BETON SINIFLARININ KARKAS YAPI MALİYETLERİNE ETKİSİ

Transkript

1 TEKNOLOJİ, Clt 7, (2004), Syı 1, TEKNOLOJİ BETON SINIFLARININ KARKAS YAPI MALİYETLERİNE ETKİSİ Ömer ÖZKAN Zonguldk Krelms Ünversetes, Alplı Meslek Yüksek Okulu, 67850, Alplı, Zonguldk, Türkye ÖZET 1999 yılınd yşnn k büyük deprem sonrsınd bn ypımınd kullnıln mlzemelern kltesnn önem ülkemzde dh fzl gündeme gelmştr. Günümüzde beton bsınç dynımı z br mlyet le kolylıkl sğlnblmektedr. Beton mukvemetnn yükselmes le ypı kltes de rtmktdır. Bu çlışmd beton mukvemetnn yükseltlmesnn, ypı mlyetn rtırmdığı htt küçük de ols br tsrruf sebep olduğu vurgulnmıştır. Çlışmmızd 3 tp proje kullnılmış ve her br proje 5, 7, 9 kt olrk plnlnmıştır. Toplm 9 frklı projenn C 16, 20, 25, 30, 35 sınıflrınd beton ve S 420 çelğ kullnılrk sektöre ışık tutmsı mcıyl tcr br progrm le sttk ve boyutlndırm çözümü ypılmıştır. Çözülen projelern beton, demr ve klıp metrjlrı ypılrk, kb nşt mlyetler bulunmuştur. Bulunn mlyetler regrsyon nlzne tb tutulrk rlrındk lşknn qudrtk denklem bulunmuştur. Bun göre beton kltesnn rtışı le mlyetlern zldığı görülmüştür, nck br noktdn sonr mlyet tekrr rtmy bşlmıştır. C 16 Betonu le tsrlnn bn mlyet bz kbul edlmş ve C 20 betonund % 8-10, C25 ve C30 betonlrınd se % ornlrınd tsrruf sğlndığı gözlenmştr. Anhtr Kelmeler: Beton Sınıflrı, Mlyet, Tsrım ABSTRACT THE INFLUENCE OF CONCRETE CLASSES ON BUILDING COSTS After the two huge erthqukes hppened n 1999, the mportnce of qulty of mterls used n the constructon of buldngs hs rsen on the gend of our country. Tody the concrete durblty cn esly be optned wth low cost. As the strenght of the concrete ncreses, t ncreses the qulty of the buldng. In ths process t s emphszed tht ncresng the concrete resstnce does not ncrese the cost of constructon on the contrry t result n smll svng. In our study, three types of projects hve been used nd ech contnng 5, 7 nd 9 flors. In these totlly nne dfferent projects C 16, 20, 25, 30, 35 nd S 420 steel hve been used wth commercl nlysng progrmme to enlghten the sector. The cost of the constructons hve been globlly clculted by mkng the concrete, steel nd formwork mesurements. These costs re nlysed by regresson nd the reltons between them re combned s qudrtc equton. Accordng to ths t seen tht wth the ncrese n the concrete clsses the costs decrese. The cost of buldngs desgned by C16 concrete s tken s bse nd 8-10 % economy n C 20 concrete, % economy n C 25 nd C 30 concretes re observed. Keywords: Concrete Clsses, Cost, Desgn 1. GİRİŞ Mühendslk, üretmde sğlmlık ve ekonom rsındk optmum çözümü bulblme sntıdır. Son yıllrd konut ve endüstryel ypı nştlrınd blnçszce ekonomklğe öncelk verlmes y d bşk br fde le optmum yklşımın sğlnmmsı öneml sorunlr meydn getrmş ve bnlrın sğlmlığı knc pln tlmştr. Bunun en öneml sebeb ekonomk koşullrdn dh zyde blgszlktr [1]. Br ypı, dynım, durblte (dynıklılık), ekonom, fonksyon ve estetğ brlkte sğlmlıdır. Bu konud mühendslern üzerne düşen en öneml görev de bu unsurlrı brleştrmektr [2]. Br ypının genel güvenlğ, zemn, proje,

2 172 Beton Sınıflrının Krks Ypı Mlyetlerne Etks mlzeme, uygulm ve denetm gb öğelern kltel olrk gerçekleşmes le sğlnblr [3]. Belrttğmz unsurlrın herhng br tnesnde ypılck ynlışlıklr lerde telfs mümkün olmyck yd mlyet çok yüksek sonuçlr neden olblr. Ülkemzde ypılrın büyük br bölümü, betonrme tşıyıcı sstem le tsrlnmıştır. Betonrme elemnlr, beton ve çelk dontının br brleşmdr. Beton, çmento, su ve tıl tnel mlzemelern krışımındn oluşn br ypy tş olrk tnımlnır, bu mlzemelern krıştırılmsı le beton elde edleblr. Anck gerçek br beton, mukvemetl, dış etklere krşı dynıklı, boşluksuz, geçrgenlğ olmyn br mlzeme olmlıdır [4]. Ypıd betonun kltesn belrleyen 5 şm; tsrım (bleşm hesbı), üretm, tşım, yerleştrme ve kürdür [5]. TS 500 e göre çeştl betonlrın dynımlrı Tblo 1 de verlmektedr [6]. Tblo 1. Beton Sınıflrının Mukvemet Değer Sınıfı Slndr (N/mm 2 ) Küp (N/mm 2 ) C C C C Düşey yükler ltınd yeterl gb görünen br kltesz betonun, yty yüklern etkmes le brlkte uflndığı, toz gb dğıldığı ve çelk dontıyı srmdığı dğer br deyşle dernsı sğlymdığı gözlenmektedr. Br beton, bsınç gerlmelerne dynıklı, dontıyı srrk burkulmyı önledğ ve dontı sıyrılmsın müsde etmedğ sürece kltel br betondur. Mrmr deprem sonrsınd belrl bölgelerdek ypılrdn lınn krot numunelern beton mukvemet; Bğcılr 8,1- Avcılr 7,9- Adpzrı 16,2- Kocel 16,2- Ylov 18,2- Çınrcık 5,4- Gölcük 11,7 N/mm 2 bulunmuştur [2]. Burdn d nlşılcğı gb br çok bölgede üretlen betonlr C 14 betonunun ktsyısını dh sğlmmktdır. İstnbul d ypıln 2879 det krot numunes çlışmsınd se proje mukvemetlernn yklnmdığı gözlenmştr [7]. Ypıln bütün çlışmlr ışığınd sğlm br ypı elde edleblmes çn beton sınıfının önem br kez dh görülmüştür. Bu sebeple 1997 Ock yınd yürürlüğe gren Afet Yönetmelğ, beton mukvemetnn en z 16 N/mm 2, 1. Ve 2. Derece deprem bölgelernde se bu değern 20 N/mm 2 olmsı gerektğn şrt koşmuştur. Kltel ve dynıklı br ypı nck dynımı yüksek br beton le sğlnblr. Bu çlışmd beton kltesnn rtırılmsı le ypı mlyetnn rtırmycğı; ksne, z d ols br tsrruf sğlnbleceğ gösterlmek stenmştr. 2. MATERYAL VE METOT Bu çlışmd, her ktınd k dre olrk tsrlnn üç frklı tp konut ypılrı kullnılmıştır. Tsrlnn projeler Ek te görülmektedr. Her br ypı 5, 7, 9 kt olrk projelendrlmş ve her br projenn C 16, C 20, C 25, C 30 ve C 35 betonlrı le sttk çözümü ypılmıştır. Sonuç olrk toplm 45 frklı konut ypısının sttk çözümü ve betonrme boyutlndırılmsı ypılmıştır. Sttk ve betonrme hesbı tcr br progrm oln IDE STATİK le ypılmıştır. Proje krterler olrk d şu verler kullnılmıştır: Ypılrın 1. derece deprem bölgesnde olduğu, yerel zemn sınıfının Z1, TA=0,15 sn TB=0,60 sn, Zemn emnyet gerlmes 0.2 N/mm 2, bn önem ktsyısı 1, süneklk düzey yüksektr. Çözüm essı olrk d mod brleştrme yöntem kullnılmıştır. Betonrme boyutlndırmd ρ mn =0,01 ve ρ mx =0,04 koşulu göz önüne lınmıştır. Projeler Ek te verlmektedr. Projemz öncelkle 3 frklı tp olrk tsrlnmıştır. Bu üç frklı projenn 5, 7 ve 9 kt olrk tsrlnmsı ypılmış ve S 420 çelğ kullnılmıştır Tsrlnn bu frklı 9 proje üzernde se değşken oln C 16, C 20, C 25, C 30 ve C 35 betonu uygulnmıştır. Bu betonlrın kullnımı le doğl olrk mlzemelern elstste modülü değşmş ve bu d kest boyutlrın etkme ypmıştır. Kest boyutlrının değşmes le brlkte kolon çersnde bulunn demr mktrlrı d değşmştr. Çözümü ypıln 45 frklı bnnın blgsyr progrmı yrdımı le metrjı ypılmıştır. Metrj ypımınd; betonrme betonu (m 3 ), demr mktrı (ton), klıp (m 2 ) mktrı hesplnmıştır. Metrjlr Byındırlık Bknlığı Resm Brm fytlrı le çrpılmış ve ypılrın kb nşt mlyetler bulunmuştur. Hesplrın bulunmsı le beton kltesnn değşmes ve mlyetlerde meydn gelen değşklkler ncelenecektr.

3 TEKNOLOJİ, Clt 7, (2004), Syı BULGULAR 3.1. Proje Sonuçlrı Çlışmmızd 9 tp frklı boyuttk proje üzernde beton sınıflrının değşkenlkler le elde edlen projelern beton, demr ve klıp metrjı ypılmıştır. Projelerde kullnıln çelk ve klıp mlzemes ynı tür mlzeme, değşken se beton sınıfıdır. Elde edlen metrjlr Byındırlık Bknlığı Brm fytlrı le çrpılrk kb nşt mlyetler hesplnmış ve Tblo 2 de verlmştr. Mlzemelern yöresel ve mrksl değşmlernde fyt frklılığı olcğı düşünülerek Byındırlık Bknlığı trfındn belrlenen resm brm fytlr kullnılmıştır. Kullnıln betonrme çelğ poz no lu ST III çelğ, klıp mlzemes poz no lu hşp klıp ve betonrme betonu d /1-2-3 poz no lu yernden stın lınn hzır betondur. Elde edlen keşften de nlşılcğı gb beton sınıfının yükselmes le br müddet ypı mlyetnde br düşüş gözlenmekte, nck gözlenen bu düşüş beton sınıfının rtmsı le zlmkt ve dh sonr se mlyette tekrr br rtış gözlenmektedr. C 16 beton bz olrk kbul edlmş ve mlyetlerde meydn gelen yüzde değşmler Tblo 3 te görülmektedr. Mlyetlerde meydn gelen zlmnın ynı sır ypı ğırlığınd d br mktr zlm görülmektedr. Ypı ğırlığınd gözlenen değşm deprem esnsınd ypıy etk eden yty yükler de etklemektedr. Bn ğırlığınd meydn gelen değşm Tblo 4 te görülmektedr.

4 174 Beton Sınıflrının Krks Ypı Mlyetlerne Etks Tblo 2. Metrj özet 5. KAT 7. KAT 9. KAT PROJE T İP İ 1. PRJ. 2. PRJ. 3. PRJ. PROJE T İP İ 1. PRJ. 2. PRJ. 3. PRJ. PROJE T İP İ 1. PRJ. 2. PRJ. 3. PRJ. M İKTARI B İR İM FİYATI TOPLAM BETON BETON DEMİR KALIP BETON DEM İR KALIP TUTAR SINIFI m3 ton m2 TL*1000 TL*1000 TL*1000 TL*1000 BS BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS , M İKTARI BİR İM FİYATI TOPLAM BETON BETON DEMİR KALIP BETON DEM İR KALIP TUTAR SINIFI m3 ton m2 TL*1000 TL*1000 TL*1000 TL BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS BS , BS , BS , BS BS , BS , BS , BS , M İKTARI BİR İM FİYATI TOPLAM BETON BETON DEMİR KALIP BETON DEM İR KALIP TUTAR SINIFI m3 ton m2 TL*1000 TL*1000 TL*1000 TL BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS , BS BS , BS , BS , BS , BS Tblo 3. Mlyetlerde meydn gelen değşm % C 16 C 20 C 25 C 30 C 35 5 Kt 1 0,91 0,88 0,86 0,87 1. Proje 7 Kt 1 0,89 0,86 0,85 0,87 9 Kt 1 0,91 0,89 0,85 0,91 5 Kt 1 0,91 0,87 0,86 0,91 2. Proje 7 Kt 1 0,89 0,86 0,85 0,88 9 Kt 1 0,91 0,90 0,87 0,90 5 Kt 1 0,93 0,89 0,89 0,91 3. Proje 7 Kt 1 0,88 0,86 0,84 0,86 9 Kt 1 0,93 0,89 0,87 0,91

5 TEKNOLOJİ, Clt 7, (2004), Syı Tblo 4. Bn Ağırlıklrınd Meydn Gelen Azlmlr TON C 16 C 20 C 25 C 30 C 35 5 Kt ,76 1. Proje 7 Kt ,00 9 Kt ,80 5 Kt ,42 2. Proje 7 Kt ,40 9 Kt ,60 5 Kt ,07 3. Proje 7 Kt ,40 9 Kt , İsttksel Sonuçlrın Değerlendrlmes Elde edlen sonuçlr regrsyon nlzne tb tutulrk mlyet değşmlernn fonksyonu belrlenmeye çlışılmıştır. Regrsyon nlz Lneer ve qudrtk olrk k metot [8] le ypılmıştır ve sonuçlrı Tblo 5 de görülmektedr. Tblo 5. Lneer ve Qudrtk Regrsyon Sonuçlrı Değşken Metot Rsq d.f. F Sgf b0 B1 b2 PRJ51 LIN 0,8 3 12,04 0,04 45,829-0,346 PRJ51 QUA 0, ,18 0,035 67,8867-2,342 0,04259 PRJ71 LIN 0, ,33 0,129 63,145-0,3945 PRJ71 QUA 0, ,88 0, ,573-3,962 0,07613 PRJ91 LIN 0, ,52 0,071 80,515-0,476 PRJ91 QUA 0, ,34 0, ,229-4,160 0,0786 PRJ52 LIN 0, ,87 0,079 49,448-0,37126 PRJ52 QUA 0, ,95 0,032 82,120-3,327 0,0630 PRJ72 LIN 0, ,07 0,076 70,2661-0,530 PRJ72 QUA 0, ,38 0, ,644-4,4554 0,0837 PRJ92 LIN 0, ,62 0,082 92,817-0,74271 PRJ92 QUA 0, ,42 0, ,514-6,416 0,0121 PRJ53 LIN 0, ,62 0,098 54,506-0,370 PRJ53 QUA 0, ,3 0,189 80,282-2,702 0,0497 PRJ73 LIN 0, ,13 0,09 77,781-0,475 PRJ73 QUA 0, ,13 0, ,846-3,829 0,0715 PRJ93 LIN 0, ,32 0, ,132-0,6705 PRJ93 QUA 0, ,99 0, ,853-4,536 0,0824 Sonuçlr ncelendğnde, projelern beton değşmler le meydn gelen mlyet değşm lşksnn rlrındk lşknn qudrtk olduğu görülmektedr. Lneer lşk 0,80 düzeylernde ken qudrtk lşk 0,90-1,00 rlığınd görülmektedr. Bu d lşklern qudrtk denklem le fde edleceğn çıklmktdır. Denklem sonuçlrı se beton sınıfı rttığınd ypı mlyetnn br nokty kdr düştüğünü ve dh sonr tekrr rtış göstermeye bşldığını çıklmktdır. Örnek olrk proje 5.1. de ( Br no lu beş ktlı proje) mlyet ve beton sınıfı değşm şğıdk formül le çıklnblmektedr. Y= 0,04259 X2 2,342 X + 67,8867 Proje 5.1. Y= Bn Mlyet X= Beton Sınıfı

6 176 Beton Sınıflrının Krks Ypı Mlyetlerne Etks Tblo 5 de her br projenn lneer ve qudrtk regresyon nlz ypılmış ve nlz sonuçlrınd elde edlen F ve sg. değerler verlmektedr. Proje 5.1. e t F değer 27,18 sg. değer se 0,035 dr. Her kt t bnlrın mlyet beton sınıfı değşmler Grfk 1, 2, 3 de görülmektedr. B n M l y e t PRJ5 PRJ PRJ9 Beton sı n ı f ı Şekl 1. 1 No lu Projenn Serpme Dygrmı B n M l y e t PRJ52 PRJ PRJ92 Betn Sı n ı f ı Şekl 2. 2 No lu Projenn Serpme Dygrmı

7 TEKNOLOJİ, Clt 7, (2004), Syı B n m l y e t PRJ53 PRJ PRJ Beton Sınıfı Şekl 3. 3 No lu projenn Serpme Dygrmı 4. SONUÇLAR Bn nştınd yüksek dynımlı beton kullnımının sğldığı ncel ve ntel yrrlr trtışılmz bçmde ortddır [9]. Ypıln çlışmd bn kt syısının ve proje tpnn değşkenlğ çersnde beton sınıflrın göre ypıln ncelemede, mlyetlerde görülen değşklk uyumluluk göstermektedr. C 16 betonu sbt mlyet olrk düşünüldüğünde beton sınıfının kltesnn rtmsı le ypı mlyetnde meydn gelen tsrruf Tblo 3 de görülmektedr. Bu tbloy göre C 20 betonu ortlm % 8-10 dolylrınd, C 25 ve 30 betonlrı d % dolylrınd br tsrruf sğlmktdır. Anck C 35 betonu kullnılrk ypıln tsrımd mlyet tekrr rtış göstermekte ve C 20 betonu kullnılrk ypıln tsrım mlyetne yklşmktdır. Bu d beton kltesnde meydn gelen rtışın br nokty kdr tsrruf ettrdğ ve dh sonr mlyetlerde görülen zlm vmesnn yvşlyrk mlyet rtışın dönüştüğünü göstermektedr. Ypılrın yüksek dynımlı betonlr le tsrlnmsı günümüz teknolojsnde koly olmktdır. Bunun ynınd yüksek dynımlı betonlrın, sdece mukvemet yönünde değl, durblte, geçrmszlk vb. gb br çok yönden sğldığı yrrlr d blnmektedr. Dynımı yüksek br bn kltel mlzeme le mümkün olcğındn, bu mlzemelerden büyük br kısmını d betonun oluşturduğunu düşünecek olursk, kltel br beton ypının kltesn drekt olrk rttırmktdır. Klte rtrken mlyetn rtmmsı htt zlmsı bze dynımı yüksek br ypının tsrruf sğlnrk d ypılbleceğn, yrıc ek yük getrmeyeceğn göstermektedr. C 25 ve C 30 betonlrı le tsrlnn betonrme elemnlr çersnde fzl br değşklk görülmemektedr. Anck C16 sınıf beton üretmnden sonr C 20 beton geçşte büyük tsrruflrın vrolduğu gözleneblr. C 35 betonu kullnılmsı hlnde kestlerde görülen küçülüşün durduğu ve betonun brm mlyetndek rtışı krşılymz hle geldğ görülmektedr. Sonuç olrk bn mlyetnde yüksek kltel beton kullnıldığınd tsrruf sğlnbleceğn nck C 35 betonundn sonr bu tsrrufun kybolcğını söyleyeblrz. Bun sebep olrk d şrtnmelern vermş olduğu kısıtlmlr gösterleblr. Br noktdn sonr kestlerde gerçekleşecek küçülmelere şrtnmeler ve yönetmelkler zn vermemektedr. Beton sınıfının yükselmes le brlkte kullnıln beton hcmnn zldığı görülmektedr. Dolyısı le bn toplm ğırlığınd d zlm görülmekte ve bu d deprem sırsınd vmenn etkme kuvvetn zltmktdır. Bn ğırlığınd meydn gelen zlm mktrı d Tblo 4 de verlmştr. Tblod d görüldüğü gb 5 ktlı bnlrd ortlm ton, 7 ktt ton, 9 ktt se 200 ton kdr bn ğırlığınd br zlm görülmektedr.

8 178 Beton Sınıflrının Krks Ypı Mlyetlerne Etks KAYNAKLAR 1. Akmn, M., S., Deprem Hsrlrı ve Ypı Mlzemeler, Hzır Beton,Yıl 6, Syı 35, Eylül-Ekm, Tşdemr, M.,A., Özkul, H., Mrmr Deprem Beton Arştırmsı, Hzır Beton, Yıl 6, Syı 35, Eylül-Ekm, Öztekn, E., Deprem Ülkes Türkye'de Klıcı Beton kltes İçn Önerler, İnşt Dünysı, Syı 179, Swmy, R., N., "Desgn For Durblty nd Strength Through the Use of Fly-Ash nd Slg n Concrete", 3 rd CAN-MET/ACI Intern Conf On Advnces n Concrete, 5. Postcıoğlu, B., Ypı Mlzemeler, Beton, Agreg, Teknk Ktplr Yyınev, İstnbul, TS 500, "Betonrme Ypılrın Tsrımı ve Ypım Kurllrı", Türk Stndrtlrı Ensttüsü, Ankr, Akçy, B., Önen, Y., H., Öztekn, E., "İstnbul Bnlrınd Krot yrdımıyl Beton Ntelk Denetm", 16. Türkye İnşt Mühendsler Teknk Kongre ve Sergs, 1-3 Ksım 2001, Ankr. 8. Köksl, B., İsttstk Anlz Metotlrı, İstnbul, Koc, C., Erky,. C., Kresmen, E., " A Survey of the effect of Concrete Qulty on Cost Of Buldngs", Proceedngs of the 17 th ERMCO Conventon, Lsbon

9 TEKNOLOJİ, Clt 7, (2004), Syı EKLER Proje 1. Klıp Plnı Proje 2. Klıp Plnı Proje 3. Klıp Plnı