Rijit ve Yarı Rijit Diyafram Nedir?

Rijit kelimesi Fransızca kökenlidir. TDK’ye göre sert, katı anlamındadır. Mühendislik dilinde anlamı ise kuvvet veya moment etkisi altında şekil değiştirmeyen, formunu koruyan cisme verilen addır. Hiç şekil değiştirme olmaz diyemeyiz. Fakat sünek bir elemana göre daha az şekil değiştirme yaptığı için rijit kelimesi kullanılır. Sonsuz rijit diye bir kavram vardır. Sonsuz rijit elemanlarda hiç şekil değiştirme yapmaz şeklinde bir ifade kullanılabilir. Fakat rijit elemanın şekil değiştirmesi ihmal edilecek seviyede olsa bile şekil değiştirme yapacaktır. Mühendislikte rijit kelimesi tek başına bir durumu ifade edemez. Karşılaştırma yapıldığında anlamı ortaya çıkar. Örneğin bir binanın kolon kesitleri zayıftır. Deprem etkisinde sünek davranış yapar deriz. Kesitleri biraz artırdığımızda ilk kesitlere göre daha rijit davranacaktır deriz. Sonuç olarak karşılaştırma yapmak, eş olmayan binaları değerlendirmek, elemanlara davranış biçimi yüklemek ve derecesinin ne seviyede olduğunu belirlemek amacıyla bu kelime oldukça sık kullanılmaktadır.

Tam Rijit Diyafram

Tam rijit diyafram, herhangi bir yatay yük altında eğilme ve bükülmeye maruz kalmadan yükü diğer taşıyıcılara aktaran sistemdir. Eğer döşeme tam rijit diyafram ise yatay yük anında düzlemsel olarak döşeme eğilip bükülmeden hareket eder ve yatay yükü diğer taşıyıcılara aktarır. X ve y eksenine göre doğrusal yer değiştirme, z eksenine göre ise açısal yer değiştirme olduğu varsayılır. Tam rijit diyafram modelinde düzlem içi rijitliklerinin çok büyük olduğu kabul edilir. Döşeme düzlem içi hareketin ihmal edildiği varsayılır.

Yarı Rijit Diyafram

Yarı rijit diyafram döşeme rijitliklerinin göz önüne alınarak, döşemelerin sonlu elemanlar ile modellenmesi düzlem içi gerilmelerin ve hareketin oluşabileceği diyafram kabulüdür. Eğer döşeme yarı rijitse yatay yük, anında döşeme nispeten eğilip bükülebilir ve kuvvet aktarımı tam gerçekleşmez.

Döşemenin Görevi Nedir?

Döşeme deprem yükünü alan ve diğer elemanlara rijitlikleri oranında dağıtan yapı organıdır. Döşemenin görevi yapıya gelen kuvvetleri düzgün bir biçimde aktarmaktır. Yapıya gelen yatay yük kütle merkezinde oluşur ve dağılır. Ancak bunun tüm çerçeve sisteme dağılması için bir dağıtıcı rijit elemanlara ihtiyaç vardır. Bu dağılımı diyafram görevi gören döşemeler yapar. Diyaframın karşılığı döşemedir. Eğer taşıyıcı sisteminde döşemelerde diyafram mevcutsa ve boşluksuz ise deprem kuvvetleri tam istediği gibi tüm taşıyıcılara rijitlikleri oranında dağılır. Ancak sistemde döşeme yoksa yani diyafram yoksa deprem kuvvetleri eşit olmayacaktır.

Rijit Diyaframına ve Yarı Rijit Diyaframın Binanın Periyoduna Etkisi Nasıl Olur?

Taşıyıcı sistemi idealize ederken diyaframların (döşeme) rijit alınması ya da yarı rijit alınması önemlidir. Diyaframların rijit alınması sistem periyodunu oldukça küçültürken, yarı rijit diyafram kabulü periyotların büyük çıkmasına sebep olur. Bu durum da direk yapıdaki deprem kuvvetlerinin büyüklüğünü etkiler. Şöyle ki yapı periyodu büyüdükçe spektrum eğrisinden de görüleceği üzere yapıdaki deprem kuvvetleri azalır. Periyot küçüldükçe ise sistem rijitleşmiş demektir ve deprem kuvvetleri artar. Eğer siz rijit diyafram kabulü yapmışsanız yapıda oluşacak deprem kuvvetleri artacak demektir. Eğer siz yarı rijit diyafram kabulü yapmışsanız, yapınızda nispeten daha düşük deprem kuvvetleri oluşacaktır demektir. Kabulden ziyade gerçekte durum ne ise o kabulü yapmak gerekir. Yarı rijit diyafram kabulünde kiriş mesnet donatıları bile neredeyse yarı yarıya azalmış olabilir. Çünkü daha az deprem kuvvetleri söz konusudur. Dolayısıyla daha az donatı gerekir. Tam rijit diyafram kabulünde ise özellikle mesnet donatıları yarı rijit diyaframa göre çok fazla çıkar. Bu yazılanlardan anlaşıldığı üzere tam rijit ya da yarı rijit diyafram kabulleri bilinçsiz yapılmamalı, sistem ne ise o baz alınmalıdır. Daha az deprem kuvveti çıkıyor daha az donatı kullanıyorum diye hep yarı rijit diyafram kabulü yapmak pek doğru değildir. Deprem yönetmeliğimiz incelendiğinde ‘sürekli olarak bir yerlerde rijit diyafram olarak çalışan döşemelerde’ ibaresi geçer. Yani yönetmelik nispeten bizi ona yönlendirmiş gibi görünür. Karar vermemiz gereken şey hangi durumda yarı rijit hangi durumda tam rijit kabulü yapmamız gerektiğidir.

Tam Rijit veya Yarı Rijit Kabulü Nasıl Yapılır?

Kabul, yapı sisteminin düzensizlik durumuna göre yapılır. Yapıda A2 ve A3 düzensizlikleri bulunuyorsa yarı rijit diyafram kabulü yapılabilir. Herhangi bir düzensizlik yoksa tam rijit kabulü yapılabilir. Bunun yanında kirişsiz döşemelerde, döşemeler kirişler tarafından sarılmadığından rahatça şekil değiştirebildiklerinden kirişsiz döşeme sistemlerinde de yarı rijit diyafram kabulü yapılabilir. Başka bir durumda asmolen döşemeli sistemlerde asmolen kirişlerine paralel olan yön tam rijittir. Çünkü asmolen kirişler çok fazla rijitlik sağlarlar. Ancak asmolen kirişlerine dik yönde 5-7 cm döşeme kalınlığı vardır ve yarı rijit diyafram kabulü yapılabilir.

Tam Rijit veya Yarı Rijit Kabul Etmek Neden Önemlidir?

Tam rijit diyafram ve yarı rijit diyafram kabulü bilinçli yapılmalıdır. Sadece donatı az çıkıyor, kurtarmayan kesitler kurtarıyor diye yarı rijit diyafram kabulü yapılmaz. Ya da yazılım şirketine telefon ettiğinizde sistemi yarı rijit diyafram kabulü ile çözüm kurtarır dedikleri için yarı rijit kabulü yapılmaz. Buna mühendis karar verir. İşin özüne bakarsanız bu iş hesap işidir. Rijitlik tam ya da yarım olarak ikiye de ayrılamaz. Çoğu zaman sistemlerde belli oranlar kullanmak daha gerçekçidir.