(Yazı insaat mühendisliği disiplini için yazilmistir)
Malzemeler/elemanlar/sistemler belirli yükler altında, şekil değişikligine ugrarlar. Ortaya çıkan bu şekil değişiklikleri, yükleme kalktıktan sonra tamamem ortadan kalkabileceği gibi, kalıcı da olabilir.
İnsan olarak her zaman dogrusal degişimler bize daha anlasılır gelir, sonuçlari daha iyi analiz etmemizi sağlar, daha cabuk çözüm üretmemizi sağlar.
Yapı dizaynin da malzeme/eleman/sistem kullaniriz. Her malzemenin/elemanın/sistemin bir kuvvet(gerilme)-şekil degiştirme ilişkisi vardır. Nedir bu ilişki: Belli bir kuvvet’e(gerilmeye) kadar doğrusal sayilabilecek tarzda oluşan sekil degistirme bölgesi, belli bir kuvvetten sonra gerilme’nin artmadıği ama şekil değiştirmenin arttığı bölge. Malzemenin/elemanın/sistemin analizinde 2 birim kuvvette 1 birim şekil degişikliği oluyorsa, 4 birim kuvvette 2 birim şekil deģişikligi oluyorsa ve kuvvet kalktıģinda malzeme/eleman/sistem tekrar ilk haline donüyorsa dogrusal davranıstan söz edilebilir. Dizayn bu dogrusal davranısa gore yapılabilir. Yani hesaplarımizda sadece malzemenin/elemanın/sistemin dogrusal gerilme-sekil degistirme iliskisi’nin oldugu bölümü kullanabiliriz. Ama bizim sadece bu bölümu kullaniyor olmamız malzemenin/elemanin/sistemin tum gerilme-sekil degiştirme iliskisinin dogrusal oldugu anlamına gelmez. Sadece bizim dizaynda diger bölgeyi kullanmadığımiz anlamina gelir. Malzeme/eleman/sistem lerin bu dogrusal ilişkinin(gerilme-sekil degiştirme) oldugu bolumunu dizaynlar da kullanmamız biz muhendislere büyuk kolaylik saglar.Hesaplar daha basitleşir, suerpozisyon uygulanabilir, hasar ortaya çıkmaz.
Dogrusal olmayan davranıs durumunda, önce malzemenin/elemanin/sistemin gerilme-sekil degistirme iliskisinin dogrusal oldugu bolge kullanılir. Sonra analiz devam eder ve gerilme daha kucuk degerlerde artarken nispeten buyük sekil degistirmelerin oldugu ikinci bolgeye gecilerek analiz surdürülür. Burada bir dogrusallik söz konusu olmadıgindan hesaplar adım adim yapilir ve superpozisyon uygulanamaz.Ancak malzeme/eleman/sistem’in kapasitesi sonuna kadar kullanılmis olur, ekonomik sonuclar ortaya çıkar.
Deprem yonetmeliklerimize baktıgimizda, hesap teknigi’nin daha basit oldugu, daha anlasılır olan, superpoze’nin uygulanabildiği dogrusal hesap tarzı’nin oncelikli ve baskın olduğunu görürüz. Bu durum mühendis’e büyük kolaylik saglar. Ama yukarida bahsettigimiz gibi bu tip dogrusal hesaplar ekonomik olmaktan epey uzaktir.Netice itibari ile malzemenin/elemanin/sistemin gerilme şekil degiştirme egrisinin dogrusal iliskide oldugu bolge oldukca kısıtlıdır. Bu nedenle daha küçük maksimum gerilmelere ve daha ufak şekil degistirmelere gore hesaplar yapılir. Oysa siz dogrusal hesap yaptiginizda malzeme/eleman/sistem daha maksimum kapasitesine ulasmamistir.
Deprem yonetmeliklerimizde, hem muhendisin fazla hesap yapmadan dogrusal hesap yapmasina olanak saglamay, hemde malzemenin/elemanın/sistemin dogrusal olmayan davranisini da analize katarak daha ekonomik sonuclar elde etmesine calişmistir.
Yeni bir yapı dizayninda muhendis, malzemenin/elemanin/sistemin dogrusal davrandiğı(gerilme-sekil degistirme) bolgeye gore hesabinı yapar. Daha sonra ise, malzemenin/elemanın/sistemin dogrusal olmayan davranişinin hesaba katilması gerekir ki bu işlem de (R) dedigimiz tasiyici sistem davranis katsayisının olaya sokulmasiyle halledilir. Deprem yönetmeliklerimizin bir tablo olarak sunduğu ve muhendislerin kullandıği (R) taşıyıci sistem davranış katsayisi dogrusal olmayan davranışin hesaplara uyarlanmasindan başka bir şey degildir. Daha açık bir ifade ile mühendis her ne kadar dogrusal davranısa gore hesap yaptığini zannetse de aslinda dögrusal olmayan malzeme/eleman/sistem davranısinı da dikkate alarak hesap yapmaktadır…