Dübel Deyip Geçmeyin..!
Yazı Dizisi-1 

Emrecan Türkeş 

 

ETP Yangın Yalıtım Çalışma grubumuz eski ( Yurt dışında görev aldığı  için ) üyesi   Emrecan Türkeş'in 2017 yılında yayınladığımız yazılarını ülkemiz deprem gerçeği doğrultusunda tekrar yayınlıyoruz. Emrecan Türkeş'e yurt dışındaki başarılı çalışmalarının artarak devamını  diliyoruz. 

2017 yılından günümüze kadar  ülkemizdeki yapılarda  güncel standartlar doğrultusunda uygulama yapılıp yapılmadığını sizlerin yorumlarınıza bırakıyoruz. 

2017 yılından bu güne kadarki ülkemizdeki değişiklikleri ve olası teknik değişiklikleride daha sonra başka bir yazımızda  sizlere  sunacağız. 


Sabri Günaydın

Deprem Yüklerine Göre Dübel Seçimi

Yeni binalar deprem güvenliği olduğu iddia edilerek satılıyor ancak yapısal olan elemanlarda gösterilen deprem hassasiyeti acaba elektrik&mekanik bağlantılarında da gösteriliyor mu?

Örneğin depreme dayanıklı binada depreme yakalandınız ve üzerinize asma tavanla birlikte borular, kablo tavaları düşüyor. Kendinizi ne kadar güvende hissedersiniz?

Bu konular ile ilgili ülkemizde sismik danışmanlar çalışmaktadırlar ve sektörü yapısal olmayan elemanların deprem dayanımı ile ilgili ciddi bir şekilde geliştirdiklerini size söyleyebilirim. Sismik askılama sistemlerini depreme göre tasarlayabilmekteyken sistemin en kritik kısmı olan betonla bağlantısına ait Eurocode’ta bir şey açıklanmadığı için büyük sıkıntı yaşanmaktaydı. Düşünün tüm sistemi depreme göre tasarlıyorsunuz ancak yükü betona nasıl aktaracağınızı bilemiyorsunuz.

Bunun önüne geçebilmek için sismik danışmanların bazıları dübelin statik dayanımını da depremdeki dayanımına eş tutarken; bir kısmı da Amerikan sistemini esas alarak sismik hesap yapmaktaydı.

Eurocode dübel ile ilgili tüm analizlerin, hesaplamaların ETA tarafından yapılmasını öngörmüştür. ETA’da eskiden çatlaklı/çatlaksız beton durumuna göre sadece depremsiz durum analizi yapılabiliyordu. Genellikle elektrik&mekanik tesisastın bağlandığı yerler gibi betonun gerilim bölgesinde çatlaklı; temele yapılan uygulamalar gibi basınç bölgesindeki yerlerde çatlaksız beton hesabı yapılmaktaydı.

Neyse ki 2013 senesinde ETA’ya C1 ve C2 sismik kategorileri de eklenmiştir.

Türkiye C2 kategorisinde bulunduğu için yeni düzenlemelere göre deprem yüklerine dayanması istenen her dübelin ETA sismik onayına sahip olması gerekmektedir.

Çatlaksız Beton: HSA gibi dübellerimiz çatlaksız beton onayına sahiptir ancak betondaki gerilim bölgelerine göre çekme oluştuğu zaman beton çatlayacağı için çatlaksız beton dübellerinin betonun çekme bölgesinde kullanılmasını önermemekteyiz.

Çatlaklı Beton: 0.4 mm çatlak genişiğinde test edilen dübeldir. Stabil durumda uygulanan dübelin betonun çekme bölgesinde bulunması durumunda beton çatlaklı kabul edilir.  Yükler statik bir çekme/kesme testi şeklinde verilir. Bir dübelin çatlaklı betonda onaylı olması depremde olumlu sonuç vereceği anlamına gelmemektedir.

ETA C1 Sismik Durumu: 0.5 mm çatlak genişliğinde test edilen dübeldir. Yükler deprem simülasyonu şeklinde bir çekme testi şeklinde verilir.

ETA C2 Sismik Durumu: 0.8 mm çatlak genişliğinde açılıp kapanan çatlak sistemi ile test edilen sismik kategoridir. Yükler deprem yükü şeklinde verilir.(Türkiye’nin deprem koşullarına uygun durum)

C2 sismik kategorisi test simülasyonu grafikleri

Soru: Yapısal olmayan elemanlarda dübel dayanımını çatlaklı mı çatlaksız mı alacağım?

Cevap: Deprem yükü söz konusu değilse bu sorunun cevabı uygulama yapacağınız yerin statik durumda gerilim bölgesinde olup olmadığında gizlidir. Örneğin iki taraftan mesnetli bir kirişin altına yapılacak bir uygulamada beton çatlaklı alınmalıdır çünkü bu bölge betonun gerilim bölgesidir.   Uygulamanın çatlaklı beton dayanımı EOTA TR029 statik hesap yöntemine göre hesap edilmelidir.

 

Soru: Deprem onayı bir zorunluluk mudur?

Cevap: Sistem deprem yükü etkisindeyse deprem onayı bir zorunluluktur. Türkiye koşullarında ETA C2 sismik onayına sahip dübel EOTA TR045 Sismik hesap yöntemine göre hesap edilmelidir. Dübel C2 sismik onaylı olsa bile EOTA TR45 ‘e göre hesap edilmezse deprem dayanımı söz konusu olmaz.

Soru: Ankara deprem bölgesi değil; burada sismik koruma yapmam gerekiyor mu?

Cevap: Bulunduğunuz bölgenin deprem ivmesi 0.05 g ile 0.1 g arasında ise ETA C1; 0.1 g den daha büyük ise ETA C2 sismik kategorisine aittir.  ETA’nın yayınlamış olduğu haritada bırakın Ankara’yı Konya dahil tüm Türkiye dübel için deprem bölgesi olarak geçmektedir.

Özetlemek gerekirse yapısal olmayan elemanlar için de deprem koruması yapılmalıdır ve bu önlemler sadece halat, izolatör ile sınırlı kalmamalıdır. Dübelde ETA C2 sismik onayı olmazsa ve EOTA TR045’e göre sismik hesabı yapılmazsa çok güvendiğimiz sismik yalıtım betondan ayrılacak ve canımıza kastedecektir.

 

Yapısal olmayan elemanların tasarımında dübellerin öneminden ve bu konuda EOTA(European Organisation of Technical Approvals) tarafından çıkarılan deprem kategorisi&hesaplama yöntemlerinden bahsettikten sonra biraz daha teoriden pratiğe döneceğiz. 

Acaba ülkemizde M&E uygulamalarında sismik koruma önlemleri ne kadar ciddiye alınıyor? En önemli projelerde dübeller deprem durumuna göre hesaplanıyor mu?

Ülkemizdeki büyük projelerde bu uygulamalar için sismik danışmanlar bulunuyor; sismik askılama sistemleri ile ilgili uygulayıcı firmalar tüm hesaplamaları yapıp paket halinde şantiyelere çözüm sunuyorlar ancak şantiyedeki mühendisler bu konuyu öğrenmek için hiçbir çaba göstermemektedir. Kalite kontrol birimi şantiyede her konuyu kontrol etmesi gerekirken genellikle sismik koruma konusunda “Bu zaten bize paket halinde geliyor.”, “Vallahi biz o işe hiç bakmıyoruz zaten bir şey yanlış olursa da sorumluluk onlara ait” benzeri cümleler zikredilmektedir.

Sismik danışmanlar veya bu konuda uzman uygulayıcı firmalar bu işi yanlış yapıyor demek istemiyorum,  ancak şantiyede kalite kontrol mekanizmasının daha sağlam çalışması bu firmaları daha zinde tutacaktır.

Örneğin aşağıdaki sismik askılama sistemini görmektesiniz:



Şantiyelerde karşıma gelen birkaç yanlış önermeyi sizlerle paylaşmak istiyorum:

1- Sismik halatlar depremden kaynaklı yanal yükleri alacağı için sismik dübel kullanılması gerekli değildir

EOTA’nın yayınladığı teknik rapor TR045’te deprem anında beton en zayıf kesiti olan dübelin çakıldığı yerden çatlayacaktır ve bu çatlak genişliği C2 sismik kategorisinde bulunan Türkiye’de maksimum 0.8 mm dir. Deprem anında yanal yükleri alacağını iddia ettiğiniz sistem 1,2,3 ve 4 numaralı dübellerden sıyrılarak çoktan yere düşmüş olacaktır.


2-Dübellerin ETA C2 sismik onaylı olması bizim için yeterlidir.

Onayı açıp okudunuz mu? Deprem hesabı sonrası dübelin yükleri taşıyacağından nasıl emin olabiliyorsunuz? C2 sismik onayında yazılı olan sıyrılma dayanımı belki de taşıtmak istediğimiz yükü kurtarmayacak. EOTA TR45’e göre hesap yapılmadan C2 sismik onayı var diye dübel onaylamak kurduğunuz tüm sismik halat sistemini mahvedebilir.

3-Sadece sismik halatların bağlanacağı dübellerde ETA C2 sismik onaylı olup EOTA TR45’e göre hesabı yapılacaktır. Kablo tavasını içten dişli dübel ile çözmemizde problem yok çünkü herhangi bir yatay deprem yükü gelmeyecektir.         

Burada deprem senaryosunun nasıl olacağını iyi irdelemek gerekiyor. Deprem esnasında oluşacak çatlaklarda kablo tavasının bağlı olduğu içten dişli 2 ve 3 numaralı dübeller hiçbir yük taşıyamayacaktır bu nedenle düşecektir. Bu kablo tavasını sismik halatlar tutacaktır. Deprem senaryonuzda içten dişi dübelin hata vermesini öngörüp sismik halatın bunu karşılayacağını iddia ediyorsanız bu şekilde ilerlenebilir ancak bu ciddi bir risktir. Hem kablo tavası hem de sismik halatların sismik dübelle bağlanıp TR045 hesabı yapılması naçizane tavsiyemdir.

4-Dübelin deprem dayanımı ile ilgili Amerikan standartlarına uygun ürün kullanılıp hesabı ACI’a göre yapılabilir.

ACI 355’te belirtilen deprem testi prosedürü beton çatlağını 0.5 mm’de sınırlamaktadır halbuki EOTA’nın yayınladığı ETAG 001 Annex E’ye göre deprem çatlakları 0-0.8 mm arasında akordeon gibi gelip gidecek şekilde test edilmesi gerekmektedir. ACI’ın öngördüğü test EOTA’nın Türkiye için öngördüğü deprem testi koşullarını karşılamamaktadır.

5-Deprem onaylı bir dübeli sürekli titreşim gelen aplikasyonlarda da kullanabiliriz.

Dübellerin dinamik yük ve deprem yükü etkisi altındaki davranışları çok farklıdır. Dinamik test prosedüründe yük sürekli bir titreşim halinde verilir ve betonda çatlak oluşturulmaz. Özellikle kimyasal dübellerin içlerindeki komponentlerinin ayrışması nedeniyle dinamik yük etkisi altında performansları çok düşüktür. Deprem testlerinde yükler sürekli rezonans olarak verilmez. Betonun çatlamaları esas alınır.

Hem deprem hem de titreşime dayanıklı bir sistem kurmak isterseniz iki durum için de ayrı ayrı test edilmiş bir dübel kullanmanız gerekmektedir. Özellikle tünellerdeki jetfan montajlarında iki durum için de ayrı ayrı onay istenmektedir.

Sonuç olarak;
Şantiyenize gelecek paketten çıkan bir dübel insan canına kastedebilir. Dübel deyip geçmeyin!
 

 

Deprem dübellerinin ne kadar önemli olduğunu ve deprem hesabı gerektiğinden bahsetmiştik. Dübel için deprem kadar önemli olan bir başka var ki bu da titreşime karşı dayanımıdır.

Statik yükler altında dayanacak dübellerin yorulma yükleri altında da kullanılması çok yaygın bir uygulamadır. Örneğin bir jetfan montajı uygulaması için genellikle sahada karşılaştığımız cevap; “Biz yıllardır bunu yapıyoruz; hiçbir sorun çıkmadı” oluyor. Belki şu ana kadar herhangi bir sorun çıkmamış olabilir; peki sonrasında çıkmayacağının garantisini verebilir misiniz?

Sahada ikinci aldığımız cevap ise “Bana bu konu ile ilgili dübel yüzünden düşen bir tane cihaz gösterin” oluyor. Bu yazının amacı da bu cihazları gösterip; nelere yol açtığını anlatmak olacak.

Boston Tüneli’nde yapılan jetfan uygulamalarında cihazlar “fatigue/yorulma” onayı olmayan bir dübel ile monte edilmiştir. Bu dübeller belirli bir tekrarlı titreşim yüküne maruz kaldıktan sonra dayanımını kaybedip; jetfanın arabaların üzerine düşmesine neden olmuştur.

Yaşanan bu durumun istisna olduğunu iddia edenler için Japonya’daki Sasago Tüneli’ni de örnek verebiliriz. Boston Tüneli’nde yaşanan problemin aynısı Sasago Tüneli’nde de yaşanmış ve insan canına kastedebilecek bir kaza yaşanmıştır.

Resim 1 – Titreşimden kaynaklı dübel sıyrılmasından dolayı oluşan kazalar
 

Peki Boston Tüneli’ndeki kazadan sonra ne oldu? Bu işin fıtratında var denip geçilmedi tabii ki. Bu konuya direkt Massachusetts Valisi el attı ve tünellerdeki jetfan montajı uygulamasında yorulma onayı bulunan alttan kesmeli(undercut) dübelinin kullanımı ile ilgili basın açıklamasında bulunuldu. Tüm yönetmelikler buna göre değiştirildi.

Resim 2- Massachusets Valisi Mitt Romney alttan kesmeli dübelleri anlatırken

Klipsli dübeller ve kimyasal dübeller yorulma yükleri altında dayanımını kaybettiği için ucunda elmas kafası bulunan özel bir dübel sistemi kullanımı önerilmiştir. Bu dübelin elmas kafası torklama esnasında açılarak yerinde bırakma bir ankraj gibi çalışabilmektedir.

Resim 3 – Askılama sistemlerinde undercut dübel kullanımı
 

Marmaray, Avrasya Tüneli ve Kuzey Marmara Otoyolu’nun tünellerindeki jetfan montajlarında yorulma onaylı undercut dübeli kullanıldı ancak halen ülkemizde birçok titreşimli uygulamada bu detay göz ardı edilmektedir. 

Sözün özü; sürekli titreşim yaratacak bir cihaz montajında mutlaka fatigue(yorulma) onaylı bir dübel sistemi kullanılmalıdır. ABD ve Japonya bunu görmezden gelmenin bedelini ödediler; biz de böyle bir bedel ödemeden mühendisler olarak önlemimizi alalım.

Bundan sonraki yazımızda " Sismik İzolatör,  EN 1992-4:2017 Bağlantı elemanlarının tasarımı, EC2-4 Ankraj tasarım yöntemi"  anlatılacaktır.