Download - İMO ESKİŞEHİR- AHMET TOPÇU
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 1
Betonarme Taşıyıcı Sistem SeçimiTemel Kavramlar-Doğrular-Yanlışlar-Hasarlar
•Son 40 Yılda Değişimler: Elastik Yöntem-Taşıma gücü, …•İstenmeyen Düzensizlikler•Doğrular - Yanlışlar – Hasarlar (fotoğraflar)•Malzeme•Kolonlar-Sargı etkisi-Sınır Değerler•Kirişler-Sınır Değerler
Ahmet TOPÇU
Eskişehir Osmangazi ÜniversitesiMühendislik Mimarlık Fakültesiİnşaat Mühendisliği Bölümü26480 ESKİŞEHİR
E-Posta: [email protected]: http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu
13 Nisan 2009, Eskişehir
1954
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 2
0 0.04 0.08 0.12 0.18 0.20
200
400
600
800
b a
Birim uzama
s
s
Soğukta işlem görmüş çelik
Sıcakta haddelenmiş çelik
KOPMA
Nonlineer
Akıncaya kadar lineer davranış
Teori:Malzeme gerçek davranışı
Çelik davranışı(Deneysel)Beton davranışı(Deneysel)
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 3
Ge
rilm
e
Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Taşıma gücü yöntemi:
Beton modeli
Çelik modeli
ccc E εσ = (Hooke geçerli)
Ec=Tan α
σc em : Beton emniyet gerilmesi(yönetmeliklerde verilir)
sss E εσ = (Hooke geçerli)
Es=Tan αEs=2x105 N/mm2 (sabit)
σs em : Çelik emniyet gerilmesi(yönetmeliklerde verilir)
15~6≈=c
s
E
En
Dün ���� Teori:Malzeme Modeli ����bugün
Beton modeli
Çelik modeli
•Es=2x105 N/mm2
•Çelik akmamış ise HOOKE kanunu
geçerlidir:
σs=Es εs (εs< εsd , HOOKE geçerli)
•Akmış çeliğin gerilmesi sabittir:
σs=fyd (εs ≥ εsd , HOOKE geçersiz)
Anlamı: σσσσs=Es εεεεs ≤≤≤≤ fyd
•Hooke geçersiz•Beton Max gerilme altında kırılmaz•Beton Max birim kısalma εcu ya ulaşınca kırılır•εcu ≈ 0.003 tür•Ec çok değişkendir, kullanılmaz
birim kısalmac0 cu
c
c
0.85fcd
Ezilme
20 parabol(nonlineer)
n sayısı kullanılmaz!
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 4
Dün ���� Teori:Deformasyon ve gerilme modeli ����bugün
Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Taşıma gücü yöntemi:
•Düzlem kesitler deformasyondan sonra da düzlem kalır •Beton çekme almaz•Çekme bölgesindeki beton dikkate alınmaz•Gerilme bloğu lineerdir•Çelik alanının n=Es/Ec katı beton eşdeğer alanıdır.•Çelik gerilmesinin n de biri eşdeğer beton çekme gerilmesidir•Çözüm beton elastisite modülüne bağımlıdır
•Düzlem kesitler deformasyondan sonra da düzlem kalır •Beton çekme almaz•Çekme bölgesindeki beton dikkate alınmaz•Gerilme bloğu lineer değildir. Eşdeğer dikdörtgen parabolik veya eşdeğer dikdörtgen dağılma modeli kullanılabilir•Eşdeğer kesit n den bağımsızdır•Çözüm beton elastisite modülünden bağımsızdır
c
d
c
d
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 5
Dün ����Teori:Yapı güvenliği ����bugün
Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Taşıma gücü yöntemi:
Yük birleşimleri:
Fd=G+QFd=G+Q ± EFd=G+Q ± WFd=….
Emniyet gerilmeleri:
σc em =Beton basınç küp dayanımı/emniyet katsayısı
σs em =Çelik çekme dayanımı/emniyet katsayısı
Emniyet katsayısı=2.5 ~ 3
Kontrol:
Fd=G+Q için: olması sağlanır
Fd=G+Q ± EFd=G+Q ± W için olması sağlanırFd=….
Yük birleşimleri:
Fd=1.4G+1.6QFd=G+Q ± EFd=G+1.3Q ± 1.3WFd=…
Malzeme dayanımları:
γmc=15 ~ 1.7γms=1.15
Deformasyonlar:εc= εcu =0.003
için taşıma gücü R belirlenirεs ≤ 0.10
Kontrol:
Fd ≤ Rσc ≤ σc em
σs ≤ σs em
σc ≤ 1.33σc em
σs ≤ 1.33σs em
Yük etkileri artırılır!Yük etkileri artırılmaz!
Beton ve çelikte oluşan gerilmelerin emniyet gerilmelerinin altında olması sağlanır
Beton ve çelik dayanımları düşürülür!
mc
ckcd
ff γ=
ms
yk
yd
ff γ=
Beton ve çelik dayanımları düşürülür!
Tüm yük etkilerinin taşıma gücünüaşmaması sağlanır
Beton kırılma deformasyonuna kadar zorlanır!
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 6
Sayısal örnek-1:C20/25 betonu ve S420a çeliği ile imal edilecek 30x30 cm boyutlu gergi çubuğunda Nd=110 kNdur. Çatlama olmaması için donatı alanı ne olmalı?
C20/25 ve S420a için:fctd=fctk/γmc=1.6/1.5≈1.0 N/mm2
fyd=fyk/γms=420/1.15 ≈ 365 N/mm2,
n=Es/Ec=2.105/28000 ≈ 7Min ρ=1.5fctd/fyd=1.5.1.0/365=0.0041(TS500-2000, S. 24)
110000 ≤300.300.1.0+As.7.1.0
As≥ 2857 mm2
Seçilen: 25φ12 (2825 mm2)
As=2825 mm2> Min As=0.0041.300.300=369 mm2 √
Çubuklar kesite düzgün dağıtılır (5 sıra 5 er çubuk)
Sayısal örnek-2:C20/25 ve S420a malzemesi ile projelendirilmişbir su deposunun birim yatay şeridinin kesiti verilmiştir. Çatlamadan taşıyabileceği en büyük eksenel çekme kuvveti nedir?
C20/25 ve S420a için:fctd≈1.0 N/mm2
fyd ≈ 365 N/mm2,
n ≈ 7Min ρ=0.0041Min As=0.0041.300.1000=1230 mm2
2xφ14/15�As=2x1026=2046 mm2
As=2046 mm2 > Min As=1230 mm2
Taşıyabileceği Max çekme kuvveti:Nd ≤300.1000.1.0+2046.7.1.0=314322 N
Nd ≤314 kN
Teorik örnek: Salt çekme etkisindeki eleman
Çatlak olmaması için koşul :εs= εc ≤fctd/Ec
Max Tasarın çekme kuvveti:Nd≤Acfctd+As σs
Nd≤Acfctd+As nfctd
Elastik Yöntem günümüzde kullanılır mı? Evet. Çok kısıtlı kullanımı vardır: sadece çatlamaması gereken su deposu, gergi çubuğu gibi hesaplarda, sehim ve çatlak kontrolünde kullanılır. Bu tür hesaplarda yük katsayıları 1 alınır: Fd=G+Q, Fd=G+Q±E, Fd=G+Q±W, …
Dünyada:1886-1970 arasında kullanıldı
Türkiye’de:Elastik yöntem 2000 yılına kadar kullanıldı.TS 500-2000 yönetmeliğinde Elastik yöntem tümüyle terk edildi.
Dün ����Teori ����bugün
Dünyada:1970 li yıllardan sonra kullanılmaya başladı
Türkiye’de:İlk kez TS500-1981 yönetmeliğinde yer aldı. Elastik yöntem ve taşıma gücü yöntemi 2000 yılına kadar alternatifli kullanıldı.
Elastik yöntem (Emniyet gerilmeleri yöntemi): Taşıma gücü yöntemi:
ctds
c
sctd
c
ss
c
ctd
s
s
nfσ
E
Enf
E
Eσ
E
f
E
σ
=
=⇒=⇒=
b
30
30 c
m
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 7
http://www.imoistanbul.org.tr/seminer/kg_itu.depolar.pdf
Su depoları ile ilgili Kaynak:
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 8
Dün ����Beton ve çelik sınıfları ����bugün
Betonarme betonu Sınıfları:
B160, B225, B300 BS14, BS16, BS18, BS20, BS25, …, BS50
Çelik sınıfları:STIa, BÇIa S220a STIIIa, BÇIIIa, BÇIIIb S420a, S420b STIVa, STIVb, BÇIVa, BÇIVb S500a, S500b
Küp (20x20x20 cm) dayanımı!Betonarme betonu Sınıfları:
C16/20, C18/22, C20/25, C25/30, …, C50/60
Çelik sınıfları:S220a, BÇIaS420a, S420b BÇIIIa, BÇIIIbS500a, S500b BÇIVa, BÇIVb
Küp (15x15x15 cm) dayanımı!
Silindir (φφφφ=15 cm, h=30 cm) dayanımı!
Yoğun olarak kullanıldı
Hemen hiç kullanılmadı
Kullanımı kısıtlandıHemen hiç kullanılmıyor
Yoğun kullanılıyor
Yoğun kullanılıyor
Silindir (φφφφ=15 cm, h=30 cm) dayanımı!Yoğun kullanıldı
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 9
Dün ����Çimento sınıfları ����bugün
İptal edilen çimentonun TS EN 197-1 deki benzerleri Adı işareti Standardı Adı işareti
Portland çimentosu PÇ TS 19 Portland çimentosu CEM I Erken dayanımı yüksek
çimento EYÇ TS 3646 Portland çimentosu CEM I 52.5 R
Portland Cüruflu Çimento CEM II /B-S CEM III/A Cüruflu çimento CÇ TS 20 Yüksek Fırın Cüruflu
çimento CEM II/B
Traslı Çimento TÇ TS 26 Portland Puzolanlı Çimento CEM II/B-P CEM II /A -V
Uçucu Küllü Çimento UKÇ TS 640 Portland Uçucu Küllü
Çimento CEM II / B-V CEM III / B
Süper Sülfat Çimentosu SSÇ TS 809 Yüksek Fırın Cüruflu
Çimento CEM III / C Katkılı Çimento KÇ TS 10156 Portland Puzolanlı Çimento CEM II / A-P
PCÇ/A CEM II / A - S Portland Cüruflu Çimento PCÇ/B
TS 12139 Portland Cüruflu Çimento CEM II / B - S
PLÇ/A CEM II / A - L Portland KalkerliÇimento
PLÇ/B TS 12140 Portland KalkerliÇimento
CEM II / B - L Portland Silika Füme
Çimento PSFÇ TS 12141
Portland Silis Dumanlı Çimento
CEM II / A - D
KZÇ / A CEM V / A Kompoze Çimento
KZÇ / B TS 12142 Kompoze Çimento
CEM V / B PKÇ / A CEM II / A - M Portland Kompoze
Çimento PKÇ / B TS 12143 Portland Kompoze Çimento
CEM II / B - M
PZÇ / A CEM IV / A -
M Puzolanik Çimento PZÇ / B
TS 12144 Puzolanik Çimento CEM IV / B - M
1 YEĞİNOBALI, A., ERTÜN, T., Çimentolarda Yeni Standardlar ve Mineral Katkılar, TÇMB, 2004
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 10
Dün ����Birimler ����bugün
SI birimleri:
F=ma (Newton kanunu)
Kütle : kgUzunluk : mKuvvet : kg m/s2 = N (Newton)Zaman : s
Moment : kN.mGerilme : N/mm2 =MPa
Metrik birimler:
F=ma (Newton kanunu)
Kütle : kg s2/mUzunluk : mKuvvet : kg, kp, kgfZaman : s
Moment : kg.m, kp.m, kgf.mGerilme : kg/cm2 , kp/cm2 , kgf/cm2
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 11
Dün ����Yönetmelikler ����bugünYapı yönetmelikleri:1953: Betonarme şartnamesi, Türkiye Köprü ve İnşaat Cemiyeti1962: Betonarme şartnamesi, Türkiye Köprü ve İnşaat Cemiyeti1969: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem)1975: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem)1982: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem ve taşıma gücü)1985: TS500, Betonarme Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları (elastik yöntem ve taşıma gücü)2000: TS500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları,
( sadece taşıma gücü. Değişiklik: 6.2.2001, Değişiklik: 19.4.2002)
Afet(Deprem) Yönetmelikleri:1940: İtalyan Yapı Talimatnamesi1944: Zelzele Mıntıkaları Muvakkat Yapı Talimatnamesi 14, 201949: Türkiye Yersarsıntısı Bölgeleri Yapı Yönetmeliği1953: Yersarsıntısı Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik1961: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik1968: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik1975: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik1996: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (hiç uygulanmadı)1997: Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (Değişiklik: 2.7.1998)2007: Afet Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (Değişiklik: 3.5.2007)
Deprem bölgeleri haritaları:1945: Yer Sarsıntıları Bölgelerini Gösterir Harita 1949: Tehlikeli yersarsıntısına maruz bölgeler 1963: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası1972: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası1996: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası
Yük yönetmeliği:1987: TS 498 Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri
1975 yılına kadar; TS500 ve Türkiye Köprü ve İnşaat Cemiyeti’nin betonarme şartnamesi yanında Alman(DIN 1045), Amerikan, İngiliz, Fransız, İtalyanyönetmelikleri de kullanıldı.
Yapı yönetmeliği:2000: TS500, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları,
(sadece taşıma gücü. Değişiklik: 6.2.2001, Değişiklik: 19.4.2002)
Afet(Deprem) Yönetmeliği:2007: Afet Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (Değişiklik: 3.5.2007)
Deprem bölgeleri haritası:1996: Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası
Yük yönetmeliği:1997: TS 498 Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 12
Dün ����Beton üretimi ����bugün
Karışım:Elle Betoniyerle1985: Hazır beton
Yerleştirme:Kürekle aktarmaKova ile El arabası ileVinç ileBant ile1985: Mikser ile1985:Pompa ile
Sıkıştırma:Şişleme, dövmeTokmaklamaVibratör
Karışım:Hazır beton
Yerleştirme:Mikser ilePompa ile
Sıkıştırma:VibratörKendiliğinden yerleşen beton
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 13
Dün ����Beton tüketimi ����bugün
17.836.635.17.72.92006
0.63.46.452.537.51996
2.37.612.051.127.01997
4.913.241.325.111.52000
5.818.047.921.37.02001
3.310.327.635.922.71999
6.919.246.921.15.92002
15.142.131.28.43.22005
15.725.439.614.74.62003
15.130.740.610.33.32004
4.18.118.045.424.41998
C30 ve üstüC25C20C16-18C14
2000 yılında tüketilen betonun yaklaşık %70 i C14-C18 idi.Günümüzde C16-C18 kullanımı sadece %20 civarındadır.
Dün Bugün
Dün
Bug
ün
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 14
Dün ����Analiz yöntemleri����bugün
Analiz yöntemleri:Grafik yöntemlerBiro metoduCross yöntemiKani yöntemiAçı metoduKuvvet metodu
Muto metodu
Analiz yöntemleri:Sonlu Elemanlar MetoduYazılımlar (AutoCAD,SAP 2000, ETAPS, ANSYS,
STa4, İdeCAD statik, Probina)Sadece statik
Statik-dinamik
Modelleme:Basit kirişSürekli kirişDüzlem çerçeve
Kat çerçevesi
Modelleme:Uzay
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 15
Dün ����Hesap-çizim araçları����bugünHesap ve çizim araçları:TablolarDiyagramlarHesap cetveli1975: 4 işlem hesap makinası
T cetveliŞablonlarRapidoPergelGönyeAçıölçer
Hesap ve çizim araçları:Bilimsel hesap makinesiBilgisayarYazıcıÇizici
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 16
Dün ����Yapı denetimi����bugün
Kanun ve yönetmelikler:1930: 1580 sayılı Belediye Kanunu1930: 1593 sayılı Umumi Hıfzıssıhha Kanunu.1933: 2290 Belediye Yapı ve Yolları Kanunu
1956: 6785 sayılı İmar Kanunu 1958: 7116 sayılı yasa, İmar ve İskan Bakanlığının kuruluşu
1985: 3194 sayılı İmar Kanunu, denetim yetkisinin Belediye ve Valiliklere devri.
2000: 595 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun Hükmünde Kararname2000: Yapı Denetim Uygulama Yönetmeliği (Anayasa mahkemesi iptal etti)
2001: 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun2001: Yapı Denetimi Uygulama Usul ve Esasları YönetmeliğiUygulama 19 Pilot ilde başladı :Adana, Ankara, Antalya, Aydın, Balıkesir, Bolu, Bursa, Çanakkale, Denizli, Düzce, Eskişehir, Gaziantep, Hatay, İstanbul, İzmir, Kocaeli, Sakarya, Tekirdağ ve Yalova
2008: Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği
Denetim yetkisi:Belediyeler (mücavir alan içinde)Valilikler(Bayındırlık müdürlükleri)Kamu kuruluşları inşaat daire başkanlıklarıTUS (Teknik Uygulama Sorumlusu)
2001:Denetim firmaları (19 Pilot ilde)
Kanun ve yönetmelikler:1985: 3194 sayılı İmar Kanunu, denetim yetkisinin Belediye ve Valiliklere devri.2001: 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun2008: Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği
Denetim yetkisi:Belediyeler (mücavir alan içinde)Valilikler(Bayındırlık müdürlükleri)Kamu kuruluşları inşaat daire başkanlıklarıTUS (Teknik Uygulama Sorumlusu)
Denetim firmaları (19 Pilot ilde)
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 17
Bir yapının doğuşu
Mimar
Mühendisler
(İnşaat, Makina, Elektrik)
Meslek odaları, Yerel yönetimler
(onay, inşaat izni)
Şantiyeciler
(Yapımcı, Yapı denetimi veya TUS-Teknik Uygulama Sorumlusu, Yerel yönetim Fen işleri, Şantiye Mühendisi, Kalfa ve ustalar)
Yerel yönetimler
(kullanım izni)
Kullanıcılar
(Alıcı, kiracı)
Yapı sahibi
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 18
Mimari Projeler
Mimari proje; yapının
•Vaziyet planını (yapının arsa üzerindeki konumu)•Kat planlarını•Her cephesinden görünüşünü•En az iki düşey kesitini•Çatı planını
içerir.
•Kat planında hacimler, pencereler, kapılar, duvarlar, kaplama türü, eşyalar, …,ölçüler gösterilir.
Örnek kat planı (küçültülmüş)
200 260 cm 170
120
497 cm
160
Balkon6 m2
Mermer
147.5
+50
Oda21 m2
Ahşap parke
Koridor5.3 m2
Mermer
Giriş/hol/merdiven15.8 m2
Mermer
25364.5
1
2
15
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
120
9025 10
412.5
25
a+50
+50
DCA B
1
3
70210
80210
80 210
80 210
Zemin Kat Planı 1/50
630 cm
657 cm
90 130
90 130
90 130
90130
Up3x16.67/30
000
40
a
120
2
+50
90 210
GİRİŞ
25
182.5
600.0 mmx
600.0 mm
WC/duş2 m2
Mermer
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 19
Düşey kesitlerden:• Kat sayısı• Kotlar• Döşeme tipi, boşluklar, kaplama, asma tavan, v.s.•Merdiven• Dolgu duvar türü•Yalıtım• Cephe kaplaması
gibi bilgiler okunur.Örnek kat planı (küçültülmüş)
160
497 cm
160
120cm
25392
15x18/28
120
80 210
80 210
657 cm
90 130
90 130
90 130
90 130
25
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 20
•Mimari projede yapının taşıyıcı sistemi gösterilmez!
•Kolonların gösterildiği mimarı projeler ile karşılaşılmaktadır. Ancak bu mühendis için bağlayıcı değildir. Mühendis gerek görürse değiştirir.
•Taşıyıcı sistemi belirlemek mühendisin görevidir. Sorumlu olan mühendistir, mimar değil!
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 21
5846 Sayılı Yasanın getirdiği: ??
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 22
Tali bakışyönü
An
a b
akış
yön
ü
Kat planlarına bakış yönü:
•Projeye daima mimarın bakış yönünde bakılır.
•Tüm hesap ve çizimler bu yönlere sadık kalınarak hazırlanmak zorundadır.
•Aksi durumda gerçekle bağdaşmayan sonuçlara varılır!
160
497 cm
160
120cm
25392
15x18/28
120
80 210
80 210
657 cm
90 130
90 130
90 130
90 130
25
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 23
Statik ve betonarme projeler
Heyecan duyulmayan iş başarılamaz.
R. W. EMERSON
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 24
Statik-betonarme proje aşamaları:
•Ön hazırlık (mimari projeyi anlama, kontrol, yazılım, araç-ekip, yönetmelik gereksinimi, zaman planlaması)
•Taşıyıcı sistem seçimi=kat kalıp planları (kiriş, kolon yeri, yönü, boyutu, döşeme yeri, tipi)
•Malzeme, yük, deprem, rüzgâr, kar, zemin, v.s. bilgilerinin hazırlanması
•Betonarme uygulama projesi çizimlerine ilişkin kurallar (Deprem Yönetmeliği 2007, madde 3.13)•
•Yapı ile ilgili belgeler (TS500-2000, Sayfa 9).
•Hesapların-çizimlerin gözden geçirilmesi, ekleme-çıkarma, düzeltmeler
•Seçilen taşıyıcı sistemin yazılıma tanıtılması, malzeme ve yüklerin girilmesi
•Döşeme hesapları
•Kiriş yükleri•
•Kiriş ve kolonların düşey yükler altında analizi
•Kiriş ve kolonların yatay yükler altında analizi
•Kiriş betonarme hesapları
•Kolon/perde betonarme hesapları•
•Temel tipi seçimi ve kalıp planı, statik-betonarme hesapları•
•Merdiven hesapları
•Çizimler (kat kalıp planları, kiriş açılımları, kolon/perde yerleşim planı ve düşey kesitleri, temel kalıp planı, merdiven çizimleri)
•Hesap raporunun, çizimlerin ve kaba metrajın alınması
İyile
şti
rme
için
ger
i dö
n
Masa başındaMühendis
Mühendis denetiminde yazılım
Masa başındaMühendis
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 25
Taşıyıcı Sistem Seçimi≡≡≡≡Yapının Kaderi
Mimarın hedefi: Estetik, Fonksiyonellik� Eser Mühendisin hedefi: Güvenlik � Kutu
İyi bir taşıyıcı sistem için ön koşullar:
•İyi mimari•Mimar-Mühendis işbirliği•Deneyimli mühendis, davranış bilgisi•Yeterli zaman•Yönetmeliklere uyumluluk•İyi yazılım ve yazılımı tanıma•Hesap-çizim sonrası özenli kontrol, düzeltme
Taşıyıcı sistem seçimi projenin en önemli aşamasıdır. İyi veya kötü seçim yapının geleceğini iyi veya kötüolarak belirler. Kötü bir seçim sonrası ince hesap ve süslü çizimlerin hiçbir anlamı yoktur.
Taşıyıcı sistemi kötü olan yapıyı hiçbir ince hesap kurtaramaz.
Mühendis yazılımı yönetmeli. Yazılım mühendisi değil!
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 26
Taşıyıcı sistem seçiminde temel kural :
Düşey olsun yatay olsun, yükler en kısa yoldan temele ulaşmalı, yapı içinde dolanmamalıdır!
Bunun anlamı:
Kirişlerin her iki ucu kolona oturmalı
Kolon kolona oturmalı
Kiriş kolon aksları çakışmalı
Kirişler, kolonlar sürekli olmalı
Bir yöndeki kirişler birbirine paralel olmalı
Bir yöndeki kolonlar birbirine paralel olmalı
Deprem için yeterli perde bulunmalı
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 27
Kat kalıp planı
Kat kalıp planı:
•Alttan bakıldığında katın brüt betonunu gösterir.
•Aksları, ölçüleri, kiriş, kolon, döşemelerin yerlerini, yönlerini, boyutlarını, adlarını, v.s. içerir.
•Mimari bilgiler (duvar, kapı, pencere , kaplama, v.s.) gösterilmez.
Kat Planı: Katın üstten çekilmiş sanal fotoğrafı
Kat Kalıp Planı: Katın kalıp alındıktan sonra alttan çekilmiş sanal fotoğrafı
000
+320
+50
+590
200 430 cm
Zemin kat
1. kat
Çatı
a-a kesitiA B D
Mimarın Bakış yönü(kat planını, kata yukarıdan aşağı bakarak çizer)
Mühendisin bakış yönü(kat kalıp planını, kata aşağıdan yukarı bakarak çizer)
Mim
ar
Mü
hen
dis
Mimari Planıveya kalıp
planıçizilecek kat
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 28
Nerelere kiriş konur?1.Adım: Her duvarın altına kiriş konur.
2.Adım: Büyük açıklıklı döşemeleri küçültmek için ek kirişler konur.
3.Adım: Kiriş ağının çok sık olduğu bölgelerdeki (ıslak hacimler!) ve üzerinde yarım duvar olankirişlerden uygun görülenlerden bazıları kaldırılır.
Nerelere kolon konur?1.Adım: Kirişlerin kesiştiği noktalara kolon konur.
2.Adım: Büyük açıklığı olan kirişlerin açıklığını küçültmek için ek kolonlar konur(Betonarme kiriş açıklığının üst sınırı yaklaşık 6~7 m dir).
3. Adım: Kolon ağının çok sık olduğu bölgelerdeki kolonlardan uygun görülenleri kaldırılır.
4.Adım: Kolonların yapının geometrik merkezinden geçen tahmini akslara göre simetrik konumlanmasına özen gösterilir.
5.Adım: Kolonların her iki deprem yönünde yaklaşık aynı rijitliği göstermesi için, gerekirse bazılarının yönleri, boyutlarıdeğiştirilir.
6.Adım: Kütle merkezi ile rijitlik merkezi yaklaşık tahmin edilir. Gerekirse kolon yön ve boyutlarında değişiklik yapılarakyaklaştırılmaya çalışılır. Dışmerkezlik (kaçıklık) %10 nun altında olmalıdır.
7.Adım: kolonların alt üst katlarda mimari fonksiyonları bozup bozmadığına bakılır, gerekirse düzeltmeler yapılır.
8.Adım: Kat sayısı ikiden fazla olan yapılarda perde gerekir. Kolonlardan uygun görülenleri perdeye dönüştürülür.
Yeniden
kontrol et
Yeniden
kontrol et
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 29
Boyutlar nasıl seçilir?Yönetmeliklerin minimum koşullararına mutlaka uyulur. Kolon ve perde boyutlarında çok daha cömert davranılır.
Kirişler:Genişlik ≥250 mm, yükseklik≥300 mm, yükseklik≥3xdöşeme kalınlığı, yükseklik ≥ net açıklık/12. Normal konut yapılarında 3~5 m açıklığa kadar : 250x500 mmxmm, 4~7 m açıklığa kadar 250x600 mmxmmAğır yükleri olan veya saplaması olan veya konsolları olan kirişler: 250x700 mmxmm, 300x600 mmxmmÖnemli yapılarda (I=1.5): 300x600 mmxmm
Kolonlar:Küçük kenar ≥250 mm, küçük kenar ≥ kat yüksekliği/20.Yapının en üst iki kat kolonları: 250x500 mmxmm.Aşağı doğru her iki katta bir kenarlardan biri veya her ikisi, örneğin 100 mm, artırılır.Önemli yapılarda minimum kolon kesiti: 300x500 mmxmm
Perdeler:Küçük kenar≥ 250 mm, küçük kenar ≥ kat yüksekliği/15, büyük kenar ≥ küçük kenarx7, en küçük kesit: 250x175 mm. Önemli yapılarda: 300x2500 mmxmm.Yüksek yapılarda bu perde boyutlar yetmez!
Kirişli döşemelerde:Kalınlık ≥100 mm, büyük döşemelerde kalınlık ≥120-150 mm, kirişsiz balkon döşemelerinde kalınlık ≥150mm, üzerinden hafif araç geçen döşemelerde kalınlık ≥150 mm,büyük boşlukları olan döşemelerde kalınlık ≥150-200 mm.
En küçük 250x500
En küçük 250x500
En küçük 250x2500
En küçük 100
Kirişsiz ve dişli/asmolen döşemeden Kaçının!
Kendi minimumunuz:
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 30
Kalıp planlarıYönetmeliklerin
zorunlu kıldığı bilgileri içermeli
S106500/250
S101250/500
S103250/500
S107250/500
S108250/500
S104500/250
S105500/250
S109250/700
S102250/500
900 775 4125
2000 4300
200
975 4300
+3200
a-a
1025
K103 250/500
K102 250/500K101 250/500
K105 250/500K104 250/500
+3200
+3200
+3200
50
200
125 200 50
a a
1
120
380300
D103h=120
D101h=200
D102h=100
D104h=150
125125 125
2a
3
A B D+3200 Kotu (1. Kat) Kalıp Planı 1/50 (küçültülmüş)
+3200
125
125
125
125
2
6300 mm
C20/25S420aCEM I 32.5R, TS EN 197-1Den çok= 26 mmS3A0=0.20R=8I=1.0Z2XC1...
BAKINIZ:
•Betonarme uygulama projesi çizimlerine ilişkin kurallar (Deprem Yönetmeliği 2007, madde 3.13)•
•Yapı ile ilgili belgeler (TS500-2000, Sayfa 9).
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 31
Dışmerkezlik (kaçıklık) %10 nun altında olmalıdır.
R
K
R
K
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 32
Düzensizlik nedeni nedir?
•Yapı sahibinin istekleri.•Arsanın düzensizliği.•Mimarın sadece fonksiyonelliği ve estetik görünüşü önemsemesi, eser hayali.•Mimar ve mühendis işbirliğinin yoksunluğu.•Mühendisin deneyimsizliği, taşıyıcı sistem seçimine yeterli zaman ayırmaması, mimari nedenlerle çaresiz kalması.•Mühendisin yazılıma aşırı güveni. Mühendisin yazılımı değil, yazılımın mühendisi yönetmesi.•Yapımcının projeye uymaması.•Kalfa ve ustaların “Ben bu işi yıllardır yapıyorum, daha iyi bilirim” savı.•Denetim yetersizliği.•Yapı sigorta sisteminin bulunmayışı•Yasaların yetersiz kalması veya uygulanmayışı.•Kişisel çıkar kaygusu.
Düzensiz taşıyıcı sistem nedir? : Kuvvetlerin yapı içinde dolanmasına ve zayıf noktalarda hasara neden olan taşıyıcı sistem türüdür.
Bazıları:•Burulma düzensizliği•Döşeme süreksizliği•Planda girinti-çıkıntı düzensizliği•Taşıyıcı eleman eksenlerinin birbirine paralel olmaması•Komşu katlar arası dayanım farklılığı (Zayıf kat)•Komşu katlar arası rijitlik farklılığı (Yumuşak kat)•Kiriş ve kolonların süreksizliği
İstenmeyen Düzensizlikler
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 33
Ön bilgi: Derzler
Derz: İki yapı bloğu arasındaki boşluk
Genleşme derzi: Sıcaklık etkilerini azaltmak,Farklı oturma derzi: Temelin farklı oturmasından oluşacak etkileri azaltmak,Deprem derzi: Düzensiz yapıların depremde zarar görmesini önlemek
amacıyla kullanılır.
Genleşme derzi(TS500-2000, Madde 6.3.4, Sayfa 18):
•Yüksek olmayan uzun yapılar bloklar halinde inşa edilir.
•Yapının plandaki uzunluğu L, 40 metreyi aşmamalıdır.
•Derz aralığı d≥ 3 cm olmalıdır.
•Sıcaklık farkı 200 C dan fazla olan bölgelerde L ≤ 30 m yapılması önerilir.
•Temel kısmında kısımda genleşme derzi yapılmasına gerek yoktur.
H
d ≥ 3 cm
derz
H
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 34
Deprem derzi(Deprem Yönetmeliği-2007, Madde 2.10.3):
Bitişik yapılar deprem açısından sakıncalıdır, çarpışırlar.Köşe başındaki son yapı en büyük hasara uğrar.
Bloklar arasındaki boşluk (derz):
d > 3 +katsayısı-2 (cm olarak)
3
H(cm)0.02d ≥
ba ∆∆d +>
Yapılardan biri eski ise, genelde ∆a veya ∆b yer değiştirmesi bilinmez. Bu durumda
önerilir.
Prof. Dr. Ahmet TOPÇU, Betonarme II, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 35
Büyük boşluk
Kötü
Kötü
İyi
Derz
İyi İyi
yapı Plan (kötü) Plan (iyi)
İstenmeyen düzensizlik: Yatayda/düşeyde girintili/çıkıntılı yapılar
Kötü İyi
Kötü İyi
H
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 36
Yanlış:
1) Tüm kolon ve perdelerin yapının caddeye bakan cephesine dik doğrultuda yerleştirilmesi:Yapı sahibi ve/veya mimar, zemin kattaki iş yerlerinde cepheye paralel geniş yüzeyli kolon ve perde istemez.
2) Uzun yapılarda tüm kolon ve perdelerin kısa doğrultuda yerleştirilmesi:Mühendis, rüzgar kuvvetinin büyük olduğu yönde yapının daha rijit olmasını istemektedir.
Her iki düşünce de hatalıdır.
Ne yapılabilir ?•Kolon ve perdelerin bir yöndeki toplam rijitlikleri diğer yöndekine yaklaşık eşit olmalıdır. •Kolon ve perdeler, elden geldiğince, kütle merkezine göre simetrik olmalıdır.
•Perdeler, elden geldiğince, yapı cephelerine yakın yerleştirilmelidir (burulma rijitliğini artırmak için).
İstenmeyen düzensizlik: Kolon ve perdelerin tümü aynı yönde
Kötü Kötü İyi
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 37
İstenmeyen düzensizlik: Çerçevelerde süreksizlikler
yapı
Kirişe oturan kolon
Kesik kolon
çok kötü kötü
Kirişte süreksizlik
Kuvvetli kiriş
Zayıf kolon
Yüksekliği farklı kiriş
Genişliği farklıkiriş
kötü kötü
kötü
Foto: Devrim AKDAĞ, 2005
Ne yapılabilir ?•Rijitliklerde ani değişiklik önlenmeli•Kolonlar kirişlerden daha kuvvetli olmalı.•Kolonlar temelden çatıya kesilmeden devam etmeli.•Perdeler temelden çatıya kesilmeden ve kesit değişmeden
devam etmeli.•Kirişler, elden geldiğince, aks boyunca kesit değişmeden devam etmeli.•Kesik kolonlar yüksekliğince sık etriye ile sarılmalı•Kirişe kolon oturtulmamalı. Önlenemiyorsa Deprem Yönetmeliği Madde 2.3.2.4 b maddesi titizlikle uygulanmalı
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 38
YASAK düzensizlikler(Deprem Yönetmeliği-2007, Madde 2.3.2..4).
•Konsolların ucuna, guse olsa dahi, kolon/perde oturtulamaz.•Konsolların ucuna (iki konsol kiriş ucu arasına) perde oturtulamaz.•Kirişlere perde oturtulamaz. •Kolonlara perde oturtulamaz.
Konsola oturan kolon
konsol
guseli konsolYASAK ! YASAK !
konsol
Konsola oturan perde
YASAK !
Konsola oturan kolon (yasak)
Kirişe/konsola oturan perde (yasak)
Yapı yüksekliğince devam etmeyen perde(çok kötü)
YASAK !
Kirişe oturan perdeKolonlara oturan perde
YASAK !
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 39
Yumuşak kat
Yumuşak kat
Dolgu duvar
Cam vitrin
Çok kötü
GİRİŞ KATLARI BOMBA KAT.........Boğaziçi Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Fakültesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Semih TEZCAN uyardı: “Ara duvarları olmayan giriş katları BOMBA KAT‘tır“, 21 Eylül 1999
İstenmeyen düzensizlik: YUMUŞAK KAT ≡≡≡≡
Yumuşak kat düzensizliği, çok katlı yapıların depremde yıkılmasının ana nedenidir.
Sakıncaları:•Yatay kuvvetten oluşan toplam yatay yer değiştirmenin %70-80’ i yumuşak katta oluşur. Bu kattaki kolon uçları mafsallaşır, yapı yıkılır.
Ne yapılabilir ?•Yatay kuvvet mutlaka perdeler ile karşılanmalıdır.•Yumuşak kattaki tüm kolonlar kat yüksekliği boyunca sık etriye ile sarılmalıdır.•R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4)
Yumuşak kat Foto: İbrahim TORUNOĞLU
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 40
İstenmeyen düzensizlik:
ASMA KAT ≡≡≡≡
Kısa kolon oluşumuna, bölgesel yumuşaklığa, burulmaya neden olur. Yumuşak kat düzensizliğine benzer bir davranış sergiler.
Ne yapılabilir ? Bakınız: Yumuşak kat
Rijit bölgeYumuşak bölge
kötü daha iyi
Çekme kat
İstenmeyen düzensizlik:
ÇEKME KAT
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 41
Ne yapılabilir ?•Kolon ile dolgu duvar arasında 3-5 cm derz bırakılabilir.•Pencere küçültülerek, kolon etrafına da dolgu duvar örülebilir.•Perdeye ağırlık verilebilir•R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4)
•Kısa kolonların tümü kat yüksekliği boyunca sık etriye ile sarılmalı.•Kısa kolon Deprem Yönetmeliği-2007, Madde 3.3.8 e göre boyutlandırılmalıdır.
İstenmeyen düzensizlik: KISA KOLON ≡≡≡≡
Tam ve kısmen dolgu duvarlı çerçevenin depremde davranışı
Bant pencere
Dolgu duvar
Kısa kolonlar
Kısa kolonlar
Tesisat katı
Çok kötü
Kısa kolonlar
Kısa kolonlar
Kısa kolon
Diyagonal kuvvet etkisi
Diyagonal kuvvet etkisi
Deprem kuvveti
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 42
kötü
Kısa kolon
Kademeli temel Çok kötü
Radye temel
Tekil temel
kötü
Radye temel
perde
Kat düzeyi
Kat düzeyi
kötü (derz yetersiz ise)
çarpışma
İstenmeyen düzensizlik:
Kademeli TemelKarma TemelFarklı Kat Seviyesi
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 43
Deprem açısından kötü fakat sık uygulanan bir mimaridir.
Ne yapılabilir ?•Bu tür yapılardan kaçınılmalı (Yapı sahibi/Mimar!).•L<150 cm olmalı (Yapı sahibi/Mimar!)•Kosol kirişin yapı içinde en az 1-2 açıklık devamı olmalı•Kolon yerine perde taşıyıcıya ağırlık verilmeli.•Kolon/perdeler temelden çatıya sürekli olmalı.•Konsollara kolon/perde oturtulmamalı.•Konsollu kiriş kesitinde cömert davranılmalı (30x70 cmxcm),•Gerekirse, guse yapılmalı (dikkat: kısa kolon oluşumu!).•Döşeme kalın seçilmeli•R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4)
Konsollara düşey deprem yükü yüklenmeli (Deprem Yönetmeliği-2007, Madde 2.11).•Konsollar özenli boyutlandırılıp detaylandırılmalı/inşa edilmeli.
konsol
Tipik çerçeveÇıkmalı yapı
İstenmeyen düzensizlik: ÇIKMALI YAPI
Gen
elde
kab
ul
görm
ez!
Köşe kolon
Çıkma
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 44
Ne yapılabilir ?•Çıkma yapılmayabilir (Yapı Sahibi/Mimar!)
•Kolon yerine perdelere ağırlık verilmelidir.•Kolon ve perdelerde sık etriye kullanılmalıdır.•Konsol kirişler sürekli olmalıdır. •R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4)
Eskişehir’de bir apartman köşe kolon düzensizliği nedeniyle, deprem olmaksızın, çökmüştür.
Çıkmalı yapı
plan (çok kötü)
Kir
işyo
k!
perspektif
Köşe kolon
Cephe duvarı
Önerilen (daha iyi)
Arsa inşaat sınırı
duvar yükünü konsollara aktaran kiriş
Kir
işyo
k ! Köşe kolon
İstenmeyen düzensizlik:ÇIKMALI YAPIDA KÖŞE KOLON ≡≡≡≡
Konsol
Gen
elde
kab
ul
görm
ez!
Foto: Ahmet DERVİŞOĞLU, 2005
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 45
Terk edilen arsa kısmı
Ne yapılabilir ?•Arsa çıkıntıları boş bırakılarak düzgün bir taşıyıcı sistem oluşturulabilir (Mimar!).•Arsa çıkıntılarını balkon olarak kullanan daha düzgün bir taşıyıcı sistem oluşturulabilir (Mimar!).•Arsa çıkıntıları kısa konsollu çıkma olarak kullanılabilir (Mimar!).
•Kolon yerine perdelere ağırlık verilmelidir•Kolon ve perdelerde sık etriye kullanılmalıdır.•Kolon perdeler burulmayı önleyecek şekilde özenle yerleştirilmelidir.•R katsayısı düşük alınabilir (örneğin: R=4)
Deprem yönetmeliği-2007 ilgili maddesi:2.7.5.
Çok kötü
Daha iyi
iyi
arsa sınırı
Balkon veya çıkma
İstenmeyen düzensizlik:Çarpık arsa����Çarpık mimari����Çarpık taşıyıcı sistem
Gen
elde
kab
ul g
örm
ez!
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 46
Foto: Onur KAPLAN
İstenmeyen düzensizlik: Saplama kiriş
Elden geldiğince saplama kirişlerden kaçınmak gerekir.En kötü ve kesinlikle yapılmaması gereken durum, saplaması olan bir kirişin başka bir kirişe saplanmasıdır.
Sakıncaları ve önlem:•Kiriş yükü en kısa yoldan kolonlara değil, dolaylı yollardan, kirişten kirişe aktarılır.•Taşınan kirişin reaksiyonu taşıyan kirişe tekil kuvvet olarak etkir. •Taşıyan kirişin moment ve kesme kuvveti yüksek olur.•Taşıyan kirişte büyük sehim oluşur.•Taşıyan kirişte burulma momenti oluşur.•Taşıyan kirişte belirgin kesme ve çekme çatlakları oluşur.•Yatay kuvvetin kolondan kolona aktarımı zorlaşır.•Taşınan kirişin taşıyan kirişe özel tedbirler ile bağlanması gerekir (askı çubukları).•Saplaması olan kiriş sık etriye ile sarılmalıdır.
Çok Daha iyiÇok kötü
Saplaması olan saplama kiriş
Saplama kiriş
Daha iyi
Saplama kiriş(taşınan)
Saplaması olan kiriş(taşıyan)
Saplamasıolan kiriş
Saplama noktası
Saplama kiriş
Foto: Devrim AKDAĞ, 2005
Çok kötü
Saplaması olan saplama kiriş
Saplaması olan kiriş
Saplama kiriş
Saplamnoktası
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 47
Ne yapılabilir?
•Kolonun yönü değiştirilerek,•Kolon yerine perde kullanılarak,•Geniş kiriş kullanılarak•Saplama kiriş kaldırarak (sadece yarım duvar taşıması durumunda mümkün!)
daha az sakıncalı bir sistem oluşturulmaya çalışılır.
iyikötü iyi
taşıyantaşınan
kötü Biraz daha iyi Çok daha iyi
Taşınan kirişin yüksekliği taşıyan kirişin yüksekliğinden daha fazla olmamalıdır:
Saplama kiriş
Konsol sadece kolona bağlı, sürekli olmalıydı !
Kolon civarında saplama
Kolon civarında saplama
Foto: Onur KAPLAN
Foto: Onur KAPLAN
Konsol sadece kolona bağlı, sürekli olmalıydı !
İstenmeyen düzensizlik: Kolon civarında saplama kiriş
Daha iyi
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 48
Sakıncaları:•Yapının bu bölgesi yumuşak davranır.•Yatay kuvvetlerin kolondan-kolona aktarımı zorlaşır.•Boşluk civarındaki kolonlar aşırı yatay yer değiştirirler.•Yapı burulma etkisinde kalır.
Ne yapılabilir ?•Aydınlık bölgesindeki kirişler kesilmeden sürekli olarak yapılmalıdır.•Komşu yapının aydınlığı aynı yere rastlamayacaksa, ayrıca duvar örülmeli.
kötükötü
iyiiyi
Kiriş var
Foto: İsmail ALTAY-2003
Foto: İsmail ALTAY-2003
kötü
Foto: Devrim AKDAĞ, 2005
İstenmeyen düzensizlik: Aydınlık boşluğu
Aydınlık boşluğu(kiriş yok)
Kiriş yok !
Aydınlık boşluğu(kiriş var)
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 49
Sakıncaları:•Yatay kuvvet aktarımı zorlaşır.•Döşeme yeterince rijit davranamaz, yatay kuvvetin kolon veperdelere dağılımı düzensiz olur.
•Donatı boyu yetersiz kalır, eklemek gerekir.•Yatay kuvvet etkisi altında döşeme buruşabilir.•Büzülme etkileri belirginleşir.
Ne yapılabilir ?•Kirişler koridorda da sürekli olmalı.•Kirişler yapılamıyorsa, döşeme kalınlığı artırılmalı (20-30 cm)
kötü
Çok daha iyi
Daha iyi
Uzun ince döşeme
Uzun fakat kalın döşeme
İstenmeyen düzensizlik:Uzun kirişsiz koridor
İnce döşeme
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 50
İstenmeyen düzensizlik: Alt-Üst kolon düşey aksı çakışmazlığı
Üst kolon düşey aksı
Alt kolon düşey aksı
iyi
kötü
iyi
kötü
Sakıncası:Dışmerkezlik nedeniyle, statik hesaplarda dikkate alınmayan, ek moment oluşur.
Ne yapılabilir?Kolonlar düşey aksları çakışacak şekilde düzenlenmelidir. Bu durumda cephe kolonlarında dişler oluşur.
Dolgu duvar ile bu sorun giderilebilir. Ancak bu da cephe duvarların çerçeve dışına çıkmasına neden olur. Duvarın devrilmemesi için özel tedbir gerekir.
dışmerkezlik
dışmerkezlik
plan
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 51
İstenmeyen düzensizlik: Kolonlara oturmayan dış cephe kirişleri, “yapışık kirişler”
Sakıncası:•Kiriş aksı ile kolon aksı çakışmadığı için dışmerkezlik oluşur.•Statik hesaplarda dikkate alınmayan, ek moment oluşur.•“Yapışık kirişlerin” oturduğu ve mesnet görevi yapan diğer yöndeki kirişlerde aşırı kesme kuvvetleri oluşur, kısa konsol davranışı söz konusudur. Ayrıca, mesnet grevi yapan kirişlerde burulma etkileri belirginleşir.•Yatay kuvvet aktarımında çerçeve davranışından söz edilemez, “yapışık kirişler” yük aktarma görevlerini yeterince yerine getiremezler. •Duvarların, çerçeve dışına örüldükleri için, yanal devrilme tehlikesi çok yüksektir. •Duvarların yatay kuvvetlere direnimi yoktur, yumuşak kat davranışı hakim olur.
Ne yapılabilir?•Dış cephe kirişleri, iç hacimlerde sarksalar dahi, mutlaka kolonlara oturmalıdır. “Yapışık kiriş” oluşumundan şiddetle kaçınılmalıdır.•Geniş kiriş yapılarak kolona oturtulabilir.•Kiriş kolona oturtulur, kirişe duvarın oturacağı diş bırakılır.•Çerçeve dışındaki duvar kolona bağlanır.•Bu tedbirler alınsa dahi depremde duvar bağımsız davranır, rijitliğe katkısıyoktur!
Plan
kiriş
kirişkiriş
kiriş
kiriş
kolo
n
Perspektif
dış cepheduvarı
dış cephe duvarı
Kolona oturmayan,
“yapışık kirişler”
Kolona oturmayan,
“yapışık kirişler”
Kolon aksı
Yapışık kirişler
kiriş
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 52
İstenmeyen düzensizlik: Rijit merdivenlerSakıncaları:•Merdiven plağı çerçevenin diyagonal elemanı gibi davranır (kafes kiriş davranışı).•Merdiven evi çok rijit davranır.•Ara sahanlık kısa kolon oluşumuna neden olur.•Yapı rijitlik merkezi merdiven evine doğru kayar, burulma etkisi artar.•Ara sahanlık mesnetlendiği kolonların ortasına yatay tekil kuvvet aktarır.
Ne yapılabilir?•Merdiven plağının bir ucu sahanlığa serbestçe kayacak şekilde oturmalıdır.•Sahanlığın bağlandığı kolonlar sık etriye ile donatılmalıdır.
•Zorunlu hallerde, merdiven evi yapıdan deprem derzi ile ayrılabilir. Ancak bu, planda alanıküçük olan merdivenin yapı içinde ayrık bir kule gibi yükselmesini, stabilite ve çarpışma riskini beraberinde getirir.
Kat sahanlığı
kesitiyi
Kayıcımesnet
kötü
Kat kirişi
sahanlık kirişi
Ara sahanlık
Merdiven plağı
Rijit bağlantı
plan
ara
saha
nlık
kat s
ahan
lığı
Kat kirişi
Kat kirişi
Kat
kiri
şi
Sahanlık kirişi
Kolon
Rijit bağlantı
Rijit bağlantı hasarı
Kısa kolon
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 53
Nereye, ne kadar perde ?
n=10, Ayapı = 11.15 = 165 m2
X yönünde direnen perdeler (P2, P5):
Aperde= 2 . 0.25 . 5.0 = 2.5 m2
Aperde =2.5 > 0.0015 . 10 . 165 = 2.48 m2 �
Aperde / Ayapı = 2.5/165 = 0.015 > 0.008 �
Y yönünde direnen perdeler (P1, P3, P4, P6):
Aperde= 4 . 0.25 .2.5 = 2.5 m2
Aperde = 2.5 > 0.0015 .10 .165 = 2.48 m2 �
Aperde / Ayapı = 2.5/165 = 0.015 > 0.008 �
P1250/25
P225/500
P525/500
P3250/25
P4250/25
P6250/25
008.0
0015.0
≥
≥
yapı
perde
yapıperde
A
A
AnA Aperde :Bir yöndeki yatay kuvvete direnen perdelerin toplam alanı.
Ayapı :Yapının bir katının plandaki alanı.
n :Yapının kat sayısı
Örnek:Aşağıda kat kalıp planı verilen yapı 10 katlıdır. Yapının perdeleri ön tasarım için yeterli midir?
1.ERSOY, Uğur, “13 Mart 1992 Erzincan Depremi Mühendislik Raporu”, İMO, Ankara 1992.
2.ATIMTAY, Ergin, “Açıklamalar ve Örneklerle Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında
Yönetmelik”, Ankara, 2000.
3. GÜLKAN, Polat, DENİZ, Utkutuğ, “Okul Binalarının güvenliği için Minimum dizayn kriterleri”, Türkiye
Mühendislik Haberleri, 425, s.13-22, Ankara, 2003.
perdeperdeperdeperde
TS500-2000 de perde elemanlar b/t ≥≥≥≥7 olarak tanımlanmaktadır. Yapı 2 katlı da olsa 20 katlı da olsa bu şartı sağlayan her düşey taşıyıcı eleman perde adını almaktadır. Ancak, araştırmalar bu tanımın yeterli olmadığıyönündedir. H yapı yüksekliğine bağlı olarak, bir yöndeki toplam perde genişliği b ve perde kalınlığı t seçilirken
mm 250t
2010t
b
42b
H
≥
∼≥
∼≤
bağıntılarını sağlama çabası içinde olunmalıdır3.
H : yapı yüksekliğib : bir yöndeki toplam perde uzunluğut : perde et kalınlığı
Yapının bir yönünde gerekli toplam perde kesit alanı aşağıdaki bağıntıdan tahmin edilir1,2:
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 54
Nereye perde, niçin ?
Kütle merkezi
Rijitlik merkezi
dışmerkezlik
dışmerkezlik
deprem
dep
rem
İdeal: ex=eY=0Kabul edilebilir: ex<%10, ey<%10
•Deprem kuvvetini karşılamak, kolonları/kirişleri rahatlatmak•Ötelenmeyi sınırlamak•Burulmayı önlemek
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 55
Nereye, ne kadar perde, nasıl ?
•Her deprem yönünde en az iki perde•Elden geldiğince yapı köşelerinde•Mutlaka simetrik•Uzun yapılarda yapı orta bölgesine de konulmalı
kötü kötü Çok kötü Çok kötü
iyi iyi Daha az iyi Çok daha az iyi
kolon perde
kiriş döşeme
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu
Doğru-Yanlış-Fotoğraflar
Malzeme
Kolonlar-Sargı etkisi
Kirişler
Profesyonel bir yazılımın irdelenmesi
Betonarmenin Tarihçesi
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 57
Yeni bir yapı için özet öneriler:
Mimarı Projeler: Detaylı incele, hatalı ölçü, kot var mı? bak. Bilhassa giriş, merdiven, çıkma, balkon, parapet kısımlarına yoğunlaş. Sakıncalı düzensizlikler varsa Mimar ile görüş, iyileştirme iste.
Zemin: İnşaat alanını gez. Eğim, dolgu, yer altı su seviyesi, komşu yapılar açısından incele. Yüksek ve önemli yapılar için geoteknik rapor hazırlat.
Taşıyıcı sistem: 1-2 katlı yapılarda salt çerçeve sistem olabilir. Yüksek yapılarda mutlaka perde kullan.
Malzeme: Beton en az C25/30 olsun, C30/37 ve üstü tercih et. Çelik S420a olsun, S220a, S420b, S500b çeliğini kullanma.
Döşemeler: Kirişli döşemeyi tercih et (en az 10-12 cm kalınlıkta). Kirişsiz, dişli ve asmolen döşemeden kaçın.
Duvarlar: Hafif fakat dayanımı çok düşük olmayan malzemeyi tercih et. Çerçeve düzleminde olmasına özen göster, yanal devrilmeyi önle.
Kirişler: En az 250x500 mm kesitli, elden geldiğince sürekli. Kesit her açıklıkta aynı olsun, saplamadan kaçın. Kolonlarıkirişler ile bağla.
Kolonlar: Kolon kesitlerinde daima cömert davran (en az 250x500 mm kesitli). Kolonların yaklaşık yarısı bir, diğer yarısıdiğer deprem yönünde olsun. Kütle ve rijitlik merkezlerini birbirine yaklaştırmaya çalış.
Perdeler: 3 ve daha çok katlı yapılarda mutlaka deprem perdesi kullan. Kesit en az 250x2500 mm olsun. Her deprem yönünde en az iki perde gerekir. Perdeleri olabildiğince yapı cephelerine, mutlaka simetrik yerleştir.
Temel: Sürekli temel yada kirişli radye temel tercih et. Yapı çok düzensiz akslar içeriyorsa, zemin sağlam olsa bile, radyetemel seç. Tekil temelden kaçın. Bağ kirişlerine özen göster. Kademeli ve karma temelden kaçın.
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 58
Diğer:
•Ters kiriş, saplama kiriş, yapışık kiriş, yüksek kiriş oluşturmamaya çalış.•Yumuşak kat, kısa kolon, köşe kolon, zayıf kat oluşumunu önlemeğe çalış. Önlenemezse perdeye ağırlık ver. Sorunlu kat kolonlarını sık etriye ile sar. Bu tür düzensizliklerde R süneklik katsayısını küçük tut.•Kirişlere kolon oturtma.•Üstten-alttan kesik kolon perde oluşturma.•Donatı yığılmasını önle. •Net beton örtüsünü en az 3-4 cm tut.•Kat kirişlerinde pilye kullanma.
•Sargıya azami özen göster. Kiriş-kolon birleşim noktalarının özenli sarılmasını sağla.•Kolonlarda yanal hareketi önlenmemiş boyuna donatı bırakma.•Etriye ve çirozlar mutlaka 135 derece kancalı olsun. •Kancaları şaşırtmalı dizdir.•Çirozlar boyuna ve enine donatıyı dıştan sıkıca kavrasın.•Etriye bombelenme boyunu küçük tut (15-20 cm).
•Karmaşık temel yerine radye temeli tercih et.•Çimento sınıfını en büyük tane çapını ve betonun kıvamını proje aşamasında belirle.•Kullandığın yazılımı iyi tanı, yazılımı yönet, yazılım seni yönetmesin. Çıktıları-çizimleri özenle kontrol et, gerekli düzeltmeleri yap.•Mutlaka hazır beton kullan. Betona asla su kattırma.•Vibratör kullan. Kolon ve perdeler için kalıp vibratörü kullan.•Betonu sıcaktan-soğuktan koru. Küre azamı önem ver. •Önlem almadan erken kalıp sökme. Yedek dikmeleri planla, yerinde bırak.
Ahmet TOPÇU, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu 59
TEŞEKKÜR EDERİMSaydam gösteri: Sıradışı Yapılar (Fotoğraflar)
KAPATIRKEN…
İnşaat mühendisliğinde kesin çözüm yoktur. Hesap yaparken bir sürü varsayım yaparız .
İyi mühendis, yaptığı varsayımların ve bunların mertebesinin bilincindedir.
Kötü mühendis, çoğu kez hesapların, yaptığı varsayımlar nedeni ile, kesin olmadığının farkında değildir. Bu nedenle de oluşabilecek hata oranı hakkında da hiçbir fikri yoktur.
R.C. REESE(ABD’nin saygın bir mühendisi)
Yukarıdaki ifade “ERSOY U., Ustalarımdan Öğrendiklerim, İnşaat Mühendisleri Odası, ANKARA, 1999” dan alınmıştır.
KISACASI: Betonarmede iki kere iki, üç aşağı beş yukarı dört eder.
İmzalar, damgalar yapıyı ayakta tutamaz! Varsa, suç ortağı olduğunuzu belgeler.