BETONARME YAPILAR İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ BETONARME YAPILAR 1. Giriş 2. Beton 3. Çelik 4. Betonarme yapı elemanları 5. Değerlendirme Prof.Dr. Zekai Celep 10.11.2013 2 /43 1. Malzeme (Beton) (MPa) 60 50 40 30 20 10 Değişken başlagıç rijitliği En büyük birim kısalama Betonun davranış eğrileri u 0 0 1 2 3 4 5 6 (%o) Beton Yüksek basınç dayanımı, Düşük çekme dayanımı, Gevrek davranış, Basınç etkisi altında yanal çekme gerilmeleri oluşabiliyor, Yanal (enine) şekil değiştirmelerin önlenmesi, çatlakları geiktiriyor ve dayanımı ve sünekliği arttırıyor, Sargı donatısı kullanılarak pasif olarak (yanal şekil değiştirmeyi önleyen) basınç gerilmesi uygulanıyor, 3 /48 4 /48 1
s 11/10/2013 Basınç etkisi altında silindirik numunede enine çekme gerilmelerinin ve çatlakların oluşumu da sargı donatısı ile yanal şekil değiştirmelerin sınırlandırılması ile dayanım ve özellikle süneklik artımı sağlanması Eksenel yüklü beton numunesi Enine çekme gerilmeleri Yanal şekil değiştirmesi sınırlandırılmış bölge Etriyeler arası yanal şekil değiştirmesi sınırlandırılmış bölge t Boyuna çatlaklar Enine basınç gerilmeleri ile (yanal şekil değiştirme sınırlandırılarak ) çekme çatlakları geçiktiriliyor 5 /48 s s Yanal şekil değiştirmesi sınırlandırılmamış bölge Etriyeler arası yanal şekil değiştirmesi sınırlandırılmamış bölge Sargı donatısı ile enine şekil değiştirmelerin sınırlandırılması 6 /48 Betonun davranışında yanal basınç gerilmesi etkisiyle yanal şekil değiştirmenin önlenmesi dayanım ve sünekliği arttırıyor. (MPa) 120 100 80 60 40 7.5MPa 3.8MPa =28MPa 14MPa (MPa) Betonun davranışına sargı donatısı aralığının etkisi, Sargı donatısı aralığının küçülmesi ile betona uygulanan enine basınç gerilmesi arttırır Çok sık sargı donatısı ise betonun yerleşmesine engel olabilir. 40 20 s=40mm 80 160 240 s s 20 f =25MPa ( =0) = yanal gerilme 0 0 1 2 3 4 5 6 7 (%o) 7 /48 0 2 4 6 8 Yanal şekil değiştirmesi önlenmemiş bölge Sargı donatılarının uyguladığı 8 /48 enine basınç gerilmeleri 2
Bir binada deprem yüklemesi altında en çok zorlandığı için sünekliğin beklendiği bölgeler; kiriş ve kolonların uç bölgeleri olmaktadır. Tekrarlı yükler altında betonun davranışı: Dayanım ve rijitlik azalması, Kalıı şekil değiştirmelerin büyümesi, 30 20 Tekrarlı yükleme (MPa) 10 Deprem etkisinde zorlanan kiriş ve kolon bölgeler: Kiriş ve kolonların uç bölgelerinin sünekliği sargı donatısı ile arttırılabilir sarılma Sargı donatılarının uyguladığı enine basınç gerilmeleri Kiriş sarılma 9 /48 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 (%o) 10 /48 Donatının gerilme ve birim uzama (kısama) değişimi: S220: sünek davranış, düz yüzey sebebiyle düşük aderans, S420: sünek davranış, nervürler sebebiyle yüksek aderans, S500: sınırlı süneklik, nervürler sebebiyle yüksek aderans. 800 800 Tekrarlı yük altında donatının davranışı, Rijitlikte değişim sınırlı, Tüketilen enerji büyük, Sünek davranış. s (MPa) s (MPa) 600 400 200 S500 S420b S220 S420a S220 Düz yüzeyli donatı S420 Nervürlü donatı S500 Hasır donatı s (MPa) 600 400 200 E =2x10 5 s MPa S420b Düz yüzeyli donatı Nervürlü donatı 600 400 200-0.04-0.02 0.02 0.04-200 -400 s Tekrarlı yükleme Nervürlü donatı 0 4 8 12 16 20 s (%) 0 0.2 0.5 10 s (%) 11 /48-600 12 /48 3
Aderans: Beton ve donatının beraber çalışması ve birbirlerine gerilme aktarması aderans ile sağlanır, Nervürler aderansın en önemli kaynağıdır, Aderansın kaybolması ile sıyrılma meydana gelir. Sıyrılma Sıyrılma Sıyrılma 0 0 0 b b b F s Küçük Orta Sıyrılmaya yakın Nervürlü donatıda aderans Düz yüzeyli donatıda aderans 13 /48 10.11.2013 14 /43 F s Döşeme türleri: İkinil kiriş Diş Diş doğrultusunda düşük yükseklikli ana kiriş Ana kiriş Bir doğrultuda yük aktaran Ana kiriş Diş doğrultusunda ana kiriş Dişe dik ana kiriş Bir doğrultuda dişli 10.11.2013 15 /43 Konsol plak Ana kiriş İki doğrultuda yük aktaran plak Ana kiriş Ana kiriş Diş Ana kiriş İki doğrultuda dişli 16 /48 4
Döşeme türleri Döşemeler Kirişsiz başlığı Başlık plağı Kirişsiz başlıklı Kütlelerin, atalet, deprem kuvvetlerinin yoğunlaştığı bölgeler, Düzlemleri doğrultusunda rijit elemanlar, Düzlemleri dışı rijitliği kirişler sağıyor, Deprem kuvvetlerini kirişler yoluyla kolonlara iletiyor, Boşluklar düzlem içi rijitliği azaltıyor, Kirişsiz ler, kirişlilere göre deprem etkilerinin iletilmesinde daha çok zorlanır, Başlık plağı Kirişsiz başlıklı 17 /48 18 /48 Kiriş: : s s o b1 n sj Birleşim b2 2 ' 2 1 s Sarılma s h h 50mm sarılma 2 ' 50mm 1 sarılma n so Orta bölge a h a b k b h b h f b w h h 3 3 Sarılma Birleşim 19 /48 h 20 /48 5
larda etriye düzeni, Enine tutulmamış etriye boylarının sınırlandırılması, Etriyelerin köşelerinin 135 o kıvrılarak kenetlenmesinin sağlanması, ³ max(6, 80mm) S220 ³ max(10, 100mm) S420 135 o > a max h a max a max a = 25 max etriye amax amax amax Perdelerin etkileşimi bağ kirişleri ile ortaya çıkıyor, Üste kattaki bağ kirişleri alt kattakilere göre daha çok zorlanıyor, Kuvvetli bağ kirişler etkileşimi arttırıyor, buna karşı bağ kirişlerinin zorlanması artıyor. a max a max a max a max 21 /48 M 1 N N M 2 İki perdenin peraber çalışması ve bağ kirişlerinin etkisi Kesit 22 /48 Kısa bağ kirişlerinin güç tükenmesine erişmesi, Köşegen doğrultusunda çekme gerilmesi etkili oluyor, A sd her iki yüzde 0.2 h l n : çapraz donatı s h s h l 1.5 b A sd h A sd s h 100 mm Perde ve çerçevelerin etkileşmesi kirişlerde güç tükenmesi (plastik mafsal oluşumu) muhtemel olan kesitler, Perdelerde sadee mesnet kesiti ve kiriş ve kolonlarda uç kesitleri, Perde a) b) ) Perde Köşegen çatlak Betonda ezilme Köşegen basınç ve çekme oluşumu Plastik mafsal Plastik mafsal Plastik mafsal (a) (b) () 23 /48 24 /48 6
6. Birleşim bölgeleri: Döşeme - kolon birleşim bölgeleri Zımbalama etkisi (iki doğrultuda etkiyen kesme kuvveti) Döşeme - kolon/perde birleşim bölgeleri: ve perdelere yakın boşluklar gerilme yığılmalarına sebep oluyor, Boşluk Planda kolon ve perdeile birleşimine yakın boşluk bulunması b) Boşluk Düşey yük etkisinde zımbalama gerilmeleri Döşeme Deprem yükü etkisinde zımbalama gerilmeleri 25 /48 Perde 26 /48 ile kiriş birleşim bölgeleri, Kesme kuvveti etkisindeki bu birleşim elastik kalmalı, Birleşim bölgeleri Kiriş-kolon birleşim, Kirişin etkili (çalışan) nin (genişliğinin) azalması, b b b b a) kiriş Kuvvet akışı b) kiriş a) Köşe b) Kenar ) İç 27 /48 28 /48 7
Birleşim bölgeleri Kirişlerin sürekliliğinin sağlanması, Süreksizlik ek burulma momenti oluşturuyor, Donatı süreksizliği ortaya çıkıyor. Kirişlerde donatı süreklik ve süreksizlik durumu 29 /48 30 /48 Betonarme taşıyıı sistem: Kirişlerde düşeyde yükseklik süreksizliği, Kirişte etkili etkili yüksekliği, kolon kolon Kuvvet akışı 31 /48 10.11.2013 32 /43 8
Konu hakkında ders kitapları: 1. Thank Konu hakkında ders kitapları: 1. Thank 10.11.2013 33 /43 10.11.2013 34 /43 10.11.2013 35 /43 10.11.2013 36 /43 9
10.11.2013 37 /43 10.11.2013 38 /43 10.11.2013 39 /43 10.11.2013 40 /43 10
Kalıp: 10.11.2013 41 /43 10.11.2013 42 /43 10.11.2013 43 /43 11