Tasıyıcı Sistem Seçimi
İnsaat Mühendisinin görevi, kendisine verilen mimari projeye göre tasıyıcı sistemi olusturmaktır. Bu nedenle, iyi bir tasıyıcı sistemin ilk sartı iyi bir mimaridir. Kötü mimarisi olan bir yapıyı Mühendisin “ince hesaplarla” ayakta tutması mümkün değildir.
Mimar ve Mühendis, mimari projenin hazırlama asamasından baslayarak, tasıyıcı sistem kararlastırılıncaya kadar beraber çalısmalıdır. Ülkemizde bunun yapıldığını söylemek mümkün değildir. Uygulamada Mimar Mühendisi, Mühendis de Mimari hemen hiç görmez. Nadiren bir araya gelseler de birbirinin derdini pek anlamazlar. Mimar için estetik, Mühendis için güvenlik ön plandadır. Mimar “eserinden” taviz vermek istemez, Mühendis de “kutu” gibi bina ister. Tasıyıcı sistem seçimi her projenin en önemli asamasıdır ve deneyim gerektirir. Deneyim öğretilemez, görerek-yasanarak zamanla kazanılır. Taze Mühendis hemen büyük islere soyunmamalı, önce deneyim kazanmalıdır. Bir kez görmek, bin kez okumak ve dinlemekten, belki daha öğreticidir. Mühendis, tasıyıcı sistem seçiminde kazanılmıs deneyimlerden yararlanmalı, yeterli zaman ayırmalı, meslektasları ile sistemi tartısmalı ve gerekli tüm özeni göstermelidir. Mühendis tasıyıcı sistemi tasarladıktan sonra çizim ve hesapları bilgisayarda gerçeklestirir. Klasik el hesapları, yönetmeliklerin ağır sartları nedeniyle, artık yetersiz ve gereksiz kalmaktadır. Bu nedenle, iyi bir kalıp planı (tasıyıcı sistem!); yönetmelik sartlarını yerine getirebilen iyi bir program, iyi davranıs bilgisi ve deneyim sahibi Mühendis, iyi bir proje için ön sart olarak karsımıza çıkmaktadır.
KAT PLANI
Mühendis, mimari projedeki kat palanlarını, kesit ve görünüsleri inceleyerek mimarın tasarladığı yapıyı anlamaya çalısır, hayalinde canlandırır. Mimari projede kolonlar, kirisler, dösemeler, bunların yerleri ve boyutları yani yapının tasıyıcı sistemi) yoktur. Bazı mimari projelerde kolon yerleri gösterilmis olabilir. Mühendis mimarın önerdiği yerde ve boyutta kolon koymak zorunda değildir. Mühendis önce kat kalıp planlarını çizer. Yapı kat seviyesinin altından kesilerek yukarı bakılır, görülmesi istenen kirisler, kolonlar/perdeler ve dösemeler çizilir.
Kat kalıp planında sadece akslar, betonarme tasıyıcı elemanlar (döseme, kolon/perde, kiris), bunların adları ve boyutları gösterilir. Duvar, kapı, pencere , kaplama, v.s. gösterilmez.
Nerelere kiris konur?
•Her tam dolgu duvar (kalınlığı 200~300 mm ) altına kiris konur. Yarım duvarların (kalınlığı ~100 mm) altına zorunlu hallerde kiris konulmayabilir. Ancak bu duvar yükü döseme hareketli yükü 1.5~2.0 kN/m2 artırılarak dikkate alınır.
•Büyük açıklıklı dösemeleri küçük boyutlu dösemelere dönüstürmek için, döseme altına kiris konulabilir. Ender hallerde kiris dösemenin üstünde olabilir (Ters kiris). Ancak, düzensizlik yaratacağından, kaçınılmalıdır.
•Kirİslerin kolonlara oturmasına, kiris kolon akslarının çakıstırılmasına özen gösterilir.
•Kirisin baska bir kirise saplanması genelde istenmeyen bir durumdur. Ancak zorunlu hallerde yapılabilir.
•Saplama kirisi olan bir kirisin baska bir kirise saplanması çok kötü bir çözümdür. Bu tür tasıyıcı sistemin depremde davranısı da kötü olur.
Nerelere kolon/ perde konur?
•Genelde kirislerin kesistiği noktalara kolon/perde konur.
•Betonarme kiris açıklığının üst sınırı yaklasık 6~7 m dir. Açıklığın bu sınırı zorlaması halinde kolon veya perde konularak kiris açıklığı azaltılır.
•Kolonun/perdenin uzun kenarı binanın bir doğrultusuna paralel olacak sekilde yerlestirilir. Her iki yönden gelebilecek depreme dayanımı artırabilmek için kolon/perde sayısının yaklasık yarısının yapının bir yönünde, diğer yarısının da
diğer yönünde olmasına özen gösterilir.
•Kolon ve perdelerin yapının tahmini kütle merkezinden geçen eksenlere göre simetrik yerlestirilmesine çalısılır.
•Dikdörtgen ve dairesel kesitli(fretli) perde/kolon öncelikle tercih edilir. L, T, Z, v.b. kesitli kolondan elden geldiğince kaçınılır.
•Kolon yerine, perde daima tercih edilmelidir. 3 ve daha çok katlı yapılarda yeterli perde olmalıdır. Yapının her iki deprem yönünde de
Aperde 0.0015.n .Ayapı ve Aperde/Ayapı 0.008 sartları sağlanacak kadar perde bulunmalıdır. Burada Aperde bir yöndeki perdelerin toplam kesit alanı, Ayapı yapının izdüsüm alanı ve n kat sayısıdır.
•Perde mutlaka yapı yüksekliğince(temelden-çatıya), kesiti değismeden devam etmelidir. Üst katlarda veya alt katlarda devamı olmayan
kolondan siddetle kaçınılmalıdır.
•Kolon ve perdeler kapı-pencere bosluklarını kapatmamalı, mimarın öngördüğü fonksiyonlar bozulmamalıdır. Zorunlu durumlarda mimarın görüsü alınmalıdır.
Kiris ve kolon/perde boyutu nasıl seçilir?
Kiris ve kolon/perde boyutlarını belirlemek için onu zorlayan iç kuvvetlerin (moment,kesme kuvveti, normal kuvvet, …) bilinmesine, bu kuvvetlerin hesabı için de söz konusu elemanların boyutlarının bilinmesine gerek vardır. Bu nedenle, kalıp planları hazırlanırken kiris ve kolona gelen yaklasık yükler belirlenir ve basit bir ön tasarımla boyutlar seçilir. Deneyimli mühendisler genelde ön tasarım yapmadan
boyutları seçebilirler. Kesin tasarım sonucu yetersiz kaldığı anlasılan kesitler büyütülür, statik hesaplar genelde yenilenmez. Ancak, seçilen boyutlar çoğunlukla yeterli olur.
Kiris ve kolon boyutlarının yönetmeliklerde belirtilen minimum sartları sağlaması gerekir. Ancak, mühendis bilhassa kolon ve perde boyutlarında çok daha cömert davranmalıdır. Hem kirislerin hem de kolonların minimum boyutlarını 250×500 mm olarak benimsemek uygun olur.
Kiris genisliği, dis olusmaması için, genelde duvar kalınlığında veya en küçük boyut olan 250 mm seçilir. Kiris yüksekliği net açıklık/12 iyi bir tahmindir. Normal konut yapılarında 3~5 m açıklığa kadar 250×500 maxmum, 4~7 m açıklığa kadar 250×600 veya 250×700 mmxmm boyutlu kiris çoğunlukla yeterli olur. Ağır yükleri olan veya konsolları olan kirisler doğrudan 250×700 mmxmm seçilebilir. Önemli yapılarda (yapı önem katsayısı I=1.5 olan yapılar) en küçük kiris boyutunu 300×500 mmxmm almak uygun olur. Bir aks boyunca devam eden kirislerin yüksekliklerinin ve genisliklerinin aynı olmasına özen gösterilir. Tersi durumda boyuna donatıların komsu açıklara uzatılması mümkün olmaz, bağlantı ve kenetleme sorunları çıkar.
Yapının en üst kat kolonları 250×500 mmxmm boyutunda seçilebilir. Kolon ve perdelerin yük etkileri alt katlara doğru giderek artar. Her ikiüç katta bir, kenarlardan biri veya her ikisi, örneğin 100 mm, artırılır. Kolon boyutunun değismesi detay/uygulama/donatı yığılması sorunları yaratır. Bu da kolon yerine perdenin tercih edilmesinin bir diğer nedenidir. Önemli yapılarda minimum kolon kesitini 300×500 mm almak uygun olur.
Perdeler temelden baslayarak tüm bina yüksekliğince (temelden-çatıya), kesit değistirilmeden, devam eder. TS500-2000 e göre, en küçük perde kesiti 250×1750 mmxmm dir. Önemli yapılarda minimum perde kesiti 300×2500 mm uygun olur. Ancak, bu boyutlar 3-4 katlı yapılarda yeterlidir. 5-10 katlı yapılarda çok daha büyük perde kesitlerine, örneğin, 250×3000, 250×5000, hatta 300×6000 mmxmm
gereksinim vardır.
Nerelere döseme konur?
Kirislere karar verildikten sonra nerelere döseme konulacağı genelde kendiliğinden ortaya çıkar. Kirislerle çevrilmis alanlar genellikle döseme olmak zorundadır. Ancak mimaride gösterilen aydınlık bosluğu, merdiven bosluğu ve diğer amaçlı bosluklar döseme ile kapatılmamalıdır. Bosluklar diyagonal bir çizgi üzerine adı yazılarak belirtilir. Yapı dısına çıkan balkonlar kirissiz döseme olarak yapılabilir.
Döseme kalınlığı nasıl seçilir?
Döseme kalınlığına karar vermeden önce tipini seçmek gerekir: kirisli döseme, kirissiz döseme, disli döseme ve asmolen döseme gibi. Bu ders çerçevesinde dösemelerin özellileri, davranısları ve bunlara ait minimum sartlar öğrenildikten sonra konu açıklık kazanabilecektir. Ancak simdilik, çok yaygın olarak kullanılan kirisli dösemelerde kalınlığın en az 100 mm alınmasının uygun olacağını söylemekle yetinmek zorundayız.
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Hocalarından Prof Ahmet Topçu Hocamız
