YAPI TEKNOLOJİLERİ-I Konu-6 Beton ve Betonarme Kalıpları Öğr. Gör. Cahit GÜRER Afyonkarahisar 8 Kasım-2007 Özet Bu haftaki dersimizde, hem malzemelerine göre hem de yapım yöntem ve tekniklerine göre kalıpların çeşitleri, ayrıca betonarme yapı elemanlarının Kalıplarının yapımları ile sökülmesinde esaslar işlenecektir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 1
Kalıp Nedir? Ülkemizde ve dünyada en çok kullanılan yapı malzemelerinin başında beton gelmektedir. Yerine dökülen bir betonun projedeki biçimde durmasını sağlamak için kullanılan sisteme kalıp denir. Kalıp bir nevi betonun negatifidir. Kagir, yığma ve betonarme karkas yapılarda lento,kiriş, döşeme ve merdiven betonlarının ağırlığı, beton prizini yapıncaya kadar kalıplar tarafından taşınır. Ekonomik yönden kalıp yapımı basit ve toplam alan itibariyle mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır. Kalıplar yapıda kısa süreli ve yardımcı eleman olmasına rağmen mimarın ortaya koymayı amaçladığı şekil doğrultusunda, betona şekil vermeye uygun düşecek nitelikte; ayrıca da mühendislik yönüyle üzerine gelen yüklerle etki altında kaldığı diğer kuvvetlere karşı güvenli bir kesitte seçilmelidir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 2
Kalıplar Sayesinde Betona İstenilen Şekil Verilebilir Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 3
İyi bir kalıbın özellikleri şunlardır: Kullanılabilirlik sayısı fazla olmalı Sağlam olmalı (içine beton döküp sıkıştırıldığında patlamamalı) Kısa sürede yapılabilmeli ve kolay sökülebilmeli Malzeme kaybı az olmalı Kalıbın İnşaat Maliyetine Etkisi Yapılan istatistiki araştırmalara göre kaba inşaatta maliyetin ortalama % 40 ı işçilik, % 20 si kalıp, % 40 ı da beton malzemesinin maliyetidir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 4
Kalıpların Sınıflandırılması 1. Boyutuna Göre Kalıplar 2. Taşınma Özelliklerine Göre Kalıplar 3. Malzemelerine Göre Kalıplar 4. Yapım Yöntem ve Tekniklerine Göre Kalıplar İki Boyutlu Kalıplar ÜçBoyutlu Kalıplar Hafif Kalıp Sitemleri Ağır Kalıp Sistemleri Ahşap Kalıplar Metal Kalıplar Plastik Kalıplar a) Klasik Sistem Kalıplar b) Çelik Pano Modüler Sistem Kalıplar Modern Kalıp Sistemleri c) Tırmanır ve Kayar Kalıp Sistemleri e) Tünel Kalıp Sistemi 1. Boyutlarına Göre Kalıplar İki Boyutlu Kalıplar: Yalnız uzunluk ve genişliğe sahip ağır veya hafif kalıp sistemleridir. Üç Boyutlu Kalıplar: Hücre şeklinde önceden monte edilmiş kalıplardır. Kalıp yüzeyi, kalıp taşıyıcıları, germe elemanları bir birim teşkil eder. Bu tip kalıplar ağır kalıplar içerisinde yer alırlar. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 5
2. Taşınma Özelliklerine Göre Kalıplar Hafif Kalıp Sistemleri: Modern kalıplar ve geleneksel kalıplar bu gruba dahil edilebilir. Taşınmasında ve yerine montajında insan gücünün yeterli olduğu ve vince ihtiyaç duyulmadığı, küçük boyuttaki elemanlardan oluşan kalıplardır. Ağır Kalıp Sistemleri: gruba dahil edilebilir. Yalnızca modern kalıplar bu Yapılacak işe göre hafif kalıpların önceden birleştirilmesi ile oluşan veya hücre şeklindeki üç boyutlu kalıpların oluşturduğu büyük ağırlıkların taşınmasında ve kalıpların yerine montajında vince ihtiyaçduyulan sistemlerdir. Köprü ayağı, menfez ve vinçle tırmanır kalıplar vb. Ağır Kalıp Sistemlerine Örnekler Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 6
3. Malzemelerine Göre Kalıplar a) Ahşap Kalıplar Ahşap, genellikle su emmeye ve bozulmaya yatkın bir malzemedir. Ahşabın çarpma ve sürtünme etkisi ile bozulabileceği daima dikkate alınmalıdır. Dairesel kesitli ahşaplarla kalıp yapımı zordur, dikdörtgen kesitliler tercih edilmelidir. Ahşabın su emmesini önlemek için kalıp yüzeyinin yağlanması veya üzeri özel film ile kaplı malzemeler kullanılmalıdır. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 7
Piyasada kalıp malzemesi olarak kullanılabilen kontrplak malzemeler bulunmaktadır. Bu malzemelerin, yüzeyleri polimer membran kaplanmış veya suya dayanıklı özel polimerik tutkallarla sıkıştırılarak üretilmiştir. Üzeri Kalıp Kontraplaklı Kalıp Kalıp Kontraplaklı Kalıp Modülleri Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 8
b) Metal Kalıplar Sabit ve hareketli kalıp üretim yöntemlerine uygun olan metal kalıplar, çelik ve alüminyumdan yapılır. Bu kalıplar ile kolon, kiriş, duvar, döşeme ve çatı elemanları ile tüm yüzeysel taşıyıcılar yapılabilir. Çelik kalıplar, sıva gerektirmeyen,düzgün pürüzsüz beton yüzeyler elde etmek için idealdir. Montajı ve sökülmesi son derece kolaydır. Yaklaşık 600-800 kez kullanılabilir. Kalıplarda kullanılan saçların kalınlığı 3 mm kadardır. Alüminyum kalıplar ise iş gücünden yaklaşık %75 tasarruf sağlar. Modüler kalıp sistemi için oldukça uygundur. Özel uzmanlık gerektirmeyen bu kalıplar, 250-300 kez kullanılabilmektedir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 9
c) Plastik Esaslı Kalıplar Tekrar kullanılabilme özelliği olan plastik kalıp sistemi (örneğin; plastiform malzemesi kullanılabilir), düzgün yüzeylerde kullanılan yeni bir üründür. Söz konusu plastik kalıplar, yüksek yoğunluklu polietilen kalıplardan, kalıpları birbirine bağlayan kalıp elemanlarından ve kilitleme kelepçelerinden oluşur. Kilitleme kelepçesi kullanılması, çivileme olayını ortadan kaldırmaktadır. Plastik kalıplara beton yapışmaz, yağlanmasına gerek yoktur. Kimyasallara dayanıklı olması, kalıp üzerindeki beton artıklarının suyla kolaylıkla temizlenebilmesi, metal ve ahşap kalıplara göre avantaj olarak görülebilir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 10
Bir Plastik Kalıp Örneği 1. Yüz Tabakası, Polipropilen malzeme 2. Yüz Tabakası Güçlendirilmiş 2. tabaka, alüminyum veya cam lifi 3. Çekirdek Tabakası Köpük polietilen tabaka Yüksek Yoğunluklu Polietilen Panel Kilitleme Kelepçeleri 4. Yapım Yöntem ve Tekniklerine Göre Kalıp Çeşitleri Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 11
a) Klasik Sitem Kalıp Ana malzemesi tamamen ahşap olan bu sistemde, malzeme zayiatı ve isçiliği fazladır. Kereste tüketimine yönelik olması nedeniyle de doğal çevrenin, korunması için pek tavsiye edilmeyen, terk edilmeye yüz tutmuş bir sistemdir Kalıpların birden fazla kullanım olanağı azdır. Bu sistemde,betona istenen formu verecek olan kalıp parçaları, projenin öngördüğü ölçülere uygun olarak, yerinde tek tek kesilerek ve çivilenerek kurulur. Kalıp yapma zamanı uzundur. Bir Klasik Kalıp Sistemi Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 12
Boylamalar Kiriş İçKanatları Enlemeler Dikmeler Kolon Kuşakları (Klapeler) Klasik Sistem Kalıplarda Teleskopik Dikmelerin Kullanılması Teleskopik Dikmeler Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 13
b) Çelik Pano Modüler Sistem Kalıp Bu sistemin esası, standart ölçülerde çelikten hazırlanan panellerin kalıp olarak uygun şekillerde yan yana getirilmesidir. Geleneksel kalıp sistemlerine göre daha kısa zamanda kurulması, zayiatsız olması, yaklaşık 500 kez kullanılabilmesi avantajlarıdır. Modüler sistemde, proje ölçülerine göre dizayn edilen kalıpların montajı, yan yana ve üst üste getirilmek suretiyle, kama kilit birleşimleri ile yapılır Saç beton kalıpları, parça parça alınabileceği gibi vinç ile tırmanan kalıp sistemi ile de yapılabilir. Modüler SaçKalıp Modül SaçKalıp Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 14
Modüler Kalıpları Birleştirme Elemanları Paneller birleştirilerek 40 m2 lik bir alan oluşturulabilir Teleskopik Dikmeler Plastik Döşeme Panoları Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 15
Bir inşaatı zamanında bitirmenin veya daha ucuza mal etmenin yolu; malzemenin, fiyat yönünden ekonomik olanı, çok sayıda kullanılabileni, montajı ve sökülmesi kolay olanları kullanmaktır. Modüler kalıp sistemi bu bakımlardan büyük avantajlar sağlar Bu sistem sayesinde ülkenin ormanları korunmuş olur. c) Tırmanır-Kayar Kalıp Sistemleri Kayar kalıp beton döküm işlemini prensipte çekim metodu kullanarak yürütmektedir. Sürekli devam eden beton dökümü sırasında, hidrolik krikolara bağlı çeneler yardımıyla kalıp düşey bir düzlem üzerinde yükselerek arzu edilen geometride yapının tamamlanması sağlanır. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 16
Kalıbın her iki yüzünde konsol şeklinde ve asılmış olarak tespit edilen çalışma platformları bulunmaktadır. Bu sayede iskele, montaj, demontaj gibi pahalı işlemlerin yapılmasına gerek kalmamaktadır. Beton dökümü bitirildiği zaman betonarme yapı monolitik bir bütünlük içerisinde derzsiz olarak tamamlanmış olmaktadır. Avrupanın 7. Büyük Havaalanına ait Kontrol Kulesi, 85 m (Uppsala-İsveç) Kayar Kalıptaki Çalışma Platformları Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 17
20 m çapında 72 m yükseliğinde bir silo Kayar kalıp sistemi; içine boru döşenecek kanalların (menfezlerin) açılmasında ve stabilitesinde de kullanılabilmektedir. Söz konusu menfez ekskavatör ile açılırken, açılan çukura prefabrik ölçülü kalıplar yine ekskavatör ile yerleştirilmektedir. Kalıplann boylan 2,5 3-3,5-4 m, yükseklikleri 2,4 m kadardır Ek destekleme borularının uzunlukları 30-300 cm arasındadır. Gereğinde 5 m uzunluğa kadar özel destek boruları üretilebilmektedir. Menfez Kalıp Uygulamaları Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 18
Kaldırma işlemi tırmanır kalıplarda vinç kullanılarak yapılmakta ve bir üst kademeye çıkarılmaktadır. Kayar kalıplarda ise kaldırma, çelik çubuk ve yardımcı elemanlar ile yapılmaktadır. Kaldırma sırasında temel veya sertleşmiş bir beton yüzey, mesnet görevi görmektedir. Kayar Kalıp Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 19
d) Tünel Kalıp Sistemleri Tünel kalıp siteminin esası her bir odanın karşılıklı iki yarim tünelden oluşması ile elde edilecek bir hücrenin, iki yan, bir arka ve döşeme kalıbının aynı anda teşkil edilmiş olmasıdır. Söz konusu kalıplar fabrikalarda veya inşaat mahallinde hazırlanarak vinçlerle konulması düşünülen yerlere kaldırılır, yerleştirilir. Bu sistem, birim inşaat alanına düsen kalıp miktarının fazla olusu ve şantiyede kule vinci gerektirmesi nedeniyle pahalıdır. Fakat kalıpların yüzlerce kez kullanılabilmesi maliyeti düşürmektedir. Tünel kalıp sisteminde kalıplarla her seferinde düzgün yüzeyler elde etmek mümkündür. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 20
Tünel kalıp konut sektörüne önemli katkılar sağlamaktadır: İnşaatın yapımında çabukluk sağlar İnşaat maliyetinde ekonomi sağlar Tünel kalıpla üretilen bina yüksek niteliklidir. Defalarca kullanıldığı halde her seferinde düzgün yüzeyler elde edilir. Yapı içbölümlerinin ölçüleri proje ölçüleriyle aynıdır. Tünel kalıpla üretilen yapının düşey taşıyıcı elemanları betonarme perdelerden oluştuğundan ve monolitik olarak üretildiğinden çok güvenli yapıların ortaya çıkmasını sağlar. Tünel Kalıp Uygulamaları Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 21
Betonarme Yapı Elemanlarının Kalıpları Temel Kolon Kiriş Döşeme Perde Duvarı Lento Hatıl ve Harpuşta Denizlik ve Parapet Merdiven 1. Temel Kalıpları Yapıyı zemine oturtan temel kalıplan en basit kalıplardandır, Yükseklikleri ve görünen yüzleri azdır. Kalıp yaparken önce kalıbın görünen yan kenarı hazırlanır. Kanatlanın yerine konulmasında, alttan açılmaları önlemek için kanatlara paralel olarak konulan kuşak kirişlerinin dış kenarlarından 100-200 cm ara ile zemine kazıklar çakılır. Kanatlann dik durması dıştan destek çakılarak sağlanır. İçine çelik donatı konulan temellerin daha sonra üzerine gergi çubukları (50-100cm arayla) çakılarak ve aralarına gergi telleri çekilerek açılmaları önlenir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 22
2. Kolon Kalıpları Kolon kalıplan; kare, dikdörtgen, çokgen ve daire kesitli olarak yapılır. Kalip1ann yapımında kanatlar oluşturulur ve bu kanatlar birbirlerine çivilenerek tutturulur. Daire kesitli kolonlar, kolon kesitine göre çıkarılmış bir tahta şablon içine çıta1arın yan yana dizilmesi ile oluşturulur. Kolonlar, içine beton doldurmaktan dolayı oluşacak yana1 basınçları karşılamak için her 50-100 cm'de bir çepeçevre kuşaklarla takviye edilmelidir. Kalıbın yapımı esnasında içine dökülebilecek tahta, talaş gibi atıkların temizlenebilmesi için kolon tabanında 15-20 cm açıklık bırakılmalıdır. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 23
Kolon Kalıp Örnekleri 3. Kiriş Kalıpları Binalarda kiriş kalıpları ile döşeme kalıpları birlikte yapılır. Kiriş kalıpları.'üst başlıklı ve 10*10 cm kesitli dikmelerle alttan desteklenmelidir. Destek dilemeleri arasında en fazla 100 cm mesafe bırakılır. Kiriş yüksekliği fazla olduğunda kiriş kanat kalıbı dıştan klapeler üzerinden boylamasına çekilen destekli latalarla takviye edilmelidir. Ek takviye olarak kanatlar, yaklaşık 1,50 m' de bir gergi telleri ile çektirilir. Betonarme karkas yapılarda kirişler kolonlar üzerine oturduğundan kiriş, kolon ve döşeme kalıplarının bir bütün olarak yapılması tercih edilir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 24
Kiriş Kalıp Detayları 4. Döşeme Kalıpları 1. Düz Döşeme Kalıpları Bu tür kalıpların yapılısındaki esas özellik, döşeme tahtalarının, 40 ila 60 cm ara ile yerleştirilen enleme kirişlerine (ızgaralara), enleme kirişlerinin de 1 m ara ile konulmuş olan boy ana kirişlerine oturtulmasıdır. Enleme ve boylamaların en iyi ek şekli, bitişen uçların her birinin eltine ayrı dikmeler getirmektir. Boylamalar üzerindeki enlemelerin ekleri yine boylamalar üzerine getirilmelidir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 25
Enleme Kirişleri Boy Ana Kirişleri Göğüslemeler Şekil: Düş Döşeme Kalıbı Döşeme kalıp tahtalarının kiriş kalıplarına bağlantısı, kiriş yan yüz kalıpları üzerine tespit edilen göğüslemeler yardımıyla olur. Göğüslemeler kiriş büyüklüğüne göre taban kalıbı altındaki baslığa eğik veya kısa dikme şekilli desteklerle dayatılmış olabilir. 2-Guseli veya Mantar Döşeme Kalıbı Kalıpların kirişsiz düz döşeme şeklinde inşası basittir. Fakat döşemeler hiçbir zaman doğrudan kolon baslarına oturtulmaz. Çünkü yüklerin etkisiyle kolonun döşemeye saplanma riski olur. Bu nedenle kolon baslarında 10 cm kadar kalınlıkta bir başlık döşemesi teşkil edilir. Bu döşeme, esas döşemeden aşağıda bulunur. Bu tür döşemelere mantar döşeme denir Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 26
3- Asmolen Döşeme veya Kalıpsız Döşeme 1. Aşama Ana kiriş kalıpları ve donatıları klasik yöntemle hazırlandıktan sonra taşıyıcı kiriş asmolenler (ADK), 60 ar cm aralıklarla kiriş kanatları üzerine yerleştirilir. 2. Aşama ADK kirişleri arasında kalan kısımlar boşluklu bloklarla doldurulur. 3. Aşama Sistemin üzerine çelik hasır donatıları serilir. 4. Aşama Taşıyıcı kiriş betonu ile birlikte döşeme üzerine 4 cm kalınlığında beton dökülerek sistem tamamlanır. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 27
Bir Asmolen Döşeme Uygulaması ADK Kirişleri Boşluklu Bloklar Tamamlanmış Asmolen Döşeme 4. Kirişli ve Dişli Döşeme Kalıpları Özellikle büyük açıklıkların geçilmesinde tablalı veya dişli döşemeler kullanılır. Betonarme döşeme kolonlar arasında esas taşıyıcı kirişler ve bunlara dayanan tali kirişlerle taşınır ise adına tablalı kirişli döşeme denir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 28
İki Yönde Dişli Döşeme Söz konusu nervür veya dişler özel ahşap, çelik veya plastik kalıplarla da yapılabilir. Diş genişlikleri 40-60 cm, aralanandaki mesafe yaklasik120 cm olabilir Lento Kalıpları Kapı ve pencere kenarları düz veya dişli olabilir. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 29
Hatıl ve Harpuşta Kalıpları Hatıl, kargir veya yığma binalarda duvarların üzerine yatay olarak veya aralarına dikey olarak yapılır. Hatıl yapabilmek için duvarın iki yanına hatıl yüksekliği kadar genişlikte ahşap, metal veya plastik kalıp yapılır. Harpuşta ise, kargir duvarlar üzerine yapılır. Perde Duvar Kalıpları Perde ve duvar kalibi, bina temel duvarlarında ve istinat duvarlarında yapılır. Yüksekliği fazla olan bu gibi duvarların kalıplarında tahtalar yatay veya dikey konulabilir. Tahtalar dikey konulduğunda, kolon kalıplarında olduğu gibi yüzeye 50-100 cm aralıklı kirişlemeler yapılır. Basıncın dengeli olması için kalıbın alt taraflarına kirişlemeler daha sik yapılır. Duvarın kalınlık ve yüksekliğine göre kuşak kirişleri dışında 100-150 cm aralıklı dikmeler konur ve kalıbın dik durması için payandalar çakılır. Beton yüzeyinin çok düzgün olması istenen yerlerde kalıp tahtaları lamba veya kiniş geçmeli olarak birleştirilir Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 30
Betonarme Perde ve İstinat Duvarı Kalıpları Kalıp Alma Süreleri Çimento Cinsi Portlant Çimento PÇ325 KPÇ325 Portlant Çimento PÇ400 veya PÇ500 Kiriş Yan Kalıbı, Duvar ve Kolon Kalıbı 3 gün 2 gün Döşeme Kalıbı 8 gün 4 gün Kiriş, Çerçeve ve Döşemelerin Dikmeleri 21 gün 8 gün Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 31
S o r u l a r? Öğr. Gör. Cahit GÜRER 8 Kasım 2007 Afyonkarahisar Kaynaklar Öğr. Gör. Cahit GÜRER, Yapı Teknolojileri-I, Ders Notları. Oymael S. Mesleki ve Teknik Öğretim Okulları, Yapı Bilgisi I, M.E.B. Yayınları. Kürklü G., Akbulut, H., Tüm Yönleri ile Beton ve Betonarme Kalıpları Teknik Yayınevi, 2003. Yapı Teknolojileri-I Ders Notları 32