TST 9 kolonlar

Transkript

TST 9 kolonlar

KOLONLAR
Sargı Etkisi
Prof. Dr. Ahmet TOPÇU, Betonarme I, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, http://mmf.ogu.edu.tr/atopcu
147
gerilme N/mm2
Üç eksenli gerilme etkisinde beton davranışı (RICHART deneyi-1928)
fC
fC
100
N/mm2
90
Uygulanan yanal
gerilme
80
70
N/mm2
fC
60
Yanal gerilmesiz
betonun dayanımı
ERSOY/ÖZCEBE, Sayfa 33
C
C0
Yanal gerilmesiz betonun
dayanımı
50
40
N/mm2
30
Yanal gerilme altındaki
betonun dayanımı
C0 20
10
0
0
c
0.004
0.008
0.012
0.016
0.020
0.024
0.028
0.032
birim kısalma
•Betonun dayanımı yanal gerilmenin dört katı kadar artar.
•Yanal gerilme etkisindeki beton çok daha büyük deformasyon yaptıktan sonra ezilir.
•Bu ise betonun, kalitesi aynı olmasına rağmen, çok daha sünek davrandığını gösterir.
148
Kolonda sargı etkisi
ERSOY/ÖZCEBE, Sayfa 35-36
N
N
eksenel yük
Eksenel yük
Fret adımı
Fretli kolon
Etriyeli kolon
çekirdek
etriye
adımı
a
Beton örtüsü
a
Etriyenin etkin
olduğu bölge
çekirdek
beton
örtüsü
Fret(sargı)
N
etriye
Boyuna donatı
N
Beton örtüsü
çekirdek
çekirdek
Poisson etkisiyle
beton şişer, frete
basınç uygular
Fret
q
boyuna donatı
Etriyenin etkin
olduğu bölge
a-a
Poisson
etkisiyle beton
şişer, etriyeyi
dişarı doğru
iter. Etriye
bombelenir.
Fret tepki olarak
betona yanal
basınç uygular
çekirdek
Fret
Sargı kolonun kemeridir!
a2
149
Sargı (etriye, fret) etkisi
c
fretli
Çit v
e
Te
Te
c0
kv
kv
sık e
triye
li
es
ık
etr
es
iye
eyr
li
ek
et r
iye
li
c
birim kısalma
•İyi düzenlenmiş sargı betonun dayanımını ve sünekliğini önemli ölçüde artırır.
•Fret en iyi sargı şeklidir.
150
Sargı yetersiz ise ne olur?
N
Eksenel basınç
kuvveti
Kancasız etriye açılmış
Etriye
adımı
Etriye
Burkulan
boyuna
donatı
a
Etriye serbest açıklığı
(bombelenme boyu)
N
Etriye adımı fazla
olduğundan boyuna
donatılar burkulmuş
•Sargı (etriye veya fret) adımı fazla ise, beton ezilir, ufalanır, dökülür.
•Etriye serbest açıklığı fazla ise, etriye dışarıya doğru bombelenir, etkinliği azalır ve yanal basınç düşer.
•Kancasız etriye açılır, betondan sıyrılır, sargı etkisi tamamen kaybolur.
•Basınç altındaki donatılar dışarı doğru burkulur.
•Sonuçta kolon kırılır. Kırılma genellikle kolonun alt ve üst ucunda olur.
151
Boru!
Hasarlı kolonların tümünde sargı aralıklarının çok fazla olduğuna, açıldığına veya koptuğuna dikkat ediniz.
152
Burkulmuş boyuna
donatı
Etriye adımı
çok fazla
Kabuk dökülmüş, ancak çekirdek
dağılmamış.
Kolon yük taşımaya devam ediyor.
Etriye çapı
yetersiz
Etriye sıklaştırması
yapılmamış
Hasar görmüş fakat sünek davranmış fretli
kolon
Hasar görmüş, fakat çok sünek davranış
göstermiş etriyeli kolonlar
153
Sargı (ÖZET):
•Sargı, dayanımı ve sünekliği artırır.
•Fret en etkili sargı donatısıdır.
•Etriye/fret adımı küçük tutulmalıdır.
•Etriye serbest açıklığını (bombelenme boyunu) azaltmak için gerektiğinde
birden çok etriye ve/veya çiroz kullanılmalıdır.
•Kalın etriye/fret davranışı olumlu etkiler.
154
Boyuna donatı
Etriye –sargı (enine donatı)
Filiz
KOLON
Sargı Örnekleri
Kolonlarda sargı çok daha önemlidir. Çünkü kolon çok yüksek basınç
etkisindedir ve şişerek patlama eğilimindedir.
Burada verilen çizimler; uygulamada çok kullanılan kolon kesit
tiplerinde boyuna donatı ve sargının (etriye, fret ve çirozlar) nasıl
düzenlendiğini gösteren örneklerdir.
Boyuna donatıların her birinin etriye, fret ve/veya çirozlar ile
tutulduğuna dikkat ediniz. Poisson etkisiyle genişlemek isteyen beton,
boyuna donatılardan hiçbirini kesit dışına itemeyecektir.
155
Tek etriyeli
Tek etriyeli
Çift etriyeli
Tek etriyeli
ve çirozlu
Çift etriyeli
Çift etriyeli
Çiroz boyuna donatıyı ve
etriyeyi sarmalı!
Çift etriyeli
Çift etriyeli
Tek etriyeli
ve çirozlu
156
Üç etriyeli
Dört etriyeli
Üç etriyeli
Üç etriyeli
Dört etriyeli
Üç etriyeli
Beş etriyeli
Dört etriyeli
157
Fretli
İki etriyeli ve
çirozlu
İki etriyeli ve
çirozlu
Etriyeli dairesel
kolon
Etriyeli sekizgen
kolon
Fret
Etriye
Etriyeli-çirozlu
altıgen kolon
Fretli
sekizgen kolon
Fret
Etriyeli altıgen
kolon
Etriyeli sekizgen
kolon
Etriye
158
http://img522.imageshack.us/img522/3715/pict0024wk0.jpg
Sargı donatısı betonlama sırasında
yer değiştirmeyecek şekilde özenli
ve sıkı bağlanmalıdır!
Boyuna donatıları sıkıca
kavramayan etriye veya
çirozun hiçbir yararı yoktur.
•Kolonun her köşesinde en az bir boyuna donatı olmalı.
•Etriyenin her köşesinde en az bir boyuna donatı olmalı.
•Etriye bombelenme boyu elden geldiğince kısa olmalı (en fazla 15-20 cm civarı).
•Etriye bağlantı uçları hem kesit içinde hem de kolon boyunca şaşırtmalı düzenlenmeli.
•Etriye ve boyuna donatılar, aralarında boşluk kalmayacak şekilde, sıkıca birbirine bağlanmalıdır. Bu amaçla kaynak
kullanılmaz.
•Etriye yerine çiroz da kullanılabilir. Ancak, elden geldiğince etriye tercih edilmelidir.
159
Kiriş-kolon birleşim noktaları özenli sarılmayan yapı yıkılır
Sargı kötü!
Sargı iyi
Deprem öncesi
Deprem anında
Deprem sonrası
160
http://www.be.itu.edu.tr/lisansustu/mimarliktabilisim/content/workshop_malzemeleri/GROUP2.pdf
Birleşim noktasında kolon
mutlaka sarılmalıdır !
http://www.be.itu.edu.tr/lisansustu/mimarliktabilisim/content/workshop_malzemeleri/GROUP2.pdf
161
z
Nd
y
Myd
Kolon eksenel kuvveti yönetmeliklerde verilen sınırları aşmamalıdır:
Mxd
x
Max Nd ≤ 0.9fcdAc (TS 500-2000)
Max Nd ≤ 0.5fckAc (Dep. Yön. -2007)
Aksi halde hızlı sünme-büzülme etkileri nedeniyle kolon donatıları 3-8 ay
içinde burkulur!
Son yıllarda mühendisler C30/37-C45/55 gibi yüksek dayanımlı beton
kullanmakta kolon kesitlerini bu nedenle küçük tutmaktadırlar.
Bu tutum sakıncalıdır:
•Aşırı donatı konulmak zorunlu olur, sığmaz.
•Büzülme-sünme nedeniyle kolon hasar görür.
•Kolonun moment kapasitesi düşük kalır.
•Kuvvetli kiriş-zayıf kolon düzensizliği oluşur.
162
40
180
65
400 cm
40
10
180
40
Çiroz boyuna ve yatay
donatıyı sıkıca sarmalı!
Bir perde (betonarme duvar) kesitinin donatı detayı
163
Etriye/çiroz-Doğru/yanlış
Çiroz hem boyuna donatıyı hem de yatay donatıyı sarmalı!
Doğru: Etriye kancalı
olmalıdır.Aksi taktirde açılır.
yanlış
yanlış
Yanlış: Bu etriyeler
kolayca açılacağı için çok
sakıncalıdır,
kullanılmamalıdır.
Doğru: Çirozun iki ucu da kancalı
olmalıdır. İşçiliği zor olduğundan
uygulamada sevilmez.
doğru
doğru
Yanlış: Bir ucu 900 kancalı çiroza
Deprem yönetmeliği izin vermektedir.
İşçiliği kolaydır, fakat önerilmez.
yanlış
doğru
164
http://groups.google.com.tr/group/YapiDanismani/web/iroz-detaylari
165
Aderans betonarmenin birinci koşuludur. Olmazsa olmaz !
Foto:Hakan ORAKOĞLU
Bu kirişin altında, bu noktada, tek bir donatı dahi yok!
166
Fretli kolonlar
şablon
167
Etriyeli kolonlar
çiroz
Boyuna donatı
Boyuna donatı
etriye
etriye
168
Donatı düzeni betonun yerleştirilip sıkıştırılmasını engellememeli:
Foto: Devrim AKDAĞ, 2005
Foto: Devrim AKDAĞ, 2005
169
Kolonlarda beton boşlukları
Foto: Ramazan YILDIZ, 2006
170
171
172
En…
En riskli eleman: KOLON, KONSOL KİRİŞ, KONSOL
DÖŞEME
En önemli eleman :
En özensiz inşa edilen:
En çok hasar nedeni:
En önemli Donatı:
En önemsenmeyen donatı:
Depremde en etkin eleman:
KOLON
KOLON
KOLON
ETRİYE
ETRİYE
PERDE
Bir fazla etriye çok can kurtarır!
Bir eksik etriye çok cana kıyar!
173
La
Kolonlarda sınır değerler
Ln
s0
D
a0
si
Sarılma
bölgesi
La : boyuna donatı ek yerinde bindirme (filiz) boyu
Ln : kolon net yüksekliği
Lc : sarılma bölgesi
s0 : orta bölgede sargı aralığı
sc : sarılma bölgesinde sargı aralığı
si : kiriş yüksekliğince sargı aralığı(kuşatılmış birleşim bölgelerinde)
sj : kiriş yüksekliğince sargı aralığı (kuşatılmamış birleşim bölgelerinde)
φ : boyuna donatı çapı
ρ : boyuna donatı oranı
φw : sargı donatısı çapı
ρw : sargı donatısı oranı
a0 : boyuna donatı aralığı
at : yanal hareketi tutulmuş donatı aralığı (etriye bombelenme boyu)
D : fretli kolon çekirdek çapı
Ayrıca bakınız:
Dep. Yön. 2007, Şekil 3.3
ERSOY/ÖZCEBE, S. 199, 393
Sarılma
bölgesi
b
w
Lc
w,
sc
at
Orta bölge
sc
Lc
sj
Kuşatılmamış kolon-kiriş birleşim noktası
(Kolonun en az bir tarafında kiriş yok. Kiriş
olmayan tarafa doğru kolon şişme eğilimindedir.)
Kuşatılmış kolon-kiriş birleşim noktası.
(Bu noktada kolon dört tarafından kirişler ile kuşatılmıştır.
Kirişler kolonun şişmesini zorlaştırır)
174
Kolonlarda sınır değerler
TS 500-2000
Deprem Yön. 2007
Ek öneri
-
Min kenar (b veya h)
25 cm
25 cm
Min Ac
Nd /(0.9fcd )
Nd /(0.5fck ) , 750 cm
Max Ln / kısa kenar
-
-
20
Max uzunkenar/ kısa kenar
<7
<7
-
2
1250 cm
Açıklama
1
2
1
Min Lc
-
Uzun kenar, Ln /6 , 50 cm
-
4
Min La
-
1.5 lb
60φ
2
Min ρ
0.01
0.01
-
Max ρ
0.04
0.04
0.03
Max at
30 cm
25φw
20φw , 20 cm
Max a0
-
-
15 cm
Min a0
4 cm, 1.5φmax
-
-
Max s0
12φmin , 20 cm
Kısa kenar/2, 20 cm
Min s0
-
Max sc
-
Max si
-
15 cm
10 cm
4
Max sj
-
10 cm
-
4
17 cm (etriye),
8 cm (fret)
8 cm (etriye),
5 cm (fret)
10 cm, kısa kenar/3 (etriye) 8 cm (etriye),
5 cm (fret)
D/ 5 , 8 cm (fret)
4
Ac : Beton kesit alanı
lb
: Kenetlenme boyu
φmin : Boyuna donatının en küçük çapı
φmax : Boyuna donatının en büyük çapı
Nd : Tasarım normal kuvveti
Mxd , Myd : Tasarım momentleri
Vxd, Vyd: Tasarım kesme kuvvetleri
4
Min s0 , sc , si , sj
-
5 cm
-
Min φ
14 mm
14 mm
-
Max φ
-
-
22 mm
Min φw
φmax/3
8 mm
10 mm
Max φw
-
-
12 mm
Min ρw
-
Bak.:S. 49 , Madde 3.3.4.1
-
Min Mxd
(15 mm+0.03 h)Nd
-
-
3
Min Myd
(15 mm+0.03 b)Nd
-
-
3
Max Nd
0.9 fcd Ac
0.5 fck Ac
-
Max Vxd , Max Vyd
-
0.22 fcd Ac
-
Min etriye kancası
-
Min boyuna donatı sayısı
6φ14, 4φ16 (dikdörtgen)
6φ14 (daire)
6φw ,8 cm (nervürlü etriye)
10φw ,10 cm (düz etriye)
6φ14, 4φ16 (dikdörtgen)
6φ14 (daire)
Min pas payı
2 cm (içte), 2.5 cm (dışta)
-
3 cm
Min beton sınıfı
C16/20
C25/30
5
Min çelik sınıfı
S220
S420a
5
Max çelik sınıfı
-
C20/25
S220a (etriye)
S420a, S420b (boyuna)
S420a, S420b
S420a
5
10φw ,10 cm
6φ14 (dikdörtgen)
8φ14 (daire)
175
Kolonlarda sınır değerler - AÇIKLAMALAR
1. Farklı kesitlerde en küçük kenar:
Dikdörtgen Kesit:
Betonarme duvar (perde):
h≥20 cm,
h≥kat yüksekliği / 20
b/h≥7
b≥25 cm, h≥25 cm, h/b<7
En küçük kolon kesit alanı Ac=bxh=25x30=750 cm2
Ac ≥25x50 cm2 (öneri)
h≥25 cm (öneri)
b/h≥10 (öneri)
Kutu ve halka kesit:
Daire ve sekizgen kesit:
b1≥12 cm
b3≥12 cm
d1≥12 cm
d3≥12 cm
d≥30 cm
Ac≥750 cm2
d ≥ 30 cm
Ac ≥ 750 cm2
L, I, T, C, Z, ..., Kesit:
a≥20 cm, b≥20 cm,
c≥20 cm, d≥20 cm,
Ac≥750 cm2
176
Kolonlarda sınır değerler - AÇIKLAMALAR
Her tür kesitte:
Çokgen kesit:
min Ac≥ Nd /(0.5fck )
≥Nd /(0.9fcd )
d1≥12 cm
Ac≥750 cm2
(Deprem Yön.-2007, Madde 3.3.1.2)
(TS500-2000, S. 23, Madde 7.4.1)
Nd : en büyük tasarım normal kuvveti.
Bu sınırlamanın amacı, büyük kolon kesiti kullanımına zorlamak ve
böylece sünek davranış etkisini artırmaktır.
2. Dep. Yön.-2007, Madde 3.3.3 ve TS 500-2000, S. 39, madde 9.1.2 ye bakınız.
3. Minimum dışmerkezlik (=eksantrisite) ve minimum momentler:
Üstteki ile alttaki kolonun aksları çakışmadığında veya kirişlerin kolon eksenine oturmadığı durumda eksenel kuvvet kolon merkezinden
ex ve ey kadar kaçık (dışmerkezlik, eksantrisite) olur. Kaçıklık nedeniyle ek momentler oluşur. Statik hesaplar eksenlerde yapıldığından
dikkate alınamayan bu ek momentler yönetmeliğin bu maddesi ile düzeltilmeğe çalışılır.
≡
Min dışmerkezlik (kaçıklık):
ex ≥ 15+0.03b
ey ≥ 15+0.03h
Min Moment:
Mxd ≥ Nd ey
Myd ≥ Nd ex
(b, h, ex ve ey mm cinsinden)
Bakınız: TS 500-2000, S. 20, Madde 6.3.10)
4. Bakınız: Dep. Yön.-2007, Madde 3.3.4 ve şekil 3.3
5. Bakınız: Dep. Yön.-2007, Madde 3.2.5
177

TST 9 kolonlar

Transkript

Benzer belgeler

Kar yükü ve çöken çatılar - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Mimarlık

temeller - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

Betonarme-I(2) - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

Betonarme-I(7) - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

Anlatımlı Resim Galerisi - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

KOLON %100 W/V BARYUM SÜLFAT

Betonarme Taşıyıcı Sistemler Betonarme Taşıyıcı Elemanlar

Basic Words / Nouns – 6 YDS

Ünlü Bilim İnsanları - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

Academic Words / Nouns – 1 YDS

betonarme 1756-2014 - Eskişehir Osmangazi Üniversitesi

Kirişlerde sınır değerler

İndir - Kalem Uluslararası

1.) SARGI ve AMAÇLARI

EKLER ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ EKLER