TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ Mayıs Endüstriyel Zemin Döşemelerinin Tasarım ve Uygulamalarında Güncel Yaklaşımlar

Transkript

1 TMMOB İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI İSTANBUL ŞUBESİ Mayıs 2018 Endüstriyel Zemin Döşemelerinin Tasarım ve Uygulamalarında Güncel Yaklaşımlar Cem ÖZER, İnş. Yük. Müh.

2 ENDÜSTRİYEL ZEMİN DÖŞEMESİ Nedir? v Endüstriyel tesislerin veya lojistik depoların zemin döşemeleri söz konusu yapı ile bütünleşmiş sistemlerdir. Bu döşemeler hem yapı sisteminin bir parçasıdır hem de yapının kullanım amacı kapsamında bulunan ekipmanların bir parçasıdır. v Bu bütünlük sebebi ile; yapının optimal performansı ancak bu ekipmanlar (raf sistemleri, hassas cihazlar, malzeme taşıma sistemleri) ile döşeme sisteminin aynı çalışma toleransları ve gerekliliklere uygun olarak boyutlandırılması ve uygulanması ile mümkün olabilir. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

3 Endüstriyel Zemin Döşemelerinin başlıca gereklilikleri : Döşeme yapı ömrü süresince hizmette kalabilmelidir (düzenli bakım sağlandığı ve sıra dışı bir kötü kullanım olmadığı kabulüyle) Döşeme tasarıma esas noktasal statik yükleri ve yayılı hareketli ile dinamik yükleri kabul edilemez bir sehim, çatlama, oturma olmaksızın taşıyabilmelidir. Derz yerleşimleri olası düşey raf sistemlerini, bunları kolonlarını ve yapının ve ara katların kolonların yerleşimlerini dikkate almalıdır. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

4 Endüstriyel Zemin Döşemelerinin başlıca gereklilikleri : Derzler tasarımda ve uygulama sonucunda dayanıklı olmalıdır Derz yerleşimi çatlak riskini minimize edecek şekilde düzenlenmelidir. Zemin döşemesinin yüzeyi kabul edilebilir bir düzlükte olmalıdır. Zemin döşemesinin yüzeyi kullanıma uygun aşınma, kimyasal ve kayganlık dayanımına sahip olmalıdır. Zemin döşeme yüzeyinin kullanıma uyumlu yüzey uygulamasına sahip olması gereklidir. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

5 ZEMİN DÖŞEME SİSTEMLERİNİN 2 ÖNEMLİ FONKSİYONU: 1) Zemin, bir yapı mühendisi tarafından tasarlanmalıdır ve zeminin diğer yapı elemanlarıyla birlikte taşıyıcı sisteme katkı sağladığı düşünülür. Zemin betonu yapı serviste olduğu süre içinde taşıyıcı özeliğini sürdürmelidir. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

6 2) ZEMİN DÖŞEME SİSTEMLERİNİN 2 ÖNEMLİ FONKSİYONU: Zemin kullanıcı araçlarının bir parçasıdır. Zemin betonu üzerinde kullanıcı araçları yer alır, üzerinde belli bir trafik vardır. Teknolojik zemin döşemeleri günümüzde ise, robot taşıtlara kılavuzluk eden kabloların gömülü olduğu üretim sisteminin bir parçasıdır. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

7 sadece dayanıma göre tasarım; tüm beklentileri ve performans kriterlerini sağlayamayabilir bu sebeple; dengeli bir tasarım yaklaşımı tercih edilmelidir. araç yükleri oturmalar trafik derz kesimleri yüzey sertleştiriciler dayanım beton sınıfı raf sistemi stabilitesi çatlak kontrolü derzler fonksiyon döküm aşamaları düzlük sınıfı MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

8 1. zeminin döşemesinin kullanımı 2. dayanımı 3. betonun malzeme özellikleri 4. çatlak kontrolü ve derzler 5. zemin yüzeyinin özellikleri yüzeyin düzeltilmesi yüzey düzgünlüğü aşınma dayanımı (araç, forklift, v.b. trafik) kimyasal etkiye dayanım MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

9 ZEMİN YÜZEYİ AŞINMA DAYANIMI betonarme döşeme yüzeyinin sürtünme, yuvarlama, darbe trafik kaynaklı sürtünme, kesim vb. dış etkilere diğer bir genel deyişle - kullanıma dayanımıdır. Dış etkiler; ayak trafiği kamyon, forklift, vb. araçların trafiği tekerler etkileri sürükleme, sürükleyerek kaldırma darbe normal bir depo kullanımında standart kalitede bir betonarme döşemede aşınma sonucu önemli bir hasar oluşmaz. fakat düşük kalitede bir beton zemin önemli hasarlar alabilir ve kullanılamaz hale gelebilir. Zeminlerin aşınma dayanımını arttırmak için yüzey uygulamaları yapılabilir; yüzey kaplamaları, yüzey sertleştiricileri, v.b. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

10 ZEMİN YÜZEYİ KİMYASAL DAYANIM betonarme döşeme yüzeyinin agresif kimyasallar etkisinde hasar görmesi mümkündür. Buna karşı önlem olarak yüzey uygulamaları yapılabilir. KAYGANLIK DAYANIMI zemin döşemesinin aşınma dayanımını arttıran «yüzey silim» ve «parlatma» gibi uygulamalar diğer yandan göreceli olarak daha kaygan yüzeyler oluşturabilir. Kayganlık dayanımının önemli olduğu mekanlarda farklı yüzey uygulamaları ile istenilen performans sağlanabilir. (kumlama, asit uygulamaları, yüzey taşlaması, epoksi/resin bazlı kaplamalar, v.b.) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

11 ZEMİN YÜZEYİ KIVRILMA Kıvrılma betonarme döşemenin diferansiyel büzülme sonucu oluşur. Dış ortama açık üst yüzey alt yüzeye göre daha hızlı kuruyup büzülür ve döşeme kenarları bu şekilde yukarıya doğru kıvrılır. Kıvrılma beton dökümünden 2 yıl sonraya kadar geçen sürede oluşabilir. Tam olarak önlemeyen bu durum, çoğu zaman öngörülemez. yukarı doğru kıvrılma etkisi ile döşemenin altındaki zemin desteği kaybolur. Derzler üzerindeki trafik ile bu bölgelerde hasar oluşabilir. Kıvrılma oluşan bölgelerde kaybolan zemin desteğini yeniden oluşturmak adında etkilenen bölge altında grout enjeksiyonu uygulanabilir. Buna ek olarak derz üzerinde yük aktarımının da yeniden sağlanması gereklidir. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

12 ZEMİN YÜZEYİ ÇATLAKLAR tüm betonarme zemin döşemelerinde çatlak riski bulunur. çatlaklar genel olarak iki ayrı sebepten oluşmaktadır; i. rötre, sıcaklık değişmesi gibi şekil değiştirmeler sonucu oluşan çatlaklar i. yapısal dayanım yetersizliği sonucu oluşan çatlaklar MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

13 YÜZEY DÜZGÜNLÜĞÜ Endüstriyel Zemin döşemelerin kullanım amaçlarına uygun olarak belli bir yüzey düzgünlüğüne sahip olması gereklidir. Döşemelerin kullanılan ekipman ve araçların fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için düz ve eğimsiz bir yüzey sağlaması gereklidir. eğimsiz + düz değil eğimli + düz MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

14 YÜZEY DÜZGÜNLÜĞÜ Serbest Hareket Alanı Tanımlı Hareket Alanı MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

15 YÜZEY DÜZGÜNLÜĞÜ Referans: TR-34 Technical Report 34 Fourth Edition, The Concrete Society, UK MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

16 ENDÜSTRİYEL ZEMİNLERDE YÜK ve EKİPMANLAR Blok İstifleme Blok İstiflenmiş Paletler MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

17 ENDÜSTRİYEL ZEMİNLERDE YÜK ve EKİPMANLAR Sırt-Sırta Raflama MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

18 ENDÜSTRİYEL ZEMİNLERDE YÜK ve EKİPMANLAR Mobil Palet Raflı Sistem MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

19 ENDÜSTRİYEL ZEMİNLERDE YÜK ve EKİPMANLAR Canlı / Hareketli Stoklama Sistemleri MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

20 ENDÜSTRİYEL ZEMİNLERDE YÜK ve EKİPMANLAR El Forklifti Personel Yükselticili (Man-up) İstifleme Dengeli Forklift Sık depolama İstifleme Forklifti MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

21 ENDÜSTRİYEL ZEMİN UYGULAMA METODLARI Uygulama Metotları Uzun şerit döşeme uygulaması Geniş şerit zemin döşemesi uygulaması Geniş alan döşeme uygulaması Derzli sistem Derzsiz sistem Ard-germeli zemin döşemesi uygulaması MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

22 ENDÜSTRİYEL ZEMİN UYGULAMASI MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

23 ENDÜSTRİYEL ZEMİN UYGULAMA METODLARI Uzun şerit döşeme uygulaması yüksek yüzey düzgünlüğü sağlar kalıp sistemleri hassas bir şekilde düşük toleranslar ile yerleştirilir, lazer screed için kılavuz görevi görürler. Hasır veya nervürlü donatı çatlak kontrolü için kullanılır Vibrasyonlu lazer screed cihazları kullanılır şerit genişlikleri 4~6 metre şeritler sürekli imalatta alternatifli (dolu-boş) uygulanır şeritin enin doğrultuda ilave derz kesimleri yapılır (maks. 6 metre aralık ile) derzler arası yük transferi hasır donatı ve agrega sürtünmesi ile derz kesimleri doldurulur. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

24 ENDÜSTRİYEL ZEMİN UYGULAMASI Geniş alan döşeme uygulaması DERZLİ Hasır veya nervürlü donatı çatlak kontrolü için kullanılır düşük dozda fiber donatı ile daha da iyi çatlak kontrolü sağlanır ( 20-30kg/m 3 ) dış sınırlarda serbest hareket derz profilleri kullanılır lazer screed cihazları kullanılır döküm ano boyutu 2500m 2 >> 50mx50m >> 20mm derz açılımı derz kesimleri çatlak kontrolü için uygulanır >> 1/3 döşeme kalınlığında kesim derz kesimi dökümden 4~24saat sonra derz kesimi 4x4m veya 8x8m derzler arası yük transferi hasır donatı ve agrega sürtünmesi ile derz kesimleri doldurulur. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

25 ENDÜSTRİYEL ZEMİN UYGULAMASI Geniş alan döşeme uygulaması DERZSİZ SFRC katkısı daha yüksek eğilme, zımbalama ve kayma dayanımı sağlamaktadır. SFRC çatlak kontrolü sağlar ve kıvrılmayı sınırlandırır. SFRC ayrıca dinamik yük altında dayanım ve yorulma dayanımı katkısı sağlar. SFRC hızlı kolay uygulama ve genel ekonomi sağlar. derzsiz döşemelerde yaklaşık 30~60kg/m 3 doz kullanılır. ilave bir donatı (hazır veya nervürlü donatı) kullanılması gerekmez. Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) / Çelik Fiber Donatılı Beton Polymer Fiber Reinforced Concrete (PFRC) / Polimer Fiber Donatılı Beton döşeme kalınlığı azaltılabilir. Eğer ilave beton katkıları kullanılmıyorsa - Ano boyutları 35x35m civarında limitlemelidir. (sadece SFRC) >> 20mm derz açılımı ortalama m 2 imalat MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

26 ENDÜSTRİYEL ZEMİN UYGULAMASI Ard-Germeli Döşeme Uygulaması ilave bir donatı (hazır veya nervürlü donatı) kullanılması gerekmez. yüksek dayanımlı ard-germe tendonlarında beton dökümünden 24 saat sonra 2/3P, 72 sat sonra %100 kuvvet uygulanır. erken çatlakların oluşumu dahi başlamadan döşemeye eksenel basınç uygulanır. çatlak oluşumu engellenir derz kesimi yapılmaz hızlı imalat, daha az beton döşeme anoları 100x 100metreye kadar çıkabilir. birleşim derzlerinde açılım yaklaşık 50mm >> özel tip serbest hareket derz profilleri kullanılır. özellikle Avustralya, ABD, Rusya, İtalya da popüler bir yöntemdir. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

27 DÖŞEME DERZ TİPLERİ Endüstriyel zemin döşemelerinde her zaman derzlerin bulunması gerekmektedir. Derzlerin türü, adedi ve anoların boyutları, derzlerin konfigürasyonu; döşeme uygulama yöntemine bağlıdır. Taze dökülmüş beton paneller beton levha gövdesinin merkezine doğru büzülüyor. Kuruma büzülmesinden kaynaklanan çekme gerilmeleri betonun çekme gerilmesi dayanımını aştığında çatlaklar oluşacaktır. Derzlerin amaçları: Sıcaklı değişmesi ve rötreden kaynaklanan çekme gerilmelerini en aza indirgemek İnşaat sürecinde / beton dökümünde aşamalı beton dökümüne olanak sağlamak MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

28 DÖŞEME DERZ TİPLERİ Derz sınıfları: Müsaade ettikleri harekete göre sınıflandırma Oluşturuldukları metoda göre sınıflandırma 1. Serbest Hareket Derzleri Kesim Derzi Kalıplı (Profilli) Derz 2. Hareketi Kısıtlı Derzler Kesim Derzi 3. Yapım Derzi 4. İzolasyon Derzi MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

29 DÖŞEME DERZ TİPLERİ MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

34 DÖŞEME DERZ TİPLERİ Serbest Hareket Derz Profilleri Serbest Hareket Derzleri => rötre ve sıcaklık değişimi ile oluşacak hareketlerin kısıtlanmasını önlemek yatay düzlemde her iki ortagonal doğrultuda serbest / engellenmemiş harekete müsaade ederken derzin iki tarafındaki anoların birbirine göre düzeydeki deformasyonlarını engellemek / derz üzerinde yük transferi sağlamak. Derz üzerindeki kamalar ile yük transferi 20 mm e kadar derz açılımı oluşurken sağlanabilmektedir. Derz kenarında yer alan levha veya profiller ile kenar koruması sağlanır ve derzde aşınmaya bağlı hasarı önler MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

35 DÖŞEME DERZ TİPLERİ Hareketi Kısıtlı Kesim Derzleri => Rötre ve sıcaklık değişimlerinden oluşan gerilmeleri azaltmak adına limitli hareket olanağı sağlar (yapay /kontrollü çatlaklar) Yük transferi donatı ve agrega iç sürtünmesi ile Hareketi Kısıtlı Kesim Derzleri aktarılır. Derz açılımları küçüktür ; 1~2mm derz kenarları aşınmaya dayanıklıdır. Yapım Derzleri => imalat sürecinde döküm aşamaları arasında ara vermeye olanak sağlar. Derzlerin açılımına engeldir. Derzdeki donatı derz açılımını engellemeye ve Yapım Derzleri yük aktarımına yeterli olmalıdır. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

36 Yük aktarım prensibi Plaka Kama sistemlerin fonksiyonları DÖŞEME DERZ TİPLERİ komşu döşeme plakaları arasında yük transferi sağlar komşu döşeme plaklarının düşey deformasyonlarını minimize eder döşeme kenarlarının kıvrılmasını engeller MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

37 Yük aktarım prensibi Tüm yük aktarım profilleri /kamaları ; yönetmeliklerce tanımlı (ACI, TR-34, v.b.) prosedürlere uygun olarak tasarlanmalıdır Tüm hesaplanan dayanımlar; Kayma dayanımı; Psh ezilme ve eğilme dayanımı, Pmax (plaka) Zımbalama Kayma dayanımı, Pp (kama zımbalaması) ilgili prosedürlere göre hesaplanmalıdır. Genelde tasarımı kontrol eden zımbalama dayanımıdır. MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

38 Yük aktarım prensibi Serbest Hareket GENLEŞME Derz Profili dış mekan uygulamalarında Serbest Hareket BÜZÜŞME Derz Profili iç mekan uygulamalarında MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

39 DOWEL YÜK AKTARMA SİSTEMLERİ MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

42 SCREED RAILS ŞAP RAYLARI MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

45 UNIFORM Serbest Hareket Derz Profili (hafif yük) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

46 UNIFORM Serbest Hareket Derz Profili (hafif yük) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

47 SINUS JOINT Serbest Hareket Derz Profili (ağır yük) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

48 DERZ DOLGU ELEMANLARI MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

49 TERAJOINT Serbest Hareket Derz Profili (ağır yük) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

50 TERAJOINT Serbest Hareket Derz Profili MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

53 OPTIMA JOINT Serbest Hareket Derz Profili (ağır yük) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

55 TERAJOINT Serbest Hareket Derz Profili (ağır yük) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.

56 Örnek Uygulama (Yer: Slovakya Peikko Group Çelik Konstr. Fabrikası) 25 x 25 metrelik anolar derz kesimi yok 10mm derz açılımı 8 ton forklift, çok yoğun ağır yük trafiği döşemede sadece çelik fiber donatı kullanılmış çatlak kontrolü fiberler ile sağlanmış görünür yüzey çatlağı yok fotoğraftaki döşeme 10 yaşında ( imalat tarihi 2008) MAYIS Cem Özer - İnşaat Yük. Müh.