Yığma Yapı Nedir?
Yığma yapılar, inşaatın temel taşıyıcı elemanı olarak duvarları kullanan bir tür yapılardır. Bu duvarlar, hem yükleri taşır hem de bölücü bir işlev görür. Yığma yapılar, iskelet bir yapının aksine, yapıyı oluşturan birimlerin sırasıyla zemine yük transferiyle yük taşıyan sistemlerdir. Her bir birim, yükü sonraki birime aktararak zeminde taşınmasını sağlar.
Bu tür yapılar genellikle yangına dayanıklıdır, ekonomik ve hızlı bir şekilde inşa edilebilir ve iyi bir ısı ve ses yalıtımı sağlar. Ancak, çekme ve kayma gerilmelerine dayanamayabilirler ve bu tür yükler altında ani hasarlara yol açabilirler. Bu tür hasarlar bazen yapının kısmen veya tamamen çökmesine neden olabilir.
Yığma yapıların temel taşıyıcı elemanları döşemeler, bu döşemeleri destekleyen hatıllar, duvarlar ve duvar temelleridir. Döşemeler genellikle kirişli döşemelerdir ve yatay hatıl kirişleri üzerine dayanır. Nadiren, dişli döşemeler de kullanılabilir. Taşıyıcı duvarlar, düşey ve yatay etkileri taşımak için döşemelerden gelen yükleri şerit temellere ileterek işlev görürler.
Yığma yapılar, genellikle kırılgan ve elastik olmayan malzemeler kullanılarak inşa edilir. İnşaat süreci ve işçilikleri, yapıların dayanıklılığını etkiler. Yığma yapının mukavemeti, duvarların geometrisi, kullanılan malzemenin dayanımı ve yığma blokların birleştirme yöntemi gibi faktörlere bağlıdır.
Yığma Yapı Çeşitleri
Yığma binalarda taşıyıcı sistem, duvarlar tarafından oluşturulur ve bu duvarları oluşturan malzemelere “kargir birim” adı verilir. Yığma binalar, kullanılan kargir birimlere göre sınıflandırılır ve çeşitli tiplere ayrılır. Yığma yapı türleri şunlardır:
Donatısız Yığma Binalar: Bu tür binalarda çelik donatı kullanılmaz.
Taş Yığma Binalar: Taş malzemelerle inşa edilirler.
Kerpiç Yığma Binalar: Kerpiç (toprak tuğlası) kullanılarak yapılırlar.
Tuğla Yığma Binalar: Tuğla malzemelerle inşa edilirler.
Kuşatılmış Yığma Binalar: Duvarları dışarıdan bir kaplama ile korunurlar.
Donatılı Yığma Binalar: Çelik donatı kullanılan bu tür binalar daha güçlüdürler.
Donatılı Panel Sistemli Binalar: Panel sistemleri ile inşa edilirler.
Donatısız Yığma Binalar
Donatısız yığma bina, taşıyıcı duvarların sadece kargir birimler ve harç kullanılarak inşa edildiği, donatının kullanılmadığı, esneklik seviyesi sınırlı bir bina türünü ifade eder (TBDY, 2018).
Donatısız yığma binaların taşıyıcı duvarlarında kullanılan malzemelerin özelliklerinden dolayı, bu binaların sertlikleri yüksektir ve bu nedenle deprem sırasında kırılgan davranış sergileyebilirler. Bu tür binalarda kullanılan kargir birimlerin yüksek basınç dayanımına sahip, kolay uygulanabilir ve bağlayıcı harçla uyumlu olması istenir.
Özellikle Türkiye’nin kırsal bölgelerinde, bu tür binaların genellikle mühendislik hizmeti almadan inşa edildiği bilinmektedir. Donatısız yığma binalar, kullanılan kargir birim türüne göre çeşitli şekillerde inşa edilebilirler:
Taş Yığma Binalar
Taşıyıcı duvarlar genellikle doğal taşlarla inşa edilir ve bu kargir birimlerdeki yatay ve dikey derzler bağlayıcı harçla doldurularak oluşturulur. Doğal taş kargir birimler, ısı ve ses izolasyonu, yangına dayanıklılık gibi olumlu özelliklere sahiptir (TS EN 771-6, 2015). Bu tür binalar, ağır ve kırılgan malzemelerden yapıldığı için esneklik seviyeleri sınırlıdır ve deprem gibi yatay kuvvetlere karşı dayanıklılıkları düşüktür.
Taş yığma binalar genellikle Türkiye’nin dağlık bölgeleri gibi kırsal alanlarda bulunur ve genellikle eski zamanlarda inşa edilmiştir. Türkiye’de yürürlükte olan deprem yönetmeliklerine göre, doğal taşlar yığma bina zemin ve bodrum katlarında kullanılabilir.
Bu tür yığma yapılar, kesme taş veya moloz taş gibi doğal taşın şekli korunarak oluşturulan bir yapı türünü ifade eder. Kullanılan taşın türü, yapının mekanik özellikleri ve depreme karşı davranışını büyük ölçüde etkiler. Genellikle düşük maliyetli kırsal alanlarda kullanılır ve iri taşlar çamur ile birbirine bağlanarak yapılar oluşturulur. Bu yapıların ortasındaki boşluk daha küçük taneli taşlar ve çamur ile doldurulur. Ancak çamurun bağlayıcı özelliği olmadığı için, doğal taş yığma yapıları arasında en zayıf olanı olarak kabul edilir. Günümüzde, bu yapılar genellikle bahçe duvarları veya müstakil evlerin dekorasyonunda kullanılırken, çimento da sıklıkla kullanılmaktadır.
Kerpiç Yığma Binalar
Kerpiç, genellikle kırsal kesimde kullanılan bir yapı malzemesidir. Kerpiç, balçık ve saman karışımının kalıplara dökülerek güneşte kurutularak oluşturulan primitif bir duvar malzemesi olarak tanımlanır.
Kerpiç, ekonomik avantajlara sahip olması, iyi bir yalıtım malzemesi olması ve köy evlerinin yapımında yaygın olarak kullanılması nedeniyle tercih edilir. Ayrıca, doğal ve kolayca bulunabilen bir malzeme olması, yangına dayanıklı olması, ses yalıtımı sağlaması gibi avantajları da vardır.
Ancak, kerpiç malzemesinin suya karşı dayanıksız olması en büyük dezavantajıdır. Ayrıca, hava koşullarındaki ani değişiklikler ve tuz kristalleşmeleri nedeniyle malzeme bozulabilir. Kerpiç duvarların düşey ve yatay yükler karşısındaki dayanımı düşüktür, bu da kerpiç kullanımını sınırlayan bir faktördür. Üstelik, 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, kerpiçin bir yapı malzemesi olarak kullanımını yasaklamıştır.
Tuğla Yığma Binalar
Tuğla, inorganik silikat ve metal oksitlerin yüksek sıcaklıklarda pişirilmesiyle elde edilen seramik bir yapı malzemesidir. Bu malzemenin su emme kapasitesi %15’i geçmemelidir. Porozite değeri bu sınıra aştığında, tuğlanın basınç dayanımı azalır ve yapıştırma harcının su tutma yeteneği azalır, bu da düşük taşıma kapasiteli duvarlara neden olur.
Tuğla duvarların dayanımını etkileyen en önemli faktörler, tuğla örülme biçimi, kullanılan harç ve tuğlanın kalitesidir. Tuğla, basınç dayanımı, çekme dayanımı ve kayma dayanımı açısından yüksek özelliklere sahiptir. Ancak, deprem etkisi altında dayanımları düşüktür. Malzeme kalitesine bağlı olarak tuğlanın basınç dayanımı genellikle 10 MPa ile 30 MPa arasında değişmektedir.
Eskiden kullanılan harman tuğlası yerine fabrika tuğlaları tercih edilmektedir. Fabrika tuğlası, daha avantajlı taşıma ve yerleştirme özelliklerine sahiptir. Duvarların örülme biçimi, tuğla duvarın dayanımını etkileyen bir diğer faktördür.
Tuğla yığma binalarda, yatay ve düşey yükler tamamen duvarlar tarafından taşınır. Bu nedenle taşıyıcı duvarın uzunluğu, yerleşim planı, kullanılan tuğlanın kalitesi ve işçilik gibi faktörler, yığma binaların deprem davranışını belirleyen önemli unsurlardır. Bu kurallar, deprem yönetmeliklerinde ayrıntılı bir şekilde açıklanmış ve uygulanması zorunlu kılınmıştır.
Kuşatılmış Yığma Binalar
Kuşatılmış yığma binalar, donatısız yığma binalardan farklı olarak yatay ve düşey betonarme hatılları da içeren binalardır. Bu hatıllar, taşıyıcı duvarların örülmesinden sonra bu duvarların bir kalıp olarak kullanılmasıyla oluşturulan, birbirine ve döşemeye bağlı betonarme yapı elemanlarıdır. Kuşatılmış yığma binalar, süneklik düzeyi sınırlı binalardır (TBDY, 2018).
İlk bakışta betonarme yapıları andıran bu yapıların betonarmeden en temel farkı, betonarme kesitlerin oldukça küçük olmasıdır ve çoğu zaman yatay hatıllar yığma duvarların içinde neredeyse görünmezler. Ayrıca, betonarme yapılar için gereken döküntü dayanımı ve kapasite tasarım kuralları bu yapılar için genellikle uygulanmaz ve yatay ve düşey hatıllar genellikle betonarme hesaplarına göre boyutlandırılmaz.
Kuşatılmış yığma binalarda, betonarme hatılların kullanılmasıyla yük dağılımı donatısız yığma binalara göre daha iyi sağlanır. Ayrıca, bu yapıların süneklik düzeyi sınırlı olsa da, deprem davranışları donatısız yığma binalara göre daha iyidir. Kuşatılmış yığma binalarda kullanılacak yığma duvar malzemesinin yanı sıra yatay ve düşey hatılları oluşturan donatı ve beton özellikleri de son derece önemlidir. Bu malzemelerin deprem yönetmelikleri tarafından öngörülen standartlara uygun olması, ülkemiz gibi deprem bölgesinde bulunan yerlerde yaşayanlar için son derece önemlidir.
Donatılı Yığma Binalar
Donatılı yığma binalar, taşıyıcı duvarlara uygun şekilde donatı eklenerek oluşturulan, süneklik düzeyi yüksek bina türüdür (TBDY, 2018).
Yığma binaların, süneklik düzeyi düşük malzemelerden inşa edilmesi, bu tür yapıların deprem anında ani ve kırılgan hasarlara yol açmasına neden olabilir. Bu nedenle, donatılı yığma binaların duvarlarının dayanıklılığını artırmak amacıyla yatay ve düşey donatılar kullanılır, böylece depreme karşı daha dayanıklı hale gelirler. Geçmiş depremlerde, kuşatılmış ve donatısız yığma binaların donatılı yığma binalara göre daha iyi performans gösterdiği gözlemlenmiştir.
2007 ve 2018 Bina Deprem Yönetmelikleri arasındaki farklılıklar incelendiğinde, donatılı yığma bina kavramının 2007 Bina Deprem Yönetmeliği’nde bulunmadığı görülüyor. Dolayısıyla, donatılı yığma binaların Türkiye’de yeni bir konsept olduğunu söylemek mümkün. Ülkemizde özellikle kırsal bölgelerde betonarme binaların alternatifi olarak görülebilecek donatılı yığma binaların uygulaması diğer ülkelere göre daha sınırlıdır.
Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’de, donatılı yığma binalarda yatay donatıların yatay derzler içine uygun şekilde yerleştirilmesi gerektiğini ve bu donatıların düşey aralığının 600 mm’yi geçmemesi gerektiğini belirtmektedir. Ayrıca, duvardaki yatay donatı oranının duvar brüt kesit alanının %0.05’ten az olmaması gerektiği ifade edilmektedir (TBDY, 2018).
Düşey donatıların da kargir birimlerdeki cebelere veya deliklere uygun şekilde yerleştirilmesi ve bu donatının duvar brüt kesit alanının %0.08’inden az olmaması gerektiği belirtilmiştir. Ayrıca, kapı ve pencere boşluklarından kaynaklanabilecek dayanım kaybını önlemek amacıyla bu boşlukların her bir kenarı boyunca en az 2∅12 ek donatı ile güçlendirilmesi önerilmiştir (TBDY, 2018).
Donatılı yığma binalar, kuşatılmış ve donatısız yığma binalara göre daha yüksek süneklik düzeyine sahip ve deprem koşullarında daha iyi performans gösterirler. Ayrıca, bu tür binalar için deprem yönetmeliklerinde izin verilen en yüksek bina yükseklikleri ve kat adetleri daha fazladır. Henüz ülkemizde yaygın olmasa da, yeni deprem yönetmeliği ile birlikte ilerleyen yıllarda donatılı yığma binaların sayısının artması beklenmektedir.
Donatılı Panel Sistemli Binalar
Donatılı panel sistemli binalar, düşey gazbeton panellerin bir araya getirilmesiyle taşıyıcı duvarları oluşturan ve süneklik düzeyi yüksek binalar olarak tanımlanır (TBDY, 2018; TS EN 12602, 2016). Bu tip yığma binalarda, donatılı gazbeton paneller betonarme hatıllarla birleştirilerek duvarlar ve döşemeler meydana getirir.
Son yıllarda, depremlerin neden olduğu ciddi hasarlar, can kaybı, mal kaybı, yaralanmalar ve ölümler gibi önemli sorunları minimize etme amacıyla binalarda araştırmalara büyük önem verilmiştir. Donatılı gazbeton paneller, fiziksel ve mekanik özelliklerinin yeterince sağlam olmasının yanı sıra düşük özgül ağırlıkları sayesinde daha hafif yapıların inşa edilmesine olanak tanırken, aynı zamanda yapılar için tercih edilen bir yapı elemanı haline gelmiştir.
Gazbeton, hafif beton sınıfına dahil olan, gözenekli bir yapıya sahip olan ve içerisinde çimento, kum, kireç, alüminyum tozu gibi malzemeler bulunduran bir yapı malzemesidir. Gazbeton panellerin tercih edilme nedenleri arasında düşük yoğunluğa sahip olmaları, yüksek taşıma kapasitesi, mükemmel ısı ve ses yalıtımı sağlamaları, yangına dayanıklı olmaları, kolay işlenebilirlikleri ve ekonomik avantajlar yer almaktadır (TS EN 771-4, 2015).
TBDY (2018) yönergelerine göre donatılı panel sistemli binalarda, duvar ve döşeme panellerinde en düşük Gazbeton 5 sınıfı kalitesi kullanılmalıdır ve bitişik paneller arasındaki yivlere yerleştirilecek donatılar S420, B420C veya B500C sınıfından seçilmelidir. Donatı çapı en az 12 mm olmalı ve yiv çapı, donatı çapının 5 katı kadar olmalıdır.
Yığma Yapıların Avantajları ve Dezavantajları
Yığma Yapıların Avantajları
Yığma yapılar, uygun tasarım ve yapım koşulları altında bir dizi avantaj sunar:
- Duvar Malzemesi ve Yüzey Kaplama İhtiyacının Azalması: Yığma duvar sistemleri, yapı yüzeylerine sıva veya boya uygulanmasını gereksiz kılarak malzeme ve işçilik maliyetlerini düşürür.
- Taşıyıcı Elemanlar: Bu yapılar, cephelerde hem yapısal hem de mimari işlevi yerine getiren taşıyıcı elemanlar olarak kullanılabilir.
- Düşey Delikler: Yığma yapılar, düşey delikleri aracılığıyla elektrik, sıhhi tesisat ve telekomünikasyon kanallarını barındırabilir.
- Maliyet Avantajı: Kalıp kullanımının azalması nedeniyle düşük maliyetler sağlar ve tek bir yığma malzemesi ile inşa edilebilir.
- İşçilik ve Verimlilik: Özel işçilik ve modüler birimler kullanılarak duvar yapımında hız ve verimlilik sağlanır, bu da maliyetleri azaltır.
- Sismik Performans: Yığma yapılar, sismik risk altında bile yüksek performans sergileyebilirler.
- Çeşitlilik: Bu yapı sistemi, düşük maliyetli tek veya iki katlı binalardan, çok katlı ve maliyetli binalara kadar farklı yapı tiplerinde kullanılabilir.
- Dayanıklılık ve Estetik: Beton duvarın yapısal ve estetik özellikleri birleşerek dayanıklı, bakımı kolay ve estetik açıdan çekici yapılar elde edilmesini sağlar.
- Yalıtım Olanakları: Yığma elemanların brüt alanlarında delikler olduğundan, hem termal hem de akustik izolasyon için tasarım fırsatları sunar.
- Mimari ve Yapısal Tasarım: Beton duvarlar, sadece bir yapı sistemi olarak değil, mimari ve yapısal tasarımın bir parçası olarak kullanılabilir.
- Sürekli Gelişim: Yığma elemanlar sürekli geliştirilmekte ve yeni ürünler ortaya çıkmaktadır.
- Basit Teknoloji Uyumluluğu: Potansiyel olarak, güvenlik ve dayanıklılığı göz ardı etmeden basit teknolojiyle üretim ve inşaat koşullarına adapte edilebilen bir sistemdir.
Yığma Yapıların Dezavantajları
Yığma yapıların dezavantajları şunlar olabilir:
- Malzeme ve Taşıma: Farklı bir taşıyıcı sistem olduğundan, malzemelerin taşınması ve özelliklerinin belirlenmesi önemlidir.
- Kalite Kontrolü: Bu yapı sistemlerinde sıkı ve sistemli kalite kontrolleri gerektirir.
- Yer Değişikliği Zorluğu: Yığma duvarların yerinin değiştirilmesi mümkün olmaz.
