KİSKA Prefabrike Yapı Sisteminin Özelliklerinin Deneysel Yolla Belirlenmesi

Nejat BAYÜLKE
Artı Mimarlık, Mühendislik, Müşavirlik Ltd. Şti.

Oktay BOZKURT
Artı Mimarlık, Mühendislik, Müşavirlik Ltd. Şti.
Kiska Yapı ve San. A.Ş. Ankara Fabrika Eski Müdürü

Özet: Yapı sistemlerinin hesabında ve tasarımında yapının belli bir davranış biçiminde olacağı kabul edilir. Özellikle prefabrike yapıların bazılarında kolon kiriş birleşimlerinin mafsallı bazılarında ise moment aktarabilen tipte olduğu varsayılır. Ancak yapının tasarımında yapılan bu kabullerin gerçek durumu ne kadar temsil ettiği sorusu her zaman gündemdedir.

Kabul edilmiş davranış biçiminin deneysel verilerle kanıtlanması gerekir. Bu işlem önce yapı elemanlarının tek başına yük altında denenmesi ile yapılabilir. Daha sonra ise bu elemanlardan oluşan taşıyıcı sistem parçalarının yük altında denenmesi gerekir. Daha açık bir deyişle önce kiriş, kolon ve perde eleman deneyleri yapılır. Bunlar “iki boyutlu” deneylerdir. Daha sonra ise kolon-kiriş birleşim yeri gibi üç-boyutlu eleman deneyi yapılarak tasarım varsayımları denetlenir.

Daha ileri aşamada yapının bir bütün olarak özelliklerinin belirlenmesi için deneysel çalışma yapılabilir. Yapının bir bütün olarak bütün elemanlarını döşeme, kolon, kiriş, perde ve düğüm noktalarını içeren küçük ölçekli bir modelinin denenmesi için bile çok büyük boyutlu deney düzenekleri gerekir. Çok katlı ve ağırlığı 3-5 bin ton olan yapıları yatay deprem yükleri altında denemek için hem yüksek hem de birkaç bin ton yatay yük taşıyabilen çok büyük reaksiyon duvarları gerekir.

Son yıllarda yapıların içinde bulundukları durumu belirlemek için yapıların dinamik özelliklerinden yararlanma ve bu amaçla yapıların dinamik özelliklerini ölçme yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem ile önce yapıya oldukça düşük genliklerde zorlanmış titreşimler verilmekte ve bu titreşimler altında yapının çeşitli yerlerinin titreşimleri ölçülmekte ve bu ölçümden yapının titreşim periyotları ve mod şekilleri hesaplanmaktadır.

Daha sonra yapının titreşim periyotları ve modları analitik yöntemlerle hesaplanarak karşılaştırılmaktadır. Ölçülen periyot ile analitik olarak bulunan periyot birbirine yakın değerlerde ise yapının analitik modelinin gerçek duruma karşılık olduğu kabul edilmektedir.

Bu yöntemle yapının hesabında yapılmış varsayımların geçerliliği kanıtlandığı gibi; eğer ölçüm ve analitik model ile bulunan yapı periyodu arasında önemli fark varsa analitik model yeniden gözden geçirilerek hesaplarda yapılan kabuller gerçek davranışı sağlayacak biçimde değiştirilmektedir.

Özellikle Amerika Birleşik Devletlerinde betonarme köprülerde zaman içinde olan hasar titreşim ölçümleri ile gözlenmektedir. Burada çıkış noktası; hasarın yapının elastisite modülünde azalmalara ve çatlaklara yol açtığı kabulüdür. Yapının titreşim ölçüm anındaki elastisite modülün doğru seçilmesi ve çatlaklar nedeni ile azaltılmış ( I ) (en kesit atalet momenti) değerlerinin alınması ile ölçülen periyotlarla analitik yöntemlerle hesaplanmış periyotlar karşılaştırılarak yapının hasar ve zayıflama durumu saptanmaktadır (Aktan ve Farhey-1996).

Yapı periyodunun deneysel olarak ölçülmesi ve analitik hesaplarla bulunan periyodu ile karşılaştırılması yaklaşımı KİSKA tarafından geliştirilmiş bir prefabrike yapı sistemine uygulanmıştır. Yapı sisteminin uygulandığı binanın periyodu ölçülmüş ve analitik olarak hesaplanan periyotla karşılaştırılarak tasarımda ve hesaplarda kabul edilmiş özelliklerin geçerliliği denenmiştir.

Bu çalışmada prefabrike yapı sistemi ve ölçümün yapıldığı yapının özellikleri, ölçüm aletinin özellikleri, alınan kayıtların değerlendirilmesi yapılacak ve tasarımda alınan değerler ya da yapılan kabullerin geçerliliği kanıtlanacaktır.