Çelik

DONATI – ÖNEMLİ DONATI ÇEŞİTLERİ VE YERLEŞİMİ

Boyuna Donatı

Betonarme bir elemanda elemanın uzunluğu doğrultusunda yerleştirilen boyuna donatı toplam uzunluğu yönetmeliklerde yerleştirilmesi zorunlu olan don. uzunluğundan kısa olmamalıdır.

Çekme bölgelerine yerleştirin boyuna donatılar, çekme donatısı; basınç bölgesine yerleştirilen donatılar basınç donatısı olarak adlandırılır. Çekme çatlakları, genellikle mesnetlerde kirişin üst kısımlarında, açıklıkta ise kirişin alt kısmında oluşabilmektedir. Bundan dolayı çekme donatıları çatlakların genişlemesini önlemek amacıyla çatlakların oluşacağı kısımlara yerleştirilmelidir (Doğangün, 2002).

Enine Donatı (Etriye)

Betonarme yapılarda boyuna donatıya dik doğrultuda yerleştirilen enine donatı olarak adlandırılan etriyeler kesme kuvvetlerini etkisiyle oluşan çekme kuvvetini karşılamak için kullanılırlar.

etriye enine donatı
Şekil 5.1 : Basit etriyeler.

Etriyelerin kullanılmasının faydaları

  1. Eğik çekme gerilmeleriyle belirli bir açı yapan etriyeler kesme kuvvetinin işaretinin değiştiği durumlarda uygundur. Etriyelerin ilk ve en önemli görevi, betonda oluşabilecek kesme gerilmelerini taşımaktır. Depremde eğilme momenti etkisi altında, beton çatladıktan sonra kesme gerilmesi taşıma gücünü azaltmaktadır. Bu nedenle yapılan hesaplarda betonun kesme dayanımı ihmal edilmekte ve bütün kesme gerilmelerinin etriyeler tarafından taşındığı varsayımı yapılamaktadır.
  2. Boyuna donatıların burkulmasını önlemesini sağlamaktadır. Etriyeler diğer bir önemli görevi ise kolon ve kiriş boyuna donatılarda burkulmayı önlemektir. Ancak bu durumda da boyuna donatıların, burkulmasını önleyecek aralıklarda etriyeler düzenlenmelidir. Pekleşme gerilmesine ulaşıldığı zaman boyuna donatıların burkulmaması için etriyeler 10 cm aralıklarla düzenlenmelidir.
  3. Etiyeler kesme kuvvetinin karşılanmasında ortaya çıkan beton basınç kuvvetleriyle beraber kafes sistem etkisini oluşturlar. Betona en iyi yanal desteği etriyeler sağlamaktadır. Deprem etkisiyle kolonun beton çekirdeğine yeterli bir yanal destek verilirse, betonun basınç taşıma gücü artacağı bilinmektedir.
  4. Boyuna donatının aderansına da katkı sağlamaktadır. Boyuna donatıların, betona aderansına ve donatıların bindirmelerinin yapıldığı yerde sık aralıklı enine don. olması bindirmenin etkinliğine katkıda bulunmaktadır. Eksenel yük taşıyan elemanlarda betonun yanal genleşme eğilimi etriye de çekme kuvvetlerini oluşturmakta bu kuvvette donatıya baskı yapmakta ve don. ile beton arasındaki sürtünme ile aderansa katkı yapan bir kuvvet oluşturmaktadır.
  5. Yapı elemanlarının depreme dayanıklılığını da arttırmaktadırlar. Etriyelerin yeterli sıklıkta konulması kadar, uçlarının açılmayacak şekilde bükülmesi de büyük önem taşımaktadır. Beton dökülürken etriyelerin yerinden oynaması sonucu boyuna donatıların burkulma boylarının uzamasına neden olan ve betona yeteri kadar yanal destek verilmeyen bir enine donatı yerleştirme durumu oluşmaktadır.

Etriyelerin sayıları yeterli olmadığında ve seyrek etriye kullanılmamasından dolayı eğik çatlak ile etriye kesişmeyecek ve etriye yetersiz kaldığından eleman gevrek olarak kırılacaktır. Enine donatıların da depreme dayanıklık yapı tasarımında miktar ve yerleştirilme biçimleri oldukça büyük önem taşımaktadır.

Hasır Donatı

Betonarme yapı elemanlarda plak ve kabuklarda, perdelerde, kirişlerde, kolonlarda, asmolen döşemelerde, istinat duvarlarında, saha betonlarında ve don. ihtiyacının olduğu birçok yerde yapılara döşemeyi teker teker yerleştirmekten çok daha pratik ve az iş gerektiren, çekme, basınç ve kayma donatısı veya konstrüktif olarak, normal beton demiri enine büyük tasarruf sağlayan yüksek mukavemetli betonarme demirlere hasır donatı denilir. 

Hem malzemeden, hem zamandan, hem de işçilikten tasarruf sağlayabilen hasır çeliklerde, hasırı oluşturan demirler düz veya nervürlü olabilmektedir. İki dik yöndeki donatının üst üste bindiği noktalardaki bağlantı, kaynak veya özel kepçelerle sağlanmaktadır.

Hasır donatı çelik hasır
Şekil 5.2 : Hasır donatı.

Q ve R tipli olmak üzere iki farklı şekilde imal edilen çelik hasırlarda; Q tipi hasır donatılar, iki doğrultuda çalışan döşemelerde genellikle alt don. olarak, R tipi hasırlar ise tek doğrultuda çalışan döşemeler için veya iki doğrultuda çalışan döşemelerin üst donatısı olarak kullanılmaktadır. R tipi hasır donatılarda asal aralıkları, 100- 150 mm, diğer doğrultudaki donatının aralığı ise 200-250 mm arasındadır.

Şekil 5.3’ de çelik hasır ve normal donatı çeliklerinin gerilme şekil değiştirme eğrisi gösterilmektedir.

Hasır donatı çelikte gerilme- şekil değiştirme eğrisi
Şekil 5.3 : Hasır çelikte gerilme- şekil değiştirme eğrisi.

Hasır çelik donatılarının yerleştirme biçimleri aşağıda şekilde gösterilmiştir. İsteğe göre hasır çelik tabakalar düz olarak ya da eğilmiş olarak döşemelerde kullanılabilmektedir.

Çelik hasırların yerleşiminde taşıyıcı yönünde 3 göz, tevzi yönünde ise 1 göz indirme yerleştirilmektedir.

Tipik bir çelik hasır yerleştirilmiş döşeme kirişin kesiti Şekil 5.4’de gösterilmektedir.

Çelik hasır yerleştirilmiş döşeme kiriş kesiti
Şekil 5.4: Çelik hasır yerleştirilmiş döşeme kiriş kesiti.

Çelik hasırların bindirme payları ise aşağıdaki Şekil 5.5’de gösterilmektedir.

Şekil 5.5: Çelik Hasırda bindirme payı.

Sehpa Donatıları

Üzerine ağır yük taşıyan ya da ağır yüklerin geldiği durumlarda zemine oturan döşemelerde, donatıların döşemenin hem alt yüzüne hem de üst yüzüne yerleştirilmesi gerekmektedir. Çoğu zaman üst donatıların ve hasır çeliklerin doğru pozisyonda tutulması büyük önem taşımaktadır. U gibi özel durumlarda sehpa donatısı kullanılması zorunlu olmaktadır. Aşağıda gösterilen sehpa donatıları, doğru pozisyonda tutabilmeyi amaçlamaktadır.

inşaat sehpa donatı
Sekil 5.6: Sehpa donatıları.

Donatının gerçek akma gerilmesi fy ile karakteristik akma gerilmesi fyk arasında en çok 1.3’ lük bir fark olmasına izin verilmektedir.

D.B.Y.B.H.Y(2007)’de bu kısıtlama belirtilmektedir. D.B.Y.B.H.Y’ de bazı betonarme taşıyıcı sistem elemanlarında, S420’den daha yüksek dayanımlı don. çeliği kullanılmalarını da izin verilmemektedir. Aynı zamanda kullanılan donatının, kopma birim uzamasının %10’dan az olmaması gerekmektedir. Don. çeliğinin deneysel olarak bulunan ortalama akma dayanımı, ilgili çelik standardında öngörülen karakteristik akma dayanımının 1.3 katından daha fazla olmasına izin verilmemektedir. Ayrıca, deneysel olarak bulunan ortalama kopma dayanımı, yine deneysel olarak bulunan ortalama akma dayanımının 1.15 katından daha az olmasına izin verilmemektedir.

Paspayı Mesafeleri

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. Bu şekilde betonarme malzemenin yangın etkilerine karşı da korunması sağlanmış olur.

Donatının TS500’ de öngörülen minimum beton örtü tabakası (en dış donatının dış yüzü ile beton kenarı arasındaki uzaklık) kalınlıkları Çizelge 5.1’ de verilmiştir.

Betonlama sırasında beton örtü tabakası kalınlığının korunabilmesi için kalıpla don. arasına beton takozlar ve iki sıra don. arasına çelik çubuk parçaları konur veya bu amaçla hazırlanmış plastik paspayı elemanlar kullanılabilir.

Donatısı altta bulunan bir yapı elemanı doğrudan doğruya (temel plaklarında olduğu gibi) zemin üzerine yapılacaksa, zemin türü göz önüne alınarak, en az 50 mm kalınlığında beton bir tabaka oluşturulmalıdır.

Elverişsiz çevre koşulları durumunda ve daha fazla yangın güvenliği gerektiren durumlarda bu değerler arttırılmalıdır.

Kalıpla beton arasına gerekli kalınlıkta konulacak olan paspayı aparatlarının, donatının ağır olması halinde kırılabileceği dikkate alınarak içinde don. bulunan beton mesafe tutucular kullanılabilmektedir. Ayrıca, arasındaki aralığı sağlamak için yuvarlak çelik çubuklar parçaları kullanılabilir.

Donatısı altta bulunan bir yapı elemanı doğrudan doğruya zemin üzerine yapılırsa, zemin türü göz önüne alınarak, en az 50 mm kalınlığında beton bir tabaka oluşturulmalıdır (Altan, 2001).

Ayrıca TS 500’de don. yerleşimleriyle ilgili verilen genel koşullara dikkat edilmelidir. Beton dökülürken, donatının yerinin değişmemesi gerekmektedir. Çubukların etrafında gerekli beton tabakasının arasına çelik çubuklar konulmalıdır. Beton takoz ve çelik çubukları yerine bu amaçla hazırlanmış plastik elemanlar da kullanılabilir. ( Şekil 5.7)

Etriyelerin yan yüzünden betonla sarılmasına dikkat edilmelidir. Döşeme ve kirişlerin üst donatılarının aşağıya basılmaması için önlem alınmalıdır

inşaat paspayı örnekleri
Şekil 5.7: Paspayı örnekleri.

Donatı Aralıkları

Ayrı sıradaki don. çubukları arasındaki net aralık don. çapından, maksimum agrega çapının 4/3’ünden ve 25 mm’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 üzerine sıralanmalı ve iki sıra arasındaki net açıklık en az 25 mm veya donatı çapı kadar olmalıdır.

Büküm Yarıçapı

Fabrikada düz olarak üretilen çelik çubuklar şantiyede projesine uygun olarak bükülür. Büküm noktasında çelikte iki kolda kuvvetlerin doğrultu değiştirmesinden dolayı beton ile don. arasına ilave basınç kuvvetleri doğar. 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 donatı da gözle görülemeyen kılcal çatlakların oluşmaması için de büküm yarıçapının belli bir değerden daha az olmaması istenir.

TS500’de donatıların, bükülmesi ile ilgili olarak,  aşağıdaki kısıtlamalar bulunmaktadır.

Betonarme boyuna donatısı, çapı en az 60 olan bir merdane etrafında ısıtılmadan bükülmelidir. Kullanılan don. çubuğunun bükülmeye uygun olduğu TS 708’ e göre yapılacak bükme deneyleri ile kanıtlanmalıdır.

Bükülmüş donatının, beton döküldükten sonra açılarak doğrultulması sakıncalıdır. Bu uygulama, yalnızca zorunlu durumlarda merdane çapı en az 60 olmak koşuluyla ve yetkili mühendisin onayıyla yapılabilmektedir.

TS 500’ e göre minimum büküm yarıçapı dm aşağıda belirtilmiştir.

  1. Boyuna donatılı kancalarda, dm≥ 6 Ø
  2. Etriye ve çiroz kancalarında dm≥ 6 Ø
  3. Fiyonklarda dm≥ 12 Ø, a ≥ 12 Ø, c ≥ 12 Ø

D.B.Y.B.H.Y’ de bütün deprem bölgelerinde, süneklik düzeyi yüksek veya süneklik düzeyi normal betonarme sistemlerinin kolonlarında, kolon-kiriş birleşim bölgelerinde, perde uç bölgelerinde ve kiriş sarılma bölgelerinde kullanılan etriyeler, (özel deprem etriyesi) ve çirozlar (özel deprem çirozu) için büküm çapları Şekil 5.8’de kanca yarıçapları gösterilmektedir (Altan, 2001 ve D.B.Y.B.H.Y, 2007).

Etriye ve özel deprem çirozlarının 135 derece bükülmesi
Şekil 5.8: Etriye ve özel deprem çirozları.

 

Kaynak

İnş. Müh. Tuncay YILMAZ

BETONARME YAPILARDA TAŞIYICI SİSTEM VE DONATI DÜZENLEME İLKELERİ

Paylaşmak Güzeldir

Bunlar da hoşunuza gidebilir...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir