kolon-kiriş birleşim bölgesi kesme güvenliği ile ilgili genel bir cevap yazmak isterim.
Kolon-kiriş birleşim bölgesi kesme güvenliği, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) 7.5'te detaylı bir şekilde tanımlanmıştır. Bu bölümde, birleşim bölgesindeki kesme kuvveti,
Denklem 7.11 ile hesaplanır.
Denklem 7.11:
Bu denklem, birleşim bölgesindeki kesme kuvvetinin,
kirişin boyuna donatısı olan
A_s1 ve
A_s2 alanlarına bağlı olduğunu göstermektedir. Buradaki
A_s1, kirişin negatif momentini karşılayan üst donatının alanını,
A_s2 ise pozitif momenti karşılayan alt donatının alanını temsil eder.
V_kol ise kolonun kesme kuvvetini ifade eder ve bu değeri aşacak şekilde hesaplanacak olan
V_e (birleşim bölgesindeki tasarım kesme kuvveti), kirişlerdeki donatı miktarına doğrudan bağlıdır. Kirişlerdeki boyuna donatı miktarının artması, kolon-kiriş birleşim bölgesindeki kesme kuvvetinin artmasına neden olur. Bu da birleşim bölgesinde karşılanması gereken kesme kapasitesinin büyümesi gerektiği anlamına gelir.
Kuşatılmış ve Kuşatılmamış Birleşim Kavramları
Kuşatılmamış kolon-kiriş birleşim bölgesinde, kolonun etrafı yeterince donatılmamış ve çevresindeki kiriş tarafından kuşatılmamıştır. Bu, betonun çevresindeki destek mekanizmasının zayıf olduğu anlamına gelir. Beton, kesme kuvvetlerine karşı daha zayıf bir direnç gösterir ve kayma gerilmesi daha küçük bir alana yayılır. Kayma gerilmesinin küçük bir alana yayılması, daha fazla gerilme birikmesine ve dolayısıyla
kayma dayanımının düşmesine neden olur. Bu da birleşim bölgesinin kesme kuvvetlerine karşı daha az dayanıklı olduğu anlamına gelir.
Kuşatılmış kolon-kiriş birleşim bölgesinde, kolonun etrafı kiriş tarafından kuşatıldığında, kolonun tüm kesiti kayma gerilmesini karşılayabilecek şekilde desteklenir. Bu destekleme, betonun daha düzgün bir şekilde yükleri dağıtmasına ve gerilmeleri daha geniş bir alanda taşımasına olanak sağlar. Kolonun etrafındaki kirişler, betonu çevreleyerek birleşim bölgesindeki kayma gerilmelerini daha verimli bir şekilde dağıtarak daha yüksek bir kayma dayanımını mümkün kılar. Sonuç olarak,
kayma dayanımı, kuşatılmamış birleşimlere kıyasla çok daha yüksektir.
TBDY 2018 'de Kuşatılmış birleşimlerde kayma dayanımının daha yüksek olmasının temel nedeni de budur.
Kolon-Kiriş Birleşim Bölgesi Kesme Güvenliğini Sağlamak İçin Alınabilecek Önlemler
Kolon-kiriş birleşim bölgesindeki kesme güvenliğini artırmak için aşağıdaki tedbirler alınabilir:
- Kirişin genişliğini artırmak: Kirişin genişliğini artırarak, birleşim bölgesinin kayma dayanımını artırmak mümkündür. Bu, birleşim bölgesindeki betonun daha fazla destek almasını sağlar ve kesme kuvvetlerini daha verimli bir şekilde karşılar.
- Kiriş boyuna donatısını azaltmak: Kirişin boyuna donatısını azaltacak şekilde bir önlem alınır ise Denklem 7.11 'de belirtilen As değeri de azalacağından kolon-kiriş birleşim bölgesi için tasarım kesme kuvveti de azalır. Bu sebeple kirişlerin açıklığını azaltmak, uygun bir taşıyıcı sistem ile kirişlerdeki moment etkisini azaltmak, kirişin yüksekliğini artırmak gibi önlemler alarak kolon-kiriş birleşim bölgesi kesme güvenliği koşulu bir miktar hafifletilebilir.
- Beton sınıfını artırmak: Beton sınıfını artırarak, kolon-kiriş birleşim bölgesinin dayanıklılığını güçlendirebilirsiniz. Yüksek kaliteli beton, birleşim bölgesinde daha yüksek kesme dayanımı sağlar ve bu da kesme güvenliğini artırır.
Sonuç olarak, kolon-kiriş birleşim bölgesinin kesme güvenliği, tasarımda dikkate alınması gereken önemli bir parametredir. Burada esas amaç kirişler plastik mafsal durumuna eriştiğinde, kolon-kiriş birleşim bölgesinde gevrek bir hasar oluşmasını önlemektir. Bu nedenle birleşim bölgesi hesabı kombinasyonlardan gelen kesme kuvvetine göre değil Denklem 7.11 de belirtilen donatı alanları kullanılarak yapılır. Donatılar akma durumuna eriştiğinde kiriş plastikleşmeye başlar ve artık deprem etkisinin enerjisini yutmaya başlar. Bu davranışın sergilenebilmesi için birleşim bölgesinde oluşan yüksek kayma gerilmelerinin o bölgede karşılanması gerekir.
Saygılarımla...