BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

Transkript

1 BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

2 GENEL BİLGİLER Yapısal sistemler düşey yüklerin haricinde aşağıda sayılan yatay yüklerin etkisine maruz kalmaktadırlar. 1. Deprem 2. Rüzgar 3. Toprak itkisi 4. Su basıncı

3 GENEL BİLGİLER Hem düşey hem de yatay yükler taşıyan başlıca yapısal sistemler aşağıdaki gibi özetlenebilir. 1. Çerçeve sistemler 2. Betonarme perde sistemler 3. Tüp sistemler 4. Eğik elemanlı sistemler 5. Kompozit sistemler 6. Karışık sistemler

4 ÇERÇEVE SİSTEMLER Uygulamada en yaygın kullanılan sistem çeşididir. Kolon ve kirişlerle oluşturulan çerçeve sistemin birlikte kullanılmasıyla oluşturulur. Bu sistem ortogonal ve ortogonal olmayan şekilde tasarlanır. Bu sistemin avantajı yatay yükler etkisinde fazla yer değiştirmesi yaptığı için, izin verilen deplasman limitleri içinde kesme kırılması meydana gelmez.

5 ÇERÇEVE SİSTEMLER Ortogonal sistem Ortogonal olmayan sistem

6 ÇERÇEVE SİSTEMLER NASIL DAVRANIR? Yatayda hareket etmiş bir çerçeve sistem Göreli kat ötelenmeleri Limit dışı ötelenme ve hasar

7 BETONARME PERDELİ SİSTEMLER Çok yaygın olmasa da betonarme sistemlerde kullanılır. Betonarme perdeler sisteme rijitlik kazandırır. Çok rijit olduklarından yapılarda kesit tesiri oluşturan katlar arası rölatif yer değiştirmeyi sınırlandırırlar. Yapının bütününün emniyetini sağlayamayabilir. Gevrek kesme kırılmalarına sebep olabilir.

8 BETONARME PERDELİ SİSTEMLER

9 BETONARME PERDELİ SİSTEMLER NASIL DAVRANIR?

10 TÜP SİSTEMLER Yatay kesitte, kapalı kutu şeklindir, Yapının belirli kısımlarında sık kolonların kalın kirişlerle birleştirilmesi suretiyle oluşturulur, Boşluklu duvar görünümündedir, Süneklikleri, burulma rijitlikleri ve yatay yük taşıma kapasiteleri yüksektir. Betonarme yüksek yapıların inşa edilmesi bu şekilde gerçekleşir. Bu tür yapılar betonarme çerçeveli ve betonarme perdeli sistemler arasında yapılardır.

11 BETONARME TÜP SİSTEMLER

12 EĞİK ELEMANLI SİSTEMLER Çerçeve sistemlere çeşitli şekilde ilave edilen taşıyıcı eğik sistemlerin kullanılmasıyla oluşturulur. Bu tür sistemler açıklıkta eğik elemanın sayısına ve konumuna bağlı olarak değişik şekillerde oluşturulur. Eğik elemanlar yapının rijitliğini arttırarak yatay yer değiştirmeleri azaltmak amacıyla kullanılan düşey elemanların 90 den farklı olarak kullanılmasıyla oluşturulur. Bu elemanlar yapının içinde inşa edilebileceği gibi dışında da inşa edilebilir. Hemen her türlü elemanda kullanılabilir.

13 EĞİL ELEMANLI SİSTEMLER

14 KOMPOZİT SİSTEMLER Betonarme veya çelik elemanların birlikte kullanılmasıyla oluşan sistemlerdir.

15 KARIŞIK SİSTEMLER Bu tür sistemler yukarıda bahsedilen sistemlerden iki veya daha fazlasının birlikte kullanılmasıyla oluşmaktadır. En yaygın kullanım betonarme çerçeve ile birlikte perde sistemlerin kullanılmasıdır. Betonarme perde-çerçeve ve çekirdek sistem

16 En sünek sistem çerçeve sistemlerdir. PEKİ NE FAYDASI VAR? EN LER EN SÜNEK Elastik enerji tüketme kapasiteleri azdır, plastik enerji tüketme kapasiteleri fazladır. Elastik yatay yük taşıma kapasiteleri düşüktür, İlk yapım maliyetleri düşüktür.

17 EN LER EN RİJİT En rijit olan sistem ise betonarme perde sistemlerdir. Rijit olan bu yapısal sistemler maalesef sünek değillerdir. Çünkü süneklik, artan rijitlikle beraber azalmaktadır. Elastik enerji tüketme kapasiteleri, çerçeve sistemlere göre daha azdır. Plastik enerji tüketme kapasiteleri düşüktür, Çerçeve sistemlere göre maliyetleri yüksektir.

18 EN LER EN İDEAL En ideal yapısal sistem ise, karışık sistemdir. Yani çerçeve-perde sistemlerdir. Tüm deprem bölgeleri için ideal bir yapısal sistemdir. İlk yapım maliyeti, çerçeve sistemlere göre daha yüksektir. Çerçeve sistemin sünekliği ile perdeli sistemin rijitliği birleşir. Bu iki sistemin farklı davranışlar göstereceği de unutulmamalıdır.

19 PEKİ KAT SAYISINA BAĞLI OLARAK HANGİ SİSTEM DAHA İDEALDİR? 20 kata kadar çerçeve sistem 20 ile 35 arası perdeli sistem 35 ile 50 katlar arası çerçeveli ve perdeli sistemler 50 ile 60 arası çerçeveli tüp sistemler kullanışlı olabileceği sektörel tecrübeler ve hesap esasları ile doğrulanmıştır.

20 KİRİŞSİZ DÖŞEMELER Kirişsiz döşemelerin çeşitleri ise; 1. Başlıksız-tablasız 2. Tablalı 3. Başlıklı 4. Başlıklı-tablalı

21 KİRİŞSİZ DÖŞEMELER Bu tür döşemelerde kiriş bulunmadığından yükler doğrudan doğruya kolonlara aktarılır. Bu döşemelerin yükleri doğrudan kolonlara geldiği için kenar oranlarına bakılmaz ve çift doğrultuda çalıştığı kabul edilir. Bazen mantar döşeme olarak da anılırlar. Kirişsiz döşemeler genellikle kat yüksekliği azaltır. İş yeri ve büro var ise bu kat yüksekliği daha da azalır. Bu düşük kat yüksekliği etkin kullanımı azaltır. Bu döşeme tipinin seçimi mekanı rahat ve etkin kullanma isteğinden kaynaklanmaktadır.

22 KİRİŞSİZ DÖŞEMELER

23 KİRİŞSİZ DÖŞEMELERİN AVANTAJLARI Mekanların ferah olmasını ve etkin kullanılmasını sağlar Isı ve ses yalıtımları daha iyidir. Kalıp imalatı azdır. Kalıp, döşeme ve betonların işçiliği daha basittir.

24 KİRİŞSİZ DÖŞEMELERİN DEZAVANTAJLARI Zımbalama olasılığı yüksektir. Deprem performansları kötüdür. Daha fazla donatı ve beton alanı gerektirir. Perde duvar gibi yatay yük taşıyıcı elemanlara daha fazla gerek duyulur. Sebebi ise net kolon boyları fazla kaldığı için katın rijitliğini azaltmaktadır.

25 KİRİŞSİZ DÖŞEMELERİNYAPIMI HANGİ ŞARTLARDA MÜMKÜNDÜR Eğer kolonlarda süneklik düzeyi yüksek olması gerekirken herhangi bir koşulun sağlanmaması durumunda süneklik düzeyi normal olarak değerlendirilmesi gerekmektedir. Süneklik düzeyi normal olmasına rağmen perde duvar kullanılmamışsa 3. ve 4. deprem bölgelerinde ve yapı toplam yüksekliğinin 13 m den az olduğu yerlerde kullanılması uygundur. 1. ve 2. derece deprem bölgelerinde ise hasarları sınırlandırmak için perde duvar ile birlikte yapılması öngörülmektedir.

26 KİRİŞSİZ DÖŞEMELERİN HESAP ESASLARI Kirişsiz döşemeler moment katsayıları ve yaklaşık yöntemle hesaplanır. Moment katsayıları yöntemiyle hesap için aşağıdaki şartların sağlanması gerekir. Bu yöntemle hesaplanması için bazı koşulların sağlanması gerekir. Her iki doğrultuda en az üç açıklık bulunmalıdır. 3 ten az ise mesnet momentleri fazla çıkar Döşemeler kare ya da dikdörtgen olmalı ve uzun kenarın kısa kenara oranı 2 den büyük olmamalıdır. Eğer bu oran 2 den büyük olursa tek doğrultu etkisi daha etkili olur. Herhangi bir doğrultudaki ardışık açıklıklar arasındaki fark, büyük açıklığın %33 ünden fazla olmamalıdır. Hareketli yükün kalıcı yüke oranı 2 den büyük olmamalıdır. Tüm yükler döşemeye düzgün yayılı bir şekilde dağılmalıdır. Herhangi bir kolonun çerçeve aksına göre dış merkezliği, moment hesaplanan doğrultudaki açıklığın % 10 undan fazla olmamalıdır.

27 HESAP ESASLARI ADIM 1: DÖŞEME ŞERİTLERE AYRILIR

28 HESAP ESASLARI ADIM 2: DÖŞEME KALINLIĞININ HESAPLANMASI Eğer hesaplama moment katsayıları yöntemle yapılacaksa döşeme kalınlığı aşağıdaki şekilde hesaplanır. Eğer hesaplama yaklaşık yöntemle yapılacaksa döşeme kalınlığı aşağıdaki şekilde hesaplanır. TS 500 sayfa 54 ve 55

29 HESAP ESASLARI ADIM 3: TOPLAM STATİK MOMENT HESAPLANIR

30 HESAP ESASLARI ADIM 2:

31 HESAP ESASLARI ADIM 4: İki mesnet arasındaki her döşeme için açıklık ve mesnet momentleri toplam statik momentin değerine bağlı olarak değişmektedir. Bu momentlerin belirlenmesinde, hesap yapılan açıklığın kenar açıklık ya da iç açıklık olması alınacak katsayıları değiştirmektedir. Kenar açıklıklar da dış mesnedin davranışı da alınacak katsayıyı değiştirmektedir.

32 HESAP ESASLARI ADIM 4:

33 HESAP ESASLARI ADIM 4: Döşeme kenarlarının perde duvara saplanması durumu için mesnet ve açıklık momentleri

34 HESAP ESASLARI ADIM 4: Döşemenin duvara oturması durumu için mesnet ve açıklık momentleri

35 HESAP ESASLARI ADIM 5: Mesnet ve Açıklık momentlerinin kolon ve orta şeride dağıtılması; Açıklık momentinin % 60 ı kolon, % 40 ı ise orta şeride verilmektedir. İç mesnetlerde yukarıda hesaplanan toplam mesnet momentinin %75 i kolon şeritlerine, %25 i orta şeride aktarılmaktadır.

36 HESAP ESASLARI ADIM 5: Dış kenar mesnetlerde çözüm yapılan doğrultuya dik çevre kirişi yoksa, dış mesnet momentinin tamamı kolon şeridine, çevre kirişi varsa, aşağıdaki şekildeki gibi, toplam mesnet momentinin %75 i kolon şeridine, %25 i ise orta şeride aktarılmaktadır.

37 HESAP ESASLARI ADIM 5:

38 HESAP ESASLARI ADIM 5: Kolon şeridi için dış mesnette iki değer verilmektedir. Küçük olan katsayı çevre kirişi varsa, büyük olan katsayı ise çevre kirişi yoksa kullanılmaktadır.

39 HESAP ESASLARI ADIM 5: Ortak mesnet momentlerinden büyüğü tasarım momenti olarak, açıklık momenti ise doğrudan açıklık için tasarım momenti olarak donatının belirlenmesinde kullanılmaktadır. Başka herhangi bir düzeltmeye gidilmez.

40 KİRİŞSİZ DÖŞEME İÇİN KONSTRÜKTİF KURALLAR

41 KİRİŞSİZ DÖŞEMELERİN BAŞ BELASI: ZIMBALAMA Kirişsiz döşeme dışındaki döşemelerde kayma gerilmeleri genelde çok büyük olmadığından, bu durum hesap yapılırken kritik bir durum teşkil etmez. Özellikle tablasız ve başlıksız kirişsiz döşemelerde kolon çevresinde oluşan kayma gerilmeleri ve asal çekme gerilmeleri betonun çekme dayanımını aşabilir. Zımbalama olayının simgesel gösterimi yanda gösterilen şekildeki gibidir. Zımbalama hesabında plağın basınca karşı dayanımı tasarım kuvvetinden daha büyük veya en azından eşit olduğu kanıtlanmalıdır.

42 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: ZIMBALAMA ÇEVRESİNİN BELİRLENMESİ Kolon yüzeyinden itibaren döşeme kalınlığının yarısı kadar mesafeyi yatay olarak alınarak hesaplanır. Betondaki çatlak ilerlemesi 45 derece olarak ilerlediği varsayılır. Kare ve dairesel kolonların zımbalama alanları yandaki formüllere göre hesaplanabilir.

43 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: ZIMBALAMA ÇEVRESİNİN BELİRLENMESİ

44 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: BAŞLIKLAMA DURUMU Kirişsiz döşemelerin tablalı olması durumunda, zımbalama çevresi belirlenirken d/2 mesafesi kolon boyutlarına değil, tabla boyutlarına eklenmektedir. Başlıklı olması durumunda ise, hesapta d/2 mesafesi etkin başlık mesafesine eklenmektedir. Başlık durumu 45 dereceden az ise, hesapta etkin başlık olarak kolon yüzeyinden başlayan 45 derece eğimle tanımlanan kısım dikkate alınmaktadır.

45 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: BAŞLIKLAMA DURUMU

46 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: BAŞLIKLAMA DURUMU

47 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: TASARIM EKSENEL YÜKÜNÜN BELİRLENMESİ Zımbalama bölgesine döşeme yükünden dolayı etkiyen kuvvet; Dikdörtgen kolon için Dairesel kolon için Daha sonra tasarım eksenel yükü belirlenir. Bu bahsedilen yük, hesap yapılan zımbalama bölgesindeki kolona o kat döşemesinden aktarılan tasarım eksenel yükü göstermektedir. Alttaki kolonun eksenel yükü Üstteki kolonun eksenel yükü

48 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: TASARIM EKSENEL YÜKÜNÜN BELİRLENMESİ Eğer üstteki ve alttaki kolonlara ait yükler bilinmiyorsa, döşeme hesap yüküne ve döşemeden kolona yük aktarımında etkili olan alana bağlı olarak bu yük aşağıdaki şekilde hesaplanır.

49 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: TASARIM ZIMBALAMA KUVVETİ Zımbalama çevresi içinde kalan döşeme hesap yükünün bileşkesi ve tasarım eksenel yükünün belirlenmesinden sonra, döşemeyi zorlayan tasarım zımbalama kuvveti aşağıdaki bağıntıyla belirlenir. Tasarım eksenel yükü Zımbalama çevresinde kalan döşeme hesap yükü

50 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: γ KATSAYISININ BELİRLENMESİ (γ<1) Bu katsayı eğilme etkisini yansıtan ve zımbalama dayanımını azaltan bir katsayı olup birden büyük olamaz. Bu katsayıyı neden alıyoruz? Bu katsayı bize kolon tasarımında dış merkezlik alarak olası bir eksenel olmayan yükleme durumundaki momenti dikkate almamızı sağlar. Bu dış merkezliğin dayanağı nedir? TS 500

51 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: γ KATSAYISININ BELİRLENMESİ (γ<1) Bu dış merkezlikler yönlere bağlı mıdır? Yönlere bağlıdır ve aşağıdaki şekilde tarif edilmiştir.

52 ADIM ADIM ZIMBALAMA HESABI: γ KATSAYISININ BELİRLENMESİ (γ<1) Dış merkezlikler belirlendikten sonra γ katsayısı aşağıdaki formülle belirlenir. Kare veya dikdörtgen kolonlar için Dairesel kolonlar için

53