Kısa Kolon oluşumu, nedenleri ve önlemler

Depremler sırasında yapılar hasar görür ve göçerler, bu olayları meydana getiren etkenlerden birisi de kısa kolon oluşumudur. Binaların genellikle bodrum katlarının dış duvarlarında aydınlatma, havalandırma, iklimlendirme vb. gibi fonksiyonların yer almasını sağlamak amacıyla dolgu duvarları farklı yüksekliklerde örülerek bant (şerit) pencereler oluşturulmaktadır. Oluşturulan bu bant pencereler nedeniyle kolonların serbest yüksekliğini kısıtlanmakta ve depremlerin özellikle yatay bileşenleri etkisinde “kısa kolon” davranışına neden olmaktadır.

Zira yatay deprem yükleri rijitlikleri ile orantılı olarak söz konusu yapının kolonlarına dağıtıldığından, rijitliği fazla olan kolonlar daha fazla yatay deprem yüklerini karşılamak durumunda kalmakta dolayısıyla söz konusu kolonlarda kesme kuvveti değeri artarken etkili boyun azalmasıyla birlikte eğilme momenti değeri azaltmakta ve kolonlar eğilme kırılması yerine gevrek kesme kırılmasıyla güç kaybetmektedir. Diğer bir ifadeyle kolonun burkulma boyu bant pencerenin yüksekliğine eşit olmakta dolayısıyla yatay deprem yükleri altında kolon bu kısımda ötelenme yapmakta ve kesme kuvveti büyük değerlere ulaşarak gevrek kesme kırılmalarını oluşturmaktadır. Özetle, söz konusu kolonlar donatıları akma gerilmelerine ulaşmadan betonun kırılmasıyla kullanım dışı kalmaktadır.

Türkiye’de oluşan son depremler sonrasında betonarme binaların hasarları incelendiğinde, bodrum katlarında bant pencereler nedeniyle büyük yapısal hasarların meydana geldiği görülmektedir. Ancak günümüzde mevcut birçok binanın, depremlerde ağır hasar gören ve/veya göçen binalarla, benzer özelliklere sahip olduğu dolayısıyla oluşabilecek depremlerde bu tür binaların göçme riskinin bulunduğu açıkça ortadadır.

Kısa kolon; statik ve betonarme projesinde gerekli dayanıma göre tasarlanan kolonların uygulamada kullanım gerekçeleri, mimari ve estetik kaygılar ya da uygun olmayan taşıyıcı sistem düzenlemesiyle rijitleştirilmesinden (kolonun yanal yer değiştirme rijitliğinin artmasından) dolayı yatay ötelenmesinin engellenerek oluşan depremler esnasında serbest kalan kısmının tasarlanandan çok daha fazla kesme kuvvetine maruz kalmasıyla söz konusu kolonun hasar görmesi durumu olarak tanımlanabilir. Diğer bir ifadeyle kolonun kesme kırılması ile güç kaybetmesi durumu olarak tanımlanabilir. Görüldüğü gibi özellikle yatay deprem yüklerinden oluşacak kesme kuvvetleri nedeniyle kısa kolonlarda yeterli önlemler alınmaz ise büyük hasarların oluşacağı açıkça görülmektedir.

Kısa kolon oluşum nedenleri

Bodrum katlarının dış duvarlarında aydınlatma, havalandırma, iklimlendirme vb. gibi işlevler için kolon boyunu azaltan bant pencerelerin oluşturulması. Kat kirişlerinde süreksizlik bulunması. Taşıyıcı olmayan rijit elemanların (bölme / dolgu duvarlar gibi) kolonun etkili boyunu kısaltması. Kolona bağlanan kirişlerin derin (yüksek) olması. Çok kalın döşemelerin varlığı. Pencere üstü hatılların oluşturulması. Merdiven sahanlıkları. Eğimli arazilerde kademeli temel yapılması. Asma katların yapılması. Mekanik katlar.

Depremler sırasında betonarme binalarda kısa kolon oluşmaması için alınacak bazı önlemler

1. Kolonlar arasında uzanan bant (şerit) pencere boşluklarının bırakılmasından olabildiğince kaçınılmalı,
2. Bant pencere kolona bitişik değil duvar ortasında bırakılarak kolondan ayrılmalı ya da kolon ile dolgu duvarı arasına derz bırakılmalı,
3. Kolon boyunca Türkiye deprem yönetmeliğinde kolonların sarılma bölgeleri için tanımlanan minimum enine donatı (etriye) yerleştirme koşulları uygulanmalı,
4. Kat kirişleri sürekli olarak yapılmalı,
5. Kademeli temellerden kaçınmalı,
6. Farklı kotlarda döşemeleri bulunan betonarme binalar dilatasyon derzleri ile ayrılarak kısa kolon oluşumları engellenmeli,
7. Kısa kolon oluşabilecek katlarda yapısal elemanların (kolonların) boyutları artırmalı,
8. Kolona bitişik bant pencerenin yapılmasının zorunlu olduğu durumlarda, tüm kolon yüksekliği boyunca yatay ötelemenin sağlaması amacıyla bant pencere çevresinde yeterli kesitte çelik profilden imal edilmiş çerçeve ile desteklenmeli,
9. Binanın katlarındaki düşey taşıyıcı elemanların kat yüksekliklerini ve bölme duvarlarını mümkün olduğunca eşit tasarlamaya ve yapmaya özen gösterilmeli,
10. Özellikle bodrum katlarda yapılması düşünülen bant pencereler için dolgu duvarların dış cephe kolonlarının dış kısmına örülmesi tercih edilmeli,
11. Kolonlardaki guse gibi uygulamaların bir veya birkaç kolonda değil tüm katta yapılarak tüm katta aynı rijitlik özelliğinin sağlanılmasına özen gösterilmelidir.