Yrd. Doç. Dr. evket ATEú Karadeniz Teknik Üniversitesi ... · PDF fileAhap, insanlar tarafındankullanılanen eski yapımalzemelerinden biridir. Modern anlamda ahapyapılarilk olarak

Yrd. Doç. Dr. Şevket ATEŞ

Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü

Yapı Anabilim Dalı Öğretim Üyesi

Ahşap, insanlar tarafından kullanılan en eski yapı malzemelerinden biridir.

Modern anlamda ahşap yapılar ilk olarak 20. yüzyıl başlarında Almanya’da yapı

yönetmeliklerinde yer almış, daha sonra birleşim araçlarının da gelişmesiyle

birlikte oldukça yaygınlaşmıştır. Özellikle geliştirilen sentetik tutkalın birleşim

aracı olarak kullanılmasıyla, köprü, spor salonu vb. büyük yapı sistemlerinin de

ahşap ile yapılabilmesine imkan sağlamışır.

30.11.2011 Ahşap Yapı Uygulamaları




Ahşap yapı malzemesi çok değişik ve çok sayıda ağaç türünden elde

edilebilmektedir. Ahşap malzemenin bileşiminde;

% 60 Sellüloz

% 28 Linyin

% 12 diger maddeler

bulunmaktadır. Sellüloz ahşabın liflerini oluşturur. 1-6 mm boyunda ve 0,01-

0,06 mm çapında içi boş borucuklar şeklinde olan liflerin cidarını, linyin

oluşturur. Lifleri birbirine bağlayan maddeye ise pektin adı verilir.


Ahşap heterojen bir yapıya sahiptir.


Ahşabın yapı malzemesi olarak kusurları vardır. Bunlar:

Budaklar

Lif eğikliği

Lif kıvrıklığı

Enkesit düzensizliği

Çatlaklar


Hafif Öz ağırlığı az olduğundan mesnetlere aktarılan yükler çelik ve beton

mallzemesine nazaran daha azdır.

Montaj Hafif olmasısı sayesinde montaj işinin daha kolay, daha çabuk ve

ekonomik olmasını sağlar.

Nakliye Atölyelerde montaja hazır durumua getirilebilir. Hafif olmalar ı

taşınmaları ve yerine koyulmaları için özel araçlara ihtiyaç göstermezler.

İşçilik Kolay ve süratlidir.

Yüklemeİmalattan sonra hemen yüklenmesinde sakınca yoktur. İnşaat süresini

kısaltır.

Zayiyat Söküldikten sonra az bir zayiyatla başka bir yerde kullanılabilir.

Şekil şekil vermek kolaydır. Sıcak bir malzemedir.

DayanımAsit, baz, tuz ve duman gazlarına karşı dayanıklıdır. Kimya sanayiinde

tercih edilir.


Rötre Sıcakta çeker. Çatlaklar meydana gelir.

Rutubet Şişmesine neden olur. Rutubet oranının %20’den az olmalıdır. Doğal

veya suni kurutmayla rurubet oranı azaltılır.

DayanımHomojen değildir. Liflerin gidişi, çatlaklar ve budaklar kesitin

heryerinde aynı dağılmamıştır. Bu durum dayanımına etki eder.

Atölyelerde montaja hazır durumua getirilebilir. Hafif olmalar ı

taşınmaları ve yerine koyulmaları için özel araçlara ihtiyaç göstermezler.

AnizotropDayanımı liflerin doğrulltusuma bağlı olarak değişir. Kolay ve

süratlidir. Örnek, II.sınıf çamda lif doğrultusunda basınç emniyeti

85kg/cm2 iken liflere dik doğrultuda ise 20kg/cm2dir. Bu özellik ek

yerlerinin teşkilinde dikkate alınmalıdır.

Yangın Yangına karşı dayanaklı değildir. Yangın dayanımı artırmak için kesitin en

az 450cm2 ve boyutların ise kısa kenar en az 12cm, uzun kenar en az

20cm olmalıdır.


Doğal ortamda bulunan ağaçlar %45-50 oranında rutubet içermektedir. Bu

rutubet, yapı malzemesi olarak kullanılacak ahşabın mekanik özelliklerini

olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle ahşabın kullanılmadan önce belirli

oranda kurutma işlemine tabi tutulması gerekmektedir. Ahşabın özgül ağırlıgı,

ağaç türüne bağlı olarak değismekle birlikte genellikle 600 kg/m3 olarak

alınabilmektedir.


TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi

A-Geniş yıllık halkaların görüldüğü sağlıklı gelişme

B-Beş yıllık dönemde, dar yıllık halkaların oluştuğu zayıf gelişme

C-Ağacın bir bölümünde yangın zararı

D-Böcek ve mantarın neden olabileceği hastalıklı dönem

E-Orman yangınındaki yaranın kapanmasından sonraki normal gelişme,

F-Bir kaç yıl süren kuraklık

G-Öz (Olgun ağaçların çoğunda bunu görmek zordur)

H-Toprak kayması veya kuvvetli rüzgarlar gibi odunu zorlayan bir ortamdaki gelişme


Dikdörtgen, kare ve yuvarlak parçaların bükülmesi ve büzülme özellikleri

büyüme halkalarının yönünden etkilenmektedir.


Teğetsel büzülme (rötre) radyal(merkeze doğru) doğrultudakinden iki kat

daha fazladır.

Radyal

Teğet


RUTUBET MİKTARINA GÖRE;

Taze Yapı Ahşabı: Rutubet miktarı sınırlandırılmamıştır.

Yarı Kurı Yapı Ahşabı: Rutubet mikatrı %35 ve daha az

Kuru Yapı Ahşabı Rutubet mikatrı %20 ve daha az

Yapılarda mümkün oranda Kuru Yapı Ahşabı kullanılmalıdır. Rutubeti azaltmak amacıyla ani

kurutma yapılmamalıdır. Ani kurutma işlemleri, mukavemeti büyük ölçüde azaltır ve çatlaklara

neden olur. Bu çatlakların oluşmaması için rutubetin yavaş yavaş azaltılması gerekir.


MUKAVEMET VE KALİTESİNE GÖRE;

I. Kalite: Yüksek mukavemetli ahşap

II. Kalite: Normal mukavemetli ahşap

II. Kalite Az mukavemetli ahşap

Bu sınıflandırma; yıl halakalarına, budakların durumuna ve kesit yüzeylerine dağılışlarına,

liflerin gidişine ve eğimine, ahşabın eğriliğine ve çatlaklara bağlı olarak yapılmaktadır.

I. kalite ahşap; budağı en az olan yukarıdaki özellikleri en çok yansıtandır. Çok pahalıdır. Bu

nedenle yapıda en çok zorlanan elemanlarda kullanılır. Projelerde yalnızca I. ve III. Kalite ahşap

kullanılır. III. Kalite ahşap çekme elemanlarında kullanılmamalıdır.


Budaklar : Ağacın gövdesinden dışarıya doğru büyüyen dalların kesilmeleri

neticesinde gövdede kalan enkesitlerdir.

Lif Eğikliği: Liflerin ağaç eksenine paralel olmamasıdır.

Enkesit DüzensizliğiAğaçta meydana gelen oluklu gövde veya eksantiristik büyüme kusurudur.

Çatlaklar Ağaç enkesitinde görülen çatlaklardır. En zararlı çatlak çevre çatlağı olup

enkesitin dışından olup merkeze doğrudur.

Lif kıvrıklığı Liflerin ağaç eksenine göre helezon şeklinde doğrultu izlemesidir.

Bu özellikleri inceleyen uzmanlar ahşabı sınıflandırarak uygun sertifika damgası vurmaktadırlar.


İnşaatlarda kullanılan ahşap malzemenin, genellikle öz ağırlığı az,

mukavemetinin yüksek, işlenme kabiliyetinin çok, ısı iletiliciğinin az olması

tercih edilir. Bu nedenle, yapılarda daha çok iğne yapraklı ağaçlar kullanılır.

Bunlardan;

Çam sınıfı (Çıralılar): Dış etkilere maruz kısımlarda

Göknar ve ladin sınıfı: İç kısımlarda (Mukavemeti yüksek, sert ve pahalıdır)

Meşe ve kayın sıkça kullanılır.

Kontraplak vs.: Ihlamur, kavak, söğüt gibi yumuşak ağaçlar

İnşaat Mühendisliği açısından, eksenel kuvvete veya eğilmeye çalışan elemanlardan kalas,

kiriş ve kadronlar genellikle ladin, göknar, meşeden hazırlanmaktadır.

Pencere ve kapı doğramalarında, çamlar, kaplama elemanlarında meşe, kayın

Su ve köprü inşaatlarında çam sınıfı, meşe ve kestane kullanılmakatdır.



Ahşap heterojen ve anizotrop (fiziksel ve mekanik özellikleri yükleme

doğrultusuna bağlı olarak değişen) bir yapı malzemesidir.

Mekanik özellikleri;

Liflerin dogrultusuna,

Rutubet miktarına,

Öz ağırlığına,

Yıllık halkalarının genişliğine,

bağlı olarak büyük değişim göstermektedir.


Ahşabın mekanik özellikleri, liflere paralel ve liflere dik doğrultuda ayrı ayrı

tanımlanmaktadır.


Ahşabın elastisite modülü ve kayma modülü ağaç türüne göre farklıklar

gösterir, fakat kalite sınıflarına göre değisiklik göstermez. Yapı malzemesi

olarak kullanılan ahsap türlerine ait Elastisita modülleri ve Kayma modülleri

TS 647 (Ahşap Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları) ile verilmiştir.


Esas Yükler (EY): Sabit yükler (taşıyıcı sistemin ve diğer yapı

bileşenlerinin öz ağırlıkları), hareketli yükler (insan,

eşya vb.), kar yükleri, makinelerin kütle kuvvetleri.

İlave yükler (IY): Rüzgar yükleri, deprem yükleri, araç, kren (vinç),

fren yükleri, krenlerin kaldırma yükleri vb.


Mekanik özelliklerin yukarıda sözü edilen etkenlere bağlı olarak büyük değişim

göstermesi nedeniyle, ahşap yapıların tasarımı (boyutlandırılması) “Emniyet

Gerilmeleri Yöntemi”ne göre yapılmaktadır.

1) Yapıya etkiyen işletme yüklerinden (Pi) oluşan gerilmeler (i)belirlenir.

2) Malzemenin sınır gerilmesi bir emniyet katsayısına (e) bölünerek emniyet

gerilmeleri (em) belirlenir.

3) İşletme gerilmesi, emniyet gerilmesinden küçük veya ona eşit olacak şekilde

en kesit boyutları belirlenir.


Bu yöntemin esasları ve ahsap elemanların emniyet gerilmeleri, ahsap türlerine

ve sınıflarına bağlı olarak TS 647’de verilmiştir. Bu emniyet gerilmesi değerleri

Esas Yükler için geçerlidir. Esas ve İlave Yükler durumunda Emniyet

gerilmeleri % 15 arttırılır.



Örnegin Bir egilme elemanına Esas ve İlave Yüklerin birlikte etkimesi halinde

kullanılacak Egilme Emniyet Gerilmesi II. Sınıf Çam için;

eem = 100x1.15= 115 kg/cm2 olarak elde edilir.


Ahşap yapılarda birleşimler genellikle aşağıdaki sebeplerle yapılmaktadır.

Farklı taşıyıcı elemanların birbirine bağlanması

(Kolon-Kiriş birleşimi

Kiriş-Kiriş birleşimi

Alt başlık-Üst başlık birleşimi

Dikme-alt başlık birleşimi vb.)

Eleman boyunun uzatılması

Eleman en kesitinin arttırılması


Ahsap yapılarda elemanlar arasındaki kuvvet aktarımı iki şekilde

gerçekleştirilmektedir.

1) Birlesim yüzeylerindeki basınç gerilmeleri yoluyla:

Bu tür birlesimlerde kuvvet, elemanlarda oluşturulan dişler vasıtasıyla

aktarılır. Kullanım alanı sınırlıdır. Bu tür birlesimler “Dişli Birleşimler”

olarak tanımlanmaktadır.



Ahsap yapılarda elemanlar arasındaki kuvvet aktarımı iki şekilde

gerçekleştirilmektedir.

2) Doğrudan birleşim araçlarından yararlanarak:

Bu tür birleşimlerde kuvvet, belirli sayıda birleşim aracı vasıtasıyla

aktarılır. Ahşap yapılarda kullanılan birleşim araçları aşağıda

verilmiştir.

Çivi

Bulon

Kama (Ahşap kama, Çelik kama, Pim kama)

Ağaç Vidası

Tutkal



Metal plak birleşim araçları


Birleşim araçlarının emniyetle taşıyabilecekleri yükler çekme deneyi ile

belirlenir.Çekme deneyinde, Pk kırılma yükü belirlenir ve bu kırılma yükünün 2.75’de biri

(Pk/2.75) hesaplanır.

Deney esnasında ahşap elemanların birbirine göre yerdegiştirme (kayma) miktarı d

ölçülür. Bu kayma miktarının 1.5 mm olduğu andaki yük degeri P1.5 belirlenir.

(Pk/2.75) ile P1.5 değerleri karşılaştırılır. Küçük olan, birleşimin emniyetle

taşıyabileceği en büyük yük Pem olarak kabul edilir.

Birleşimin taşıyabilecegi en büyük yük değeri deney numunesindeki birlesim

elemanı sayısına bölünerek, bir birleşim elemanının emniyetle taşıyabilecegi en büyük

yük Pem belirlenir. Tutkalda ise Pem 1 cm2 alanın emniyetle taşıyabilecegi en büyük yük

olarak tanımlanır.




Çivili bir birleşimin kırılma yüküne

ulaştığı andaki durumu



Çivi, bulon, kama ve tutkal için yukarıda sözü edilen deney gerçekleştirildiğinde;

Çivi, tutkal, kama ve vidalı birlesimlerde (Pk/2.75) değerinin etkili olduğu, yani

bu birlesimlerin rijit olduğu, özellikle tutkalın çok rijit olduğu, Bulonlu

birleşimde ise P1.5 değerinin etkili olduğu, yani birleşimin oynak (rijitliği düşük)

olduğu sonucuna varılmaktadır. Buradan, bulonun diğer birleşimler ile birlikte

kullanılamayacağı, tutkal ile diğer birleşim araçlarının birlikte kullanılmasının

uygun olmadığı söylenebilmektedir.


Birleşim elemanının çapı (d) ve boyu (L),

Birleşim elemanlarının sayısı (n),

Birleşim elemanlarının birleşim yerinde düzenlenmesi ve detay resminin

çizilmesi,

sırasıyla yapılması gerekmektedir. Tutkallı birlesimlerde çap, ölçü ve eleman

sayısı yerine, tutkal tipi ve birlesim yüzeyi boyutları söz konusu olmaktadır.


Çivi, daire kesitli, bir ucu gömme başlı, bir ucu sivri, çelikten imal edilmiş

birleşim aracıdır. Çiviler karakteristik olarak çap ve boy ile ifade edilirler.

Örnegin: 55/140 „lık çivi denildiginde,

Çapı 55/10mm =5,5 mm olan, Boyu 140 mm olan çivi ifade edilmektedir.


Ahşap yapılarda kullanılabilecek çiviler ahşap kalınlıgına bağlı olarak TS

155/1’de verilmektedir.




Bulon: gövde, bulon başı, pul (rondela) ve somun bileşenlerinden oluşan

çelik birleşim aracıdır. Ahşap yapılarda Fe37 (St37) çeliğinden üretililen

bulonlar kullanılmaktadır. Bulonlar karakteristik olarak iki farklı sistem ile

ifade edilmektedir. Bunlar Metrik ve Withworth sistemleridir. Yaygın olarak

kullanılan Metrik sistemdir. Metrik sistemde bulonlar M12, M16, M20, M22,

M24...... şeklinde gösterilirler. M harfinin yanındaki sayılar mm cinsinden

bulonun çapını (d) göstermektedir. Bulonun diğer boyutları (baş kalınlığı,

somun kalınlıgı, dişli gövde uzunluğu, pul özellikleri vb.) TS 79 ve TS 80’de

yer almaktadır.
















Ahşap Kiriş

Ahşap Kolon






Üst Başlık:2adet 10x10

Alt Başlık:2adet 10x10











AHŞAP BİNALAR İÇİN DEPREME DAYANIKLI

TASARIM KURALLARI

Ahşap binalar bütün deprem bölgelerinde, bodrum katı hariç olmak üzere

en fazla iki katlı olarak yapılacaktır.

Ahşap binalarda bodrum kat dışında her bir katın yüksekliği, döşeme

üstünden döşeme üstüne 3 m’den fazla olmayacaktır. Bodrum kat

yapılması durumunda, bu katın yüksekliği 2.40 m’den fazla olmayacaktır.

Ahşap binaların taşıyıcı duvarları, planda olabildiğince düzenli ve ana

eksenlere göre simetrik veya simetriğe yakın biçimde yerleştirilecektir.

Tüm katlarda taşıyıcı duvarlar üst üste gelecek şekilde düzenlenecektir.

Kısmi bodrum yapılmasından olabildiğince kaçınılmalıdır.


AHŞAP BİNALAR İÇİN DEPREME DAYANIKLI

TASARIM KURALLARI

Ahşap binaların döşeme ve çatıları da ahşap olarak yapılacaktır. zemin

kattaki döşeme kirişleri taban kirişleri üzerine, diğer katlardaki döşeme

kirişleri ve çatı makasları ise başlık kirişleri üzerine oturtulacak, çivili

olarak birleştirilecektir.


•ODABAŞI, Y., (1992), “Ahşap ve Çelik Yapı Elemanları” , İstanbul, Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş.

•ERŞEN N. (2000), “ Ahşap Yapılar Problem ve Çözümleri”, İstanbul, Birsen Yayınevi.

•DUMAN, N., ÖKTEN, S., (1988), “Ahşap Yapı Dersleri I”, 2. Baskı, İstanbul YEM Yayın.

•BİNAN, M., (1986), “Yapı Elemanları”, İstanbul, İstanbul Teknik Üniversitesi Vakfı Kitap Yayınları No:9,

İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Matbaası.

•ÖZTUNALI, İ., (1988), “Ahşabın Yapıda Kullanılması ve Doğal Kurutma Yöntemleri”, İnşaat Dergisi, 1988/4,

s.51-53.

•GÜNAY,R., (2002), “Geleneksel Ahşap Yapılar Sorunları ve Çözüm Yolları”, İstanbul, Birsen Yayınevi.

•TS 51, (1987), “Kereste-Ladin ve Göknar Keresteleri”- Genel Amaçlar İçin”, Ankara, Türk Standartları Enstitüsü.

•SOYGENİŞ, M., (2000), Yapı 2, İstanbul, Birsen Yayınevi.

•TOYDEMİR, N., GÜRDAL, E., TANAÇAN, L., (2000), “Yapı Elemanı Tasarımında Malzeme” , İstanbul,

Literatür Yayıncılık, Dağıtım, Pazarlama, Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti.

•TS 647, (1979) “Ahşap Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları” , Ankara, Türk Standartları Enstitüsü.

•TÜRKÇÜ, Ç., (2000), “Yapım”, İstanbul, Birsen Yayınevi.

•BENSON, T., GRUBER, J.,(1980), Building The Timber Frame House, U.S.A.,Simon and Schuster.

•ÇELEBİ, R., (2000), “Yapı Bilgisi”, İstanbul, İstanbul Kültür Üniversitesi Yayınları.

•YÜCESOY, L., (2000), “Yapı Elemanları”, İstanbul, Yapı Endüstri Merkezi Yayınları

•AVLAR, E., LİMONCU, S., (2001), “Yapı Malzemesi Olarak Ahşap ve Ahşap Yapı Sistemleri”,

241,2001/12, s. 87-90, Yapı Dergisi.


Documents

Yrd. Doç. Dr. evket ATEú Karadeniz Teknik Üniversitesi ... · PDF fileAhap, insanlar tarafındankullanılanen eski yapımalzemelerinden biridir. Modern anlamda ahapyapılarilk olarak