Betonarme Doç. Dr. Naci Çağlar.

... konulu sunumlar: "Betonarme Doç. Dr. Naci Çağlar."— Sunum transkripti:

1 Betonarme Doç. Dr. Naci Çağlar

2 Betonarme Doç. Dr. Naci ÇAĞLAR
Betonun, çeliğin ve betonarmenin özellikleri Yapı güvenliği, Normal kuvvet etkisi Basit eğilme etkisindeki dikdörtgen kesitler (tek donatılı) Basit eğilme etkisindeki dikdörtgen kesitler (çift donatılı) Basit eğilme etkisindeki tablalı kesitler Bileşik eğilme hakkında genel bilgiler Kesme kuvveti etkisindeki elemanlar Burulma momenti etkisindeki elemanlar Narin Kolonlar Betonarme perde elemanlar Döşemeler Temeller

3 Betonarmede Kullanılan Malzemeler ve Özellikleri

4 Beton Beton, özet olarak kum, çakıl, çimento ve suyun belirli oranlarda ve belirli miktarlarda karıştırılmasıyla elde edilen bir yapı malzemesidir. Çimento, su ile karışınca bağlayıcı madde vazifesi görür. Esas taşıyıcı, agrega adını vereceğimiz çakıl ve bunların boşluklarını dolduran kumlardır.

5 Agrega Kum-Çakıl (Agrega): Normları TS 706' da verilmiştir. Kum ve çakılın (agrega) mukavemeti ve beton içerisindeki oranları, betonun mukavemetine büyük oranda tesir eder. İnce agrega, doğal olarak elde edilen kum, yapay olarak elde edilen ise kırma kum olarak adlandırılır ve 4 mm boyutundaki kare elekten geçen malzemedir. İri agrega, doğal olarak elde edilen çakıl, yapay olarak elde edilen ise kırma taş veya mıcır olarak adlandırılır ve 4 mm boyutundaki kare elekten kalan malzemedir. Yapay olarak elde edilen veya doğal olarak kullanılan agreganın mukavemeti, çimentonun mukavemetinden az olmamalıdır.

6 Agrega Betonda kullanılabilecek agreganın en büyük dane çapları, kalıp genişliğinin 1/5' inden, döşeme derinliğinin 1/3 'ünden ve iki donatı çubuğu arasındaki mesafenin 3/4' ünden ve beton örtü kalınlığından küçük olmalıdır. Agrega dane çapındaki yukarda verilen sınırlamalar dikkate alınırsa betonda kullanılabilecek iri agreganın en büyük dane çapı 2- 2,5 cm civarında olmaktadır. Çakılı sınıflandırırken 70 mm çapına kadar olan malzemeye iri çakıl deniyorsa da, bu büyüklükteki malzeme ancak baraj veya büyük hacimli dolgu betonlarında kullanılabilir.

7 Agrega

8 Çimento Çimento: TS 19'da normları verilmiştir. Çimento kalitesinin ve beton içerisindeki miktarının beton mukavemeti üzerinde önemli etkileri vardır. 1m3 yerine dökülmüş ve sıkıştırılmış betonun içerisindeki çimentonun ağırlık olarak miktarına dozaj denir. Kütle betonlarda dozaj 200–250 kg, normal yapılarda 300–400 kg, köprülerde 350–400 kg, su içindeki yapılarda 450–550 kg civarında olabilir. Çimentonun, Normal Portland Çimentosu (NPÇ), Beyaz Portland Çimentosu (BPÇ), Yüksek mukavemetli Portland Çimentosu (YPÇ), Yüksek fırın cüruf çimentoları, traslı ve alimünli çimento gibi çeşitleri vardır. 1m3 betona konulması gereken çimento miktarı; betonun kalitesine (istenilen mukavemetine), agreganın durumuna göre yapılan beton karışım hesapları sonunda bulunur.

9 Çimento Betonarme inşaatlarda en çok kullanılan Normal Portland Çimentosu (NPÇ 350), mukavemetinin %78'ini 28 günde tamamlar. 7 günlük mukavemeti 300 kg/cm², 28 günlük mukavemeti ise 350 kg/cm² 'dir. Toz halindeki çimento, su ile karıştırılınca plastik bir hale gelir, bir müddet sonra sertleşir, zamanla katılaşır ve sonunda taşlaşır. Bu katılaşma olayına Priz denir. Çimentonun Prizi 1–10 saat arasında tamamlanır. Soğuk ve rutubetli havalarda priz süresi uzun, sıcak ve kuru havalarda ise kısa olmaktadır. Sertleşme su ile meydana geldiği için çimento, hidrolik bağlayıcılar grubuna girer. Çimento, kullanıldığı yere, standartta öngörülen şekilde getirilmeli ve özelliklerini kaybetmeyecek şekilde korunmalıdır.

10 Su Su: İçmeye elverişli her su, betonda karma suyu olarak kullanılabildiği gibi, daha önce kullanılarak denenmiş ve iyi sonuç vermiş bütün sular beton yapımında kullanılabilir. Beton karma suyu asit reaksiyon göstermemeli, içerisinde çeşitli tuzlar, yağlar, organik maddeler bulundurmamalıdır. Beton karma suyu, bileşim hesabında bulunan miktar kadar kullanılmalıdır. Gereken miktardan fazla su kullanılması halinde beton cıvıklaşır, işlenilmesi ve yerine konulması kolay olmasına karşılık, çimentonun kristalleşmesi için gereken miktardan fazla olan suyun zamanla buharlaşması ile betonun iç bünyesinde boşluklar meydana gelir ve betonun mukavemeti düşer. Gereken miktardan az su kullanılması halinde ise beton kuru olur, işlenebilmesi yerine konulması güçleşir. Daha önemlisi, çimentonun tamamının kristalleşmesi için gerekenden az su kullanılırsa, çimentonun tamamı kristalleşemez, betonun dozajı hesapla bulunan değerden az olur ve mukavemeti düşük olur.

11 Su/Çimento Oranı TS 500 de su miktarı hakkında global bir değer verilmemekle birlikte, su/çimento oranının 0.60 civarında olması gerektiği, yüksek mukavemetli beton elde etmek için karışım hesapları yapıldığında, bu oranın 0.45–0.50–0.55 gibi değerler almasının gerektiği söylenebilir. TS 500'ün Nisan 1984 baskısından evvelki baskısında su/çimento oranları, o tarihlerdeki beton sınıflarına göre global olarak şu şekilde verilmiştir: b ( B160 =BS 14 ) su / çimento = 0.60 a ( B225 =BS 20 ) su / çimento = 0.50  ( B300 =BS 25 ) su / çimento = 0.45

12

13 Bileşim Bileşim: Betonun mukavemetine, içerisindeki elemanların mukavemet özelliklerinin yanı sıra bu elemanların karışımdaki oranları da tesir eder. 1m3 beton imalinde kullanılması gereken kum-çakıl, çimento ve su miktarları, betonun istenilen mukavemetine göre karışım hesapları sonunda çıkar. Beton Teknolojisi ve Yapı Malzemesinde bu konular detaylı olarak ele alınmaktadır. Bu konuda kabaca betonun mukavemetini arttırmak için sadece çimento miktarının arttırmanın doğru bir yol olmadığı söylenebilir. Beton karışım hesapları TS 802 ye göre yapılmalı, deneme karışımları hazırlanarak istenilen betonun elde edileceği kanıtlanmalıdır.

14 Bileşim Beton bileşim hesaplarının kesin olarak yapılmadığı durumlarda, bileşime giren elemanların miktarları kabaca; Hacim olarak Çimento/Su/Kum/Çakıl =1/0.55/1.8/2.7 Ağırlık olarak Çimento/Su /Kum/Çakıl= 1/0.55/3.0/4.5 alınabilir. TS500 (Şubat 2000), Beton karışımına giren malzeme miktarlarının ağırlık ile belirleneceğini, hacım esasına göre yapılamayacağını hükme bağlamıştır.

15 Su Kum ve çakılın ıslak olduğu durumlarda karışıma konulacak su miktarında bir miktar azaltma yapılabilir. Nemli haldeki kumun ağırlığının %5'i, çakılın ağırlığının %3'ü oranında bünyesinde su bulundurabileceği kabul edilmektedir. Betonun bakımında, hazırlanmasında, taşınmasında, yerleştirilmesinde ve bakımında TS1247 ve TS1248 e uyulmalıdır. Zararlı zemin suyu varsa TS3440 kurallarına uyulmalıdır.

16 Katkı Malzemeleri Kimyasal Katkı Malzemeleri: Değişik amaçlarla betonda katkı malzemeleri kullanılabilir. Betonda kullanılacak katkı malzemeleri TS 3452 ye uygun olmalıdır. Katkı malzemelerinin gereğinden fazla kullanılması halinde aksi tesir yaparak betonun mukavemetini düşüreceği unutulmamalıdır. Betonun Mekanik Özellikleri: Betonun mekanik özellikleri, betonun mekanik etkilere karşı incelenmesidir. Betonun dış yük altındaki önemli özellikleri; a) Basınç mukavemeti, b) Çekme mukavemeti, c) Kesme mukavemeti, d) sünme ve e) şekil değiştirmedir.

17 Betonun Mekanik Özellikleri
Basınç Mukavemeti: Betonun en belirgin özelliği, basınç mukavemetinin yüksek olmasıdır. Dolayısıyla betonlar sınıflandırılırken basınç mukavemetleri esas alınır. Basınç mukavemetleri belirlenirken numune olarak küp, silindir, prizma gibi numuneler kullanılabilir. Yürürlükteki TS 500'e göre; taban çapı 15 cm, yüksekliği 30 cm olan beton deney numunelerinin, su içerisinde, 20 C ± 2 C derece sıcaklıkta, 28 gün saklandıktan sonra TS 3068 e uygun biçimde kırılmasıyla elde edilen mukavemetine, Karakteristik Silindir Basınç Mukavemeti (fck) denilmektedir.

18 Betonun Mekanik Özellikleri
Betonlar, karakteristik silindir basınç mukavemetlerine (fck) göre sınıflandırılırlar. Beton mukavemet deneylerinin 15X30 silindir veya 15X15 küp üzerinde yapılması durumunda, TS EN e göre Beton Sınıflarının isimlendirilmeleri C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, ... Şeklinde olacaktır. Silindir veya küp olarak standarttan farklı boyutta numuneler kullanılması halinde bazı katsayılarla çarpılarak sonuçlarda düzeltmeler yapılması uygun olacaktır. 30 cm 15 cm ASTM BS

19 BETONUN BASINÇ DAYANIMI
Betonda Nitelik Denetimi ve Kabul Koşulları: Şantiyede betonun basınç dayanımını belirlerken, üzerinde nitelik deneyi yapılacak olan numuneler, TS 3351 de tanımlanan biçimde bakımı yapılmış numuneler olmalıdır. Deneyler 15X30 cm. boyutunda silindir numuneler üzerinde yapılmalıdır. Zorunlu durumlarda 15X15 cm. boyutunda küp numuneler de kullanılabilir. Değerlendirmede her biri üç silindirden oluşan gruplar esas alınır. Nitelik denetimi amacıyla her üretim biriminden en az bir grup (üç numune) deney elemanı alınması zorunludur. Bir Üretim birimi; aynı hesap dayanımı istenen aynı günde dökülmüş en fazla 100 m3 beton veya en fazla 450 m2 alandır. Bir işte en az 3 grup ( 9 numune ) alınması gereklidir.

20 BETONUN BASINÇ DAYANIMI
Her bir parti aşağıdaki iki şartı birden sağlamıyorsa beton kabul edilmeyecektir. 1. şart: fcm ≥ fck + 1,0 MPa olacak şekilde her parti için fck değerleri hesaplanır. Yukarda bulunan fck lar her bir partideki en küçük gurup ortalaması olan fcmin ile 2. şartı sağlamalıdır. 2. şart: fcmin ≥ fck - 3,0 MPa

21 BETONUN BASINÇ DAYANIMI
Numunelerden her biri ayrı betoniyer dökümünden alınmalıdır. Aynı betoniyer dökümünden birden fazla numune alınırsa bunlar tek numune sayılırlar. Hazır beton kullanıldığında üretim yerinde alınan numunelere ek olarak şantiyede de yukarda tanımlanan biçimde ve sayıda numuneler alınmalıdır. Değerlendirmede şantiyede alınan numuneler esas alınmalıdır. Alınan üçer silindirik guruplar alınış sırasına göre G1, G2, G3, G4 olarak isimlendirilmelidir. Her gurubun basınç dayanımları ortalaması fc1, fc2, fc3, fc4 olarak hesaplanır. Birbiri ardından gelen her üç guruba bir parti denilir. P1 ( G1, G2, G3 ) , P2 ( G2, G3, G4 ) Her partinin ortalaması fcm olarak hesaplanır.

22

23 BETONUN BASINÇ DAYANIMI
Yapıdaki mevcut betonun basınç dayanımının belirlenmesi Nisan 2010 da yayımlanan TS EN e göre yapılmalıdır.

24 Betonun Mekanik Özellikleri
fck (Mpa) Karakteristik silindir basınç mukavemetidir. Bu sınıflamada BS25 betonu dahil, BS25'e kadar olan betonlar, normal beton olarak isimlendirilirken mukavemeti BS25 betonunun mukavemetinden fazla olan betonlara yüksek mukavemetli betonlar denir. C20 veya C20/25 karakteristik silindir basınç mukavemeti en az 20 N/mm2 veya karakteristik küp basınç mukavemeti en az 25 N/mm2olan beton demektir Deprem Yönetmeliği Deprem bölgelerinde yapılacak tüm betonarme binalarda C20 den daha düşük dayanımlı beton kullanılmasını yasaklamıştır.

25 Betonun Mekanik Özellikleri
Betonların basınç mukavemetlerinin tayininde 7 günlük numuneler kullanıldığı takdirde, 7 günlük betonun basınç mukavemeti, 28 günlük betonun basınç mukavemetinin 0,65'i civarında olduğu düşünülerek bulunabilir. b7 = (0.65) b28 Yapılan çeşitli araştırmalar sonucunda, beton basınç mukavemetinin zamana göre değişimi aşağıdaki şekilde bulunmuştur.

26 Betonun Mekanik Özellikleri
Çekme Mukavemeti (fctk): Betonun çekme dayanımı (çekme mukavemeti) eksenel çekme deneyinden elde edilen değerdir. Betonun çekme mukavemeti, karakteristik basınç mukavemetinin yanında hayli küçüktür. Betonun karakteristik eksenel çekme mukavemeti, karakteristik basınç mukavemetinin bir fonksiyonu olarak TS 500 'de şu ifade ile verilmiştir. fctk=1,1 fck fctk , fck: kg / cm² fctk=0,35 fck fctk , fck: N / mm²

27 Betonun Mekanik Özellikleri
TS 500'de eksenel çekme mukavemetinin, silindir yarma ve eğilme deneylerinden elde edilen sonuçlara göre nasıl bulunabileceği hakkında ampirik formüllere de yer verilmiştir. Buna göre silindir yarma deneyinden elde edilen değer 1,50 ile eğilme deneyinden elde edilen çekme dayanımı da 2 ile bölünerek yaklaşık olarak eksenel çekme dayanımı bulunabilir. Eğilme deneyinden elde edilen çekme dayanımına fctf denirse; fctf = 2*fctk yazılabilir. (Burada fctk karakteristik olarak alınırsa fctf de karakteristik bulunacaktır.)

28 Betonun Mekanik Özellikleri
Kesme Mukavemeti: Betonun salt kesme mukavemeti, çekme mukavemetinden daha fazladır. Basınç mukavemetinin 0.35 ile 0.85 arasında değişebilen değerler almaktadır. Yaklaşık olarak çekme mukavemetinin 4 katı kadardır. Betonarme yapılarda salt kesme durumuna rastlanmaz. Kayma gerilmesi meydana getiren kesme kuvvetleri aynı zamanda eğik çekme gerilmeleri meydana getirirler. Dolayısıyla betonun kesme mukavemeti, çekme mukavemeti ile sınırlıdır.

29 Betonun Mekanik Özellikleri
Sünme, betonun, sabit yük altında uzun zaman yüklenmesiyle meydana gelen hacimce küçülme, boyca kısalmasıdır. Sünme plastik bir kısalmadır. Beton, elastik sınırın altında kalan sabit bir basınç ile uzun süre yüklenirse zamanla kısalır. Betonda meydana gelen basınç gerilmeleri, beton silindir basınç mukavemetinin (fck ), 0.33'ünden küçük ise meydana gelen sünme, uygulanan gerilme ile doğru orantılıdır. Bu şekilde yüklenen eleman, yükün uygulanmasıyla ani bir deformasyon yapar, daha sonra bu yükün uzun bir süre kalmasıyla zamanla artan ilave bir deformasyon daha yapar. Buna geciken deformasyon denir.

30

31 Betonun Mekanik Özellikleri
Sünme Şekil değiştirmesi ce , sünme katsayısına (ce) bağlı olarak aşağıdaki şekilde hesaplanabilir.  ce = ( σco/Ec ) *ce TS500 Sh 12 Çizelge 3.3’de de sünme katsayılarının (ce ) 2–3 yıl gibi uzun süre sonunda erişebilecek değer olarak verilmiştir.

32 Betonun Mekanik Özellikleri
Şekil Değiştirme: Betona basınç deneyi uygulanarak gerilme-deformasyon diyagramları belirlenir. Çünkü betonun çekme gerilmesi yok denecek kadar azdır ve hesaplarda dikkate alınmayıp ihmal edilmektedir. Beton için çelikte olduğu gibi tek bir gerilme-deformasyon diyagramından bahsetmek mümkün değildir.

33

34 Betonun Mekanik Özellikleri
Betonların mukavemetlerine göre farklı (-) diyagramları oluşmaktadır. Mukavemetin artmasıyla eğrinin dikleştiği, tepe noktalarının daha belirgin hale geldiği görülmektedir. Her farklı mukavemetteki betona ait (-) eğrisinin farklı olduğu, ancak maksimum mukavemet karşılığı birim deformasyonunun yaklaşık olarak co=0.002 alınabileceği görülmüştür.

35 Betonun Mekanik Özellikleri
Düşük mukavemetli betonlarda kırılma anında oluşan birim kısalmanın, yüksek mukavemetli betonlarda oluşan değerden daha fazla olduğu görülmektedir. Bu sonuçtan, düşük mukavemetli betonların daha sünek olduğu söylenebilir.

36 Betonun Mekanik Özellikleri
Diyagramdan da görüldüğü gibi, maksimum gerilme altında oluşan deformasyon aşıldığında deformasyonların arttığı ancak gerilmelerin azaldığı görülmektedir. Betonun ezilme anındaki gerilmesi, maksimum gerilmeden daha düşük olmaktadır.

37 Betonun Mekanik Özellikleri
Birim kısalmanın 0,0005 değerine kadar ise diyagramın doğrusal olduğu kabul edilebilir. Bu deformasyona kadar Hooke Kanunu geçerlidir ve c=c*Ec yazılabilir. Buradan da görüldüğü gibi betonun elastisite modülü, betonun mukavemetine bağlı olarak değişmektedir

38 Betonun Mekanik Özellikleri
TS 500 de betonun elastisite modülü, betonun yaşına ve mukavemetine bağlı olarak şu şekilde verilmektedir. Eci =  fcki kg/cm² Eci =  fcki N/mm² Eci = i günlük betonun elastisite modülü fcki = i günlük betonun karakteristik silindir basınç mukavemeti Darbe gibi ani yüklemelerde, formülden elde edilen Elastisite Modülünün değeri %10 arttırılır. 28 günlük betonun karakteristik silindir basınç mukavemetleri esas alınarak elde edilen beton elastisite modülleri tabloda verilmiştir.

39 Betonun Mekanik Özellikleri
Beton Elastisite Modülü (kg/cm²)

40 Betonun Fiziksel Özellikleri
Betonun, dış yük etkisinden bağımsız şekil değiştirmesi fiziksel özellikleri olarak bilinir. a) rötre b) sıcaklık değişimi tesirleri. Rötre: Beton, imal edilip yerine döküldükten bir müddet sonra hacimsel olarak küçülür. Betonun bu dış yükten bağımsız hacimsel küçülmesine rötre (büzülme) denir. a) Fiziksel Rötre, b) Kimyasal Rötre

41

42 Betonun Fiziksel Özellikleri
a) Fiziksel Rötre: Betonun iyi işlenebilmesi, kalıplara iyi yerleştirilebilmesi için, içerisine konulması gereken karma suyunun teorik olarak, çimentonun hidrotasyonu için gereken miktardan biraz fazla olması gerekir. Betonun tamamen sertleşmesinden sonra fazla olan bu su beton içerisinde kalır. Zamanla, buharlaşma nedeniyle bu suyun betondan ayrılmasıyla beton büzülür ve hacimsel olarak küçülür. Bu olaya fiziksel rötre denir. b) Kimyasal Rötre: Çimentonun kristalleşmesi sonucu meydana gelen rötre ye ise kimyasal rötre denilir. Kimyasal rötre, çimentonun kalitesine ve betonun içerisindeki miktarına bağlıdır.

43 Betonun Fiziksel Özellikleri
Rötre; a) yapı elemanın boyutlarına, b) hava ile temas eden yüzeylerin büyüklüğüne, c) havanın sıcaklığına, d) havadaki nem miktarına bağlıdır. Rötreden meydana gelebilecek kısalmalara engel olunuyorsa, bu gerilmelerin hesaba katılması gerekir. Şartnamelere göre, rötreden meydana gelebilecek kesit tesirlerinin hesabı; -15 C lik sıcaklık değişiminden meydana gelen tesirlerinin hesabına eşdeğer alınabilir. Rötre ve Sünmenin zamanla değişimi yaklaşık olarak birbirine benzemektedir.

44

45 Betonun Fiziksel Özellikleri
Sıcaklık Değişimi: Diğer yapı malzemelerinde olduğu gibi, betonda da sıcaklık değişiminde farklı deformasyonlar meydana gelir. Sıcaklığın artmasıyla betonda uzama, azalmasıyla da kısalma meydana gelir. Betonun ısı genleşme katsayısı, içerisindeki çimento miktarına göre değişmekle beraber yaklaşık olarak t=0,00001 alınabilir. (αt = 10–5 / C0 ) Bilhassa hiperstatik sistemlerin hesabında sıcaklık değişiminin tesiri dikkate alınmalıdır. Betonun Poisson oranı μc=0,20 kabul edilebilir ve Betonun kayma modülü yaklaşık olarak Gcj=0,40*Ecj ifadesiyle bulunabilir.

46

47

48 Betonarmede Kullanılan Malzemeler ve Özellikleri
(ÇELİK)

49 Çelik (Donatı)

50 Çelik (Donatı) Beton donatısı olarak kullanılacak olan çelikler TS 708 e uygun olmalıdır. Çeliğin mekanik özellikleri TS 708 de verilmiştir. Çelik çubukların çapları  ile gösterilir ve 6 mm ile 40 mm arasında değişen çaplarda bulunurlar. Donatı çapları ikişer ikişer büyür. Çelik çubukların boyları yaklaşık 12 m, yoğunlukları ise 78,5 kN/m3 tür. Beton çeliğinin elastisite modülü 210 GPa olarak alınmalıdır.

51

52 Çelik (Donatı) 2007 Türk Deprem Yönetmeliği düz yüzeyli çeliklerin kullanılmasına sınırlama getirmiştir. Düz yüzeyli çeliklerin, ancak döşeme donatısı ile etriye ve çiroz donatısı olarak kullanılmasına izin verilmektedir. Kolon, kiriş, perde ve temellerin donatısı olarak ise sadece nervürlü çelik kullanılmasına izin verilmektedir.

53 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Orantılılık Elastiklik AKMA Pekleşme Kopma Çekme Doğal sertlikte işlem görmüş çeliğin Gerçek Gerilme-Şekil değiştirme diyagramı

54 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Orantılılık sınırı (sP): Düz yüzeyli çelikler yaklaşık olarak 200 MPa civarına kadar Hooke kanununa uygunluk gösterirler. Bu sınıra kadar çelik, elastik malzeme gibi davranış gösterir. Gerilme, şekil değiştirme ile doğru orantılıdır. Gerilme uygulandığında meydana gelen deformasyon elastik deformasyondur. Yük kalktığı zaman deformasyonun tamamı geri döner. Kalıcı deformasyon yoktur.

55 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Elastiklik sınırı (sE): Elastiklik özelliğinin bittiği değerdir. Orantılılık sınırına çok yakındır (yaklaşık 210 MPa). Pratikte Orantılılık sınırı ve Elastiklik sınırı aynı alınabilir. Elastiklik sınırından sonraki deformasyonlar, plastik deformasyon adını alır. Bu kısımda yük kalktığı zaman deformasyonun tamamı geri dönmez. Geri dönmeyen bu deformasyona plastik deformasyon veya kalıcı deformasyon denir.

56 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Akma sınırı (sF): Kuvvetin artmasıyla deformasyonda çok az bir artış meydana geldikten hemen sonra kuvvet sabit kalır. Bu değerde kuvvet artmadığı halde deformasyonların artmaya devam ettiği görülür. Bu sınıra çeliğin akma sınırı veya akma dayanımı denir. Buradaki düz bölgeye Akma Sahanlığı denir. Bu akma dayanımı, çelik cinslerine bağlı olarak değişik olmakla birlikte yaklaşık olarak a) düz yüzeyli çeliklerde 220 MPa b)nervürlü çeliklerde 420 MPa civarındadır

57 Çeliğin Mekanik Özellikleri
TS 500 de çeliklerin sınıflaması, akma dayanımına (fyk) göre yapılmıştır. Soğukta işlem görmüş çeliklerin akma sınırları da, doğal sertlikte işlem gören çelikler ile aynı olmasına rağmen bu çeliklerde akma sahanlığı meydana gelmemektedir. Doğal Sertlikte İşlem Görmüş Çeliğin Gerilme- Şekil değiştirme Diyagramı Soğukta İşlem Görmüş Çeliğin Gerilme- Şekil değiştirme Diyagramı

58 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Pekleşme sınırı (sC): Çeliğin sabit yük altında deformasyonunun artması, belirli bir deformasyon değerine kadar devam eder ve orada durduktan sonra malzeme pekleşmeye başlar. Bu değere pekleşme sınırı denir. Gerilmenin değeri, akma sınırına eşit olmakla beraber, deformasyon, akma sınırı deformasyonundan çok fazladır. Bu noktadan sonra deformasyonun artması istenirse, kuvvetin arttırılması gerekecektir.

59 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Çekme mukavemeti (sB): Pekleşme sınırında, kuvvetin artırılmasıyla deformasyonlar, çeliğin çekme mukavemetine erişmesine kadar devam eder. Çelik, çekme mukavemetine eriştikten sonra daha fazla kuvvet taşıyamaz ve yükte boşalma başlar.

60 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Kopma: Çekme mukavemetine erişen çelik, artık daha fazla yük taşıyamaz, deformasyondaki artmayla beraber yükte boşalma, geri dönme başlar ve kısa bir süre sonra çelik kopar.

61 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Çubuk çapının 10 katı kadar bir uzunluk için çekme deneyinden elde edilen kopma uzamaları su olarak isimlendirilir ve TS 500 de çelik cinsine göre tablolarda birim kopma uzamaları verilmiştir. Doğal sertlikte işlem gören çeliklerin akma birim uzaması, çeliğin akmaya başladığı ilk andaki birim uzamasıdır, sy olarak gösterilir ve 0,002 civarındadır. Akma sahasının uzunluğu, akma birim uzamasının 5 ila 10 katı kadar alınabilir.

62 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Doğal sertlikte işlem gören çeliklerin akma sahanlığının varlığı ile birim kopma uzamalarının fazla olmasından dolayı bu çeliklerin sünekliği ve enerji yutma kapasitesinin daha fazla olduğu ortaya çıkmaktadır.

63 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Soğukta işlem görmüş çeliklerin de akma birim uzaması (sy) 0,002 civarındadır. Soğukta işlem görmüş çeliklerde akma sahanlığı meydana gelmez ve kopma uzaması da doğal sertlikte işlem gören çeliklere göre daha azdır. Bu sebeplerden dolayı TDY-2007, soğukta işlem görmüş çeliklerin deprem bölgelerinde kullanılmasını yasaklamıştır.

64 Çeliğin Mekanik Özellikleri

65

66 Doğal sertlikte işlem gören düz inşaat çelikleri, S220a olarak isimlendirildiği gibi Ça veya Ç olarak da anılabilirler. S220; minimum akma dayanımı fyk = 220Mpa (2200 kg/cm²) olan düz yüzeyli çeliktir. S420 minimum akma dayanımı fyk = 420MPa (4200 kg/cm²) olan nervürlü çeliktir. S420 çeliği, ÇIII olarak ta isimlendirilir de yürürlüğe giren deprem yönetmeliği, Malzeme kısmında; “Kullanılan donatının kopma birim uzaması %10 dan az olmayacaktır”. şeklinde bir ifade ile deprem bölgelerinde birim kopma uzamaları %10 dan az olan soğukta işlem görmüş çeliklerin kullanılmasını yasaklamıştır.

67 Çeliğin Mekanik Özellikleri
Ayrıca son deprem yönetmeliği, “donatı çeliğinin deneysel olarak bulunan ortalama akma dayanımının, ilgili çelik standardında öngörülen karakteristik akma dayanımının 1,3 katından fazla olamayacağını ve deneysel olarak bulunan ortalama kopma dayanımının yine deneysel olarak bulunan ortalama akma dayanımının 1,15 katından (1998 de 1,25 idi) az olamayacağını” belirtmektedir.