Ahşap yapı malzemesi hakkında bilgiler, avantajları ve dezavantajları
Ahşap yapı malzemesi ülkemizde yapı inşasında betonarme sistemlerin yaygınlaşmasından önce tuğla-taş yığma binalar ile birlikte oldukça yaygın olarak kullanılmıştır. Hatta bu yığma tuğla-taş binalarla kompozit olarak da imal edilmişlerdir. Günümüzde ise ahşap, çoğunlukla servis ömürlerini tamamlamış binaların aslına uygun olarak restorasyonu veya rekonstrüksiyonu çalışmaları esnasında kullanılmaktadır. Hatta ahşap malzemeyi tanıyan belediye yetkililerinin azlığı nedeniyle ahşap malzemeyle binanın temelden, çatıya yeni bir bina olarak projelendirilip imalinin yapılması oldukça zorlaşmıştır.
Ülkemizdeki yapılarda taşıyıcı sistemi oluşturan malzeme olarak beton, çelik ve ahşap kullanılmaktadır. Beton ve çelik, ahşaba göre daha dayanıklı olması ve uzun süre mukavemetini muhafaza edebilmeleri sebebiyle tercih edilmektedir. Ancak ahşap doğada kolay bulunabilmesi ve estetik görünümü sebebiyle tercih edilen bir malzemedir. Hayatın her alanında kullanılan ahşap, dünden bugüne insanlığın yaşam alanı oluşturduğu andan itibaren kullanılmaktadır. Zayıf malzeme olmasına rağmen yüksek mukavemet göstermesi, sağlıklı ve doğal olması, diğer malzemelere göre ucuz olması, yenilenebilir kaynaklardan elde edilmesi, kırılırken çıkardığı sesler sebebiyle tehlikeyi önceden haber vermesi gibi özelliklerinden dolayı ahşap, yapı malzemesi olarak kullanılmasında önem arz etmiştir. Özellikle dayanıksız zeminler ve uzun açıklıkların tasarlandığı durumlarda hafif ve yüksek mukavemeti sebebiyle alternatifi olmayan bir yapı malzemesi olarak düşünülmektedir.
Kolay şekil verilmesi ve montaj edilmesi, pratik birleştirme elemanlarıyla (bulon, vida, çivi, tutkal vb.) hızlı birleştirilmesi, soğuk ve sıcaktan az etkilenmesi, kimyasal ve biyolojik etkilere karşı dayanıklı olması gibi özellikleri sayesinde diğer malzemelere göre ahşap malzeme avantajlı bir yapı malzemesi olarak öne çıkmaktadır. Avantajları olduğu kadar dezavantajları da vardır. Rutubete karşı dirençsiz olması, biyolojik canlılar tarafından deforme olabilmesi, hızlı tutuşması ve yanması, budaklı ve reçineli yapısı gibi dezavantajları vardır. Dezavantajları birtakım önlemlerle yok edilebilir ya da en az seviyeye düşürülebilmektedir. Bu önlemlerle birlikte ahşap malzemenin kullanım ömrü biraz daha uzamaktadır.
Yapılarda, eğilme direnci gösteren eleman olarak adlandırılan kirişler konumları ve görevleri açısından hayati önem taşımaktadır. Nedeni ise yapıya gelen dinamik ve statik yükler kolonlara ve kolonlardan da zemine iletilmesi kirişler aracılığıyla yapılmaktadır. Bu nedenle kullanıldıkları yerdeki performanslarının incelenmesi önem arz etmektedir. Deprem ülkesi olmamız sebebiyle, depremin yıkıcı etkileri esnasında yapı elemanlarının yapıda minimum mal ve can kabına neden olacak şekilde direnç göstermelidir. Organik ve doğal olan ahşap malzemenin yapıda kullanımında ortaya çıkan diğer önemli dezavantajı heterojen (iç yüzeyi eşit dağılmamış) yapıya sahip olmasıdır.
Genetiksel durumlardan başka yetiştiği ortamdan kaynaklanan etkiler ahşap malzemenin çeşitlenmesinde değişikliğe neden olmaktadır. Bu nedenledir ki ahşap malzeme özellikleri liflere dik ve liflere paralel doğrultularda önemli değişiklikler göstermektedir. Ahşap malzemenin bu gibi karakterize özellikleri performansında ve özellikle yapısal mukavemetinde değişikliklere neden olmaktadır. Bu nedenle malzemenin karakter analizinde önemli zorluklara neden olması malzeme olarak tercih etmemizde önemli engel oluşturmaktadır.
Sebebi ise yapı malzemesi olarak kullanılan malzemenin göstereceği performansın daha öncesinde bilmek veya büyük ölçüde doğru öngörülmesi, yapının kullanım ömrünü ve performans bakımından hayati önem taşımaktadır. Ahşap malzemenin karakter analizindeki yöntemlerde geleneksel olarak, ahşap görsel olarak sınıflandırılır ve değerlendirilir veya tahribatlı testlere maruz tutulmaktadır. Görsel yapılan sınıflandırma ve değerlendirmede malzemenin dış görüntüsü, özellikle görüne dış yüzeylerinin özellikleri incelenmektedir. Yalnızca dış yüzeylerinin incelenmesi büyük bir dezavantaja sebep olmaktadır. Sebebi ise ahşap malzeme içerisindeki bulunması muhtemel çürükler, böcek yuvaları doğal kusurlar (çatlak, budak, reçine vb.) belirlenememektedir. Bunu gibi kusurlara yüzey kısımlarda görülse de malzemenin hangi oranda etkilendiği kesin bilinememektedir. Ayrıca görsel sınıflandırma ve değerlendirme yöntemlerinin de kişiden kişiye farklı yorumlanabilmektedir. Görsel değerlendirmede bu sebeplerden dolayı ahşap yapı elemanlarının dayanım sınıflarının belirlenmesi yeterince sağlıklı olmayacaktır. Daha önemlisi de görsel sınıflandırmaya kriter esaslardaki kusurların mekanik performansa etkilerinin ne olacağı bilinmemektedir.
Ahşap malzeme doğada bulunurken dışarıda bulunan dış etkenlerden zarar görebilirler. Ancak ahşabın dayanıklılığını ve kalitesini etkileyen unsurlar ağaç türü, ağacın yaşı, ağacın öz odun oranı, odunun birim hacim ağırlığı, anatomik yapısı ve kimyasal yapısı, yapısında bulunan veya sonradan emprenye edilmiş olan maddeler, kullanım yerlerindeki ortamda bulunan koşullar, yapının inşa edilme şekli, doğal zeminle olan ilişiğinin kesilmiş durumda olması, kesimin yapılmış olduğu mevsim, depolanma süresi ve depolanma şartları şeklinde sıralanabilir.
Ahşap yangına karşı dayanımı çok yüksek olan malzemelerdendir. Ahşap malzemeler içine yanma işlemi sırasında malzeme için kuruluk da dikkate alındığında dakikadaki ortalama kesit kaybı 0,7 cm dir. Bunun yanı sıra çelik olan sistemler için dayanım yangının başlamasından 15 dakika, betonarme sistemler için dayanımını yangının başlamasından 30 dakika sonra içlerinde bulunan çelik malzemeleri yitirmektedirler ve buna bağımlı olarak yapının sisteminde büyük şekil değiştirmeler görülmektedir.
Ahşap içerisinde boşluklar bulundurmasına rağmen mukavemet özellikleri oldukça yüksek bir yapı malzemesidir. Mekanik özellikleri yetiştiği iklime, toprağa, ağaç cinsine, sertliğine göre değişiklik gösterebilir. Ahşabın bünyesindeki su muhtevası önemli bir parametre olup, mukavemetini olumsuz yönde etkilemektedir. Yapı malzemesi olarak kullanılan ahşabın mikroorganizmalar, rutubet, ısı, kimyasal etkiler, malzeme yorulması gibi etkenlerden dolayı zamanla mukavemetini yitirmektedir.
Ahşap bulunması kolay bir malzemedir ve aynı zamanda kolay işlenebildiği için tercih edilmesi daha yüksek bir yapı malzemesi olmasına rağmen, projendeki hesapların güçlüğü ve ahşap olan malzemeleri işleyecek olan tecrübeli ustalarında oldukça azalmış olmasından dolayı bu alanda bulunan başlıca zorluklardır. Ayrıca birleşim bölgelerinin işlem sırasında işlenebilirliğinin düzeyde zor oluşu, yani daha kompleks bir yapıya sahip olması bu malzeme için hızlı üretim sürecinde yavaşlatıcı bir unsur olmaktadır. Ahşap malzemeler bu koşulların altında bile daha pek çok avantajlı özelliğe sahiptirler, bunlar:
Kaynaklarının yenilenebilir durumda olması. Ağır olmayıp hafif bir malzeme olmasından dolayı mobilizasyonunun kolay olması. Kolayca işlenebilen bir malzeme olması. Ahşap malzeme özelliği açısından geçirimli bir yapıya sahiptir ve bina bunun sayesinde nefes alabilmektedir. Ahşap doğal ve organik bir malzeme olmasından dolayı, insan sağlığı açısından daha uygun bir yapı malzemesi olması. Birleşim bölgeleri için, istenilmesi durumunda lamalı ve çivili olacak şekilde kolayca ve hızlıca tertip edilebiliyor olması. Yük taşıma kapasitelerinin oldukça yüksek olması. Laminasyon tekniği sayesinde istenilen boyutlarda ve uzunluklardaki kesitlerin imal edilebilmesi. Yangına karşı dayanımlarının yüksek olması. Ahşabın tamiratının ve korunmasının çok kolay olması. Boy değişim oranının ahşap çalışıyor olması durumunda bile çok düşük oluşu. Çok fazla renkleri ve koku seçeneği vardır.
Ahşap yapıların dezavantajları ise şunlardır: Kaynaklarının yenilenebilmesi uzunca bir süre almaktadır. İşlenmesi esnasında çok fazla işçilik veya başka cihazlara ihtiyaç duyulmaktadır. Birleşim yöntemlerinde, ilave araç kullanılmadığında çok fazla işçilik gerektirmektedir. Servis ömrü, ek kimyasallar kullanılmadığı zamanda çok daha az olmaktadır. Laminasyon sürecinde, üretilecek kesite göre, ekstra işçilik ve yapıştırma maliyeti gerekmektedir.
