Betonarme Kiriş Mesnetlerine Donatı Sığmama Sorunu ve Çözümü

Betonarme taşıyıcı sistemlerde en önemli unsur “betonarme davranışı” oluşturabilmektir.

Her beton çelik birleşimi betonarme değildir. Betonarme davranış demek, kesit tesiri/tesirleri sebebiyle ilgili yerdeki çelik/donatı parçası ne kadar uzuyorsa betonun da o kadar uzaması ya da beton ne kadar kısalıyorsa çelik/donatının o kadar kısalması demektir. Bu durum beton ve çeliğin beraber çalışması anlamına gelir ve betonarme davranış aynen budur. Beton ve çeliğin beraber çalışması için her yuvarlak donatı çubuğunun etrafının tamamen beton ile örtülü olması gerekir. Yani betondaki en büyük çaplı agreganın bile iki donatı arasına, beton döküm aşamasında girmesi gerekir. Bunlardan anlıyoruz ki betonarmede yuvarlak çelik çubuklar/donatılar arasında yeterli mesafe olmalı, bitişik olmamalıdır.

Bu bilgiler ışığında betonarme davranış biçimini en çok zorlayacak kesitlerin donatı yoğun bölgeler, yani kiriş üst mesnet bölgeleri olduğu söylenebilir. Kiriş üst mesnet bölgelerinde yoğun donatılar nedeniyle adeta yuvarlak çelik çubuklar/donatılar yan yana, birbirine değecek şekilde yada çok yakın konulmaktadır. Bu durumda mesnet kesitini betonarme kesit olmaktan çıkarmakta adeta üstte çelik levha altta beton olan kompozit kesite dönüştürmektedir ki bunun hesap tarzı farklıdır. Betonarme kiriş mesnet bölgelerindeki donatı yığılmalarından kurtulmak için ilk etapta kirişlerin geniş tutulması önemlidir. İvmenin çok düşük olduğu (yer ivmesi ya da binadaki ivme) Karaman, Konya gibi yerlerde de, ivmenin çok büyük olduğu yerlerde de 25cm genişliğinde kirişler maalesef kullanılmaktadır. 0.20g ivmenin oluştuğu bir bina ile 1.60g ivmenin oluştuğu binada aynı genişliğe sahip yani 25cm genişliğinde kirişlerin tasarlanması mantıklı değildir/olamaz.

Donatı yığılması olan kiriş mesnet bölgelerinde, ilave mesnet donatıları mutlaka kiriş tablası hesaplanarak tablaya yayılmalıdır, ikinci sıra tercih edilmemelidir.

Hatta tablaya gelen döşeme pliye üst donatıları yada döşeme üst düz donatıları ve döşeme şapo(döşeme mesnet ilave donatısı) donatıları kiriş gerekli mesnet donatısından düşülmelidir. Yani döşemelerden tablaya isabet eden üst donatılar kiriş mesnet donatısı kabul edilmeli tasarım bu şekilde yapılmalıdır. Betonarme kirişler mühendisin isteyip istememesine göre tablalı ya da tablasız çalışmaz.

Betonarme kirişler her hâlükârda tablalı davranış gösterir.

Hatta güçlü kolon kontrollerini yaparken sadece kiriş etriyesi içerisindeki üst donatılar değil, tabla içerisinde olan döşene donatıları da kiriş üst donatısı gibi alınmalı ve kiriş moment kapasitesi bu şekilde hesaplanmalıdır. Tabla içerisinde yer alan döşeme üst donatıları kiriş moment kapasitesini artırmakta ve kirişlerin kolonlardan daha güçlü olmasına sebep olmaktadır. Güçlü kolon hesabı yapılmasına rağmen depremde kiriş uçlarının değil de kolon uçlarının mafsallaşmasının sebebi de budur. Aynı durum kolon kiriş birleşim bölgesi kesme güvenliği hesabı ve kiriş etriyesine esas kesme kuvveti hesabında da geçerlidir. Bu hesaplar yapılırken aynen güçlü kolon kontrolünde olduğu gibi kiriş tablasındaki donatılar hesaba katılmalıdır.

Konu geneliyle ilgili aşağıdaki videoyu izleyiniz.