Ahşap İskeletli Yapıların Depreme Dayanıklılığına etkisi

Ahşap çerçeveli yapıların deprem davranışı üzerine yapılan araştırmalar; direnç özellikleri, dayanım özellikleri, matematiksel modelleme ve hesaplama, depremdeki saha gözlemleri, parça ve binaların laboratuvar testlerini içeren pek çok aktivitenin meydana gelmesini gerektiren çok disiplinli çalışmaları kapsamaktadır.

Yapıların depreme dayanıklı olması için şu özellikleri bulundurması gerekmektedir

1. Stabilitesi yerinde olmalı, yani; yapı kararlı olmalıdır.

2. Yapının sürecenliği, devamlılığı yeterli olmalı

3. Sünekliği yerinde olmalı

4. Rijitliği yerinde olmalı Ayrıca, gözlemlenen birçok depremin yanı sıra, teorik bilgiler ve tecrübeler binanın, deprem dayanımını etkileyen faktörleri şöyle sınıflandırmaktadır:

a) Yapı Mahalinde Meydana Gelen Yer Hareketleri:

Yer kabuğunda meydana gelen kırılma ya da kaymalar yapı mahali zemininde hareketlenmelere neden olmaktadır.

b) Yapıların Dinamik Özellikleri:

Doğal titreşim modları, doğal frekans ve sönüm oranı olarak sayılabilmektedir. Bu özellikler bir yapının maruz kaldığı depreme karşı ne kadar güçlü dayanım göstereceğini belirtir. Binanın sönümü demek ise, yapının salınım esnasında ne kadar enerjiyi absorbe ettiğinin ölçüsü demektir.

Düşük sönümlü yapıların bir depreme verdiği tepki, yüksek sönümlülerden daha şiddetlidir. Binalardaki sönüm oranı; yapı materyaline, bağlantı tipine, kaplama elemanları gibi yardımcı elemanların varlığına bağlıdır.

c) Yapıların Deformasyonel Özellikleri:

Yapının dayanımı, dayanıklılığı ve sünekliği gibi özellikleridir. Bu parametrelerin her biri yapı için önemli bir özelliktir. Fakat bu parametreler aynı zamanda yapının dinamik özelliklerine de etki edecektir. Dünyada meydana gelen önemli depremlerden, Alaska (1964-Manyitüd (M) 8,4), Kaliforniya (1971- M 6,7), Yeni Zelenda ( 1987- M 6,3), Kubec (1988- M 5,7), Kaliforniya ( 1989- M 7,1), Kaliforniya (1994- M 6,7), Kobe-Japonya (1995- M 6,8) depremlerinde ahşap çerçeveli yapıların performansı üzerine bir çalışma yapılmıştır. Büyüklüğü (manyitüdü) 7 ve üzerinde olan toplam 7 depremde yaklaşık 300 bin ahşap binanın çok şiddetli sallanması sonucu kalp krizi dahil olmak üzere sadece 34 kişi ölmüştür. Ülkemizde meydana gelen Gölcük depreminde ise 30 bin kişi hayatını kaybetmiştir. Sadece ahşap oldukları için depreme karşı almaları gereken 32 tedbirin yarısının eksik olmasına rağmen Gölcük depremine eş büyüklükteki depremde 25 insan hayatını kaybetmiştir.

Bu çalışmada ahşap çerçeveli yapıların çok şiddetli yer sarsıntılarına dayanabileceği ve hayati risklerinin çok düşük olacağı görülmüştür. Bu nedenle bu tür binaların yaşam güvenliği açısından memnuniyet verici olduğu söylenebilir.

Son 35 yıl içinde yapılan araştırmalarda görülmüştür ki; Kuzey Amerika, Yeni Zelanda ve Japonya’da büyüklüğü richter ölçeğine göre 5,7 ila 8,4 arasında değişen büyük depremlerde 300.000 den fazla platform tipi ahşap karkas ev etkilenmiş olmasına rağmen ölü sayısı toplamda sadece 34’dür. Ayrıca 1994 Northridge depreminden sonra ahşap çerçeveli perde duvarları kontrplak ile kaplamanın gayet iyi bir sonuç verdiği ortaya konulmuştur.

Ancak ahşap ev hangi durumda olursa olsun depreme dayanıklıdır demek bilimsel görüşten uzaktır. Her yapı sisteminde olduğu gibi ahşap karkas yapılarda da deprem yüklerini kapsayan yapısal tasarım gereklidir. Günümüzde bu alanda standartların ve kodların yetersiz olduğu ülkemiz için, Kuzey Amerika deneyiminden de yararlanılan Eurocode iyi bir örnek oluşturmaktadır.

Avrupa kıtasında ahşap yapıların tasarımı Eurocode 5’de, yapılarda deprem dayanımı ise Eurocode 8’ de standart hale getirilmiştir. 1971 San Fernando depremi, 1989 Loma Prieta Depremi, 1994 Northridge depremlerinin hasar tespit çalışmaları neticesinde yatay yüklere dayanım için belirlenen standartlara ilave yenilikler olması gerektiği görülmüştür. Bu nedenle tasarım ve yapım metodları yanal dayanımı artırmak ve ahşap çerçeveli perde duvarların sünekliğini geliştirmek için yapılmıştır.

1995 Hyogo – Ken Nanbu’daki hasarlar ahşap binaların diğer problemlerini göz önüne sermiştir. Yeni ahşap çerçeveli müstakil evler iyi performans sağlarken, geleneksel kiriş ve kalas kullanılan yapılarda problemler görülmektedir. Depremde yıkılan yapılarda en önemli sorunlardan biri; betonarme ağır yapılardan birinin çökmesi sonucunda tüm eşyaların ezilerek hiçbir yaşam alanı bırakmaması ve bu sebeple çok az sayıda insan hayatının kurtulabilmesidir. Ayrıca beton son derece ağır bir malzeme olduğundan kurtarma çalışmaları sadece ağır makineler ile yapılabilmektedir.

Yeni sistem ahşap yapılar hafifliği dolayısı ile yıkıldığında içinde çok daha fazla yaşam alanı oluşturur. Bu da can kaybının çok az olmasını sağlar. Ahşap yapılarda ise kurtarma çalışmaları balta, kazma, balyoz, el testeresi gibi el aletleri ile hemen hemen herkes tarafından ağır makineler beklenmeden yapılabilir. Kaliforniya’da 17 Ocak 1994 yılında olan 6,7’lik depremde can kaybı sadece 69 kişidir ve bunların %40’ı yolda beton viyadükler altında, 20’si diğer yapılarda hayatını kaybetmişlerdir.

Kaliforniyada’ki evlerin %95’i ahşap yapı olduğundan can kaybı bu kadar az olmuştur. Ahşap çerçeveli yapılar özellikle Güney Kaliforniya’ da apartman ve evler için kullanılan en yaygın yapı türüdür. Bu yapı türü aynı zamanda ofis, okul ve hükümete ait 14 yerlerde kullanılmaktadır. Ahşap yapı, düşük ağırlıkta yüksek direnç sağlamakta ve yüksek dayanım/ağırlık oranı ahşabı depreme dayanıklı yapılar için iyi bir seçenek haline getirmektedir. Ahşap çerçeveli yapıların sismik davranışları karmaşıktır. Fakat gerçek ahşap yapıların doğrusal olmayan statik ve dinamik analizleri için kapsamlı araçlar mevcut değildir. Ahşabın direnci; liflerin yönüne, yapısında bulunabilen budak, böcek yeniği gibi kusurlara ve rutubet içeriğine bağlı olmaktadır.

Ahşap; mantar, rutubet ve yanmaya karşı hassastır. Çok yakın geçmişte ahşap çerçeveli yapılar, özellikle kontrplak perde duvar kullanılan mühendislik ürünü ahşap çerçevelerde oluşturulan San Andreas deprem koşullarında bile iyi performans göstermiştir. 2010 yılında Yeni Zelanda’da meydana gelen 7.1 büyüklüğündeki depremde can kaybı yaşanmamıştır. Almanya’nın Der Spiegel dergisinin yaptığı araştırmaya göre çağdaş tasarımlı ahşap binaların bu büyüklükteki depremden can kaybı yaşanmadan atlatılmasını sağladığı belirtilmektedir.

Ahşap çerçeveli tasarımlarda; ahşap kökenli perde duvarlar, binanın deprem ve rüzgâr yüklerine karşı dayanması için gerekli yanal direnci sağlamaktadırlar. Ahşap çerçeveli yapılar, genel olarak yüksek şiddetteki depremlerde düşük hayati risk sağlamakta ve performansları iyi olmaktadır.

Ülkemizde özellikle Marmara depremi sonrası betonarmeye alternatif olarak hafif yapı sistemlerinin yaygınlaşması gerektiği görülmüştür. İstanbul Pelitli’ de ahşap karkas sistem olarak üretilen evlerde çatıda, iç dış duvarlarda 9 mm, döşemelerde ise 18 mm ladin ağacı kontrplak kullanılmıştır.

Kereste dikmeler, çatı mertekleri ve döşeme kirişleri ile kontrplak birbirlerine özel çelik bağlantı elemanları ile bağlanmaktadır. Bu şekilde oluşan levhalar zaten yapının hafifliğinden dolayı düşük olan yanal deprem yüklerine karşı enerji soğuran perde duvar görevi görmektedir. Ahşap karkas evlerde tüm yalıtım sistemi duvarların içinde oluşmakta ve ahşabın kendisinden gelen doğal yalıtım özelliği sayesinde üstün ısı yalıtımı elde edilmektedir.

Ahşap platform çerçeve yapıların performansı ile ilgili yapılan bir çalışmada ölüm oranı ve yapıların yıkılma oranının önemli ölçüde az olduğu görülmüştür.

Ahşap platform tipi yapılarda ölüm oranını düşük olmasına şu gibi faktörler de katkıda bulunmuş olabilir:

Odunun yüksek mukavemet/ağırlık oranı Bağlantılardaki sürtünme kayıplarından kaynaklanan yüksek soğurma kapasitesi Ahşap parçaların esnek davranışları Deprem açısından bakıldığında bu tip yapılardaki anahtar kelime; makaslama gerilimleridir. Makaslama gerilimi, kontrplak, OSB ya da alçıpan levhaların tek ya da iki taraftan bağladığı güçlendiricilerle desteklenen üst ve alt plakalarla dikey sütunların birleşimi ile şekillenir.

Ahşap yapıdaki başarısızlık durumlarına ise vida bağlantıları, duvarların dönmesi, duvar kaplamasındaki kesme başarısızlığı, çeşitli bağlantı hataları ve sınır parçalarının ezilmesi dahil edilmektedir. Ahşap çerçeveli yapıların iyi deprem performansı, detaylı parçalara (duvar, çerçeve ve bağlantı elemanları) ve tüm sistem davranışının iyi kavranmasına dikkat gerektirir.

Read More

Ahşap Karkas Evlerin Tarihçesi

İnsanoğlunun konaklama ihtiyacını karşılamak için kullandığı ilk yapı malzemelerinden biri ahşaptır. Önceleri ahşap yığma sistem kullanılıyorken, daha sonraları ahşap karkas sisteme geçilmiştir. Ahşabın Türk kültüründe çağlar boyu en iyi biçimde kullanıldığı bilinmektedir.

Türk evlerinin yapı malzemesi ahşaptır. Batı Karadeniz, Orta Karadeniz ve Marmara bölgelerinde evlerin iç bölmeleri tamamıyla ahşaptır. Yapı malzemesi olarak ahşabı kullanmanın mimari tasarımda da büyük kolaylık ve zenginlik sağlayacağı belirtilmiştir. Ahşap karkas olarak isimlendirilen, ahşap taşıyıcılı sistem ile bir yapı, görsel ve estetik bakımdan her türlü ayrıntı, tasarımı destekleyici yönde mükemmele yakın çözümlenebilmektedir. Ahşap taşıyıcı sistem ile yapılmış yapıların, günümüze kadar gelen en erken örnekleri 17. Yüzyıldan kalmadır.

Türk evinde ana yapım malzemesi ahşap, yapım yöntemi olarak da ahşap çatkı tercih edilmiştir. Bu teknik bir geleneğin devamı ve Anadolu ve Rumeli’nin ormanlık bitki örtüsüne uygun olduğu gibi, bölgenin deprem alanı olması nedeniyle de faydalıdır. Ahşap 4 çatkı yöntemi yığma ahşap yönteme göre daha az ahşap malzeme gerektirdiğinden, ahşabı az yöreler için de daha uygundur.

Dolgu malzemesi yörede kolay bulunan bir malzeme olabilir. Ayrıca bu teknik çadır gibi çabuk kurulmaya elverişli olduğundan devamlı hareket ve yayılım halinde olan bir toplumun ihtiyaçlarına kolay ve hızlı cevap verebilmektedir. Yine aynı sebeple ahşap yapı ayrıntıları basit olup, karmaşık geçme detayları yerine kolay geçmeler ve çivili birleştirmeler tercih edilmiştir.

Alman, İngiliz, Japon toplumlarındaki kalın kesitli ahşap elemanlar ve özenle tasarlanmış detaylar Türk evlerinde görülmez. Aynı basit yapım tekniği, tarihte sürekli hareket halinde batıya yayılmış olan Amerikan toplumunun yapı detaylarında görülmektedir. Bu yapım tekniği aynı zamanda, yangınlar sonucu bir anda yok olan mahallelerin, kısa sürede yapılmasını da kolaylaştırıyordu. Ahşap yapım tekniğinde, toplumun hayata bakış açısınında kıymetli olduğu vurgulanmaktadır.

Ahşap çatkı inşaat, dış ortama daha çok açılmaya olanak veriyor böylece açık sofalar yapılmasına, daha çok pencere açılmasına, çıkmalar ve geniş saçaklara da olanak sağlar. Böyle bir ev, iklim denetimi sağlamakta, rutubetli ortamda iyi nefes almakta, nemin yoğuşmasına izin vermemektedir.

Ahşap çatkı çok beğenilen bir sistem olup yüzyıllar boyu devam etmiş, gelişmiş ve sanat akımlarına kolaylıkla cevap verebilmiştir. Barok döneminde eğri çizgiler ahşaptan oyularak kolaylıkla elde edilmiş, eğri yüzeyler ise bağdadî yöntemle en doğru şekilde uygulanmıştır. Neo- Klasik dönemde yarım gömme sütunlar, üçgen alınlıklar, daire ve düz kemerler, iri silmeler ahşap evlere de kolaylıkla uygulanır. Abdülhamit döneminin süslü, dekupajlı yapıları ahşap için tam bir Rönesans olmuş, evler adeta bir dantel gibi işlenmiştir.

Art-Nouveau Türkiye’de ahşaba büyük bir başarıyla uyarlanmıştır. Çatı katı balkonları, korkuluklar, yasmaklar çok güzel örnekleri sergiler. 19. yy. sonlarında bütün bu son dönem akımları ve Neo-Klasik Osmanlı üslubu birbirine katılmış olarak ahşap evlerde çok iyi uygulanmıştır. Ahşabın önemli oranda kullanıldığı geleneksel Türk evlerinin sosyal, kültürel, ekonomik, endüstriyel ve geleneksel nedenler yanında, ulaşım, eğitim, yapım özellikleri ve malzeme gibi unsurlar nedeniyle unutulduğu belirtilmektedir.

Read More

Kontraplak Nedir, Üretim miktarı ne kadardır

Odun kökenli levha endüstrisinde en ehemmiyetli ürünler kategorisinde bulunan kontrplak, pek çok değişik kullanım alanı ile hayatımızda yer almaktadır. Kontrplağın değerlendirildiği alanlar; ülkelerin ekonomik ve sosyo-kültürel yapısına, geleneklerine göre ülkeden ülkeye değişiklik gösterebilmektedir. Avrupa’ da kontrplak üretiminde en büyük oran 15 büyük fabrika ve %34’lük oran ile Finlandiya’ya aittir. 2004 senesinde kontrplak üretimi %4 artarak 1.35 milyon m3 ’ e ulaşmış ve üretilen levhaların %90’ı ihraç edilmiştir. Bu ürünler; taşıma endüstrisi, özel kaplamalar ve yapı endüstrisinde kullanılmaktadır.

Ülkemizde kontrplak üretiminde iğne yapraklı ağaç kullanımı yaygın değildir. Buna karşın pek çok ülkede, özellikle Amerika, İngiltere, Avustralya, Yeni Zelanda ve Kanada’da oldukça yaygındır. Bu sebeple yerli türlerimizden üretilecek kontrplakların fiziksel ve mekaniksel niteliklerinin belirlenmesine ve deprem açısından bu verilerin analizine yönelik bir araştırma gerekmektedir. Örneğin APA (American Plywood Association) İğne yapraklı ağaçlar ve YA türlerini sınıflandırmalara tabi tutarak, her bir sınıf ağaç çeşidi için lüzumlu kontrplak üretim kalınlıkları, tabaka sayıları ve bazı direnç değerlerinin bulunduğu tablolar düzenlenmiştir.

APA’nın düzenlemiş olduğu tablolarda Kuzey Amerika’da görülen ağaç türleri için veriler mevcut olup, benzer arazi yapısına sahip yerlerde yetişen ağaç türlerinin benzer özellikler gösterebileceği vurgulanmıştır. Ancak; coğrafik orjininin, yetişme yerinin ve yetiştiği yörenin iklim koşullarının ağacın teknolojik özelliklerini etkilediği, aynı tür ağacın farklı bölgelerde yetişen bireyleri arasında dahi kimyasal ve teknolojik nitelikler açısından farklılıklar olduğu çeşitli çalışmalarla ortaya konulmuştur. Ayrıca üretilen kontrplakların kullanılacakları yapının bulunduğu yere ait iklim koşulları da zaman geçtikçe ahşap elemanın direnç özelliklerini etkileyecektir.

Farklı ülkelerde doğal olarak farklı iklim koşullarına sahip bölgelerde yapılmış bu tür araştırmaların ülkemiz ile benzer sonuçlar vermesi beklenemez. Bu sebeple yerli iğne yapraklı ağaç türlerimiz ile gerçekleştirilecek bu çalışma sonucunda ülkemiz için de APA’nın hazırlamış olduğu gibi bir veri tablosu elde edilecektir.

Dünya genelinde en fazla kontrplak üreten ülkelerden bir diğeri ise ABD olup, üretimin %90’ı İğne Yapraklı Ağaçlar’dan elde edilmekte ve üretilen levhaların büyük bir kısmı bina yapımında kullanılmaktadır. Bu levhaların bina yapımında kullanılmasının başlıca nedeni, kontrplak ile binaların perde duvarlarının kaplanarak güçlendirilmesi ve böylelikle yapıların maruz kalabileceği deprem ve rüzgar yükü gibi yüklenmelere karşı dayanımını artırmaktır.

Bu nedenle özellikle deprem ülkeleri için, ahşap yapı ve bu tür yapılarda kullanılan kontrplak, OSB, kereste gibi ahşap kökenli ürünler veya diğer yapı materyallerinin özellikleri ve kullanım imkanlarının incelenmesinin üzerinde durulması gereken önemli konulardan biri olduğu düşünülmektedir.

Read More

Yapılara Çatı Sistemi neden gereklidir

Bir yapının kullanılır olmasını sağlayan elemanı, çatısıdır. İnsanlar yazın güneş, kışın kar, yağmur ve rüzgar gibi doğa olaylarından ya da her türlü dış etkenden korunmak için içinde barındıkları yapıların üzerlerini örtme gereği duymuşlardır.

Yerleşim tarihinin ilk dönemlerinde saz ve kamış kullanımıyla başlayan, çamur sıvanarak oluşturulan çatı örtüsü, yapılarda kerpiç ve giderek taşın kullanımının başlamasıyla daha dayanıklı bir hal almıştır. Neolitik Çağ‟dan başlayarak Kalkolitik ve Tunç Çağları boyunca yapıların çatılarının genellikle düz yapılmış oldukları görülmektedir. Fakat yağmur sularına düz damların dayanmaması ve suyun çatı üzerinde birikmesi sebebiyle suyun akışını sağlamak için çamur ile sıvanmış dik eğimli çatılar kullanılmaya başlanmıştır.

Kiremidin bir örtü elemanı olarak mimaride yaygın halde kullanım görmesi, çatının üzerini örttüğü binanın yapı malzemeleri ile ilgilidir. Dayanıklı malzeme (taş) kullanımı, dayanıksız örtü malzemelerine (saz, kamış vb.) göre belli bir ağırlığı olan çatı kiremidi kullanımını da gündeme getirmektedir. Bir başka deyişle taşın kullanıldığı sağlam binalarda ahşap iskelet ve kiremit örtünün taşınabilmesini sağlayacak yeterlilik bulunmaktadır.

Çatı sistemlerini oluşturan iki ana unsurdan söz etmek gerekir. Bunlardan ilki çatıyı tutan bir iskelet, ikincisi ise bunun üstündeki örtü sistemidir. İskeleti ahşap hatıllar ve kirişler oluşturmakta, bunun üzerine saz, kamış şist levhaları ve çatı kiremidi gibi örtü elemanları yerleştirilmektedir.

 

Read More

Ağaç malzemede meydana gelebilecek zararları önlemenin önemi

Ağaç malzemenin geniş kullanım alanı bulması, anatomik yapısı ve kimyasal bileşenleri ile fiziksel ve mekanik özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bir başka nedeni kesicilerle kolay işlenmesi yanında yenilenebilir doğal kaynaklardan olmasıdır.

Ayrıca, higroskopik olması nedeniyle kullanıldığı ortamın sıcaklık ve bağıl nemine göre ulaşacağı denge rutubetinden farklı rutubete sahip olması halinde denge rutubetine ulaşıncaya kadar ortam ile rutubet alış-verişi sonucu boyutlarında değişmeler olması gibi dezavantajları da vardır. Bunun yanında organik bir madde olması sebebiyle böcek ve mantarlar tarafından da tahrip edilebilmektedir.

Genel olarak odunda mikrobiyolojik bozunma odun rutubetinin % 28‟in altına düştüğü durumda başlar. Bu nedenle ağaç malzemede meydana gelebilecek zararları önlemek ve kullanım ömrünü uzatmak için koruyucu kimyasal maddelerle muamele (emprenye) edilmesi, ikincil bir işlem olarak iç ve dış koşullara göre korunması ayrıca estetiğinin arttırılmasında önem kazanmaktadır.

Kullanım yerinde ulaşacağı denge rutubetine kadar kurutulan ağaç malzemenin boyutlarında önemli bir değişme olmaz. Uygulama yerlerine göre, yüzey koruma amaçlı renklendirme işlemi uygulanabilir. Renklendirmenin üst yüzey işlemlerinde önemi çok büyüktür.

Aslında ağaç malzemenin doğal halde kendine özgü bir rengi vardır. Mobilya ve dekorasyon elemanları üretilirken, dekorasyon çalışmalarının bir gereği olarak renk uyumu sağlama v.b. düşünceler ile ağaç malzemenin doğal renginden farklı renkler elde etmek için renklendirme işlemine ihtiyaç duyulur.

Read More

Geniş yapraklı ağaçlara Emprenye İşleminin yapılması

Geniş yapraklı ağaçlarda emprenye sıvısı akışı, traheeler içerisindeki sıvı madde, geçit açıklıklarından öz ışınlara, daha sonra boyuna paranşim hücrelerine ve liflere veya diğer traheelere doğru geçmektedir.

Böylece geniş yapraklı ağaçlarda emprenye maddesi akışı sağlanır. Geniş yapraklı ağaçlar özgül ağırlıkları yüksek olduğu için daha güç emprenye edilirler

Read More

Emprenye İşlemi Her Ağaçta farklı etki gösterir

Ağaç malzemenin kullanım ömrünün uzatılması, gerek ortam koşulları, gerekse böceklere karşı korunması için koruyucu maddelerle emprenye edilmesi önemlidir. Bu nedenle emprenye işleminin yapılabilmesi için ağacın anatomik yapısının bilinmesi gerekir.

Hiç bir ağaç türünün özelliği diğerine benzemediği gibi aynı tür ağaçların özellikleri de farklılık gösterir. Hatta aynı ağacın değişik bölümlerinden alınan parçalarda bile farklı özellikler görülebilir. Bu farklılığın nedeni bulunduğu bölge, yetişme ortamı ve kalıtsal yapı gibi etkenlerden kaynaklanır. Bu nedenden dolayı ağaç malzemenin yapısını oluşturan çeşitli hücrelerin meydana getirdiği dokuların emprenye olma özellikleri de farklıdır.

Read More