BETONARME YAPILAR ULMLWOL÷L 5. - · PDF fileÇelik 4. Betonarme yapı elemanlar ... İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar 4 Beton

11/10/2013

1

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

BETONARME YAPILAR

Prof.Dr. Zekai Celep

10.11.2013 2

BETONARME YAPILAR

1. Giriş

2. Beton

3. Çelik

4. Betonarme yapı elemanları

5. Değerlendirme

/43

İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar

3

1. Malzeme (Beton)

/48

50

40

30

20

10

00 1 2 3 4 5 6

(M

Pa

)c

(%o)c

60

Betonun davranış

eğrileri

Değişken

başlagıç

rijitliği

cu

En büyük birim

kısalama


4

Beton

• Yüksek basınç dayanımı,

• Düşük çekme dayanımı,

• Gevrek davranış,

• Basınç etkisi altında yanal çekme gerilmeleri oluşabiliyor,

• Yanal (enine) şekil değiştirmelerin önlenmesi, çatlakları

geciktiriyor ve dayanımı ve sünekliği arttırıyor,

• Sargı donatısı kullanılarak pasif olarak (yanal şekil değiştirmeyi

önleyen) basınç gerilmesi uygulanıyor,

/48


11/10/2013

2

5

• Basınç etkisi altında silindirik numunede enine çekme

gerilmelerinin ve çatlakların oluşumu

/48

Enine basınç

gerilmeleri ile

(yanal şekil

değiştirme

sınırlandırılarak )

çekme çatlakları

geçiktiriliyor

Enine çekme

gerilmeleri

Boyuna

çatlaklar

Eksenel

yüklü

beton

numunesi


6

• Kolonda sargı donatısı ile yanal şekil değiştirmelerin

sınırlandırılması ile dayanım ve özellikle süneklik artımı

sağlanması

/48

s

t

Yanal şekil değiştirmesi

sınırlandırılmış bölge


sınırlandırılmamış bölge

Etriyeler arası yanal

şekil değiştirmesi

sınırlandırılmış bölge

Etriyeler arası yanal

şekil değiştirmesi

sınırlandırılmamış

bölge

s

Sargı donatısı ile enine

şekil değiştirmelerin

sınırlandırılması


7

• Betonun davranışında yanal basınç gerilmesi etkisiyle yanal

şekil değiştirmenin önlenmesi dayanım ve sünekliği arttırıyor.

/48

120

100

80

60

40

20

00 1 2 3 4 5 6 7

=28MPa

14MPa

7.5MPa

3.8MPa

=25MPac

f =0)( = yanal gerilme

c

(%o)c

(M

Pa

)c


8

• 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.

/48 Sargı donatılarının uyguladığı

enine basınç gerilmeleri


önlenmemiş bölge

40

s

‰ c

s=40mm

80

160240

(MP

a)

20

86420

s

s


11/10/2013

3

9

• Bir binada deprem yüklemesi altında en çok zorlandığı için

sünekliğin beklendiği bölgeler; kiriş ve kolonların uç bölgeleri

olmaktadır.

/48

Kiriş sarılma

bölgesi

Kolon sarılma

bölgesi

Deprem etkisinde zorlanan

kiriş ve kolon bölgeler:

Kiriş ve kolonların uç

bölgelerinin sünekliği sargı

donatısı ile arttırılabilir

Sargı donatılarının

uyguladığı enine

basınç gerilmeleri


10

Tekrarlı yükler altında betonun davranışı:

• Dayanım ve rijitlik azalması,

• Kalıcı şekil değiştirmelerin büyümesi,

/48

Tekrarlı

yükleme

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0

10

20

30

(%o)c

(M

Pa)

c


11

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.

/48

Düz y

üzeyli

don

atı

Nerv

ürl

ü d

on

atı

0 4 8 12 16 20

200

400

600

800

0 0.2 0.5 10

S500 S420b

S420a

S220

S420b

E =

2x10 M

Pa

s5

s (%)

s(M

Pa

)

200

400

600

800

s(M

Pa

)

S220 Düz yüzeyli donatı

S420 Nervürlü donatı

S500 Hasır donatı

s (%)


12

Tekrarlı yük altında donatının davranışı,

• Rijitlikte değişim sınırlı,

• Tüketilen enerji büyük,

• Sünek davranış.

/48

s

(MPa)s

600

400

200

-600

-400

-200

-0.04 -0.02 0.040.02 Nerv

ürlü d

ona

tı

Tekrarlı

yükleme


11/10/2013

4

13

Aderans:

• Beton ve donatının beraber çalışması ve birbirlerine gerilme aktarması aderans ile sağlanır,

• Nervürler aderansın en önemli kaynağıdır,

• Aderansın kaybolması ile sıyrılma meydana gelir.

/48

Dü

z y

üze

yli

do

na

tıd

a a

de

ran

s

Ne

rvü

rlü

do

na

tıd

a a

de

rans

Orta

0 0 0

Küçük

Fs

b b b

sF

Sıyrılma

SıyrılmaSıyrılma

Sıyrılmaya yakın


10.11.2013 14 /43


10.11.2013 15 /43


16

Döşeme türleri:

/48

İki doğrultuda

dişli döşeme

Diş

Kolon

Ana kiriş

Ana kiriş

Bir doğrultuda

dişli döşeme

Diş doğrultusunda düşük

yükseklikli ana kiriş

Kolon

Dişe dik

ana kiriş

Diş

Diş

doğrultusunda

ana kiriş

İki doğrultuda

yük aktaran

plak döşemeAna kirişKolon

Ana

kiriş

Konsol plak

döşeme

Bir doğrultuda yük

aktaran döşeme

Kolon

Ana kiriş

İkincil kiriş

Ana

kiriş


11/10/2013

5

17

Döşeme türleri

/48

Kolon Kirişsiz

döşeme

Kirişsiz

başlıklı

döşeme

Başlık

plağı

Kolon

Kirişsiz

başlıklı

döşeme

Başlık

plağı

Kolon

başlığı


18

Döşemeler

• 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 döşemeler, kirişlilere göre deprem etkilerinin

iletilmesinde daha çok zorlanır,

/48


19

Kiriş:

/48

sarılma bölgesi sarılma bölgesi

b1 n

b2

c

3

2

2 1

sc

c

50mm

3

cb

chbw

h f

2

h

h

'

'1

h

50mm


20 /48

cj

c

o

c

c

h

o

n

c ba

h

s

s

h

s

scs

bk

a

Sarılma

bölgesi

Birleşim

bölgesi

Birleşim

bölgesi

Sarılma

bölgesi

Ort

a b

ölg

e

Kolon:


11/10/2013

6

21

Kolonlarda etriye

düzeni,

•Enine

tutulmamış

etriye boylarının

sınırlandırılması

,

•Etriyelerin

köşelerinin 135o

kıvrılarak

kenetlenmesinin

sağlanması,

/48

135o

³ m

ax(6

,

80

mm

) S

22

0

³ m

ax(1

0

, 1

00

mm

) S

42

0

h

amax max

a max a

max> a

max

a

max

a

a

max

max

a

max a

max a

maxa = 25

etriye


22

• 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.

/48

İki perdenin peraber çalışması

ve bağ kirişlerinin etkisi

Kesit

N

M21M

N


23

• Kısa bağ kirişlerinin güç tükenmesine erişmesi,

• Köşegen doğrultusunda çekme gerilmesi etkili oluyor,

/48

0.2 h

sdA

100 mm

sh

nlA

sh

sh

sd

1.5

h

b

A : çapraz donatısd

her

iki yüzde

l

Köşegen çatlak Betonda ezilmeKöşegen basınç ve

çekme oluşumu

(a) (b) (c)


24

• Perde ve çerçevelerin etkileşmesi kirişlerde güç tükenmesi

(plastik mafsal oluşumu) muhtemel olan kesitler,

• Perdelerde sadece mesnet kesiti ve kiriş ve kolonlarda uç

kesitleri,

/48

Perde Perde

Plastik

mafsal

a) b) c)

Plastik

mafsal

Plastik

mafsal


11/10/2013

7

25

6. Birleşim bölgeleri:

• Döşeme - kolon birleşim bölgeleri

• Zımbalama etkisi (iki doğrultuda etkiyen kesme kuvveti)

/48

Dü

şe

y y

ük e

tkis

ind

e

zım

ba

lam

a g

erilm

ele

ri

De

pre

m y

ükü

etk

isin

de

zım

ba

lam

a g

erilm

ele

riKolon

Döşeme


26

Döşeme - kolon/perde birleşim bölgeleri:

• Kolon ve perdelere yakın boşluklar gerilme yığılmalarına sebep oluyor,

/48

Boşluk

Perde

Boşluk

Kolon Planda kolon ve

perdeile döşeme

birleşimine yakın

boşluk bulunması

b)


27

• Kolon ile kiriş birleşim bölgeleri,

• Kesme kuvveti etkisindeki bu birleşim bölgesi elastik kalmalı,

/48

c) İçb) Kenara) Köşe


28

• Birleşim bölgeleri

• Kiriş-kolon birleşim bölgesi,

• Kirişin etkili (çalışan) bölgesinin (genişliğinin) azalması,

/48

b

b

b)kirişkiriş

a)

b

c

bc

Kuvvet akışı


11/10/2013

8

29

• Birleşim bölgeleri

• Kirişlerin

sürekliliğinin

sağlanması,

• Süreksizlik ek

burulma momenti

oluşturuyor,

• Donatı süreksizliği

ortaya çıkıyor.

/48

döşemedöşeme


30

• Kirişlerde donatı süreklik ve süreksizlik durumu

/48


31

• Kirişlerde düşeyde yükseklik süreksizliği,

• Kirişte etkili etkili yüksekliği,

/48

Kuvvet akışı

kolonkolon


10.11.2013 32

Betonarme taşıyıcı sistem:

/43


11/10/2013

9

10.11.2013 33

Konu hakkında ders kitapları:

1. Thank

/43


10.11.2013 34

Konu hakkında ders kitapları:

1. Thank

/43


10.11.2013 35 /43


10.11.2013 36 /43


11/10/2013

10

10.11.2013 37 /43


10.11.2013 38 /43


10.11.2013 39 /43


10.11.2013 40 /43


11/10/2013

11

10.11.2013 41 /43


Kalıp:

10.11.2013 42 /43


10.11.2013 43 /43


Documents

BETONARME YAPILAR ULMLWOL÷L 5. - · PDF fileÇelik 4. Betonarme yapı elemanlar ... İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar 4 Beton