Betonun Mekanik zellikleri a Basn Dayanm Beton basn

Betonun Mekanik Özellikleri a) Basınç Dayanımı Beton. basınç dayanımı silindir numunelerin test edilmesi ile belirlenebilir. Aslında, test numunelerinin boyutu farklı basınç dayanımı verebilir. Test için kullanılan standart boyutlar aşağıda gösterilmektedir. 300 mm 150 mm

• Beton numunelerden elde edilen tipik gerilme-birim şekil değiştirme eğrisi: 0. 001 0. 002 ( ) 0. 003

• Bu eğrinin ilk kısmı doğrusal olarak kabul edilir: fc = E c ϵc • Belli birim deformasyonda eğri doğrusal devam etmemektedir • En büyük basınç gerilmesi (Mukavemet) yaklaşık olarak ϵ co=0. 002 değerinde oluşur • En büyük gerilme değerine (Mukavemet) ulaştıktan sonra birim deformasyonda artma ancak gerilmelerde azalma oluşur. • Yaklaşık olarak birim deformasyon ϵcu=0. 003 değerine ulaştığında betonda ezilme görülür.

Betonarme bir kiriş kesiti, eğilme momenti altında betonun ezilmesi ile göçme durumuna gelir. Bu durumda betonun en dış diliminde oluşan birim deformasyon betonun ezilme birim deformasyonu değerine ulaşması sonucu oluşur. Beton basınç bölgesinde en büyük gerilme daha alt dilimlerde oluşur.

Beton Sınıfları: Beton basınç daynımına göre sınıflandırılır. TS 500 (Betonarme Elemanların Tasarımı Yönetmeliği) beon basınç dayanımını betonun karakteristik basınç dayanımı fck olarak belirtir.

Tablo 2. 1 Beton Sınıfları ve Basınç Dayanımları Beton Sınıfı Fck, Karakteristik silindir basınç dayanımı (N/mm 2) Eşdeğer küp basınç dayanımı (N/mm 2) Fctk, Karakteristik çekme dayanımı (N/mm 2) Ec, Elastik Modulü (28 -D) (N/mm 2) BS 16 (C 16) 16 20 1. 4 27 000 BS 18 (C 18) 18 22 1. 5 27 500 BS 20 (C 20) 20 25 1. 6 28 000 BS 25 (C 25) 25 30 1. 8 30 000 BS 30 (C 30) 30 37 1. 9 32 000 BS 35 (C 35) 35 45 2. 1 33 000 BS 40 (C 40) 40 50 2. 2 34 000 BS 45 (C 45) 45 55 2. 3 36 000 BS 50 (C 50) 50 60 2. 5 37 000 BS 14, BS 16, BS 20 and BS 25 sınıfları normal mukavemet, diğerleri ise yüksek mukavemet olarak sınıflandırılır

• Betonun Elastik Modülü (jth günlük) aşağıdaki gibi hesaplanır:

(b) Çekme Özellikleri: Çekme dayanımı Tasarım hesaplarında ihmal edilir Ancak birçok nedenden dolayı betonun çekme dayanımı bilinmesi gerekir. Beton çekme dayanımı testleri şunlardır: • Direkt çekme dayanımı testi • Indirekt çekme testi • Beton kiriş eğilme testi (hesaplanan çekme dayanımı • Silindir yarma deneyi P= uygulanan yük d= silindir çapı l= silindir yüksekliği

• Beton çekme dayanımı basınç dayanımına ilişkilendirilebilir. Bu durumda bsınç dayanımına göre çekme dayanımı hesaplanabilir. Test sonuçlarından: fctk=(silindir yarma deneyi sonucu)/1. 5 fctk=(Eğilme çekme dayanımı)/2

Çeliğim Mekanik Özellikleri • TS 500 üç çelik çeşidindini tarif eder. Bunlar: S 220 (BÇ I) S 420 (BÇ III) S 500 (BÇ IV) Betonarme çeliği 2 türlü bulunabilir: a) Sıcak içlenmiş Çelik Özelliklerini kimyasal bileşenlerinden alır. Daha fazla deformasyon kapasitesine sahiptir b) Soğuk İşlenmiş Çelik Normal sıcaklıkta üretilir. Daha büyük dayanıma sahihtir ancak deformasyon kapasitesi daha küçüktür (sünekliliği düşük)

• Çeliğin özellikleri aşağıda gösterildiği gibidir: En düşük akma dayanımı N/mm 2 ( Kg/cm 2) En büyük dayanım N/mm 2 (Kg/cm 2) En düşük deformasyon kapasitesi S 220(a) or B. Ç I (a) 220 (2200) 340 (3400) 0, 18 S 420(a) or B. Ç III (a) 420 (4200) 500 (5000) 0, 12 S 420(b) or B: Ç III (b) 420 (4200) 550 (5000) 0, 10 S 500(a) or B. Ç IV (a) 500 (5000) 550 (5500) 0, 12 S 500(bs) or B. Ç IV(bs) 500 (5000) 550 (5500) 0, 08 S 500(bk) or B. Ç IV(bk) 500 (5000) 550 (5500) 0, 05 Sınıf

• TS 500 çeliğin akma dayanımını karakteristik dayanım olarak tanımlar, fyk S 220 (BÇ-I) fyk = 220 N/mm 2 Deprem gibi enerjinin yutulması gereken yükleme durumlarından sıcak işlenmiş çeliğin kullanılması avantajdır.

• Çelik donatıların yüzeyi iki türlü olabilir – Düz – Nevrüllü (Donatı ile beton arasındaki bağı artırır) • Avrupada çelik çapları şöyledir: ϕ 6, ϕ 8, ϕ 10, ϕ 12, ϕ 14, ϕ 16, ϕ 18, ϕ 20, … , ϕ 40 Tek bir çelik doantının alanı= Bazı tablolar çeliğin alanı, ağırlığı v. s vermektedir.

1. 4. Yapılarda Kullanılabilirlik, Dayanım ve Güvenlik • Tasarlanan ve tasarlandığı şekilde inşa edilen hiç bir yapı servis yükleri altında herhangib bir hasara uğramamalıdır. Servis yükleri tasarımda kullanılan karakteristik yüklerdir. Yapılar ayrıca gerekli ölçüde güvenilir olmalıdır. Yapılarda oluşacak fazla deformasyonlar, yapı yükleri taşısa bile kullanılabilirlik açısından sorun yaratır. Bunun yanında beton çekme bölgesinde oluşan çatlaklar gözle görülür olmamalıdır, bazı yapılarda beton çatlamamalıdır. Örneğin su tankalarında, nükler santrallerde v. s çatlaklar sorun olabilir. Tüm bunlar yapının kullanılabilir limitleri olarak isimlendirilir.

Öte yandan yapı analizi, tasarımı ve yapımından kaynaklı birçok belirsizlikler. Bu nedenden dolayı yapıların gerek dayanımı gerekse kullanılabilirlik durumları kesin olarak belirlenemez. Ancak, yapılar tasarlanırken belli bir güvenlik margini kullanılarak gerekli güvenlik sağlanabilir Yapılardaki belirsizliğin ana nedenleri aşağıda sıralanmıştır: – – – – Gerçek yükler tasarımda kullanılandan farklı olabilir. Yapıya etki eden yüklerin dağılımı varsayılandan farklı olabilir. Analizde yapılan basitleştirmeler nedeniyle hesaplanan kuvvetler farklı olabilir Yapıların gerçek davranışı günümüz şartlarında kesin olarak modellenemez. Yapım sırasında kesit boyutlarında farklılıklar oluşabilir. Donatı yerleştirilirken hatalar yapılabilir. Malzemelerin gerçek dayanımı tasarlanandan farklı olabilir. Tüm bunlardan dolayı “Güvenlik Margini” göçme olasılığı dikkate alınarak oluşturulmalıdır.

1. 5. Güvenlik Margini için istatistiksel yaklaşım • Yapı ömrü boyunca gelebilecek en büyük kesin bir değer değildir. Yük variyasyonunu istatistikseldir ve aşağıdaki frekans eğrisi (Normal dağılım) olarak düşünülebilir. Şekil. 1. 5

Yukarıdaki normal dağılıma göre taralı bölgenin alanı yükün Pk değerinden büyük olma olasılığını gösterir. Pm ise yük dağılımının ortalama değeridir. Tasarımda Pm (ortalama) değerin üzerinde bir değerin kullanılması güvenlik için gereklidir. Bu durumda karakteristik yük değeri aşağıdaki gibi hesaplanır: Pk = Pm + u. (1. 1) u olasılık ile ilgili katsayı, is standart sapma

• TS 500 de belirtilen karakteristik yükler, TS 498 verilmektedir. Bu durumda tasarımcı yukarıdaki gibi karakteristik yükü hesaplamak zorunda değildir. • Yükler gibi malzeme dayanımları da kesin değil ve istatistiksel yaklaşımla değerlendirilir. Aşağıdaki Şekilde malzeme dayanımının normal dağılım eğrisini görebilirsiniz.

FIG. 1. 6 • Rk karakteristik dayanımı ve Rm ise ortalama dayanımı gösterir. Taralı alan dayanımın karakterisitk dayanımdan küçük olma olasılığını verir.

Bu durumda her iki dağılımı da gösteririsek, çift taralı alan göçme olasılığını verecektir. FIG. 1. 7