Betonarme Elemanlarda Donatı Düzenleme

BETONARME ELEMANLARDA

DONATI DÜZENLEME

Prof. Dr. Melike Altan Prof. Dr.Nahit Kumbasar

İ.M.O. Seminer Notları

2004

1.GİRİŞ

Betonarme beton ve çelikle oluşturulan bir yapı malzemesidir. Betonun çekme

dayanımının basınç dayanımına göre çok düşük olması nedeni ile bu zayıflığın çelik

donatı ile giderildiği bilinmektedir. Ancak donatının statik hesabın sonucu olarak elde

edilen çekme gerilmelerini taşımanın yanında sargılama, basınç gerilmesi taşıma vb. gibi

ayni derecede önemli başka işlevleri de vardır.

Yapı elemanları için gerekli olan donatının doğru hesaplanması kadar doğru yerde ve

biçimde konması da önem taşır. Yapının dayanımını sağlayan donatı, miktarının

yeterliliği ile değil etkin olan donatı miktarının yeterliliği ile belirir. Etkin, yani gerekli

yerde, doğru biçimde ve yeterince kenetlenmiş donatı.

Betonarme bir elemanda donatı olarak çelik çubuklar, hasır donatılar ve demet donatılar

kullanılır. Betonun donatılmasının birçok amacı vardır.

Eğilme ve çekme ile zorlanan yapı elemanlarında donatının görevi çekme

kuvvetlerini almaktır. Betonun çekme dayanımı çok düşük olup bu dayanıma göz

önüne alınmadığı için betonarme kesit hesabında betonun çekme gerilmelerini

alamadığı, çekme kuvvetlerinin donatı tarafından taşındığı kabul edilir. Bu tip

yapı elemanlarında donatılar genellikle çekme gerilmelerinin bulunduğu çekme

bölgelerine yerleştirilir. Ayrıca kesit hesabının gerektirdiği durumlarda basınç

bölgelerine de donatı yerleştirilebilir. (kolonlar, basınç donatılı kirişler)

Donatı, sıcaklık değişimi, rötre gibi etkilerden oluşan çekme gerilmelerinin

taşınması ve çatlak genişliklerinin sınırlı kalmasını sağlamak için de kullanılır.

Kolonlarda donatı basınç kuvveti ile zorlanan betonun taşıma kapasitesini arttırır.

Narin kolonlarda burkulmaya karşı güvenlik sağlar. Büyük çatlakları önler ve

ortaya çıkan eğilme momentlerini karşılar.

Basınç donatısı olarak betonun sünme ve rötre şekil değiştirmelerini azaltır.

Sadece basınç gerilmeleri ile zorlanan ve burkulma tehlikesi olmayan yapı

elemanlarında betonun yüksek basınç dayanımı nedeniyle donatının önemi fazla

değilse de yüksek basınç gerilmelerine maruz betonarme elemanlarda yarılmalara

2

karşı enine donatı veya fret donatısı kullanılır. Enine donatı betonun göçme şekil

değiştirmesinin büyümesini sağlar ve böylece sünekliği artırır.

Betonarme bir taşıyıcının en uygun şekilde davranabilmesi için teorik olarak donatının

gerilme yörüngelerine paralel olarak yerleştirilmesi gerekirse de bu yörüngelerin

değişken olması ve uygulama kolaylıkları nedeniyle donatı doğrultuları gerilme

yörüngelerinden sapmaktadır.

Betonarme bir taşıyıcıya donatı yerleştirilirken betonarme hesabın yanısıra konstrüktif

kurallara da uyulması gerekir. TS500 ve Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar hakkında

Yönetmelik ülkemizde yapılacak betonarme ve öngerilmeli beton yapılar için gerekli

konstrüktif kuralları içermektedir.

2.GENEL BİLGİLER

2.1 DONATI ÇELİKLERİ

Betonarme donatısı olarak kullanılacak çelikler TS708 e uygun olmalıdır. Çeşitli donatı

sınıflarının TS708 de verilen mekanik özelliklerinden bazıları Tablo1 de gösterilmiştir.

TABLO 1 TS 708 e Göre Donatı Çeliklerinin Mekanik Özellikleri

Çelik sınıfı Minimum akma sınırı fyk ; f0.2 (MPa )

Minimum çekme dayanımı fsu

( MPa)

Minimum kopma uzaması εsu

S220(a)Doğal sertlikte düz yüzeyli beton çeliğiS420(a)Doğal sertlikte nervürlü beton çeliğiS420(b)Soğukta işlenmiş nervürlü beton çeliğiS500(bs)Doğal sertlikte çelik hasırS500(bk)Soğukta işlenmiş çelik hasır

220

420

420

500

500

340

500

500

550

550

0.18

0.12

0.10

0.08

0.05

3

Donatı çeliğinin elastisite modülü Es=2x105 MPa dır. Soğukta işlem görmüş donatı

çeliklerine kaynak yapılamaz. Kaynak yapılacak doğal sertlikteki donatı çeliklerinde ise

TS708 de tanımlanan karbon eşdeğeri %0.40 değerini geçmemelidir.

2.2 BETON ÖRTÜ TABAKASI KALINLIĞI (net beton örtüsü)

Betonarme bir elemana yerleştirilecek donatının dış etkilere karşı korunması gerekir.

Betonarme elemanlar buhar, su, etkili gazlarla temasta ise beton, bu etkilere karşı uygun

çimento seçimi, katkı maddeleri ile korunabilirse de donatının korunması ancak yeterli

örtü tabakası kalınlığı ile sağlanabilir.

Donatının TS500 de öngörülen minimum beton örtü tabakası (en dış donatının diş yüzü

ile beton kenarı arasındaki uzaklık) kalınlıkları Tablo 2 de verilmiştir

TABLO2 Beton örtü tabakası kalınlıklar (TS500)

ElemanZeminle doğrudan ilişkide olan elemanlarda cc 50mm

Hava koşullarına açık kolon ve kirişlerde cc 25mm

Yapı içinde dış etkilere açık olmayan kolon ve kirişlerde cc 20mm

Perde duvar ve döşemelerde cc 15mm

Kabuk ve katlanmış plaklarda cc 15mm

Betonlama sırasında beton örtü tabakası kalınlığının korunabilmesi için kalıpla donatı

arasına beton takozlar ve iki sıra donatı arasına çelik çubuk parçaları konur veya bu

amaçla hazırlanmış plastik elemanlar kullanılabilir.

Donatısı altta bulunan bir yapı elemanı doğrudan doğruya (temel plaklarında olduğu gibi)

zemin üzerine yapılacaksa, zemin türü gözönüne alınarak, enaz 50mm kalınlığında beton

bir tabaka oluşturulmalıdır.

Elverişsiz çevre koşulları durumunda ve daha fazla yangın güvenliği gerektiren

durumlarda bu değerler arttırılmalıdır.

2.3 MİNİMUM DONATI ARALIĞI

4

Aynı sıradaki donatı çubukları arasındaki net aralık donatı çapından, maksimum agrega

çapının 4/3 ünden ve 25mm den daha az olamaz. Bu sınırlar bindirmeli eklerin

bulunduğu yerde de geçerlidir.

Donatının iki veya daha fazla sıra olarak yerleştirilmesi gereken durumlarda , üst sıradaki

çubuk alt sıradakilerle aynı düşey eksen üzerinde sıralanmalı,ve iki sıra arasındaki net

açıklık en az 25mm veya donatı çapı kadar olmalıdır.

Şekil 1

2.4 BÜKÜM YARIÇAPI

Fabrikada düz olarak üretilen çelik çubuklar şantiyede projesine uygun olarak bükülür.

Büküm noktasında çelikte iki kolda kuvvetlerin doğrultu değiştirmesinden dolayı beton

ile donatı arasında ilave basınç kuvvetleri doğar. (Şekil 1) Bu bölgede basınç

gerilmelerinin betonun müsaade edilen basınç gerilmelerini aşmaması gerekir. Büküm

yarıçapı ne kadar fazla olursa ortaya çıkacak basınç gerilmeleri de o kadar azalacaktır.

Ayrıca bükülme sırasında donatıda gözle görülemeyen kılcal çatlakların oluşmaması için

de büküm yarıçapının belli bir değerden daha az olmaması istenir.

5

TS500 e göre minimum büküm çapı dm

Boyuna donatı kancalarında , dm 6

Etriye ve çiroz kancalarında, dm 6

Fiyonglarda dm 12, a 12, c12

2.4 DONATININ GÖSTERİMİ

Donatı çubukları betonarme elemanın yatay ve düşey kesitlerinde, kesit şekilleri ve

yerleri ile gösterilmelidir. Bu gösterilimde donatının bükülmesi ve kancası köşeli olarak

çizilir. Donatının üstüne, donatı çapı, uzunluğu, sayısı veya aralığı yazılır. Bükülmüş bir

donatıda boyların ayrı ayrı ve toplam boy olarak yazılması gerekir. Donatılara poz

numarası verilirse metraj kolaylaşır.

2.5 DONATININ KENETLENMESİ

Donatı ve betonun birlikte çalışabilmesi ve kuvvetleri taşıyabilmeleri için donatının

betona iyice gömülmesi ve yeterince kenetlenmesi gerekir.

Kenetlenme

-düz kenetlenme(nervürlü donatıda)

-kanca ile kenetlenme (düz veya nervürlü donatıda)

-kaynaklı enine donatı ile kenetlenme (hasır çeliklerde)

-fiyong ile kenetlenme (düz veya nervürlü donatıda)

-mekanik kenetlenme (düz veya nervürlü donatıda)

ile yapılabilir.

Donatı çubuğunun zorlanış şekline bağlı olarak kenetlenme boyu değişmektedir.

2.5.1 Çekme donatısının kenetlenmesi

Düz kenetlenme

Kenetlenme donatının gereksinme duyulmayan noktadan itibaren düz olarak kadar

uzatılması ile sağlanır. Kenetlenme boyu kesitteki donatının betonlama sırasındaki

konumuna bağlıdır. TS500 e göre KONUM I ve KONUM II olmak üzere iki konum

6

mevcuttur. Donatının konumuna göre kenetlenme koşulları Şekil 2 de gösterilmiş olup,

konum II de bulunmayan donatılar Konum I de bulunmaktadır. TS500 de Konum II de

bulunan donatı çubuklarının düz kenetlenmesi için gerekli boy

lb=0.12fyd/fcd)20 (1)

bağıntısı ile verilmiştir. Düz yüzeyli çubuklarda bu boyun iki katı kullanılması

öngörülmüşse de düz kenetlenmenin ancak nervürlü çubuklarda yapılabileceği

kaydedilmiştir.

Şekil 2

Konum I deki donatıların düz kenetlenmesinde bu boy 1.4 katsayısı ile arttırılmalıdır.

Tablo3 de donatı ve beton cinsi ve donatının konumuna göre düz kenetlenme boyları

donatı çapına bağlı olarak verilmiştir.

Donatının hesapla bulunan gerekli donatıdan fazla olduğu durumlarda hesaplanan

kenetlenme boyları bu oranda azaltılabilir. Ancak bu azaltma ile bulunan kenetlenme

7

boyu (1) bağıntısı ile bulunan boyun yarısından ve 20 den az olamaz. A.B.Y.Y.H.Y de

tanımlanan süneklik düzeyi yüksek çerçeve elemanlarında ve perdelerin kritik

yükseklikleri içinde bu azaltma yapılamaz.

Beton örtüsünün donatı çapından az olduğu veya sıradaki donatı çubukları arasındaki net

uzaklığın donatı çapının bir buçuk katından küçük olduğu durumlarda, (1) bağıntısı ile

hesaplanan kenetlenme

boyları 1.2 katsayısı ile çarpılarak arttırılmalıdır.

Kanca veya Fiyongla Kenetlenme

Donatının ucu bükülerek kanca veya fiyong yapılıyorsa gerekli kenetlenme boyu

azaltılabilir. TS500 de tarif edilen standart kancaların bulunduğu durumlarda kenetlenme

boyu (1) formülü ile bulunan değerin 3/4 ü olarak alınabilir

Kaynaklı Enine Çubuk İle Kenetlenme

Gerekli kenetlenme boyu çubuğa kaynaklanmış enine çubuklar ile sağlanır. Bu tür kenetlenme genellikle

nokta kaynaklı hasır çeliklerde kullanılmaktadır. Nokta kaynaklı hasır donatı için TS500 e göre

kenetlenme için gerekli enine çubuk sayısı ve minimum boyutlar verilmiştir. Dinamik ve çok değişken

yüklerin sözkonusu olduğu durumlarda çizelge değerlerine bir çubuk ve 100mm eklenmelidir.

Donatı yüzeyi

Boyuna donatı

φ (mm) Konum Kaynaklanmış enine donatı sayısı ve kenetlenme boyu

Düz yüzeyli veya profilli

TekÇiftÇiftÇift

φ < 12φ < 8.58.5 φ <12 8.5 φ <12

2121

3 enine çubuk 350mm4 enine çubuk 460mm4 enine çubuk 400mm4 enine çubuk 500mm

Nervürlü TekÇiftÇiftÇift

φ < 12φ < 8.58.5 φ <128.5 φ <12

2121


Özel durumlarda kenetlenme donatı ucuna kaynaklanan veya vidalanan plakalarla

sağlanabilir. Öngörülen düzenle laboratuvarda denenmeli ve projede kullanılacak çubuk

8

hesap kuvveti, kırılma yükünün %70 inin geçmemelidir. Bu tür kenetlenmenin

kullanılabilmesi için özel izin gereklidir.

Mekanik kenetlenme özel manşonlarla da sağlanabilir.

2.5.2 Basınç donatısının kenetlenmesi

Donatı çubuğu bütün yük düzenlemeleri altında basınca çalışıyorsa, kenetlenme boyu (1)

bağıntısı ile bulunan kenetlenme boyunun ¾ üne kadar azaltılabilir. Basınç donatısına

kanca yapılmaz.

2.5.3 Etriyelerin kenetlenmesi

Kanca ile kenetlenme

Bu tür kenetlenme 1350 ve 900 lik kancalarla sağlanmalıdır. Şekil 3

Şekil 3

Düz Bindirme ile Kenetlenme

Deprem ve burulma etkisi altında olan elemanlarda kullanılamaz.

9

Kaynaklı Enine Donatı İle Kenetlenme

Ancak hasır donatıda uygulanır.

2.6 DONATININ EKLENMESİ

Donatı olarak kullanılan çelik çubuklar belli bir boyda imal edilirler. Ülkemizde bu boy

12.00 metredir. Donatı boyunun bu boyu aşması durumunda eklenmesi gerekir.

Genellikle donatıların eğilme momentlerinin minimum olduğu bölgelerde eklenmesi

uygundur. Donatı ekleri projesinde gösterildiği yerde ve biçimde olmalıdır.

Bindirmeli Ekler: Bindirmeli eklerde donatı çubukları bitişik olarak yerleştirilir. Aralık

olması gerekli olan durumlarda, aralık bindirme boyunun 1/6 sından ve 100mm den fazla

olmamalıdır.

Demet donatıda ek yapıldığında, demetteki tüm donatılar aynı kesitte eklenmemelidir.

Demetteki herbir çubuk için gerekli bindirme boyu bağıntısından bulunan değerin 1.2

katı olmalıdır.

Manşonlu Ekler: Manşonlu eklerin dayanımının, manşonla bağlanan donatı çubuğu için

hem basınç hem çekme altında standartta öngörülen minimum karakteristik akma

dayanımının 1.25 katı dayanıma sahip olduğu deneylerle kanıtlanmalıdır.

Kaynaklı Ekler: Kaynaklı ekler TS708 e uygun olmalıdır. Kaynakla yapılan eklerde her

elli taneden en az beşine çekme deneyi uygulanır. Deneylerle, ekli donatının 1.25fyk

kadar gerilme taşıyabileceği kanıtlanmalıdır.

2.6.1 Çekme Donatısının Eklenmesi

Bindirmeli Ekler

Çekme donatısının bindirmeli ekleri kancalı veya kancasız yapılabilir. Kancasız durumda

bindirme boyu ℓo

10

ℓo = 1ℓb (2)

1=1+0.5r

bağıntısı ile hesaplanır. Burada

“r” aynı kesitte eklenen donatının kesitteki toplam donatıya oranıdır. Bütün kesiti

çekmeye çalışan elemanlarda 1=1.8alınır. Konum I e giren donatılarda (2) bağıntısıyla

hesaplanan bindirme boyu 1.4 katı arttırılır.

Kancalı bindirmeli eklerde bindirme boyu (2) bağıntısı ile hesaplanan boyun 3/4ü olarak

alınabilir. Birden fazla çubuğa ek yapılması gereken durumlarda ek yerleri şaşırtılmalıdır.

İki ekin merkezleri arasındaki uzaklık 1.5lo ise ek şaşırtılmış sayılır (Şekil 4). Bindirmeli

eklerde, bindirme boyunca çapı enaz eklenen donatı çapının 1/3 ü veya 8 olan sargı

donatısı kullanılır. Bindirme boyunca enaz 6 sargı donatısı bulunmalı ve sargı donatısı

aralığı eleman yüksekliğinin1/4 ünden ve 200mm den fazla olmamalıdır.

Hasır donatının eklenmesinde kesitte bulunan donatı gerekli donatıdan en az %50 fazla ise TS500 de

ilgili tabloda verilen değerler kullanılır. Aksi halde tablo değerleri (bindirme boyu ve enine çubuk sayısı)

1.5xgerekli donatı kesit alanı/kesitte bulunan donatı kesit alanı kadar arttırılır.

Donatı yüzeyi

Boyuna donatı

φ (mm) Konum Kaynaklanmış enine donatı sayısı ve bindirme eki boyu

Düz yüzeyli veya profilli

TekÇiftÇiftÇift

φ < 12φ < 8.58.5 φ <12 8.5 φ <12

2121


Nervürlü TekÇiftÇiftÇift

φ < 12φ < 8.58.5 φ <128.5 φ <12

2121


Şekil 4

2.6.2 Basınç Donatısının Eklenmesi

Bindirmeli eklerde bindirme boyu (1) bağıntısı ile hesaplanan ℓb boyundan ve 300mm

den daha az olamaz. Basınç donatısındaki bindirmeli eklerde kanca yapılmamalıdır.

11

Bindirme boyunca sargı donatısı aralığı d/4 den az olmamalıdır. Çapı 30mm den büyük

olan donatı çubuklarına bindirmeli ek yapılamaz. Bu çubuklar özel manşonlarla

eklenmelidir.

2.6.3 Kolon boyuna donatısının bindirmeli ekleri

Kolon boyuna donatısı kolon orta bölgesinde ekleniyorsa ℓo ℓb olmalıdır.

Hiçbir yük birleşiminde kolon boyuna donatısında çekme oluşmuyorsa,

bindirmeli eklerde basınç donatısının eklenmesi için verilen kurallar uygulanır.

Herhangi bir yük birleşiminde kolon boyuna donatısında çekme oluşuyors

a, boyuna donatıda kolon alt ucunda yapılacak bindirmeli eklerde:

1. Aynı kesitte boyuna donatının yarısı veya daha azı ekleniyorsa ℓo 1.25ℓb

2. Aynı kesitte boyuna donatının yarısından daha fazlası ekleniyorsa

ℓo 1.50ℓb (temelden çıkan kolon filizlerinde de bu koşula uyulacaktır.)olur.

3. Süneklik düzeyi yüksek kolonlarda bu ek boyuncea sargı bölgeleri için öngörülen enine donatı kullanılacaktır.

3-BETONARME YAPI ELEMANLARI

3.1 DÖŞEMELER

Döşemeler iki boyutlu düzlemsel taşıyıcılar olup, yük taşıma şekilleri döşeme kenar oranlarına bağlı olarak değişir.

3.1.1. Bir Doğrultuda Çalışan Döşemeler (lbüyük/lküçük 2)

12

Bu Tip döşemelerde yük (kısa kenara paralel mesnetlerden belli bir uzaklıktan sonra) kısa kenar doğrultusunda bir kiriş gibi taşındığı için esas donatı kısa kenara paralel olarak yerleştirilir. Uzun kenara paralel doğrultuda ise konstrüktif dağıtma donatısı yerleştirilir. 8/200 (S220), 8/300 (S420) ve 5/150 (S500) den az olamaz.

Kısa kenar üzerine yerleştirilecek mesnet donatısı uzunluğu: lkısa/4

Bir doğrultuda çalışan döşemelerde donatı düzeni Şekil 5 te gösterilmiştir.

Donatı ile İlgili Kurallar:

Esas donatı oranları 0.003 S220 0.002 S420, S500

Basit mesnetli döşemelerde alt donatının 1/2 si, sürekli döşemelerde alt donatının 1/3 ü

mesnetten mesnede kesilmeden uzatılmalıdır.

Esas donatı aralıkları

t 1.5h t 200mmDağıtma donatısı alanı Asd As/5

Dağıtma donatısı aralığı td 300mm

Kısa kenar üzerine yerleştirilecek mesnet donatısı: 0.60xaçıklık donatısı alanı olmak

üzere

donatı aralıkları

t 1.5h t 200mm (kısa doğrultuda)

t 250mm (uzun doğrultuda)

13

3.1.2 İki Doğrultuda Çalışan Kirişli Döşemeler

Bu tip döşemelerde yük her iki doğrultuda taşınmaktadır. Açıklıkta momentin büyük

olduğu doğrultuda donatı alta diğer doğrultudaki donatı ise bu donatının üstüne

yerleştirilir.


Iki doğrultuda donatı oranları toplamı: x, y 0.0015 olmak üzere x+y 0.004 S220 x+y 0.0035 S420, S500

Şekil 5

3.1.3 Kirişsiz Döşemeler

Düşey taşıyıcılara (kolon, perde) arada kiriş olmadan doğrudan doğruya eğilmeye

dayanıklı şekilde mesnetlendirilen döşemelerdir. Mesnetlendirildikleri bölgelerde

zımbalama dayanımını temin etmek amacıyla tabla/başlık/tabla+başlık yapılabilir. Bu

döşemelerde donatılar kolon şeridi ve açıklık şeritleri için ayrı ayrı hesaplanarak bu

şeritler donatılır.


Iki doğrultuda çalışan kirişli döşemeler gibidir. 3.2 KOLONLAR

Afet Bölgelerinde Yapılacak yapılar hakkında Yönetmelik Esaslarına göre betonarme

çerçevelerin düşey elemanları olan kolonlar

Süneklik düzeyi yüksek kolonlar

Süneklik düzeyi normal kolonlar

Olarak tanımlanmıştır. Her iki durumda kolon kesme dayanımının hesabı

farklı olup, konstrüktif kurallar ve minimum değerler aşağıda açıklanmıştır.

14

3.2.1.SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK KOLONLAR

Boyuna Donatı Koşulları

Kolonlarda boyuna donatı brüt alanı kesitin %1’inden az, %4’ünden fazla olmayacaktır. En az donatı, dikdörtgen kesitli kolonlarda 416 veya 614, dairesel kolonlarda ise 614 olacaktır.

Bindirmeli ek yapılan kesitlerde boyuna donatı oranı % 6’yı geçmeyecektir.

Boyuna Donatının Düzenlenmesi

Kolon boyuna donatılarının bindirmeli ekleri için TS-500’de kolon boyuna donatısının bindirmeli ekleri için verilen kurallar geçerlidir. Bindirmeli ek boyunca sarılma bölgeleri için tanımlanan minimum enine donatı kullanılacaktır.

Katlar arasında kolon kesitinin değişmesi durumunda, boyuna donatının kolon-kiriş birleşim bölgesi içinde düşeye göre eğimi 1/6’dan daha fazla olmayacaktır. Kesit değişiminin daha fazla olması durumunda veya en üst kat kolonlarında donatı düzeni ve gerekli boylar Şekil 9da gösterilmiştir.

Yanyana boyuna donatılarda yapılan manşonlu veya kaynaklı eklerin arasındaki boyuna uzaklık 600 mm’den az olmayacaktır.

Şekil 6

15

e

a

bc

e

a

b

1

6

(a+b+c) 1.5 ℓb (a+b+c) 40

c 12

(a+b) 1.5 ℓb (a+b) 40

b 12

e 1.5 ℓb e 40

Enine Donatı Koşulları

Süneklik düzeyi yüksek kolonlarda kullanılacak minimum enine donatıya ilişkin koşullar, kolon sarılma bölgeler ve kolon orta bölgesi için ayrı ayrı verilmiştir. (Şekil 10). Tüm kolon boyunca, tanımlanan özel deprem etriyeleri ve özel deprem çirozları kullanılacaktır. Her iki bölgede de 8’den küçük çaplı enine donatı kullanılmayacaktır.Kolon Sarılma Bölgeleri

(a) Etriyeli kolonlarda Nd > 0.20 Ac fck olması durumunda sarılma bölgelerindeki minimum toplam enine donatı alanı aşağıda verilen koşulların elverişsiz olanını sağlayacak şekilde hesaplanacaktır. Bu hesapta kolonun çekirdek boyutu bk , her iki doğrultu için ayrı ayrı gözönüne alınacaktır (Şekil ).

Ash 0.30 s bk [(Ac / Ack ) 1] ( fck / fywk ) Ash 0.075 s bk ( fck / fywk )

(b) Spiral donatılı kolonlarda Nd> 0.20 Ac fck olması durumunda sarılma bölgelerindeki enine donatının minimum hacımsal oranı aşağıdaki koşulların elverişsiz olanını sağlayacak şekilde hesaplanacaktır.

s 0.45 [(Ac / Ack ) 1] ( fck / fywk )

16

Şekil 7kiriş birleşim bölgesinde enine donatılar kuşatılmış ve kuşatılmamış birleşim bölgeleri için Şelil 7 de gösterilmiştir

Kolon sarılma bölgesine konulan enine donatı, aşağıdaki durumlarda kolon orta bölgesinde de aynen devam ettirilecektir.

B1 düzensizlik durumunda, Dayanım Düzensizliği Katsayısı’nın 0.60 ila 0.80 arasında değiştiği katta yer alan bütün kolonlar,

B3 düzensizlik durumunda üst katlardaki perdelerin altta oturtulduğu kolonlar (Ayrıca bu durumda enine donatı, perde içine kenetlenme boyu kadar uzatılan kolon donatıları boyunca devam ettirilecektirs 0.12 ( fck / fywk )

(c) Nd 0.20 Ac fck olması durumunda, kolon sarılma bölgelerinde yukarıda ile verilen enine donatıların en az 2/3’ü, minimum enine donatı olarak kullanılacaktır.

3.2.2 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL KOLONLAR


17

Boyuna donatının düzenlenmesine ilişkin olarak süneklik düzeyi yüksek kolonlar için belirtilen koşullar, süneklik düzeyi yüksek kolonlarda bindirmeli ekler için verilen koşulların enine donatı koşulu hariç olmak üzere süneklik düzeyi normal kolonlar için de geçerlidir.

Boyuna donatı bindirmeli eklerinin kolon alt ucunda yapılması durumunda, ek boyunca süneklik düzeyi normal kolonlarda sarılma bölgesi için tanımlanan minimum enine donatı kullanılacaktır.


Kolonlarda kullanılacak minimum enine donatıya ilişkin koşullar, kolon sarılma bölgeleri ve kolon orta bölgesi için verilmiştir. Tüm kolon bölgelerinde özel deprem etriyeleri ve özel deprem çirozları kullanılacaktır.

Süneklik düzeyi yüksek kolonlar için tanımlanan sarılma bölgelerinin her birinin uzunluğu, süneklik düzeyi normal olan kolonlar için de geçerlidir.

Süneklik düzeyi normal olan kolonlarda sarılma bölgesinde enine donatı aralığı kolon orta bölgesinde uygulananın yarısı kadar olacaktır.

Süneklik düzeyi normal kolon-kiriş birleşimleri için koşullar süneklik düzeyi yüksek kolon-kiriş birleşimleri için verilen koşullar gibidir.

3.3 KİRİŞLER

3.3.1. SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK KİRİŞLER


Kiriş mesnetlerinde üstteki çekme donatısının minimum oranı için aşağıda verilen koşula uyulacaktır.

ü fctd / fyd

Boyuna donatıların çapı 12 mm’den az olmayacaktır. Kirişin alt ve üstünde en az iki donatı çubuğu, kiriş açıklığı boyunca sürekli olarak bulunacaktır.

Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerindeki taşıyıcı sistemlerde, kiriş mesnedindeki alt donatı, aynı mesnetteki üst donatının %50’sinden daha az olamaz. Ancak, üçüncü ve dördüncü derece deprem bölgelerinde bu oran %30’a indirilebilir.

Açıklık ve mesnetlerdeki çekme donatısı oranı

min=0.8 (TS500)

18

0.02 , (- ’) max=0.85 b (TS500)

olmalıdır.

Gövde yüksekliği 600mm den büyük olan kirişlerde en az

Asl =0.001 bw d (TS500kadar gövde donatısı bulundurulur. Yükseklik/açıklık oranı ¼ ten büyükse, kiriş gövdesinin her iki yüzüne, kiriş yüksekliği boyunca gövde donatısı konulacaktır. Toplam gövde donatısı alanı, sağ veya sol mesnet kesitlerinde üst ve alt boyuna donatı alanları toplamının en büyüğünün %30’undan daha az olmayacaktır. Gövde donatısı çapı 12 mm’den az, aralığı ise 300 mm’den fazla olmayacaktır. Boyuna donatıların kenetlenmesine benzer biçimde, gövde donatılarının kenetlenmesi için de boyuna donatının düzenlenmesi için açıklanan kurallar uygulanacaktır.

Boyuna Donatının Düzenlenmesi

Boyuna donatıların yerleştirilmesi ve kenetlenmesine ilişkin koşullar Şekil-8 de: görülmektedir.Boyuna donatıların eklenmesine ilişkin koşullar aşağıda verilmiştir:

(a) Kiriş sarılma bölgeleri, kolon-kiriş birleşim bölgeleri ve açıklık ortasında alt donatı bölgeleri gibi, donatının akma durumuna ulaşma olasılığı bulunan kritik bölgelerde bindirmeli ek yapılmayacaktır. Bu bölgeler dışında bindirmeli eklerin yapılabileceği yerlerde, ek boyunca özel deprem etriyeleri kullanılacaktır. Bu etriyelerin aralıkları kiriş derinliğinin 1/4’ünü ve 100 mm’yi aşmayacaktır.

(b) Manşonlu ekler veya bindirmeli kaynak ekleri, bir kesitte ancak birer donatı atlayarak uygulanacak ve birbirine komşu iki ekin merkezleri arasındaki boyuna uzaklık 600 mm’den daha az olmayacaktır.

19

Şekil-8


Kiriş mesnetlerinde kolon yüzünden itibaren kiriş derinliğinin iki katı kadar uzunluktaki bölge, Sarılma Bölgesi olarak tanımlanacak ve bu bölge boyunca özel deprem etriyeleri kullanılacaktır. Hesapla daha elverişsiz bir değer elde edilmedikçe etriyeler için minimum değerler Şekil -9 da verildiği gibi uygulanır. TS500 e gore enine donatının sağlaması gerekli minimum koşullar:

sk hk / 2 (Vd3Vcr ise etriye aralığı sk hk / 4 alınmalıdır.)

Mesnetlenmenin, kiriş alt yüzünden daha yukarıda düzenlendiği durumlarda ve diğer bir kirişe mesnetlenen kirişlerde kesme kuvvetini kiriş üstüne taşıyan askı donatısı düzenlenmelidir.

20

En büyük mesnet üst donatısının 1/4’ ü

(Diğer yerleştirme kuralları için Bkz. TS-500)

ℓb

Perde

50 ℓb

ℓb

ℓn

ℓb

Komşu açıklık alt donatısı

Komşu açıklık alt donatısı

b

b

a

(a+b) ℓb

a 0.4 ℓb

b 12

Şekil 9

3.3.2 SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL KİRİŞLER


Boyuna donatı ve boyuna donatının düzenlenmesine ilişkin olarak süneklik düzeyi yüksek kirişler için belirtilen koşullar, süneklik düzeyi normal olan kirişler için de geçerlidir.


. Sarılma bölgesinde etriye düzeni süneklik düzeyi yüksek kirişler için verilen şekilde olup, etriye aralığının minimum değeri 150mm yerine 200 mm alınabilmektedir.

3.4 PERDELER3.4.1 SÜNEKLİK DÜZEYİ YÜKSEK PERDELER

Perde Uç Bölgeleri ve Kritik Perde Yüksekliği

Hw / ℓw > 2.0 olan perdelerin planda her iki ucunda perde uç bölgeleri oluşturulacaktır (Şekil-10). Perde uç bölgeleri, perdeye birleşen diğer bir perdenin veya perdenin ucunda genişletilmiş bir kesitin içinde de düzenlenebilir.

21

sk 50 mm

sk hk / 4sk 8 ( = en küçük boyuna donatı çapı)sk 150 mm

Kiriş orta bölgesi(minimum enine donatı

TS-500’ e göre)

Kiriş sarılma bölgesi = 2 hk

Kiriş sarılma bölgesi = 2 hk

hk

Şekil 10

Temel üstünden itibaren kritik perde yüksekliği, 2ℓw değerini aşmamak üzere, aşağıda verilen koşulların elverişsiz olanını sağlayacak biçimde belirlenecektir. Hcr ℓw Hcr Hw / 6

Gövde Donatısı Koşulları

Perdenin her iki yüzündeki gövde donatılarının toplam enkesit alanı, düşey ve yatay donatıların her biri için, perde uç bölgelerinin arasında kalan perde gövdesi brüt enkesit alanının 0.0025’inden az olmayacaktır. Hw / ℓw 2.0 olması durumunda perde gövdesi, perdenin tüm kesiti olarak gözönüne alınacaktır. Perde gövdesinde boyuna ve enine donatı aralığı 250 mm’den fazla olmayacaktır.

22

ABYYHY 7.14 bağıntısı ile verilen koşulların her ikisinin de sağlandığı binalarda, düşey ve yatay toplam gövde donatısı oranlarının herbiri 0.0015’e indirilebilir. Ancak bu durumda donatı aralığı 300 mm’yi geçmeyecektir.

Uç bölgeleri dışında, perde gövdelerinin her iki yüzündeki donatı ağları, beher metrekare perde yüzünde en az 4 adet özel deprem çirozu ile karşılıklı olarak bağlanacaktır. Ancak kritik perde yüksekliği boyunca, uç bölgeleri dışındaki beher metrekare perde yüzünde en az 10 adet özel deprem çirozu kullanılacaktır. Çirozların çapı, en az yatay donatının çapı kadar olacaktır.

Gövde Donatılarının Düzenlenmesi

Perdelerin yatay gövde donatıları düzenlenmesi Şekil-10 da gösterilmiştir. Bu şekilde düzenlenen yatay gövde donatıları, kritik perde yüksekliği boyunca perde uç bölgelerine konulacak sargı donatısının belirlenmesinde hesaba katılabilir.

Perde Uç Bölgelerinde Donatı Koşulları

Perde uç bölgelerinin her birinde, düşey donatı toplam alanının perde brüt enkesit alanına oranı 0.001’den az olmayacaktır. Ancak kritik perde yüksekliği boyunca bu oran 0.002’ye çıkarılacaktır. Perde uç bölgelerinin her birinde düşey donatı miktarı 414’ten az olmayacaktır

Perde uç bölgelerindeki düşey donatılar, aşağıdaki kurallara uyularak, kolonlarda olduğu gibi etriyeler ve/veya çirozlardan oluşan enine donatılarla sarılacaktır

(a) Uç bölgelerinde kullanılacak enine donatının çapı 8 mm’den az olmayacaktır. Etriye kollarının ve/veya çirozların arasındaki yatay uzaklık, a, etriye ve çiroz çapının 25 katından fazla olmayacaktır.

(b) Kritik perde yüksekliği boyunca perde uç bölgelerine, kolonların sarılma bölgeleri için belirlenen enine donatıların en az 2/3’ü konulacaktır. Düşey doğrultuda etriye ve/veya çiroz aralığı perde kalınlığının yarısından ve 100 mm’den daha fazla, 50 mm’den daha az olmayacaktır. Bu donatılar, temelin içinde de en az perde kalınlığının iki katı kadar bir yükseklik boyunca devam ettirilecektir.

(c) Kritik perde yüksekliğinin dışında kalan perde uç bölgelerinde düşey doğrultudaki etriye ve/veya çiroz aralığı, perde duvar kalınlığından ve 200 mm’den daha fazla olmayacaktır. Ancak, perde uç bölgelerindeki enine donatının çapı ve aralığı, hiçbir zaman perde gövdesindeki yatay donatıdan az olmayacaktır.

3.4.2. SÜNEKLİK DÜZEYİ NORMAL PERDELER

Süneklik düzeyi normal perdeler, düşey yükler ve depremin ortak etkisinden oluşan iç kuvvetlere göre boyutlandırılarak donatılacaktır. Süneklik düzeyi yüksek perdelerde tanımlanan kritik perde yüksekliği’ne ilişkin olarak verilen tanım ve koşullar hariç olmak

23

üzere, süneklik düzeyi yüksek perdeler için verilen diğer tüm kural ve koşullar, süneklik düzeyi normal olan perdeler için de geçerlidir.

3.4.3.BAĞ KİRİŞLİ (Boşluklu) PERDELERE İLİŞKİN KURAL ve KOŞULLAR

Perdeler için yukarıda verilen tüm kural ve koşullar, bağ kirişli perdeleri oluşturan perde parçalarının her biri için de geçerlidir.

Bağ kirişlerinin kesme donatısına ilişkin kurallar aşağıda verilmiştir: ℓn > 3 hk Vd 1.5 bw d fctd

(a) yukarıdaki koşulların herhangi birinin sağlanması durumunda, bağ kirişlerinin kesme donatısı hesabı süneklik düzeyi yüksek kirişlerin kesme donatısı hesabı gibi yapılacaktır.

(b) koşulların her ikisinin de sağlanamaması durumunda, bağ kirişine konulacak özel kesme donatısı, geçerliliği deneylerle kanıtlanmış yöntemlerle belirlenecek veya bağ kirişindeki kesme kuvvetini karşılamak üzere çapraz donatılar kullanılacaktır (Şekil-11). Her bir çapraz donatı demetindeki toplam donatı alanı

Asd = Vd / (2 fyd sin )

bağıntısı ile ile belirlenecektir.

Çapraz donatı demetlerinde en az dört adet donatı bulunacak ve bu donatılar perde parçalarının içine doğru en az 1.5 ℓb kadar uzatılacaktır. Donatı demetleri özel deprem etriyeleri ile sarılacak ve kullanılacak etriyelerin çapı 8 mm’den, aralığı ise çapraz donatı çapının 6 katından ve 100 mm’den daha fazla olmayacaktır

Şekil -11

24

3.5 TEMELLER

3.5.1 YÜZEYSEL TEMELLER

Donatı ile İlgili Koşullar

Tekil Temeller

Her iki doğrultu için hesapla bulunan donatılar, temel tabanında bir ızgara oluşturacak biçimde yerleştirilir. Donatı çubukları eşit aralıklarla düzenlenebilir.

Çekme donatısı oranı, herbir doğrultuda, hesapta gözönüne alınan kesite göre

0.002donatı aralığı

t250mm

olmalıdır.

Sürekli ve Radye Temeller

Sürekli temeli oluşturan bütün elemanlardaki minimum boyuna ve enine donatı oranları TS500 ün kirişler ve plaklar için öngördüğü oranlar olarak gözönüne alınacaktır. Eğilme etkisindeki bütün kesitlerin basınç bölgesinde, çekme donatısının enaz 1/3 ü kadar basınç donatısı bulundurulacaktır.

Kalınlığı nedeniyle farklı zamanlarda beton dökülmesi zorunlu olan yüksek kiriş ve kalın plakların yatay döküm derzlerinde, kullanım sırasında oluşacak tasarım kesme kuvvetlerini karşılıyabilecek yeterli sürtünme kesmesi dayanımı oluşturabilecek düşey donatı yerleştirilecektir.

3.5.2 DERİN TEMELLER

Derin temeller keson temeller, kuyu temeller ve kazıklı temellerdir.

Çekme donatısı kazıklar üzerindeki kenet bölgelerinde büyük düşey kuvvetlerle zorlanır. Bu bölgelerde donatı oranı fazla ise donatının (0.1-0.2 h) yüksekliğinde çok katlı olarak düzenlenmesi ve kenet bölgesinde sargı donatısı düzenlenmesi uygun olur. Kazıklı Temellere İlişkin Koşullar (A.B.Y.Y.H.Y.1997)

Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, kılıflı ya da kılıfsız yerinde dökme fore kazıklarda, 3 metreden az olmamak üzere, kazık başlığının altındaki kazık boyunun üstten 1/3’ünde boyuna donatı oranı 0.008’den az olamaz. Bu bölgeye konulacak spiral

25

donatı çapı 8 mm’den az ve spiral adımı 200 mm’den fazla olmayacak, ayrıca üstten en az iki kazık çapı kadar yükseklikte spiral donatı adımı 100 mm’ye indirilecektir.

Betonarme prefabrike çakma kazıklarda boyuna donatı oranı 0.01’den az olamaz. Birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde, kazık başlığının altındaki kazık boyunun üstten 1/3’ünde enine donatının çapı 8 mm’den az olmayacaktır. Bu bölgede, etriye aralığı veya spiral donatı adımı 200 mm’den fazla olmayacak, ayrıca üstten en az iki kazık çapı (dikdörtgen kesitli kazıklarda en büyük boyutun iki katı) kadar yükseklikte etriye aralığı ya da spiral donatı adımı 100 mm’ye indirilecektir. Enine donatı koşulları, öngerilmeli prefabrike çakma kazıklarda da aynen uygulanacaktır.

TEMEL BAĞ KİRİŞLERİ (A.B.Y.Y.H.Y 1997)

Betonarme binalarda tekil temelleri veya kazık başlıklarını her iki doğrultuda, sürekli temelleri ise kolon veya perde hizalarında birbirlerine bağlayan bağ kirişleri

düzenlenecektir. Temel zemini (A) grubuna giren zeminlerde bağ kirişleri yapılmayabilir veya sayısı azaltılabilir. Binanın bulunduğu deprem bölgesine ve zemin gruplarına bağlı olarak, bağ kirişlerinin sağlaması gereken minimum koşullar Tablo 5’te verilmiştir.

Kesit hesabında bağ kirişlerinin hem basınç, hem de çekme kuvvetlerine çalışacağı gözönünde tutulacaktır. Zemin ya da taban betonu tarafından sarılan bağ kirişlerinin basınca çalışması durumunda, burkulma etkisi gözönüne alınmayabilir. Çekme durumunda ise, çekme kuvvetinin sadece donatı tarafından taşındığı varsayılacaktır. Bağ kirişlerinin etriye çapı 8 mm’den az ve etriye aralığı 200 mm’den fazla olmayacaktır.

TABLO 5 - BAĞ KİRİŞLERİNE İLİŞKİN MİNİMUM KOŞULLAR

KOŞULUN TANIMIDepremBölgesi

ZeminGrubu

(A)

ZeminGrubu

(B)

ZeminGrubu

(C)

ZeminGrubu

(D)1. Bağ kirişinin minimum eksenel kuvveti (*)

1, 23, 4

%6%4

%8%6

%10%8

%12%10

2. Minimum enkesit boyutu (cm) (**)

1, 23, 4

2525

2525

3025

3025

3. Minimum enkesit alanı (cm2)

1, 23, 4

625625

750625

900750

900750

4. Minimum boyuna donatı

1, 23, 4

414414

416414

416416

418416

26

(*) Bağ kirişinin bağlandığı kolon veya perdelerdeki en büyük eksenel kuvvetin yüzdesi olarak(**) Minimum enkesit boyutu, bağ kirişinin serbest açıklığının 1/30’undan az olamaz.

Bağ kirişleri yerine betonarme döşemeler de kullanılabilir. Bu durumda, döşeme kalınlığı 150 mm’den az olmayacaktır. Döşemenin ve içine konulan donatının, Tablo 5’te bağ kirişleri için verilen yatay yüklere eşit yükleri güvenli biçimde aktarabildiği hesapla gösterilecektir.

KAYNAKLAR

[1]- F. Leonhardt Vorlesung über Massivbau Band III, Springer Verlag, l977.

[2]- J.Schlaich, K.Schaeffer Konstruiren im Stahlbetonbau, Beton Kalender, 1993.

[3]- TS500/ Şubat 2000.

[4]- Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, T.C. Bayındırlık ve

İskan Bakanlığı, 1997.

[5]- H.Böhme, D.Wild Stahlbeton Konstruktionen, Verlag für Bauwesen, 1988.

[6]- R.Goldad, Bewehrung der Stahlbeton Konstruktionen, Bau Verlag, 1973.

[7]- V.Promislov, Design and erection of Reinforced Concrete Structures, Mir

Publishers, 1986.

[8]- İ.Aka, F.Keskinel, T.S.Arda Betonarme Yapı Elemanları, Birsen Kitabevi, 1992.

[9]- Z.Celep, N.Kumbasar Betonarme Yapılar, Sema Matbaacilik, 2001.

[10]- Z.Celap, N.Kumbasar Deprem Mühendisliğine Giriş, Sema Matbaacılık, 2004.

[11]- K.Özden, M.Altan, M.Aydoğan Betonarme Elemanların Boyutlandırılması, Uran

Yayınları, 1987.

[12]- S.Köseoğlu Temeller, Özkardeş Matbaası, l986.

27

Documents

Betonarme Elemanlarda Donatı Düzenleme