Betonarme Taşıyıcı Sistem Seçimi Temel Kavramlar-Doğrular-Yanlışlar-Hasarlar

Transkript

1 1954 Betonarme Taşıyıcı Sistem Seçimi Temel Kavramlar-Doğrular-Yanlışlar-Hasarlar Son 40 Yılda Değişimler: Elastik Yöntem-Taşıma gücü, İstenmeyen Düzensizlikler Doğrular - Yanlışlar Hasarlar (fotoğraflar) Malzeme Kolonlar-Sargı etkisi-sınır Değerler Kirişler-Sınır Değerler Ahmet TOPÇU Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü ESKİŞEHİR E-Posta: atopcu@ogu.edu.tr Web: 13 Nisan 2009, Eskişehir Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 1

2 Teori:Malzeme gerçek davranışı s 800 Nonlineer Sıcakta haddelenmiş çelik 600 b a KOPMA Soğukta işlem görmüş çelik Akıncaya kadar lineer davranış Birim uzama s Beton davranışı(deneysel) Çelik davranışı(deneysel) Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 2

3 Dün Teori:Malzeme Modeli bugün lastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): c Taşıma gücü yöntemi: Beton modeli σ = E ε c c E c =Tan α c (Hooke geçerli) σ c em : Beton emniyet gerilmesi (yönetmeliklerde verilir) 0.85f cd 2 0 parabol (nonlineer) c0 Beton modeli Ezilme cu c birim kısalma Hooke geçersiz Beton Max gerilme altında kırılmaz Beton Max birim kısalma ε cu ya ulaşınca kırılır ε cu tür E c çok değişkendir, kullanılmaz Gerilme E s =2x10 5 N/mm 2 σ = E ε s s s (Hooke geçerli) Çelik akmamış ise HOOKE kanunu geçerlidir: σ s =E s ε (ε s s < ε sd, HOOKE geçerli) Çelik modeli E s =Tan α E s =2x10 5 N/mm 2 (sabit) σ s em : Çelik emniyet gerilmesi (yönetmeliklerde verilir) Akmış çeliğin gerilmesi sabittir: σ s =f yd Anlamı: σ s =E s ε s f yd (ε s ε sd, HOOKE geçersiz) Çelik modeli n = E E s c 6 ~ 15 n sayısı kullanılmaz! Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 3

4 Dün Teori:Deformasyon ve gerilme modeli bugün Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Taşıma gücü yöntemi: d d c c Düzlem kesitler deformasyondan sonra da düzlem kalır Beton çekme almaz Çekme bölgesindeki beton dikkate alınmaz Gerilme bloğu lineerdir Çelik alanının n=e s /E c katı beton eşdeğer alanıdır. Çelik gerilmesinin n de biri eşdeğer beton çekme gerilmesidir Çözüm beton elastisite modülüne bağımlıdır Düzlem kesitler deformasyondan sonra da düzlem kalır Beton çekme almaz Çekme bölgesindeki beton dikkate alınmaz Gerilme bloğu lineer değildir. Eşdeğer dikdörtgen parabolik veya eşdeğer dikdörtgen dağılma modeli kullanılabilir Eşdeğer kesit n den bağımsızdır Çözüm beton elastisite modülünden bağımsızdır Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 4

5 Dün Teori:Yapı güvenliği bugün Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Taşıma gücü yöntemi: Yük birleşimleri: F d =G+Q F d =G+Q ± E F d =G+Q ± W F d =. Emniyet gerilmeleri: σ c em =Beton basınç küp dayanımı/emniyet katsayısı σ s em =Çelik çekme dayanımı/emniyet katsayısı Emniyet katsayısı=2.5 ~ 3 Yük etkileri artırılmaz! Beton ve çelik dayanımları düşürülür! Yük birleşimleri: F d =1.4G+1.6Q F d =G+Q ± E F d =G+1.3Q ± 1.3W F d = Malzeme dayanımları: f cd f = γ ck γ mc =15 ~ 1.7 γ ms =1.15 mc f yd f = γ yk ms Yük etkileri artırılır! Beton ve çelik dayanımları düşürülür! Beton ve çelikte oluşan gerilmelerin emniyet gerilmelerinin altında olması sağlanır Deformasyonlar: ε c = ε cu =0.003 ε s 0.10 Beton kırılma deformasyonuna kadar zorlanır! için taşıma gücü R belirlenir Kontrol: F d =G+Q için: F d =G+Q ± E F d =G+Q ± W için F d =. σ c σ c em σ s σ s em σ c 1.33σ c em σ s 1.33σ s em olması sağlanır olması sağlanır Kontrol: F d R Tüm yük etkilerinin taşıma gücünü aşmaması sağlanır Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 5

6 Dün Teori bugün Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Dünyada: arasında kullanıldı Türkiye de: Elastik yöntem 2000 yılına kadar kullanıldı. TS yönetmeliğinde Elastik yöntem tümüyle terk edildi. Taşıma gücü yöntemi: Dünyada: 1970 li yıllardan sonra kullanılmaya başladı Türkiye de: İlk kez TS yönetmeliğinde yer aldı. Elastik yöntem ve taşıma gücü yöntemi 2000 yılına kadar alternatifli kullanıldı. Elastik Yöntem günümüzde kullanılır mı? Evet. Çok kısıtlı kullanımı vardır: sadece çatlamaması gereken su deposu, gergi çubuğu gibi hesaplarda, sehim ve çatlak kontrolünde kullanılır. Bu tür hesaplarda yük katsayıları 1 alınır: F d =G+Q, F d =G+Q±E, F d =G+Q±W, Teorik örnek: Salt çekme etkisindeki eleman Çatlak olmaması için koşul : ε s = ε c f ctd /E c σ E σ s s s f = E = nf ctd c ctd σ Max Tasarın çekme kuvveti: N d A c f ctd +A s σ s N d A c f ctd +A s nf ctd s E = E s c f ctd E n = E s c b Sayısal örnek-1: C20/25 betonu ve S420a çeliği ile imal edilecek 30x30 cm boyutlu gergi çubuğunda N d =110 kn dur. Çatlama olmaması için donatı alanı ne olmalı? C20/25 ve S420a için: f ctd =f ctk /γ mc =1.6/ N/mm 2 f yd =f yk /γ ms =420/ N/mm 2, n=e s /E c = / Min ρ=1.5f ctd /f yd = /365=0.0041(TS , S. 24) A s A s 2857 mm 2 Seçilen: 25φ12 (2825 mm 2 ) A s =2825 mm 2 > Min A s = =369 mm 2 Çubuklar kesite düzgün dağıtılır (5 sıra 5 er çubuk) 30 cm 30 Sayısal örnek-2: C20/25 ve S420a malzemesi ile projelendirilmiş bir su deposunun birim yatay şeridinin kesiti verilmiştir. Çatlamadan taşıyabileceği en büyük eksenel çekme kuvveti nedir? C20/25 ve S420a için: f ctd 1.0 N/mm 2 f yd 365 N/mm 2, n 7 Min ρ= Min A s = =1230 mm 2 2xφ14/15 A s =2x1026=2046 mm 2 A s =2046 mm 2 > Min A s =1230 mm 2 Taşıyabileceği Max çekme kuvveti: N d = N N d 314 kn Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 6

7 Su depoları ile ilgili Kaynak: Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 7

8 Dün Beton ve çelik sınıfları bugün Betonarme betonu Sınıfları: Küp (20x20x20 cm) dayanımı! B160, B225, B300 BS14, BS16, BS18, BS20, BS25,, BS50 Yoğun kullanıldı Silindir (φ=15 cm, h=30 cm) dayanımı! Çelik sınıfları: STIa, BÇIa S220a STIIIa, BÇIIIa, BÇIIIb S420a, S420b STIVa, STIVb, BÇIVa, BÇIVb S500a, S500b Betonarme betonu Sınıfları: C16/20, C18/22, C20/25, C25/30,, C50/60 Çelik sınıfları: S220a, S420a, S420b S500a, S500b Yoğun kullanılıyor BÇIa BÇIIIa, BÇIIIb BÇIVa, BÇIVb Küp (15x15x15 cm) dayanımı! Silindir (φ=15 cm, h=30 cm) dayanımı! Yoğun olarak kullanıldı Kullanımı kısıtlandı Hemen hiç kullanılmıyor Hemen hiç kullanılmadı Yoğun kullanılıyor Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 8

9 Dün Çimento sınıfları bugün İptal edilen çimentonun TS EN deki benzerleri Adı işareti Standardı Adı işareti Portland çimentosu PÇ TS 19 Portland çimentosu CEM I Erken dayanımı yüksek çimento EYÇ TS 3646 Portland çimentosu CEM I 52.5 R Portland Cüruflu Çimento CEM II /B-S Cüruflu çimento CÇ TS 20 Yüksek Fırın Cüruflu CEM III/A çimento CEM II/B Traslı Çimento TÇ TS 26 Portland Puzolanlı Çimento CEM II/B-P Uçucu Küllü Çimento UKÇ TS 640 Portland Uçucu Küllü CEM II /A -V Çimento CEM II / B-V Süper Sülfat Çimentosu SSÇ TS 809 Yüksek Fırın Cüruflu CEM III / B Çimento CEM III / C Katkılı Çimento KÇ TS Portland Puzolanlı Çimento CEM II / A-P Portland Cüruflu PCÇ/A CEM II / A - S TS Portland Cüruflu Çimento Çimento PCÇ/B CEM II / B - S PLÇ/A CEM II / A - L Portland KalkerliÇimento TS Portland KalkerliÇimento PLÇ/B CEM II / B - L Portland Silika Füme Portland Silis Dumanlı PSFÇ TS Çimento Çimento CEM II / A - D Kompoze Çimento KZÇ / A CEM V / A Portland Kompoze Çimento Puzolanik Çimento KZÇ / B TS Kompoze Çimento CEM V / B PKÇ / A CEM II / A - M PKÇ / B TS Portland Kompoze Çimento CEM II / B - M CEM IV / A - PZÇ / A TS Puzolanik Çimento M PZÇ / B CEM IV / B - M 1 YEĞİNOBALI, A., ERTÜN, T., Çimentolarda Yeni Standardlar ve Mineral Katkılar, TÇMB, 2004 Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 9

10 Dün Birimler bugün Metrik birimler: F=ma (Newton kanunu) SI birimleri: F=ma (Newton kanunu) Kütle Uzunluk Kuvvet Zaman : kg s 2/ m : m : kg, kp, kgf : s Kütle Uzunluk Kuvvet Zaman : kg : m : kg m/s 2 = N (Newton) : s Moment : kg. m, kp. m, kgf. m Gerilme : kg/cm 2, kp/cm 2, kgf/cm 2 Moment Gerilme : kn. m : N/mm 2 =MPa Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 10

11 Dün Yönetmelikler bugün apı yönetmelikleri: 953: Betonarme şartnamesi, Türkiye Köprü ve İnşaat Cemiyeti 962: Betonarme şartnamesi, Türkiye Köprü ve İnşaat Cemiyeti 969: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem) 975: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem) 982: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem ve taşıma ücü) 985: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem ve taşıma ücü) 000: TS500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, ( sadece taşıma gücü. Değişiklik: , Değişiklik: ) fet(deprem) Yönetmelikleri: 940: İtalyan Yapı Talimatnamesi 944: Zelzele Mıntıkaları Muvakkat Yapı Talimatnamesi 14, : Türkiye Yersarsıntısı Bölgeleri Yapı Yönetmeliği 953: Yersarsıntısı Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 961: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 968: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 975: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 996: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (hiç uygulanmadı) 997: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (Değişiklik: ) 007: Afet Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (Değişiklik: ) eprem bölgeleri haritaları: 945: Yer Sarsıntıları Bölgelerini Gösterir Harita 949: Tehlikeli yersarsıntısına maruz bölgeler 963: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası 972: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası 996: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası Yapı yönetmeliği: 2000: TS500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, (sadece taşıma gücü. Değişiklik: , Değişiklik: ) Afet(Deprem) Yönetmeliği: 2007: Afet Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (Değişiklik: ) Deprem bölgeleri haritası: 1996: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası Yük yönetmeliği: 1997: TS 498 Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri ük yönetmeliği: 987: TS 498 Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin esap değerleri 975 yılına kadar; TS500 ve Türkiye Köprü ve İnşaat Cemiyeti nin betonarme artnamesi yanında Alman(DIN 1045), Amerikan, İngiliz, Fransız, İtalyan önetmelikleri de kullanıldı. Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 11

12 Dün Beton üretimi bugün Karışım: Elle Betoniyerle 1985: Hazır beton Yerleştirme: Kürekle aktarma Kova ile El arabası ile Vinç ile Bant ile 1985: Mikser ile 1985:Pompa ile Karışım: Hazır beton Yerleştirme: Mikser ile Pompa ile Sıkıştırma: Vibratör Kendiliğinden yerleşen beton Sıkıştırma: Şişleme, dövme Tokmaklama Vibratör Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 12

13 Dün Beton tüketimi bugün C C C C C30 ve üstü Dün Bugün yılında tüketilen betonun yaklaşık %70 i 14-C18 idi. ünümüzde C16-C18 kullanımı sadece %20 civarındadır. Dün Bugün Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 13

14 Dün Analiz yöntemleri bugün Modelleme: Basit kiriş Sürekli kiriş Düzlem çerçeve Modelleme: Uzay Kat çerçevesi Analiz yöntemleri: Grafik yöntemler Biro metodu Cross yöntemi Kani yöntemi Açı metodu Kuvvet metodu Muto metodu Sadece statik Analiz yöntemleri: Sonlu Elemanlar Metodu Yazılımlar (AutoCAD,SAP 2000, ETAPS, ANSYS, STa4, İdeCAD statik, Probina) Statik-dinamik Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 14

15 Hesap ve çizim araçları: Tablolar Diyagramlar Hesap cetveli 1975: 4 işlem hesap makinası T cetveli Şablonlar Rapido Pergel Gönye Açıölçer Dün Hesap-çizim araçları bugün Hesap ve çizim araçları: Bilimsel hesap makinesi Bilgisayar Yazıcı Çizici Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 15

16 Dün Yapı denetimi bugün Kanun ve yönetmelikler: 1930: 1580 sayılı Belediye Kanunu 1930: 1593 sayılı Umumi Hıfzıssıhha Kanunu. 1933: 2290 Belediye Yapı ve Yolları Kanunu 1956: 6785 sayılı İmar Kanunu 1958: 7116 sayılı yasa, İmar ve İskan Bakanlığının kuruluşu 1985: 3194 sayılı İmar Kanunu, denetim yetkisinin Belediye ve Valiliklere devri. 2000: 595 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun Hükmünde Kararname 2000: Yapı Denetim Uygulama Yönetmeliği (Anayasa mahkemesi iptal etti) Kanun ve yönetmelikler: 1985: 3194 sayılı İmar Kanunu, denetim yetkisinin Belediye ve Valiliklere devri. 2001: 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun 2008: Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği Denetim yetkisi: Belediyeler (mücavir alan içinde) Valilikler(Bayındırlık müdürlükleri) Kamu kuruluşları inşaat daire başkanlıkları TUS (Teknik Uygulama Sorumlusu) Denetim firmaları (19 Pilot ilde) 2001: 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun 2001: Yapı Denetimi Uygulama Usul ve Esasları Yönetmeliği Uygulama 19 Pilot ilde başladı : Adana, Ankara, Antalya, Aydın, Balıkesir, Bolu, Bursa, Çanakkale, Denizli, Düzce, Eskişehir, Gaziantep, Hatay, İstanbul, İzmir, Kocaeli, Sakarya, Tekirdağ ve Yalova 2008: Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği Denetim yetkisi: Belediyeler (mücavir alan içinde) Valilikler(Bayındırlık müdürlükleri) Kamu kuruluşları inşaat daire başkanlıkları TUS (Teknik Uygulama Sorumlusu) 2001:Denetim firmaları (19 Pilot ilde) Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 16

17 Bir yapının doğuşu Yapı sahibi Mimar Mühendisler (İnşaat, Makina, Elektrik) Meslek odaları, Yerel yönetimler (onay, inşaat izni) Kullanıcılar (Alıcı, kiracı) Şantiyeciler (Yapımcı, Yapı denetimi veya TUS-Teknik Uygulama Sorumlusu, Yerel yönetim Fen işleri, Şantiye Mühendisi, Kalfa ve ustalar) Yerel yönetimler (kullanım izni) Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 17

18 Mimari Projeler Mimari proje; yapının Vaziyet planını (yapının arsa üzerindeki konumu) Kat planlarını Her cephesinden görünüşünü En az iki düşey kesitini Çatı planını Up 000 3x16.67/30 Giriş/hol/merdiven 15.8 m 2 Mermer +50 GİRİŞ Balkon 6 m 2 Mermer içerir. Kat planında hacimler, pencereler, kapılar, duvarlar, kaplama türü, eşyalar,,ölçüler gösterilir. 657 cm 497 cm a Oda 21 m 2 Ahşap parke a Koridor 5.3 m 2 Mermer mm x mm WC/duş 2 m 2 Mermer A cm cm B C Zemin Kat Planı 1/50 Örnek kat planı (küçültülmüş) D Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 18

19 497 cm cm x18/ cm Düşey kesitlerden: Kat sayısı Kotlar Döşeme tipi, boşluklar, kaplama, asma tavan, v.s. Merdiven Dolgu duvar türü Yalıtım Cephe kaplaması Örnek kat planı (küçültülmüş) gibi bilgiler okunur. Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 19

20 Mimari projede yapının taşıyıcı sistemi gösterilmez! Kolonların gösterildiği mimarı projeler ile karşılaşılmaktadır. Ancak bu mühendis için bağlayıcı değildir. Mühendis gerek görürse değiştirir. Taşıyıcı sistemi belirlemek mühendisin görevidir. Sorumlu olan mühendistir, mimar değil! Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 20

21 5846 Sayılı Yasanın getirdiği:?? Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 21

22 at planlarına bakış yönü: 160 Projeye daima mimarın bakış yönünde bakılır Tali bakış yönü Ana bakış yönü Tüm hesap ve çizimler bu yönlere sadık kalınarak azırlanmak zorundadır. Aksi durumda gerçekle bağdaşmayan sonuçlara varılır! cm cm x18/ cm Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 22

23 Statik ve betonarme projeler Heyecan duyulmayan iş başarılamaz. R. W. EMERSON Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 23

24 Statik-betonarme proje aşamaları: Ön hazırlık (mimari projeyi anlama, kontrol, yazılım, araç-ekip, yönetmelik gereksinimi, zaman planlaması) Taşıyıcı sistem seçimi=kat kalıp planları (kiriş, kolon yeri, yönü, boyutu, döşeme yeri, tipi) Malzeme, yük, deprem, rüzgâr, kar, zemin, v.s. bilgilerinin hazırlanması Masa başında Mühendis İyileştirme için geri dön Seçilen taşıyıcı sistemin yazılıma tanıtılması, malzeme ve yüklerin girilmesi Döşeme hesapları Kiriş yükleri Kiriş ve kolonların düşey yükler altında analizi Kiriş ve kolonların yatay yükler altında analizi Kiriş betonarme hesapları Kolon/perde betonarme hesapları Temel tipi seçimi ve kalıp planı, statik-betonarme hesapları Merdiven hesapları Mühendis denetiminde yazılım Çizimler (kat kalıp planları, kiriş açılımları, kolon/perde yerleşim planı ve düşey kesitleri, temel kalıp planı, merdiven çizimleri) Hesap raporunun, çizimlerin ve kaba metrajın alınması Betonarme uygulama projesi çizimlerine ilişkin kurallar (Deprem Yönetmeliği 2007, madde 3.13) Yapı ile ilgili belgeler (TS , Sayfa 9). Hesapların-çizimlerin gözden geçirilmesi, ekleme-çıkarma, düzeltmeler Masa başında Mühendis Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 24

25 Taşıyıcı Sistem Seçimi Yapının Kaderi Mimarın hedefi: Estetik, Fonksiyonellik Eser Mühendisin hedefi: Güvenlik Kutu İyi bir taşıyıcı sistem için ön koşullar: İyi mimari Mimar-Mühendis işbirliği Deneyimli mühendis, davranış bilgisi Yeterli zaman Yönetmeliklere uyumluluk İyi yazılım ve yazılımı tanıma Hesap-çizim sonrası özenli kontrol, düzeltme Mühendis yazılımı yönetmeli. Yazılım mühendisi değil! Taşıyıcı sistem seçimi projenin en önemli aşamasıdır. İyi veya kötü seçim yapının geleceğini iyi veya kötü olarak belirler. Kötü bir seçim sonrası ince hesap ve süslü çizimlerin hiçbir anlamı yoktur. Taşıyıcı sistemi kötü olan yapıyı hiçbir ince hesap kurtaramaz. Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 25

26 Taşıyıcı sistem seçiminde temel kural : Düşey olsun yatay olsun, yükler en kısa yoldan temele ulaşmalı, yapı içinde dolanmamalıdır! Bunun anlamı: Kirişlerin her iki ucu kolona oturmalı Kolon kolona oturmalı Kiriş kolon aksları çakışmalı Kirişler, kolonlar sürekli olmalı Bir yöndeki kirişler birbirine paralel olmalı Bir yöndeki kolonlar birbirine paralel olmalı Deprem için yeterli perde bulunmalı Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 26

27 Kat kalıp planı +590 Çatı Kat kalıp planı: Mimari Planı veya kalıp planı çizilecek kat Mimar Mühendis 1. kat Mimarın Bakış yönü (kat planını, kata yukarıdan aşağı bakarak çizer) Mühendisin bakış yönü (kat kalıp planını, kata aşağıdan yukarı bakarak çizer) +320 Alttan bakıldığında katın brüt betonunu gösterir. Aksları, ölçüleri, kiriş, kolon, döşemelerin yerlerini, yönlerini, boyutlarını, adlarını, v.s. içerir. Zemin kat Mimari bilgiler (duvar, kapı, pencere, kaplama, v.s.) gösterilmez cm a-a kesiti A B D Kat Planı: Katın üstten çekilmiş sanal fotoğrafı Kat Kalıp Planı: Katın kalıp alındıktan sonra alttan çekilmiş sanal fotoğrafı Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 27

28 Nerelere kiriş konur? 1.Adım: Her duvarın altına kiriş konur. 2.Adım: Büyük açıklıklı döşemeleri küçültmek için ek kirişler konur. Yeniden kontrol et 3.Adım: Kiriş ağının çok sık olduğu bölgelerdeki (ıslak hacimler!) ve üzerinde yarım duvar olan kirişlerden uygun görülenlerden bazıları kaldırılır. Nerelere kolon konur? 1.Adım: Kirişlerin kesiştiği noktalara kolon konur. 2.Adım: Büyük açıklığı olan kirişlerin açıklığını küçültmek için ek kolonlar konur (Betonarme kiriş açıklığının üst sınırı yaklaşık 6~7 m dir). 3. Adım: Kolon ağının çok sık olduğu bölgelerdeki kolonlardan uygun görülenleri kaldırılır. 4.Adım: Kolonların yapının geometrik merkezinden geçen tahmini akslara göre simetrik konumlanmasına özen gösterilir. 5.Adım: Kolonların her iki deprem yönünde yaklaşık aynı rijitliği göstermesi için, gerekirse bazılarının yönleri, boyutları değiştirilir. 6.Adım: Kütle merkezi ile rijitlik merkezi yaklaşık tahmin edilir. Gerekirse kolon yön ve boyutlarında değişiklik yapılarak yaklaştırılmaya çalışılır. Dışmerkezlik (kaçıklık) %10 nun altında olmalıdır. 7.Adım: kolonların alt üst katlarda mimari fonksiyonları bozup bozmadığına bakılır, gerekirse düzeltmeler yapılır. 8.Adım: Kat sayısı ikiden fazla olan yapılarda perde gerekir. Kolonlardan uygun görülenleri perdeye dönüştürülür. Yeniden kontrol et Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 28

29 Boyutlar nasıl seçilir? Yönetmeliklerin minimum koşullararına mutlaka uyulur. Kolon ve perde boyutlarında çok daha cömert davranılır. Kirişler: Genişlik 250 mm, yükseklik 300 mm, yükseklik 3xdöşeme kalınlığı, yükseklik net açıklık/12. Normal konut yapılarında 3~5 m açıklığa kadar : 250x500 mmxmm, 4~7 m açıklığa kadar 250x600 mmxmm Ağır yükleri olan veya saplaması olan veya konsolları olan kirişler: 250x700 mmxmm, 300x600 mmxmm Önemli yapılarda (I=1.5): 300x600 mmxmm Kendi minimumunuz: En küçük 250x500 Kolonlar: Küçük kenar 250 mm, küçük kenar kat yüksekliği/20. Yapının en üst iki kat kolonları: 250x500 mmxmm. Aşağı doğru her iki katta bir kenarlardan biri veya her ikisi, örneğin 100 mm, artırılır. Önemli yapılarda minimum kolon kesiti: 300x500 mmxmm En küçük 250x500 Perdeler: Küçük kenar 250 mm, küçük kenar kat yüksekliği/15, büyük kenar küçük kenarx7, en küçük kesit: 250x175 mm. Önemli yapılarda: 300x2500 mmxmm. Yüksek yapılarda bu perde boyutlar yetmez! Kirişli döşemelerde: Kalınlık 100 mm, büyük döşemelerde kalınlık mm, kirişsiz balkon döşemelerinde kalınlık 150mm, üzerinden hafif araç geçen döşemelerde kalınlık 150 mm, büyük boşlukları olan döşemelerde kalınlık mm. Kirişsiz ve dişli/asmolen döşemeden Kaçının! En küçük 250x2500 En küçük 100 Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 29

30 C20/25 S420a CEM I 32.5R, TS EN D en çok = 26 mm S3 A 0 =0.20 R=8 I=1.0 Z2 XC1... Kalıp planları Yönetmeliklerin zorunlu kıldığı bilgileri içermeli 3 a 2a S107 S / /500 K /500 K /500 S / D101 h= a-a D104 h=150 D103 h= S /700 a BAKINIZ: S /250 K /500 D102 h= S /250 Betonarme uygulama projesi çizimlerine ilişkin kurallar (Deprem Yönetmeliği 2007, madde 3.13) Yapı ile ilgili belgeler (TS , Sayfa 9). 1 S / K /500 S /500 K /500 S / mm A B Kotu (1. Kat) Kalıp D Planı 1/50 (küçültülmüş) 125 Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 30

31 R K K R Dışmerkezlik (kaçıklık) %10 nun altında olmalıdır. Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 31

32 Düzensiz taşıyıcı sistem nedir? : Kuvvetlerin yapı içinde dolanmasına ve zayıf noktalarda hasara neden olan taşıyıcı sistem türüdür. Bazıları: Burulma düzensizliği Döşeme süreksizliği Planda girinti-çıkıntı düzensizliği Taşıyıcı eleman eksenlerinin birbirine paralel olmaması Komşu katlar arası dayanım farklılığı (Zayıf kat) Komşu katlar arası rijitlik farklılığı (Yumuşak kat) Kiriş ve kolonların süreksizliği İstenmeyen Düzensizlikler Düzensizlik nedeni nedir? Yapı sahibinin istekleri. Arsanın düzensizliği. Mimarın sadece fonksiyonelliği ve estetik görünüşü önemsemesi, eser hayali. Mimar ve mühendis işbirliğinin yoksunluğu. Mühendisin deneyimsizliği, taşıyıcı sistem seçimine yeterli zaman ayırmaması, mimari nedenlerle çaresiz kalması. Mühendisin yazılıma aşırı güveni. Mühendisin yazılımı değil, yazılımın mühendisi yönetmesi. Yapımcının projeye uymaması. Kalfa ve ustaların Ben bu işi yıllardır yapıyorum, daha iyi bilirim savı. Denetim yetersizliği. Yapı sigorta sisteminin bulunmayışı Yasaların yetersiz kalması veya uygulanmayışı. Kişisel çıkar kaygusu. Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 32

33 Ön bilgi: Derzler Derz: İki yapı bloğu arasındaki boşluk Genleşme derzi: Sıcaklık etkilerini azaltmak, Farklı oturma derzi: Temelin farklı oturmasından oluşacak etkileri azaltmak, Deprem derzi: Düzensiz yapıların depremde zarar görmesini önlemek amacıyla kullanılır. Genleşme derzi (TS , Madde 6.3.4, Sayfa 18): Yüksek olmayan uzun yapılar bloklar halinde inşa edilir. H Yapının plandaki uzunluğu L, 40 metreyi aşmamalıdır. Derz aralığı d 3 cm olmalıdır. derz Sıcaklık farkı 20 0 C dan fazla olan bölgelerde L 30 m yapılması önerilir. Temel kısmında kısımda genleşme derzi yapılmasına gerek yoktur. H d 3 cm Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 33

34 Deprem derzi (Deprem Yönetmeliği-2007, Madde ): Bitişik yapılar deprem açısından sakıncalıdır, çarpışırlar. Köşe başındaki son yapı en büyük hasara uğrar. Bloklar arasındaki boşluk (derz): d > 3 +katsayısı-2 (cm olarak) d > a + b Yapılardan biri eski ise, genelde veya a b yer değiştirmesi bilinmez. Bu durumda H(cm) d önerilir. Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 34

35 İstenmeyen düzensizlik: Yatayda/düşeyde girintili/çıkıntılı yapılar Büyük boşluk Derz Kötü İyi Kötü İyi İyi Kötü İyi H yapı Plan (kötü) Plan (iyi) Kötü İyi Prof. Dr. Ahmet TOPÇU, Betonarme II, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 35

36 İstenmeyen düzensizlik: Kolon ve perdelerin tümü aynı yönde Yanlış: 1) Tüm kolon ve perdelerin yapının caddeye bakan cephesine dik doğrultuda yerleştirilmesi: Yapı sahibi ve/veya mimar, zemin kattaki iş yerlerinde cepheye paralel geniş yüzeyli kolon ve perde istemez. 2) Uzun yapılarda tüm kolon ve perdelerin kısa doğrultuda yerleştirilmesi: Mühendis, rüzgar kuvvetinin büyük olduğu yönde yapının daha rijit olmasını istemektedir. Her iki düşünce de hatalıdır. Ne yapılabilir? Kolon ve perdelerin bir yöndeki toplam rijitlikleri diğer yöndekine yaklaşık eşit olmalıdır. Kolon ve perdeler, elden geldiğince, kütle merkezine göre simetrik olmalıdır. Perdeler, elden geldiğince, yapı cephelerine yakın yerleştirilmelidir (burulma rijitliğini artırmak için). Kötü Kötü İyi Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 36

37 İstenmeyen düzensizlik: Çerçevelerde süreksizlikler Kirişe oturan kolon Kesik kolon yapı Kirişte süreksizlik e yapılabilir? Rijitliklerde ani değişiklik önlenmeli Kolonlar kirişlerden daha kuvvetli olmalı. Kolonlar temelden çatıya kesilmeden devam etmeli. Perdeler temelden çatıya kesilmeden ve kesit değişmeden evam etmeli. Kirişler, elden geldiğince, aks boyunca kesit değişmeden evam etmeli. Kesik kolonlar yüksekliğince sık etriye ile sarılmalı Kirişe kolon oturtulmamalı. Önlenemiyorsa Deprem önetmeliği Madde b maddesi titizlikle uygulanmalı çok kötü kötü Kuvvetli kiriş Zayıf kolon Foto: Devrim AKDAĞ, 2005 kötü Yüksekliği farklı kiriş kötü kötü Genişliği farklı kiriş Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 37

38 YASAK düzensizlikler (Deprem Yönetmeliği-2007, Madde ). Konsolların ucuna, guse olsa dahi, kolon/perde oturtulamaz. Konsolların ucuna (iki konsol kiriş ucu arasına) perde oturtulamaz. Kirişlere perde oturtulamaz. Kolonlara perde oturtulamaz. konsol Konsola oturan kolon guseli konsol YASAK! YASAK! Kirişe/konsola oturan perde (yasak) Kirişe oturan perde Kolonlara oturan perde Konsola oturan kolon (yasak) Konsola oturan perde konsol Yapı yüksekliğince devam etmeyen perde (çok kötü) YASAK! YASAK! YASAK! Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 38

39 İstenmeyen düzensizlik: YUMUŞAK KAT Yumuşak kat düzensizliği, çok katlı yapıların depremde yıkılmasının ana nedenidir. Dolgu duvar Sakıncaları: Yatay kuvvetten oluşan toplam yatay yer değiştirmenin %70-80 i yumuşak katta oluşur. Bu kattaki kolon uçları mafsallaşır, yapı yıkılır. Ne yapılabilir? Yatay kuvvet mutlaka perdeler ile karşılanmalıdır. Yumuşak kattaki tüm kolonlar kat yüksekliği boyunca sık etriye ile sarılmalıdır. R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4) Yumuşak kat Yumuşak kat Yumuşak kat Foto: İbrahim TORUNOĞLU Çok kötü Cam vitrin GİRİŞ KATLARI BOMBA KAT... Boğaziçi Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Fakültesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Semih TEZCAN uyardı: Ara duvarları olmayan giriş katları BOMBA KAT tır, 21 Eylül 1999 Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 39

40 İstenmeyen düzensizlik: ASMA KAT İstenmeyen düzensizlik: ÇEKME KAT Kısa kolon oluşumuna, bölgesel yumuşaklığa, burulmaya neden olur. Yumuşak kat düzensizliğine benzer bir davranış sergiler. Ne yapılabilir? Bakınız: Yumuşak kat Çekme kat Yumuşak bölge Rijit bölge kötü daha iyi Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 40

41 İstenmeyen düzensizlik: KISA KOLON Kısa kolonlar Ne yapılabilir? Kolon ile dolgu duvar arasında 3-5 cm derz bırakılabilir. Pencere küçültülerek, kolon etrafına da dolgu duvar örülebilir. Perdeye ağırlık verilebilir R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4) Kısa kolonların tümü kat yüksekliği boyunca sık etriye ile sarılmalı. Kısa kolon Deprem Yönetmeliği-2007, Madde e göre boyutlandırılmalıdır. Tesisat katı Bant pencere Kısa kolon Çok kötü Kısa kolonlar Kısa kolonlar Kısa kolonlar Dolgu duvar Deprem kuvveti Diyagonal kuvvet etkisi Diyagonal kuvvet etkisi Tam ve kısmen dolgu duvarlı çerçevenin depremde davranışı Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 41

42 stenmeyen düzensizlik: ademeli Temel arma Temel arklı Kat Seviyesi Kısa kolon Tekil temel Radye temel perde Kademeli temel Çok kötü kötü kötü Radye temel çarpışma Kat düzeyi Kat düzeyi kötü (derz yetersiz ise) Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, 42