Betonarme yapı elemanına eksen doğrultusunda sadece normal kuvvet tesir etmesi halidir.
Betonarme yapı elemanına eksen doğrultusunda sadece normal kuvvet tesir etmesi halidir.
Normal kuvvetin basınç ve çekme olması durumuna göre iki ayrı durum söz konusudur:
Uygulamada, eksenel basınç tesirindeki elemanlar kolonlardır. Elemana tesir eden ( N ) basınç kuvvetinin, kesitin ağırlık merkezine tesir etmesi halinde kolon içinde herhangi bir yatay kesitte bütün lifler eşit değerde basınç gerilmesi ile zorlanır. Bu durumdaki kolonlar Eksenel Basınç halindedir.
Uygulamada, eksenel basınç tesirindeki elemanlar kolonlardır. Elemana tesir eden ( N ) basınç kuvvetinin, kesitin ağırlık merkezine tesir etmesi halinde kolon içinde herhangi bir yatay kesitte bütün lifler eşit değerde basınç gerilmesi ile zorlanır. Bu durumdaki kolonlar Eksenel Basınç halindedir.
Buna ait kesit ve donatı hesapları bu bölümde anlatılacaktır.
Binaların kenar kolonlarında alt katlara doğru kolon kesitlerinin büyümesinden dolayı kolonlarda Normal kuvvetin alt kolonda ağırlık merkezine taşınmasından dolayı Momentler oluşacaktır.
Binaların kenar kolonlarında alt katlara doğru kolon kesitlerinin büyümesinden dolayı kolonlarda Normal kuvvetin alt kolonda ağırlık merkezine taşınmasından dolayı Momentler oluşacaktır.
Betonarme bir yapının monolitik olarak inşa edilmesinden dolayı kiriş-kolon sistemi çerçeve olarak çözülmektedir. Bu çerçeve çözümünden dolayı kolonlara düşey yüklerden de momentler gelmektedir.
Betonarme bir yapının monolitik olarak inşa edilmesinden dolayı kiriş-kolon sistemi çerçeve olarak çözülmektedir. Bu çerçeve çözümünden dolayı kolonlara düşey yüklerden de momentler gelmektedir.
Ayrıca yapılara yatay kuvvet olarak tesir ettiği kabul edilen rüzgâr ve deprem yüklerinden dolayı kolonların alt ve üst uçlarına momentler tesir etmektedir.
Ayrıca yapılara yatay kuvvet olarak tesir ettiği kabul edilen rüzgâr ve deprem yüklerinden dolayı kolonların alt ve üst uçlarına momentler tesir etmektedir.
Bu gibi sebeplerden dolayı yönetmelikler, kolonların sadece ( N ) normal kuvvetine göre hesaplanmasına izin vermezler.
Bu gibi sebeplerden dolayı yönetmelikler, kolonların sadece ( N ) normal kuvvetine göre hesaplanmasına izin vermezler.
Bir kolonda ( M ) eğilme momenti olmasa dahi şartname gereği bir minimum moment tesir ettirilerek normal kuvvet ve eğilme momentinin birlikte tesir etme esasına göre hesaba geçilmelidir.
Ancak, eksenel basıncın bir sınır durum olmasından dolayı ve kolonların ilk boyutlarını tahmin etmek için yapılacak olan hesaplarda kullanmak maksadıyla eksenel basınç hali burada incelenecektir.
Şartname gereği etkitilmesi gereken minimum moment :
Şartname gereği etkitilmesi gereken minimum moment :
M = e*N dir. Eksantriste (e), kolonun her iki kenarı için ayrı ayrı hesap edilmelidir. Bu şekilde Mx ve My momentleri bulunur.
Kolonlardaki sınıflandırma aşağıdaki esaslara göre yapılır:
Kolonlardaki sınıflandırma aşağıdaki esaslara göre yapılır:
I) Kolona tesir eden kesit tesirleri açısından;
a) Eksenel basınç tesirindeki elemanlar:
Sadece ( N ) normal kuvvetinin kesit ekseninde tesir etmesi durumundaki yapı elemanlarıdır.
b) Bileşik eğilme tesirindeki elemanlar: Normal kuvvetle birlikte kolona (M) eğilme momentinin tesir ettiği durumdaki yapı elemanlarıdır.
b) Spiral donatılı kolon kesit ve donatısı:
b) Spiral donatılı kolon kesit ve donatısı:
Boyuna donatılar yine kolon boyunca devam etmekte, fakat enine donatılar, boyuna donatıyı sürekli olarak sargı şeklinde sarmaktadır. Burada da esas taşıyıcılar beton kesit ve boyuna donatıdır.
beton ve donatı tarafından ortaklaşa taşınmaktadır.
Eksenel basınç tesirindeki kolonlardan çatı katı kolonlarında kolon yükü çok az olmasına rağmen bazı sebeplerden dolayı kesit büyük yapılmış olabilir.
Bu durumda yükün tamamını beton kesit taşıyabilir.
Acaba, içerisine donatı koymadan sadece beton kesite yük taşıtmak uygun olur mu ?
Bu durumda donatısız kolon yapılıp yapılamayacağı sorusu akla gelir.
Bu durumda donatısız kolon yapılıp yapılamayacağı sorusu akla gelir.
Yönetmelikler donatısız kolon yapılmasına izin vermezler.
Çünkü, sünme ve rötre gibi tesirler ile hesaplarda dikkate alınmayan fakat uygulamada ortaya çıkan durumlardan dolayı meydana gelebilecek gerilmeleri karşılaması bakımından beton kesit ve donatı için hesap sonucu bulunan değerler, şartnamelerde öngörülen miktarlardan az ise, şartnamenin verdiği değerler kullanılmalıdır.
Bunun için betonarme kesit hesaplarına geçmeden önce ilgili kesit hesabına ait şartname değerlerinin neler olduğu bilinmelidir.
1- Normal bölgelerde yapılacak yapılar hakkındaki standart:
1- Normal bölgelerde yapılacak yapılar hakkındaki standart:
Birinci baskısı 22.02.2000 de yapılan
"TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım Ve Yapım Kuralları"
2- Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik: Bayındırlık Ve İskân Bakanlığı tarafından 6 Mart 2007 tarihinde Resmi Gazetede yayınlanarak aynı gün yürürlüğe girmiştir.
Bu yönetmelik 01.01.1998 tarihli Deprem Yönetmeliğini yürürlükten kaldırmış ve 06.03.2006 tarihinde yayınlanan Deprem yönetmeliğini (Ölü Doğum) ise iptal etmiştir.
Donatıya gerekli aderansı sağlamak ve donatıyı dış etkilerden korumak için gerekli beton tabakasıdır.
TS 500 Sh:45 de “En dış donatının dış yüzünden ölçülen gerekli beton örtüsü” olarak tarif edilmektedir.
TS 500 (Sh.3) Konu Tarif Kapsam kısmında “Net beton örtüsü, en dıştaki donatı dış yüzü ile en dış beton lifi arasında kalan uzaklık” olarak ifade edilmiştir.
En dış donatı olarak etriye kabul edildiğine göre net örtü kalınlığı (cc), aşağıdaki şekildeki gibi olmalıdır
En dış donatı olarak etriye kabul edildiğine göre net örtü kalınlığı (cc), aşağıdaki şekildeki gibi olmalıdır
Beton örtü kalınlığı ( c ):
Beton örtü kalınlığı ( c ):
TS 500 (Sh.1)Konu Tarif Kapsam kısmında “Beton örtüsü, boyuna donatı ağırlık merkezi ile en dış beton lifi arasında kalan uzaklık” olarak tarif edilmektedir.
Şekilden de görüldüğü gibi beton örtü kalınlığı ( paspayı da denilmektedir ) içerisinde, net beton örtü kalınlığı, etriye çapı ve kullanılan boyuna donatı çapının yarısı bulunmaktadır.
Maksimum eksenel yük ( Nd ) :
Maksimum eksenel yük ( Nd ) :
Bütün kolonlarda Nd ≤ 0,90*fcd*Ac şartı sağlanmalıdır.
Nd ; TS 500 de Tasarım eksenel kuvveti olarak verilmektedir. Karakteristik sabit ve hareketli yüklerin, yük katsayıları ile çarpılarak toplanması ile bulunur.
Nd ; Depremin olmadığı durumlarda alınması gereken dizayn yüküdür.
Minimum Boyuna Donatı Çapı :
Minimum Boyuna Donatı Çapı :
En ince boyuna donatı çapı 14 mm dir.
Kolonlarda hiçbir zaman 14 mm çapından
daha ince boyuna demir kullanılmamalıdır.
Boyuna Donatı Koşulları:
Kolona tesir eden kuvvet için hesap yapılarak gereken donatı alanı bulunacaktır.
Bu alan şartnamenin verdiği değerden daha az olamaz.
Dolayısıyla hesaptan önce şartnameye göre bulunması gereken en az donatı alanı hesaplanmalı, hesap donatısının şartname donatısından az olması durumunda şartname donatısı kullanılmalıdır.
Şartname donatısı, adet, oran ve şekil şartlarını sağlayacak şekilde olmalıdır.
Şartname donatısı, adet, oran ve şekil şartlarını sağlayacak şekilde olmalıdır.
Bu üç değer hesaplanarak en fazlası alınmalıdır.
Adet Şartı: Adet olarak bir kolona konulması gereken en az boyuna donatıdır.
4 köşede en az birer boyuna donatı bulunmalıdır.
Dikdörtgen kesitli kolonlarda tek sayıda boyuna donatı kullanılmamalıdır.
( Adet olarak en az 4Ø14 kullanılmalıdır.)
Oran Şartı:Boyuna donatının bir kolonda bulunması gereken en az ve en fazla miktarıdır.
Oran Şartı:Boyuna donatının bir kolonda bulunması gereken en az ve en fazla miktarıdır.
Minimum boyuna donatı oranı:
Bir kolona konulması gereken en az donatı miktarı, beton kesit alanının 0,01 kadar olmalıdır. Başka bir deyişle t,min = 0.01 olmalıdır.
Beton kesiti mimari sebeplerle veya başka sebeplerle statikçe gerekenden büyük yapılmış olabilir.
Bu durumda betonarme hesaplar yapıldıktan sonra statikçe gerekli donatı alanın % 30 fazlasının (1,3* As,gerekli) sağlanması halinde 0,01 şartına uyulmayabilir.
Ancak bu durumda da konulan donatının
mevcut kesitin 0.005 inden az olmaması gerekmektedir.
Maksimum boyuna donatı oranı :
Maksimum boyuna donatı oranı :
Kolonlarda sünekliği sağlamak, ani kırılmaların önüne geçmek için boyuna donatı oranına bir üst sınır getirilmiştir.
t,max = 0.040 dür.
Bu şartın sağlanamaması halinde kesit boyutları uygun bir şekilde büyültülmeli ve t ≤ 0.040 şartı sağlanmalıdır.
Kolon boyuna donatılarının bindirme bölgelerinde bu oran, 0,06 ya kadar çıkabilir.
Şekil Şartı : Dikdörtgen kesitli kolonlarda etriye veya aynı aralıkta çirozla tutulmuş olan boyuna donatılar arasındaki uzaklık en fazla 30 cm. olmalıdır.
Şekil Şartı : Dikdörtgen kesitli kolonlarda etriye veya aynı aralıkta çirozla tutulmuş olan boyuna donatılar arasındaki uzaklık en fazla 30 cm. olmalıdır.
Gereken donatı alanı bulunduktan sonra bu şarta uyularak donatı seçilmelidir.
Minimum Enine Donatı ( Etriye ) :
Minimum Enine Donatı ( Etriye ) :
Enine donatı çapı:
Øetr ≥ Øboy / 3
En büyük boyuna donatı çapının 1/3 ünden az olmamalıdır. ( En az Ø8 olması tavsiye edilir. )
Enine donatı ara mesafesi:
s ≤ 12*Øboys ≤ 200 mm
(s) ile gösterilen etriye adım mesafesi en küçük boyuna donatı çapının 12 katından ve 200 mm den fazla olmamalıdır.
Bir kolona şartname gereği konulması gereken donatı miktarı hesaplanırken;
Bir kolona şartname gereği konulması gereken donatı miktarı hesaplanırken;
adet,
oran
şekil
şartlarının her üçüne de sağlayacak şekilde donatı seçmelidir.
Betonarme hesap sonucu konulması gereken donatı miktarının seçimi yapılırken bu üç şartında sağlanmasına dikkat etmelidir.
C) ETRİYELİ KOLONLARDA DEPREM YÖNETMELİĞİ HÜKÜMLERİ :
C) ETRİYELİ KOLONLARDA DEPREM YÖNETMELİĞİ HÜKÜMLERİ :
Malzeme Dayanımları :
Beton: Deprem bölgelerinde yapılacak tüm betonarme binalarda BS20 den daha düşük dayanımlı beton kullanılamaz.
Beton Dökümü: Tüm deprem bölgelerinde TS 500 deki tanıma göre beton kalite denetimi olmaksızın beton üretimi ve vibratörsüz beton yerleştirilmesi yapılmayacaktır.
(Kendiliğinden yerleşen betonlar hariç)
Çelik: Etriye, çiroz ve döşeme donatısı dışında Nervürsüz donatı çeliği kullanılamaz. Kolon, kiriş ve temellerin boyuna donatılarında nervürlü çelik (S420a) kullanılması 2007 TDY de zorunlu hale getirilmiştir.
Dikdörtgen kesitli kolonların küçük kenarı en az 250 mm olmalıdır.
Dairesel kolonlarda çap 300 mm den küçük olmamalıdır.
Kolonun brüt en kesit alanı en az 75000 mm2 olmalıdır.
Maksimum eksenel yük:
Maksimum eksenel yük:
Ndm ≤ 0,75*fcd*Ac şartını da sağlamalıdır. (TDY 2007)
( Ndm ; Düşey yükler ve deprem yüklerinin ortak etkisi altında hesaplanan eksenel basınç kuvvetlerinin en büyüğüdür. TDY 2007. )
Ndm hesabında yük katsayıları kullanılarak hesaplanan eksenel yükün olmadığı görülmektedir.)
E; depremden meydana gelen eksenel kuvvet olmak üzere
Ndm = NG + NQ + NE
Ndm ≤ 0,75*fcd*Ac
Depremin olduğu durumlarda Tasarım yüküdür.
Hatırlatma; 1998 TDY de Ndmax ≤ 0,75*fcd*Ac ifadesi vardı.
Hatırlatma; 1998 TDY de Ndmax ≤ 0,75*fcd*Ac ifadesi vardı.
Ndm yerine N dmax kullanılmaktaydı.
(N dmax ; Yük katsayıları kullanılarak, sadece düşey yüklere göre veya düşey yükler ve deprem yüklerine göre hesaplanan eksenel basınç kuvvetlerinin en büyüğüdür.1998)
Boyuna Donatı Koşulları:
Adet Şartı:
Dikdörtgen kesitli kolonlarda en az donatı miktarı 4Ø16 veya 6Ø14 olmalıdır.
Daire kesitli kolonlarda en az donatı 6Ø14 olmalıdır.
Oran Şartı:
Oran Şartı:
Minimum boyuna donatı oranı :
t,min = 0.01
Hiçbir şekilde azaltma yapılamaz. Statikçe gerekli alana göre donatı hesabına izin verilmez.
Maksimum boyuna donatı oranı:
t,max = 0,04
Aksi halde, yani t > t,max olması halinde kesit büyütülmelidir. Bindirmeli ek yapılan kesitlerde boyuna donatı oranı 0,06 yı geçmeyecektir.
Şekil Şartı :
Şekil Şartı :
TS 500 deki şekil şartı burada da aynen geçerlidir.
TDY de “ a; kolonda etriye kollarının veya çirozların arasındaki yatay uzaklık” olarak tarif edilen mesafenin en fazla etriye çapının 25 katı olabileceği belirtilmektedir.
a 25* etr olmalıdır.
a 25* etr olmalıdır.
a 25* etr olmalıdır.
a mesafesinin ölçülmesinde boy demirlerin arasındaki net uzaklığın veya boy demirlerin eksenleri arasındaki uzaklığın alınması konusunda açıklık bulunmamaktadır. Şekilden anlaşıldığına göre bu uzaklığın ölçümünde boy demirlerin eksenleri arasının alınmasının uygun olacağı kanaatine varılmıştır. (a) mesafesi 25* etr değerini geçtiğinde Yönetmelik gereği araya bir tane donatı daha konulmalıdır.
TDY de boyuna donatıların arasında kalan mesafenin en az değeri hakkında bir hüküm bulunmamaktadır.
TDY de boyuna donatıların arasında kalan mesafenin en az değeri hakkında bir hüküm bulunmamaktadır.
Bu konuda TS 500 ün geçerli olacağı düşünülmelidir.
Bu durumda bindirmeli ek boyu TS 500 de verilen çekme donatısı için kenetlenme boyu olan lb ye eşit olmalıdır.
Boyuna donatıların bindirmeli eklerinin, kolonun alt ucunda yapılması halinde bindirme boyunun ne kadar artacağı (1,25*lb veya 1,50*lb) konusu deprem yönetmeliğinde açıklanmıştır.
Enine Donatı Koşulları:
Enine Donatı Koşulları:
Enine donatılar, başka bir deyişle etriyelerin ara mesafeleri açısından kolonlar, bileşim bölgesi, sarılma bölgesi ve orta bölge olarak üç bölgeye ayrılırlar:
Enine Donatı Koşulları:
Enine Donatı Koşulları:
1.Kolon Sarılma Bölgesi:
Kolon-kiriş birleşim yerinden itibaren en az 500 mm uzunluğundaki bölgedir. Aynı zamanda,
Kolon büyük kenarından büyük olmalıdır.
Serbest kat yüksekliğinin 1/6 sından da büyük olmalıdır.
1.Kolon Sarılma Bölgesi (devam) :
1.Kolon Sarılma Bölgesi (devam) :
Deprem kuvvetinden dolayı kolonların üst ve alt uçlarında meydana gelecek olan büyük momentlerin etkisini karşılamak maksadıyla bu bölgede etriye daha sık konulmalıdır.
Bu sık donatı aynı zamanda düğüm noktalarının ani olarak, gevrek kırılmasına da karşı koymaktadır.
1.Kolon Sarılma Bölgesi (devam) :
1.Kolon Sarılma Bölgesi (devam) :
Ayrıca temelin içinde de 30 cm den az olmamak üzere boyuna donatının çapının 25 katı kadar bir bölgede sarılma bölgesi olarak kabul edilmelidir.
(1998 yönetmeliğinde bu mesafe en az kolon kısa kenarının 2 katı olarak verilmişti.)
Sarılma bölgesindeki etriye çapı en az 8 mm olmalıdır. İlk etriye 5 cm den başlamak üzere etriye aralığı (s):
Sarılma bölgesindeki etriye çapı en az 8 mm olmalıdır. İlk etriye 5 cm den başlamak üzere etriye aralığı (s):
Etriye kollarının ve çiroz etriyelerin arasındaki yatay uzaklık, etriye çapının 25 katından fazla olmamalıdır.
Sarılma bölgesindeki etriye çapı en az 8 mm olmalıdır.
Sarılma bölgesindeki etriye çapı en az 8 mm olmalıdır.
İlk etriye 5 cm den başlamak üzere etriye aralığı (s):
Etriye kollarının ve çiroz etriyelerin arasındaki yatay uzaklık, etriye çapının 25 katından fazla olmamalıdır.
2. Kolon Orta bölgesi:
2. Kolon Orta bölgesi:
Kolonun alt ve üst kısımlarında tanımlanan sarılma bölgeleri arasında kalan kısımdır.
Bu bölgede de etriye çapı en az 8 mm olmalıdır.
Bu kısımdaki etriye veya çiroz Aralığı s ≤ 200 mm
s ≤ kolon küçük kenarının yarısı
Etriye kollarının ve çiroz etriyelerin arasındaki yatay uzaklık burada da etriye çapının 25 katını geçmemelidir.
3. Birleşim bölgesi:
3. Birleşim bölgesi:
Kolonla kirişin birleşim bölgeleridir.
Bu bölgede kolon etriyeleri devam etmelidir.
3. Birleşim bölgesi:
3. Birleşim bölgesi:
Bileşim bölgesinin kuşatılmış bölge olarak kabul edilebilmesi için aşağıdaki iki şart da gerçekleşmelidir.
a) Kolonlar 4 tarafından kirişlerle bağlı olmalıdır.
b) Kolona saplanan kirişin genişliği, saplandığı kolonun kirişe dik kenarının en az ¾ ü kadar olmalıdır.
İç kolonlarda, ancak kiriş gövde genişliğinin büyük olması halinde kuşatılmış birleşimlerdir.
Kuşatılmış
Kuşatılmış
birleşim bölgelerinde etriye adım mesafesi s ≤ 150 mm
Kuşatılmamış birleşim bölgelerinde etriye adım mesafesi
