Doğrusal bağıntı insanoğlunun kafasına her zaman daha yatkın olmuştur.Bir değişken ne kadar artıyorsa diğerinin de orantılı olarak azalması yada artması veya tam tersi, bir değişken ne kadar azalıyorsa diğerininde belli oranda artması yada azalması anlama kolaylığı sağlar.İnşaat Mühendislerinin beyni de diğer insanlarınkinden farklı bir beyin değildir.Dolayısıyle İnşaat Mühendisleride doğrusal durumları daha iyi anlar, daha iyi etüd eder ve herşeyi doğrusal olarak idealize etmeye çalışır.
Yönetmeliklerde bile doğrusal hesap kısımları agırlıklıdır.Birtakım kabullerle malzemelerin doğrusal olmayan çalışma şekilleri dikkate alınır.
İnşaat Mühendislerinin hesaplarında doğrusal hesap yöntemini kullanabildiğimiz gibi doğrusal olmayan hesap sistemlerinide kullanmamız mümkündür.TDY2007 incelendiğinde , hem yeni yapılar için olan kısımda, hemde mevcut yapı performans analizlerinde doğrusal olmayan hesapların kullanılabildiğinni görürüz.
Doğrusallıktan kastımız nedir anlaşılır bir şekilde kısaca açıklayalım :
Bir malzeme yada elemana bir kuvvet uyguluyorsanız bu kuvvet malzemede yada elemanda bir şekil değişikliği meydana gelir.Eğer kuvvet-şekil değişikliği diyagramı düz bir çizgiye yakınsa , doğrusallıktan söz edilebilir.Mesela 1 birim kuvvete 2 birim şekil değişikliği olacak, 2 birim kuvvete 2×2=4 birim şekil değişikliği olacak vb.Doğrusal olmayan durumda ise 1 birim kuvvet uyguladığımızda şekil değişikliği 2 birim olacak, 2 birim kuvvet uyguladığımızda şekil değişikliği 4 birim ekil değişikliği olacak sonra kuvvet artsada gerilme değişmeden şekil değişiklikleri artacak..
İnşaat Mühendisliğide dahil tüm disiplinlerde malzemenin yada elemanın yada sistemin doğrusal hareket tarzı son derece basit olarak formüle edilebilmiştir.Doğrusal hesaplarda bilinmeyenler rahatlıkla bu idealizler neticesinde bulunabilir.Mesela hooke kanunu malzemenin dogrusal bölgesi için geçerlidir.Elastisiste modülü malzemenin doğrusal özelliklerine göre bellidir.
Doğrusal hesapta malzmenin yada sistemin tüm kapasitesi kullanılamaz.Belkide doğrusal hesabın en buyuk dezavantıjı budur.Oysa hemen hemen tüm malzemeler yada sistemler sürekli her koşulda doğrusal hareket etmez.Belli şartlarda doğrusal hareket eder, belli değerelrin buyumesi yada küçülmesi neticesinde doğrusallıktan ayrılmalar olur.Siz malzemenin doğrusal özelliklerine göre hesaplamalar yapıyorsanız, kuvvet oluştuğunda malzeme yada sistem şeil değişikliğine ugrar, kuvvet ortadan kalktığında ise malzeme yada sistem eski haline döner.Yani kalıcı bir şekil değişikliği olmaz.Yani hasar oluşmaz.Zaten doğrusallığın temelinde bu vardır.Kuvvet varsa şekil değişikliği olacak, kuvvet kalktığında malzeme yada sistem ilk haline dönecek.Doğrusal olmayan hesapta ise, bir orantısızlık söz konusudur.Belli kuvvet altında malzeme yada sistem doğrusal hareket edecek kuvvet artmaya devam ettiğinde ise gerilme değişmeden büyük şekil değişiklikleri olacak.Eleman dönecek, Elemanda şekil değişkliği olacak.Kuvvetjkalktığında ise, eleman tekrar eski haline dönemeyecek.Şekil değişklikleri kalacak, eleman yada sistem hasarlı kalacak.Malzemelerin yada elemanların yada sistemlerin doğrusal olmayan kısımları(gerilme-şekil değiştirme) doğrusal bölgeden sonra gelir.Dolayısyle kapasitenin doğrusal olmayan sistemde biraz daha fazla olabilecegi anlaşılır.Ancak bu artışın bir bedelide vardır.Oda hasar dır.Eğer siz bir elemanın yada sistemin doğrusal olmayan özelliğinden yararlanacaksanız(gerilme -şekil değiştirme) yapınızda hasar oluşmasına izin veriyorsunuz demektir.
Aklınıza şimdi şu soru gelebilir:
TDY2007 nin yeni yapılar için olan bölümü doğrusal hesap ilkelerine göre yapılmış ve bizde yeni yapıları buna göre dizayn ediyoruz.O halde tasarım depreminde neden yapılarımızda hasar oluşuyor ?Çünkü doğrusal hesapta kuvvet kalktığında yapının tekrar şekil değiştirmemiş haline gelmesi gerekmezmiydi…
Düşünce tarzı doğru gibi görünmekle birlikte kaçan bir nokta var.Evet biz yapımızı doğrusal hesap kullanarak yapmaya çalışıyoruz.Ancak malzemenin doğrusal olmayan özelliğinide bir takım katsayılarla doğrusal hesabın içine sokuyoruz.Dolayısıyle yaptığımız hesap doğrusallıktan çıkıyor.Eğer her anlamda doğrusal bir hesap yapıyor olsaydınız yapıya gelen deprem kuvvetini bulurdunuz bu kuvvete göre dizayn yapardınız.Oysa siz ne yapıyorsunuz, bulduğunuz kuvveti 4,5,6,7,8 gibi R katsayısına bölüyorsunuz ve doğrusal olmayan özellikleri işin içine katıyorsunuz.Bu yüzden de yapımızda tasarım depreminde hasarlar oluşmakta ki yönetmeliğimiz buna izin veriyor ve hasar oluşacagınıda bi mühendisler bilyoruz.
Ahmet ÇELİKKOLLU
İnşaat Mühendisi
ESKİŞEHİR
?
