Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir.

Transkript

1

2

3 Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarme yapıların tasarımı ile benzerdir.

4 Tasarımda kullanılan şartname ve yönetmelikler de prefabrik yapılara has bazıları dışında benzerdir.

5 Prefabrik yapılar, üretim ve montaj koşullarına bağlı olarak daha fazla parametre, yapısal durum ve detay içerirler.

6 Örneğin bir kolon üretim esnasında bir kiriş gibi davranmak durumunda kalabilir, montaj sırasında ise bir süre için de olsa, bir çerçevenin parçası değil, konsol kolon davranışı göstermesi beklenebilir.

7 Prefabrik yapılar, üretim tesislerinde üretildikleri için daha yüksek dayanımlı beton sınıfları kullanılması, daha iyi kalıplama ve vibrasyon yapılabilmesi mümkündür.

8 Üretimler kapalı alanlarda ise olumsuz hava koşullarından etkilenmeleri de söz konusu değildir.

9 Yerleşik kalıp sistemleri üretimlerde ön germe ve / veya art germe teknolojilerinin kolaylıkla kullanılmasına olanak verir. Bu teknolojiler sayesinde daha ekonomik kesitler ile daha büyük yükler taşınabilir veya daha büyük açıklıklar geçilebilir.

10 Prefabrik yapıların tasarımında kullanılan şartnameler ve yönetmelikler; TS 500 Betonarme Yapıların Tasarımı ve Yapım Kuralları TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri TS 3233 Ön gerilmeli Beton Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları

11 TS Yapı Elemanları Taşıyıcı Sistemler ve Binalar-Prefabrike Betonarme ve Ön gerilmeli Betondan-Hesap Esasları ile İmalat ve Montaj Kuralları TS 648 Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 2007

12 Bu şartname ve yönetmelikler dışında, malzemeler ile ilgili çeşitli standartlar, özel şartname ve yönetmelikler kullanılır. Tasarımda bu dokümanların barındırmadığı bazı özel durumlar ile karşılaşılabilir. Bu gibi durumlarda yardımcı doküman olarak yabancı kaynaklı yönetmelik ve standartlardan da faydalanılabilir.

13 TS EN 1991 Yapılara Olan Etkiler TS EN 1992 Beton Yapıların Tasarımı TS EN 1993 Çelik Yapıların Tasarımı TS EN 1998 Depreme Dayanıklı Yapıların Tasarımı

14 ACI 318 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary Özel durumlar için geçerli mevcut ACI yönetmelikleri, PCI Prekast Beton Enstitüsü Tasarım El Kitapları AISC Çelik Yapılar ile ilgili çeşitli standartlar

15 TS 500 Malzeme katsayıları, yük kombinasyonları, tasarım metotları Deprem Yönetmeliği Depreme dayanıklı yapı tasarımı parametreleri ve tasarım metotları TS 3233 Ön gerilmeli beton yapı elemanları tasarım metotları

16 Gerçeğe en yakın matematiksel model ileri düzey yazılımlar ile oluşturulur.

17 Yapıya etkiyen yükler ve yük kombinasyonları tanımlanır.

18 Zemin etüt raporu mutlaka olmalıdır. Zemin sınıfı, yatak katsayısı, zemin emniyet gerilmesi,

19 Deprem bölgesi, etkin yer ivme katsayısı, hareketli yük katılım katsayısı, Mutlaka tanımlanmış olmalıdır.

20 Yapı Önem Katsayısı doğru seçilmelidir.

21 Yapı Davranış Katsayısı (R) prefabrik yapılar için geleneksel sistemlerden farklıdır. (TDY Tablo 2.5)

22 Deprem yüklerinin tamamının tersinir moment taşıyabilen çerçevelerle taşındığı yapı (Geleneksel Betonarme Yapı Benzeri) Normal Sünek R=4 Geleneksel Betonarme R=4 Yüksek Sünek R=7 Geleneksel Betonarme R=8

23 Tek katlı, üst bağlantıları mafsallı kolonlar ile deprem yüklerinin taşındığı yapılar. Normal Sünek izin verilmez Yüksek Sünek R=3

24 Deprem yüklerinin tamamının perdeler ile taşındığı, çerçeve bağlantıları mafsallı yapı. Normal Sünek izin verilmez Yüksek Sünek R=5

25 Deprem yüklerinin tersinir moment aktarabilen çerçeveler ve perdeler ile taşındığı yapı. (Geleneksel Betonarme Benzeri) Normal Sünek R=3 Geleneksel Betonarme R=4 Yüksek Sünek R=6 Geleneksel Betonarme R=6-7

26 Tek katlı, üst bağlantıları mafsallı kolonlar ile deprem yüklerinin taşındığı yapılarda ara kat varsa; Bina oturma alanının %25 ini geçmeyecek alanda tek bir ara kat mafsallı/monolitik bağlantılar ile yapılabilir. Yüksek Sünek R=3

27 Kolonları üstten mafsallı tek katlı çerçevelerin, en üst katta kullanıldığı çok katlı yapılar için iki farklı R değeri kullanılır.

28 Üst kat için Rüst=3 ve alt katlar için Ralt=7 A - Tasarıma tüm yapı için R=7 seçilerek başlanır. Azaltılmış ve etkin göreli kat ötelemeleri hesaplanır. B - En üst katın iç kuvvetleri R=7 durumu ile hesaplanan iç kuvvetlerin Ralt / Rüst oranı ile çarpımı ile hesaplanır.

29 C Alt katların iç kuvvetleri hesaplanan iç kuvvetlerdir. Ancak en üst kat için hesaplanan kolon mesnet reaksiyonları (1 Rüst / Ralt) ile çarpılarak alttaki katların sistemine etki ettirilerek ayrıca hesaplanır.

30 Deprem Yönetmeliğimizin düzensiz yapı şartları mutlaka kontrol edilmelidir.

31 Yapı deplasmanları, göreli kat ötelemeleri kontrol edilmelidir.

32 Deprem Yönetmeliği Madde 3.12 Prefabrike binalara ilişkin özel koşullar.

33 Yapım sıralamasına göre yüklerin düzenlenmesi, taşıyıcı sistemin gözden geçirilmesini gerekli kılar. Geleneksel betonarme binalarda da bu durum söz konusu olsa da prefabrik yapılarda etkileri daha önemlidir. Örneğin; Ara katlı bir binada çok noktadan tutulu bir kolon montaj esnasında geçici de olsa önce konsol daha sonra da mafsallı bağlantılı hallerde bulunur. Tüm birleşimler tasarlandığı gibi yapıldığında nihai durumunu alır.

34 1.Aşama 2.Aşama 3.Aşama 4.Aşama Konsol Üstten mafsallı 2 noktadan mafsallı Nihai durum

35 Yapım sıralamasına göre zati yükler, montaj esnasında ortaya çıkan yükler, servis esnasında ortaya çıkan yükler ayrı ayrı tanımlanmalıdır.

36 Montaj esnasında zati yükler: Kiriş + döşeme. Yapısal kaplama betonu prizini alıp ankastrelik sağlayana kadar zati ağırlığından oluşan yükler. Ankastrelik sağlandıktan sonra servis yükleri. Kar, Deprem, Mimari Kaplamalar, Tesisat yükleri,

37 Geleneksel betonarme yapılara benzer şekilde ; Kolon ve kiriş kesme kontrolleri, Sehim kontrolleri (Ön gerilmeli elemanlarda zamana bağlı artışlar göz önüne alınır), Güçlü kolon zayıf kiriş kontrolleri, Kuşatılmış kolon kontrolleri, Kısa kolon varsa ilgili kontroller, Yapı elemanlarında burkulma kontrolleri, İkinci mertebe etkileri kontrolleri ve moment büyütme, Dilatasyon gerekliliği kontrolü,

38 Guse (kısa konsol) hesapları TS 500 bölüm 8.4 de verilen şekilde yapılır.

39 İnceltilmiş uç hesapları TS 9967 Bölüm ya göre yapılır.

40 Prefabrik yapılarda Deprem Yönetmeliği Bölüm 2. gereğince deprem yüklerinin temel zeminine güvenli bir şekilde aktarılabilmesi için, tüm kolonlar her iki aks yönünde de birbirlerine kirişler ile bağlanmalıdır. TPB de bu konuda yaptığı çalışmalar sonucunda her iki yönde kolonları birbirlerine bağlayan kirişlerin taşıyıcı yapı sistemi içinde bulundurulması sonucuna varmıştır. Bu sayede rijit diyafram oluşturan döşemeler, deprem yüklerini kirişlere, kirişlerde kolonlara düzenli bir şekilde aktarabilir.

41 Tali Kiriş Prefabrik döşemeler genellikle tek yönde çalışan döşemelerdir. Döşeme Kirişi Kolon Prekast Döşeme Bu döşemeleri taşıyan kirişler Ana Kiriş veya Döşeme Kirişi olarak adlandırılabilir. Bu kirişler döşemeleri ve üzerlerindeki tüm yükleri taşır. Aynı zamanda bir yönde moment aktaran çerçeveleri oluşturur ve yatay yükleri de taşırlar. Diğer yönde moment aktaran çerçeveler oluşturan kirişler de yatay yüklerini taşıyan kirişlerdir. Bu kirişler de Tali Kiriş, Deprem Kirişleri veya Rijitlik Kirişleri olarak adlandırılabilir.

42

43 Islak Kaynaklı Birleşim

44 Mekanik - Kaynaklı Birleşim Art Germeli Birleşim

45 Art Germeli Birleşim

46 Islak Birleşim

47 Prefabrik yapılarda moment aktaran birleşimler önem kazanmaktadır. Bu bölgelerde en sık kullanılan birleşim ıslakkaynaklı birleşimdir. Kaynak bölgesinde; Kaynakların kalitesi, Seçilen elektrot tipinin kullanılması, Kaynak boyları, Kaynak şekilleri, Kaynak yapan ehil kişilerin olması çok önemlidir.

48 Islak döküm bölgelerde ve ıslak birleşimlerde; Döküm yapılan bölgenin temizliği, Seçilen donatıların yapım kurallarına uygun yerleştirilmesi, Dökülen betonun vibre edilmesi, Kesinlikle boşluk kalmaması çok önemlidir. Bu tip birleşimlerde kullanılan donatıların birleşimde bırakılan yerlerde olması, bu boşluklara sığması çok önemlidir. Moment aktaran bu birleşimlerde boyuna donatılar mutlaka etriyeler ile sarılmalıdır.

49

50 Prefabrik yapılarda her türlü temel uygulaması yapılabilir. Ancak kolonların temeller ile bağlantıları geleneksel yapılardan farklıdır. Prefabrik kolonlar, temellerin üzerinde bulunan yuvalara / soketlere yerleştirilerek birleştirilir. Yuva / Soket tasarımları ile ilgili detaylı hesap esasları TS 9967 de verilmiştir.

51

52

53

54 Ön gerilmeli teknolojisi sayesinde daha narin kesitler ile daha fazla yük taşınabilmekte veya daha büyük açıklıklar kolaylıkla geçilebilmektedir.

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69