Sunuyu indir
Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz
1
İNT 4205-BETONARME Güz Dönemi
2
Uygulamada sıkça kullanılan deyimler arasındaki farkı :
ÇİMENTO + AZ SU - ÇİMENTO HAMURU (kuru) ÇİMENTO + ÇOK SU - ÇİMENTO ŞERBETİ (akıcı) ÇİMENTO + İNCE KUM+SU – HARÇ ÇİMENTO + AGREGA (kum ve çakıl)+SU – BETON ÇİMENTO + AGREGA + SU + ÇELİK - BETONARME
3
GENEL BİLGİLER, TANIMLAR:
Betonarmenin başlangıcı 1850 yılıdır. Beton ve betonarme son 150 yılın en önemli yapı malzemesi olmuştur. Tüm dünyada yapı malzemesi olarak öncelikle kullanılmaktadır. Bir yıl içinde kullanılan beton miktarı yaklaşık 6 milyar tondur. Dünya nüfusu da yaklaşık 7 milyar olduğuna göre kişi başına yılda yaklaşık 1 ton beton üretilmektedir. Türkiye’de kişi başına üretim yaklaşık bunun yarısı, 0.45 ton/yıl dır.
4
Betonarme neden bu denli kabul görmüştür?
İstenilen her şeklin verilebilmesi Basınç dayanımının yüksek olması Ana malzemesi olan çimento, çelik ve suyun yerel temin edilebilmesi Yerel imkanlarla üretilebilmesi Nitelikli elemana fazla gereksinimi olmaması Ölçü toleransının yüksek oluşu (1-2 santimlik kalıp hatası sorun yaratmaz) Üretim için fazla enerji gerektirmemesi Ekonomik olması Hemen hiç bakım gerektirmemesi Uzun ömürlü olması Yangına dayanıklı olması. Su, rutubet ve asitli ortama dayanıklı olması
5
TANIMLAR Beton: Çimento, agrega (kum-çakıl), su ve gerekirse kimyasal katkı maddelerinin bilinçli karışımından oluşan kompozit bir malzeme; yapay bir taştır. Beton hamuru yaş iken plastik olmasına, istenilen şeklin verilmesine karşın 10 saat içinde katılaşarak zamanla sertleşir ve yüksek basınca dayanıklı duruma gelir. Betonarme: Beton yüksek basınç gerilmesine dayanıklı olmasına karşın çekme kuvvetine hemen hiç dayanamaz. Bu özrünü gidermek için beton içerisine, çekme bölgelerine, çelik çubuklar konur. Oluşan bu malzemeye betonarme denir. Çelik betona rastgele değil, bilinçli yerleştirilmek zorundadır. Betonarme yapı: Taşıyıcı elemanları (kolon, kiriş, döşeme) betonarme olarak inşa edilen yapı.
6
KARIŞIM: Öngörülen kıvam ve dayanımlı bir beton elde edebilmek için kum, çakıl, çimento ve su miktarının ayarlanması; bir reçetenin hazırlanmasıdır. Betonun belli bir özelliğini, örneğin kıvamını, değiştirmek için kimyasal katkı da katılabilir. DOZAJ: 1 m3 betondaki çimentonun kilogram olarak miktarıdır. Yaygın olarak 300 dozlu beton kullanılır. SU/ÇİMENTO ORANI: 1 m3 betondaki, kilogram cinsinden su miktarının çimento miktarına oranıdır: SÇO=Su/Çimento. Beton dayanımını doğrudan etkileyen en önemli faktördür.
7
KATILAŞMIŞ BETON: Prizi tamamlanmış, üzerinde gezilebilen beton.
KIVAM: Yaş betonun kuru yada akıcı mı olduğunu belirtir, işlenebilirliğin bir ölçüsüdür. PRİZ: Yaş betonun katılaşma sürecidir dakika sonra başlar, 6-10 saat sürer. KATILAŞMIŞ BETON: Prizi tamamlanmış, üzerinde gezilebilen beton. SERTLEŞMİŞ BETON: Yük taşıyabilecek kadar dayanım kazanmış beton. Dayanım kazanma sürecine sertleşme denir. Bir yıl kadar sürer.
8
ÇEKME DAYANIMI: Betonu çatlatan çekme gerilmesidir.
BASINÇ DAYANIMI: Sertleşmiş numunenin eksenel basınç altında ulaşabildiği en büyük gerilmedir. STANDART BASINÇ DAYANIMI: Suda saklanmış (laboratuvar şartlarında), 28 günlük standart numunenin eksenel basınç altında ulaşabildiği en büyük gerilmedir. ÇEKME DAYANIMI: Betonu çatlatan çekme gerilmesidir. KIRILMA: Beton liflerinin basınç altında ezilmesidir. Beton ezildiği an kırıldı varsayılır. KIRILMA BİRİM KISALMASI: Beton ezildiği anda ölçülen en büyük birim kısalmadır.
9
Betonun dayanımını etkileyen faktörler
(özet) Su/Çimento oranı. Çimentonun cinsi, dozajı, dayanımı. Agreganın dayanımı, granülometresi, temizliği. Suyun temizliği. Katkı maddeleri. Sıkıştırma şekli ve kalitesi. Çevre şartları (sıcaklık, nem, rüzgar). Bakım şekli, süresi ve kalitesi.
10
Betonun basınç gerilmesi-şekil değiştirme (σc-εc) eğrisi
11
Karakteristik dayanım nedir?
Projede öngörülen betonun basınç dayanımına karakteristik basınç dayanımı denir. Ancak, üretilen betonun gerçek basınç dayanımının öngörülenden daha düşük olma olasılığı(riski) vardır. Bu olasılık TS500/2000 e göre en fazla %10 olmalıdır. T500/2000 için daha basit bir anlatım yolu seçelim: Diyelim ki dayanımı 20 N/mm2 olan beton yapmak için karışım hazırladık ve 100 adet numune aldık. 28. gün sonunda yapılan basınç deneyinde en az 90 numunenin dayanımı en az 20 N/mm2 olmalıdır. Dayanımı 20 N/mm2 nin altında olan numune sayısı en fazla 10 olmalıdır.
14
ÇELİK Betonun çekme dayanımı çok düşük olduğundan çekme bölgelerindeki çekme kuvvetlerini almak ve çatlakları sınırlamak amacıyla bu bölgelere çelik çubuklar konur. Ayrıca, sargı donatısı olarak ve bazen basınç kuvveti almak için de kullanılır. “inşaat çeliği”, “beton çeliği”, “betonarme çeliği” denildiği gibi “donatı” da denir.
16
Betonarme, çoğu kez, beton ile çeliğin beraber kullanımı olarak tanımlanır. Bu tanım çok basittir ve betonarme malzemeyi tanımlamaya yetmez. Bir malzemeye betonarme diyebilmek için çeliğin gerektiği kadar, doğru yere, doğru biçimde konulması, özenli işçilik ve bakım gerekir. Bilindiği gibi; betonun basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı ise çok düşüktür. Çekme kuvvetleri betonu çatlatır. Betonarme elemanlarda çekme kuvvetlerini karşılamak ve çatlakları sınırlamak için çekme bölgelerine çelik çubuklar (donatı) konur. Betonarmede beton ile çeliğin birbirine kaynaşmış olarak birlikte çalışması şarttır. Buna kenetlenme (aderans) denir. Kenetlenme betonarmenin temel koşuludur. Kenetlenmenin sağlanmadığı durumda, hesap ve çizimler ne kadar özenli yapılırsa yapılsın, sonuç felakettir. Çünkü; çelik betondan sıyrılacak, çekme kuvveti alamayacak, beton çatlayacak ve göçme olacaktır. BETONARME
17
BA DAVRANIŞI VE TEMEL İLKELERİ
18
Giriş BA hesabında varsayım zorunluluğu
Malzeme ve BA davranışı hakkında varsayımlar Yapılan varsayım yapının gerçek davranışını yansıtmalı BA tasarımda dikkat edilmesi gereken noktalar 1. Güvenlik 2. Ekonomi 3. Uygulanabilirlik BA tasarım yapanın özellikleri Ayrıntılarla uğraşmak yerine yapının davranışını kestirebilmeli Hesap sonucunda çıkan sayıların esiri olmamalı, onları yol gösterici olarak kabul etmeli Sağlam bir Yapı Mekaniği bilgisine sahip olmalı
19
BA yapının oluşturulmasındaki aşamalar : 1. Taşıyıcı sistemin seçimi
Yapısal davranış (deprem hesaba katılmalı uygun seçim yapılmalı) Mimari Ekonomi (Yapı mekaniği, davranış bilgisi ve tecrübe çok önemlidir) 1. Taşıyıcı sistemin seçimi
20
BA yapının oluşturulmasındaki aşamalar :
TS 498 ve Deprem yönetmeliğinden faydalanılır Yönetmeliklerdeki yükler gerçekçi değildir (fazladır) (200 kg/m2 örn.) Özel yapılarda istatistiksel veriler alınmalı (verici kulesi vs. gibi) 2. Yüklerin saptanması
21
BA yapının oluşturulmasındaki aşamalar :
En elverişsiz yüklemeler dikkate alınmalı (Boş – dolu yükleme) Yaklaşık yöntemlerle yapılır (Her yöntemin varsayımı vardır ve kesin değildir) (Cross, Biro, Kani, Muto vs.) Malzeme elastik (doğrusal çözümleme), elasto-plastik (Limit analizi) kabul edilir veya gerçek davranış (Orantısız çözümleme) temel alınır. 3. Yükler altında kesit zorlamalarının bulunması (Yapısal çözümleme)
22
BA yapının oluşturulmasındaki aşamalar :
Emniyet Gerilmeleri Yöntemi (Elastik yöntem) Sınır Durumlar Yöntemi Taşıma Gücü Kullanılabilirlik sınır durumu Ön boyutlandırma ve kesin boyutlandırma çelişkisi 4. Elemanların boyutlandırılması, donatı hesabı ve donatı detaylandırılması
23
BA yapının oluşturulmasındaki aşamalar :
En az özen gösterilen aşamadır Denetimsiz yapı, öngörülenden farklı olur Eleman boyutlarındaki hata Donatı yerleştirilmesindeki hata Beton kalitesinin düşüklüğü (en sık rastlanan, öngörülenin yaklaşık yarısı seviyesinde) 5. Yapının tasarlandığı gibi yapımı
27
Eğilme ve Bileşik Eğilme Altındaki BA Elemanların Kırılma Türleri
BA elemanlar kırılma konumuna en dış lifteki betonun ezilmesi ile ulaşırlar. Ezilme anında en dıştaki beton lifi cu birim kısalmasına ulaşır Ezilme anında çeliğin akıp akmadığı çok önemlidir Çelik akmışsa sünek kırılma, akmamışsa veya dengeli ise gevrek kırılma olur. Sünek kırılma tercih edilir (tahliye ve uyum sağlanması için) Sünek davranış için ; Donatı oranı azaltılabilir Eksenel yükün azaltılması gerekebilir (kolon sayısı artırılabilir ama ekonomik olmayabilir) Boyut büyütülerek eksenel yük düzeyi düşürülebilir, sargı donatısı sıklaştırılabilir Eğilme ve Bileşik Eğilme Altındaki BA Elemanların Kırılma Türleri
31
SÜNEK KIRILMA ani olmaz
SÜNEK KIRILMA ani olmaz. Çökme oluşmadan önce bir süre aşırı çatlaklar, yer değiştirmeler oluşur, sıva ve beton parçacıkları dökülür. Çelik uzuyor, beton çatlıyor ve eziliyordur. Gece sessizliğinde cık-cık sesler duyulur. Yapı çökeceğini haber verir. Önlem almak ve yapıyı boşaltmak için zaman tanır. GEVREK KIRILMA hemen hiçbir belirti vermeden, genelde patlama sesi ile birlikte, ani olur. Yapı yıkılmadan önce hiçbir belirti vermediğinden önlem veya boşaltma şansı kalmaz. Gevrek kırılma tehlikelidir! Hiçbir yapı elemanı kırılacak şekilde boyutlandırılmaz. Ancak, öngörülmeyen herhangi bir nedenle kırılacaksa, kırılmanın haberli, yani sünek olması arzu edilir.
32
BA de Uyum (Yeniden Dağılım)
Gerilme Uyumu Betonun ezilmesi en büyük gerilmeye değil, en büyük birim (cu) kısalmaya ulaştığında oluşur co dan cu ya kadar kısalma artışı sırasında, gerilmede azalma olur Bu özellik liften life gerilme aktarılmasını sağlar BA de Uyum (Yeniden Dağılım)
33
Şekil 2.5 in açıklaması (kuvvet uyumu)
Basınç bölgesinde donatı olduğunda, bir malzemeden diğerine kuvvet aktarımı olur (Buna “Kuvvet Uyumu” denir) Sünme etkisi ile betondaki gerilme azalırken donatıdaki gerilme artmıştır (dolayısıyla taşıdıkları yük oranları değişmiştir) Kırılma durumuna erişebilmesi için, iki malzemenin de gücünün tükenmesi gerekir Şekil 2.5 in açıklaması (kuvvet uyumu)
35
Şekil 2.6 nın açıklaması (moment uyumu)
Momentin en yüksek olduğu kesit taşıma gücüne ulaştığında, o noktada plastik mafsal oluşur O kesit sabit moment altında serbestçe dönebildiğinden, taşıma gücüne ulaşmayan diğer kesitlere moment aktarılır Şekil 2.6 b de mesnet momentinin açıklık momentine oranı 4 tür Mesnet taşıma gücüne ulaştığında, açıklığa moment aktarır (plastik mafsal oluşur) (Şek. 2.6 c) Açıklıktaki deformasyon artar (Şek. 2.6 d) Tasarımcı, kırılma anındaki moment dağılımını belirleyebilir Şek. 2.6 a daki durum için, mesnet momentini azaltıp, aynı oranda açıklık momentini artırarak ekonomik çözüm sağlayabilir Şekil 2.6 nın açıklaması (moment uyumu)
37
“UYUM”, hatalardan dolayı meydana gelebilecek büyük felaketleri önlemiştir. Bu durumdan çoğu kez hesabı yapan ve yapımı gerçekleştirenlerin de haberi yoktur. “UYUM” iyi bilindiği takdirde, daha ekonomik ve daha sağlıklı yapılar oluşturulabilir.
40
BA Hesabı ve Yönetmelikler
Yönetmeliğin ; Amacı, tasarım ve yapım sırasında yapı güvenliğini etkileyecek yanlışların önlenmesidir. Tecrübe ve deneylere dayanarak hazırlanır. ACI ve CEB den yararlanılır. Yeni bulgularla değişmektedir. Yol gösterici olmalıdır. Her zaman en doğruyu değil, en yaygın kabul gören orta yol tercih edilir. Körü körüne bağlı kalınmamalı, ancak yasal durumlar nedeniyle dışına çıkılmamalı. BA hesabı yapanlar yeni yayınları yakından takip etmelidir. BA Hesabı ve Yönetmelikler
41
Donatı Detayları ve Yapım
Depremde hasar gören yapıların büyük çoğunluğunda şu nedenler vardır ; Yanlış sistem seçimi Yanlış veya yetersiz detaylandırma Yapımın kalitesizliği Hesaplara önem verilirken, detaylandırma ve yapıma gereken önem verilmiyor. Donatı olabildiğince kesintisiz yerleştirilmeli (zorunlu hallerde gereken önlem alınmalı) Yapım sırasında gerekli titizlik gösterilmiyor ; Yapıların çoğunda, beton dayanımı öngörülenin yarısı veya daha azıdır. Bu işi takip edenler, kendi başına beton döküp deneme olanağı bulmalıdır. Bu sorun eğitimle aşılabilir. Donatı Detayları ve Yapım
42
Hesaplarda Doğruluk Derecesi
Beton iyi yapılsa bile istenenden %10-20 değişik olabilir. İmal edilen BA boyutları, projedekinden ±%5 farklı olabilir. Çelik çubukların çapı hesaplardakinden farklı olabilir. Bu nedenlerle fazla kesinliğe gidilmesi gereksizdir. Hesaplarda Doğruluk Derecesi
Benzer bir sunumlar
