Betonarme Yapılar-Giriş

BETONARME YAPILAR

DERS NOTLARI

Dr.Erdal COŞKUN

GİRİŞ VE MALZEME

2

TARİHÇE

• İnsanoğlu binlerce yıl önce taşıyapı malzemesi olarakkullanmaya başladığında elindeiyi bir bağlayıcı maddeolmadığından uygulama sınırlıkalmıştır.

• Yunan ve Roma tapınaklarındatek parça taşlardan oluşankirişler kullanmıştır.

• Ancak taşın çekme dayanımıçok düşük olduğundan geçilenaçıklıklar sınırlı kalmış ve büyükaçıklıkların geçilmesigerektiğinde ağır elemanlarıntaşınması ve yerine konmasıbüyük sorunlar yaratmıştır.

3

TARİHÇE

• Romalılar “puzolan” dediklerivolkanik tüf, volkanik kül veyaponza taşının tozunu sönmüşkirece katarak çimentobenzeri güçlü bir harçkullanırdı. Bu karışım suyunaltında da sertleşebilen özelbir çimentoydu.

• Romalılar, Colosseum vePantheon gibi önemliyapıların inşaatında bu harcıkullandı. Romalılar’ın bazenbu harca kiremit tozu eklediğide bilinmektedir.

4

Pantheon, Roma

BETON

• Beton, çimento, iri agrega, ince agrega

ve suyun, kimyasal ve mineral katkı da

ilâve edilerek veya edilmeden

karıştırılmasıyla oluşturulan ve

çimentonun hidratasyonu ile gerekli

özelliklerini kazanan malzeme olarak

tanımlanır.

• Beton karıştırılarak kalıba döküldükten

sonra kısa sürede sertleşir ve zamanla

dayanım kazanır. Betonun özellikleri

beton karışımında kullanılan malzemeler

ile yakından ilişkilidir.

• Betondan istenilen özelliklerin elde

edilebilmesi için bileşime giren kum,

çakıl, çimento, su ve katkı maddelerinin

amaca uygun olarak düzenlenmesi

gerekir. Betondan beklenen en önemli

özellik basınç dayanımıdır.

5

BETON KARIŞIMI

• Yerine yerleştirilip, sıkıştırılmış 1m3 beton bileşiminde

bulunan çimento ağırlığı (kg) “dozaj” olarak

adlandırılır.

• Betonarme’de kullanılan betonların dozajı genelde 250-

400 kg/m3 arasında değişim gösterir.

• Agrega granülometresi iyi ayarlanmış bir karışımda beton

dayanımı su-çimento oranı ile değişir. Bu oran istenen

dayanıma göre ayarlanırken elde edilecek karışımın

ekonomik ve işlenebilir olmasına da özen gösterilmelidir.

• Geçirimsizlik sağlamak ve donatıyı paslanmadan korumak

için, çimento dozajının uygun seçilmesi gerekir.

6

BETON SINIFLARI VE DAYANIMLARI

• Betonun tanımlanması ve sınıflandırılması basınç dayanımına göre yapılır. Basınç dayanımı, çapı

150 mm ve yüksekliği 300 mm olan standard deney silindirlerinin 28 gün sonunda, TS 3068’ e uygun

biçimde denenmesiyle elde edilir. Beton karakteristik basınç dayanımı fck, denenecek silindirlerden

elde edilecek basınç dayanımlarının bu değerden düşük olma olasılığı belirli bir oran (genellikle

%10) olan değerdir.

• Gerektiğinde basınç dayanımı, küp deneylerinden de elde edilebilir. Böyle durumlarda, karakteristik

basınç dayanımı fck, geçerliliği deneylerle kanıtlanmış katsayılarla dönüştürülür.

(TS500-Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları)

7

BETON SINIFLARI VE DAYANIMLARI

• Betonun basınç dayanımı yüksektir.

• Betonun çekme dayanımı çok düşüktür, çoğu kez sıfır kabuledilir.

• C20-C30 betonları uygulamada yaygın olarak kullanılırlar.

• C35-C50 betonları özel şartlarda üretilirler ve nadiren (örneğin:yüksek yapı, gökdelen, köprü inşaatında) kullanılırlar.

• Tüm Deprem Bölgelerindeki C20 den daha düşük kalitedebeton kullanılmaz.

8

BETONUN BASINÇ GERİLME-ŞEKİL

DEĞİŞTİRME (σC-εC) EĞRİSİ

fc : maksimum gerilme(dayanım)

fcu : kırılma gerilmesi

εco : maksimum gerilmeyekarşılık gelen birim kısalma

εcu : kırılma anındaki birimkısalma

Ec = tan∝ (betonun elastisitemodülü)

Beton en büyük gerilmeyeulaşıldığında kırılmaz, bellibir deformasyona ulaşıncakırılır.

9

SÜNME VE RÖTRE

Sünme, betonun sabit yük altında artan şekil değiştirme

özelliği olarak tanımlanır.

Rötre, betondan atmosfere su buharlaşması ile oluşur. Bu

buharlaşma genellikle çimento hamurundan kaynaklanır.

Kuruma hızı bağıl nem, yüzey/hacim oranına bağlıdır. Bağıl

nem arttıkça rötre azalır. Yüzey oranı arttıkça rötre artar.

10

Rötre Çatlağı

BETON ÇELİĞİ SINIFLARI VE DAYANIMLARI

(TS 708)

11

Minumum Akma Dayanımı (fyk) : Eksenel çekme altında

denenen donatı çeliğinin, akma sınırına ulaştığı anda taşıdığı

gerilme değeridir.

Minumum Kopma Dayanımı (fsu) : Eksenel çekme altında

denenen donatı çeliğinin, kopmadan önce taşıyabildiği en büyük

gerilme değeridir. Buna kopma dayanımı(mukavemeti) denir.

Çeliğin Hesap (Tasarım) Akma Dayanımı (fyd) : Karakteristik

akma dayanımının, malzeme katsayısına (1.15) bölünmesinden

elde edilen ve kesit hesabında kullanılan dayanımdır.

Donatı çeliğinin elastisite modülü 2 × 105 MPa dır.

SÜNEKLİK KAVRAMI

• Süneklik, eğrilik, şekildeğiştirme ve ötelemelere bağlı

olarak ifade edilmektedir.

• Yapının bütünüyle sünek davranış gösterebilmesi için,

kullanılan malzemenin ve taşıyıcı sistem elemanlarının

sünek davranış göstermesi gerekmektedir.

• Sünek davranışın gerçek anlamda sağlanabilmesi için

malzeme bakımından süneklik, kesit bakımından süneklik

ve taşıyıcı sistem bakımından süneklik koşullarının

sağlanması gerekmektedir.

12

BETONARME

13

BETONARME

• Betonun demir çubukelemanlarla güçlendirilmesi ileoluşturulan malzemeye“Betonarme” denilir.

• Bu konuda ilk patent 1855’ de,çağdaş yapı sistemlerinin vebunlarla ilgili hesapyöntemlerinin de öncülüğünüyapan Fransız mühendislerCoignet ve 1857’de Moniertarafından alınmıştır.

• Betonarmé, Fransızca’dandilimize geçmiş bir kelime olup,‘donatılmış beton’ demektir.İngilizcesi aynı anlama gelen’Reinforced Concrete’ dir.

1. Betonarme yapı elemanlarındaçekme kuvvetlerinin tamamıdonatı adı verilen çelik çubuklarile karşılanır.

2. Çelik çubuklar ve betonunbirlikte çalışması bu iki malzemearasındaki bağ kuvveti ( aderans)ne bağlıdır.

3. Beton ve çeliğin genleşmekatsayıları özdeştir.

14

BETONARMEFransız çiftçi Joseph Louis LAMBOT beton ve donatıyı birlikte kullanan ilk kişi oldu. 1848 yılında beton içerisine demir

tel ağ yerleştirerek bir tekne (Canoe) yaptı (uzunluk 4 m, genişlik 1.3 m, et kalınlığı 4 cm), 1855 yılında Paris’te

sergiledi. Rutubete dayanıklı olduğunu belirttiği bu malzemeyi Ferciment olarak adlandırdı ve patentini 1855 yılında aldı.

LAMBOT’un teknesi 1902 yılına kadar Miraval gölünde kullanıldı. LAMBOT, 1851 de beton ve çeliğin birlikte kullanımı

konusundaki ilk patenti aldı. Et kalınlığı sadece 4 cm olan LAMBOT’un teknesi aynı zamanda ilk ince kabuk

uygulamasıdır.

15

DÜNYADA İLK BETONARME

İngiliz sıva ustası William Boutland WILKINSON döşemeleri tel donatılı olan iki katlı bir evi 1854

yılında inşa etti, patent aldı. Patentinde demirin çekme kuvvetlerini, betonun da basınç kuvvetlerini

aldığını açıklıyordu. Bu açıklama betonarmenin davranışının ilk tanımı idi.

WILKINSON evinin dünyada ilk betonarme konut uygulaması olduğu sanılmaktadır.

16

TÜRKİYE’DE İLK BETONARME

1906: Beyoğlu/ İstanbul’da bulunan Saint Antuan

kilisesi Türkiye’deki ilk betonarme uygulamasıdır.

İstanbul doğumlu İtalyan mimar Giulio Mongeri

tarafından yapılmıştır. Dünyanın da ilk

betonarme kilisesi olduğu sanılmaktadır.

1918: Türkiye’nin ilk çok katlı betonarme yapısı

Lâleli/İstanbul’daki Crawne Plaza Otel binasıdır.

Mimar Kemaleddin Bey’in eseridir.

1918- 1922 arasında inşaa edilmiştir, eski adı

Tayyare Apartmanları idi. 4 adet olan bu

Apartmanlar aynı zamanda Türkiye’nin ilk toplu

konutlarıdır.

1924–1929 yılları arasında inşa edilen, İzmir’in

(eski) itfaiye binası şehrin ilk betonarme

yapısıdır.

17

BETONARME

Bir betonarme yapıdan beklenen;

• Dayanım,

• Dürabilite (Dayanıklılık),

• Ekonomi,

• Fonksiyon

• Estetiğin

sağlanmasıdır.

18

BETONARME

• Betonarme donatılarındanelemanın boyuna eksenineparalel olanlar boyuna donatıya da ana donatı, çubukeksenine ve birinci türdendonatılara dik konumdaolanlar ise enine donatı(etriye) adını alırlar.

• Beton-Çelik ortakçalışmasında, betonunbasınç kuvvetlerini, çeliğinise çekme kuvvetlerinitaşıdığı; bu arada çelikdonatının bazı durumlardabasınç kuvvetlerinin detaşınmasında betona katkıverdiği söylenebilir.

19

BETONARME YAPILARIN SERVİS

ÖMÜRLERİ

1) Teknik servis ömrü; Yapıdaki hasarın ya da

eskimenin kabul edilemiyecek bir duruma kadar serviste

geçen süredir.

2) Fonksiyonel servis ömrü; Yapının fonksiyonel

performansının tüm ilgili taraflar ya da yapı sahibinden

gelen gereksinimlere yanıt verebilen bir servis ömrüdür.

3) Ekonomik işletme ömrü; Betonarme yapıyı mevcut

durumuyla kullanmak yerine fonksiyonunu değiştirinceye

kadar serviste geçen süredir.

20

BETON PERFORMANSI VE SERVİS

ÖMRÜ ARASINDAKİ İLİŞKİ

21

Servis Ömrü

Minimum

BaşlangıçP

erf

orm

an

s

Onarım

Zaman

BETONARMENİN ÜSTÜN YANLARI

• Kolay işlenip şekillendirilebilir.

• Ekonomiktir. Ana malzemesi (agrega, su) yerel olarakbulunabilir. Az enerji gerektirir.

• Kalifiye eleman gerektirmez.

• Basınç dayanımı yığma yapı elemanlarına (ahşap, tuğla,gazbeton) göre yüksektir.

• Çelik ve ahşapa göre, yangına daha dayanıklıdır.

• Çelik yapıya nazaran daha rijit olduğundan büyük yerdeğiştirmeler olmaz.

• Korozyon riski azdır.

• Bakımı kolay ve yok denecek kadar azdır.

• Kullanım ömrü uzundur.

22

BETONARMENİN SAKINCALI YANLARI

• Kalıp ve iskele pahalıdır, kalıp yapımı özen ister.

• Ağır yapılar oluşur (depremde sakıncalı). Taşıyıcı sistem

faydalı yükten çok, kendi ağırlığını taşımak zorundadır.

• Yeterli dayanım kazanıncaya kadar bakım (kür) gerekir.

• Şantiyede beton imalatı zor ve risklidir, özen gerektirir.

• Her tür hava şartında beton dökülemez, inşaat mevsimi kısadır.

• Hasar onarımı, hatalı üretim düzeltilmesi zor, pahalı ve çoğu

kez imkansızdır.

• Ekonomik ömrünü tamamlayan yapının yıkılması pahalıdır,

çıkan malzeme tekrar değerlendirilemez, sürdürülebilir değildir.

23

TÜRKİYE’DE DEPREM YÖNETMELİKLERİ

1940- İtalyan Yapı Talimatnamesi

1944- Zelzele Mıntıkaları Muvakkat Yapı Talimatnamesi

1949 -Türkiye Yersarsıntısı Bölgeleri Yapı Yönetmeliği

1953-Yersarsıntısı Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik

1962- Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik




2007- Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik

http://www.parlar.com.tr/yonetmelikler.html

İLGİLİ YÖNETMELİKLER

• 19. Yüzyıldan itibarenbetonarme sistemlerinhesabında analitik ve deneyselanlamda birçok çalışmalaryapılmış ve yönetmeliklergeliştirilmştir.

• Türkiye’de kullanılan yönetmelikise Türk Standartlarıncahazırlanan “Betonarme YapılarınTasarım ve Yapım Kuralları”TS500 dür.

• Yük standartı ise TS498-YapıElemanlarınınBoyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin HesapDeğerleri Standartıdır.

25

26

DEPREM YÖNETMELİĞİ (2007-DBYBHY)• Türkiye’de depreme dayanıklı yapı tasarımı konularını düzenleyen

esaslar 2007 yılında yürürlüğe giren “Deprem BölgelerindeYapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik” de (2007-DBYBHY)verilmektedir. Kısaca “Deprem Yönetmeliği’de denilen yönetmelik,diğer ülke yönetmelikleri gibi bazı temel konuları kapsar.

• Bunlar; Ülkeyi bölgelere ayırarak deprem haritası vermek, bubölgelerde göreceli deprem şiddetine karşı gelen deprem ivmesitanımlamak, zemin sınıflarını tanımlamak, yapıları önem vesünekliklerine göre tanımlamak, farklı yapı türleri için hesap esaslarıvermek, dayanım ve sünekliği tanımlamak için yapı kurallarıdüzenlemektir. 2007-Deprem Yönetmeliği ayrıca mevcut yapılarıngüçlendirilmesinde uyulması gereken kuralları da içermektedir.

• Deprem yönetmeliği koşullarına uymak yasal olarak zorunludur.

ÇEKME KUVVETLERİNİ KARŞILAMAK İÇİN ÇELİK

DONATI KULLANILMASI

27

Basit Kiriş

Konsol Kiriş

AS

AS

BETONARME KİRİŞ ANALİZ VE

TASARIM

28

AS

+

+

-

YÜK YÜK

KESME KUVVETİ DİYAGRAMI

MOMENT DİYAGRAMI

Ana Donatı (Çekme Donatısı) Çapı ve Adedi Belirlenir

b

h

Etriye Çapı ve Aralığı Belirlenir

Montaj DonatısıA-AKİRİŞ KESİTİ

A

A

T

M

KİRİŞTE ASAL GERİLME YÖRÜNGELERİ

• İki mesnetli basit kiris göz önüne alınırsa, donatıların kesik çizgi ile

gösterilen çekme gerilmesi yörüngeleri boyunca düzenlenmesinin

daha uygun olacağı görülmektedir.

• Ancak uygulanması çok güç olan bu biçim yerine düz çubuklar

kullanılmasının eğilme ve kayma etkilerine aynı derecede karşı

koyduğu görülmüştür.

29

DÜŞEY YÜKLER

• SABİT YÜKLER :

Bir yapının kendi ağırlığı

(taşıyıcı sistem, bölme

duvarları,kaplamalar,kapılar,

pencereler, tesisat vb.)

• HAREKETLİ YÜKLER:

İnsan, eşya yükleri

30

31

YAPI VE DEPREM YÜKLERİ

Deprem Yüklemesi

Depremin Odak Noktası

Yapının Davranışı

Yapının Temeli

Zemin Zemin

Zemine ankastre olarak bağlı olan yapı, yer aniden hareket ettiğinde kütlesinin ataleti ile

harekete karşı koymaya çalışır. Kendi ataletinin yarattığı kuvvetler, deprem nedeniyle

yapıyı etkileyen kuvvetlerdir.

32

DEPREM YÜKÜ VE DÜŞEY YÜKLER

Deprem YüküDüşey Yükler

Deformasyon

Kesme Kuvveti

Eğilme Momenti

YAPI GÜVENLİĞİ

• Betonarme yapıların yapısal çözümleme ve kesit hesabının amacı,

yapının kullanım süresi boyunca kullanım amacına uygun

davranmasını sağlamaktır. Yapı ve yapı elemanları, yapım ve

kullanım süresi içinde yapıyı etkileyebilecek tüm yük ve şekil

değiştirmeler altında belli bir güvenliği sağlayacak ve kullanımı

bozmayacak biçimde tasarlanmalıdır.

• Tasarımda, yapının kullanım süresi boyunca, hem yıkılmaya karşı

gerekli güvenlik sağlanmalı, hem de çatlama, şekil değiştirme, titreşim

gibi olayların yapının kullanımını ve zaman içinde dayanıklılığını

etkileyebilecek düzeye ulaşması önlenmelidir. Bunu sağlamak

amacıyla, yapı üzerindeki yük etkileri, belli oranlarda büyütülerek,

malzeme dayanımları da belli oranlarda küçültülerek tasarımda göz

önüne alınmalıdır. Bu oranların belirlenmesinde istatistik veriler esas

alınır. (TS500-Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları).

33

YAPI GÜVENLİĞİ

Yapı elemanlarının herbirinin azaltılmış Rd , tasarım dayanımları (malzemedayanımları) kullanılarak hesaplanan taşıma gücü değerlerinin, artırılmışFd , tasarım kuvveti ile hesaplanan iç kuvvet değerlerinden hiçbir zamanküçük olmadığı kanıtlanmalıdır.

Taşıma Gücü Sınır Durumu

Rd ≥ Fd

Rd : Tasarım Dayanımı

Fd : Tasarım Kuvveti


34

YAPI GÜVENLİĞİ

• Malzeme dayanımlarının istatistik dağılımı gözönünde bulundurularak,

hesaplarda kullanılacak "tasarım dayanımı" değerleri, karakteristik malzeme

dayanımı değerlerinin "malzeme katsayısı" diye adlandırılan 1,0 veya 1,0 den

büyük katsayılarla bölünmesiyle elde edilir.

Beton: fcd = fck /γmc ; fctd = fctk /γmc

Çelik: fyd = fyk /γms

• Yerinde dökülen betonlar için γmc = 1,5 alınır. Bu katsayı, öndökümlü

(prefabrike) betonlar için 1,4 alınabilir. Ancak, betonda nitelik denetiminin

gerektiği gibi yapılamadığı durumlarda, bu katsayı tasarımcının kararı ile 1,7

alınabilir. Donatı çeliğinin tüm sınıfları için γms=1,15 alınır.


35

YAPI GÜVENLİĞİYük etkisinin karakteristik değeri Fk , kullanım süresince bu değerden büyük değerler eldeedilmesi, ancak belli bir olasılıkla mümkün olan değerdir.

TS 500’de karakteristik yük etkileri, TS 498 ve TS ISO 9194 ile Bayındırlık Bakanlığı tarafındandüzenlenen «Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik" de öngörülen yüketkileridir. Tasarımda, yapıya etkimesi olasılığı bulunan tüm yük birleşimleri dikkate alınmalıdır.Hesaplarda genellikle karşılaşılan yük birleşimleri aşağıda verilmiştir.

a. Yalnız düşey yükler için,

Fd = 1,4G + 1,6Q

Fd = 1,0G + 1,2Q + 1,2T

G:Sabit Yükler

Q:Hareketli Yükler

T:Sıcaklık Değişimi, Büzülme, Farklı Oturma, vb.

b. Depremin sözkonusu olduğu durumlarda,

Fd = 1,0G + 1,0Q + 1,0E

Fd = 0,9G + 1,0E

E: Deprem Yükü


36

MİMARİ PROJE

Mimari proje; bir yapının

•Yerleşim (vaziyet, durum) planını (genelde 1/200, 1/500,

1/1000 ölçekli)

•Kat planlarını (genelde 1/50 ölçeklidir)

•En az iki düşey kesitini (genelde 1/50 ölçeklidir)

•Her cephesinden görünüşünü (genelde 1/50 ölçeklidir)

•Çatı planını (genelde 1/50 ölçeklidir)

•Detayları (Merdiven, kapı/pencere, yalıtım, kaplama

bilgilerinin büyük ölçekli çizimidir. Ölçek genelde 1/1, 1/10,

1/20 dir)

bilgilerini kapsar.

37

MİMARİ PROJE

Mimari düşey kesitlerden:

• Yapının kat sayısı

• Kat döşemelerinin kotları, kat yükseklikleri

•Döşeme tipi, döşeme boşlukları, düşük döşemeler,

döşeme kaplaması

• Merdiven

• Dolgu duvar türü

• Çatı yalıtımı, asma tavan

• Dış yalıtım, cephe kaplaması

gibi bilgiler okunur.

38

YAPISAL ÇÖZÜMLEME VE KESİT

HESAPLARIElle veya bilgisayarla yapılan çözümleme ve kesit hesaplarının başında“Tasarım İlkeleri” adı altında aşağıdaki bilgiler özet olarak verilir:

• Yapının taşıyıcı sistemini açıklayan krokiler

• Temel zemini cinsi, temel kotu, zemin özellikleri ve zemin emniyetgerilmesi

• Kullanılan donatı çeliği sınıfı

• Kullanılan beton sınıfı

• İlgili yük şartnamesi, varsa özel yükleme hallerine ait bilgiler

•Deprem yönetmeliğinden alınan bilgiler (etkili yer ivme katsayısı, süneklikdüzeyi, davranış katsayısı vb)

•Yapının maruz kalacağı çevre şartları ve buna göre maksimum çatlakgenişlikleri

• Yatay ve düşey doğrultularda izin verilen yer değiştirme sınırları

•Yapı ve varsa bağımsız bölümünün duraylılık (stabilite) emniyet katsayıları

• Yararlanılan standardlar, şartnameler ve kaynakların adları


39

TAŞIYICI SİSTEM SEÇİMİNDE TEMEL

KURALLAR• Döşemeler kirişlere oturmalı

• Kirişler sürekli olmalı

• Kirişlerin her iki ucu kolona oturmalı

• Kolon kolona oturmalı

• Kiriş kolon aksları çakışmalı

• Bir yöndeki kirişler birbirine paralel olmalı

• Bir yöndeki kolonlar birbirine paralel olmalı

• Deprem için yeterli perde bulunmalı

40

BETONARME TAŞIYICI SİSTEMLER

• Düşey yükleri doğrudan taşıyan ve düşey taşıyıcıları

birbirine bağlayan yatay elemanlar (döşemeler ve kirişler),

• Bunların mesnetlerini oluşturan ve yükleri alt katlara,

temele aktaran düşey taşıyıcılar (kolon ve perdeler),

• Yapının yüklerini güvenli ve uygun bir biçimde zemine

aktaran temellerden oluşur.

41

KALIP PLANI

• Bir katın kalıp planı, bir üst katın mimarı planını taşıyacak olan sistemdir. Bu yüzden, kalıp planında

gösterilen kiriş ve döşemelerin, tüm ölçülerin bir üst katın mimari planı ile uyum içinde olması

gerekir.

• Kalıp planı, kolon/perde, kiriş ve döşeme gibi taşıyıcı elemanların yerlerine, adlarına ve boyutlarına

ait, bilgileri kapsar. Duvar, kapı, pencere, kaplama gibi mimari bilgileri ve detayları içermez. Mimarisi

farklı olan her kat için, genelde 1/50 ölçekli, ayrı bir kat kalıp planı çizilir. Her kat planında,

anlaşılmayı kolaylaştırmak için, iki doğrultuda en az iki kesit verilir. Kat kalıp planının tamamlanması

ile yapının taşıyıcı sistemi seçilmiş ve düzenlenmiş olur. Bu nedenle bir yapı projesinin en önemli

aşamasıdır.

42

MİMARIN BAKIŞ YÖNÜMİMARİ PLAN

MÜHENDİSİN BAKIŞ YÖNÜKALIP PLANI

+ 3.10 m KOTU

+ 0.00 m KOTU

YAPI MÜHENDİSLİĞİNDE İZLENEN

YOL • TAŞIYICI SİSTEM MALZEME SEÇİMİ, TAŞIYICI SİSTEMİN OLUŞTURULMASI

• DIŞ YÜKLERİN BELİRLENMESİ VE ELEMANLARIN ÖN BOYUTLANDIRILMASI

• STATİK HESAPLAR, İÇ KUVVETLERİN HESAPLANMASI ; N, T, M

• ŞEKİL DEĞİŞTİRME, YER DEĞİŞTİRME KONTROLLERİ

• TASARIM

• TAŞIYICI SİSTEM ELEMANLARININ KESİN BOYUTLANDIRILMASI• DONATI HESABI, KONSTRÜKTİF ESASLARIN UYGULANMASI

• ÇİZİMLER

• KAT KALIP PLANLARI (1/50)• KOLON-PERDE APLİKASYONLARI (1/20-1/50)• KİRİŞ DETAYLARI (1/20)• TEMEL PLANLARI (1/50)

43

GENEL TAŞIYICI SİSTEM DÜZENLEME

İLKELERİ• Yapıdan, üzerine gelen yükleri kullanım ömrü boyunca

kararlılığını kaybetmeden ve işletme performanslarınısağlayarak zemine aktarmak yanında; taşıyıcı sistem veelemanlarından, ayrıca, aşağıdaki hususları sağlamasıbeklenir;

• Taşıyıcı sistem elemanları planda yeterince serbestliksağlayacak şekilde az yer kaplamalıdır.

• Yapı elemanları, ısıtma, havalandırma, aydınlatma,haberleşme, vb. her türlü tesisatın uygunyerleştirilebilmesine, bunların bakım, onarım vedeğiştirilebilmesine olanak vermelidir.

44

GENEL TAŞIYICI SİSTEM DÜZENLEME

İLKELERİ• Taşıyıcı sistem, bütün elemanları ile yangın hasarlarına

dayanıklı olmalı; yapı yangında göçmemeli, yangından

sonra da kullanılabilmelidir.

• Yeterince ses yalıtımı sağlamalı, nem, su, ısı yalıtımı

yapılmasına olanak sağlamalıdır.

• Kullanım yükleri altında, tek tek elemanlar ve taşıyıcı

sistemin tümünde, çatlama, aşırı şekil değiştirme, vb. bir

kusur görülmemelidir.

45

BETONARME TAŞIYICI SİSTEM

ELEMANLARI

• Düşey yükleri doğrudan taşıyan ve düşey taşıyıcıları

birbirine bağlayan yatay taşıyıcı elemanlar (döşemeler ve

kirişler),

• Bunların mesnetlerini oluşturan ve yükleri alt katlara ve

temele aktaran düşey taşıyıcılar (kolon ve perdeler),

• Yapının yüklerini güvenli ve uygun bir biçimde zemine

aktaran temellerden oluşur.

46

BETONARME DÖŞEMELER

• PLAK DÖŞEMELER

• Tek doğrultuda çalışan

• Çift doğrultuda çalışan

• DİŞLİ (NERVÜRLÜ) DÖŞEMELER

• Tek doğrultuda dişli döşeme (dolgu bloklu; asmolen döşeme)

• Çift doğrultuda dişli döşeme (kaset döşeme)

• KİRİŞSİZ DÖŞEMELER (MANTAR DÖŞEME)

47

Çift Doğrultuda

PLAK DÖŞEMELER

• Genellikle dikdörtgen biçimli, çift doğrultuda çalışan plaklar

yüzeysel taşıyıcı özelliğinden yararlanma ve donatı yerleştirme

açısından uygundurlar.

• Plak boyutlarının büyük olması kalıp bakımından hız ve

ekonomi sağlar, 50 m² bir üst sınır olarak kabul edilebilir

(açıklık artışı ile yükseklik ve yapı ağırlığında bir artış).

• Büyük plakları ikincil (tali) kirişlere bölerek uygun kalınlıklar

elde edilebilir, ancak ana kirişlere yük aktarma ve tesisat

geçişleri de dikakte alınmalıdır.

• Plak kalınlıklarının sehim bakımından yeterli olduğu kontrol

edilmelidir.

• Kirişsiz döşemelerde yatay yüklerin perdelerle taşınması,

boşlukların başlık (kolon) şeridi dışında yapılması uygundur.

48

TEK DOĞRULTUDA ÇALIŞAN PLAK

DÖŞEMELER• Düzgün yayılı yük taşıyan ve uzun kenarının kısa kenarına oranı 2 den büyük

olan betonarme plaklar, tek doğrultuda çalışan plaklar olarak adlandırılır.

• Tek doğrultuda çalışan plak döşemelerde eğilme donatısı yalnız kısa

doğrultuda yerleştirilir, uzun doğrultuda ise dağıtma donatısı bulundurulur.

49

ly

l x

TEK DOĞRULTUDA ÇALIŞAN PLAK

DÖŞEMELER• Tek doğrultuda çalışan plaklar için en küçük kalınlık 80

mm dir. Tavan döşemelerinde ve bir yerin örtülmesineyarayan veya yalnız onarım, temizlik veya benzeridurumlarda üzerinde yürünen döşemelerde döşemekalınlığı 60 mm ye kadar düşürülebilir. Üzerinden taşıtgeçen döşemelerde kalınlık en az 120 mm olmalıdır.

• Ayrıca plak kalınlığının serbest açıklığa oranı, aşağıdaverilen değerlerden az olamaz.

• Basit mesnetli, tek açıklıklı döşemelerde, 1/25

• Sürekli döşemelerde, 1/30

• Konsol döşemelerde, 1/12

• Bir doğrultuda çalışan plak döşemelerde, donatıyıkoruyan net beton örtüsü en az 15 mm olmalıdır.

50

ÇİFT DOĞRULTUDA ÇALIŞAN PLAK

DÖŞEMELER• Düzgün yayılı yük taşıyan, dört kenarı boyunca mesnetlenmiş ve uzun

kenarının kısa kenarına oranı 2,0 veya daha küçük olan betonarme plaklar

çift doğrultuda çalışan plaklar olarak adlandırılır. Çift doğrultuda çalışan plak

döşemelerde eğilme donatısı her iki doğrultuda yerleştirilir.

51

ly

l x

PLAKLARDA TESİSAT BOŞLUĞU

52

Tesisat boşluğu beton dökümü sırasında bırakılmalıdır

DİŞLİ (NERVÜRLÜ) DÖŞEMELER (TS500 BETONARME

YAPILARIN TASARIM VE YAPIM KURALLARI)

• Serbest aralıkları 700 mm yi geçmeyecek biçimde düzenlenmiş kirişlerden

ve ince bir tabladan oluşan döşemeler dişli döşeme olarak tanımlanır.

• Bu tür döşemelerde dişlerin arası boş bırakılabileceği gibi, taşıyıcı

olmayan dolgu malzemesi ile de doldurulabilir. Dolgu malzemesi olarak

boşluklu beton briket, boşluklu pişmiş toprak veya benzeri hafif malzeme

kullanılmalıdır. Bunlar asmolen döşeme olarak adlandırılırlar.


53

DİŞLİ (NERVÜRLÜ) DÖŞEMELER

• Dişli döşemelerin açıklığı 4 m den fazla ise, taşıyıcı

dişlere dik, en az aynı boyutta enine dişler düzenlenmesi

gereklidir. Açıklığın 4 m ile 7 m arasında olduğu

durumlarda bir enine diş, açıklığın 7 m den büyük olduğu

durumlarda ise iki enine diş düzenlenmelidir.

• Enine dişler, açıklığı olabildiğince eşit bölmelidir. (TS500-

Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları)

54

ASMOLEN DOLGU ELEMANLARI

55

http://www.yalitimrehberi.net/asmolen.html/

DİŞLİ (NERVÜRLÜ) DÖŞEMELER

Olumlu Yanları

• Düz bir tavan elde etmek,

• Isı ve ses yalıtımını artırmak

(tartışılabilir !),

• Kalıp maliyetini azaltmak,

• Sıva maliyetini azaltmak,

• Toz ve kir tutan köşeleri

kaldırmak, boya maliyetini

azaltmak.

Olumsuz Yanları

• Döşeme ağırlığını artırır,

• Deprem açısından olumsuz

davranış gösterir,

• Döşemede kullanılacak donatı

miktarını artırır,

• Dolgu malzemesi nedeniyle ek

maliyet getirmek.

56

SEHİM KONTROLÜ

57

• Betonarme yapılarda ve yapı elemanlarında, yıkılmaya karşı güvenlik sağlanmasının yanısıra,

öngörülen kullanım yükleri altında elemanların ve yapının tümünün aşırı çatlama, aşırı şekil ve yer

değiştirme ve aşırı titreşime neden olmayacak biçimde boyutlandırılıp donatılması gerekir.

• Eğilme etkisindeki döşeme ve kiriş gibi yapı elemanlarında, işlevi güçleştirecek, görünüşü

etkileyecek ve bu elemanlara bitişik taşıyıcı olmayan diğer yapı elemanlarının çatlamasına veya

ezilmesine neden olabilecek düzeyde sehimler oluşmamalıdır.

• Bu elemanların kalıcı ve hareketli yükler altındaki ani sehimleri ile büzülme ve sünme etkisi ile

oluşan sehimlerin hesabında, betonarme elemanın çatlama durumu gözönünde tutulmalıdır.

(TS500-BETONARME YAPILARIN TASARIM VE YAPIM KURALLARI)

KİRİŞSİZ DÖŞEMELER

• Kirisleri olmayan, doğrudan kolonlara oturan 20-40 cm kalınlığında plak

döşemelerdir.

• Açıklık 7-8 m olabilir. Kalıp isçiliği azdır. Sarkan kiris olmadığından alttan

bakıldığında düz bir tavan görünür. İyi bir çerçeve davranışı sergileyemez.

Yapı simetrik düzenlenmeli ve perdelerle rijitleştirilmelidir.

• Kolonların plağı delip geçmesi (zımbalama) riski vardır. Ağır yükleri olan

döşemelerde (sanayi yapıları, köprü) zımbalamayı önlemek amacıyla kolona

başlık yapılır.

58

KolonZımbalama yüzeyi (45 çatlak)

Döşeme


KİRİŞSİZ DÖŞEME KOŞULLARI

59

(TS500-BETONARME YAPILARIN TASARIM VE YAPIM KURALLARI)


60

Kolon Başlığı


61

http://www.nexus.globalquakemodel.org/gem-building-taxonomy/overview/glossary/


62

Le Corbusier, Maison Dom-Ino (1914)

KASET DÖŞEMELER

• Disli döşemeler gibi insa edilir. Dişler yerine normal boyutlu kirişler kullanılır.

Kirişler arası açıklık 50-150 cm civarındadır.

• Hacim ortasında kolon istenmeyen çok büyük (sinema salonu, otopark gibi)

hacimlerin kapatılmasında kullanılır. Açıklık 15-25 m civarında olabilir. Kare

planlı olmaları gerekir.

63

KASET DÖŞEMELER

64

KASET DÖŞEMELER

65

Stansed Tren İstasyonu, Londra

DÖŞEME KATMANLARI

Kaplama, tesviye betonu, betonarme betonu, sıvadan oluşur. Kaplama;

ahşap parke, mermer, seramik veya mozaik karo benzeri malzemeler

ile yapılır. Tesviye betonu ile her nokta aynı kota getirilir. Tesviye

kalınlığı kalıbın ne denli düzgünyapıldığına, betonun ne denli düzgün

döküldüğüne bağlıdır, Yaklaşık 3-5 cm normal kabul edilir. Sıva

kalınlığı, 2-3 cm civarında uygundur. Döşemenin statik ve betonarme

hesapları Pd tasarım yükü ile yapılır

66

KİRİŞLERDE ETKİLİ TABLA GENİŞLİĞİ

• Simetrik kesitlerde (T-kesiti), b = bw + 0,2 lp

• Simetrik olmayan kesitlerde (L-kesiti vb), b = b1 + 0,1 lp Ancak, gövde dışına taşan

tabla genişliği, herbir yanda, tabla kalınlığının altı katından ve komşu kiriş gövde

yüzüne olan uzaklığın yarısından fazla olamaz. Yukarıda kullanılan lp, kirişin iki moment

sıfır noktası arasındaki uzunluğudur. Kesin hesap yapılmayan durumlarda,

lp = 1,0 l (Tek açıklıklı, basit mesnetli kiriş)

lp = 0,8 l (Sürekli kiriş kenar açıklığı)

lp = 0,6 l (Sürekli kiriş iç açıklığı)

lp = 1,5 l (Konsol kiriş)

67


KİRİŞLER

• Betonarme yapılarda kirişler, döşemeler ve kolonlar

birlikte dökülür. Bu nedenle kirişler döşeme ile birlikte

çalışırlar. Yan kirişler L, iç kirişler T şeklindedir.(TS500-Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları)

68

Yassı kiriş tasarımında dikkate alınacak

KİRİŞ DÜZENLENME KOŞULLARI

• Kiriş gövde genişliği en az 250 mm olacaktır. Gövde genişliği, kiriş yüksekliği

ile kirişin birleştiği kolonun kirişe dik genişliğinin toplamını geçmeyecektir.

• Kiriş yüksekliği, döşeme kalınlığının 3 katından ve 300 mm’den daha az, kiriş

gövde genişliğinin 3.5 katından daha fazla olmayacaktır.

• Kiriş yüksekliği, serbest açıklığın 1/4’ünden daha fazla olmamalıdır.

• Kiriş genişliği ve yüksekliği ile ilgili olarak yukarıda belirtilen sınırlamalar,

kolonlara mafsallı olarak bağlanan betonarme ya da öngerilmeli prefabrike

kirişler, bağ kirişli (boşluklu) perdelerin bağ kirişleri ve çerçeve kirişlerine

kolon-kiriş düğüm noktaları dışında saplanan ikincil (tali) kirişler için geçerli

değildir.

• Pratik olarak kiriş minimum kesit boyutlarını 250x500 mm olarak seçmek

uygun olacaktır.

• Bir aks boyunca devam eden kirişlerin yüksekliklerinin ve genişliklerinin aynı

olmasına dikkat edilmelidir. Tersi durumda boyuna donatıların komşu

açıklıklara uzatılması mümkün olmaz bağlantı sorunları çıkar.

69

KİRİŞ DÜZENLENME KOŞULLARI

• Kirişlerin moment diyagramlarının dengeli olmasının

sağlanması için birbirini izleyen açıklıkların değeri çok

farklı olmamalıdır.

• Kenar açıklığın daha küçük seçilmesi (L1~0.8L2) moment

diyagramının dengesi için uygun olacaktır.

• Ağır yükleri taşıyan kirişlerin kirişe oturtulmayıp, kolonlara

oturtularak yüklerin en kısa yoldan zemine aktarılması

sağlanmalıdır.

• Süreklilikten yararlanabilmek için bir doğrultuda en az 3

açıklık olması uygun bir çözümdür.

• Yerinde dökme betonarme binalarda ekonomik açıklığın 5

m~8 m arasında olduğu söylenebilir.

70

KİRİŞLERDE DONATI DÜZENLEMESİ

71

Kirişlerde boyuna donatı olarak 12 mm den küçük çaplı çubuklar kullanılamaz.

Gövde yüksekliği 600 mm den büyük olan kirişlerde, gövde donatısı bulundurulur.

Bu donatı, gövdenin iki yüzünde eşit olarak, en az 10 mm çaplı çubuklardan ve çubuk aralığı 300 mm

yi geçmeyecek biçimde düzenlenir.

Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik-2007

KALIP PLANINDA AKSLAR

• Mimari planlardaki aksların adı ve sırası aynen korunur,kesinlikle değiştirilmez. Mimari planda olmayan bir akseklemek gerekirse, yeni aks önceki aksın adına a veya 1 indisieklenerek adlandırılır. Örnek: 3-4 aksları arasına iki yeni akseklenecekse adları 3a ve 3b olarak seçilebilir.

• A-B aksları arasına iki yeni aks eklenecekse, adları A1 ve A2olarak düzenlenebilir.

• Kolonlar, S knn (b/h) şeklinde adlandırılır. S harfi kolonanlamındadır. k kolonun bulunduğu kat numarası,nn de okattaki kolon numarasıdır.

• Kirişler, K knn (b/h) şeklinde adlandırılır. K harfi kirişanlamındadır. k kirişin bulunduğu kat numarası,nn de o kattakikiriş numarasıdır.

• Döşemeler, D knn/h=xx şeklinde adlandırılır. D harfi döşemeanlamındadır. k döşemenin bulunduğu kat numarası,nn de okattaki döşemenin numarasıdır.

72

TAŞIMA GÜCÜ VARSAYIMLARI

Taşıma gücüne dayalı kesit hesabında esas alınacak varsayımlar aşağıdaki gibi sıralanmıştır:

− Betonun çekme dayanımı ihmal edilir. (Sıfır alınır)

− Donatı çubuğu ile çevresini saran beton arasında tam aderans bulunduğu düşünülerek, donatı birim

şekil değiştirmesi, aynı düzeydeki beton lifi birim şekil değiştirmesine eşit alınır.

− Düzlem kesitler, şekil değiştirmeden sonra düzlem kalır.

− Taşıma gücüne erişildiğinde, tarafsız eksene en uzak beton basınç lifindeki birim kısalma εcu = 0,003

olarak alınır.

− Donatı çeliğinin elasto-plastik davrandığı kabul edilir.

σs = Es.εs ≤ fyd

- Tüm donatı çelikleri için, elastisite modülü Es = 2 × 105 MPa ve kopma birim uzaması εsu = 0,1 alınır.

− Taşıma gücüne erişildiği sıradaki beton basınç bölgesindeki gerilme dağılımı için, geçerliliği deneysel

verilerle kanıtlanmış herhangi bir dağılım kullanılabilir. Ancak, hesaplarda kolaylık sağlamak amacıyla,

gerçek basınç gerilmesi dağılımı yerine, aşağıdaki özellikleri taşıyan eşdeğer dikdörtgen basınç bloku

kullanılabilir. Blok genişliği olarak, eşdeğer basınç şiddeti olan 0,85 fcd alınır. Blok derinliği, tarafsız

eksen derinliğinin, k1 katsayısıyla çarpılmasıyla bulunur, a = k1 c

73


KOLONLAR

• Dikdörtgen kolon

• Fretli kolon (dairesel, halka veya sekizgen kesitli)

• Poligon kolon (L, I, T, U, Kutu, kesitli)

• Uygulamada en çok karşılaşılan betonarme kolon kesittipi dikdörtgendir. Boyutları 250 x300 mm den az olamaz.Dairesel kolonların çapı en az 300 mm olmalıdır.

• Kolonlarda etkin olan kuvvetler normal kuvvet, eğilmemomenti ve kesme kuvvetidir. Burulma momenti nadiren,özellikle düzensiz yapılarda ve deprem sırasında, etkinolur.

• Normal kuvvet genelde basınçtır, çekme olmasıistenmeyen ve düzeltilmesi gereken bir durumdur. Taşıyıcısistem düzenlemesinin değiştirilmesi gerekir.

74

KOLONLAR• Dikdörtgen kesitli kolonlarda kesit genişliği 250 mm den az olamaz. Ancak, I, T ve L, U kesitli

kolonlarda en küçük kalınlık 200 mm, kutu kesitli betonarme kolonlarda ise en küçük etkalınlığı 120 mm olabilir. Daire kesitli kolonlarda, kolon çapı 300 mm den az olamaz.Kolonlarda net beton örtüsü (pas payı) cc, dıştaki elemanlarda 25 mm den, içtekielemanlarda 20 mm den az olamaz.

• Her tür betonarme kesitte :

Min Ac ≥ Nd /(0.5fck ) (Deprem Yön. 2007, Madde 3.3.1.2)

Min Ac ≥ Nd /(0.9fcd ) (TS500/2000, Madde 7.4.1)

Nd : En büyük tasarım normal kuvveti.

Ac : Betonarme kolon kesit alanı

• Bu sınırlamanın amacı, tasarımcıyı büyük kolon kesiti kullanımına zorlamak ve sünekdavranış etkisini artırmaktır.

• Kolonlarda toplam boyuna donatı oranı, aşağıdaki değerden az olamaz.

ρt = Ast / Ac ≥ 0,01

• Ancak gerekli donatının en az 1,3 katının sağlanması koşuluyla, bu sınır 0,005 değerinekadar azaltılabilir.


75

KOLONLAR

Minumum dışmerkezlik (eksantrisite):

ex ≥ 15+0.03b

ey ≥ 15+0.03h

Minumum Moment:

Mxd ≥ Nd ey

Myd ≥ Nd ex

Ac : Beton kesit alanı

lb : Kenetlenme boyu

∅min : Boyuna donatının en küçük çapı

∅max : Boyuna donatının en büyük çapı

Nd : Tasarım normal kuvveti

Mxd , Myd : Tasarım momentleri

Vxd, Vyd: Tasarım kesme kuvvetleri

İlgili yönetmelikler, kolonların tek eksenli eğilme

maruz olarak boyutlandırılmasına izin

vermemektedir.

Minimum dışmerkezlik (eksantrisite) dikkate

alınması zorunlu kılınmıştır.

76

b

h

Nd

Myd

Mxd

KOLONLARDA DONATI

DÜZENLENMESİDonatı türleri:

Boyuna donatı: Normal kuvvet veeğilme momentlerini karşılar.

Etriye veya fret: Kolona gelen kesmekuvvetini ve burulma momentinikarşılar. Betonun şişmesini, boyunadonatının yanal burkulmasını önler.Ayrıca kolonun sünekliğini artırır.Sargısı etriye olana etriyeli kolon,sipral olana fretli kolon adı verilir.

Çiroz: Etriyenin açılmasını engeller,betonun şişmesini önler, boyunadonatının burkulmasını önler.

77

Boyuna Donatı

Çiroz

Etriye

KOLONLARDA DONATI DÜZENLEMESİ

78

Kuşatılmış Kolon

Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik-2007

MERDİVENLER

• Mimarisi farklı birçok merdiven tipi olmasına karşın, en çok karşılaşılan planda dikdörtgen

görünümlü olanıdır. Basamakları taşıyan eğik merdiven plağı kat sahanlıklarını veya kat sahanlığını

ara sahanlığa bağlar. Bu bağlantı pratikte genellikle rijit yapılmaktadır.

• Deprem yükleri altında merdiven plağı çerçevenin diyagonal elemanı gibi davranır, plakta çekme ve

basınç etkileri oluşabilir (kafes kiriş davranışı). Merdiven plağının bir ucu sahanlığa serbestçe

kayacak şekilde oturtulabilir.

• Ara sahanlık kısa kolon oluşumuna neden olur.

79

Yanlış !!

Doğru

Ek Donatı

Donatı Düzenlemesi

TEMELLER

• Temeller, bir yapının en alt katındaki kolon veya perdelere gelen yükü

(normal kuvvet, eğilme momenti, kesme kuvveti) zemine aktaran

düzenlemedir. Zemin açısından temel sisteminin, Taşıma gücü ve

Oturma yapısal açıdan da yeterli dayanım ve yeterli süneklik

koşullarını sağlaması gerekmektedir. Ayrıca seçilen temel sistemi

ekonomik olmalıdır.

80

TEMELLER

Temel Çeşitleri :

Yüzeysel Temeller

• Duvar Altı Temelleri

• Tekil (Somel) Temeller

• Sürekli (Mütemadi) Temeller

• Bir Doğrultuda Sürekli

• İki Doğrultuda Sürekli (Izgara Temeller)

• Radye Temeller

Derin Temeller

• Kazıklı Temel

• Keson Temel

• Kuyu Temel

81

DUVAR ALTI TEMELİ

• Duvar altı temeli, herbir yandan, üzerindeki duvardan en az 100 mm dışarı

taşmalıdır. Duvar altı temeli kalınlığı ise, duvar dışına taşan konsol açıklığının

yarısından ve 200 mm den az olamaz.

• Duvar boyunca her köşede bir tane olmak üzere en az 4∅10 boyuna donatı

bulundurulmalı ve bunlar, aralığı 300 mm yi geçmeyen, en az 8 mm çapında

etriyelerle sarılmalıdır.

82


SÜREKLİ TEMEL

83

KAZIKLI TEMELLER

84

KOLON

KAZIK BAŞLIĞI KAZIK BAŞLIĞI

KAZIKLAR

SAĞLAM

ZEMİN

BİNADA KOTLAR

85

+ 0.00 KIRMIZI KOT

BODRUM KAT KOTU

ZEMİN KAT KOTU

1.NORMAL KAT KOTU

2. NORMAL KAT KOTU

3. NORMAL KAT KOTU

SAÇAK KOTU

SAĞLAM ZEMİN KOTU

TEMEL ALT KOTU

SİYAH KOT (DOĞAL ZEMİN KOTU)

TEMEL ÜST KOTU

DERZLER

• Derz, iki yapı bloğu arasındakiboşluktur.

• Yapıların oturduğu zeminler, farklıözellikler gösterebilirler; oturmaalanının büyümesi, daha yüksekzemin mukavemetleri talepedebilir. Farklı nedenlerle farklıoturma olasılığı olabilir.

• Titreşim yalıtımına, yangına karşıyalıtımda derze ihtiyaç duyulabilir.

• Taşıyıcı sistemin bazı elemanları,örneğin perdelerin plandakikonumları, yukarıdaki etmenlerlebirlikte, blok boyutlarını kısıtlamagereğini doğurabilir.

86

DERZ YAPMA NEDENLERİ

• Planda ve düseyde simetrik olmayan sistemler.

• Kat alanları ve kat yükseklikleri yapı yüksekliği boyunca

değiskenlik gösteren sistemler.

• Diyaframda (kat döşemesi) büyük boşluklar içeren ya da

zayıf diyafram bağları olan sistemler.

• Sistemdeki süreksizlikler nedeniyle yükleri en kısa yoldan

zemine aktaramayan yapılar.

• Bitisik nizam düzeninde yapılan yapılar.

• Büyük ağırlıkların, kütlelerin bulunduğu yapılar.

• Yapıda yumusak kat, kısa kolon bulunması.

87

88

Derzler yapıldıkları amaca bağlı olarak, ayırma (dilatasyon) derzi,

oturma derzi, deprem derzi gibi isimlerle anılmaktadır.

• Deprem derzleri: İhtiyaç duyulan derz genişliği=Her bir kat içinkomşu blok veya binalarda hesaplanan yer değiştirmelerinmutlak değerlerinin toplamının bir katsayısı ile çarpımı

• Komşu blokların veya binaların kat döşemelerinin bütünkatlarda aynı seviyede olmaları durumunda = R / 4

• Aksi halde = R /2 alınmalıdır.

• Bırakılacak minimum derz genişliği ise, 6 m yüksekliğe kadaren az 30 mm, 6 m’ den sonraki her 3 m ilave yükseklik için budeğere en az 10 mm eklenmelidir.

• Yangın tehlikesi yüksek yapılarda, blok genişliklerinin 30 m ilesınırlandırılmasında yarar vardır.

• Genleşme derzleri için 40 m – 50 m blok genişlikleri uygundur.

DİĞER DERZ ÖRNEKLERİ

89

DEPREME DAYANIKLI YAPI

TASARIMI İLKELERİ

90

91

DEPREM NEDİR ?

• Yerkürenin üst kısmında uzun bir zaman aralığında biriken gerilmelerin kayaçlarındayanımını aşınca enerjinin aniden boşalması sonucu ortaya çıkan titreşimlerindalgalar halinde yayılarak yeryüzeyini sarsma olayına "Deprem" denir.

• Her yıl dünyada ortalama 20.000 ölüm ile fiziksel ve ekonomik kayıplar yaratan 6-10büyük deprem ve 10 milyon civarında da küçük deprem meydana gelmektedir.

• Deprem, insanların hareketsiz kabul ettiği ve üzerinde dolaştığı, yapılar inşaa ettiğizeminin de hareket edebileceğini ve üzerinde bulunan tüm yapılarında zarar görüp, cankaybına uğrayacak şekilde yıkılabileceklerini gösteren bir doğa olayıdır. Deprem tekbaşına öldürücü değildir, öldüren yapılardır.

• Deprem mühendisliği; jeofizik, jeoloji, sismoloji, zemin mühendisliği (geoteknik)disiplinlerinin mukavemet, malzeme, yapı mekaniği vb, alt bilim dallarıyla karma biretkinliği olarak ortaya çıkmıştır. Yeni sayılabilecek bir mühendislik disiplinidir.

• Deprem oluşmadan önce bazı işaretler görülmekle birlikte, günümüz teknolojisi iledepremin önceden haber verilmesi olası değildir. Bu durumda depreme karşı dayanıklıyapı yapmak, depremlerden korunmanın tek yoludur.

DEPREM

• Deprem bölgeleri haritasına göre, ülkemizin %92’sinin

deprem bölgeleri içerisinde olduğu, nüfusumuzun %95’nin

deprem tehlikesi altında yasadığı ve ayrıca büyük sanayi

merkezlerinin %98’i ve barajlarımızın %93’ünün deprem

bölgesinde bulunduğu bilinmektedir.

• Son 58 yıl içerisinde depremlerden, 58.202 vatandaşımız

hayatını kaybetmis, 122.096 kisi yaralanmıs ve yaklasık

olarak 411.465 bina yıkılmıs veya ağır hasar görmüştür.

Sonuç olarak depremlerden her yıl ortalama 1.003

vatandasımız ölmekte ve 7.094 bina yıkılmaktadır

92

93

MARMARA DEPREMİ (1999) SONUÇLARI

• Yıkıcı deprem sabah saat 3:02’de olmuştur. Resmiverilere göre, ölü sayısı 17.439, yaralı sayısı 43.953kişidir. Yaklaşık 500.000 kişi evsiz kalmıştır. Ağırhasarlı yapı 110.000 civarındadır.

• 10-15 milyar $ birincil ekonomik kayıp TürkiyeG.S.M.H.’nın %5-7’si dir.

• Bu depremde yüzeyde 126 km uzunluğunda faykırılmıştır. Yatay yer değiştirmelerin ortalaması 4.5 mdir. Düşey fay atımları ortalama 2.5 m dir.

• Depremin büyüklüğü M=7.4 dür. En büyük yer ivmesiAdapazarı’nda ölçülmüş olup 0.4g dir.

• Türkiye’deki bina stoğu, Balkan ve Ortadoğuülkelerinde bulunan bina stoğuna benzemektedir.Konut türü yapılar, ahşap, kagir ve betonarme yapılarolarak üç ana sınıf altında incelenebilir.

94

TÜRKİYE DEPREM BÖLGELERİ HARİTASI

www.tsrsb.org.tr

DEPREMLERDE YAPILARDA HASAR OLUŞMA

NEDENLERİ

1-Bilgi eksikliği

a) Proje ve uygulama yapan teknik elemanlarda,

b) Yapım, bakım, denetim personelinin bilgi eksikliği,

2-Ekonomi yapma eğilimi

a) İlk maliyette ekonomi,

b) Bakım sırasında ekonomi sağlama eğilimi,

3-Dikkatsizlikler ve unutkanlıklar

a) Konstrüktif detaylarda dikkatsizlikler, eksik, hatalı çizimler, yanlış bilgigirilmesi ve uygulamalar,

b) Denetime gerek görülmemesi ya da uygun denetim yapılmaması,

c) Projeler arası (zemin etüdleri, mimari, statik, tesisat) iletişim eksikliği,

d) Sorumlulukları hafife alma eğilimi,

4-Beklenmeyen ve istenmeyen olaylar

Önceki depremler, sel, fırtına, patlama etkileri, çarpmalar, şok etkileri, yangın,vb.,

5-Malzeme üretimi kusurları

95

KÖTÜ DETAYLANDIRMA, KÖTÜ MALZEME, KÖTÜ

İŞÇİLİK

96

Segregasyon

Segregasyon:Betonun ayrışması

BETONARMEDE KOROZYON PROBLEMİ

Betonun çatlamasının, içindeki donatının paslanma şiddeti ile doğru orantısı

bulunmaktadır. Çatlama donatı boyunca oluşur. Donatının çapı azalır. Paslanmanın

görüldüğü ortamda %70-80 oranında bağıl nem vardır. Eğer donatı üzerinde

kabuklanma şeklinde oluşum var ise pas donatının içine nüfuz etmiş ve yayılmıştır,

tamir edilmez ve donatının değiştirilmesi gerekir. Onarılabilir korozyonlar uygun yapı

kimyasalları ile tamir edilebilir.

97

Donatı

1-Pas oluşumu

2-Çatlama

3-Parça atma

Korozyon Süreci

98

DEPREMLERDE HASAR GÖRME YA DA YIKILMA

RİSKİ OLAN YAPILAR• Planda ve düşeyde simetrik olmayan yapılar.

• Kat alanları ve kat yükseklikleri yapı yüksekliği boyunca değişkenlik gösteren sistemler.

• Diyaframda büyük boşluklar içeren ya da zayıf diyafram bağları olan sistemler.

• Sistemdeki düşey süreksizlikler nedeniyle yüklerini en kısa yoldan zemine aktaramayan yapılar.

• Bitişik düzende olan yapılar.

• Büyük ağırlıkların, kütlelerin bulunduğu yapılar.

• Yapıda yumuşak kat, kısa kolon bulunması.

• Donatıda korozyon, yetersiz donatı yüzdesi, düşük beton kalitesi, kötü işçilik.

• Olumsuz zemin koşulları, yetersiz temel düzenlemesi.

99

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMIYLA

AMAÇLANAN• Depreme dayanıklı yapı tasarımının temel ilkesinden anlaşılacağı üzere, tasarımla amaçlanan,

yapıların büyük depremleri hasarsız atlatmasını, sağlamak değildir.Olası hasarın sınırlandırılmasıdır.

• Bu nedenle yapılar, bazı özel durumlar dışında elastik deprem yüküne göre tasarlanmazlar. Yanibinaların elastik ötesi davranış gösterecekleri (hasar görerek enerji yutacakları) daha tasarımınbaşında öngörülür.

• Yapıda ortaya çıkması olası hasarın kabul edilebilir sınırı nedir?

• Kabul edilebilir hasar, hangi deprem veya depremlerin etkisinde ortaya çıkacaktır?

• Depreme dayanıklı bir yapının, yeterli Dayanım, yeterli Rijitlik ve yeterli Sünekliğe sahip olmasıgerekir.

• Depreme dayanıklı yapı tasarımıyla amaçlanan da, yapıya bu özelliklerin kazandırılmasıdır.

• Şiddetli deprem etkisinde ortaya çıkacak olan kuvvetleri yapıların doğrusal davranış sınırlarınıiçinde karşılaması olası değildir. Bu durumda yapının ayakta kalabilmesi doğrusal davranıştan sonragöstereceği davranış belirler. Enerji yutulmasının düzeyini büyük ölçüde bu doğrusal olmayandavranış yeteneği belirleyecektir. Sistemin doğrusal olmayan davranış yeteneği ne kadar iyi iseenerji yutma yeteneği de o derece iyidir.

• Sünek yapı deyimi ile, depremin enerjisini kalıcı deformasyon yaparak tüketen fakat yıkılmayan yapı anlaşılmaktadır.

100

MİMARLIK VE DEPREME DAYANIKLI TASARIM

Gerek dünyada gerekse Türkiye’de depremlerden elde edilen

deneyimler depreme dayanıklı yapı tasarımının mimari tasarım

aşamasında başladığını göstermektedir. Depreme hasarları çoğu kez

yanlış seçilen mimari biçim nedeniyle olabilmektedir.

Geometrik biçimi çok karmaşık olan bir yapının analiz olanağı olsa da

taşıyıcı sistemin hem güvenlikli hem de ekonomik olarak analizi

olanak dışı olabilir. Taşıyıcı sistemlerin depremde oluşan yatay

yüklere karşı davranışı düşey yüklere karşı davranışından farklıdır.

Mimari tasarım sürecinde deprem açısından sakıncalı olacak biçim ve

ayrıntılardan kaçınmakla depreme dayanıklı ve ekonomik taşıyıcı

sistemler oluşturulabilir.


Deprem üzerine mimari tasarıma yönelik Prof.Dr. Uğur Ersoy’un görüşleri

şöyledir:

“Yapılan araştırmalar, deprem dayanımının büyük ölçüde mimari tasarım

aşamasında oluştuğunu göstermektedir, çünkü bina geometrisi bu aşamada

şekillenmektedir. Mimari tasarım aşamasında deprem davranışına ters düşen

bir biçimin seçimi büyük bir handikap oluşturmaktadır...

Nervi’ye göre ise bir uçak şekillendirilirken aerodinamiğin temel ilkelerine ters

düşen bir geometri söz konusu olamaz. Örneğin hiçbir tasarımcı uçak

gövdesini dikdörtgen prizma şeklinde yapamaz, çünkü bunun aerodinamiğe

aykırı olduğunun bilincindedir. Nervi’ye göre deprem bölgelerinde yapılan

yapıların tasarımında depreme dayanıklı yapı ilkeleri, uçaklar için

aerodinamik ne kadar önemliyse o kadar önemlidir.

101


• Basit ve simetrik yapıların deprem ve deprem etkisi altındaki

davranışları daha iyi analiz edilebilmekte ve yapım aşamasındaki

imalatlarda kolaylık sağlanmaktadır (Ersoy,1999).

• Depreme dayanıklılık konusunda yapı formunda simetri, hem burulma

hem de kolay çözümlenebilmesi açısından inşaat mühendislerince

önemli bir tasarım kriteri olarak görülmektedir. Ancak mimaride

simetri, çok basit durumlar dışında, işlevsel ya da strüktürel

zorunluluklar sonucu değil, fakat biçim kaygısıyla arandığı için, çoğu

kez tasarımın diğer koşullarıyla karşıtlaşır. Fazla yinelemenin işlevsel

olarak gereksiz olması olasılığı çoktur (Kuban, 1992).

102

103

JAPONYA-HANSHİN DEPREMİ 1995

VİYADÜKLERE ETKİSİ

104

TASARIM DEPREMİ KAVRAMI

2007 Deprem Yönetmeliğinde mevcut binaların deprem güvenlik ve performanslarınındeğerlendirilmesinde göz önüne alınmak üzere, farklı düzeyde deprem hareketleritanımlanmıştır.

Bu deprem hareketlerinin aşılma olasılıkları ve dönüş periyotları:

• Servis depremi (50 yılda % 50 – 72 yıl)

• Tasarım depremi (50 yılda % 10 – 475 yıl)

• En büyük deprem (50 yılda % 2 – 2475 yıl)

50 yılda aşılma olasılığı %10 olan konut ve işyeri gibi binaların tasarımında kullanılacaktasarım depremidir.

Halkın yoğun olarak bulunduğu sinema, tiyatro, okul, spor tesisleri gibi binalar iledepremden hemen sonra kullanılması gereken binalarda (hastaneler, itfaiye, sağlıkocakları, ulaşım istasyonları, enerji tesisleri, vb.) ise bina önem katsayısı kullanılmaksuretiyle, söz konusu tasarım depremi büyütülerek kullanılır.

105

BİNA PLAN TİPLERİ

• Deprem kuvvetlerini karşılamak açısından enuygun plan biçimi kare ve dairedir. Bunlar simetrikolduklarından her yönde aynı oranda depremkuvveti ile zorlanırlar ve simetri nedeniyle heryönde aynı ölçüde taşıma güçleri vardır.

• Fazla uzun olmama koşulu ile (<30 m) dikdörtgenbina planı da basitlik ve simetri açısındanuygundur. İçeri dönük köşeleri ve karmaşıkplanları olan binalar köşelerde gerilmeyoğunlaşması olacağından ve yapıda burulmaetkileri meydana getireceğinden sakıncalıdırlar.

106

BİNA PLAN TİPLERİNİN İRDELENMESİ

PLANDA DÜZENSİZLİK

107

Kütle Merkezi Rijitlik Merkezi

e

Burulma Etkisi Binanın Kütle Merkezi İle Rijitlik Merkezinin Planda Aynı Yerde Olmamasından Oluşur

108

BURULMA HASARI

Burulma Hasarı

Taiwan-1999 Burulma Hasarı

Türkiye-1999

109

ZAYIF KOLON-GÜÇLÜ KİRİŞ PROBLEMİ

Zayıf kolon-güçlü kiriş (halinde kolonlar mekanizma durumuna geçerek, yapı

göçme moduna girebilmektedir. Kolonların güçlü, kirişlerin zayıf olması

halinde ise plastik mafsallaşma kiriş uçlarında meydana gelmekte, büyük

deformasyonlarda dahi sistem stabilitesini koruyarak sünek bir davranış

gösterebilmektedir.

Kiriş Mekanizması Kolon Mekanizması-Göçmeye neden olur

110

YUMUŞAK KAT DAVRANIŞI

• Zemin katları dükkan, üst katları konut, büro olanyapılarda, zeminde oluşan yumuşak kat nedeni ile zeminkat kolon uçlarında oluşan kesme kuvveti değeri artar.

• Özellikle dükkan üstündeki katlarda asmolen döşemekullanılması halinde bu durum yassı kirişlerin oturduğukolon uçlarında büyük dönmeler oluşturmaktadır.

• Bu koşullarda yanal öteleme daha büyük olacağındanyapıda göçme meydana gelebilir.

YUMUŞAK KAT

111

112

YUMUŞAK KAT HASARI

Olive View Hospital, San Fernando, California

Commercial Building Casa Micasa S.A., Managua, Nicaragua.

113

YUMUŞAK KAT HASARI

114

TAŞIYICI SİSTEMİN DÜŞEY ELEMANLARININ

SÜREKSİZLİĞİ

DBYBHY-2007

Ko

nso

l U

cu

nd

a K

olo

n

115

DÜŞEY SÜREKSİZLİKLER(KONSOL UCUNDA KOLON ÖRNEĞİ)

*2007 DBYBHY Koşullarına göre yapımı yasaklanmıştır.

KISA KOLON

• Kısa kolonlara gelen kesme kuvvetleri normalyükseklikteki kolonlara gelen kesme kuvvetlerinden çokbüyüktür. Kolonun boyu kısaldıkça üzerine çekeceğikesme kuvveti değeri artar. Kesme kuvvetinin değerikolon boyunun üçüncü kuvveti ile orantılı olarak artar.

• Yapılarda mümkün olduğu kadar kısa kolon oluşturmaktankaçınmak gerekir (örneğin kısa kolon oluşumuna kolonunçevresindeki duvarlar neden oluyorsa duvarlar kolondanizole edilmelidir), ya da tasarım aşamasında gelen etkileregöre boyutlanmalıdır.

116

117

KISA KOLON MEKANİZMASI

118

KISA KOLON HASARLARI

Bant Pencere

Kısa Kolon Etkisi

119

TAŞIYICI SİSTEM DÜZENLEME ESASLARI

Her taşıyıcı sistemden, kendi ağırlığı başta olmak üzere, etkiyen yüklerikarşılayarak bunları üzerine kurulduğu zemine güvenli bir şekilde iletmesibeklenir. Bir yapının, güvenli olması yanında, sağlaması gereken koşullardan,ekonomik, kullanım amacına uygun, çevre ile uyumlu ve estetik olma koşullarıda gözönünde tutulmalı, taşıyıcı sistemin bu koşulları engelleyici olmamasınaçalışılmalıdır.

Betonarme taşıyıcı sistemin düzenlenmesi sırasında dikkat edilmesi gerekenhusular aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1. Her iki doğrultuda yatay yükleri karşılayacak çerçeveler meydanagetirilmesi, yatay yüklerin güvenli biçimde taşınabilmesi için gereklidir.

2. Taşıyıcı sistemin, yükleri en kısa yoldan zemine aktaracak şekildedüzenlenmesi, böylece, burulma gibi bazı olumsuz etkilerin meydanagelmemesi gerekmektedir.

3. Düşey taşıyıcı olan kolon ve perdelerle temellere gerekli önemin verilmesi,özellikle temellerin zemin durumu gözönüne alınarak belirlenmesi, kolonlarınzemine kadar kesintisiz devam etmesi önemlidir.

120


4. Depremde en çok zorlanan yerlerden birisi kiriş-kolon birleşim bölgeleridir.Buralarda donatının yerleştirilmesine, kenetlenmesinin sağlanmasına vekolon etriyelerinin devam ettirilmesine dikkat edilmelidir.

5. Betonun yeterince sünekliğe sahip olabilmesi ve öngörülen dayanımdaolması gerekir. Depremin alışılmışın üzerinde bir yükleme doğuracağı veyapılan kusurların meydana çıkacağı unutulmamalıdır.

6. Deprem etkisi en fazla alt katlarda ortaya çıkacağı için, buradaki kolonlarınyapım ve düzenlenmesine önem verilmeli, görünüş ve kullanım gerekleri ileani rijitlik değişikliğine gidilmemelidir.

7. Taşıyıcı sistemde rijitliğin ve bununla uyumlu taşıma kapasitesinin düzgünbir şekilde dağıtılmasının, deprem nedeni ile ortaya çıkan hasarların bazıbölgelerde yoğunlaşmadan tüm yapıda dağılmasını sağlayacağı gözdenkaçırılmamalıdır.

8. Taşıyıcı sistemin planda simetrik olarak düzenlenmesi depremden ortayaçıkacak etkilerin gereksiz yere artmasını önler.

9. Kolon ve perde kesitlerinin, taşıyıcı sistemin iki doğrultudaki rijitliğinibiribirine yakınlaştıracak şekilde belirlenmesi, her iki doğrultudaki depremzorlanmasının uyuşumlu olarak taşınmasını sağlar.

121


10. Perdelerin, planda dış kenarlara yakın yerleştirilmesi, yapının tüm plankesitinin burulma rijitliğini arttırarak, depremden doğacak kesit etkilerinin dahadüşük düzeyde kalmasını sağlar.

11. Kolon ve kirişlerdeki birleşim noktalarına yakın bölgeler (sarılma bölgeleri)deprem etkisi altında fazla zorlanacağı için, etriyelerin sıklaştırılması ilebetonda sarılmadan dolayı dayanımın ve göçme şekil değiştirmesinin(sünekliğin) artması sağlanabilir. Böylece deprem etkilerinin neden olacağıhasar daha düşük bir düzeye indirilebilir.

12. Taşıyıcı sistemin depremde hasar görmesindeki nedenler önem sırasınagöre; a) Taşıyıcı sistemin iyi düzenlenmemiş olması, b) Malzemedayanımlarının düşük olması, c) Konstrüktif ayrıntılara dikkat edilmemişolması, d) Statik ve betonarme hesaplarının yeterli olmaması, olaraksıralanabilir. Buradan, konstrüktif esaslara uymamanın statik ve betonarmeçözümlemeden daha önce gelen bir hasar nedeni olduğu anlaşılmaktadır.

13. Yapılarda kütlesi büyük olan katların zemine yakın düzenlenmesi toplamtaban kesme kuvvetini azaltacağı gibi, deprem sırasında meydana gelecekatalet kuvvetlerinin yapıyı daha az zorlaması da sağlanır.

14. Kirişsiz döşemeli yapılarda, döşeme ve kolonların oluşturduğu çerçeveleryatay yüklere karşı çoğunlukla yeterli rijitlik sağlayamadıkları için, depremperdeleri ile yapının rijitleştirilmesi uygundur.


122

UYGUN UYGUN DEĞİL

123

PERDELERİN DÜZENLENMESİ

• Çok katlı yapılarda deprem yüklerinin karşılanmasında perdeler etkin bir

şekilde kullanılırlar. Çerçevelerle birlikte ya da bağ kirişleri ile birlikte grup

halinde de kullanılabilirler.

• Plandaki yerleri ve geometrileri genellikle mimari fonksiyonlarının bir sonucu

olarak ortaya çıkar.

• Binalar genellikle perde ve çerçeve sistemlerin bütünlüğü olup her iki sistemi

barındıran yapılardır.Yapıda kat alanının yüzdesi olarak her iki asal yönde

perde bulunmaktadır. Taban alanının toplamında her iki yönde en az % 2

oranında perde bulunmalıdır.

• Perdeler binanın elastik enerji tüketme gücünü sağlarken, çerceveler de kalıcı

deformasyonlar yaparak plastik enerji tüketme gücünü sağlarlar.

• Perdeler yatay ötelemeyi sınırlarken, ikinci mertebe momentleri kısıtlayıp

kesitlerin daha fazla zorlanmasını önlerler.

PERDE VE ÇERÇEVE SİSTEMLER

124

PERDE ÇERÇEVE BOŞLUKLU PERDE

UYGUN PERDE VE ÇEKİRDEK DÜZENLEMESİ

125

ya da

Derz

Perde

Perde

Perde

Çekirdek

126

ÇEKİRDEK PERDELERİ DÜZENLENMESİ

EĞRİLİKLİ YÜZEYSEL

SİSTEMLER

127

KABUKLAR

• Kabuklar, aynı yönde tek eğrilikli veya çift eğrilikli ya da

ters yönlerde çift eğrilikli yüzeysel taşıyıcı sistemlerdir.

Kabuk kalınlığı kabuğun yayıldığı alana nazaran çok

azdır.

• Kabuklar genellikle salon gibi geniş alanların örtülmesinde

kullanılır. Kabuklarda 200 m ye kadar açıklıklar ekonomik

olarak geçilebilir.

• Tarihsel gelişimde kabuklar kubbe ile aşağı yukarı aynı

dönemlerde ortaya çıkmıştır. Betonarmenin kullanılmaya

başlaması ile yığma, masif kubbelerin yerini ince

betonarme kabuklar almıştır. Kabukların en önemli özelliği

hafif olmalarıdır

128

KABUKLARIN YARARLARI VE

SAKINCALI YÖNLERİ

• Kabuklar, kayda değer eğilme gerilmeleri oluşturmayacakkadar ince, fakat yükleri basınç, kayma ve çekme iletaşıyabilecek kalınlıkta olan iki boyutlu eğrisel taşıyıcılardır.

• Kabukların hafifliği, donatıda ve temellerde ekonomininsağlanmasında etkin rol oynar. Başka bir yarar, bu yapılarınzarif ve hafif görünüşündedir. Böyle bir görünüş yapılardaestetik açıdan önemli bir etkendir.

• Sakıncaları; önce pahalı olan kalıp masrafını beraberindegetirir. Gerçekten örtü elemanları çoğu kez eğri yüzeylerdir vebu yüzeylerin açınımı her zaman olanaklı değildir. Bundanbaşka kalıplar büyük bir titizlikle hazırlanmış olmalıdır.

129

EĞRİLİKLİ YÜZEYSEL SİSTEMLER

a) Tek eğrilikli yüzeysel sistemler:

Silindirik kabuklar

Konisel kabuklar

b) Çift eğrilikli yüzeysel strüktürler

Eğrilikleri aynı yönde olanlar

Eğrilikleri aksi yönde olanlar

Eğrilikleri hem aynı hem de aksi yönde olanlar

130


• Eğrilikli yüzeysel sistemlere kabuk sistemler dedenilmektedir. Kabuklar, geometri olarak eğrilikleri ya daoluşturma yöntemleri göz önüne alınaraksınıflandırılmaktadırlar.

• Eğriliklerine göre sınıflandırma, yüzeyin birbirlerine dikdüzlemlerle kesiminde yarıçapı minimum ya damaksimum olan asal eğrilikler ile yapılmaktadır. Bueğrilikler birbirinin aynı ya da ters işaretteolabilmektedirler. Asal eğriliklerin çarpımıyla elde edilenGauss eğriliği { (1/R1) x (1/R2) = K }, bu nedenle sıfır (K =0), pozitif (K > 0) yada negatif (K < 0) olabilmektedir.

• Bir yüzey her üç tip eğriliği de kapsayabilmektedir.

131


• Sıfır Gauss eğrilikli yüzeylere (tek eğrilikli yüzeylere)silindir ve koni örnek gösterilebilmektedir. Silindirikkabuklar açıklıkları enlemsel ve boylamsal olarakgeçebilmektedirler.

• Yükler karşısında yüzeyde kemer kiriş ve eğri plak etkilerioluşmaktadır. Boylamsal olarak oluşturulduklarındaçekmeye çalıştıklarından esas olarak plak tesirigöstermektedirler.

• Silindirik kabuklar enlemsel olarak oluşturulduklarında isekemer etkisi göstermektedirler. Silindirik kabukların paralelayrıtlar veya birleşme ara kesitleri verecek şekilde biraraya getirilerek kullanılmaları sanayi yapılarındauygulanabilmektedir.

132

KUBBELER

• Betonarme küresel kubbelerin rijitlikleri büyük olduğu için

• kalınlıkları d=L/(300-400) olarak alınır.

• Eğilmeye çalışan betonarme düzlem plaklarda bu kalınlıkd=L/(20-30) civarındadır.

• Çelik kubbelerde ise d=L/1000 civarındadır.

• Kubbe, bir kemerin kendi ekseni etrafında döndürülmesiile elde edilen ve kemerle aynı statik özelliklere sahip olanbir taşıyıcı sistemdir.

• Mesnetlerinde sürekli bir taşıyıcı yüzey elemanına gerekduyar. Bu nedenle de kubbenin dairesel bir kaideyeoturması gereklidir. Taşıma ilkesi, yükün en tepedeki kilittaşından başlayarak komşu taşlara aktarıla aktarılakubbenin tabanına iletilmesine dayanır.

133

KUBBELERDE KUVVETLER

134

Meridyenel

Kuvvetler

Çembersel

Kuvvetler

135


Tek Eğrilikli Kabuklar

136


Felix Candela, Xochimilco

Mexico City

Çift Eğrilikli Yüzeyler

FELIX CANDELA

137

http://www.arch.mcgill.ca/prof/sijpkes/Downloads/proposal-htmlonly.html

PALLAZZO DELLO SPORT - ROME,

ITALY

138

KRESGE AUDITORIUM, MIT--CAMBRIDGE,

MASSACHUSETTS

139

SYDNEY OPERA BİNASI, AVUSTRALYA

140

HİPERBOLOİD KABUKLAR

Hiperboloid kabuklar, Bir düzlem içerisinde bir hiperbol eğrisinin bir simetri ekseni etrafında

döndürülmesiyle oluşturulur.

Uygulamada hiperboloid kabuklara daha çok santrallerin büyük soğutma kulelerinde rastlanmaktadır.

141

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cooling_towers_of_Dukovany_Nuclear_Power_Station.jp

KRESGE AUDITORIUM, MIT CAMPUS

142

BAŞARILAR...

143

Engineering

Betonarme Yapılar-Giriş