PAYLAŞ

İnşaat mühendisliğinde son yıllarda çok bahsedilen kavramlardan biri “plastik mafsal” kavramıdır. Özellikle depreme yönelik tasarımlar için iyi anlaşılması gereken bir terimdir. Peki plastik mafsal nedir? Nerelerde oluşur?

Plastik mafsal kavramını açıklamadan önce mafsal ve plastik davranış terimleri açıklanırsa daha anlaşılır olacaktır.

Mafsal nedir?

Mafsal genel olarak eklem anlamına gelmektedir. Eklemlerimizdeki gibi dönmeye izin veren bağlantı noktalarıdır, yani moment etkisine karşı mukavemet gösteremezler bu nedenle mafsallarda moment değeri sıfırdır.

Plastik Mafsal Nedir?

Plastik mafsalı basitçe plastik davranış gösteren bir mafsal olarak tanımlamak, çok doğru bir tabir olmayacaktır. Plastik mafsal, belirli bir düzeye kadar eğilme momenti taşıyıp, kapasitelerini aşan eğilme moment büyüklüklerinde ise dönmeye izin veren birleşim noktalarıdır. Burada mafsal ile plastik mafsalı ayıran nokta momente bir dereceye kadar tolerans göstermesidir.
Bir betonarme yapıda deprem etkisinin altında elemanlarda (kiriş ve kolon) oluşan eğilme momenti, elastik sınır değerlerinin içinde olması durumunda yapı için bir tehlike arz etmez. Eğer depremin şiddeti belli bir değerin üzerinde ise yapı elemanlarında oluşan eğilme momenti elastik sınırı geçer. Elastik sınır değerinin aşıldığı elemanlarda plastik mafsallaşma oluşur.

Plastik mafsal oluşumunda eleman kesitinin çekme bölgesinde donatı; akma sınırını geçmiş, plastik yani kalıcı şekil değiştirme yapar. Plastik mafsalın oluşması için, kesitte belirli bir kapasite, yani eğrilik kapasitesi gereklidir. Yük, eleman kesitinin taşıyabileceği en büyük değere yani limit yük durumuna ulaştığında ise artık mafsal göçer ve üzerindeki moment sıfırlanır.

Plastik mafsalın belirli bir değere ulaştıktan sonra dönmeye izin vermesi, elemanlarda büyük deplasmanlara (şekil değiştirmelere) sebep olur. Büyük deplasmanlar her ne kadar istenmese de, eğer plastik mafsal özelliği tasarımın amacına uygun şekilde kullanılırsa, yapının genel davranışı ve maliyeti konusunda büyük kolaylık sağlar, çünkü bu plastik mafsal oluşurken yüksek miktarda enerji tüketir. Deprem etkisi veya daha farklı bir yanal yük etkisi ile yapıya ulaşan enerji bir şekilde sönümlenecektir. Tasarım yaparken bu enerjinin sönümleneceği noktaları belirlemek, yapının deprem yükü etkisi altında nasıl davranacağını ve oluşacak hasarı belirlemek anlamına gelir. Plastik mafsalın oluşumu yapıların sünekliğine yani büyük deplasmanlar meydana gelmeden enerji sönümlenmesine büyük katkı sağlar.

Yapılarda en büyük eğilme momenti değerleri genellikle kolon kiriş birleşim noktalarında yani kolonun ya da kirişin birleşim noktalarındaki kesitlerde ve açıklıklarda oluşmaktadır. Binalarda yapının göçmemesini sağlamak amacıyla plastik mafsalların düşey taşıyıcı elemanlarda oluşmasın istenmez ve bu durum önlenmeye çalışılır. (Fakat istisna olarak köprü ayaklarında ise plastik mafsallar, üst yapı bütünlüğünün bozulmaması için düşey taşıyıcı olan ayaklarda oluşması istenir.)

GÜÇLÜ KİRİŞ-ZAYIF KOLON BİRLEŞİMİ

Güçlü Kiriş-Zayıf Kolon Birleşimi

Depreme yönelik tasarım için yapılarda plastik mafsalların kiriş kolon birleşimlerinin kiriş kesitlerinde oluşması istenmektedir. Deprem yönetmeliğinde “Kolonların Kirişlerden Daha Güçlü Olması Koşulu” bu durum için belirtilmiştir. (her bir kolon-kiriş düğüm noktasına birleşen kolonların taşıma gücü momentlerinin toplamı, o düğüm noktasına birleşen kirişlerin kolon yüzündeki kesitlerindeki taşıma gücü momentleri toplamından en az daha büyük olacaktır). Bu koşula “Güçlü Kolon Zayıf Kiriş Prensibi’’ de denmektedir.

Plastik mafsalları özetleyecek olursak; plastik mafsallar belli miktarlarda moment taşıyabilen mafsallardır. Plastik mafsallar kiriş kesitlerinde oluşacak şekilde tasarım yapılırsa bu binanın göçmemesine katkıda bulunacaktır ama sonuçta plastik mafsal bir hasar oluşumudur. Plastik mafsal oluşmaması daha iyidir fakat tasarım yapılırken hasar olacağı kabul edilir ve göçme oluşması engellenmeye çalışılır ve bu durumda ekonomik anlamda büyük kazanç sağlanır.

Kömürhan Köprüsü

KAYNAKÇA:

https://volkanatabey.com.tr/mafsalli-birlesimler-ve-plastik-mafsal-etkisi

 

BİR CEVAP BIRAK

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen isminizi buraya giriniz