Süneklik, Rijitlik, Gevreklik ve Esneklik Tanımları

Süneklik, rijitlik, gevreklik ve esneklik terimleri hakkında yazmak istedim çünkü çoğu mühendis maalesef ama maalesef bu terimleri bilmiyor. Bu mühendislerin yaptığı tipik yanlışlar ise:

1. Rijitliği kötü bir şey olarak biliyor geneli. Elemanın veya yapının rijitliğinin artması sanki sünekliği düşürüyormuş gibi söyleniyor.
2. Sünekliği tanımlarken kullandığı cümle “Süneklik yapının deprem enerjisini sönümleme/yutma kapasitesidir.”
3. Deprem veya rüzgar yükü altında yapı deplasman yapmazsa kırılır/göçer tarzı yorumlar da duydum.
4. Sanki yapının salınım yapması hedefleniyor tarzı anlatıyorlar deprem sırasında, hiçbir kötü etkisi olmadan hem de. Zaten bunun ardından bir üstte kurduğum cümle “Deprem sırasında hareket etmezse göçer.” cümlesi geliyor.
5. Yapı deprem etkisi altında salınım yaptıysa direkt olarak sünek davrandı deniyor.
6. Rijitlik ve sünekliği zıt terimler olarak biliyor coğu mühendis. Yukarıda yazılanların temelinde de bu yanlış bilgi yatıyor bence.

Yukarıda yazdığım bu cümlelerin hepsi ezbere öğrenilmiş ve mekanik olarak altyapısını bilmeyen mühendislerin kuracağı cümleler. Türkiye gibi deprem ülkesi olan bir ülkenin mühendislerinin daha yapı malzeme davranışının en temel tanımlarını bilmemesi baya vahim bir durum.

Elastik Şekil Değiştirme

Elastik şekil değiştirme adından da anlaşılacağı şekilde akma sınırından önce olan şekil değiştirmelere verilen isim. Sadece elastik şekil değiştirme yapan bir malzemede herhangi bir kalıcı değişiklik bulunmaz.

Plastik Şekil Değiştirme

Plastik şekil değiştirme ise malzemenin akma sınırından sonra yaptığı şekil değiştirmeye verilen isimdir. Bu şekil değişimi sonucu malzemede kalıcı değişiklikler meydana gelir.

Süneklik (Ductility)

Süneklik tanım olarak malzemenin, elemanın veya yapının gözle görülür ciddi bir dayanım kaybı olmadan PLASTİK şekil değiştirme yapabilmesine denir. Plastik kısmını büyük yazdım çünkü en çok atlanan kısmı o. Sayısal olarak da toplam yer değiştirme bölü elastik yer değiştirme olarak tanımlanır. İlla yer değiştirme olmak zorunda değil, eğrilik vs gibi başka değerler ile de tanımlanabilir. Örnek olarak yapı 2 cm elastik yanal deplasman yaptıysa ve toplam yanal deplasman 10 cm ise yapının süneklik oranı 10/2’den 5 bulunur. Buna İngilizce’de Ductility Ratio deniyor. Yazılarımda İngilizce terimleri de veriyorum ki okuyan mühendislik öğrencileri bu terimlerin de bilmiyorlarsa İngilizcelerini öğrensin. Süneklik çeşitleri olarak da malzeme, eleman ve sistem sünekliği olarak farklı süneklikler bulunur. Sünek bir yapı tasarlamak için hem kullanilan malzemelerin sünek olmasi, hem elemanların sünek davranacak şekilde tasarlanması hem de taşıyıcı sistemin yeterli sünekliği sunabilmesi gerekiyor. Sadece sünek malzeme kullandım diye yapım da sünek olmuyor.

Gevreklik (Brittle)

Gevreklik süneklik teriminin zıt anlamlısıdır yani malzeme, eleman veya sistemin yeterli plastik deformasyon YAPAMAMASI durumunda kullanılır, o kelimeyi niye büyük kullandığımı aşağıda anlayacaksınız. Çok fazla açıklamaya gerek yok, sünekliği anladıysanız zaten bunu da direkt olarak anlamışsınızdır.

Rijitlik (Stiffness)

Rijitlik bir malzemenin, elemanın veya yapının belli bir yük altında yapacağı deplasmanı belirleyen parametredir. Yani bir yapıya rijit dersek bu yapının verilen yük altında fazla deplasman YAPMAMASI beklenir, YAPAMAMASI DEĞİL. Yapmaması ile yapamaması arasında ucurum fark var. Mühendisler ise çok büyük ihtimal bu farkı yanlış anlıyorlar. Sünekliğin tersi rijitlik değildir, hiçbir şekilde de bağlantılı değiller.

Esneklik (Flexibility)

Esneklik ise rijitliğin tersidir. Esnek denilen bir yapı verilen yük altında fazla deplasman YAPMASI beklenir.

Yapılan Yanlışlar

Yukarıda tanımları verdikten sonra yukarıda bahsettiğim cümlelerin niye yanlış olduğunu artık tartışabiliriz. Yukarıdan cümleleri kopyalıyorum ki çıkıp bakmak zorunda kalmayın.

“Rijitliği kötü bir şey olarak biliyor geneli. Elemanın veya yapının rijitliğinin artması sanki sünekliği düşürüyormuş gibi söyleniyor.”

Rijitlik deplasman yapamamak demek değildir, yapmamaktır. Bir yapı plastik yer değistirme yapamayınca rijit değil gevrek oluyor. Rijitliğin de süneklik ile bir bağlantısı bulunmuyor.

“Sünekliği tanımlarken kullandığı cümle “Süneklik yapının deprem enerjisini sönümleme/yutma kapasitesidir.””

Bu cümle de yine ezbere olarak ögrenen kişilerin kurduğu cümle. Sünekliğin tanımı deprem enerjisini soğurma kapasitesi olarak yapılamaz. Süneklik sayesinde yapı deprem enerjisini (veya genel anlamda enerji) soğurabilir bu ayrı bir konu. Süneklik sadece deprem veya tekrarlı yükler altında önemli bir tema da değil. Genel anlamda her türlü yapı tasarımında önem verilen bir konu süneklik. Almanya’da da mühendisler deprem olmadığı halde yapı elemanlarının belli bir sünekliğe sahip olmasını ister.

“Deprem veya rüzgar yükü altında yapı deplasman yapmazsa kırılır/göçer tarzı yorumlar da duydum.”

Bu söylemin nedeni de gevreklik ve rijitliğin karıştırılması çok büyük olasılıkla. Yapı rüzgar sırasında salınım yapmıyorsa (az yapıyorsa) bu onun rijit olarak tasarlandığını ifade eder, gevrek olduğunu değil. Rijit olarak tasarlanan yapıda deprem kuvvetleri daha fazla olur esnek olarak tasarlanan yapıya nazaran. Bu yüzden de yapının rijitliğini abartırsak yaptığımız tasarım artık ekonomiklikten uzaklaşmaya başlar. Bunun için de deprem sırasında belli miktarda yer değistirmeyi kabul ederek bir rijitlik belirlenmeli yapi için. Yoksa teoride yapıyı oldukça rijit yaparak tasarım depreminde veya rüzgarda çok az salınım yapmasını sağlayabiliriz ancak yapının maliyeti de bir hayli artar.

“Sanki yapının salınım yapması hedefleniyor tarzı anlatıyorlar deprem sırasında, hiçbir kötü etkisi olmadan hem de. Zaten bunun ardından bir üstte kurduğum cümle “Deprem sırasında hareket etmezse göçer.” cümlesi geliyor.”

Yukarıda açıkladığım gibi bu salınımların olması hedeflenmiyor, kabul ediliyor. Yapının sünekliğini kullanarak deprem enerjisini soğurması ise yapıda hasarların kabul edilmesi demektir. Bu kabul edilen salınımlar büyük oldugu zaman yapıda meydana gelen hasarlardan dolayı belki de yapı deprem sonrasında kullanılamayacak durama gelecektir. Bu konu hakkında başka bir makalemde yazmıştım, isterseniz onu da okuyabilirsiniz. Özellikle içerisinde önemli cihazların bulunduğu yapıları depreme karşı tasarlarken yapıda oluşacak ivmeler dahi sınırlanmaya çalışılır ki bu cihazlara zarar gelmesin. Yapının plastik deformasyon yapması bize bir avantaj getiriyor deprem sırasında ama bu avantajın bedelini de depremden sonra yapıdaki hasarları tespit ederken görüyoruz. Rüzgar sırasında ise yapının salınım yapması ciddi sorunlara yol açabilir. Rüzgar sırasında yapı salınım yapsın diye katiyen bir tasarım mantığı yok.

“Yapı deprem etkisi altında salınım yaptıysa direkt olarak sünek davrandı deniyor.”

Yapının deprem etkisi altında az veya çok salınım yapması sünekliği ile alakalı olduğundan çok daha fazla olarak rijitliği ile ilgili. Yani yapı yanal kuvvet etkisi altında fazla deplasman yapıyorsa bu onun rijitten ziyade esnek olarak tasarlandığını veya olduğunu gösterir. Yapı sünekliği sadece ve sadece elemanlarının akma sınırı aşıldıktan sonra devreye girer. Yapı elemanlarının elastik davrandığı sırada yaptığı salınımların süneklik ile hiçbir alakası da yok. DASK Depreme Dayanıklı Bina Tasarımı Yarışması’nı izliyordum geçenlerde Youtube’ta, katılımcılardan birine yöneltilen soru ise “Öngördüğünüz yanal ötelenme 3 cm’di yapı 10 cm yanal ötelenmeye maruz kaldı. Bu duruma ne diyorsunuz?” idi. Yarışan kişinin verdiği cevap ise direkt olarak yapı beklediğimizden daha sünek davrandı idi. Yapıda hasar var mı yok mu diye bakmadı bile, ki makette hasar yoktu.

Hatırlatma: Yazılan makalelerden haberdar olmak istiyorsanız, sosyal medya hesaplarımızı takip edebilirsiniz.