Türkiye 6 Şubat sabahı Kahramanmaraş merkezli ve 10 ili etkisi altına alan depremlerle uyandı. 6 Şubat’tan bu tarafa binlerce vatandaşımızı kaybettik. Deprem gerçeği ile bir kez daha yüzleşen ülkemizde bu kez da akıllara yapılan sağlamlığı, kolon gücü gibi sorular geldi. Akdağmadenili hemşehrimiz Düzce Üniversitesi Sanat, Tasarım ve Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Ercan Özgan, “Kolon Nedir? Depreme Direnebilir Mi?” sorularına yanıt verdi.
Yük taşır
Kolonların binalarda dikey yönde yük taşıyan yapı elemanları olduğunu dile getiren Özgan, “Binanın yükü; çatıdan başlayarak döşemelere, döşeme yükleri döşemenin bağlı olduğu kirişlere, kiriş yükleri kolonlara, kolon yükleri temele, temel yükleri de zemine aktarılır. Binanın yük taşıyan elemanları en üstten başlayarak sırası ile Döşemeler, Kirişler, Kolonlar, Temel ve Zemin (Toprak)’ dir. Döşemelere ve kirişlere gelen yükler kolonlara gelen yüke göre çok azdır. Çünkü kolon binanın en üst katından başlayarak temele kadar tüm yükleri alan bir yapı elemanıdır. Döşeme ve kiriş ise sadece bulundukları kattaki yükü alırlar. Diğer katların yüklerini taşımazlar” dedi.
Tartışma konusu oldu
Son depremlerin ardından kolonların tartışma konusu olduğunu dile getiren Özgan, “Kolonların görevi binanın en üst katından başlayarak aşağı doğru üzerlerine gelen yükleri güvenli bir şekilde bina temeline kadar iletmektir. Yaşanan son depremlerle birlikte betonarme binaların kolonları tartışma konularından birisi olmuştur. Birçok vatandaş ve inşaat alanında çalışan usta, teknik eleman, akademisyen vb depremde yıkılan binaların çoğunun zeminin sıvılaşması, zeminin taşıma gücünün yetersiz olması, kolonların zayıf olması, kolonların kesilmesi vb olduğundan bahsetmektedir” şeklinde konuştu.
Zayıf kolon ne demektir?
Özgan, açıklamasının devamında şunları kaydetti; “Zayıf kolon demek üzerine gelen bina yükünü güvenle taşıyamayan ve göçen kolon demektir. Kolonun zayıf olmasının birinci sebebi kolon ölçülerinin yetersiz olmasıdır. 2018 Deprem yönetmeliğine göre en küçük kolon kare kesitli ise 30x30 cm, dairesel ise en az 35 cm’dir. Dikdörtgen kolonlarda dar kenar 30 cm ise uzun kenar dar kenarın en fazla 2 katı kadar olabilir, yani en fazla 60 cm olabilir. Bir kolonun kısa kenarı 30 cm ise diğer kenarı 30 cm ‘den başlayarak 60 cm’ye kadar olabilir. Ancak kolon boyutları, kolona gelen yük ve oluşan moment-eğilme etkisine göre hesaplanmaktadır. Kolonlarda en az 14 mm çapa sahip demir kullanılmalıdır. Kolonlarda kullanılacak demir miktarı Yönetmeliğe göre kolon alanının en az %1’i, en fazla %4’ü kadar olmalıdır. Betonarme taşıyıcı elemanlarda demir miktarı çok olduğunda “Gevrek Kırılma” meydana gelir. Demire bir şey olmazken beton gevrek olduğu için aniden çatlayarak kırılır ve göçer. Demirin çok olmasının hiçbir önemi yoktur.”
Zayıf nokta
“Kolonların kirişlerle birleştiği yerler binaların zayıf noktalarıdır” diyen Özgan, şöyle konuştu; “Çünkü kiriş yatay eleman iken kolon dikey elemandır. Bunlar farklı yönlerde yük taşıdıkları için bunların birleştiği noktalar en zayıf noktalardır. Bu zayıf noktaları güçlendirebilmek için kolon-kiriş birleşim yerlerinde sargı demiri yani etriyeler birbirine daha yakın sıklaştırılarak bağlanır. Sıklaştırılan sargı demirleri aynı zamanda kolonun esas demirlerinin kolon dışına doğru bombe-sehim yapmasını önler ve böylece kolon göçmeden ayakta kalır. Kolon-kiriş birleşim yerlerinde sargı demiri sıklaştırılarak bağlanmazsa bu zayıf noktalarda kolonların üst ve alt uçları mafsallaşır yani elimizin bileği gibi eğilerek-dönerek betonu patlatır, demiri burkar ve demirin bükülerek dışarı çıkmasına neden olur. Kolonların esas taşıyıcı dikey demirleri betonun dışarı doğru patlamasını önler. Ancak kolondaki esas taşıyıcı dikey demirler sargı demirleri ile sarılmazsa dışarı doğru bombe-sehim yapar ve kolon göçer. Bu durum kolonun hem alt hem de üst ucunda olur.”
Yatay etki eder
Deprem yükünün yatay yük olarak binaya etki ettiğini anlatan Özgan, “Binanın yatay deprem yüküne karşı direnmesi Rijitlik olarak tanımlanır. Binanın Rijitliği fazla ise Deprem yüklerine karşı direnci fazla demektir. Rijitliği fazla olan binanın deprem anında ileri-geri yaptığı ötelenme yani ileri-geri gitme mesafesi son derece az olur. Bu nedenle ötelenmesi az olan binada dikey taşıyıcı betonarme elemanlarda çatlama-kırılma-mafsallaşma-dönme-burulma vb zorlamalar da az olur ve bina ayakta kalır.
Sadece kolonlarla yapılan binalarda; binanın deprem kuvvetleri etkisi altında devrilmeye karşı direnci yani Rijitliği oldukça azdır. Bu nedenle bina deprem anında çok fazla hareket eder ve ileri-geri giderek kolonlarda kesme, kırılma, çatlama, mafsallaşma, dönme, burkulma vb yaparak kolonu göçürür. Yıllardır aynı kolonlar tarafından taşınan ve ayakta duran binaların depremde yıkılmasının sebebi de budur. Çünkü; Kolonlar dikey taşıyıcı elemanlar olarak projelendirilirler. Rijitlikleri çok az olduğu için yatay deprem kuvvetlerine karşı dirençleri de son derece azdır. Bu nedenle betonarme binalarda Deprem bölgeleri için 2018 Deprem yönetmeliği Madde 7.6.1.3. göre en az binde 2 oranında Perde Duvar kullanılması binanın deprem kuvvetlerine dayanıklı, yatay kesme kuvvetlerini karşılayan Rijitliği yüksek bir bina olmasını sağlar ve bina depremde ayakta kalır. Yüksekliği aynı olan ve aynı beton ile üretilen 30x50 cm ölçülerindeki bir kolonun Rijitliği ile aynı yüksekliğe sahip 30x200 cm ölçülerindeki bir Betonarme Perde Duvarın yatay deprem yüklerine karşı direnmesi yani Rijitliği arasında 64 kat fark vardır. Yani yatay yüklere direnç açısından 30x200 cm’lik Perde Duvar, 30x50 cm’lik 64 tane kolonun Rijitliğine eşdeğerdir. Bu nedenle depremlerde binalarımızın yıkılmaması için Deprem Bölgelerinde yapılacak Betonarme binalarda kesinlikle Perde Duvar kullanılmalıdır. Perde duvar konmazsa bu binaların göçmesini ya da ağır hasar almasını önlemek mümkün olmayacaktır” ifadelerine yer verdi.
