Perde beton nedir, depreme karşı dayanıklı mıdır?

Kahramanmaraş merkezli iki büyük yıkıcı depremin ardından bina güvenli bir kez daha gündeme geldi. Vatandaşlar bir binanın depreme karşı dayanıklı olup olmadığını ise araştırmaya başladı. Peki, binalarda kullanılan perde beton ne işe yarar? Perde beton depreme karşı korur mu? Bu yazımızın temel amacı perde duvarların tanımını yapmak, perde duvar çeşitlerinden bahsetmek ve perde duvarların yapı davranışına etkilerini kabaca açıklamaktır.

Bir deprem ülkesi olan Türkiye'de, binaların depreme dayanıklı olması büyük önem taşıyor. Bu kapsamda, yeni yapılarda kullanılan perde beton yöntemi depreme karşı binayı etkili bir şekilde koruyor.

Depremi göğüsleyen diğer yapı kolonlardır ancak kolonlar, beton perde duvarlara göre daha kolay hasar alabilirler bu yüzden deprem anında yatay kuvveti kesen perde betonlardan yararlanmak gerekir.

Perde beton nedir, depreme dayanıklı mıdır, depremde binayı nasıl korur?

Perde betonlar; sismik kuvvetlere ve güçlü yanal rüzgârlara maruz kalma ihtimali olan yüksek katlı yapılar için kritik bir yapı malzemesi. Perde betonlar, deprem anında tüm enerji ve yükü taşıyarak, depremin şiddetine göre hasar görmeden veya az bir hasarla depremden çıkmanızı sağlayabiliyor.

Perde betonun avantajları;

- Yatay salınımı azaltır,

- Kolay uygulanabilir,

- Maliyet uygundur,

- Deprem hasarını en aza indirir,

- Kısa sürede inşa edilebilir.

Perde Duvar

Perde duvarlar, plandaki kalınlıkları boylarına göre oldukça büyük olan düşey taşıyıcı elemanlar olup görevleri döşemelerden ve kirişlerden aldıkları yatay ve düşey yükleri zemine aktarmak ve özellikle deprem ve rüzgar gibi yanal yükler etkisinde yapıların yatay ötelenmesini sınırlamaktır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde perdeler planda uzun kenarlarının kalınlıklarına oranı en az 6 olan düşey taşıyıcı sistem elemanları olarak adlandırılmaktadır.  

Düşey yükler yani yapının kendi ağırlığı olan sabit yükler ile yapıda meydana gelen insan, makine vb. kaynaklı  hareketli yükler için genel olarak kolonlar yeterli dayanımı sağlamaktadır.  Kolonlara oranla büyük kesitlere sahip olan perde duvarlar, tabii ki yapıların düşey yüklere karşı dayanımını da fazlasıyla artırmaktadır. Fakat perdelerin kullanımında asıl amaç yanal yüklere karşı yapının dayanımını ve rijitliğini artırmaktır.

Farklı ülke yönetmeliklerinde perde duvarlar; FEMA 356’da betonarme yapılarda yatay yükleri karşılamada hizmet vermesi amacıyla oluşturulan düzlemsel düşey elemanlar, Eurocode 8’de diğer yapısal elemanlarla mesnetlenmiş ve enkesit olarak uzunluğunun kalınlığına oranı dörtden büyük olan elemanlar, ACI 318’de yapılarda deprem etkilerinin oluşturduğu V, M ve N tesirlerinin kombinasyonlarının oluşturduğu etkileri karşılamak için düzenlenen yapı elemanları, IBC 2000’de düzlemine paralel olan yatay yükleri karşılamak için tasarlanan yapı elemanları olarak tanımlanır.

 

 

Perde duvarlar; “deprem perdesi“, “yapısal duvar” ya da sadece “perde” olarak da isimlendirilebilmektedir. Perde duvar yerine yapısal duvar teriminin kullanılması, bu yapısal elemanın davranışında eğilme momenti ve eksenel kuvvetlere ek olarak, kesme kuvvetlerinin önemini vurgulamak için ortaya atılmıştır.

Perde Duvarların Görevi Nedir? Neden Önemlidir?

Perdelerin ana görevi yatay yükleri taşımak ve yapının yatay ötelenmesini sınırlandırmaktır. Perdeler görece fazla olan yanal rijitliğiyle depremden kaynaklanan moment ve kesme kuvvetleri karşılamada ve kat ötelenmelerini kontrol altında tutmada etkilidir. Perde duvarlar deprem tasarımında çok önemli kriterler olup yapıda rijitlik, dayanım ve süneklik açısından etkin elemanlardır.

Perde duvarlı yapılar, taşıyıcı sistemi sadece çerçevelerden oluşan yapılara göre daha rijittirler. Yani kuvvet etkisi altında şekil değiştirmeye-yer değiştirmeye karşı daha dirençlidirler. (Rijitlik Nedir?) Böylece perde duvarlı yapının fazla büyük olmayan depremler altında aşırı deformasyon yapması engellenmiş olur.

 

Perdelerin yapıaya kazandırdığı özellikleri ve dolayısı ile önemini yukarıdaki grafik aracılığıyla maddeler halinde açıklayalım;

1. Grafikte eğrilerin ilk bölümlerinden anlaşılabileceği üzere, perdeli sistemler yatay kuvvetler altında daha az yer değiştirme yapmaktadır. Aynı yer değiştirme üzerinden bu yer değiştirmenin meydana geldiği yatay yükler karşılaştırıldığında yapının yatay kuvvetlere karşı dayanımındaki artışın boyutu görülecektir.
2. Eğrilerin yataya doğru döndüğü, yapıların akma noktası olarak bilinen ve elastik ötesi davranışa geçtiği (yapının hasar almaya başladığı) yatay kuvvet perdeli sistemlerde çok daha büyüktür. Dolayısıyla perdeli sistemlerin hasar alması için daha büyük yatay kuvvetler (deprem gibi) oluşması gerekir.
3. İki farklı eğri altında kalan taralı alanlar yaklaşık olarak tüketilen deprem enerjisini göstermektedir. Bu da perdeli sistemlerin daha yüksek deprem enerjisi yutma kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir.

Perdeler yatay yükler altında tüm yapı yüksekliği boyunca eğilme davranışı göstermeleri nedeniyle diğer düşey taşıyıcı elemanlardan ayrılırlar. Çerçeveli yapılarda yükseklikle birlikte katlar arasında göreli kat ötelemesi giderek azalırken, perdelerde eğilme davranışının etkili olması sebebiyle yükseklik arttıkça kat ötelenmeleri artmaktadır. Perde ve çerçeveli sistemler birlikte kullanıldıklarında ise üst katlarda çerçeve daha etkin olarak perdenin eğilme ötelenmesini kısıtlar, alt katlarda perde daha etkin olarak çerçevenin kesme ötelenmesini kısıtlar. Perde, çerçeve ve perdeli-çerçeveli sistemlerin yatay yük etkisinde davranışı aşağıdaki şekilde verilmektedir.

 

 

Yapıda Perde Olup Olmadığı Nasıl Anlaşılır? Binada Perde Var mı? Nasıl Anlarım?

Bir yapıda perde bulunup bulunmadığını anlamanın en doğru yolu yapının statik projelerinin incelenmesidir. Perde tanımında da belirtildiği gibi plandaki boyu eninin 6 katı ve üstü düşey elemanların varlığı bu projelerden kolaylıkla görülebilmektedir. Fakat bu konuda dikkat edilmesi gereken husus 1/6 oranının bir kabul olmasıdır. Deprem yönetmeliklerinde yapıların boyutlandırılmasında izlenecek yolların belirlenmesi amacıyla bu şekilde sabit oranların verilmesi gerekliliği duyulmuştur. Bir önceki yönetmeliğimizde (TDY 2007) ise bu oran 1/7’ydi.  Örneğin 1/5.8 oranlı bir düşey eleman da aslında perde görevi görebilirken yönetmelik ve tanımlama gereği perde sayılmamaktadır.

Yapılarda perde duvarlar 25 cm kalınlıktan başlayarak yapı yüksekliğine göre 40 cm ve kimi zaman daha yüksek boyutlara kadar değişebilmektedir. 25 cm kalınlık için 150 cm uzunluk 1/6 oranını sağladığı için bir perde sayılacaktır.

Statik proje üzerinde perdelerin görünüşüne örnek olması açısında aşağıda perdeli ve perdesiz iki farklı kalıp planı örneği gösterilmiştir.

Projeler olmadan bir yapıda perde olup olmadığı ise ancak varsa yapı duvarlarındaki dişlerden anlaşılabilmektedir. İlgili kalınlık genişlik oranlarını sağlayan düşey taşıyıcı elemanlar kontrol edilerek perde duvarlar bulunabilir.

Perde Duvar Çeşitleri Nelerdir?

Perde duvarlar farklı kriterlere göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır;

1. Geometrik Özelliklerine Göre Perdeler
   • Dolu Gövdeli Perdeler
   • Kısa Perdeler
   • Narin Perdeler
   • Boşluklu-Bağ Kirişli Perdeler
2. En Kesit Şekillerine Göre Perdeler
   • Dikdörtgen Kesitli Perdeler
   • T, L, C, I, H Kesitli Perdeler
   • Çekirdek Duvar
3. Kompozit Perdeler

1. Geometrik Özelliklerine Göre Perdeler

Dolu Gövdeli Perdeler; gövdelerinde boşluk ya da açıklık bulunmayan perdelerdir.

Kısa Perdeler; yükseklikleri, en fazla plandaki uzunluklarının 2 katı olan perdelerdir.

Narin Perdeler; yükseklikleri, plandaki uzunluklarının 2 katından büyük olan perdelerdir.

Boşluklu – Bağ Kirişli perdeler; çeşitli sebeplerle gövdelerinde boşluklar oluşturulmuş perdelerdir.

2. En Kesit Şekillerine Göre Perdeler

Mimari gereksinimlere uygun olarak planda perde duvarlar farklı geometrilerde oluşturulabilmektedir. En çok karşılaşılan perde geometrileri aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Yukarıda gösterilen perde duvar geometrilerden farklı olarak mimari ihtiyaca göre çok daha farklı geometrilerde perdeler de oluşturulabilmektedir.

3. Kompozit Perde Duvarlar

Geleneksel betonarme perde duvarlar dışında çelik levhalar ya da profillerle de çeşitli perdeler duvarlar inşa edilebilmektedir.

Depreme dayanıklıdır. İnşaatlardaki pere betonların sonradan kırılmaması lazım. Çünkü binada çok önemli taşıyıcı görevini görür. Perde betonun kalınlığı en az 40 ila 50 santim arasında olması gerekmekte ve perde betonlu duvarların içerisinde kolonlar da vardır. Yapı denetimin çizelgesine göre belirlenen ölçüler ve aralıklarla perde betona kolonlar konulur.

Perde beton özellikle bodrum katlarında kullanılıyor. İçinde ise kırma taş, katkı maddesi, demir ve beton kullanılır. Özellikle katkı maddesi demirin çürümemesini ve yeni kalmasını sağlıyor. Perde beton kullanılan inşaatların temelinde gerekli demir ve beton verilirse yapı sağlamlığı artmaktadır. Böyle olunca kullanılan betonun ömrü senelerce uzamasını ve dayanmasını sağlıyor.

Demirinden, çimentosundan çalınmazsa perde betona ortalama 100 senelik bir ömür biçiliyor. Perde betonlarda iyi malzeme kullanılıp kullanılmadığını anlamak için önce betondan numune alınır ve numune alındıktan sonra karot sistemiyle kırıldıktan sonra betonun ne kadar iyi veya ne kadar kötü olduğunu anlayabiliyoruz. Şayet betonun kalitesi kötü çıkarsa, bu işin güçlendirmesi var ve ona göre ekstra perde beton güçlendirilmesi ilave olarak eklenmesi gerekiyor.

Buradan C30 beton çıkarıyorsak, inşaatlarda da C30 dökmek istiyoruz. Döküm esnasında betona su verilmemelidir. Su verildiğinde ise betonun kalitesi düşmekte ve C30 olan beton C20'ye kadar düşebilmektedir. Bunun yanında temellerde bağlanan demirlerin de doğru şekilde bağlanması gerekmektedir. Yani beton ve demirin doğru ölçülerde olmasının dışında işin ince ve en önemli kısmı ustalarda bitiyor.

İnsanı deprem değil çürük yapılan binalar öldürür. Perde beton işi biraz meşakkatlidir. Çünkü beton işi zamana karşı yapılmakta ve belirli bir süresi vardır. Üretilen betonun zamanında dökülmemesi durumunda özelliğini yitirmektedir.