Deprem sonrasında Yapı elemanlarında oluşabilecek çatlaklar Doç. Dr Deprem sonrasında Yapı elemanlarında oluşabilecek çatlaklar Doç. Dr. Özlem Çavdar

ÇATLAK NEDİR? ÇATLAK ÇEŞİTLERİ NELERDİR? Betonun kalıcılığını önemli bir şekilde etkileyen çatlaklar değişik nedenlerden kaynaklanmaktadır. Prensip olarak herhangi bir noktada çekme zorlamaları betonun çekme halindeki birim şekil değişimi kapasitesini aşarsa betonda çatlaklar oluşur. Betonarme elemanlarda çatlaklar genelde iki türlü karşımıza çıkmaktadır. Bunlar; Uygulama Sırasında Oluşan Çatlaklar Yapısal Çatlaklar Bu çatlak tiplerini daha detaylı inceleyecek olursak; UYGULAMA ÇATLAKLARI; 1.Taze Beton Çatlakları 1.1.Oturma Çatlakları 1.2.Rötre (Büzülme) Çatlakları 1.2.1. Plastik büzülme 1.2.2. Kuruma büzülmesi 2. Yaşlanmış Beton Çatlakları

YAPISAL ÇATLAKLAR Beton, basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı ise düşük olan bir malzemedir. Dolayısıyla betonarme elemanda oluşabilecek çatlakların takibi ve kontrolü önemlidir. Yapısal çatlak çeşitleri; Eğilme çatlakları Kesme çatlakları Burulma çatlakları Eğilme Çatlakları Eğilme çatlakları, çekmenin en yüksek olduğu bölgede oluşur. Bu tür çatlaklar donatının aktığını göstermektedir. Kirişlerde genellikle eğilme ve kesme çatlakları görülmektedir. Kiriş mesnet momentlerine deprem sırasında eklenen tersinir momentlerle birlikte çok büyük bileşke momentleri ortaya çıkabilir. Eğilme momentlerinden ileri gelen çatlaklar çoğunlukla mesnetlerin üst yüzünde ve açıklıkta kesitin alt yüzünden üst yüzüne doğru eğilme çatlağı olarak kendini gösterir.

Kolon-kiriş birleşim bölgesinde etriye yetersizliğinden kaynaklanan mafsallaşma ve kirişte oluşan eğilme çatlağı görülmektedir.

Kesme Çatlakları; Kesme çatlakları kiriş uçlarında yaklaşık 45 derecelik bir açı ile kirişi alt yüzden üst yüze doğru keserken negatif momentten kaynaklanan çatlaklar kesit üst yüzüne yakın çekme bölgesinde oluşur. Beton dayanımı düşükse ve kesitte yeterli enine donatı yoksa kesme çatlakları kolayca kendini gösterir ve büyür. Kesme çatlağı ve sonrasında oluşan kesme kırılması, gevrek bir kırılma türü olduğu için istenmeyen bir durumdur. Kolon ve kirişlerde kesme çatlakları geniş ise, ağır hasar vardır. Kolonlarda beton ezilmiş ise, kesme çatlakları varsa ve boyuna donatı burkulmuş ise ağır hasarlı kabul edilir. Aşağıda ki şekilde bir kirişte olabilecek kesme çatlakları görülmektedir.

Kesme (eğik eğilme) çatlağı yük Kesme (eğik eğilme) çatlağı Basınç ezilmesi Çekme çatlağı Mesnet reaksiyonu

Burulma Çatlakları; Burulma etkisinde, burulma çatlakları kirişin üç yüzünde asal çekme gerilmelerine dik yönde oluşur. Ayrıca, dördüncü yüzde ise, ezilmeler görülür. Burulma çatlamasının oluşması ile burulma rijitliği 1/10 azalır. Bu azalma sonucu, kesit hemen hemen sabit kalan burulma momenti etkisi altında dönerek, zorlamaları diğer elemanlara aktarır.

1-Taze Beton Çatlakları Taze beton çatlakları, betonun kalıba yerleştirilmesini izleyen ilk 30 dakika ile 5 saat arasında, genelde döşeme gibi geniş yüzeye uygulanan betonlarda görülür. a.Oturma Çatlakları Bu çatlaklar, yeni dökülmüş, pas payı bırakılmamış, kürü uygulanmamış, gereğinden fazla su ile katılmış betonlarda, boşluklu betonarme elemanlarda, donatının fazla olduğu bölgelerde ve betonun uygun yerleştirilmediği durumlarda, üst yüzeye yakın donatıların hemen üzerinde oluşurlar. Taze betonda iri agrega taneleri dibe doğru çökerken, çimento partiküllerini içeren su yüzeye çıkar. Yüzeye yakın kiriş ve döşeme donatıları bu yer değişimine karşı koyar ve taze beton bu bölgelerde tam olarak oturamaz. Oturmasını yapamayan beton demir boyunca çatlar. Döşemeler ince olduğu için oturma azdır, pek çatlama görülmez. Bu çatlakları önlemenin yolu normal kıvamda (-12 cm çökme) beton kullanıp, yüksek kıvamlı aşırı sulu betonlardan kaçınmak ve betona iyi vibrasyon uygulamaktır.

b.Plastik Rötre (Büzülme) Çatlakları Bu tip çatlaklar, özellikle sıcak, kuru, rüzgarlı günlerde dökümü yapılan betonlarda (döşeme, yer, yol, pist,... betonları) görülen; rastgele dağılmış, çeşitli boylarda ve genişliklerdeki çatlaklardır. Döşeme betonu dökülünce üst yüzeyindeki su buharlaşmaya başlar, betonu terk ederek havaya karışır, bu suyun yerine betonun bünyesindeki su yukarı, üst yüze doğru gelir (kusulan su). Buharlaşma hızı, su kusma hızından yüksekse betonun yüzeyi kurumaya, dolayısıyla büzülmeye ve çatlamaya başlar. 2. Yaşlanmış Beton Çatlakları Bu tip çatlaklar, değişik yaş gruplarındaki (birkaç haftadan 30 yıla kadar) betonlarda görülebilir. Çatlaklar, fiziksel veya kimyasal kökenlidir. Bunlar, önce kılcal görünümde, ardından büyüyen ve birleşen çatlaklardır. Çatlakları takiben beton yüzeyinde soyulma, dökülme ve patlamalar görülür. Önlem alınmadığı takdirde, betonarme elemanlar zamanla tamamen tahrip olabilir. Bu çatlamaların nedenleri arasında donma - çözülme, alkali - aktif silis reaksiyonu, karbonatlaşma, donatının korozyonu/paslanması, sülfat - asit -tuz gibi beton için zararlı maddelerin yol açtığı reaksiyonlar sayılabilir.

ÖNERİLER Burkulma ve birleşim yeri hasarlarının engellenmesi için, kolon ve kiriş uç bölgelerinde etriye sıklaştırılması yapılmalı, kolon-kiriş birleşim yerlerinde gerekli detaylara dikkat edilmelidir. Özellikle okul ve fabrika gibi binalarda sıklıkla karşılaşılan bant pencerelerde veya asma katlarda kısa kolon hasarları gözlenmektedir. Bu bölgelerde de DBYBHY-2007’de kısa kolon için bulunan kurallara uyulmalıdır. Beton dayanımının düşük olması, aderansı da azaltır. Dolayısıyla malzeme kalitesi göz ardı edilmemelidir. Beton karışımı hazırlanırken gerekli standartlara uyulmalı, homojen bir karışım elde edilmelidir. Özellikle donatının yoğun olduğu bölgelerde beton ve donatı arasındaki aderansın sağlanması için vibratör kullanılması önemlidir. Projelendirme aşamasında bütün koşullar göz önünde bulundurularak hassas çözümler yapılmalı, bina davranışında beklenmeyen durumlarında ortaya çıkabileceği unutulmamalıdır. Yapı denetimi yaygınlaştırılmalıdır.