ÇERÇEVE TÜRÜNDEN PREFABRİKE YAPILAR / TRABZON

Transkript

1 ÇERÇEVE TÜRÜNDEN PREFABRİKE YAPILAR

2 Prefabrike Çerçeve Türü Yapılar, Kullanılan Elemanlar ve Birleşimlerin Bağlantı Türleri Konu Başlıkları Prefabrike Çerçeve Sistemler Çerçeve Sistem Elemanları Elemanların birleşimleri ve Bağlantı türleri Bağlantı Hesapları

3 PREFABRĠKE BETONARME YAPI ÜRETĠMĠNE ĠLĠġKĠN YASAL ÇERÇEVE Tasarım ve Uygulamaya Esas Ana Yönetmelik ve Standartlar Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik tarih ve sayılı Resmi Gazete Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik tarih ve sayılı Resmi Gazete Yapı Elemanları, TaĢıyıcı Sistemler ve Binalar - Prefabrike Betonarme ve Öngerilmeli Betondan Hesap Esasları ile Ġmalat ve Montaj Kuralları TS 9967 / Mart 1992 Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları TS 500 / 2000 ġubat Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri TS 498 / 1987 Kasım Öngerilmeli Beton Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları

4 Betonarme Prefabrike TaĢıyıcı Sistemler Kolon kiriş bağlantıları mafsallı tek katlı prefabrike yapılar Kolon kiriş bağlantıları mafsallı olan perdeli katlı prefabrike yapılar Kolon kiriş bağlantılar moment aktaran katlı prefabrike yapılar Çerçeveli perdeli katlı prefabrike yapılar Düşey taşıyıcıları prefabrik panellerden oluşan katlı prefabrike yapılar olmak üzere sınıflandırılabilirler. Bu sistemlerinde bir arada kullanıldığı karma sistemlerde mevcuttur.

5 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında TAġIYICI SĠSTEM DAVRANIġ KATSAYISI (R) Yönetmelik (2007) Prefabrike (2) Betonarme PREFABRĠKE Binaların BETONARME BĠNALAR R yapı davranış katsayıları (2.1) Deprem yüklerinin tamamının, bağlantıları tersinir momentleri aktarabilen çerçevelerle taşındığı binalar (2.2) Deprem yüklerinin tamamının; kolonları temelde ankastre, üstte mafsallı tek katlı çerçevelerle taşındığı binalar (2.3) Deprem yüklerinin tamamının prefabrike boşluksuz perdelerle taşındığı binalar (2.4) Deprem yüklerinin, bağlantıları tersinir momentleri aktarabilen prefabrike çerçeveler ile yerinde dökme boşluksuz ve / veya bağ kirişli (boşluklu) perdeler tarafından birlikte taşındığı binalar

6

7

8

9 1.1 Kolon Kiriş Bağlantıları Mafsallı Prefabrike Yapılar

10 Eğimli çatı kirişli tek katlı mafsallı çerçeve

11 Düz Kirişlerle teşkil edilmiş tek katlı mafsallı çerçeve

12 Endüstri yapılarından ülkemizde en yaygın kullanılan yapı türüdür. -Üstünlükleri : Üretimi hızlıdır, Montajı kolaydır, Kalıp ve iskele masrafı yoktur, Ekonomiktir, Dezavantajları : Hiperstatiklik derecesi azdır veya izostatiktir, Stabilitesi kolayca bozulabilir, Uyum ve yeniden dağılım yapma yetenekleri az olup enerji yutma yetenekleri sınırlıdır, Bağlantı bölgeleri yük iletilmesinde en zayıf halkayı oluģturmaktadır,

13 Bu zafiyetlerinden dolayı deprem yönetmeliği bu tip yapıların yapılmasında bazı sınırlamalar getirmiģtir. Bunlar : Tek kat sınırı DüĢük davranıģ katsayısı (R=3) Deplasman sınırlaması Bağlantı hesaplarında depremden oluģan iç kuvvetlerin arttırılması

14 Kolon kiriģ bağlantıları mafsallı kısmi ara katlı prefabrike yapılar Kolon kiriģ bağlantıları mafsallı tek katlı prefabrike yapılar Kolon kiriģ bağlantıları mafsallı birden fazla katlı olan prefabrike yapılar yapılamaz

15 Kolon Kiriş Bağlantıları Mafsallı Perdeli Katlı Prefabrike Yapılar

16 KOLON KĠRĠġ DÖġEME MONTAJI

17 YERĠNDE DÖKME PERDELERĠN YAPIM AġAMASI

18

19

20 Kolon Kiriş Bağlantıları Moment Aktaran Katlı Çerçevelerden Oluşan Prefabrike Yapılar Bu tür yapılarda depremlerinde önemli hasar oluģmamıģtır AĢırı yer değiģtirme sorunu bu tür yapılarda ortadan kalkmaktadır. Temellerdeki zorlamalar makul seviyelerde kalkmaktadır. BirleĢim detaylarında zorluklar bulanmaktadır. TaĢınma ve montajda güçlüklerle karģılaģılmaktadır Yapı davranıģ katsayısı R=7

21 Tipik moment aktaran kolon kiriģ bağlantısı

22 Kolon-KiriĢ bağlantıları moment aktaran çerçeve sistem katlı bir yapı

23

24

25

26

27 1.3 Moment Aktaran Çerçeveli Perdeli Katlı Prefabrike Yapılar Çerçeveli perdeli katlı prefabrike yapılar Yatay yükler perde ve kolonlar tarafından birlikte taģınmakta ve dengeli dağılım sonucu birleģimler aģırı zorlanmamakta ve temeller rahatlamaktadır. Deplasman koģulları kolaylıkla sağlanmaktadır. Özellikle kolon kiriģ rijitliğinin sağlanmadığı yapılarda sünekliği normal çerçeve sistemlere deprem yüklerini taģıyan sünekliliği yüksek perdeler yapılarak taģıyıcı sistem oluģturulur.(büyük kiriģ açıklıklarına sahip katlı yapılar).

28

29

30 1.4 Perde Döşeme Prefabrike Katlı Yapılar DüĢey taģıyıcıları ön üretimli panellerden (perde) oluģan katlı prefabrike yapılar Bu tür yapılar Marmara depreminde çok baģarılı bir sınav vermiģlerdir. Çevresindeki geleneksel yöntemle yapılmıģ pek çok yapı yerle bir olurken bu tür yapılarda bir çatlak dahi oluģmamıģtır. Yanal rijitlikleri çok fazla olan paneller yatay deprem yüklerini zorlanmadan karģılayabilmiģlerdir. Yanal yer değiģtirmelerin yok denecek mertebede olması ikinci mertebe etkilerinin oluģmasını önlemiģtir. Konut tipi yapılarda da kullanılmaktadır. Perdelerin konsol çalıģması temellere gelen eğilme etkisinin büyük olmasına rağmen elemanların düģeyde birbirlerine bağlanması sonucu bu tesirler azalır. Deprem bölgelerinde yapılabilecek en uygun yapı tiplerinden biridir.

31 Örnek sistem:italyan pantentli FORAP SİSTEM

32 Yapım aşamaları -İskeleler yardımı ile düşey duvar elemanları montajı yapılır -Döşeme montajı -Yatayda ve düşeyde bağ donatıları projesine göre yerleştirilir. -Akıcı kıvamda bir betonla tüm düşey boşluklar ve Döşeme araları doldurulur.

33

34

35 Dolu paneller ile oluģturulan konut sistemleri

36

37

38

39

40 2.Betonarme Prefabrike Sistemlerde Sistemi oluşturan ELEMANLAR 2.1 Büyük açıklıklı binalarda kullanılan elemanlar Bu Binalar ; Endüstriyel binalar Depolar Ofis tipi yapılar gibi yapıları kapsar

41 Eğik çatı döşeme elemanları Eğimli çatı kirişleri

42 Düzlem elemanlar

43

44

45

46 2.1.1 TEMELLER VE KOLONLAR: Örnek Kolonlar

47 Guse alternatifleri

48 2.1.2 Prefabrik KİRİŞLER Eğik I kesitli kiriģler Düz I kesitli kiriģler Dikdörtgen kesitli kiriģler Trapez kiriģler

49 T kiriģler Dikdörtgen kesit kiriģler Ters T kiriģler Trapez kiriģler Düz I kesitli kiriģler GeniĢ baģlıklı T kiriģler

50

51 BoĢluklu döģemeler TT plaklar

52 TaĢıyıcı olmayan cephe elemanları TaĢıyıcı cephe elemanları

53 2.3Konut yapılarında kullanılan prefabrik elemanlar

54

55 DıĢ ve iç duvarlar Asmolen döģeme kiriģleri Merdivenler BoĢluklu döģemeler Filigran DöĢemeler

56 ÖNGERME TEKNOLOJİSİ Öngerilmeli Beton: Elemana gelecek yük etkilerinin, çeliğin gerilmesi ile istenen şekilde dengelendiği betondur. Eğilme elemanlarında (kiriş, makas, aşık, köprü kirişi, döşemeler) yaygın olarak kullanılır Öngergi Teli: Yüksek dayanımlı ( kg/cm2 ), çeşitli çaplarda imal edilen donatıdır. Önçekme ve Ardçekme olarak iki uygulama yöntemi vardır.

57 ÖNGERİLME İŞLEMİ BETON c

58 TAŞIYICI SİSTEMLER - ÖNGERME

59 ÖNGERİLMELİ KİRİŞLER

60 ARD-GERME (ARDÇEKME) İŞLEMİ c

61 1.3. TAġIYICI SĠSTEMLER - ARDGERME

62 3.PREFABRĠK ELEMANLARIN BĠRLEġĠM DETAYLARI 3.1Temel-Kolon Ekleri Örnekleri

63 1- Kolon donatısı 2- Kolon 3- BoĢluk 4- Grout dolgu 5- Kolon altı grout dolgu 6- Temelden çıkan filizler 1- Kolon 2- Grout dolgu 3- Kolon altı grout dolgu 4- Tem ele ankrajlı bulon 5- Taban plakası 1- Kolon 2- Bulon 3- Kolon altı grout dolgu 4- Temele ankrajlı bulon 5- Taban plakası

64 3.2 Kolon-Kolon Ekleri Örnekleri:

65 3.3 MAFSALLI KOLON-KĠRĠġ BAĞLANTILARI

66

67 Mafsallı Kolon kiriģ birleģimleri

68

69 3.4 Moment Aktaran.Kolon-Kiriş Birleşimleri ISLAK BAĞLANTI KAYNAKLI BAĞLANTI Bulonlu bağlantı BULONLU BAĞLANTI

70 Ard germeli bağlantı Karma sistem(üst ıslak-alt kaynaklı Karma sistem(ard germe-bulon)

71 3.5 KiriĢ Kolon- DöĢeme birleģimleri 1- Kolon 2- Kat kiriģi 3- Guse 4-40 cm den geniģ kolonlarda kat döģemesi için ek guse 5- Bulon veya dübel 6- Elastomer mesnet 3.6 KiriĢ-KiriĢ BirleĢimleri 1- KiriĢ 2- Cıvata 3- Delik 4- Elastomer mesnet 5- Bulon veya dülbel 6- KiriĢ

72 1- AĢık 2- Y.D Beton 3- Elastomer mesnet 4- AĢıktan çıkan donatı 5- Ana kiriģten çıkan 6- Donatı 7- Ana çatı kiriģi Bindirmeli donatı ile tali kiriģ ana kiriģ birleģimi

73 3.7 DöĢeme KiriĢ BirleĢimleri Beton mesnetlerde min oturma mesafesi 75 mm

74 3.8 DÖġEME-DÖġEME BĠRLEġĠMLERĠ

75 Örnek döģeme-döģeme birleģimlerinin bağlantı türleri

76 4.ÇERÇEVE TÜRÜ PREFABRĠKE YAPILARIN ÖRNEK BAĞLANTI HESAPLARI. 4.1.Kolon KiriĢ Bağlantıları 4.1.1Eğimli Çatı KiriĢlerinin DüĢey Bulonlarla Mafsallı Bağlantıları Deprem Yönetmeliği ne göre HESAP ESASLARI Md Yapısal Çıkıntılara, Mimari Elemanlara Etkiyen Deprem yükleri Mafsallı olarak bağlanan özellikle prefabrike çerçeve elemanları W = Prefabrike eleman ağırlığı S(T) = 1.0 Önerilen Spektrum Katsayısı A(T) = Ao.I.S(T) Spektral Ġvme Katsayısı F = W.A(T) Ao 0.40, I 1.0, S(T) = 1 için A(T) = 0.40 x 1 x 1 = 0.40 F = 0.40 x W

77 SAYISAL ÖRNEK: 20 mt açıklıklı Eğimli çatı kiriģinin kolona bağlantı hesabı mt x 7.50 mt. MODÜLASYON TAġIYICI KĠRĠġ ZATĠ AĞIRLIĞI Kg BĠR MESNEDE GELEN Kg / 2 = 4125 Kg =W1 ÇATI YÜKLERĠNDEN BĠR MESNEDE GELEN Kg = W2 TOPLAM BĠR MESNEDE GELEN DÜġEY YÜK W1 + W2 = 9875 Kg F= A ( T ). W A ( T ) = AO.I.S. ( T ) S ( T ) = 1.00 A.B.Y.Y.H.Y. Md E GÖRE ÖNERĠLEN SPEKTRAL ĠWME KATSAYISI Ao = 0.40 ( 1. DERECE DEPREM BÖLGESĠ ) I =1.00 R=3 F= 0.40 x 1 x 1.00 x 9875 = 3950 Kg BU YATAY KUVVET, DÜġEY KUVVETLERĠN UYGULAMA NOKTALARINA BAĞLI OLARAK DAĞILIM GÖSTERECEKTĠR

78 F2 = F. W2 / W = / 9875 = 2300 Kg (% 58) F1 = F. W1 / W = / 9875 = 1650 Kg (% 42) F2 KUVVETĠNĠN UYGULAMA MESAFESĠ h2 = 85 cm. F1 KUVVETĠNĠN UYGULAMA MESAFESĠ h1 = 55 cm. KiriĢ Devirmeye ÇalıĢan Momentler : MD = F1 x h1 + F2 x h2 = 1650 x x 0.85 = 2862 Kgmt ( TEK PĠM OLMASI DURUMUNDA Mk = 9875 x 0.15 = 1481 kgmt < 2862 kgmt KĠRĠġ DEVRĠLEBĠLĠR ) KiriĢin Devrilmemesi Ġçin A Noktası Etrafında Denge KoĢulu Olan : MD = T x N x 0.15 T = ( MD N x 0.15) / 0.21 = ( x 0.15 ) / 0.21 =6575 Kg

79 AS = 6575 x 1.50 / 3650 = 2.70cm² ( MADDE GEREĞĠ ) SEÇĠLEN PĠM φ 20 ( S420 ) ĠKĠ ADET As = 3.14 cm² PĠM BOYU = ~ L = 55 cm ~ 30 φ DELĠK ÇAPI = ~ 50 mm ÖZEL ADERANS HARCI fctk = Kg / cm² GEREKLĠ ADERANS BOYU Lb = 0.12 x fyd / fctk x ø = 0.12 x 3650 / x ø = 28 ø Lb = 2.70 / 3.14 x 28 ø = ~ 24 ø > 20 ø 24 ø = 24 x 2.0 = 48 cm < 30 ø = ~ 55 cm PĠM BOYU YETERLĠDĠR. PĠM YERLEġĠMĠ ADET φ 20 ( Lbmin = 40 ø = 40 x 2.60 = 104 cm. lb = 96 cm > hk = 55 cm S 220 KULLANILAMAZ Aderansın yetmediği donatının yeterli olduğu durumda Pimler üstten bulon olarak imal edilecek ve somunla sıkılacaktır.

80 HAZĠRAN / 1998 ADANA CEYHAN DEPREMĠ Kolon KiriĢ Bağlantılarının Yetersizliği nedeniyle Çatı tamamen yıkılmıģtır.

81 Bağlantı yetersizliği -Donatı kesiti yetersiz -Ankraj boyu yetersiz -Grout yok -Elastomer yok

82 AĞUSTOS / 1999 GÖLCÜK DEPREMĠ Yuvalı bağlantı yetersizliği -Yuva yan cidarları yeterli kalınlıkta projelendirilmemiģ

83 4.1.MOMENT AKTARAN KOLON-KĠRĠġ BAĞLANTI HESAPLARI

84 Mesnet Üzerindeki Tesirler : Mgk = 5,00 tm(kaplama) Vgk = 4,20 t ( Kaplama ) Mq = 17,50 tm Vq = 14,20 t Me = 25,00 tm Ve = 8,00 t Yük Kombinasyonları : a- Islak BirleĢim Ġçin : Md = Mg +Mq ± Me Md1 = 5, ,50 ± 25,00 tm = tm b- Kaynaklı BirleĢim Ġçin : Md = Mgk + Mq ± 2 Me Md2 = 5,00 +17,50 ± 2 x 25,00 tm = 72.5 tm Md = 0,90 x Mgk + 2 x Me Md3 = 0,90 x 5, x 25,00 = tm Md4 = 0,90 x Mgk - 2 x Me Md4= 0,90 x 5,00-2 x 25,00 = tm

85 DONATI VE KAYNAK HESAPLARI 1) Alt BaĢlıklı Kaynak Ġle Basınç Transferi : Hd Hd = Md / Z Hd = 72.5 / 1,00 Vd Hd = t Plak kalınlığı ( t ) = 15 mm Kaynak kalınlığı a = 8,00 mm < a max = 0,70 xt min. ( 10,50 mm ) Kaynak boyu L = ,0 x 30,00 = 100,00 cm Kaynak alanı F = a x L = 0,8 x 100,00 = 80,00 cm² Kaynak kapasitesi Hk = 1,25 x 80,00 = 100,00 ton > ton 2) Üst BaĢlık Donatı Hesabı : Donatı = = cm² 3650 x 0,89 x 100 Seçilen donatı 4 Ø 26( 21,24 cm² ) > cm²

86 3) Alt BaĢlığa Gelen Max. Çekme Kuvveti : Md3 =54.50tm H3= / 1,00 = t Mevcut kaynak kapasitesi Hk = 100,00 t > t Ankraj plağında bulunması gereken donatı : As min = / 3650 = cm² 3 Ø26 ( cm² )

87 4) Ankraj Donatısı Ġçin Min. Kaynak Boyu : Tmax. = 5.31 x 3,65 = t akmax. = 0,30 x donatı çapı = 0,30 x 2.6 = 0,78 cm ( 7 mm. Kaynak boyu seçildi. ) Lmax. = / ( 0,7 x 2,00 x1150) = cm. ( Kaynak boyu 15 cm. seçildi. )

88 Faydalanılan Kaynaklar: -Planning on Precast Buılding Structures FİB Commision on Prefabrication -La prefabbricazione in calcestruzzo ASSOBETON İtalya -Büyük Açıklıklı Prefabrike Betonarme yapılar Prof. Yükselen Ayaydın -HP Planning and design Handbook on Precast building structures PCI -ASSAP II Solaio Alveolare Progettazione e İmpieghi -PPB Seope Sructural System -TS9967 Beton Prefabrike Elemanların Birleşim Detayları Türkiye Prefabrik Birliği Yayını -Deprem Bölgerinde Yapılacak Yapılar Yönetmeliği(2007) -Gök İnşaat ve Ticaret Arşivleri -Türkiye Prefabrik Birliği 1998 Adana Ceyhan Deprem Raporu, Günkut Barka, -Türkiye Prefabrik Birliği 1999 Gölcük Deprem Raporu Hakan Ataköy,Günkut Barka