Upload
nguyenanh
View
296
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
11/10/2013
1
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ
BETONARME YAPILAR
Prof.Dr. Zekai Celep
10.11.2013 2
BETONARME YAPILAR
1. Giriş
2. Beton
3. Çelik
4. Betonarme yapı elemanları
5. Değerlendirme
/43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
3
1. Malzeme (Beton)
/48
50
40
30
20
10
00 1 2 3 4 5 6
(M
Pa
)c
(%o)c
60
Betonun davranış
eğrileri
Değişken
başlagıç
rijitliği
cu
En büyük birim
kısalama
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
4
Beton
• Yüksek basınç dayanımı,
• Düşük çekme dayanımı,
• Gevrek davranış,
• Basınç etkisi altında yanal çekme gerilmeleri oluşabiliyor,
• Yanal (enine) şekil değiştirmelerin önlenmesi, çatlakları
geciktiriyor ve dayanımı ve sünekliği arttırıyor,
• Sargı donatısı kullanılarak pasif olarak (yanal şekil değiştirmeyi
önleyen) basınç gerilmesi uygulanıyor,
/48
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
2
5
• Basınç etkisi altında silindirik numunede enine çekme
gerilmelerinin ve çatlakların oluşumu
/48
Enine basınç
gerilmeleri ile
(yanal şekil
değiştirme
sınırlandırılarak )
çekme çatlakları
geçiktiriliyor
Enine çekme
gerilmeleri
Boyuna
çatlaklar
Eksenel
yüklü
beton
numunesi
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
6
• Kolonda sargı donatısı ile yanal şekil değiştirmelerin
sınırlandırılması ile dayanım ve özellikle süneklik artımı
sağlanması
/48
s
t
Yanal şekil değiştirmesi
sınırlandırılmış bölge
Yanal şekil değiştirmesi
sınırlandırılmamış bölge
Etriyeler arası yanal
şekil değiştirmesi
sınırlandırılmış bölge
Etriyeler arası yanal
şekil değiştirmesi
sınırlandırılmamış
bölge
s
Sargı donatısı ile enine
şekil değiştirmelerin
sınırlandırılması
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
7
• Betonun davranışında yanal basınç gerilmesi etkisiyle yanal
şekil değiştirmenin önlenmesi dayanım ve sünekliği arttırıyor.
/48
120
100
80
60
40
20
00 1 2 3 4 5 6 7
=28MPa
14MPa
7.5MPa
3.8MPa
=25MPac
f =0)( = yanal gerilme
c
(%o)c
(M
Pa
)c
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
8
• Betonun davranışına sargı donatısı aralığının etkisi,
• Sargı donatısı aralığının küçülmesi ile betona uygulanan enine
basınç gerilmesi arttırır
• Çok sık sargı donatısı ise betonun yerleşmesine engel olabilir.
/48 Sargı donatılarının uyguladığı
enine basınç gerilmeleri
Yanal şekil değiştirmesi
önlenmemiş bölge
40
s
‰ c
s=40mm
80
160240
(MP
a)
20
86420
s
s
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
3
9
• Bir binada deprem yüklemesi altında en çok zorlandığı için
sünekliğin beklendiği bölgeler; kiriş ve kolonların uç bölgeleri
olmaktadır.
/48
Kiriş sarılma
bölgesi
Kolon sarılma
bölgesi
Deprem etkisinde zorlanan
kiriş ve kolon bölgeler:
Kiriş ve kolonların uç
bölgelerinin sünekliği sargı
donatısı ile arttırılabilir
Sargı donatılarının
uyguladığı enine
basınç gerilmeleri
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10
Tekrarlı yükler altında betonun davranışı:
• Dayanım ve rijitlik azalması,
• Kalıcı şekil değiştirmelerin büyümesi,
/48
Tekrarlı
yükleme
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
10
20
30
(%o)c
(M
Pa)
c
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11
Donatının gerilme ve birim uzama (kısama) değişimi:
• S220: sünek davranış, düz yüzey sebebiyle düşük aderans,
• S420: sünek davranış, nervürler sebebiyle yüksek aderans,
• S500: sınırlı süneklik, nervürler sebebiyle yüksek aderans.
/48
Düz y
üzeyli
don
atı
Nerv
ürl
ü d
on
atı
0 4 8 12 16 20
200
400
600
800
0 0.2 0.5 10
S500 S420b
S420a
S220
S420b
E =
2x10 M
Pa
s5
s (%)
s(M
Pa
)
200
400
600
800
s(M
Pa
)
S220 Düz yüzeyli donatı
S420 Nervürlü donatı
S500 Hasır donatı
s (%)
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
12
Tekrarlı yük altında donatının davranışı,
• Rijitlikte değişim sınırlı,
• Tüketilen enerji büyük,
• Sünek davranış.
/48
s
(MPa)s
600
400
200
-600
-400
-200
-0.04 -0.02 0.040.02 Nerv
ürlü d
ona
tı
Tekrarlı
yükleme
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
4
13
Aderans:
• Beton ve donatının beraber çalışması ve birbirlerine gerilme aktarması aderans ile sağlanır,
• Nervürler aderansın en önemli kaynağıdır,
• Aderansın kaybolması ile sıyrılma meydana gelir.
/48
Dü
z y
üze
yli
do
na
tıd
a a
de
ran
s
Ne
rvü
rlü
do
na
tıd
a a
de
rans
Orta
0 0 0
Küçük
Fs
b b b
sF
Sıyrılma
SıyrılmaSıyrılma
Sıyrılmaya yakın
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 14 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 15 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
16
Döşeme türleri:
/48
İki doğrultuda
dişli döşeme
Diş
Kolon
Ana kiriş
Ana kiriş
Bir doğrultuda
dişli döşeme
Diş doğrultusunda düşük
yükseklikli ana kiriş
Kolon
Dişe dik
ana kiriş
Diş
Diş
doğrultusunda
ana kiriş
İki doğrultuda
yük aktaran
plak döşemeAna kirişKolon
Ana
kiriş
Konsol plak
döşeme
Bir doğrultuda yük
aktaran döşeme
Kolon
Ana kiriş
İkincil kiriş
Ana
kiriş
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
5
17
Döşeme türleri
/48
Kolon Kirişsiz
döşeme
Kirişsiz
başlıklı
döşeme
Başlık
plağı
Kolon
Kirişsiz
başlıklı
döşeme
Başlık
plağı
Kolon
başlığı
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
18
Döşemeler
• Kütlelerin, atalet, deprem kuvvetlerinin yoğunlaştığı bölgeler,
• Düzlemleri doğrultusunda rijit elemanlar,
• Düzlemleri dışı rijitliği kirişler sağıyor,
• Deprem kuvvetlerini kirişler yoluyla kolonlara iletiyor,
• Boşluklar düzlem içi rijitliği azaltıyor,
• Kirişsiz döşemeler, kirişlilere göre deprem etkilerinin
iletilmesinde daha çok zorlanır,
/48
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
19
Kiriş:
/48
sarılma bölgesi sarılma bölgesi
b1 n
b2
c
3
2
2 1
sc
c
50mm
3
cb
chbw
h f
2
h
h
'
'1
h
50mm
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
20 /48
cj
c
o
c
c
h
o
n
c ba
h
s
s
h
s
scs
bk
a
Sarılma
bölgesi
Birleşim
bölgesi
Birleşim
bölgesi
Sarılma
bölgesi
Ort
a b
ölg
e
Kolon:
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
6
21
Kolonlarda etriye
düzeni,
•Enine
tutulmamış
etriye boylarının
sınırlandırılması
,
•Etriyelerin
köşelerinin 135o
kıvrılarak
kenetlenmesinin
sağlanması,
/48
135o
³ m
ax(6
,
80
mm
) S
22
0
³ m
ax(1
0
, 1
00
mm
) S
42
0
h
amax max
a max a
max> a
max
a
max
a
a
max
max
a
max a
max a
maxa = 25
etriye
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
22
• Perdelerin etkileşimi bağ kirişleri ile ortaya çıkıyor,
• Üste kattaki bağ kirişleri alt kattakilere göre daha çok zorlanıyor,
• Kuvvetli bağ kirişler etkileşimi arttırıyor, buna karşı bağ kirişlerinin zorlanması artıyor.
/48
İki perdenin peraber çalışması
ve bağ kirişlerinin etkisi
Kesit
N
M21M
N
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
23
• Kısa bağ kirişlerinin güç tükenmesine erişmesi,
• Köşegen doğrultusunda çekme gerilmesi etkili oluyor,
/48
0.2 h
sdA
100 mm
sh
nlA
sh
sh
sd
1.5
h
b
A : çapraz donatısd
her
iki yüzde
l
Köşegen çatlak Betonda ezilmeKöşegen basınç ve
çekme oluşumu
(a) (b) (c)
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
24
• Perde ve çerçevelerin etkileşmesi kirişlerde güç tükenmesi
(plastik mafsal oluşumu) muhtemel olan kesitler,
• Perdelerde sadece mesnet kesiti ve kiriş ve kolonlarda uç
kesitleri,
/48
Perde Perde
Plastik
mafsal
a) b) c)
Plastik
mafsal
Plastik
mafsal
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
7
25
6. Birleşim bölgeleri:
• Döşeme - kolon birleşim bölgeleri
• Zımbalama etkisi (iki doğrultuda etkiyen kesme kuvveti)
/48
Dü
şe
y y
ük e
tkis
ind
e
zım
ba
lam
a g
erilm
ele
ri
De
pre
m y
ükü
etk
isin
de
zım
ba
lam
a g
erilm
ele
riKolon
Döşeme
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
26
Döşeme - kolon/perde birleşim bölgeleri:
• Kolon ve perdelere yakın boşluklar gerilme yığılmalarına sebep oluyor,
/48
Boşluk
Perde
Boşluk
Kolon Planda kolon ve
perdeile döşeme
birleşimine yakın
boşluk bulunması
b)
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
27
• Kolon ile kiriş birleşim bölgeleri,
• Kesme kuvveti etkisindeki bu birleşim bölgesi elastik kalmalı,
/48
c) İçb) Kenara) Köşe
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
28
• Birleşim bölgeleri
• Kiriş-kolon birleşim bölgesi,
• Kirişin etkili (çalışan) bölgesinin (genişliğinin) azalması,
/48
b
b
b)kirişkiriş
a)
b
c
bc
Kuvvet akışı
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
8
29
• Birleşim bölgeleri
• Kirişlerin
sürekliliğinin
sağlanması,
• Süreksizlik ek
burulma momenti
oluşturuyor,
• Donatı süreksizliği
ortaya çıkıyor.
/48
döşemedöşeme
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
30
• Kirişlerde donatı süreklik ve süreksizlik durumu
/48
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
31
• Kirişlerde düşeyde yükseklik süreksizliği,
• Kirişte etkili etkili yüksekliği,
/48
Kuvvet akışı
kolonkolon
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 32
Betonarme taşıyıcı sistem:
/43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
9
10.11.2013 33
Konu hakkında ders kitapları:
1. Thank
/43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 34
Konu hakkında ders kitapları:
1. Thank
/43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 35 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 36 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
10
10.11.2013 37 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 38 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 39 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 40 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
11/10/2013
11
10.11.2013 41 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
Kalıp:
10.11.2013 42 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar
10.11.2013 43 /43
İnşaat Mühendisliğine Giriş / Betonarme Yapılar