TC. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MF İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İNM 308 Depreme Dayanıklı Betonarme e Yapı Tasarımı Earthquake

Transkript

1 TC. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ F İNŞAAT ÜHENDİSLİĞİ BÖLÜÜ İN 308 Depreme Dayanıklı Betonarme e Yapı Tasarımı arımı Earthquake Resistantt Reinorce Concretee Structural Design BÖLÜ 3 - BETONARE BİNALAR İÇİN DEPREE DAYANIKLI TASARI KURALLARI Betonarme Taşıyıcı Sistemlerin Sınılanırılması Süneklik üzeyine göre binalar iki sınıa ayrılıyor: Süneklik üzeyi yüksek binalar, (SDY). Süneklik üzeyi normal binalar, (SDN). alzemeler SDY KOLON Süneklik üzeyi yüksek binalar, (SDY) Süneklik üzeyi normal binalar, (SDN) a) 3.3, 3.4 ve 3.5 te belirtilen kurallara göre boyutlanırılarak onatılan kolon ve kirişlerin oluşturuğu çerçeve türü taşıyıcı sistemler, b) 3.6 ya göre boyutlanırılarak onatılmış boşluksuz veya boşluklu (bağ kirişli) pereleren oluşan taşıyıcı sistemler, c) Yukarıaki iki tür sistemin birleşiminen oluşturulan pereliçerçeveli taşıyıcı sistemler. a) 3.7, 3.8 ve 3.9 a belirtilen kurallara göre boyutlanınlarak onatılan kolon ve kirişlerin oluşturuğu çerçeve türü taşıyıcı sistemler, b) 3.10 a göre boyutlanınlarak onatılmış boşluksuz veya boşluklu (bağ kirişli) pereleren oluşan taşıyıcı sistemler, c) Yukanaki iki tür sistemin birleşiminen oluşturulan pereliçerçeveli taşıyıcı sistemler.

2 BETON alzeme Dayanımları (3.2.5) Bütün betonarme yapılara 20 Pa. DONATI ÇELİĞİ Donatı çeliği aşağıaki kuralları sağlayacaktır: su 0.10 Deneysel ortalama akma ayanımı, y yk Deneysel Çelik stanarına öngörülen karakteristik akma ayanımı Deneysel ort. kopma ayanımı, su y yk Pa Etriye ve çiroz onatısı ile öseme onatısı ısına, nervürsüz onatı çeliği kullanılamaz. alzeme Dayanımları (3.2.5) ae : Döşemelere, borum uvarlarına ve eprem yüklerinin tümünün pere uvarlarla taşınığı sistemlerin perelerine ve preabrik elemanlara öngerme çeliği olarak S420 en aha yüksek ayanımlı çelik kullanılabilir Özel Deprem Etriyeleri ve Çirozları Bütün eprem bölgelerine, süneklik üzeyi yüksek veya süneklik üzeyi normal olan tüm betonarme sistemlerin kolonlarına, kolonkiriş birleşim bölgelerine, pere uç bölgelerine ve kiriş sarılma bölgelerine kullanılan etriyeler özel eprem etriyesi, çirozlar ise özel eprem çirozu olarak üzenlenecektir. Özel eprem etriye ve çirozlarının sağlaması gerekli koşullar aşağıa verilmiştir (Şekil 3.1): Nervürlü 6 yaa 80mm Düz 10 yaa 100mm Süneklik Düzeyi Yüksek KOLONLAR (3.3) BOYUTLAR Dikörtgen Kesitler b250 mm A c 75,000 mm 2 Dairesel Kesitler D 300 mm Eksenel yük sınırı N Ac 0.5 m N m : Düşey yükler ve eprem yüklerinin ortak etkisi altına hesaplanan eksenel basınç kuvvetlerinin en büyüğü

3 Süneklik Düzeyi Yüksek Kolonlar (3.3) BOYUNA DONATI İLE İLGİLİ KOŞULLAR Kolon boyuna onatı oranı aşağıaki limitleri sağlıyacaktır t 0.04 Ayrıca en az onatı, ikörtgen kesitli kolonlara 416 veya 614, airesel kolonlara en az 6 14 olacaktır. Binirmeli ek yapılan kesitlere aşağıa verilen koşul sağlanacaktır. t 0.06 Süneklik Düzeyi Yüksek Kolonlar (3.3) BOYUNA DONATI DÜZENLENESİ Binirmeli ek kolon orta bölgesine yapılırsa binirme boyu, o, TS500 eki kenetlenme boyu, b, kaar alınacaktır. Binirmeli ekin kolon alt ucuna olması urumuna: Donatının %50 veya aha azının ek yapılması urumuna; o 1.25 b Donatının %50 en azlasının ek yapılması urumuna; o 1.50 b Temel ilizlerine bu koşul uygulanacaktır. Binirme boyunca sargı onatısı bulunurulacaktır. TS Donatısının Kenetlenmesi Donatı çapının, 32 mm < Φ 40 mm oluğu urumlara yukarıaki enklemleren hesaplanan kenetlenme boyu, 100/(132 - Φ) katsayısı ile çarpılarak artırılır Katlar arasına kolon kesitinin eğişmesi urumuna, boyuna onatının kolon-kiriş birleşim bölgesi içine üşeye göre eğimi 1/6 an aha azla olmayacaktır. Kesit eğişiminin aha azla olması urumuna veya en üst kat kolonlarına; alttaki kolonun boyuna onatısının karşı tarataki kirişin içineki kenetlenme boyu, TS-500 e çekme onatısı için verilen kenetlenme boyu l b nin 1.5 katınan ve 40 en aha az olmayacaktır. Karşı tarata kiriş bulunmaığı urumlara kenetlenme, gerekirse kolonun karşı yüzüne aşağıya oğru kıvrım yapılarak sağlanacaktır. 90 erecelik yatay kancanın veya aşağıya kıvrılan üşey kancanın boyu en az 12 olacaktır (Şekil 3.2).

4 Süneklik Düzeyi Yüksek Kolonlar Kolon Sarılma Bölgesi h veya D n /6 500 mm n 1 1 Kolon orta bölgesi Kesit 1-1 D Kolon Sarılma Bölgesi b veya h Konsol kolonlara sarılma bölgesi kolon alt ucuna oluşturulacak ve uzunluğu kolon büyük boyutunun 2 katınan az olmayacaktır.

5 Süneklik Düzeyi Yüksek Kolonlar inimum enine onatı koşulları kolon orta bölgesi ve kolon sarılma bölgesi için ayrı ayrı veriliyor. Tüm kolon boyunca özel eprem etriyeleri ve çirozları kullanımı koşulu getiriliyor. Temele bağlanan kolonlara, kolon sarılma bölgesine kullanılan enine onatı temelin içine en az 300 mm (veya en büyük onatı çapının 25 katı) evam ettirilecek. Kolon Sarılma Bölgeleri ( ) En küçük etriye 8 a 25 Dikörtgen etriyelere etriye aralığı s b min /3 ayrıca, 50 mm s 100 mm Sürekli airesel spirallere ret aralığı s D/5 ayrıca, 50 mm s 80 mm a = Kolona veya pere uç bölgesine etriye kollarının ve/veya çirozların arasınaki yatay uzaklık Kolon Sarılma Bölgeleri ( ) A A Dikörtgen etriyeli kolonlara: sh veya sh N 0. 2A 0.3 s b k c s b k A A c ywk ise, 1 b k her iki yön için ayrı ayrı göz önüne alınacak, eğilme yönüne ik enkesit boyutu. ywk 3.1a 3.1b Kolon Sarılma Bölgeleri ( ) Dairesel retli kolonlara N 0. 2A ise, ρ ρ s A 0.12 yk c c s veya A 3.2a yk 3.2b N 0. 2Ac olması urumuna, Denklem 3.1 ve 3.2 ile bulunan eğerlerin en az 2/3 ü, minimum onatı olarak kulanılacaktır. B1 ve B3 tipi üzensizliklerin bulunuğu urumlara kolon sarılma bölgesineki enine onatı kolon orta bölgesine e evam ettirilecektir.

6 Kolon ORTA BÖLGESİ Kolon ORTA BÖLGESİ, kolonun alt ve üst uçlarına tanımlanan sarılma bölgeleri arasına kalan bölgeir (Sekil 3.3). Kolon orta bölgesine 8 en küçük çaplı enine onatı kullanılmayacaktır. Kolon boyunca etriye, çiroz veya spiral aralığı, en küçük enkesit boyutunun yarısınan ve 200 mm en aha azla olmayacaktır. Etriye kollarının ve/veya çirozların arasınaki yatay uzaklık, a, etriye çapının 25 katınan aha azla olmayacaktır. Kolonların Kirişleren Güçlü Olması Koşulu (3.3.5) ri rü ra rj ( rü + ra ) 1.2 ( ri + rj ) (3.3) Denklem 3.3 her bir eprem oğrultusuna ve epremin her iki yönü için elverişsiz sonuç verecek şekile ayrı ayrı uygulanacaktır. Kolonların taşıma gücü hesabına, epremin yönü ile uyumlu olarak, kolon uç momentlerini en küçük yapan hesap eksenel kuvveti göz önüne alınacak ve TS500 e göre yapılacaktır ( c ve y kullanılarak) Denk.(3.3) ün uygulanabilmesi için, üğüm noktasına birlesen kirişlerin e verilen boyut koşullarını sağlaması zorunluur (SDY kiriş enkesit koşulları) Denk.(3.3), her bir eprem oğrultusuna ve epremin her iki yönü için elverissiz sonuç verecek şekile ayrı ayrı uygulanacaktır (Sekil 3.4). Kolon tasıma gücü momentlerinin hesabına, epremin yönü ile uyumlu olarak bu momentleri en küçük yapan N eksenel kuvvetleri gözönüne alınacaktır. Kolonların Kirişleren Güçlü Olması Koşulu (3.3.5) Özel urumlar ( ) Denklem 3.3 ün aşağıaki urumlara sağlanması zorunlu eğilir. Düğüm noktasına saplanan kolonların her ikisine e [ N 0. 1A ] oluğu urumlara. c Tek katlı binalar ile çok katlı binaların üst katlarına. Kirişlerin saplanığı perenin, zayı oğrultua, kolon gibi çalışması urumuna. Tüm eprem yükünün perelerle taşınığı urumlara

7 Kuvvetli Kolon Zayı Kiriş Koşulu Sağlanamazsa (3.3.6) Saece çerçevelere ve karma sistemlere, herhangi bir katın (i-katı) bazı üğüm noktalarına Denk. 3.3 ün sağlanmamasına aşağıaki urumlara izin veriliyor (3.4) α i V V is ik 0.7 V is = Denk. 3.3 ü sağlayan kolonların hesap kesme kuvvetleri toplamı V ik = Kattaki tüm kolonların hesap kesme kuvvetleri toplamı Not: ve e N 0.1A c c koşulunu sağlayan tüm kolonlar, Denklem 3.3 ü sağlamasalar bile V is in hesabına göz önüne alınabilir Denk.(3.4) ün sağlanması urumuna, 0.70 α i 1.00 aralığına, Denk. (3.3) ün hem alttaki, hem e üstteki üğüm noktalarına sağlanığı kolonlara etkiyen eğilme momentleri ve kesme kuvvetleri (1/α i ) oranı ile çarpılarak arttırılacaktır. Denk. (3.3) ü sağlamayan kolonlar, kesitlerine olusan üsey yük ve eprem etkileri altına onatılacaktır. Denklem 3.4 ve ae en herhangi birinin sağlanamaması urumuna, çerçeveler süneklik üzeyi normal çerçeve olarak göz önüne alınacaktır. Tablo 2.5 e göre tasıyıcı sistem avranıs katsayısı eğiştirilerek hesap tekrarlanacaktır Kolon Kesme Hesabı (3.3.7*) Kolonlara enine onatı hesabına esas alınacak kesme kuvveti Denklem 3.5 e göre belirlenecektir. V e a ü V e V l n e a l n ü Düsey yükler ile birlikte R a = 2 alınarak Bölüm 2 ye göre epremen hesaplanan kesme kuvvetinin Denk. (3.5) ile hesaplanan V e en küçük olması urumuna, V e yerine bu kesme kuvveti kullanılacaktır. (Ra=2 anlamı azaltılmamış eprem yükü anlamına gelir. Ve nin azaltılmamış kesme kuvvetinen büyük olması mümkün eğilir). (3.5) Düğüm noktasına kolon kirişten güçlüyse (Denklem 3.3 sağlanıyorsa) pi p pi pj (3.6) Denklem 3.6 epremin her iki yönü için ayrı ayrı uygulanacak ve ele eilen en büyük eğer üğüm noktasınaki kolonlara rijitlikleri oranına ağıtılacaktır. pi ve pj için aha kesin hesap yapılmaığı urumlara olarak alınabilir. ü pi pj a pj A A si sj Denk.(3.3) ün sağlanmış olmasına karsın Denk.(3.5) teki a veya ü nün hesabı, güvenli tarata kalmak üzere, e göre e yapılabilir. y y

8 Kolona tasarım kesme kuvvetinin hesabı için gözönüne alınacak urumlar Düğüm noktasına kolon kirişten güçlü eğilse (Denklem 3.3 sağlanmıyorsa) Düğüm noktalarına birleşen kolonların uç momentleri, pekleşmeli kolon taşıma gücü momentleri olarak hesaplanacak ve Denklem 3.5 te a ve/veya ü olarak kullanılacaktır. pü ri rj pa pa pü ra rü ra ve rü hesaplarına, epremin yönü ile uyumlu olarak bu momentleri en büyük yapan N eksenel kuvveti göz önüne alınacaktır. hü(i) :i nci kat kolonu üst ucuna Bölüm 2 ye göre bulunan moment ha(i) :i nci kat kolonu alt ucuna Bölüm 2 ye göre bulunan moment Temele saplanan kolonların alt ucunaki momentlere bu yöntemle bulunacaktır Denklem 3.5 ile hesaplanan kesme kuvveti, V e, aşağıaki koşulları sağlamak zorunaır. V e V V e V r V e 0.22 A w c (3.7a) (3.7b) (3.7c) Kolon enine onatısının Ve kesme kuvvetine göre hesabına, betonun kesme ayanımına katkısı, Vc, TS-500 e göre belirlenecektir. Ancak, e tanımlanan kolon sarılma bölgelerineki enine onatının hesabına, saece eprem yüklerinen oluşan kesme kuvvetinin epremli urumaki toplam kesme kuvvetinin yarısınan aha büyük olması ve aynı zamana N 0.05Ac koşulunun sağlanması haline, betonun kesme ayanımına katkısı Vc = 0 alınacaktır. Bu koşulların sağlanamaması urumuna, kesit boyutları gereği kaar büyütülerek eprem hesabı tekrarlanacaktır.

9 Kolon enine onatısının V e kesme kuvvetine göre hesabına, V e 0.5V ve N 0.05Ac koşullarının her ikisinine sağlanması urumuna, betonun kesme ayanımına katkısı V c = 0 alınacaktır. Buraa V, TS500 e göre aktörlü yükler kullanılarak bulunan en büyük hesap kesme kuvvetiir. Diğer urumlara ve kolon orta bölgesine V c, üşey yükler ile birlikte eprem yüklerine göre hesaplanan en küçük N eksenel kuvveti göz önüne alınarak TS500 e göre belirlenecektir Kısa Kolonlara İlişkin Koşullar Kısa kolonlar, taşıyıcı sistem neeni ile veya olgu uvarlarına kolonlar arasına bırakılan boşluklar neeni ile oluşabilirler (Şekil 3.6). Kısa kolon oluşumunun engellenemeiği urumlara, enine onatı hesabına esas alınacak kesme kuvveti Denk.(3.5) ile hesaplanacaktır. Denk.(3.5) teki momentler, kısa kolonun alt ve üst uçlarına a 1.4 ra ve ü 1.4 rü olarak hesaplanacak, ln ise kısa kolonun boyu olarak alınacaktır. Ancak hesaplanan kesme kuvveti Denk.(3.7) e verilen koşullan sağlayacaktır. Kısa kolon boyunca, e kolonların sarılma bölgeleri için tanımlanan minimum enine onatı ve yerleştirme koşulları uygulanacaktır. Dolgu uvarları arasına kalarak kısa kolon urumuna önüşen kolonlara, enine onatılar tüm kat yüksekliğince evam ettirilecektir (Şekil 3.6).