PREFABRİKE YAPILAR Prof.Dr. Metin HÜSEM Karadeniz Teknik Üniversitesi

... konulu sunumlar: "PREFABRİKE YAPILAR Prof.Dr. Metin HÜSEM Karadeniz Teknik Üniversitesi"— Sunum transkripti:

1 PREFABRİKE YAPILAR Prof.Dr. Metin HÜSEM Karadeniz Teknik Üniversitesi
İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Anabilim Dalı

2 PREFABRİKE YAPILAR

3 PREFABRİKE YAPILAR Herhangi bir inşaat malzemesi, yapı elmanı, yapı bileşeni, makine veya teçhizatın atölye veya fabrikalarda seri olarak imal edildikten sonra her türlü yapı inşaatının şantiyesinde, sadece yerleştirme ve montaj işlerine tabi tutulmasına prefabrikasyon adı verilmektedir. Prefabrike yapılar, hızlı nüfus artışına paralel olarak ortaya çıkan ihtiyaçların karşılanmasına yönelik geliştirilmiş olsa da, beton ve betonarme elemanların üretiminde kalite kontrol ve kalitenin sürekliliği açısından da, özellikle sanayi yapılarında, tercih edilir hale gelmiştir.

4 PREFABRİKE YAPILAR Prefabrike elemanlara dayalı teknolojilerin gelişmesi ve yaygınlaşması, bazı ön şartların varlığına bağlıdır. Bunlar; Başta konut olmak üzere, büyük ölçekte bir yapı açığının süratle giderilmesi isteği El emeğinin pahalılığı Vasıflı iş gücünün azlığı Teknik gelişme düzeyinin yeterliliği Tüm bunların yanında, hizmet alanları içerisindeki talebin büyüklüğü ve sürekliliği de önem taşır.

5 PREFABRİKE YAPILAR Herhangi bir proje için en uygun teknolojinin seçimi, bir çok parametrenin yer aldığı oldukça karmaşık maliyet ve etkinlik analizine göre yapılmaktadır. Yapılan çalışmalar prefabrike yapıların, yapım süresi, kalite artışı da dikkate alındığında, geleneksel yapıya göre daha ucuz olduğunu göstermektedir. Prefabrike yapılarda: 1- Maliyetin düşmesini sağlayan faktörler; Yapı elemanı üretiminde kalıbın çok kez kullanılarak iyileştirilmesi, İskelenin kısmen veya tümüyle ortadan kaldırılması İş verimliliğinin artması, yapının hafiflemesi ve malzemeden tasarruf edilmesi

6 PREFABRİKE YAPILAR 2- Yapım sürecine hız kazandıran faktörler:
Eleman üretiminin şantiye işlerine paralel olarak sürdürülebilmesi Üretimin mevsimsel duraklamalardan etkilenmemesi Betonun kürünün uygun yöntemlerle yapılarak fabrikada üretim süresinin kısalması Binalarda prefabrikasyon derecesi ve kullanım alanları: Geleneksel bir inşaatın içinde bile en az %12 oranında prefabrikasyon imalat bulunabilmektedir. Bir inşaatta prefabrikasyona elverişli imalatlar: -taşıyıcı sistem -taşıyıcı olmayan yapısal elemanlar, -duvarlar, kaplamalar, -doğramalar, çatı makasları, çatı örtüsü, Sıhhi tesisat, banyo ve mutfak

7 PREFABRİKE YAPILAR Ülkemizde bina inşaatında prefabrikasyon derecesi maliyetin yüzdesi olarak henüz %40 civarındadır. Gelişmiş ülkelerde bu oran %70 seviyelerindedir. Ülkemizde prefabrikasyon olarak genellikle, sanayi yapıları, hangarlar, depolar ve viyadüklerin kirişleri, üst geçitler, döşeme panelleri yaygın olarak üretilmektedir.

8 PREFABRİKE YAPILAR Prefabrike yapı sistemleri ve bunlara ait bazı örnekler: -Duvar panel sistemler: taşıyıcı duvar ve döşeme bileşenleri ile kurulan bu tür sistemlerde amaç, bölme, yalıtım ve taşıma görevlerinin aynı eleman tarafından üstlenilmesidir. Eleman türlerinde ve bağlantı sayısında büyük bir azalma olmakta, üretim ve montaj maliyetleri düşmektedir. Üretimi, taşınması, montaj ve stabilite sorunları gibi bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bu tür sistemler Büyük Duvar Bloklu sistemler ve Panel sistemler olarak üretilebilmektedir.

9 PREFABRİKE YAPILAR Panel sisteme ait uygulama örneği
Panel sistemlere ait bir uygulama örneği

10 PREFABRİKE YAPILAR Panel sistemlerde, duvar panelleri kat yüksekliğinde standart elemanlardır. Genişlikleri; -dar panellerde cm -orta boy panellerde cm dir. İç kısımlarda; dolu, boşluklu, betonarme plaklar şeklinde, Dış kısımlarda; dolu kesitli yada nervürlü betonarme plaklar ya da sandviç duvar elemanları şeklinde üretilebilmektedir. Büyük Boy Duvar Sistemlerin taşıyıcı elemanları, duvar elemanları kat yüksekliğinin ½ si veya 1/3’ ü yüksekliğinde beton, hafif beton gibi bloklardır. Genişlikleri cm, kalınlıkları cm arasındadır. Kaldırma halkaları dışında donatısızdır. Montajları, duvar blokları basit montaj araçları ile yan yana ve üst üste getirilir. Montaj sırasında desteklenmelerine gerek yoktur.

11 PREFABRİKE YAPILAR Dar ve orta boy duvar panelli bloklar

12 PREFABRİKE YAPILAR Büyük duvar bloklu bir sistem

13 PREFABRİKE YAPILAR Büyük boy duvar ve döşeme panelli bir sistem

14 PREFABRİKE YAPILAR Büyük boy duvar paneli

15 PREFABRİKE YAPILAR

16 PREFABRİKE YAPILAR

17 PREFABRİKE YAPILAR İpeks İplik Sanayi- Alacalı-Lüleburgaz

18 PREFABRİKE YAPILAR Duvar panellerinin yerleştirilmesi

19 PREFABRİKE YAPILAR Panelli sistemlerde ana bileşenler arasındaki bağlantılar : Bileşenler arasında yapılacak bağlantılar aşağıda verilen şartları sağlayacak şekilde oluşturulmalıdır. -Bileşen türleri, birleşim yerleri, plan çözümleri kat yükseklikleri değişse bile aynen veya küçük değişikliklerle uygulanabilir olmalıdır. -Üretim, taşıma, montaj güçlükleri çıkaran kenar birleşimlerinden kaçınılmalıdır. -Montaj sırasında destekleme ve ayarlama sorunları en aza indirgenecek şekilde olmalıdır. - Üretim ve montaj maliyetlerini artıracak ölçüde hassaslık gerektirmemeli, belli sınırlar içinde ölçü sapmalarının giderilmesine imkan verecek şekilde olmalıdır.

20 PREFABRİKE YAPILAR - Yeterli bir ses yalıtımı sağlayacak ve yangına karşı dayanım gösterebilecek şekilde olmalıdır. -Dış ortamda yer alıyorsa su ve hava geçirimliliğine karşı dayanıklı olmalıdır. YUKARIDA VERİLENLERİN TÜMÜNÜ BİRDEN GERÇEKLEŞTİREN BAĞLANTI ŞEKLİ HENÜZ GELİŞTİRİLEMEMİŞTİR. Yaygın olarak kullanılan bağlantılar : -Islak bağlantılar -Yarı ıslak bağlantılar -Kuru (kaynaklı) bağlantılar.

21 PREFABRİKE YAPILAR Islak bağlantılar: genellikle yerinde dökülen betonla yapılmaktadır. Bu teknik Avrupa ülkelerinin bir çoğunda geçerliliğini sürdürmektedir. Bu tür bağlantılarda elemanlardan çıkan donatı filizleri ve ek donatı ile çekme ve kesme kuvvetlerini de karşılayabilecek şekilde detaylandırılabilmektedir. Avantajları: -Geleneksel yapıma yakın bir çözüm getirmektedir. -Ses yalıtımı ve yangına karşı dayanımı daha iyidir. -Ölçü sapmaları kolay giderilir. -Korozyon sorunları yaratmamaktadır.

22 PREFABRİKE YAPILAR Dezavantajları:
-Betonun dayanım kazanmasının beklenmesi (yapım süresini uzatır) -Betonlar arasında farklılıktan doğan sorunlar(çatlama, görünüm) -Bileşen yüzeylerinin kirlenmesi Yarı ıslak bağlantılar: Deprem bölgelerinde sık uygulanan bu bağlantılarda, yerinde dökme betonla birlikte, birleşimin kesme ve çekme kuvvetlerine karşı dayanımını artırmak için yer yer donatı filizlerinin kaynaklanması şeklinde yapılır. Avantajı: - Dayanımı artırır.

23 PREFABRİKE YAPILAR Dezavantajları:
- kaynaklı noktaların kontrolünde zorluklar vardır. - kaynak yapılabilmesi için birleşim genişliğinin büyümesi Kuru (kaynaklı) bağlantılar: Bu tür bağlantılar, çekme ve kesme kuvvetlerini karşılamak üzere, üretim sırasında bileşenlere ankrajı yapılan çelik plakaların, yapı yerinde çelik çubuk, plaka veya profillerin yardımı ile kaynaklanarak oluşturulmaktadır. Bu tür bileşimlerde oluşan derzi ses yalıtımı, yangın dayanımı vb nedenlerle, harçla veya betonla kapatmak gerekmektedir. Bu nedenle bu bağlantılar yarı ıslak bağlantılar olarak da kabul edilebilirler.

24 PREFABRİKE YAPILAR Avantajları:
-Üretim sırasında güçlük getiren donatı filizleri gerekmemektedir. -Bağlantılar, bekleme olmaksızın kuvvet aktarıcı duruma gelmektedir. Dezavantajları: -Korozyon tehlikesi bulunmaktadır. -Şantiyede kontrol güçlükleri vardır. -Daha hassas bir üretim ve montaj gerektirir. -Derzler harç ve beton dolgu ile doldurmak gerekmektedir.

25 PREFABRİKE YAPILAR İç ortamlarda yapılan birleşimlerde, genellikle su geçirimliliği ve ısı yalıtımı gibi sorunlar bulunmadığından, birleşim detayları daha da basitleşmiştir. Bu birleşimlerin yapısal olarak yeterli olması ön plana çıkmaktadır. İç ortamlardaki düşey bağlantılar, duvarlar arasında yekpareliği sağlama görevi üstlenirler. Rijitliği artırma açısında önemli rol oynarlar. Farklı oturmalar, eksenel olmayan yüklemeler ile yapıya etkiyen yatay kuvvetler, düşey bağlantılarda basınç, çekme ve kesme kuvvetleri oluşturabilirler. Oluşan çekme ve basınç kuvvetlerin için, elemanların kenarından çıkan firkete filizlerinin iç içe geçirilmesi ve ortalarından ek donatı geçirilerek birleşimin betonlanması yeterli olmaktadır. Kesme kuvveti sözkonusu ise eleman kenarlarında cepler yada dişler yapılmalıdır.

26 PREFABRİKE YAPILAR Bazı birleşim detaylarına ait örnekler

27 PREFABRİKE YAPILAR İki taşıyıcı duvarın birleşimi
b) Üç duvarın birleşimi c) Ek kalıp gerektirmeyen üç duvarın birleşimi a) ve b) de çekme kuvvetleri hatıl donatısı tarafından karşılanır.

28 PREFABRİKE YAPILAR d) Ek kalıp gerektiren üç duvarın birleşimi

29 PREFABRİKE YAPILAR Dört taşıyıcı veya rijitleştirici duvarın yerinde dökme betonla yapılan birleşimi –ek kalıp gerektirmez.

30 PREFABRİKE YAPILAR Bu birleşimde panel kenarlarından çıkan firkete filizleri iç içe geçirilmekte ve ek donatı kullanılmaktadır.

31 PREFABRİKE YAPILAR Bu tür birleşimlerde dört duvar panelinin düşey birleşiminde, ek boyuna donatı ve etriyelerle bir kolon oluşturulmaktadır. Bu kolon donatıları hatıl donatısı ile birleşerek bir taşıyıcı iskelet oluşturmaktadır.

32 PREFABRİKE YAPILAR Duvar panellerinin üst uçlarında ankrajlı plakalar çelik çubukların yardımıyla kaynaklanmak suretiyle bağlantı yapılır.

33 PREFABRİKE YAPILAR Büyük çekme ve kesme kuvvetlerinin bulunması durumunda Donatı filizlerinin ek donatı çubukları ile kaynaklanması Ek etriye ve donatı çubukları ile duvar panelleri arasında bir kolon oluşturulur. Filkete filizlerinin çubuklar yardımıyla kaynaklanması

34 PREFABRİKE YAPILAR Bir panelin vinçle kaldırılması

35 PREFABRİKE YAPILAR Bir panel duvarın yerleştirilmesi ve desteklenmesi

36 PREFABRİKE YAPILAR Montajı tamamlanan duvar elemanlarının desteklenmesi

37 PREFABRİKE YAPILAR Bir merdiven kolunun yerleştirilmesi

38 PREFABRİKE YAPILAR Döşeme elemanlarının konsol çıkartılması ile yapılan balkonlar

39 PREFABRİKE YAPILAR Mannheim-Vogelsang Sitesi Almanya

40 PREFABRİKE YAPILAR Thamesmead Sitesi-Londra-1969.

41 PREFABRİKE YAPILAR Rostock İskan Bloğu-Almanya

42 PREFABRİKE YAPILAR Les Pyramides-Paris

43 PREFABRİKE YAPILAR Bazı güçlüklere rağmen köşe pencereli prefabrike yapı-Götingen-Almanya

44 PREFABRİKE YAPILAR Büyük boy panelli sistemlerde kapalı konsol çıkmaları-Braunschweig-Almanya

45 PREFABRİKE YAPILAR Créteil Konut blokları-Paris

46 PREFABRİKE YAPILAR İSKELET SİSTEMLER İskelet sistemler ;
Üretim kolaylığı, eleman sayısı, taşıma kolaylığı, kaldırma kolaylığı, düğüm noktası sayısı azlığı, yapım süresi kısalığı gibi teknolojik kriterler ve büyük açıklıkların geçilebilme kolaylığı gibi tasarım ve pazarlama kriterler nedeniyle tercih edilmektedir. İSKELET SİSTEMLER

47 PREFABRİKE YAPILAR Kolon-kiriş sistemlerin inşasındaki temel amaç; üretim taşıma montaj kolaylığı sağlamasıdır. Yapı yüksekliğinin fazla olması Stabilite sorunları Derin kirişlerin bölme duvar ve tesisat için getirdiği sorunlar bu sistemlerin dezavantajlarını oluşturmaktadır. Ana kirişli sistemler kolon, kiriş ve döşeme olmak üzere üç ayrı elemanla kurulmaktadır.

48 PREFABRİKE YAPILAR Ana kirişli sistemler statik açıdan;
Kesintisiz kolonlu Kesintili kolonlu olmak üzere inşa edilebilmektedir. Her iki tür sistemlerde de mafsallı ve/yada moment aktarıcı bağlantı yapılabilir. Hangi statik sistemin ve bağlantı şeklinin kullanılacağına karar vermek ise, mevcut üretim teknolojisinin varlığı, yapı yüksekliği, kullanım amacı vb. faktörler etkilidir.

49 PREFABRİKE YAPILAR Sürekli kolonlu sistemler; statik ve yapısal açıdan önemli avantajlar getirmekle birlikte, bazı montaj güçlükleri nedeniyle 3-4 kata kadar uygun olabilmektedirler. 4 kattan daha büyük yapılarda 1 veya 2 kat yükseklikli kolonlar daha yaygın kullanılmaktadır. Montajları daha kolay ve maliyeti uygundur. Sürekli kolonlu sistem, mafsallı bağlantı

50 PREFABRİKE YAPILAR Her iki kolon çözümünde de mafsallı bağlantının yapımı kolay ve hızlı, maliyeti ise düşüktür. Ancak binanın yanal stabilitesini uygun konumlu perde, çekirdek+perde ile sağlanmalıdır. Kesintili kolonlu sistemler

51 PREFABRİKE YAPILAR Moment aktarıcı bağlantılar bir yada iki doğrultuda çerçeve etkisi sağlamaktadır. Yapımları mafsallı bağlantılara göre daha zordur. Tek doğrultuda çerçeve düzenlenmesi durumunda stabilite önlemlerinin alınması gerekmektedir. Kesintili, moment aktaran birleşim

52 PREFABRİKE YAPILAR Mafsallı bağlantılı prefabrike iskelet sistemlerde alınabilecek stabilite önlemleri Sürekli kolonlu, moment aktaran sistemler

53 PREFABRİKE YAPILAR Sistem elemanları
İskelet sistemlerde, getirdikleri kolaylıklar nedeniyle yaygın olarak dikdörtgen kesitli kirişler tercih edilmektedir. Bu kirişlerle birlikte tüm döşeme plakları kullanılabilmektedir. Konut türü binalarda daha çok dolu kesitli döşeme plakları Sosyal binalarda ise nervürlü döşeme plakları tercih edilmektedir. Sistem elemanları

54 PREFABRİKE YAPILAR Ana kirişin iki ayrı dikdörtgen enkesitli kiriş olarak düzenlenmesi ile ÇİFT KİRİŞLİ SİSTEMLER oluşturulabilmektedir. Bu sistemlerin, kiriş yüksekliklerinin azalması, kiriş konsollarının kolaylıkla inşa edilmesi ve tesisat bağlantılarının düzenlenebilmesi gibi avantajları bulunmaktadır.

55 PREFABRİKE YAPILAR Ters T kirişli sistemlerin üretimleri dikdörtgen enkesitli kirişlere göre daha zordur. Kiriş yüksekliklerinde sağladıkları azalma ve kiriş-döşeme bağlantılarında getirdikleri kolaylıklar nedeni ile özellikle sosyal binalarda tercih edilmektedirler.

56 PREFABRİKE YAPILAR Yassı ters T kirişli sistemlerin inşası, kiriş yüksekliğinin düşük, tutulmasının önemli ve tesisat yoğunluğunun az olduğu binalarda tercih edilmektedir. Bu tür kirişlerde genişlik/yükseklik oranı 2/1’ i aşabilmekte, genişlikleri ise 7-8 m açıklıklarda 120 cm ‘yi bulabilmektedir.

57 PREFABRİKE YAPILAR Ters U kirişli sistemler; Tek parçada üretilirler
Maliyetleri yüksektir. Tesisat dağılımlarına ev kolonlara oturma şekillerine bağlı olarak bir bölümlerinin konsol çıkarılmasına olanak verilmektedir.

58 PREFABRİKE YAPILAR Omage Ω kirişli sistemler konsol çıkabilme,
Tesisat bağlantılarına olanak verme Yapısal yüksekliği en aza indirme şeklinde avantajları bir arada bulundurmaktadır.

59 PREFABRİKE YAPILAR Yarı prefabrike sistemlerde, kirişler üretimleri sırasında donatılarının bir bölümü açıkta bırakılmakta, enkesitleri inşaat mahallinde tamamlanmaktadır. Bu kirişler değişik enkesitlerde tasarlanmakta, öncelikle de boşluklu ve yarı prefabrike döşemelerle birlikte uygulanmaktadırlar.

60 PREFABRİKE YAPILAR Tali kirişli sistemler
Bu sistemler nervürlü ve ağır elemanlar yerine hafif tali kirişlerden ve basit enkesitli döşeme plaklarından oluşmaktadır. Tali kirişler tek doğrultuda olabileceği gibi iki doğrultuda da yapılabilmektedir.

61 PREFABRİKE YAPILAR TAŞINABİLİR PREFABRİK ÇERÇEVE SİSTEMLER
Bu tür sistemlerde taşıyıcı ana çerçeveler, kolon-kiriş bağlantısının prefabrike ve yekpare olarak üretilmesine imkan verecek şekilde uygun boyut ve biçimlerde üretilmektedir. Sistemi oluşturan eleman tipi, çerçeve-döşeme olmak üzere iki tip inmektedir. Düğüm noktaları kolon-kolon bağlantılarında yapılır. Kirişlerde süreklilik sağlanır. Kiriş-kiriş bağlantıları az kuvvet gelen bölgelerde yapılır.

62 PREFABRİKE YAPILAR Konsollu olarak üretilmiş Taşınabilir çerçeve

63 PREFABRİKE YAPILAR Taşınabilir çerçevelerden H çerçeveli sistemlerde kolon-kolon birleşimlerinin yanal kuvvetler açısından daha uygun bir bölgede düzenlenmiş olması önemli bir statik avantaj sağlamaktadır. H ve yarım H sistemler genelde taşıyıcı cephelerde kullanılması tercih edilmektedir.

64 PREFABRİKE YAPILAR Ters L ve T çerçeveli sistemlerde toplam kol uzunlukları genellikle 6 m ‘yi aşmayan elemanlar üretilebilmektedir. Bazı projelerde bu elemanlarla stabilite çekirdekleri de yapılmaktadır.

65 PREFABRİKE YAPILAR LAMBDA çerçeveli sistemler ters L ve T çerçeve sistemlerine benzer ancak kol uzunlukları 1.8 metreyi aşmayan konsollara dayanan sistemlerdir. Tek taraflı konsol kollu kolonlar çeşitli sistemlerde balkonları oluşturmak amacıyla kullanılmaktadır.

66 PREFABRİKE YAPILAR KOLON-DÖŞEME sistemleri
Kolon+döşeme elemanlarından oluşan sistemler için stabilite ve montaj problemlerinden dolayı bazı uygulamalar geliştirilmiştir. 1- Kolon modülü iki veya bir doğrultuda çalışan tek bir döşeme elemanı ile geçilmektedir. Bu çözümün iki sorunu vardır. Üretim şantiyede yapılıyor ise döşeme boyutları kaldırma araçlarına göre seçilir. Kolon-döşeme arasında oluşan büyük ağırlık farkı vardır. 2- Döşeme eşit büyüklükte parçalara bölünebilir. Bu durumda da montaj sırasında her bir parçanın desteklenme zorunluluğu vardır. 3- Bir veya iki mafsallı uzaysal çerçeveler şeklinde ele alınarak bölümlere ayrılabilir. Bu durumda döşeme bölümleri momentlerin az olduğu bölgede birleştirilmelidir. 4- Farklı bir teknolojiye yönelinerek kat alanı boyutlu döşeme bölümlerinin üst üste döküldükten sonra kaldırılarak son konumlarına yerleştirilir.

67 PREFABRİKE YAPILAR

68 PREFABRİKE YAPILAR

69 PREFABRİKE YAPILAR

70 PREFABRİKE YAPILAR

71 PREFABRİKE YAPILAR

72 PREFABRİKE YAPILAR

73 PREFABRİKE YAPILAR

74 PREFABRİKE YAPILAR

75 PREFABRİKE YAPILAR

76 PREFABRİKE YAPILAR

77 PREFABRİKE YAPILAR

78 PREFABRİKE YAPILAR

79 PREFABRİKE YAPILAR

80 PREFABRİKE YAPILAR

81 PREFABRİKE YAPILAR

82 PREFABRİKE YAPILAR PREFABRİKE YAPILARDA DEPREM

83 PREFABRİKE YAPILAR PREFABRİKE YAPILARDA DEPREM DAYANIMI
Depreme elastik sınırlar içinde karşı koyacak yekpare yapı inşa etmek mümkündür. Ancak böyle bir yapı ekonomik olmamaktadır. Bu nedenle de yapıların olası bir düşük şiddetli depremde, yapının az hasarla ayakta kalmasını sağlamak, şiddetli bir depremde ise onarılamayacak kadar hasar görmesi beklenmektedir. Yapılarda bu tür davranışların elde edilebilmesi için, gerekli dayanıma, yeterli sünekliğe sahip olması, katlar arası göreli yerdeğiştirmesinin belirli sınırlar arasında kalması gerekmektedir. Betonarme çerçeveler rijit kaldığı taktirde karşı koymaları gereken kuvvetler artmakta, bu nedenle de belirli bir süneklik istenmektedir. Bu da kirişlerin sünek davranış gösterecek şekilde projelendirilmesiyle sağlanabilmektedir.

84 PREFABRİKE YAPILAR Prefabrike yapılarda ise çerçeve bağlantıları, mafsallı ya da moment aktarabilen rijit bağlantılar şeklinde yapılabilmektedir. Kolon-kiriş birleşimleri mafsallı olan çerçeveler genellikle tek katlı endüstriyel yapılarda kullanılmaktadır. Bu tür birleşimler çok katlı yapılarda kullanılacaksa, depremden oluşan tüm yatay kuvvetler düzenlenecek perde duvarlar tarafından karşılanmalıdır. Tek katlı yapılarda kirişlerin her iki ucu da mafsallı olduğundan, moment almazlar ancak yatay yükü aktarırlar. Bu durumda da plastik mafsallar kolonlarda oluşur. Yönetmelikler tek katlı yapılarda mafsallı bağlantılara izin vermektedir. Ancak kolon boyutlarının büyük seçilmesini istemektedir.

85 PREFABRİKE YAPILAR Moment aktarabilen bağlantılara sahip çerçevelerde, depremden en fazla etkilenen bölgeler kolon-kiriş birleşim bölgeleridir. Bu bölgelerde en önemli sorun kesme kuvvetinin aktarılmasıdır. Bu nedenle kolon-kiriş bağlantıları kesme kuvvetinin minimum olduğu bölgelerde yapılmalıdır. Perdeli sistemlerde, deprem yükünün tümünü karşılayacak dayanım ve rijitliğe sahip perdeler oluşturulmalıdır. Prefabrike çerçeveler TS 500 de öngörülen koşullara göre boyutlandırılıp detaylandırılmalı ve sistemdeki yanal ötelenme hesaplanarak prefabrike çerçevelerin bu yanal yerdeğiştirmelerin iki katında emniyetli davranması koşulu sağlanmalıdır.

86 PREFABRİKE YAPILAR Deprem etkisiyle oluşan prefabrike yapı hasarları

87 PREFABRİKE YAPILAR Türkiye’ de endüstriyel yapılarda hasar oluşturan ilk deprem 1998 Ceyhan depremidir. Ceyhan depreminden büyük çapta hasar gören Adana Endüstri Bölgesindeki yapıların bir çoğu prefabrike çerçevelerden oluşmaktaydı. Bu nedenle prefabrike çerçeveler deprem yönünden en önemli sınavı Ceyhan depremi olmuştur. Bu yapılar için ikinci ciddi sınav ise 17 Ağustos 1999 Marmara depremidir. Bu deprem endüstrinin yoğun olduğu bu bölgede prefabrike yapılara ciddi hasarlar vermiştir. 17 Ağustos 1999 Marmara depremi sonrasında Prefabrike Birliği tarafından yapılan çalışma sonucunda ; Adapazarı bölgesinde 98 sanayi tesisinin 16’sında toptan göçme, 8’inde toptan göçme, İzmit yöresinde ise %3’ ü depremden ağır yada orta derecede hasar gördüğü belirlenmiştir.

88 PREFABRİKE YAPILAR Birlik üyesi kuruluşların deprem bölgesi genelinde rapor ettikleri hasar %10 dolayındadır. Birliğe üye olmayan kuruluşların üretimlerinde ise hasar oranı daha yüksek olmuştur. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü’nün yapmış olduğu araştırma sonucunda, bölgedeki hasarlı sanayi yapılarının ancak %50’sinin üreticisi belirlenebilmiştir. Üreticisi belirlenebilen yapıların ise yalnızca %20 si Prefabrike Birliği üyesidir. Depremden dolayı prefabrike yapılarda en ağır hasar Adapazarı Organize Sanayi Bölgesinde olmuştur.Bu bölgede kısman veya tamamen göçme %80’ e ulaşmıştır. Bu da bölgedeki sanayicinin prefabrike yapılara olan güveninin kaybolmasına neden olmuştur.

89 PREFABRİKE YAPILAR Marmara, Bolu, Düzce bölgelerinde bulunan prefabrike yapılar, üç grup altında toplamak mümkündür Prefabrike panellerden oluşan çok katlı yapılar, Moment aktarabilen bağlantılara sahip çerçevelerden oluşan çok katlı yapılar Tek katlı mafsallı çerçevelerden oluşan endüstri yapıları

90 PREFABRİKE YAPILAR Prefabrike Panellerden oluşan çok katlı yapılar
Prefabrike panellerden oluşan yapılar genelde konut ve işyeri olarak inşa edilmiştir. Resimde Gölcük- Bahçecik’ te bulun göçmen konutları görülmektedir. Bu konutlar boşluklu paneller kullanılarak 5 katlı olarak inşa edilmiştir. Bu konutlarda, iki doğrultuda da yeterli perde alanı bulunması nedeniyle hasar oluşmamıştır.

91 PREFABRİKE YAPILAR Moment aktarabilen bağlantılara sahip prefabrike çerçevelerden oluşan çok katlı yapıların sayısı , Marmara, Düzce ve Bolu bölgelerinde çok fazla değildir. Kirişlerin kolonlara bağlantıları, genelde kolon-kiriş düğüm noktalarına bitişiktir. Genelde moment aktarımı, aşağıda plakanın plaka ile kaynaklanması ile, üstte ise kolonlardan çıkan filizlerin kiriş boyuna donatısı ile bindirmeli ek yapılması ile yada kaynaklanmasıyla sağlanmıştır. Bu binaların hiç birinde göçme ve ağır hasara rastlanmamış, bazı binalara kolon-kiriş bağlantılarında ağır olmayan türde hasar saptanmıştır.

92 PREFABRİKE YAPILAR Bağlantılardaki hasar nedenleri:
Depremde yükün tersindiği dikkate alınmadığından, kirişin alt donatısının sürekliliği ya hiç sağlanmamış ya da yetersiz kalmıştır. Plaka ankrajları yetersiz yapılmıştır. Üstte kiriş donatısının kolondan çıkan filizlere bindirmeli olarak eklenmesi yetersiz kalmıştır. Bu tür bağlantılar düğüm noktasında yapıldığından, iki zayıflık bir araya gelmiştir. Bölgede yapılan incelemelerden, bu tür binalarda hiçbir yapısal ya da yapısal olmayan hasarlara rastlanılmamıştır.

93 PREFABRİKE YAPILAR Bolu’ da çok katlı bir yurt binasında bağlantı hasarı

94 PREFABRİKE YAPILAR Bolu’ da çok katlı bir yurt binasında bağlantı hasarı

95 PREFABRİKE YAPILAR Tek katlı mafsal bağlantılı prefabrike çerçeveler 1998 Ceyhan ve 1999 Kocaeli depremlerinde büyük hasar görmüştür. Önemli miktarda yapı çökmüş ve ağır hasar görmüştür. Bu tür yapılarda kolonlar, temellerde dökme soketlere oturtulduktan sonra, kolon çevresi harçla doldurulmuştur. Prefabrike kirişler kolonlardan çıkan konsollara mafsallı olarak bağlanmıştır. Bazı sistemlerde bu bağlantılar kolonlara yakın oluşturulmuşken, bazılarında ise kolonlardan uzakta oluşturulmuştur. Mafsallı bağlantılar tek veya çift pimlerle sağlanmıştır. Birbirine paralel olarak düzenlenen çerçeveler arasındaki tek bağlantı, genellikle prefabrike aşıklardır. Bu aşıklar kirişlere genelde tek pimle bağlanmıştır.

96 PREFABRİKE YAPILAR Kolon yüzünde mafsallı bağlantı

97 PREFABRİKE YAPILAR Kolondan uzaklaştırılmış mafsallı bağlantı

98 PREFABRİKE YAPILAR İki pimli bağlantı

99 PREFABRİKE YAPILAR Arçelik fırın fabrikası, Bolu

100 PREFABRİKE YAPILAR Hacı Ömer Sabancı Organize sanayi bölgesi, Adana

101 PREFABRİKE YAPILAR Adapazarı organize sanayi bölgesi

102 PREFABRİKE YAPILAR Hacı Ömer Sabancı organize sanayi bölgesi, yerel göçme

103 PREFABRİKE YAPILAR Kolon dibinde mafsallaşma

104 PREFABRİKE YAPILAR Tek katlı mafsal bağlantılı prefabrike çerçeve sistem yapılarda gözlenen hasar türleri: Bir çok yapıda kolonlar ayakta kalmış, kirişlerin tümü yere düşmüştür. Bazı yapılarda kısmi çökme olmuş, kirişlerden bazıları düşmüştür. Bazı yapılarda kirişler yerinde kalmış, ancak kolon tabanında plastik mafsallaşma izlenimi veren çatlama ve ezilmeler gözlenmiştir. Bazı yapılarda trapez kirişlerde dönme, bazı yapılarda ise kolonlarda yanal ötelenmeler meydana gelmiştir. Gerek 1998 Ceyhan, gerekse 1999 Marmara ve Düzce depremlerinden sonra hasar türleri incelenmiş ve genelde hasar nedenlerinin, sistemden kaynaklanan kusurlar ve detay yetersizliği olmak üzere iki başlık atında toplanmıştır.

105 PREFABRİKE YAPILAR Sistem kusurları
Depremlerden hasar gören mafsal bağlantılı yapılarda yanal rijitlikler yetersizdir. Hasar gören hiçbir yapıda kolonlar 1998 yönetmeliğindeki yanal ötelenme sınırını sağlayacak kesite sahip değildir. 1998 yönetmeliğinde R=5, iken 2007 de R=3 olarak değiştirilmiştir. Göreli kat ötelenmeleri δi =RΔi ve δimax/hi ≤0.02 . 1998 yönetmeliği için Δi/hi = (kolon kesitleri kontrol ediliyordu) 2007 de Δi/hi = oldu. Ancak bu kriter kolon enkesit boyutlarını kontrol etmiyor. Daha küçük kesitlere imkan veriyor. Dolayısıyla da küçük kesitlerde periyot büyüdüğünden deprem kuvvetleri azalmakta, ancak tesirlerin artması nedeniyle kolon donatı oranı artıyor.

106 PREFABRİKE YAPILAR Kullanılan sistemin en zayıf tarafı, çatı düzeyinde bir diyaframın olamamasıdır. Çatıda kirişleri bağlayan tek eleman aşıklardır ve bunlar diyafram etkisi oluşturamazlar. Diyaframın olmaması, her çerçevenin bağımsız davranması ile sonuçlanmış, çerçeveler arasında “uyum” ve yardımlaşma olmamıştır. Çatı düzeyinde kirişlerin birbirine bağlayan bir döşeme veya çaprazların olmaması nedeniyle, özellikle trapez kirişlerin yanal stabilitesi sağlanamamıştır. Deprem sırasında kirişte oluşan dönmesi önleyecek elemanların olmaması nedeniyle, kirişler serbestçe dönmüş ve mesnetteki pimleri zorlayarak onları da sıyırmış ya da kırmıştır. Bazı yapılarda kirişler konsolun tam ucuna oturtulmuş ve oluşan yanal ötelenmede bu kirişlerin dönmesi kaçınılmaz olmuştur. Konsol boyları yanal ötelenme için yetersiz kalmıştır.

107 PREFABRİKE YAPILAR Detay kusurları
Tek pimli düzenlenen mafsal bağlantılarının yanal ötelenmeleri veya kiriş dönmesi sonucunda oluşan zorlamaları karşılaması mümkün olmamıştır. Çift pimli bağlantılar tek pimlilere göre daha iyi bir davranış göstermiştir. Pimlerin kenetlenmesi yeterli olmadığından sıyrılma oluşmamıştır. Kolon konsolları iyi detaylandırılamadığından yerel ezilme ve kırılmalar olmuştur.

108 PREFABRİKE YAPILAR Kolonların büyük yanal ötelenmesi

109 PREFABRİKE YAPILAR Günümüzde gerek endüstri yapıları, gerekse konutların taşıyıcı sistemleri betonarme (yekpare ve/yada prefabrike) yapılabileceği gibi çelikle de yapılabilmektedir. Kalite ve inşaat süresi dikkate alındığında, prefabrike betonarme yapılar ile çelik yapılar ön plana çıkmaktadır. BİR YAPI İSTER YEKPARE İSTERSE PREFABRİKE OLSUN YA DA İSTER BETONARME İSTERSE ÇELİK OLSUN KURALINA GÖRE YAPILMADIĞI TAKTİRDE YETERLİ DAYANIM VE DAYANIKLIĞA SAHİP OLMASI BEKLENEMEZ. DOLAYISIYLA DA HER İŞTE OLDUĞU GİBİ ÖNCE İNSAN….

110 PREFABRİKE YAPILAR TEŞEKKÜRLER