Çelik Yapının Depreme Dayanıklılığı

Yapı ağırlığının azalması ile yapıya gelen deprem kuvveti de azalacaktır. Çelik yapılarda yapı ağırlığı, betonarme yapılara göre yaklaşık %50 daha az olduğundan yapıya etkiyen deprem kuvveti aynı oranda azalacaktır.

Çelik sünek bir malzemedir. Betonarmeye göre 18 kat daha sünektir. Süneklik , elastik davranışın üzerindeki şekil değiştirmelerde enerji utma yeteneği sağlandığından bu özellik dinemik yükler altında önem kazanmaktadır. Tekrarlı yüklemeler altında betonarme yapının tek yönlü ve sınırlı olan enerji yutma yeteneği her tekrarda azalarak bozulur ve deformasyon oluşmadan kırılma gerçekleşir. Çelik yapıda ise elastik sınırlar aşıldığında , bir başka değişle beklenenin üzerinde yükler yapıya etkidiğinde, çelik yapı elemanları yüksek şekil değitirme kapasiteleri sayesinde öncelikle sekil değiştirir ve deforme olur. Şekil değiştirme esnasında oluşan enerji yutulur ve etkiyen yükler altında yapı ayakta kalarak, yapı elemanlarında deformasyon oluşabilmesi için yük kiriş ve kolonlar arasıda dağılabilmelidir. Bunun sağlanması için çelik yapılarda kiriş-kolon birleşimlerinin yük aktarımı için yeterli moment kapasitesine sahip olmasına dikkat edilmelidir.

Çelik çerçeveli yapıların depreme karşı gösterdiği üstün performansın nedenlerinden birkaçı;

-Çelik çerçeveli yapılar hem yüksek dayanımlı hem de hafiftir. Bu özellik, depreme dayanıklı yapıların çelik ile daha ekonomik olarak yapımını sağlamaktadır.

-Yapısal çeliğin mühendislik bakımından tüm özellikleri bellidir, tutarlıdır ve iyi anlaşılmıştır. Bu durum, çelik çerçeveli yapıların davranışının diğerlerine göre daha güvenilir olmasını sağlar.

- Yapısal çelik elastik olmayan sınıra kadar tekrarlayan yüklere karşı değişmeyen bir davranış gösterir. Bu süneklik ya da tekrarlayan yüklere kırılmadan dayanma yeteneği, çelik çerçeveli yapıların düşey ve yatay tasarım yüklerine büyük deformasyonlar ile dayanmasını sağlar.

-Basit ve yarı-rijid çelik eleman birleşimlerinin dönebilir olması ve sünekliği; dinamik enerjiyi azaltarak, düşey yük taşıyan çelik çerçevelerin yatay kuvvetleri karşılayan asıl sisteme güçlü ve güvenilir bir destek olmasını sağlar. Bu destek sistemi, asıl sistemin uygun biçimde tasarlanmadığı veya çalışmadığı bir çok durumda, yapıların çökmesine engel olmuştur.

-Çelik çerçeveli yapılar, tasarım ve yapım hatalarına karşı, beton gibi gevrek (kırılgan) maddeler ile yapılan diğer yapılara göre daha az hassastır. Üstelik, fabrikada kolaylıkla denetlenerek üretilen çelik çerçeve elemanları ile bunların çok basit olan montajında hata riski yok denecek kadar azdır. Örneğin; çelik çerçeveli yapılar için söz konusu olmayan; kolon düşey donatılarının yanlış bindirilmesi, etriyelerinin bağlanmaması veya aralıklarının fazla olması vb. hatalar betonarme yapılardan birçoğunun depremlerde çökmesine neden olmaktadır.

-Depremlerde ağır hasar gören betonarme çerçeveli ve yığma yapıların tam aksine; çelik çerçeveli yapıların hasar gören elemanları, geniş çaplı yıkım ve söküme gerek kalmaksızın, kısa sürede ve ekonomik olarak tamir edilebilir veya değiştirilir.
- Modern üretim makineleri ile fabrikada yapılan işlerin çoğalması, kalite kontrolünün artmasına ve performansın daha güvenilir olmasına yol açmıştır.
-Depremlere karşı gösterdiği yüksek dayanım gücü, fabrikasyon olanaklarının ve yardımcı malzeme özelliklerinin gelişmesi; çelik çerçeveli yapıların, kolaylıkla alınabilen özel önlemler ile fay hatları yakınında depremin en etkili olduğu bölgelerde dahi yapılabilmelerini sağlamaktadır.
-Dahası, yaptırımları daha az olan eski Standardlara uygun yapılardan çelik çerçeveli olanlar büyük depremlerden en az hasarla çıkarken diğer malzemelerle yapılanların çoğu ya tamamen çökmüş ya da uğradıkları ağır hasarlar nedeniyle kullanılamaz hale gelmiştir.

Sonuçlar

-Dünyada gelişmiş ülkelerde yapısal çeliğin %30 ile %55 ler arasında değişen kullanım oranı, ülkemizde maalesef %5 oranındadır. 17 Ağustos 1999 depreminden sonra çelik yaygın olarak gündeme gelmiş, mevcut çelik imalat atölyelerinin teknolojilerinin geliştirmeye çalışmaları yanısıra yeni girişimcilerin sektöre ilgi duyduğunu görmekteyiz. Yapıların taşıyıcı sisteminde yapı çeliği kullanarak diğer malzemelerle yapma olanağı olmayan çok değişik geometri ve formlarda yapı tasarımı yapılabilir. Çelik malzemenin deprem bölgelerinde ki yapılar için uygun olduğu gerek bu malzemenin özelikleri gerekse uygulamadan elden edilen sonuçlar sonucu bilinen bir gerçektir. Bu gerçeğin gerek tasarımcılar gerekse uygulayıcıları tarafından herkese anlatılması gerekmektedir.