BETONARMEDE YÜK AKTARIMI(YARDIMLAŞMA)…

Betonarmede yüksek kuvvet değerlerinin elemanlar arasında aktarıldığını biliriz.Kendi taşıyamadıkları, kuvvetleri elemanlar komşu elemanlara aktarırlar.Öyle ki bu özellik deprem anında yapının göçmesiniz önler. Peki bu yardımlaşma mekanizmasi nasıl işler ?

Bir kolonu ele alarak inceleyelim.Bu kolon belii düşey ve ayaty yüklerin etkisindedir.Eğer iyi projelendirilmişse, kolon bu yükleri rahatlıkla taşıyabilir.Proje yüklerine göre(düşey) kolon elastik bölgede çalışır.Kolona şimdi biraz yatay yük verelim..Belli yük artışı neticesinde kolon elastik bölgenin sonuna ulaşarak taşır.Şimdi yatay yükü biraz daha artıralım.Bu durumda kolonun artık etkileri elastik bölge içerisinde taşıma şansı kalmamıştır.Artık kolon plastik bölgeye girmiştir.Yükü biraz daha artırdığımızda donatılarda akmalar oluşur.Bu noktadan sonra kolonda ek gerilmeler oluşmaz(pekleşme dikkate alınmadı).Artık kolonda plastik bir mafsal oluşmuştur.(uç noktalar).Plastik mafsaldaki şekil değiştirmeler sonucu ilave etkiler komşu kolon ve perdelere aktarılmaya başlar.Kısacası kolon büyük yatay kuvvetlerden sonra, donatı uç noktalardan itibaren akarak plastik mafsalların oluşmasından sonra yük aktarımına başlamıştır.Bir elemanda kuvvet aktarımının oluşması için(yardımlaşma) o elemanda mutlaka plastik mafsalın oluşması gerekir.Eğer bir taşıyıcı sitem plastik mafsallar oluşacak şekilde dizayn edilmişse, kapasite tüm elemanların kapasitelerinin toplamına eşit olabilir.Aksi takdirde taşıyıcı sistemin kapasitesini tekil elemanların kapasitesi belirler.Bu durum ise ani göçmelere sebep olabilir.Bu durumu satısal örnekle görelim:

4 kolondan oluşan bir sistem olsun.Bu kolonlar birbirine yeterli rijitlikle kirişlerle bağlı olsun.Döşeme mevcut olsun.A kolon kapasitesi 10 birim,  B kolon kapasitesi  20 birim, C kolon kapasitesi 30 birim ve D kolon kapasitesi 40 virim olsun.Eğer dizaynımız plastik mafsalların oluşmasına izin vermiyorsa,, A kolonuna 11 birim etki geldiğinde diğer kolonlar kapasitelerine gelmese bile sistem çöker.Sistemin kapasitesini 10 birimlik A kolonu belirlemiştir.

Şimdi bu sistemi plastik mafsalların oluşmasına izin verilen  ir sistem olarak düşünün.A kolonuna 11 birim kuvvet geldiğinde 10 birim kolon tarafından taşınır. Geri kalan 1 birimde B kolonuna aktarılır.Bu durum B kolonunun 20 birime ulaşmasına kadar devam eder.Bkolonu 20 birime ulaşınca fazla etki C kolonuna aktarılır.Aynı durum C ve D kolonları içinde geçerlidir.Bu sistemde plastik mafsallar oluşmuş, plastik mafsallardaki şekil değiştirmeler neticesinde kuvvetler komşu elemanlara aktarılmıştır.Bu sistemin göçşmesi için, tüm elemanların sınıra gelmesi yani 10+20+30+40=100 birim kuvvet gereklidir.Dikkat edildiği üzere bu sistemde (plastik mafsalların oluştuğu sistem) elemanların tekil kapasitelerinden ziyade sistemin toplam kapasitesi ön plandadır.

Bir sistemde plastik mafsal oluşumuna izin vermek ise basittir.Kolonun kirişlerden daha güçlü olması ve sistemin kesme kuvvetlerine karşı yeterli dayanıma sahip olması yeterlidir.

Ahmet ÇELİKKOLLU

İnşaat mühendisi

ESKİŞEHİR