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 187. Geniş çatlakların onarımı • Çatlak eğer 3 mm den büyük ise grout enjeksiyonu da uygulanabilir; ama çatlaklar 10 mm den büyükse veya duvarı oluşturan taş ya da tuğlalar düşmüşse, daha geniş bir uygulama gerekecektir. Uygulanacak metod bir çeşit duvar güçlendirme yöntemi olarak tanımlanabilir. • Düşey çatlaklarda çatlağa bitişik taş ya da tuğlalar çıkarılır ve dikiş elemanları ya da çelik barlar eklenir, taş tuğla duvarın boşlukları, betonla ya da zengin çimento grout ile birlikte uygun olarak. Bu yöntem duvarın diğer yüzünde de uygulanmalıdır . 187 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 188. Duvardaki çatlakların çelik çubuk ya da dikiş elemanı ile giderilmesi 188 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 192. Çatlak bölgesinin onarılması • Duvarda, taşların ya da tuğlaların 15 – 20 cm genişliğinde düşey olarak birbirinden ayrılması halinde, çatlak büyütülerek tuğla veya taşla ve zengin harçla çatlak bölgesi onarılır . Bir diğer alternatif; bütün gevşek taş veya tuğlalar uzaklaştırılır. • Çatlak tümüyle betonla doldurulur. Bu yöntemde tuğla duvarda kolon oluşması sağlanır. φ 14 lük donatı kolonun içine φ 8 lik etriyelerle sarılarak monte edilir. • Diğer bir alternatif; tuğla duvarda tuğlalar çıkarılarak yerlerine betonarme eleman yapılmasıdır. Böylelikle tuğla duvar üzerine gelen gerilmeleri karşılamış olur. 192 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 193. Çatlak bölgesinin onarılması 193 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 194. Çatlak bölgesinin onarılması • Yığma duvar büyük ölçüde zarar görmüşse, mesela sürekli yanal çarpıklıklar, bükülmeler veya duvar genişliğinde baştan başa meydana gelen kamburlaşmalar gibi problemli duvar parçaları tümüyle uzaklaştırılır ve duvarın o kısmı yeniden yapılır. • Dağılmış ya da kamburlaşmış durumda olan duvarlar eğer kalıp kurulacak kadar stabil ise, duvarın tamamen yeniden yapılmasından kaçınılmalıdır. • Uygulamada duvarın hasarlı kısmı uzaklaştırılır, hasarlı kısmın boşlukları beton ya da çimento grout ile doldurulur. 194 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 195. Duvar birleşimlerinde onarım ve güçlendirme • Duvar birleşimleri statik (işletme yükleri, çarpma etkileri, trafik) ve dinamik etkiler (deprem) altında, yetersiz bağlantı veya bağlantıların yeterli dayanımda olmaması sonucunda, geniş düşey kırıklar veya ayrılmalar oluşabilir. • Duvardaki birleşimleri iyileştirmek için birçok yöntem vardır. Günümüzde en sık kullanılan yöntemleri şu başlıklar altında sıralayabiliriz, taş veya tuğla ekleme, çelik levhalarla sarılarak güçlendirme, lifli polimer ile güçlendirme. 195 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 196. Tuğla örme ya da taş ekleme yöntemi • Tuğla örmek veya kırık boyunca taş eklemek kullanılan bir yöntemdir. • Bitişik (komşu) tuğla veya taş 1 ve 2 numaralı yerde gösterildiği gibi çıkarılır ve yeni tuğla veya taş 3 numarada gösterildiği gibi yerleştirilir. • Taş yerleştirilirken yüksek çimento grout ile içine yerleştirilir ve iki duvar arasındaki boşluk zengin grout ile doldurulur. 196 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 197. Tuğla örme ya da taş ekleme yöntemi • Eğer köşe tamamen kopmuşsa, mevcut duvarı güçlendirmek için; ilk önce çatı veya taşıyıcı sistem geçici desteğe alınmalıdır, sonra yığma duvardaki ek yerler çıkarılmalı ve temizlenmelidir. • Betonarme donatısı hazırlanıp köşe duvarların içine bağlanmalıdır. Bu uygulama duvar birleşimini de güçlendirebilir. • Uygulaması yapılacak olan bu çeşit kolonlar minimum 4φ16 boyuna donatılı ve φ8/20 etriyeli olmalıdır. 197 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 198. Duvarda kolon oluşturulması 198 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 199. Çelik kuşaklarla güçlendirme • Diğer bir yöntem, duvarlar çelik levhalarla kuşaklanarak veya duvarın her yüzünde çatıya veya döşeme diyaframlarına monte edilerek kullanılan çelik levhalarla güçlendirilmesidir. • Bu çeşit kuşaklama dikey kuvvetlere karşı duvarı güçlendirir fakat, duvarı yatay (düzlem) kuvvetlere karşı güçlendirmez. 199 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 200. Çelik kuşaklarla güçlendirme • Çemberlitaş’ın yüksekliği kaidesiyle birlikte 33 metredir. 6 parça porfir silindir bloğun üst üste gelmesiyle oluşmuştur. Sütun altıgen bir kaide üzerine oturur. • 1672’deki büyük yangında dikilitaş, çevresindeki yapılarla birlikte büyük zarar gördü ve porfir bloklar çatladı. II. Mustafa döneminde 1701’de çatlayan sütunlar, çemberlerle sağlamlaştırıldı. 200 Çemberlitaş GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 201. Çelik kuşaklarla güçlendirme Çelik Levhalarla Duvarın Kuşaklanması Çelik Levhalarla Güçlendirme 201 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 202. Kubbe ve kasnak eteğinde çelik şerit uygulaması 202 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 203. Sütunlarda çatlak onarımı 203 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 204. Lifli polimer uygulaması (FRP Uygulaması) • Yığma duvarlarda yapılabilecek diğer bir uygulama ise lifli polimer ile güçlendirmedir. Bu malzemelerin, geleneksel olarak kullanılan çelik lama-plak takviyesine karşı başta gelen üstünlükleri korozyona dayanıklı olmaları, hafif olmalarıdır. • Yüksek maliyeti, en önemli dezavantajıdır. Cam, karbon ve aramid olarak üç çeşittirler. 204 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 205. Lifli polimer uygulaması 205 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 206. Lifli polimer uygulaması • Yığma yapıların duvarları taşıyıcı özelliktedir. Bu duvarların kesmeye ve eğilmeye karşı mukavemeti lif takviyeli polimer sistemlerle arttırılabilir. • Duvarlardaki hasarı onarmak için, çatlaklar epoksi bazlı yüksek mukavemetli tamir harçlarıyla doldurulur, eğilmeye karşı boyuna, kesmeye karşı enine doğrultuda lifli polimer uygulanabilir. 206 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 207. Lifli polimer uygulaması 207 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 208. Duvar İlave Etme 208 Yeni parça ile diğer kısımların Birlikte çalışma problemi vardır. GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 209. Kemerlerde güçlendirme 209 Beton Dolgu Bağlantı Çubukları Yapıştırıcı Yüzey Beton Dolgu GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 210. Kemerlerde güçlendirme 210 Püskürtme Beton Dolgu Püskürtme Beton Dolgu Püskürtme Beton Dolgu Ayağa ek Destek Çelik Destek Mesnette Kesme GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 213. 213 Duvar Kalınlığı Payanda Payandalarla ilgili geometrik düzenlemeler (IAEE, 1986). GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 214. Kazık çakma (micro-piling) 214 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 215. Püskürtme beton uygulaması • Duvarın güçlendirmesinde bir yöntem; hasır çelik donatı tek yönlü ya da iki yönlü olarak taşıyıcı duvara uygulanır, üstten ∅18, ∅20 gibi çelik ankrajlarla tavan döşemesine tespit edilir. Bu işlemlere binada bir simetri dahilinde başlanır, daha sonra diğer bölümlere geçilir. İç duvar yüzlerinde sıva temizlenip, çimento şerbeti püskürtülerek, yüzey hazırlanır. • Püskürtme beton uygulanırken yeterli uzaklık bırakmak zor olduğundan bina içlerinde 450 dozlu sıva uygulanabilir. Taşıyıcı duvarların yeniden örülmesi gerektiğinde, kalan duvarlar geçici iksaya alınmadan mevcut duvarlar yıkılmamalıdır. 215 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI
  • 216. Püskürtme beton uygulaması • Projesine uygun olarak takviye yapılacak bina köşe bölgelerinin işaretlenmesi yapılır, bu bölgeler içindeki sıvalar kaldırılır, derz aralıkları kısmen açılır, yüzey yabancı maddelerden olabildiğince temizlendikten sonra çimento şerbeti püskürtülerek yüzey hazırlığı yapılıp gerekli ankraj delikleri açılır. Ankraj delikleri toz ve nemden arındırıldıktan sonra, ankraj çubukları projesine uygun olarak dolu tuğla veya taş duvarlarda epoksi ile yerleştirilir. • Duvar yüzeyine ankrajlar (örneğin:metrekarede 4 adet) yerleştirilerek hasır çelik monte edilir. Öngörülenyerlere özenle yerleştirilen donatılar aderansı zayıflatacak her türlü kirden arındırılmış, temiz olmalıdır. Hasır çeliklerde bindirmeler bir veya bir buçuk göz olacak şekilde yapılır. Hasır donatının mevcut duvarlardan belirli bir uzaklıkta tutulabilmesi için mesafe ayarlayıcılar kullanılmalıdır. Hasır çelikler gevşek olmadan sıkı bir şekilde tespit edilmelidir. Bu işlemler bittikten sonra püskürtme beton uygulaması (shotcrete) yapılır . 216 GELENEKSEL STRÜKTÜREL SİSTEMLER VE SORUNLARI