Yapı taşıyıcı sisteminin en önemli elemanlarından biri betonarme perdelerdir. Özellikle deprem riskinin yüksek olduğu bölgelerde yapılan bina türü yapılarda, deprem etkisi nedeniyle oluşan yatay yükün çok büyük bir kısmı bu yapısal elemanlar tarafından taşınmaktadır. Bu sebepledir ki, perdelerin tasarımı ve doğru bir şekilde detaylandırılması yapısal tasarım mühendisliğinde çok önemlidir.

Bilindiği üzere depreme dayanıklı yapı tasarımında sünek taşıyıcı sistem tasarımı, dolayısıyla kapasite ilkelerine göre tasarım çok önemlidir. Yapısal tasarımda kesme gibi gerek göçmeye sebep olan durumlardan kaçılması ve daha fazla enerji yutma kapasitesine sahip eğilme davranışlarının oluşması tasarımda hedeflenmektedir. Bu nedenlidir ki, perde gibi önemli yapısal elemanlarda kesme tasarımına dikkat edilmesi ayrıca bir dikkat ve önem gerektirmektir. Bu sadece analiz ve hesapların düzgün bir şekilde yapılmasıyla kalmayıp, ayrıca davranışa ve uygulama pratiklerine uygun detaylandırmanın da yapılmış olmasını gerektirir.

2007 Deprem Yönetmeliği (DBYBHY-2007) ve 2018 Deprem Yönetmelikleri (TBDY-2018) mukayese edildiğinde, perdelerin tasarımında önemli bazı değişiklikler yapıldığı görülecektir. Bu önemli değişikliklerden biri de perdelerin kesme tasarımıdır. Hem tasarım, hem kontrol hen de uygulama ekiplerinin dikkatten kaçırmaması gereken en önemli değişikliklerden birkaçı şunlardır.

  • Perde eksenel basın gerilmelerine sınırlama getirildi.
  • Kesme ezilmesi üst limiti yeniden tarif edildi
  • Kesme etkisinin tanımlanması
  • Kesme sürtünmesi tasarımı yönetmeliğe eklendi
  • Yatay donatı detaylandırma prensibi / uygulama detayı ciddi şekilde değişti.

Yukarıdaki maddelerin dışında, perde en kesit koşulları, grup perde tanımlamaları, perdede boşlukların tasarımı gibi birçok önemli konu daha yönetmelikte açıklanmaktadır.

Bu konuların tamamı depreme dayanıklı yapı tasarımı için çok önemli iyileştirmeler olduğu düşüncesindeyiz. Bu tasarım düzenlemeleri birçok açıdan referans aldığımız ACI 318 yönetmeliğinde ve NEHRP teknik dokümanlarında çok daha önce yer edinmiş olup, yeni yönetmeliğimizde de yerini almıştır. Bu vesileyle yönetmeliğimize bu yeni düzenlemeleri bu yeni düzenlemeleri kazandıran hocalarımıza ve diğer komisyon üyelerine teşekkürlerimizi sunarız.

Yapılan değişiklerin kısaca detayı ve önemi şunlardır.

  1. Perdelerde eksenel gerilmelerin sınırlandırılması şu açılardan önemlidir: Büyük basınç gerilmeleri altındaki dayanım kayıpları riski azalacaktır, basınç kontrollü gevrek modların oluşma olasılığı düşecektir, perde başlık bölgelerindeki zorlanmaların azalacaktır. Zaten kolonlarda olan bu eksenel gerilme sınırlamasının bir şekilde perdelerde ve daha da sınırlayıcı bir şekilde yer alması kaçınılmazdı.
  2. 2007 ve 2018 deprem yönetmeliklerinde yönetmeliğimizde perde kesme limiti (ezilme üst limiti veya maksimum izin verilen kesme kuvveti) değişti. Bu değişiklikle birlikte genel olarak kesme üst limitinin daha düşürüldüğü görülmektedir. Bu demektir ki, kaba ifadeyle, yapılardaki perde toplam enkesit alanında ve/veya beton kalitesinde, eskiye tasarımlarımıza göre, artımlar olacaktır. Ayrıca yeni yönetmelikte boşluksuz ve bağ kirişli perdeler için ayrı limitler tarif edilmiştir. Aşağıdaki resimde iki yönetmeliğin ezilme üst limitinin mukayesesi gösterilmiştir. Özellikle yüksek beton sınıflarında iki yönetmelik arasındaki fark daha net ortaya çıkmaktadır.

  1. Kesme kontrolü, sünek tasarım prensipleri gereği, elemanda kesme dayanım ve ezilme limitlerinin aşılmamasını esas almaktadır. Bu iki şekilde olabilir: (i) Perde bu davranışa ulaşmayacak şekilde, eğilme şekil değiştirmeleri nedeniyle elemanda oluşacak kesme etkisi sınırlandırılacak (ii) Perdenin maruz kalacağı kesme sınır kuvveti, gerçekleşme ihtimali ihtimali çok düşük olacak. (Yani dayanım fazlalığı katsayısı ile tasarım, eski R=2 durumu). Uygulamada atlanan en önemli konulardan biri, kesme etkisinin doğru tarif edilmeden tasarım yapılmasıdır. Örneğin azaltılmış deprem etkilerinden elde edilen kesme kuvvetinin, tasarım kesme kuvveti olarak dikkate alınması hatasına sıklıkla rastlamaktayız. Bunun yanlış ve depreme dayanıklı tasarım açısından hiç istenmeyen bir durum olduğu bilinmelidir.
  2. Kesme sürtünmesi daha önce TS 500 de basit tariflerle yer almaktaydı. Yeni yönetmelikte kesme sürtünmesi tasarımı için yeni tanımlamalar gelmiştir.
  3. Yatay donatı detaylandırması tamamen değişti diyebiliriz. Daha önce düz bindirme ve u başlık gibi ve başlık bölgesi içerisine kenetlenmeyen detaylar önerilmekteydi. Diğer kancalı detay ise çok büyük uygulama zorlukları nedeniyle tercih edilmezdi. Diğer taraftan, ACI 318’de bu detaylardan yıllar önce vazgeçilmiş ve başlık bölgesine kenetlenen özel detaylar önerilmekteydi. Yeni yönetmelikle, başlık bölgesine kenetlenen kranklı yatay donatılar zorunlu hale geldi. Yeni ve daha uygun olduğunu düşündüğümüz detaylar aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Perdelerin kesme tasarımı ve yatay donatı uygulamaları konusunu, 2018 Bahar Seminerleri kapsamında İMO İstanbul şubelerinde yapmış olduğumuz sunumda, daha detaylı paylaşma imkânı bulduk. O sunuma ait link ve bu konuda okunmasını önerdiğimiz NEHRP teknik doküman aşağıdadır.

Sunum:  Perdelerde_Kesme_Tasarimi.pdf

NEHRP: NEHRP_Special_Structural_Walls.pdf

Perdelerde kesme tasarımı depreme dayanıklı yapı tasarımının en önemli konularından biri olup, yapısal tasarım mühendislerinin bu konuya ayrı bir dikkat ve önem göstermesi gereklidir.

Mertebe Mühendislik