Burulma Düzensizliği (A1) Nedir?

Burulma Düzensizliği Nedir?

Bir yapıda deprem yükleri Kütle Merkezi’ne (KM) etki eder. Yapının bu yüklere karşı koyan direnci ise Rijitlik Merkezi’nde (RM) toplanır. Eğer bu iki nokta arasında bir eksantrisite (dış merkezlik) varsa, yapı deprem kuvveti altında bir moment kolu oluşturur ve kendi ekseni etrafında dönmeye zorlanır.

• Kütle Merkezi (KM): Yapı ağırlığının geometrik odak noktası.
• Rijitlik Merkezi (RM): Kolon ve perdelerin (düşey taşıyıcıların) rijitliklerinin bileşke noktası.

---

TBDY 2018’e Göre Hesaplama Yöntemi

Yönetmeliğe göre, birbirine dik iki deprem doğrultusu için her katta burulma düzensizliği kontrolü yapılır. Burulma düzensizliği katsayısı ($\eta_{bi}$), yapının o kattaki maksimum yer değiştirmesinin, ortalama yer değiştirmesine oranı olarak tanımlanır.

$$\eta_{bi} = \frac{(\Delta$$_i)_{\text{max}}}{(\Delta_i)_{\text{ort}}}

Burada:

• $(\Delta$_i)_{\text{max}}: Katın iki ucundaki yer değiştirmelerden büyük olanı.
• $(\Delta$_i)_{\text{ort}}: Katın iki ucundaki yer değiştirmelerin aritmetik ortalaması.

Kritik Sınırlar:

• $\eta_{bi} \le 1.2$: Burulma düzensizliği yoktur.
• $1.2 < \eta_{bi} \le 2.0$: Burulma düzensizliği vardır. Analizlerde ek dış merkezlik katsayıları uygulanmalıdır.
• $\eta_{bi} > 2.0$: Yapı aşırı düzensizdir, tasarım revize edilmelidir (Genellikle tercih edilmez ve dinamik analiz zorunluluğu getirir).

---

Burulmaya Sebep Olan Temel Etkenler

Burulma düzensizliği genellikle mimari formun veya taşıyıcı sistem yerleşiminin asimetrik olmasından kaynaklanır:

1. Asimetrik Perde Yerleşimi: Yapının sadece bir tarafına (örneğin sadece asansör perdesi olarak tek yöne) perde duvarların toplanması.
2. L, T veya U Tipi Geometriler: Köşeli binalarda kütle ve rijitlik merkezini çakıştırmak oldukça zordur.
3. Düzensiz Kolon Kesitleri: Bir akstaki kolonların çok güçlü, diğer akstakilerin zayıf olması.

---

Mühendislik Çözümleri ve İyileştirme

Eğer analiz sonucunda $\eta_{bi} > 1.2$ çıkıyorsa, sistemi optimize etmek için şu adımlar izlenir:

• Rijitlik Merkezini Kaydırmak: Perdeleri kütle merkezinden uzak olan tarafa eklemek veya mevcut perdelerin boyutlarını artırmak.
• Simetriyi Sağlamak: Taşıyıcı sistemi mümkün olduğunca yapının dış çevre akslarına yaymak (burulma rijitliğini artırmak için en etkili yöntem budur).
• Ek Dış Merkezlik ($e$): Yönetmelik gereği, hesaplanan her türlü burulmaya ek olarak %5 oranında kazaî dış merkezlik uygulanarak analiz derinleştirilir.

---

Burulmanın Yıkıcı Fiziği

Binanın ağırlık merkezine vuran deprem kuvveti, yapıyı rijitlik merkezi etrafında döndürmeye başladığında en büyük bedeli “en dıştaki” elemanlar öder. Dönme eksenine en uzak olan köşe kolonlar, ötelenmeden kaynaklanan normal kesme kuvvetine ek olarak, dönmeden kaynaklanan ekstra bir kesme kuvvetine maruz kalır.

Bu iki kuvvetin süperpozisyonu (üst üste binmesi), zayıf köşedeki kolonun aniden kesme kapasitesini aşmasına ve gevrek olarak patlamasına neden olur.

---

TBDY 2018’in Cezai Yaptırımı: Ek Dış Merkezlik Büyütme Katsayısı

Yönetmelik, yapının doğasından gelen bu burulma eğilimini affetmez. Eğer hesaplanan burulma düzensizliği katsayısı $1.2 < \eta_{bi} \le 2.0$ aralığındaysa, TBDY 2018 yapıyı Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile çözmenize kısıtlamalar getirir veya cezai bir büyütme katsayısı uygulamanızı şart koşar. Her kat için ek dış merkezlik (kat boyutunun %5’i), aşağıdaki formülle hesaplanan $D$_i katsayısı ile çarpılarak büyütülür:

$$D$$_i = \left(\frac{\eta_{bi}}{1.2}\right)^2 \ge 1.0

Bu ceza, analiz modelindeki moment kolunu (eksantrisiteyi) yapay olarak artırarak, köşe kolonlara ve perdelere daha büyük tasarım kuvvetlerinin gitmesini sağlar. Eğer $\eta_{bi} > 2.0$ çıkarsa, bu formül bile sizi kurtarmaz; taşıyıcı sistemi (perdelerin yerini) değiştirmek veya yapıyı daha ileri düzey Mod Birleştirme yöntemleriyle analiz etmek zorunlu hale gelir.