Aktarma Organları
Ödevi



Moment Değiştiricilerdeki
Son Gelişmeler















396 200
Tayfun Evrim Çakırtaş



1. Giriş


Günümüzde ki otomobiller, kullanım süreleri boyunca, optimum kullanım noktasından oldukca farklı bir noktada, verimsiz kullanılmaktadır. Gelecekteki otomobillerin olması gereken bir özelliğide, motor ile taşıtın moment karakterini bire bir uygun olmasını sağlayarak, verimliliği artırmaktır. Bu amacı gerçekleştirmek için bir çok teknik çözüm mümkündür. Bu ödevin geri kalan kısmında bu teknik çözümlerden bazılarına değinilecektir.


Bahsi geçen teknik çözümler;

   Vites – değiştirme (gearchange indicator) göstergesi olan manuel vites
   Kademesiz otomatik vites kutusu (CVT,Continuosly Variable Transmission)
   Otomatik stop – start sistemleri

2. Vites – Değiştirme Göstergeli Manuel Vites Kutusu


Çalışma noktasını verimli bir hale getirmek için otomatik sistemler kullanılmaz ise, sürücüyü mümkün olan en ekonomik zamanda vitesi değiştirmesi için uyarmak uygun bir çözüm olacaktır. Böylece mümkün olan en düşük motor devrinde aynı gücü elde etmek mümkün olacaktır. Şekil 1’den de anlaşılabileceği gibi, belirli bir güç daha yüksek bir vitesten elde edilirse, yakıt tüketimi azalmaktadır. Bu aynı zamanda günümüzdeki ekonomi vitesli (E-Gear) vites kutularına olan eğilimi açıklamaktadır.

Şekil 1












Volkswagen, sürücünün en ekonomik noktada vitesi değiştirmesine yardım etmek için, vites değiştir ve yakıt tüketimi ikaz göstergesini geliştirmiştir. Böylece sürücü bu ikaz göstergesini takip ederek mümkün olan en ekonomik noktada vites değiştirerek, motorun yüksek devirde düşük güç (low load) ürettiği noktalardan (Şekil 1’de taralı alan) kaçınmış olacaktır. Şekil 2 bu tür bir göstergenin dizaynını göstermektedir. İkaz lambası aşağıdaki koşullar gerçekleşirse yanmaktadır ;


•   Motor devri 1900 d/d üzerine çıkarsa
•   Manifold basıncı 0,3 barın altına düşerse
•   Gaz kelebeği kapalı değilse
•   Motor sıcaklığı normal seviyedeyken
•   Vites en yüksek viteste değilse.


En yüksek vitese gelindiğinde ise, manifold debisi ikaz göstergesinde ltr/100 km olarak gösterilmektedir.















Şekil 2


3. Kademesiz Otomatik Vites Kutusu


Motorun moment karakteri ile taşıtın moment ihtiyacını tam olarak buluşturmak için kademesiz otomatik vites kutusu ihtiyacı uzun zamandır gündemdeydi. Böylece motorun en ekonomik çalıştığı aralığın elde edilmesi mümkün olacak, yakıt sarfiyatı azaltılacaktı. (Şekil 1’de kırık CVT çizgisi). Ayrıca CVT sistemleri motorun maksimum güç sağladığı devirde çalışmasını sağladığı için maksimum ivmelenmeyi sağlar. Bahsedildiği gibi CVT sistemlerine olan ilgi bayağı bir öncesine dayanmasına rağmen, günümüze kadar dizayn edilen CVT sistemleri beklenen verimi sağlayamamıştır. Fakat günümüzde, teknikte ki yeni gelişmeler sonucu istenen verim yakalanmıştır. Şekil 3’te söz konusu CVT sistemlerinden bir tanesi gözükmektedir. Şekildeki CVT sisteminin vites oranları ağırlık ve maliyet sebebinden dolayı 1:5 ve 1:6 ile sınırlandırılmıştır.


Kademesiz otomatik vites kutusu, her defasında eden ve edilen aksları olan, diğer yarım disklerin eksenel yönde sürülebildiği, bir yarım diskle bağlanmış bulunan iki konik disk çiftine sahiptir.


Parlak, düz yanakları olan konik disklerin arasında, bir yağ banyosunun (ATF) içinde ilerletme elemanlı band döner. Bu eleman iki sonsuz banda göre dizilen çelik elemanlardan meydana gelmiştir.


Kademesiz otomatik vites kutusu, hidrolik çalıştırılan çok diskli iki kavraması biri ileri hareket için, ikincisi geri hareket için olan tek kademeli bir planet dişli sistemi bağlanmıştır. Eğik diş açılmış iki adet alındişli çifti dönme hareketini, dengeleme dişli sisteminde aktarırlar.


Çözülmüş (gevşek) durumdaki konik disk yarı parçalarını karşılıklı olarak sürülmesi ile ilerletici eleman bandının hareket yarıçapı bir disk çiftinin üstünde büyütülür, diğerinin üstünde küçültülür. Bir diskin çapının büyütülmesi diğer çiftin aktif çapının küçülmesine karşılık gelir. Her iki diskin aktif olarak çalıştığı yuvarlanma çapı kademesiz olarak değiştirilebilir. Kuvvet, band elemanı tarafından V-kayışlarında olduğu gibi çekilerek değilde kaydırma ile aktarılır.


Her iki konik diskin açılması ve kapanması, bir hidrolik kumanda ünitesiyle ;

•   Geçici aktarma oranına
•   Gaz pedalı konumuna
•   Motor devir sayısı ve
•   Seçme kolu konumuna

bağlı olarak sağlanır.


Hidrolik kumanda, bir motor tarafından döndürülen bir dişli tarafından beslenir. Öne doğru hareketli güneş dişlisi ile planet dişli taşıyıcısının kavraması sabitlenir. Motor devir sayısı ile döndürme momenti, 1:1 oranında etki konik çiftine aktarılır. Hareket başlangıcı (kalkış) sırasında döndüren disk tamamı ile açıktır. Aktik etkili yuvarlanma çapı en küçük değerdir. Buna karşılık döndürülen diskler tamamı ile kapalıdır.


Artan hız ile azalan döndürme momenti ile döndüren diskler arasındaki band elemanı en küçük etki çapından en büyük etki çapına kadar ve aynı zamanda döndürülen diskler arasında en küçük etki çapına kadar değişir.


İkinci kavrama ile planet dişli sisteminin yörünge dişlisi sabir tutulur. Vites kutusu geri hareket vitesi konumunda çalışır. Aktarma 1:1 oranında olur. Hidrolik kumanda, aktarma oranının değişimine izin vermez.


Şekil 4 VW Golf otomobilinin 4+E vitesli modeli ile CVT uygulanmış, biri 1.59 ltr , diğeri 1.38 ltr hacimli modellerini karşılaştırmaktadır. CVT’lerin aktarma oranları ise 1:5.56 ‘dır. ECE (şehir içi) kullanımda CVT’lerin üstünlüklerine rağmen yüksek hızlarda avntajlarını kaybetmesinin sebebi CVT’nin yüksek aynı motor ile yüksek akselarasyon sağlamasıdır. Bu sebeb ile motor hacmi düşürülerek istenen yakıt tasarrufu sağlanabilir.





















Şekil 4. VW Golf otomobilinin CVT performans değerleri ve karşılaştırma

Akraba Evliliği

Ülkemizde her gün binlerce kişi evleniyor. Akraba evliliklerinin bu evliliklerden farkı nedir?

Aynı soydan gelen kişilerin yaptığı evliliğe akraba evliliği denir. Akrabalık; anne soyundan gelebileceği gibi baba soyundan da gelebilir. Her ikisi de aynı derecede önemlidir. Anne veya babalarından biri kardeş olan bir çiftin yaptığı evliliklere 1.DERECE AKRABA EVLİLİĞİ (Kuzen Evlilikleri) denir.
Büyükanne veya büyükbabalarından biri kardeş olan çiftlerin yaptığı evliliklere ise 2.DERECE AKRABA EVLİLİĞİ (Torun Evlilikleri) denir.

Ülkemizde her beş evlilikten birini oluşturan akraba evliliklerinde özürlü çocuk doğma riski yüksektir. Türkiye'de evliliklerin yüzde 20'sini oluşturan akraba evliliklerinde özürlü çocuk doğma riski iki katına çıkıyor. Bu yüzden akraba evliliği yapmayı planlayan çiftlere evlenmeden önce muhakkak genetik danışmanlık almaları öneriliyor. Uzmanlar, toplumda yüzde 2-4 olan özürlü çocuk oranının akraba evliliği yapanlarda yüzde 4-8'lere çıktığını belirtiyor. Akraba evliliği yapacak çiftlere evlilik öncesi veya gebelik öncesinde genetik danışma almalarının büyük önem taşıdığına dikkat çekilmelidir. Danışan kişilere öncelikli olarak ayrıntılı olarak bir soy ağacı çıkarılıyor. Soy ağacında ailede herhangi bir anormalik, zeka kusuru, düşükler ve ölü doğumlar tespit edililiyor ve daha önce ailede bu hastalıklar görünmüşse risk daha da artıyor.

Türkiye gibi akraba evliliklerinin yoğun olduğu ülkelerde, sakat bebek doğumları çok sık görülmektedir. Uzmanlar akraba evliliklerinin büyük bir bölümünün aile baskısından kaynaklandığını söylüyorlar. Bu tür evlilikler yüzünden sakat doğum olayların yaşandığına dikkat çeken uzmanlar, vatandaşların bu konuda aydınlatılması gerektiğini söylüyorlar. Akraba evliliklerin görülmesinin sebepleri arasında genellikle, aileye ait mal varlığının dağılmaması, aile bireyleri arasındaki sevgi ve saygıyı korumak, akrabaların evlilik ve sosyo ekonomik beklentilerinin aynı olması ve karşı cinsle rahat iletişime girememe gibi etkenler sayılabilir. Akrabalar arasında yapılan evliliğe endogami denilmektedir.

Her insanda 23 çift kromozom vardır. Her bir çift kromozomun bir tanesi anneden, diğeri babadan gelmektedir. Kromozomlar, kalıtımımızla ilgili olan DNA'yı içerir. DNA'nın fonksiyonel ürün kodlayan bölümler ise gen denir.
Kalıtımın taşıyıcısı genlerdir. Bizler nesiller öncesinden gelen atalarımızın bize hediye ettiği genetik kalıtımla yaşama başlamaktayız. Vücudumuzun büyüyüp gelişmesi ve çalışması genlerimizin kontrolü altındadır. Yaşamın temel taşı olan



genler, bir DNA molekülünündeki belirli bir özellik içeren kesitine verilen addır. Her bir gen ya da birkaç gen kümesi bizdeki bir özelliğin bilgisini içerir. Anne ve babadan eşit olarak geçen genler, bizdeki tüm yaşam duvarlarını örer. Genler hücrelerde bulunan kromozomların kısımlarıdır. Dolayısıyla genler, kromozomlarla birlikte çoğalarak, hücre bölündükçe yeni hücrelere geçerler. Kişide her genin, biri anneden biri babadan gelmiş olan iki kopyası (aleli) bulunur. Bazen genin bir kopyasının yapısı bozuktur ve bu bozuk kopya yüzde elli olasılıkla çocuğuna geçer. Bozuk bir gen, kişinin bazı vücut işlevlerinin bozulmasına neden olur.

Bir karaktere ait olan özelliğin diğerine baskın olması halinde o karaktere baskın (dominant) gen , baskın olmayan gen’e resesif (çekinik) gen denir. Bir karakterin çıkması, iki aynı gen frekansının karşılaşması demektir. Eğer bir hastalığa ait gen (resesif) anneden aktarılırken, babadan da aynı (resesif) gen ile karşılaşırsa o hastalık mutlaka doğacak olan çocukta çıkacaktır. Eğer, anneden resesif gen, babadan da dominant gen karşılaşırsa bu sefer doğacak çocuk da tıpkı anne ve babası gibi hastalığın taşıyıcısı olacak, ama o hastalık açığa çıkmayacaktır. Aynı karakterde iki resesif genin karşılıklı gelmesi çekinik alleller sonucu hastalık çıkar. Anne ve babadan iki baskın gen (dominant) alan çocuk (baskın alleller) ise tamamen sağlıklıdır. Dolayısı ile, akraba evliliklerinde aynı gen yapısına sahip olan ailede, resesif genlerin birbirleriyle karşılaşma ihtimalleri, daha fazla olacaktır.

Buna örnek olarak kahverengi ve mavi göz renklerini ele alalım. Kahverengi göz rengi dominant gen (baskın) olsun , diğeri için de mavi ise (çekinik) resesif gen diyelim. Anne-babadan birinin göz renginin mavi (m), diğerinin kahverengi (K) olduğunu düşünelim. Bebekler anne-babalarından kalıtımla; kahverengi-kahverengi (KK), kahverengi-mavi (Km), mavi-kahverengi (mK) ve mavi-mavi (mm) genler gibi dört ihtimal almış olurlar. İlk üç durumda bebeğin gözleri kahverengi (baskın renk olduğu için), son şıkta ise mavi (çekinik renk olduğu için) olacaktır.

KK=K Km=K mK=K mm=m

İnsanlar birçok kalıtsal hastalığın genini taşır. Normal aile yapısında da hamilelikte çocuğun hastalıklı doğma olasılığı %25, taşıyıcı olma olasılığı %50, genin bozuk kopyasını hiç almamış olma olasılığı ise %25'tir. Akraba evliliklerinde aynı soydan geldikleri için anne ve babanın aynı genin bozuk kopyasını taşıma, yani
hastalığın taşıyıcısı olma olasılığı çok yüksek olduğundan çocuklarında hastalıkların oluşma şansı çok daha fazladır.



İşte akraba ile evlenme, zararlı baskın ve çekinik genlerin üst üste gelerek frekanslarının çakışması sonucu ortaya çıkma ihtimalini artırdığından genetik hastalıkların görülmesine yol açabilmektedir. Bunların çocukta görülmesi için ana ve babanın her ikisinin de en az bir zararlı çekinik gene sahip olması gerekir. Biraz önceki göz rengi örneğinde olduğu gibi, mavi göz renginin çekinik genleri, hem anneden hem babadan gelirse, çocuk mavi gözlü olacaktır. Dolayısı ile akraba evliliklerinde aynı gen yapısına sahip olan ailede, zararlı (resesif) genlerin
birbirleriyle karşılaşma olasılığı fazla olacaktır. Akraba ile evlenme, kalıtımla geçen hastalıkların bulunduğu ailelerde bu yönden sakıncalıdır. Böyle durumlarda
bazı çekinik genler çakışabilecek ve böylelikle hasta çocukların doğma ihtimali artacaktır. Hastalığın çıkması, iki resesif genin karşılık olarak bir araya gelmesi demektir. Bilindiği üzere resesif genler hastalık taşıyan genlerdir.

Akraba evliliklerinde, hem annenin hem babanın aynı bozuk geni taşıma ihtimali, akraba evliliği yapmayan diğer kişilere oranla daha yüksek olduğu için, çocuğun da hasta doğma ihtimali, normal populasyona göre artmıştır. Bununla beraber, düşük ve ölü doğum ihtimali de artmıştır. Ailede genetik dağılım ,erkek ve kız kardeşlerde, genellikle genlerin yarısı birbirinin aynıdır. Gen ortaklarının oranları, akrabalık uzaklaştıkça küçülür. Torunlar, dede ve ninelerin dörtte bir genine sahiptir. Yeğenlerin genleri ise, genellikle amca ve halalarının, dayı ve teyzelerinin dörtte bir genine eşittir. Daha uzak akrabalıklarda bu oran, kardeş çocuklarında olduğu gibi sekizde bire düşmektedir.

Son yıllarda yapılmaya başlanan calışmalar, ülkemizdeki kan yakını evlilik oranını %21-40 arasında belirlemiştir. Almanya'da ise bu oran sadece %0,1- 0,3 arasındadır.

İlk çağlardan beri yapılan akraba evlilikleri gelişmiş Batı ülkelerinde yüzde birler düzeyinde görülürken, az gelişmiş Doğu ülkelerinde ve nerede yaşarsa yaşasın izole topluluklarda çok yüksek oranda yapılmaktadır. Örneğin; İngiltere'de %0.56, Hollanda'da %0.36, İsveç'te %0.90 gibi çok düşük düzeyde seyreden akraba evliliği oranı Hindistan'da %20, Jamaika'da %44.44, Kuveyt'te %54.3 oranında görülmektedir. Gelişmiş ülkelerde yaşamalarına karşın Alman Yahudilerinde %35.80, Amerika'daki bazı izolelerinde %56.60 akraba evliliği oranı saptanmıştır. Günümüzde Batı Toplumlarında zor denecek kadar az olmasına
karşın, özellikle Asya ve İslam Ülkeleri'nde yüksek oranda akraba evliliğine rastlanmaktadır. Ülkemizde ise Türk Medeni Kanunu'nun yasaklamış olduğu; kardeş-kardeş, anne-oğul, baba-kız ve yarım yeğen evlilikleri dışında kalan akraba



evliliklerini, sıkça görmekteyiz. Zararlı resesif genlerin bir araya gelmesini sağlayarak, genetik hastalıkların görülme sıklığını artıran düşük ölü doğum ve erken bebek ölümlerine neden olan, akraba evliliği ile ilgili Dünyada ve Ülkemizde bir çok araştırmalar yapılmaktadır.

Kan uyuşması çözüm müdür?

Akraba evliliğinde Kan uyuşmazlığı kan grubu ile değil kanınızdaki Rh faktörü ile ilgilidir. Yalnızca kadının Rh - , erkeğin ise Rh + olduğu durumlarda oluşabilir. Kan gruplarının uyuştuğu hallerde doğum sonrasında çocuklarda kalıtımsal hastalıklar görülmüştür. Erkekte bulunan Rh faktörünün genetik aktarımla ana karnındaki fetüste ortaya çıkması anne ile bebek arasında bir kan uyuşmazlığının ortaya çıkmasına neden olacaktır.

Günümüzde akraba evliliklerinde en çok görülen hastalıklar; zekâ geriliği (fenilketonüri), Akdeniz Anemisi, Alzeimer, Parkinson, Huntington hastalığı ve nöron ölümüdür, özürlü ve ölü doğumlar da bu örnekler arasında sayılmaktadır.

Çocuk Doğmadan Önce Kalıtsal Bir Hastalığın Tanısı Konulabilir mi?

Gen analizi de denilen DNA analizi yöntemleriyle artık hamileliğin ilk üç ayında birçok hastalığın tanısı konulabilmektedir. Genetik bilimin gelişmesi ile bazı hastalıklarda daha anne karnında müdahale çalışmaları hız kazanmıştır. Bebeğin anne karnında içinde yüzdüğü sıvıdan, ya da beslenmesini saglayan kordondan alınan sıvıların incelenmesiyle bir anormallik olup olmadığı % 93 oranında kesinleştirilebiliyor. Yapılan testlerde, anne karnındaki bebeğin ense kalınlığı ölçülüyor. Bebeğin ensesinde fazla sıvı birikmesi, doğuştan zekâ geriliği anlamına gelen Down sendromunun habercisi olabiliyor. Ayrıca bazı kromozom bozukluklarında ve doğumsal kalp hastalıklarında da bebeklerin ense kalınlığı artıyor. Bu çalışmalar ilerisi için umut veren gelişmelerle devam etmektedir.

Hiçbir anne ve baba, dünyaya getirdiği çocuğunun ömür boyu taşıyacağı bir engelle birlikte yaşamasını arzu etmez. Muhakkak ki hiçbir engel, isteyerek,
kasıtlı olarak ortaya çıkmaz. Fakat bir takım ihmaller, tecrübesizlikler, bilgi eksikliği ve elde olmayan nedenler bu durumu ortaya çıkartıyor. Ve önlenmesi gereken sorunlarla ilgilenilmiyor.

Bunların yanında hastalıklı çocukların topluma ve ailesine getirdiği yük ve sorunlar da çok önemlidir. Hasta çocuğun yaşam kalitesi çok düşük olacak, ilaçlara ve çevresine bağımlı olarak yaşayacak belki de toplumdan itilecektir. Hasta çocuğa sahip olan anne baba hem maddi, hem manevi yük altında kalarak yıpranacaklardır. Mümkün olduğunca akraba evliliğinden kaçınarak çocuğumuzun sağlığıyla kumar oynamayalım.

Akraba evliliği yapan çiftlerin bebekleri doğumda sağlıklı görünse de bu çiftlerin aile içindeki muhtemel bir genetik hastalığın yokluğundan emin olmaları için bebekleri 3-4 yaşına gelene kadar beklemeleri önemlidir. Zira bazı genetik hastalıklar çocuk bu yaşlara gelene kadar kendini belli etmeyebilir.
Bu hastalıkların görülmesindeki en önemli etkenlerden biri akraba evliliğidir. Diğer nedenlerde şunlardır:

1- Kalıtsal Hastalıklar: Anne ya da babanın genetik yapısında baskın olan veya Baskın olmayan bozukluklar sonucu görülür.
2- Kan uyuşmazlığı: Annenin Rh(-), babanın Rh(+) olması durumunda olur.
3- Riskli gebelikler: Anne yaşının 17’den küçük, 35’tenbüyük olması
4-Çok doğum (beşten fazla) yapmış olmak
5- Annede sistematik hastalık (kalp, böbrek hast. V.s.) bulunması
6- Daha önce düşük doğum yapmış olmak
Annenin hamileliği döneminde karşılaştığı sorunlar:
7- Annenin kötü ve yetersiz beslenmesi
8- Annenin sinirsel sıkıntılara maruz kalması
9- Hamilelikte ateşli, iltihabi veya döküntülü hastalık geçirmesi
10- Hamilelik süresince kanamalar geçirmesi
11- Annenin doktor tavsiyesi dışında ilaç kullanması
12- Annenin kazalara, travmalara maruz kalması
13- Annenin röntgen ışınına maruz kalması (Röntgen filmi çektirmesi)
14- Bebeğin anne karnında yeterince beslenememesi
15- Hamilelik döneminde annenin zehirlenmesi
16- Doğum esnasında karşılaşılan sorunlar

Genel olarak söylemek gerekirse akraba evliliği mutlaka "sakat bebek" doğacak anlamına gelmez. Akraba evliliği genel populasyonda varolan %2-3'lük anomalili bebek doğurma riskini yaklaşık olarak iki kat artırır, oluşan hastalıklar genellikle




metabolizma hastalıkları şeklinde olan ve prenatal (doğum öncesi) tanıları oldukça güç olan hastalıklardır.

Bunların yanında hastalıklı çocukların topluma ve ailesine getirdiği yük ve sorunlar da çok önemlidir. Hasta çocuğun yaşam kalitesi çok düşük olacak, ilaçlara ve çevresine bağımlı olarak yaşayacak belki de toplumdan itilecektir. Hasta çocuğa sahip olan anne baba hem maddi, hem manevi yük altında kalarak yıpranacaklardır. Mümkün olduğunca akraba evliliğinden kaçınarak çocuğumuzun sağlığıyla kumar oynamayalım.


AKRABA EVLİLİĞİNİN SAĞLIK YÖNÜNDEN SAKINCALARI
Akraba evlilikleri gizli kalmış özellikleri ortaya çıkarabileceği için zararlıdır. Otozomal resesif: çekinik genlerin ortaya çıkmasını akraba evliliği kolaylaştırır. Bu konuyu şöyle açıklayabiliriz: Genetik özellik dediğimiz genlerdeki değişim; mutasyon sonucu bazı hastalıklar ortaya çıkar. İnsanlarda kromozomlar çift olduğundan, diğer bir değişle genler vücutta çift olarak bulunduğundan, birisinde çalışmama durumunda diğer gen çalıştığından hastalık görünmez. Bu duruma heterazigot veya taşıyıcılık diyoruz. Eğer anne ve baba aynı soydan geliyorsa ve birinci derecede akraba iseler , her ikisi de bu hastalığı taşıyorsa , ikisinden de bozuk çalışmayan geni alırsak doğacak çocuk tam hasta olur.
Yukarıdaki şekilden açıklayacak olursak
a) Hem anneden hem babadan hastalık geni olan kromozomu alırsak doğacak çocuk hasta olur. Risk ¼ yada % 25 dir.
b) Anne ve babadan hastalık geni olmayan kromozomu alırsak doğacak çocuk sağlam olur. Risk ¼ yada % 25 dir.
c) , d) Ya anne ya da babanın, birisinden sağlam geni diğerinden hastalıklı geni alırsa çocuklar taşıyıcı olacak anne ve babaları gibi bulgu vermeyeceklerdir. Rizk ½ yada % 50 dir.
Sağlamlar ve taşıyıcılar bulgu vermediklerinden bir araya toplarsak , ¼ + ½ = 2/3 yada % 75 dir. Akraba evlilikleri gizli kalmış özelliklerin ortaya çıkmasını sağlamaktadır. Örneğin, toplumda 7000 de 1 görülen bir hastalıklı 2 kişinin tesadüfen bir araya gelme ihtimali ise azdır. Annesi ve babası bu hastalığı taşıyan bir ailenin çocukları evlendiği zaman bu bozuk genlerin karşı karşıya gelmesi normal popülasyona oranla daha fazladır. Akraba evlilikleri sonucu sadece enzimatik hastalıklar ortaya çıkmayıp, otozomal resesif kalıtımla geçen bir çok yapısal hastalıklar ortaya çıkabilir. Örneğin: bazı iskelet bozuklukları, parmak anormallikleri , kan hastalıkları (talosemiler gibi.)
Akraba evliliğinin sakıncalı olabileceğini bilen veya duyan kişiler bu evlilikleri gerçekleştirmeden evvel taşıyıcılık testi yapılırsa , taşıyıcı olup olmadıkları anlaşılır.

                Akıllı Kartlar (Smart Cards)

Plastik kart teknolojisinin ulaştığı son nokta şeklinde nitelendirilen akıllı

kartlar; çip kart, akıllı kart, bellek kartı, elektronik cüzdan, değer

yüklenebilen kart, akıllı para, entegre devre kart gibi çok farklı isimlerle

anılmaktadırlar. Teknolojik gelişmede devrim yaratabilecek derecede öneme

sahip olan bu kartlar, manyetik bantlı tüm kartlara alternatif olarak icat

edilmiş olup, yeni bin yılda en çok kullanılacak plastik kartlar olacaktırlar.

Akıllı kart, üzerinde manyetik bant yerine yarı iletken çipler taşıyan plastik

kart olarak tanımlanabilir. Kartlara akıllı denilmesinin sebebi üzerine

yerleştirilen bir pul büyüklüğündeki bu çiptir. Bu mekanizma sayesinde kart,

herhangi bir yerde alışveriş yapılırken kullanıldığında işlem yapıp

yapmayacağına karar verir. Bu kartlarla işlemler daha hızlı, daha güvenli ve

çok amaçlı yapılabilmektedir.

Hafızasında kişiye ait kimlik ve banka hesap bilgilerinin bulunduğu bu kartlar

gerek ülkemizde gerekse de dünyanın birçok yerinde alışveriş dahil her türlü

ödemede kullanılmaya başlanmıştır.

I-Akıllı Kart Kavramı

Farklı isimlerle anılan ve çok değişik amaçlarla kullanılan akıllı kartların

tamamında bulunan ortak özellik, kart üzerinde küçük bilgisayar niteliği

taşıyan bir mikro çipin bulunmasıdır. Akıllı kartlar görünüş olarak manyetik

bantlı plastik kartlarla aynı boyutlardadır.

Akıllı kart, içine bir mikro çip yerleştirilmiş olan plastik banka kartıdır. Bu çip,

muhtelif şekildeki bilgileri işleyebilmekte ve bu nedenle değişik sektörlerde

farklı şekillerde kullanılabilmektedir. Finansal kuruluşlar akıllı kartları

müşterilerinin faydalanması için uyarlamaktadırlar. Çok çeşitli türde veriyi

saklayabilen ve işleyebilen akıllı karta yerleştirilen çipte 1 ile 32 kilobyte

arasında hafıza ve ROM üzerine yazılmış bir işletim sistemine sahip mikro

işlemci bulunmaktadır.

Akıllı kartlarda kullanılan bir pul büyüklüğündeki yarı iletken mikro çipler,

dünyada en kolay bulunan elementlerden biri olan kumdan üretilmektedir.

İnsanlığın geçmişinde ona güç veren çelik ve kömürün yerine, geleceğimizin

zaferleri kumdan yapılan silikon sayesinde kazanılacaktır. Ancak bu çipin

üretim süreci uzun ve maliyetli bir çalışmayı gerektirmektedir. Yerin

derinliklerinden çıkarılan ve dünya yüzeyinin yüzde 28’ini oluşturan Quartz

madeni, bir dizi kimyasal işlemden sonra silikon haline getirilmektedir.

Silikon saf hale getirilmek için 2 bin 593 Fahrenheit derecede sıvı hale

getirilerek distile edilmekte ve erimiş silikona eklenen bir monokristal

çekirdeği sayesinde yeni bir kristal oluşturulmaktadır. Birkaç gün içinde

yavaş yavaş oluşan bu kristalden 5 metre uzunluğunda bir silikon parça elde

edilerek, çapına göre 8 ile 16 bin dolar arasında değere sahip bu parçadan

binlerce çip üretilmektedir.

Akıllı kart, günümüzün plastik ödeme kartlarının evriminde gelinecek doğal

aşamadır. Her bir akıllı kartta, çok farklı işlevleri yerine getirebilmesi için

entegre devre çip bulunmaktadır. Bu sayede, bir akıllı karta sahip olmak ile

cüzdanda bir bilgisayara sahip olmak aynı anlama gelmektedir.             

Akıllı kartlar sayesinde tüketiciler seyahatlerinde çok değişik türdeki ülke

paralarını taşıyabilme imkanına, her zaman ve her yerde İnternet üzerinden

alışveriş yapabilme, toplu taşımacılık ve kamuya açık telefonlardan görüşme

yapma olanaklarına sahip olabilmekte, ayrıca geleneksel kredi ve banka

kartlarının fonksiyonlarını bu kartlarla yerine getirebilmektedirler.

Akıllı kartlar, bugün dünyada toplu taşımacılık, sağlık, sigorta,

telekomünikasyon ve elektronik cüzdan alanlarında kullanılmaktadır.

İçerisinde kişiye ait kimlik ve banka hesap bilgilerinin yer aldığı hafıza

çipleriyle alışveriş dahil her türlü ödemede kullanılabilen akıllı kartların çok

yakın gelecekte manyetik bantlı kartların yerine kullanılacağı tartışılmaz bir

gerçektir. Bu kartlar, alışverişlerde, perakende satış noktalarında ve akla

gelebilecek hemen her alanda kullanıcıların para taşıma zorunluluğunu

ortadan kaldırmaktadır. Sağlık alanında, akıllı kartlardan hasta kayıtlarının

tutulmasında yararlanılmaktadır. Kartın üzerinde bulunan mikro çip, insanın

yaşayabileceği her türlü doğa koşuluna dayanabilecek yapıdadır.

Akıllı kartlar, manyetik bantlı kartlara göre oldukça pahalıdır. Bir manyetik

bantlı kartın bedeli 40 sent civarında iken akıllı kartların bedeli daha

yüksektir.                                                                                                                               

Akıllı kartlara akıllı olma özelliğini veren ve kart üzerine yerleştirilen mikro

çip, kartın kaybolması ya da çalınması durumunda kullanılan şifreleme

teknikleri ve kartın hafızasına yüklenmiş kişiye ait kimlik bilgileri ile kişinin

dijital imzası sayesinde kartın başkaları tarafından kullanılmasına olanak

tanımamaktadır.

Günümüzde en yaygın kullanılan akıllı kart uygulamaları; kredi kartı, debit

kart, elektronik para, promosyon programları, elektronik bilet, güvenli kimlik

belirleme, sürücü belgesi ve sağlık kayıtlarına ilişkin uygulamalardır. Akıllı

kartlar yukarıda da belirtildiği gibi kredi kartı veya banka kartı olarak da

kullanılabilmektedirler.

II-Akıllı kart çeşitleri

Akıllı kartlar değişik şekillerde sınıflandırılmıştır. Bunlardan en yaygın olanı

temaslı akıllı kartlar ile temassız akıllı kartlar şeklindeki sınıflandırmadır.

Temassız akıllı kartlarda, kart herhangi bir yuvaya sokulmadan sadece

uzaktan gösterilerek işlemler gerçekleştirilmektedir. Pek çok ülkede izlenen

uygulamaların ışığında temassız akıllı kartlar; başta elektronik bilet olarak

yolcu taşımacılığında, elektronik para, banka ve kredi kartı olmak üzere

alışverişlerde ve bankacılık hizmetlerinde, paralı otoparklarda, mağaza ve

perakende satış noktalarında ve gişelerde güvenlik kontrollerinde, köprü ve

otoyol geçişlerinde kullanılmaktadır. Bu kartlarda veri iletimi radyo dalgaları

aracılığıyla, 250 kbps gibi çok büyük bir hızda gerçekleşmektedir.

Temassız akıllı kart uygulamasına benzer bir uygulama ülkemizde boğaz

köprüleri ile bazı otoyollarda başlatılmıştır.

Temaslı akıllı kartların özelliği, üzerinde çip olan akıllı kartın tıpkı POS ve

ATM cihazlarında olduğu gibi bir kart okuyucu ünitenin bulunduğu cihazdan

geçirilerek kart üzerindeki çip ile okuyucunun birbirlerine temas etmeleri

sonucu bilgi alışverişi ile işlem gerçekleştiren kartlar olmasıdır. Bugün

kullandığımız manyetik bantlı kartların üzerinde mikro çip bulunan çeşitleri,

temaslı kartlar olup, bunlar, POS ve ATM’ler üzerine yerleştirilen akıllı kart

okuyucuları aracılığı ile işlem yapmaktadırlar. Avrupa’da çok yaygın olarak

kullanılan akıllı telefon kartları ilk temaslı akıllı kart uygulamalarıdır.

Akıllı kartlar kapasitelerine göre de üçe ayrılmakta olup, memory card

(telefon ve parkmetre kartları gibi), protected memory card (bir PIN ile

kullanılan banka kartları gibi) ve microprocessor kartlardır (çok farklı bilgileri

bir arada tutarak araya sınırlar koyup ilgili bilgileri birbirine karıştırmaksızın

ayrı dosyalarda tutabilen kartlar). Microprocessor kartların bir dosyasında

kişinin sağlık bilgileri, diğerinde banka bilgileri, bir diğerinde ise köprü geçiş

bilgileri v.b. depo edilebilmektedir. Örneğin, doktor kendisine gelen yeni bir

hastanın geçmişteki sağlıkla ilgili tüm bilgilerini bu karttan öğrenebilmekte,

ancak karttaki diğer bilgilere ulaşamamaktadır.

III-Akıllı kartların avantajları

Günümüzde insanlar cüzdanlarında değişik amaçlarla kullanmak için çok

sayıda plastik kart taşımaktadırlar. Akıllı kart, onlarca kartın yerine getirdiği

işlevi sadece bir plastik kart ile yerine getirebilmektedir.

Akıllı kartlar manyetik kartlara göre daha güvenlidir. Bu kartların manyetik

kartlarda olduğu gibi kopyalanması mümkün değildir.

Ayrıca bu kartlar bir şifre ile kullanıldıklarından başka kişilerin bu kartları

kullanma olanağı bulunmamakta ve değişik fiziki darbelerden kolaylıkla

etkilenmemektedirler. Manyetik bantlı kredi kartları ise, kartın arka yüzünde

bulunan bandın çizilmesi, manyetik ortamdan geçirilmesi v.b. olumsuz fiziki

koşullar altında kullanılamayacak hale gelmektedir.

Akıllı kartlar biyolojik bir kısım bilgileri ve PIN (şifre) numaralarını

saklayabilme, bilgileri şifreleyebilme ve çözebilme, kamu ve özel anahtar

teknolojik yeteneklerinden dolayı güvenlik uygulamaları için idealdirler.

İnternet üzerinde güvenlik, ATM’lerde güvenlik, ev-ofis bankacılığına güvenli

giriş, odalara, binalara, bilgisayarlara, dosyalara güvenli giriş gibi

özelliklerinden dolayı akıllı kartlar güvenlik uygulamaları için inanılmaz bir

potansiyel taşımaktadırlar.

Akıllı kartları çok değişik amaçlar için kullanmak mümkündür. Karta akıllı

olma özelliğini veren çip, diğer bir ifade ile yonga üzerine tıpkı bilgisayarlarda

olduğu gibi çok sayıda dosya açarak kartı çok fonksiyonlu olarak kullanmak

mümkündür. Bu dosyalardan birine kimlik bilgileri, diğerine kart bilgileri, bir

diğerine sağlık kayıtları ya da işyerine giriş kayıtları gibi çok sayıda değişik

amaç için kullanabilmekteyiz.

IV-Sonuç

Akıllı kartlar, bu ürünü icat eden kişi ve kuruluşların almış oldukları

patentlerin süresinin kısa zaman içinde dolması ve dolaylı olarak genel

kullanıma açık hale gelmesi, internet üzerinden yapılan işlemlerde güvenliğin

yeterince sağlanamadığı yönündeki yaygın kanaat, birçok işlemin çok sayıda

kart yerine sadece tek bir akıllı kart ile yapılacak olması ve en önemlisi

kullanım kolaylığı sağlamaları nedeniyle son yıllarda önem kazanmışlardır.

Akıllı kartların ilk örneği sayılan elektronik telefon kartlarının Fransa’da

kullanılmaya başlandığı tarihten bu yana 20 yıl gibi bir süre geçmesine

karşılık, son beş yıldaki akıllı kart teknolojisinde ve pazarındaki gelişmeler

bütün tahminlerin üstünde gerçekleşmiştir. Bunun çeşitli nedenleri olmasına

karşılık, en önemli etken bu kartların yüksek güvenilirliğe sahip olmasıdır.

İnternetin, bankacılık ve elektronik ticaretteki devrim sayılabilecek gelişimi,

internet ortamında güvenli ödeme aracı olarak akıllı kartı olmazsa olmaz bir

konuma taşımaktadır.                                                                       

Bütün bunların bir sonucu olarak akıllı kartların önümüzdeki birkaç yıl içinde

baş döndürücü bir şekilde günlük hayatımıza gireceğini rahatlıkla

söyleyebiliriz.

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ DENEY RAPORU

DENEY CİHAZININ TANIMI:
Deney cihazı debi ölçümünü sağlayan bir cihazdır. Venturimetre gittikçe daralan ve bunu takiben bir boğaz ve gittikçe genişleyen uzun bir bölümden meydana gelmektedir. Su Hidrolik deney tezgahından cihaza yakınsak venturimetreden girmektedir .Daha sonra kesit alanı ani genişleyen bir bölümden geçtikten sonra akımın genişlemesi için uzun bir gelişme bölgesinden geçer ve bir orifisten geçerek debinin ölçülmesi yöntemini belirler. Orifis takiben akımın gelişmesi için geçerli uzunluktan sonra bir dik açılı dirsek gelir ve bu dirsekten sonra akışkan rotometreye girer. Rotometre şeffaf bir boru ve bunun içinde akan akışkanın debisine göre aşağı yukarı doğru hareket ederek denge konumunda durabilen bir şamandıradan ibarettir. Bu şamandıranın pozisyonu debinin ölçüsüdür. Rotometreden sonra su kontrol vanasından geçerek hidrolik tezgaha ve ağırlık tankına döner. Daha sonra deney setinin 9 ayrı noktasından basıncı ölçeriz.



MONTAJ VE DENEYE HAZIRLIK:

1)İlk olarak rotometrenin üstünde bulunan dirsek sökülerek kontrol valfi açılır,cam rotometredeki nakliyat teli çıkarılır, valf ve dirsek manşonu sıkıştırılır.

2)Hidrolik tezgahtan su temin hortumu venturimetre girişine bağlanır ve hortumun kelepçesi sıkıştırılır.

Bir başka hortumu debi ölçer cihazının çıkışındaki kontrol valfi çıkışına bağlanır ve diğer ucu tezgahın üzerine serbest bırakılır ve merkezi giriş deliğine sokulur. Devam etmeden önce hidrolik tezgahın ağırlık debi ölçme sisteminin çalışması elle kontrol edilir.

3) Manometrelerin üzerindeki hava temizleme vanası kapalı iken cihazın vanası tamamen kapatılır ve daha sonra 1/3 kadar açılır. Hidrolik tezgah açılır ve su debi ölçer cihazına yavaş yavaş verilir(Hidrolik tezgah vanasından).Debi ölçer cihazının tam olarak su ile dolmasına izin verecek şekilde hidrolik tezgahın vanası açılır ve daha sonra hirolik tezgah vanası tamamen açılır. Debi ölçerin vanası tamamen kapatılır. Bisiklet pompasını hava temizleme valfine bağlayarak manometrede belli bir seviyeye gelinceye kadar pompalanır.



   hA   hB   hC   hD   hE   hF   hG   hH   hI   Rotometre
1.ölçüm   354   340   349   352   352   338   341   338   239   4 cm
1.ölçüm   349   284   333   340   340   274   289   272   170   10 cm
1.ölçüm   332   182   305   319   320   160   191   154   45   16 cm



Sonuç ve Hesaplamalar

1) Çıkan debinin hesabı ;
Venturimetre A ile B noktaları arasına Bernouille denklemi uygulanır.Bernouille denklemi uygulandığında A ile B noktaları arasındaki mesafe az oldu.ğu için za – zb ihmal edilir

Pa/  + Va ^2/2*g +Za = Pb/ +Vb^2/2*g +Zb

Pa/ro*g + Va^2/2*g = Pb/ro*g + Vb^2/2*g

Süreklilik denkleminden:
Aa*Va = Ab*Vb ise Vb = Aa/Ab*Va
Q = Ab*Vb
Q = Ab*[(2*g/1-(Ab/Aa)^2)*(Pa-Pb)/ro*g]^1/2
Cihazda: A ve B noktaların boru çapları
Da=26 mm
Db=16 mm   
Ab/Aa=0,38 ve Ab=2,01*10^(-4) m2


1.Ölçümde
Q=9,62*10-4 * (hA-hB)^(1/2)  m3/s
Suyun özgül kütlesi 1000 kg/m3 alınırsa kütlesel debi
m= 0,962*(hA-hB)^(1/2) kg/s                                                                         hA=354 mm   hB=340 mm ise (hA-hB)^(1/2) =0,118  ve                                  m=0,962*0,118 ise m=0,114 kg/s bulunur
Ağırlık Tankıyla bu ölçüm değer ;
Geçen süre 46,5 s , 2 kg yük konulduğu için su tankına 3 katı kadar yani 6 kg su dolar
46,5 s’de           6 kg su dolarsa
      1s’de           x kg su dolar


m= x=6/46,5             ise m=0,129 kg/s


2.Ölçümde :
m=0,962*(hA-hB)^1/2  kg/s
hA=349 mm   hB=284 mm
(hA-hB)^1/2=0,255  ve
m=0,962*0,255   ise   m=0,245 kg/s


Ağırlık tankıyla ölçümde bu değer;
Geçen süre  47,5 s   ,   4 kg yük konulduğu için su tankına 3 katı kadar yani 12 kg su dolar

47,5 s’de 12 kg su dolarsa
     1 s’de   x kg su dolar

m=x= 12/47,5   ise m=0,253 kg/s bulunur


3.Ölçümde

m=0962*(hA-hB)^1/2 kg/s
hA=332 mm   hB=182 mm
(hA-hB)^1/2=0,387
m=0,962*0,387    ise m=0,372 kg/s  bulunur.


Ağırlık tankıyla ölçümde bu değer
Geçen süre 32s   ,   4 kg yük konulduğu için su tankına 3 katı kadar yani 12 kg su dolar

32s’de  12 kg su dolarsa
 1 s’de    x kg su dolar

m=x=12/32  ise m=0,375 kg/s bulunur.
Orifis;
E ve F manometre ölçüm noktaları arasına Bernouilli denklemi uygulanır.Fakat zA-zB ihmal edilmez

zE-zF yük kaybı manometrelerdeki yükseklikler arasındakifark cinsinden yazıldığında

vF2/2*g – vE2/2*g=k2*(PE/ro*g – PF/ro*g)
k=0,6           Q=AF*VF
Q=k*AF(2*g/1-(AF/AE)2*(PE-PF)/ro*g)^1/2
Orifis için DE=51 mm                                                                                                                                                 
    DF=20 mm

Q=1,89*10^(-4)*(2*9,81)^(1/2)/(1-0,155)*(hE-hF)^(1/2)
Q=9,1*10^(-4)*(hE-hF)^(1/2)    kg/s

1.Ölçümde;
hE=352 mm   hF=338 mm
(hE-hF)^1/2=0,118
m=0,91*0,118=0,107
Ağırlık tankıyla yapılan ölçümde    m=0,129 kg/s bulunur

2.Ölçümde;
m=0,91*(hE-hF)^(1/2)
hE=340 mm    hF=274 mm
(hE-hF)^(1/2)=0,257
m=0,91*0,257=0,234 kg/s

Ağırlık tankıyla ölçümde m=0,253 kg/s bulunur.

3.Ölçümde;

m=0,91*(hE-hF)^(1/2)
hE=320 mm     hF=160 mm
(hE-hF)^(1/2)=0,4
m=0,91*0,4=0,364

Ağırlık tankıyla ölçümde m=0,375 kg  bulunur.

Yük Kaybının Hesapları:
Venturimetre ; A ve C basınç ölçer noktaları arasına
PA/ro*g-PC/ro*g=hA-hC
Bu giriş kinetik enerji yüküne (VA2/2*g) bölünerek boyutsuz duruma getirilir.
VB2=2*g/1-(AB/AA)2*(PA/ro*g-PB/ro*g)
VA2=VB2*(AB/AA)2
VA2/2*g=(AB/AA)2*[1/1-(AB/AA)2*(PA/ro*g-PB/ro*g)]
AB/AA=0,38    Buradan giriş kinetik yükü
VA2/2*g=0,144*1,16*(PA/ro*g-PB/ro*g)=0,167*(hA-hB)


1.Ölçümde:
hA =354 mm hB=340 mm   hC=349 mm
hA-hC=5 mm
VA2/2*g=0,167*(hA-hB)iseVA2/2*g=0,167*14=2,338mm
Yük kaybı=2,139 Giriş kinetik enerji yükü

2.Ölçümde:
hA =349 mm hB=284 mm   hC=333 mm
hA-hC=16 mm
VA2/2*g=0,167*(hA-hB)iseVA2/2*g=0,167*65=10,855mm
Yük kaybı=1,474 Giriş kinetik enerji yükü

3.Ölçümde:
hA=332 mm  hB=182 mm   hC=305 mm
hA- hC=27 mm
VA2/2*g=0,167*(hA-hB)iseVA2/2*g=0,167*150=25,05mm
Yük kaybı= 1,079 Giriş kinetik enerji yükü

 ORİFİS;
HEF=0,83*(hE-hF) mm

1.Ölçümde
hE=352 mm  hF=338 mm
hEF=0,83*(352-338)
hEF=11,62 mm
Orifis giriş kinetik yükün yüksekliği venturimetrenin yaklaşık 1/16’sı kadar 1.ölçümde venturimetrede VA2/2*g=2,338mm
1/16’sı=2,338/16=0,146 mm
hEF=11,62/0,146=79,59  giriş kinetik yükü

2.Ölçümde
hE=340 mm  hF=274 mm
hEF=0,83*(340-274)
hEF=54,78 mm
Orifis giriş kinetik yükün yüksekliği venturimetrenin yaklaşık 1/16’sı kadar 2.ölçümde venturimetrede VA2/2*g =10,855mm
1/16’sı=10,855/16=0,678 mm
hEF=54,78/0,678=80,796  giriş kinetik yükü

3.Ölçümde
hE=320 mm  hF=160 mm
hEF=0,83*(320-160)
hEF=132,8 mm
Orifis giriş kinetik yükün yüksekliği venturimetrenin yaklaşık 1/16’sı kadar 3.ölçümde venturimetrede VA2/2*g =25,05mm
1/16’sı=25,05/16=1,566 mm

hEF=132,8/1,566=84,802  giriş kinetik yükü




Makina96

                                   AKIM ŞİDDETİ-AMPERMETRE
  Elektrik yükünün bir noktadan diğer bir noktaya hareket  etmesine akım denir. Akım şiddeti ise iletkenden birim zamanında geçen yük miktarıdır.
  Şimşek ve yıldırım da bir elektrik akımıdır.Televizyonumuzu,  radyomuzu,buz dolabımızı veya cep lambamızı çalıştıran da elektrik akımıdır.Kontrol altına alınan akım,kablo gibi bir iletkenin içine akar.
 Akım şiddeti,ampermetre ile ölçülür.Ampermetre,içinden akım geçen iletkene seri olarak bağlanır.Akım şiddeti birimi amperdir ve A sembolü ile gösterilir.
 Paralel kollardan geçen akımların toplamının,ana koldan geçen akıma eşittir.Bunun sonucu:
                                                     I=I1+I2’dir.

7.2 Kullanılan Malzeme: Elektrikli Aydınlatma Lambaları
   Okul düzeyi: 11. sınıflar
   İlgili Bölüm: Işık (Bölüm 1)
          Işık Teorileri (Bölüm 3)
    Konu:  -Işık nedir, nasıl yayılır,
-Işığın dalga modeli,
-Işığın tanecik modeli.
Süre: 2 saat.
   Hedef: Odaların aydınlatılmasında kaç wattlık lambalar kullanılmalı, Aydın-lanmaların bağlı olduğu faktörleri tanımlamak. Aydınlanma şiddetini hesaplama. Aydınlanma şiddetini ölçme, ışıklarla ilgili problemleri çözme. Seri ve paralel bağlı devrelerde potansiyel ve akım bölünmesi olaylarını kavramak.
Araç-Gereç: Lambalar, güç kaynağı, kapalı ortamlar, bağlantı kabloları, voltmetre ve ampermetre.
Uygulama: Laboratuar şartlarında basit elektrik devreleri kurulabilir. Paralel ve seri bağlı devrelerin akım, potansiyel ve dirençlerin hesabını yaparak bunlar arasındaki ilişki işlenebilir. Odaların aydınlatılmasında, kaçar watt’lık lambalar kullanılacağını öğrenebiliriz. 
Tanımlar:
 Aynı işaretli elektrik  yükleri hareket ettiği zaman bir akımın varlığından söz edilir. Bir elektrik yükü yani bir elektron durmakta ise etrafında sadece elektrik alanı oluşturur. Bu yük hareket halinde ise hem elektrik hem de manyetik alanı oluşturur. Bu ise hareket halindeki bir yükün, etrafında elektromanyetik bir dalga oluşturacağı anlamındadır.

7.2.1 Akım nasıl oluşur: Bir telden birim zamanda geçen yük miktarına akım denir, i ile simgelenir, boyutu Amper ’dir.  Elektrik yüklerinin bir iletkenden geçişi elektrik akımını doğurur. Bir bataryanın kutupları arasına bağlanan bir iletkenin iki ucu arasında bir potansiyel farkı meydana gelir. Bu potansiyel farkı, iletken içinde bir elektrik alanı ( E ) oluşturur. Bu alan içindeki serbest yükleri,  elektrik kuvveti
  = q.   ...    6.7
etkisi ile hareket ederek elektrik akımını oluşturur. (KAYA, A. ve ÇAKIR, H., 1996)
   Oluşan akım ise aşağıda verilen bir büyüklüğe sahiptir.
i = q / t   
q: Yük (coulomb)
t: Süre (saniye)

      A                     B

         
l: telin boyu


                   +  V -


Şekil 7.5  : AB iletkenin uçlarına V potansiyeli uygulanır ise iletkende yönü         
                  (+)’dan,  (-)’ye doğru bir elektrik alanı oluşur. 

7.2.2 Alternatif akım: Sinüs değişimi gösteren elektro motor kuvvet’lerine  alternatif emk, bu yoldan elde edilen akımlara da alternatif akım denir. (ÖZDEMİR, B., vd., 1993)
Alternatif akım, eşit zaman aralıklarında periyodik olarak değişen akımdır. Alternatif akımı üreten jeneratörlere de alternatör denir. Alternatörde kutuplar devamlı değişir. Çünkü alternatörün içerisinde bulunan bobin dönme hareketi yaparken, bobin üzerinden akım alan fırçalar sabit kalmaktadır. Bobinin her hareketinde, üzerinde bulunan sabit uçlar, fırçalara sırası ile akım verirler. Bu ise fırçalar tarafından bir (+) yönde bir (-) yönde akım alması anlamındadır. Bu değişim elektronların hareketi açısından ivmeli bir harekettir.
Alternatif akımın ısı ve manyetik etkisi vardır. Alternatif bir potansiyel,
 = Vm sin (w t)
Vm: AC jeneratörünün pik voltajı, voltaj genliğidir veya etkin değeri.
w açısal hızı ise 2f  veya 2/ T’dir. f kaynağın frekansı, alternatör içerisindeki bobinin bir saniyedeki dönme sayısı ve T ise periyodudur, bobinin bir dönme hareketi için geçen süredir. Bu potansiyelin bir R direncindeki oluşturduğu akım ise
iR = v / R = (Vm / R). sin(wt)
iR = im sin(w t)   burada im
im = Vm / R’ dir. (Komisyon, Özet Konu Anlatımlı Fizik, 1998)

Türkiye’de şebeke cereyanlarında frekansı 50Hz olan akım kullanılmaktadır. ABD’de ticari elektrik güç santralleri ise w=377 rad/s karşılık gelen  f=60 Hz frekansı kullanılır. (SERWAY, 1996)

Şekil 7.6 Bir direncin içerisinden geçen akım, uçları arasındaki voltaj-
               zaman fonksiyonu olarak çizimleri. (ÖZDEMİR, B., vd., Fizik II,
               sh.162)

7.2.3 Elektrik akımının ısı etkisi: İçerisinden  akım geçen tel ısınır. Bu telin direnci R , içerisinden geçen akım i ve akımın etkin olduğu süre t ise açığa çıkan enerji,
W = i2 .R .t  ...  6.8
W:Enerji (Joule)
i: Akım (Amper)
R: Direnç (Ohm)
t: Zaman (saniye)
i2 .R .t’ye R direncinde ısıya dönüşen enerji denir.

Elektriksel  güç: Üzerinden alternatif akım geçen R direncinde harcanan güç
P = W /t 
Denklemde denklem 6.8’deki W yerine yazılarak,
P = i2 .R .t /t
P = i2 .R = i.V  ..................................................................................................  6.9
bulunur. Veya ortalama güç,
P = Ve.ie cos
(Komisyon, Özet Konu Anlatımlı Fizik, 1998)

7.2.4 Işık ve ışık akısı:
Işık: Elektromanyetik bir dalgadır. Doğru boyunca yayılır, saniyede aldığı yol 299 792 458 m’dir. Işık hakkında  bir çok fikir vardır. Bunlardan bazıları şöyledir.
Işığın tanecik yapısı, ilk defa Compton tarafından gösterilmiştir. Bir foton ile  elektronu çarpıştırarak saçılmalarını gözlemiştir. Fotoelektrik olay da ışığı tanecik modelini destekleyen bir deneydir. (KARAKOÇ, Y., 1992) Tanecik Modelinin ışık hakkında bize şu bilgileri vermektedir.
•   Işığın doğrultu boyunca yayılması.
•   Işığın birbiri içinden geçişi.
•   Işınların bir yüzeyde meydana getirdikleri aydınlanma.
•   Işığın bir yüzeye çarptığında bir basınç uygulaması
•   Işığın soğurulması.
•   Işığın bir yüzeyden yansıması.
•   Işığın boşlukta yayılması.
Tanecikli yapının açıklayamadığı hususlar ise.
•   Işığın kırılması.
•   Işığın aynı anda yansıması ve kırılması.
•   Işığın dar bir yarıktan geçerken kırınıma uğraması.
•   Girişim olayı.
Işığın dalga modeli ise aşağıdaki olaylara çözüm getirmiştir.
•   Işığın bir yüzeyden yansıması.
•   Işığın kırılması.
•   Işığın aynı anda yansıması ve kırılması.
•   Işığın girişimi ve kırınımı.
•   Işığın etkilenmeden birbiri içinden geçişi.
Dalga modelinin açıklayamadığı olaylar ise.
•   Ayrılma olayı.
•   Işığın boşlukta yayılması. (Komisyon, Özet Konu Anlatımlı Fizik, 1998)
Maxwell Elektromanyetik Kuramını ortaya atarak üçüncü bir Teori ortaya çıkmıştır. Bu kurama göre ışık etrafa tanecikler gibi hareket etmekte ve bu taneciklere bir dalga eşlik etmektedir. Bu dalgada hem elektrik alanı hem de manyetik alan bulun-maktadır. Modern dalga teorisinde, ışık bir parçacık hareketi ve bu parçacığa eşlik eden bir dalga mevcuttur. Parçacıkları fotonlar oluştururlar. Aslında hareket eden her parçacığa bir dalga eşlik eder. Bazı parçacıkların hızları yeterince büyük olmaması, kendilerine eşlik eden dalgaların dalga boyları da çok küçük olduğundan ölçülemezler. Maxwell denklemleri modern dalga teorisini çok iyi bir şekilde açıklamıştır.
Işık akısı: Bir ışık  kaynağının birim zamanda yayınladığı görünür ışık enerjisine ışık akısı denir. Φ ile simgelenir, ışık akısı  birimi lümen’dir. Bir yüzey aydınlatıldığında, yüzey üzerine düşen görünür ışık enerjisinin bir kısmını tutup, bir kısmını yansıtır. Yüzeyden yansıyan görünür ışık miktarına (enerjisine)  yüzeyin parlaklığı denir.  (AKBAY, A.,N., 1992)  Işık şiddeti 1 candela  olan bir noktasal kaynaktan 1 m uzaklıkta, ışınlara dik olarak düzenlenmiş 1 m2’ lik yüzeye gelen ışık akısı bir (1)    lümendir. ( Prof. Dr. EKEM, N., 1997)

7.2.5 Aydınlanma şiddeti: Birim yüzeye düşen ışık akısıdır. Işık akısı ile simgelenir birimi lümendir. Aydınlanma şiddetinin birimi lüks (lx). S yüzey büyüklüğü ise aydınlanma şiddeti, 
 E = / S   dir.   ...............................................................................................  6.10
I şiddetindeki bir ışık kaynağı r yarı çaplı bir kürenin merkezinde ise
 Φ = 4 I   ...  6.11
 ve küre yüzeyi  S = 4r2  olduğundan küre yüzeyindeki aydınlanma şiddeti, bağıntı 6.12’deki gibi olur.  (ÖZDEMİR, B., vd., 1993) Aydınlanma şiddeti kaynaktan uzak-laştıkça azalır. 

7.2.6 Fotoelektrik dedektör: Işık şiddetini ölçmeye yarayan aletlere denir. Işığın absorba edilmesi absorba eden metal üzerinden elektron kopartılır. Bu elektronlar devreden akım olanağı sağlarlar. Akımın şiddeti ışığın şiddeti ile doğru orantılıdır.
Şekil 7.7’deki ışık kaynağından l uzaklıkta bulunan  A noktasına konan bir fotoelektrik dedektörün ölçtüğü ışık şiddeti I ise, l mesafe uzaklıkta bulunan B noktasındaki ışığın şiddeti   I/22 . Eğer detektör C noktasında ise ışık şiddeti  I/32  şeklinde değişir. Öyle ise ışık şiddeti uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.                     

         Işık kaynağı
         

l              l          l        
              A      B       C



Şekil 7.7: Işık, kaynaktan uzaklaştıkça (A, B, C noktalarının) aydınlanması
                 azalır.

E = I / (l 2) ...  6.12
E lüks (lx), l metre (m), I candela (cd)
Oda ortamlarını daha fazla aydınlatmak, hem enerjinin israfı hususunda sakıncalı, hem de ışığın yoğunluğu sağlığımıza zarar vereceğinden sakıncalıdır. Artık teknoloji sağlığımıza zarar vermeyen, enerji sarfiyatını düşüren, göz sağlığımızı koruyan lambalar icat etmiştir.

7.2.7 Lambaların seri ve paralel bağlanması.
Seri bağlanma: Lambaların uç uca bağlanması ile elde edilen devreye denir. Diğer bir değişle, akım kendisini tek bir koldan tamamlıyor ise seri bağlanmadır.  Seri bağlanma potansiyel bölünmesine sebep olacaktır. Her devre elemanı üzerinde potansiyel bölünmeye uğrayacağından, daha düşük potansiyel altında lambalar yanacaktır. Hem seri bağlanmada dirençlerin toplamı artacağından devreden geçen toplam akım da düşecektir. (bkz. Bölüm 2.1)
Paralel bağlanma: Bir devredeki lambaların bir uçları bir noktada, diğer uçları başka bir noktada birleştirilerek kurulmuş devrelerdir. Veya akım kendisini birden fazla kola ayırarak tamamlıyorsa paralel bağlıdır denir. Paralel bağlanmada akım bölünmesi gerçekleşecektir.  Her bir devre elemanı aynı potansiyelle besleneceğinden, ana koldan daha fazla akım geçmesi mümkün olacaktır. Paralel bağlanmada toplam direncin değeri düşeceğinden devreden geçen akım da büyümüş olacaktır. (bkz.Bölüm .2.1)
Ohm Kanunu: Bir devre elemanı üzerindeki potansiyelin, o devreden geçen akıma  oranı sabittir, R ile ifade edilir ve o elemanın direnci denir.
R = V / i  ...   6.13
Evlerde kullanılan  aydınlatma lambaları: Evlerimizin aydınlatılmasında lambalardan faydalanırız. Ampuller veya flouresans lambalar elektrikli aydınlatma lambalarıdır. Ampuller, içerisinden geçen akım şiddetinin ısı etkisi, tungustenden ya-pılmış fitilin akkor hale gelmesi ile etrafa ışık enerjisi yayarlar. Flouresans lambalarda ise uyarılmış gaz atomlarının, temel enerji konumuna geçerken ışık enerjileri yayarlar. Bu enerjileri odaların  aydınlatılmasında kullanırız. Ampul lambalar sarf ettikleri elektrik enerjisi, flouresans lambalardan daha fazladır. Flouresans lambalar ise sıklıkla açılıp kapanması sakıncalıdır. Çünkü bu lambalar açıp-kapama esnasında elektrik devresinde fazla akım çekerler. Uzun süre aydınlatılmanın ihtiyaç duyduğu odaların flouresans lambalarla, kısa süreli ve sıklıkla kullanılan odaların aydınlatılması da ampul lambalar ile sağlanmalıdır.

Örnek 3: P1=60W, P2= 68W ve P3=100 wattlık üç lambayı şebeke cereyanına seri ve paralel ayrı ayrı bağlayalım. Her bir bağlanmada devreden geçen akımı ve her lamba üzerindeki potansiyel farklarını bulalım.

Çözüm:Paralel bağlı devrelerde, potansiyel farkları eşit ve kaynağın potansiyeli ile aynıdır.
V = V1 = V2 = V3 = 220volt
P = i2 R  ...   6.14
P = i.V’den   i = P / V
i1 = 60 /220 = 0,272 A  olduğundan P = i2 R  bağıntısından  R1 = 810 ohm   
i2 = 80 /220 = 0,363 A  olduğundan P = i2 R  bağıntısından  R2 = 607 ohm
i3 = 100 /220 = 0,454A  olduğundan P = i2 R  bağıntısından  R3 = 485 ohm
it = 1.079A
Seri bağlanmada, devreden geçen akımlar eşit, her bir lamba üzerine düşen potansiyeller farklıdır.  (HALİS, T., 1994) Toplam akım için,
Rt = 810 + 607 + 485 = 1902 ohm
it = V / Rt’ den
it = 0,116 A
 i1 = i2 = i3  (Seri bağlanmalarda akımla reşit.)
V1 = it.R1 = 0,116.810 = 94 volt
V2 = it.R2 = 0,116.607 = 70 volt
V3 = it.R3 = 0,116.485 = 56 volt

Örnek 4:  şekil 7.8’de verilen elektrik devresinde 5 ohm’luk üç direnç seri bağlanmıştır. Devre 45 voltluk bir potansiyelle beslendiğine göre devrelerden geçen akımları bulalım. Bu arada devrenin t=5 saniye ’de harcadığı enerjiyi ve devrenin toplam gücünü bulalım   
       
                      Şekil 7. 8: Örnek ( 4 ) için.

Rt = R1 +R2+R3    .......................................................................................  6.15   Rt = 5 + 5 + 5 = 15 ohm
i = V / Rt
i = 45 / 15 = 3 Amper.
W = i2 .R .t  ...  6.16
W = 9.15.5 = 675 J
P = i.Vt  (Vt, toplam potansiyel)
   P = 3.45 =135 watt

Örnek 5: 100 watt’lık dört lamba paralel bağlansınlar. Bu devreler şebeke cereyanına bağlandıkları zaman devreden geçen toplam akım şiddeti değeri nedir?
Çözüm: Devre elemanları paralel bağlandıkların ve şebeke cereyanı 220 volt olduğundan,  paralel bağlanmada her bir lamba üzerine 220 volt düşecektir.
P = i.V
100 = i . 220
i = 100 / 220 = 0,45 A
Lambaların dirençleri eşit olduğundan dört ayrı koldan aynı akım geçmektedir, (4.0,45 = ) 1,8 amperlik devreden toplam akım geçer.

Alıştırmalar:
1.   Şebeke cereyanı alternatif akım olarak nasıl üretilmektedir? Alternatif akım olmasının faydaları var mıdır?  Nelerdir.?
2.   Frekans nedir? Evlerde kullanılan elektriğin frekansını nasıl anlarız?
3.   Elektrikli bir malzemenin kullanım kılavuzunu veya cihaz üzerindeki bilgileri okuduğunuz zaman, cihaz hakkında ne gibi bilgiler elde edebilirsiniz?
4.   Özdeş iki lamba cereyan hattına (220V) seri ve paralel bağlansın. Devreden geçen akım nasıl değişir? Lambalardan elde edeceğimiz ışık enerjisi nasıl değişir?
5.   10 ohm’luk direnç ile  60 wattlık lambayı 220 V’luk devreye seri  bağlaya-lım. Bu esnada lambanın harcadığı enerji ile, direnç çıkartıldıktan sonraki lambanın harcadığı enerji oranı nedir?
6.   Evlerimizde, bütün elektrikli malzemeler devre üzerinde birbirlerine paralel bağlanırlar. Niçin?  Bunun ne gibi faydaları vardır?
7.   Odaların aydınlatılmasında kaç wattlık lambalar kullanılmalıdır?

T.C
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ
MESLEKİ TEKNOLOJİ YÜKSEK OKULU
AĞAÇ İŞLERİ ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ









Binaların Yapımında
Ahşap Yapıların
Depremlere Dayanıklılığı


 

















ANKARA
2003
17 Ağustos 1999 Depreminde çok sayıda betonarme yapının yıkılması sonrasındaki  ilk tepkilerinden biri “betonarme kötü, ahşap yapı yapalım” oldu. Sanki 17 Ağustos’da hiç ahşap yapı hasarı olmamıştı

Ahşap yapı da deprem davranışı da unutulmuştu ve yaklaşık 30-40 yıldır çok az sayıda yapılıyordu. Şimdi yeniden “ahşap yapı” yapma kampanyasına başlamadan önce ahşap yapı ve deprem davranışını biraz hatırlamak gerek. 17 Ağustos 1999 Depremine çok dar bir açıdan bakılarak çıkarılan sonuçların yanında, ahşap yapıların, başka depremlerdeki davranışlarını da dikkate alarak, deprem dayanımı ve diğer özellikleri bakımından gerçek durumunu daha iyi anlamak gerekir. Ahşap, betonarme ve diğer başka malzemeden yapılmış yapıların deprem davranışlarına ön yargısız ve bilimsel bir yaklaşım gerekir.
 
Yönetmelik ve standartlara uyulmadan Türkiye’de yapılmış betonarme yapıların depremlerde büyük hasar görüp yıkılacak yapılar olacağı kesindir. Ancak yönetmelik ve standartlara uyularak yapılmış çok sayıda betonarme yapının depremlerden çok az etkilendiği de geçmiş 30 yılda olan pek çok depremde görülmüştür.  Depreme dayanıklı betonarme yapı yapılamaz diye bir görüşle yola çıkılırsa depreme dayanmış pek çok betonarme yapı nereye konulacaktır?
 
Ahşap yapıların tasarım, yapım ve deprem davranışları gibi konular son  20 – 30 yıl içinde inşaat mühendisliği eğitiminde çok az ya da hiç bir yer almamıştır. Sanki ahşap yapı yapmak ve depremde hasar gören ahşap yapılar da unutulmuştur. Ahşap yapı yapan usta ve kalfa da kalmamıştır. Bir ahşap yapı yapma kampanyasına başlamadan önce ahşap yapıların özellikleri, tasarımı ve inşaatı konularına kısaca bakmak gerekir.
 
 
SON DEPREMLERDE AHŞAP YAPILAR
 
17 Ağustos 1999 Depreminde çok sayıda betonarme yapı yıkıldı. Deprem bölgesinde çok az sayıda ahşap yapı vardı ve bu nedenle ahşap yapıların hasarı betonarme yapılara bakılınca belirgin biçimde daha az oldu. Çünkü en az 40 yıldanberi ahşap yapı yapılmıyor. Bu gözlemle bir sonuca varılıyor: “Betonarme yapılar depreme dayanıklı değil ahşap karkas yapılar daha çok dayanıklı bundan sonra hep ahşap karkas ve  geleneksel türde yapılar yapalım”. Aynı tür gözleme dayanan bu yöntemi başka depremlere de uygulayalım: 1967 Mudurnu vadisi depreminde yıkılan bütün kırsal konutlar geleneksel biçimde yapılmış ahşap karkas yapılardır, 1970 Gediz Depreminde de çok sayıda ahşap karkas yapı yıkılmıştır

Bu iki depremdeki yapı hasarına  bakılarak çıkarılacak sonuç: “ahşap karkas yapılar çok kötü bir yapı sistemi”dir. 1967 Mudurnu Vadisi depreminde  can kaybı az olmuş: ”Yıkılsa da can kaybı az oluyor”.  Ancak ahşap karkas yapılara karşı  “kötü” bir niyet varsa 1995 Kobe depremi de hemen hatırlanabilir:  Kobe depreminde olan 5500 can kaybının  yaklaşık 4500’ü ahşap karkas  yapıların yıkılması ve yanması ile olmuştur. Ahşap yapı ve deprem sonucu çıkan yangına en iyi örnek 1 Eylül 1923 Kanto, Japonya depremi: Bu depremde Tokyo’da ölen 120 000 kişinin 110 000 ‘i deprem sonrası çıkan yangında yanan ahşap yapılar nedeni ile olmuştur. Bu gözlemlerle yine aynı sonuca varılabilir: “Ahşap yapılar deprem açısından son derece güvensizdir ve yapılmamalıdır”.
 Bu yaklaşım birer yapı malzemesi olan ahşap ve betonarmeden yapılmış yapıların deprem davranış özelliklerinin bilinmeden yargılanmasıdır. Bu tür yaklaşımlar, malzemesi ne olursa olsun  depreme dayanıklı yapı tasarımının temel ilkelerini bilmemekten de kaynaklanmaktadır. Asıl yapılması gereken Kobe’de ya da Mudurnu ve Gediz Depremlerinde yıkılan ahşap yapılar ile 17 Ağustos 1999’da yıkılan  betonarme yapıların özellikleri neydi ve  nasıl yapılmışlardı da yıkıldılar ya da çok hasar gördüler sorusunu sormak ve yanıtını araştırmaktır. Bunun sonucunda da her iki tür malzeme ile yapılmış yapılar için deprem dayanımı için gerekenleri belirlemek ya da bir daha belirlemektir. 
 
 
TEK BAŞINA  YAPI MALZEMESİ DEPREM DAYANIMINI BELİRLEMEZ
 
Bu tür yıkılma nedenlerinin araştırma çalışmalarının sonucunda, malzemesi ne olursa olsun, yıkılan yapıların, yalnızca düşey yük taşıyabilecek yapılar olduğu, deprem yükleri ve etkileri dikkate alınmadan yapılmış ve yalnızca düşey yükleri taşımak için yapılmış  bu nedenle de depremlerde yıkılmış ya da ağır hasar görmüş oldukları ve herhangibir yapı malzemesinin kendiliğinden depreme dayanıklı ya da dayanıksız olmadığı anlaşılacaktır. Çünkü aynı malzeme ile yapılmış olmasına karşın yıkılan ve yıkılmayan yapılar bütün depremlerde vardır.
 
 
DEPREME DAYANIKLI YAPILAR İÇİN TEMEL İLKELER
 
Önce malzemesi ne olursa olsun depreme dayanıklı yapılar için geçerli temel ilkeler vardır:
 
1-Depremde yapılara kendi ağırlıkları ve kullanım yüklerinden başka  yanal yükler gelmektedir. O zaman yapı sisteminde depremde gelen yanal yükleri  taşıyabilecek ve bu yanal yüklerin yaratacağı kesme ve eğilme etkilerini fazla ötelenmeden, bükülmeden ve kırılıp kopmadan taşıyabilecek elemanlar olmalıdır. Bir diğer deyişle yapı ve yapı elemanları deprem yüklerine karşı tasarlanmış olmalıdır.  Betonarme yapılarda perde duvarlar, ahşap karkas yapılarda diyagonal elemanlar gibi.
 
2-Yapıdaki düşey ve yatay yük taşıyan elemanlar birbirine iyi bağlanmalıdır. Bir başka deyişle yapı elemanları arasında yeterli ve güvenli bir biçimde kuvvet aktarımını sağlayacak birleşim yeri ayrıntıları olmalıdır. Bir diğer deyişle betonarme yapıda kolon kiriş birleşim yerlerinde etriye sıklaştırması ve boyuna donatıların yeterli boyda ankrajı, ahşap karkas yapılarda kiriş ve dikmeleri  bağlayan metal elemanlar kullanılması  ve ahşap elemanların yapının temeline yeterli bir biçimde bağlanmış olması gibi.
 
3-Yatay ve düşey elemanlar kendilerine depremde gelen ek zorlamaları taşıyabilecek boyutlarda olmalıdır.Yalnızca düşey yük taşıyan yapılarda elemanlar daha küçük en kesitli  ve kiriş açıklıkları  daha uzundur, düşey taşıyıcıların, kolonların, sayısı azdır.
 



4-Üst yapıda depremde olan atalet kuvvetleri temellere ve yapının zeminine (toprağa) güvenli bir biçimde aktarılmalıdır. Deprem sırasında zeminde olacak mekanik değişmeler ve depremde yapıda oluşan ek kuvvetlerin temele ve zemine getireceği ek etkiler dikkate alınmalıdır. 
 
Bu temel ilkelere  uyulduğu zaman malzemesi ahşap, çelik  ya da betonarme olan her yapı depreme dayanıklı  olarak yapılabilir. Kısaca malzemesi ne olursa olsun iki türlü yapı vardır: deprem etkileri de dikkate alınarak tasarlanmış yapılar ve yalnızca düşey  yüklere göre tasarlanmış yapılar.
 
 
GELENEKSEL VE DİĞER TÜR AHŞAP YAPILAR
 
Türkiye’de tek tip ahşap karkas yapı yoktur. Ahşap yapılar ya da ahşap karkas yapılar vardır. Bu yapılar betonarme karkas yapılarda olduğu gibi  diğer bir deyişle düşey ve yatay taşıyıcıları (kolon ve kirişleri) olan yapılardır. Ahşap karkas yapılar çeşitli biçimlerde yapılmaktadır ya da bir zamanlar yapılmıştır

1-Ahşap kolon ya da dikmeleri ve kirişleri olan yapılar. Kiriş ve kolon gibi yapı elemanları çok büyük kesitli, azman, denilen büyük boyutta ve az sayıda elemanlardan oluşmaktadır. Kiriş ve kolonların birleşim yerlerinde özellikle depremde gelen yatay kuvvet aktarımı sağlayacak biçimde bağlantı yapmak zordur. Kat döşemeleri de ahşaptır. Dikmelerin arası taş, kerpiç ve tuğla yerleştirilerek bir duvar oluşturulmaktadır. Bu yapılar aslında ahşap takviyeli yığma yapı olarak nitelenmelidir. Bu yapılar genellikle ahşabın temin edilmesinin güç olduğu bölge ve dönemlerin yapısıdır. Bu günlerde ahşap dikme ve yatay elemanların yerini betonarme düşey ve yatay hatıllar, ahşap kat döşemelerinin yerine de betonarme plak döşemeler yapılmaktadır. 
 
 
Nerdeyse düşey yükleri bile taşıyamayacak bir ahşap çerçeveden oluşan bu yapıların deprem dayanımları çok sınırlıdır. Düşey yüklerin önemli bir bölümünü dolgu duvarlar taşımaktadır..

2-Bu yapılarda daha ince kesitli düşey ahşap elemanlar, 5 x 10 cm gibi en kesitli daha sık aralıklarla kullanılmaktadır.  Zayıf bir ahşap “çerçeve”den oluşan bu yapıların yetersizliği 1940’lı yıllarda Kuzey Anadolu Fayı üzerinde ve başka ülkelerde olan pek çok depremde gözlenmiş ve ahşap dikmelerin çift yönde X-biçiminde diyagonal yada  çapraz elemanlarla güçlendirilmesi gereği ortaya çıkmıştır. Bu durum Bolu ve çevresine 1944 depreminden sonra yapılan ahşap karkas yapılarda daha çok X- biçiminde çaprazların kullanılmağa başlanması ile gözlenmiştir. Bu yapılarda da duvar dolgu maddesi olarak taş, kerpiç ve tuğla kullanılmıştır.
 
Burada anlatılan ahşap dikmeli ve diyagonalli ya da diyagonalsiz yapılar “hımış” yapılar olarak adlandırılmaktadır. Bazı ahşap karkas yapılarda dikmeler arasındaki aralıklar 1.00 metre kadar olurken bazılarında 2-3 metre ya da dikmeler yalnız yapı köşelerinde olmaktadır. Bu farklılıklar yapıların deprem dayanımlarınında da etkilidir.



Ahşap dikmelerin arasına dolgu maddesi olarak kaba kesilmiş küçük tomruklarda konulmaktadır. Bu yapılar “Dizeme” olarak adlandırılmaktadır.   
Ancak yatay yükleri alacak diyagonalleri (çaprazları) olan “dizeme”  tür bir başka yapı depremden etkilenmemiştir. Bu yapıda hasarı önleyen şey “ahşap” malzemeden yapılmış olması değildir. Yatay deprem yüklerini taşıyabilecek  “çapraz“ elemanların yeterli sayıda ve zemin katta da konulmuş olmasıdır. Tıpkı deprem yükleri nedeni ile betonarme perde duvarlı-kolonlu yapıların yıkılmayıp yanlızca düşey yükler için kolonları olan perde duvarsız betonarme yapıların yıkılması gibi.
 
 
3-İklim koşullarının yumuşak olduğu ve ahşabın bol bulunduğu yerlerde geliştirilmiş bir başka ahşap karkas yapı yöntemi “bağdadi” denilen ahşap karkas yapıdır. Bu yapım yöntemine göre ahşap karkasın iç ve dış yüzüne 2-3 cm aralarla 3-4 cm genişliğinde ve 1-2 cm kalınlığında ahşap çıtalar çakılmaktadır. Bu durum daki yapılarda duvar yatay yükler altında davranış açısından bir “perde duvara” a benzer konumda olacağı sanılmaktadır. Çıtalarla sınırlanmış duvar boşluğu ısı yalıtımı için ağaç kabuğu, çakıl taşları ile doldurulmakta  ya da tümü ile boş da bırakılmaktadır.  Duvar daha sonra kireçli bir harçla sıvanmaktadır. Sıvanın ahşaba yapışması için çıtaların üstüne rabiç teli çakılmaktadır.
 
1970 Gediz depreminde “bağdadi” ahşap karkas yapıların “hımış” ahşap karkas yapılara göre belirgin bir biçimde daha iyi davrandıkları ve hasar düzeylerinin daha az olduğu gözlenmiştir.
 
4-Bunun dışında ahşabın bol ve ucuz olduğu bölge ve dönemlerde yapılmış dış yüzü tümü ile enli tahtalar kaplanmış ahşap karkas yapılar da vardır.
 
Buraya kadar sayılan ahşap karkas yapılar Türkiye’nin geleneksel ahşap karkas yapılarıdır.
 
5-Ormanların çok büyük ve geniş alanları kapsadığı ABD ve Kanada’da depreme karşı çok üsütün olduğu söylenen ahşap karkas yapılar ise bizim geleneksel ahşap karkas yapılardan çok farklıdır. Bu ülkelerdeki depremlerden edinilen gözlemlerin  dikmeleri ve diyagonalleri olan ahşap karkas yapıların deprem karşısında yeterli olamadığını kanıtlaması üzerine daha değişik bir ahşap karkas yapı sistemi geliştirilmiştir. Şekil-2.
 
Bu yapılar da duvarlar ve döşemeler ahşap karkas panellerden oluşmaktadır. Yaklaşık 5 cm x 5 cm kesitli tahtalardan oluşturulan ve  yapının kat yüksekliği kadar yüksekliği ve en çok 3-4 metre kadar uzunluğu olan duvar panellerinin iç ve dış yüzüne 1 cm kadar kalınlıkta kontraplak kaplanmakta ve bu kontraplaklar bütün dikme ve yatay çerçeve elemanlarına 2-3 cm aralıklarla çivilenmektedir. Daha sonra bu duvar panelleri birbirlerine yada bir ara dikmeye sık konulmuş çelik bulonlarla bağlanmaktadır. Döşemelerde aynı biçimde yapılmakta ancak döşemeyi oluşturan yatay panel elemanlar çok daha derin olmaktadır. Döşeme panelinin iç elemanları, bir anlamda kirişleri, 5 cm x 15-25 cm gibi daha derin elemanlardan yapılmakta ve alt ve üst yüzeyleri yine kontraplakla kaplanmaktadır. Bu paneller duvar panellerinin üzerine çakılmakta ya da yine bulonlarla bağlanmaktdır.
Bu tür ahşap karkas yapılar aslında tümü ile ahşap perde duvarlı yapı olarak nitelenmelidir. Depremde gelen yatay yükleri taşıma mekanizmaları açısıdan da “tünel kalıpla” yapılmış yerinde dökme betonarme perde duvarlı yapılara benzemektedir. 17 Ağustos 1999 depreminde İzmit’te hiç hasarı olmayan ve zemini çok zayıf olan Yahya Kaptan Mahallesindeki  yapılar tünel kalıp yöntemi ile yapılmış betonarme perde duvarlı yapılardır.
 
Bu tür “ahşap perde duvarlı” yapılar Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’da ençok 3 katlı yapılmaktadır. Zemin katı betonarme olarak yapılmış ve bunun üstüne 3 kat ahşap perde duvarlı olarak yapılmış olan karma yapılar da vardır.
 
Zemin katların betonarme yapılmasının nedeni zemin katın dükkan ya da  garaj gibi geniş açıklı olarak yapılmak istenmesinden kaynaklanmaktadır. Zemin katın ahşap olarak yapılması ise zemin katın çok esnek olmasına neden olduğu için daha rijit olan betonarme seçilmektedir.
 
Amerikan tipi ahşap konut yapıların depremde karşılaştıkları en büyük sorun yapının temel bağlantılarıdır. Bu tür yapılarda deprem hasarı ençok ahşap duvar panellerinin temele yeterli bir biçimde bağlanmamış olmasından kaynaklanmaktadır. Bu bağlantı yetersizliği nedeni ile yapı depremde temelden devrilmektedir. Çözüm ise duvar panellerinin, yeterli derinlikte betonarme bir duvar altı sömeline ankraj edilmiş ucuna bulon takılan vidalar kullanılarak bağlanmasıdır: Depreme dayanıklı ahşap karkas yapıların en önemli bölümü olan temellerinin betonarme olması gerekmektedir.
 
1944 Bolu ve 1967 Mudurnu Vadisi ve 1970 Gediz depremlerinde yıkılan ahşap karkas yapılarda ahşap karkas dikmeleri iri taşlarda yapılmış temele oturmaktadır. Duvarları oluşturan ahşap dikmeler ve alt başlıklarla bu taş temeller arasında bir bulonlu bir bağlantı olmadığı ve ahşap temel taşlarına sürtünme kuvveti ile oturduğu için pek çok ahşap karkas yapı temelden devrilerek yada kayarak yıkılmıştır.
 
Betonarme yapılarla bir benzetme yapılırsa çaprazları olmayan ahşap dikmeli ve dolgu duvarlı yapılar yalnızca düşey yükler taşımak için yapılmış betonarme karkas yapılara benzetilebilir. Deprem dayanımını yükseltmek için konulmuş çapraz ya da diyagonal elemanları olan ahşap karkas yapılar da kolonları kirişlerden daha yüksek dayanımlı ve az miktarda perde duvarları da olan betonarme karkas yapılara benzetilebilir.
 
Duvarları ABD ve Kanada’da yapılan kontraplak kaplı panellerden oluşan ahşap yapıların yatay yükler altındaki davranışları  ise  tümü ile perde duvarlı yada tünel kalıpla yapılmış perde duvarlı betonarme yapıların deprem davranışları gibidir.
 
1995 Kobe Depreminde yıkılmış ahşap karkas yapılar geleneksel Japon ahşap karkas yapılarından farklı niteliktedir. Bu yapılarda çerçeveler diyagonal elemanlarla güçlendirilmemiştir. Bu yapıların çoğu II’nci Dünya savaşının hemen sonrasında ekonomik koşulların kötü olduğu bir ortamda savaşta hava bombardımanları ile yıkılmış kentin konut gereksinimini hızla gidermek için kıt malzeme ile hızlı bir biçimde ve geleneksel yapım kurallarına uyulmadan yapılmış ahşap yapılardır.
 




Japonyanın yüksek düzeyde nemli iklimi ahşabın hızla niteliğini yitirmesine yol açmaktadır. Ahşap yapılar başlangıçtaki üstün mekanik niteliklerini çürüme ve çeşitli böceklerin ve küflerin saldırısı ile hızla yitirebilmektedir. Bu yapıların yüksek nitelikli ahşapdan yapılmamış olmaları da bir zaafiyetleri olmuştur. Ayrıca bu yapıların çatılarında ağır seramik kiremit kaplamalar ve çatı altlarında ağır bir toprak örtüsü olduğu söylenmektedir. Bu nitelikleri ile Kobe’nin ahşap yapıları ahşabın “hafif” bir malzeme olduğu şeklindeki üstünlüklerini de yitirmiş bir durumda çok şiddetli bir depremle zorlanmış oldukları için umulanın üzerinde hasar görmüşler ve büyük can kaybına neden olmuşlardır.
 
 
DEPREM, YANGIN VE AHŞAP YAPILAR
 
Depremin yol açtığı yangın sonucu ahşap yapıların yanması olayı ile sık sık karşılaşılmaktdır. Ahşap yapıların yangın karşısındaki güçsüzlüğünü hatırlatan en önemli deprem Japonya’daki 1 Eylül 1923 Kanto Depremidir. Bu deprem de olan 120 000 civarındaki can kaybının yaklaşık 110 000’i depremden sonra çıkan yangının sonucunda olmuştur. Çok rüzgarlı bir günde yapıların yıkılması ile başlayan yangın büyük can kaybına yol açmıştır. Yine Japonya’da olan 1995 Kobe depreminde ise 5500 civarındaki can kaybının yaklaşık 1750’si ahşap yapılardaki yangın nedeni ile olmuştur.  Japonya’da genel olarak nüfusun büyük ve yerleşim alanlarının sınırlı olması nedeni ile yerleşimler çok yoğundur ve depremden sonra çıkan yangınlar hızla yayılabilmektedir. Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’da ise yerleşmeler çok yoğun olmadığı için ahşap karkas bir yapıda depremden sonra çıkan bir yangın hızlı bir biçimde başka yapılara yayılmamakta ve yangın riski Japonya kadar yüksek olmamaktadır.
 
Ülkemizde de depremden kaynaklanan ahşap yapı yangını olayı vardır. 1970 Gediz depreminde Gediz’in bir mahallesi depremden sonra çıkan yangında tümü ile yanmış ve bu arada hasarlı yapılardan kurtarılamayarak ölenler olmuştur. Yine bu depremde  yangın çıkan Akçaalan kasabasındaki tümü ahşap olan evler yanmış, ancak bu yangın nedeni ile  kasabada can kaybı olmamıştır.
 
 
YAPI MALZEMESİ OLARAK AHŞAP VE DEPREM
 
AHŞABIN MUTLAK BASINÇ VE ÇEKME DAYANIMI DÜŞÜKTÜR
 
Ahşap hafiftir. Ancak dayanımı düşüktür. Dayanım / Ağırlık oranı yüksek olmakla birlikte önemli bir nokta çekme ya da basınç dayanımının mutlak değeridir. Betonarmenin çekme ve basınç dayanımları ahşapdan büyüktür. İki farklı malzemeden oluşan betonarmede çekme etkilerini taşıyan demirin dayanımı 2.4 ton/cm2, basınç etkilerini taşıyan betonun dayanımı 0.200 - 0.400 ton/cm2’dir. Buna karşılık ahşabın çekme ve basınç dayanımları ya da emniyet gerilmeleri liflere paralel doğrultuda emniyet gerilmesi en yüksek nitelikli kereste için 0.110 –0.120 ton/cm2’dir (DIN 1052) . Betonarme ise daha ağır olmasına karşın dayanımı daha yüksek olduğu için aynı genişlikteki açıklıklar ahşaba göre daha küçük kiriş en kesitleri  ile aşılabilir.
 


Ahşabın yük taşıma gücünün sınırlı olması çok katlı ve geniş açıklıklı yapıların yapılmasına engel olmaktadır.
 
Ahşabın hafif olması ve daha ince kesitlerde kullanılması “burkulma” sorununa neden olur.
 
 
AHŞABIN ELASTİSİTE MODÜLÜ DÜŞÜKTÜR
 
Eksenine dik yönde yük taşıyan, kiriş gibi, bir yapı elemanının önemli bir diğer özelliğide yapacağı sehimdir. Sehim ise yapı malzemesinin elastisite modülü [E] ile ilgilidir. Ahşabın elastisite modülü liflere dik yönde 6000 kg/cm2, paralel yönde 125 000 kg/cm2 kadardır. Betonarmenin elastisite modülü [E] ise beton dayanımına göre 270 000 ile 390 000 kg/cm2 arasında değişmektedir. Ahşabın düşük elastisite modülü her zaman ahşap yapıda daha büyük sehimlere neden olmaktadır.
 
 
AHŞABIN ZAMANA BAĞLI BÜZÜLMESİ YÜKSEKTİR. 
 
Ahşabın bir başka önemli özelliği zamanla büzülmesidir. Düşey yükler taşıyan elemanlarda bu büzülme daha da yoğun olmaktadır. Bu durum yatay ve düşey ahşap yapı elemanların birleşimlerinin açılmasına ve bağlantıların zayıflamasına neden olmaktadır . Ahşabı bağlayan çivi ve bulon gibi metal elemanların çevresinde boşluk oluşmaktadır. Bu durumda yapının rijitliği zamanla azalmakta ve yatay deprem yükleri altında giderek geri dönüşü olmayan yatay ötelenmeler yapan  yapı hızla yıkıma gitmektedir.
 
Ahşabın zamana karşı dayanımı azdır. Pek çok tarihi yapının taş ya da tuğla yığma bölümleri asırlara dayanmış ancak bu yapıların ahşap bölümlerinden hiçbir şey kalmamıştır.
 
Ahşabın zamanla mekanik özelliklerini yitirmesi nedeni ile sehimleri artmaktadır. Bunun önlenmesi için çok iyi kurutulmuş ve yoğunluğu yüksek ve üstün nitelikli kereste kullanılması gerekmektedir. Bu durum beton dayanımı proje dayanımından çok düşük olan betonarme yapıların kirişlerinde gözlenen zamana bağlı rötre, eğilme ve kesme çatlaklarının ve gözle farkedilen büyüklükte sehim olmasına benzetilebilir.   
 
AHŞABIN SÜNEKLİK ORANI DÜŞÜKTÜR
 
Ahşabın bir diğer özelliği ise akma gerilmesi ile kopma noktası arasındaki birim şekil değiştirmenin çok az olmasıdır. Ahşap malzeme olarak çelik kadar sünek değildir. Çelik akma noktasından sonra kopma noktasına ulaşana kadar % 20’ye varabilen birim uzama yapabilmektedir. Bu özelliği nedeni ile çelik yapılar çok daha fazla deprem enerjisi tüketebilmektedir. Betonarme yapılarda da inşaat demirinin bu özelliğini kullanabilecek önlemler alınırsa, etriye sıklaştırması ve kolon ve kiriş boyuna demirlerinin yeterli filiz boyunda betona gömülmüş olması gibi, deprem enerjisi tüketme gücü büyük ölçüde kullanılabilmektedir.
 



Ahşap yapı elemanlarının bu sünek biçimde enerji tüketme yeteneği yoktur. Çivili yada vidalı birleşim yerlerinin zamanla gevşemesi ahşabın çok büyük yatay ötelenmeler yapmasına ve yeniden şaküle gelemeyerek yıkılmasına neden olabilmektedir.
 
Kısaca ahşap yapıların malzemesinin özelliğinden kaynaklanan sorunları vardır ve ahşap yapı tasarımında dikkate alınmaları gerekir.
 
 
TÜRKİYE’DE AHŞAP YAPI  NEDEN ARTIK  YAYGIN DEĞİL ?
 
Yanıtlanması gereken bir soru da bugünlerde Türkiye’de neden yaygın bir biçimde ahşap yapı yapılmamaktadır? Yaklaşık 40-50 yıldır ahşap yapı yapılmamasının nedenleri aşağıda sıralanmaktadır:
 
1-Birinci neden ormanların azalması ile temin edilmesi güçleşen bir yapı malzemesi olarak ahşabın pahalılaşması ya da ahşabın yerine geçebilen daha ucuz yapı malzemelerinin bulunmasıdır. Bu durum yalnızca ahşabın yapıların taşıyıcı elemanlarında artık kullanılmaması ile sınırlı değildir. Ahşap artık yapıların kapı ve pencerelerinde de kullanılmamakta, metal ve plastik kullanılmaktadır. Bir zamanlar tahtadan yapılan gazoz, kola ya da bira kasaları da bugün artık plastikten yapılıyorsa bunun nedeni aynı işi gören daha ucuz ve eşdeğer dayanımlı bir malzemenin olmasıdır. Kahve, pastane ve gazino gibi yerlerde tahta iskemle ve masanın yerini plastikten yapılmış masa ve sandalye almaktadır.
 
2-Ahşabın daha kolay sağlanabileceği umulan orman çevrelerindeki köylerde de bile 30 – 40 yıldır bir iki katlı yapılarda ahşap dikme ve başlık yerine betonarme yatay ve düşey hatıllar kullanılmaktadır. Daha doğrusu yatay ve düşey betonarme hatılla takviyeli yığma yapılar ahşap karkas yapıların yerini almaktadır. Çünkü nitelikli ağaç kalmamıştır.
 
3-Büyük ya da küçük bütün kentlerde arsaların rant değerinin artması ile imar durumları da değişmiş ve 3-5 kat derken 10-15  katlı yapılara izin verilmiştir. Doğal olarak bu kadar çok katlı yapının ahşap olarak yapılma olanağı yoktur. Burada ahşap yapı yapımından uzaklaşılmasında kent arsaların rantından yararlanmanın teşvik edilmesinin de katkısının olduğu doğrudur. Ancak arsa rantı sorunun olmadığı ve ormanlık alanlara yakın ve dolayısı ile ahşabın ucuz olabileceği, küçük yerleşimlerdeki 1-2 katlı yapıların da betonarme ya da yatay ve düşey hatıllı  tuğla yığma olarak yapılması arsa rantı yaklaşımı ile ahşaptan uzaklaşılması tezini her yerde  desteklememektedir. 

4-Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada gibi ülkelerde ormanlık alanların bolluğu ve bu ormanlarda çok üstün nitelikli kereste veren ağaçların hala var olması gibi ahşap  bina yapımını destekleyen bir üstünlük  ülkemizde artık yoktur. Ülkemizde yaygın ve zengin bir orman varlığı olsaydı yine de ahşap karkas yapıların yapımına geçmeden önce teknolojik ve endüstriyel bir alt yapının oluşması gerekmektedir: 
 



Kaliteli kereste için çok önemli bir nokta ahşabın kurutulmasıdır. Bunun için önemli boyutta yatırım gerekmektedir.
 
Yine ahşabı işleyecek usta ve işçi şu anda  yoktur, yetiştirilmesi ve eğitimi gereklidir.
 
Ahşap malzemelerin birleşiminde  kullanılan özel metal parçalar ve bulonlar ve çiviler ve üstün nitelikli ahşap yapıştırıcıları ve yangın, böcek ve diğer etmenlerden  koruyucu boya ve kaplama malzemeleri çok önemli bir yer tutmaktadır. Bu malzemeleri üreten metal ve kimya sanayinin de yurt içinde kurulması gerekir.
 
5- Betonarme “plastik” bir malzemedir. Burada plastik kolayca şekil verilebilen bir  malzeme anlamında kullanılmaktadır. Kalıp yaparak çok değişik biçimlerde yapı elemanları çok kolayca yapılabilmektedir.  Kolon – kiriş birleşim yerleri kolayca ve rijitliklerini zamanla yitirmeyecek biçimde tek parça olarak yapılabilmektedir. Yeterli kalınlıkta  en kesiti olan betonarme elemanlar yapılabilmesi nedeni ile betonarme yapılar daha rijit olmakta ve yatay ve düşey yükler altında eleman sehimi ve titreşimi daha az ya da hissedilmez