Cephe Statiğinde Yapılan Hatalar - 2
Düz Cephelerde Rüzgâr Yönünün Yapıya Etkitilmesi
Cephe statik hesapları yapılırken en önemli hususlardan biri olan rüzgâr kuvvetinin ve yönünün cepheye ve cephe üzerinde bulunan elemana doğru etkitilmesi çok mühimdir. Bu yazımızda piyasada en çok karşılaşılan düz bir cepheye doğru rüzgâr yükü nasıl etkitilir konusunu açıklığa kavuşturacağız. Bina köşelerinde bulunan elmanlar ayrı bir konu başlığı altında değerlendirilecektir.
TS498 11.3’de rüzgâr yükünün binaya nasıl etkitildiği aşağıdaki gibi belirtilmiştir.
Burada Şekil-1 de bulunan “Rüzgâr Yükünün Ana Taşıyıcı Sistem Doğrultusunda Dağılımı” ibaresi çok mühimdir. Bir yapı elemanı ya da cephe sistemleri statik hesabında öncelikle bu husus dikkate alınmalıdır. Düz cephede bulunan eleman totem, korkuluk, konsol eleman (bulunduğu durum/konum önemlidir), bariyer, bayrak vs değilse hesap aşamasında öncelikle dikkat edilecek husus yönetmeliğin ilgili maddesini baz almaktır. Korkuluk, çatı çıkıntısı, tabela gibi elemanlar yapısı, geometrisi ve konumu itibariyle düz cephede bulunan normal bir elemandan farklıdır ve (Eurocode-1) de bu elemanlar için ayrıca yönetmelikler mevcuttur.
Bina plan görünüşünde cephelere etkiyen durum Şekil 2’deki gibi olmaktadır.
Görüleceği üzere rüzgârın geldiği doğrultuda çarptığı bina yüzeylerinde basınç, terk ettiği arka yüzeylerde ve yalayıp geçtiği yüzeylerde emme kuvveti oluşur. Ekstrem durumlar olmadığı sürece (bina geometrik yapısı… vs) bu durum geçerli hesap aşaması belirleme yöntemidir.
Rüzgâr tünel testlerinin yapıldığı projelerde, rüzgâr tünel test sonuç değerleri baz alınmalıdır. Rüzgâr tünel testleri en basit ifade ile binaların maketinin yapılarak alanında uzman kişilerce uygun ortamda uygun rüzgâr yüklemeleri yaparak bina üzerinde bulunan bölgelerde ne kadarlık basınç/emme yaptığını görmek amacıyla yapılır. Çıkan sonuçlar yapının rüzgâr ile ilintili olan bütün hesaplamalarında kullanılır.
Binalar için rüzgâr tünel testleri yapılırken genelde (müşteri/işveren ile rüzgâr tünel testi yapan kişi/firma arasındaki anlaşmalara bağlıdır) binaların düz maketleri yapılır. Bina üzerindeki ufak çıkıntılara, detaylara önem verilmez. Bu durumlarda ortaya çıkan sonuçlar cephe statik hesaplamalarında kullanılır fakat rüzgâr etki yönü için yine TS498, TSEN1991-1-4’de bulunan yönetmelikler dikkate alınır.
Eğer proje çok spesifik bir proje ise ve rüzgâr tünel testi için oluşturulan maket bütün detayları içeriyorsa ki bu durum en sağlıklı yöntemdir. Bu durumda bina yüzeyindeki ufak çıkıntılar, yapı elemanları üzerindeki basınç/emme değerleri belli olacağı için bu değerler direkt olarak hesaplarda kullanılır.
Projenizde yapılan rüzgâr tünel testinde bulunan bina maketinde yapının ufak detayları belirtilmemiş ve düz bir maket yapılmış olabilir. Bu durumda ufak detayların hesaplarında uygulanacak hesap adımlarını bir örnek ile açıklayalım:
Aşağıda (şekil 4) görüldüğü üzere bir binanın plan görünüşü ve düz cephesinde düşey yapı elemanları mevcuttur. Bu düşey yapı elemanın prekast kolon ya da kompozit bir kolon elemanı olarak düşünebilirsiniz. (Elemanın yapısı ve konumuna dikkat etmek mühimdir). Bu kompozit cephe elamanının statik hesaplamasını yapmak için rüzgâr doğrultusunu ve kuvvetini belirlemek hesap sonucunun doğruluğu açısından çok mühimdir.
*Şekilde bulunan yapılar ölçekli çizilmemiştir.
Şimdi kırmızı çember içine alınan yapı elemanını daha yakından inceleyelim ve rüzgârın yapıya nasıl etkidiğine bakalım.
Şekil 5’te görüldüğü üzere rüzgâr yapı elemanın alın bölgesine dik gelmekte eleman yan yüzeylerine ise belli bir açı ile gelmektedir. Yan yüzeylere gelen rüzgâr yüzey ile yaptığı açı miktarınca global eksen düzleminde X ve Y düzleminde dağıtılarak kuvvetler hesaba dahil edilir. Bu yapı elemanı bina köşesinde olması durumunda ise rüzgâr yönü ve kuvvetler farklı olacaktı. Bu husus gelecek yazılarda ayrı bir konu başlığı altında değerlendirilecektir.
Ne yazık ki yapı elemanları statik hesapları yapılırken elemanın konumu, yapısı ve yönetmelikler iyi irdelenmeden yapı elemanına farklı rüzgâr yüklemeleri yapıldığını görmekteyiz. Bazı durumlarda bina köşe elemana etkiyen rüzgâr basma/çekme yönü düz cephe elamanına uygulanmaya çalışılıyor, bazı durumlarda düz cephe elemanına çatı çıkıntısı yada korkuluk eleman prensipleri ile yaklaşılıyor, bazı durumlarda ise binanın ana taşıyıcısına etki eden rüzgar doğrultusu düz cephede bulunan bir eleman üzerinde denenmeye çalışılıyor. Örneğin yapılan yanlış yaklaşımlardan birini yukarıdaki görsel üzerinden ele alırsak Şekil 6’daki gibi olacaktır.
Hatalı Yaklaşım! Görüleceği üzere düz cephede bulunan elemana cephe düzlemine paralel şekilde bir rüzgâr yüklemesi yapılarak yapı elemanı sanki bir ana yapı bloğu (bina) gibi değerlendirilmiştir. Ana kural olan rüzgarın bina cephesine geliş doğrultusu (şekil 4/şekil 1) ve yönetmelikler ile çakışmıştır.
Yapı elemanlarının konumu, yapısı ve yönetmelikler, dikkatli incelenmeden yapılacak her türlü varsayımlar statik hesapları temelden değiştirmektedir. Statik hesapları yapan mühendis, statik hesapları inceleyen danışman veya mühendis, bu hususlara çok dikkat etmelidir. Dikkate alınmayan, kulak arkası edilen her bilgi işverenlere, taşeronlara ve çalışanlara zaman kaybı, maddi kayıp ve psikolojik yıpranma olarak geri döneceği yadsınamaz bir gerçektir. Mühendis ve mimarlar olarak birinci vazifemiz yönetmeliklere ve teknik şartnamelere uymaktır.
İyi mühendis, yaptığı varsayımların ve bunların mertebesinin bilincindedir.
Kötü mühendis, çoğu kez hesapların, yaptığı varsayımlar nedeni ile, kesin olmadığının farkında değildir. Bu nedenle de oluşabilecek hata oranı hakkında da hiçbir fikri yoktur.
R.C. REESE (ABD’nin saygın bir mühendisi)
*Yukarıdaki ifade “ERSOY U., Ustalarımdan Öğrendiklerim, İnşaat Mühendisleri Odası, ANKARA, 1999” dan alınmıştır.
Cephe statik hesaplarına dair yazılarımız gelecek sayılarda devam edecektir.
Önerileri ve taleplerinizi Bu e-Posta adresi istenmeyen posta engelleyicileri tarafından korunuyor. Görüntülemek için JavaScript etkinleştirilmelidir. adresine iletebilirsiniz.
