İNŞAAT HESABINI ÜCRETSİZ OLARAK DENEMEK İSTER MİSİNİZ? Ücretsiz Dene
04 Eki

Yapı Elemanı Olarak Kolon İncelemesi

EĞİTİM


Kolon Basınç ve Çekme Kuvveti Hesaplama- sayısal örnek

İNŞAAT HESABINI ÜCRETSİZ OLARAK DENEMEK İSTER MİSİNİZ?

Kolon Moment Düzeltmesi

Çerçeve analizi yaptığımızda açıklıklarda ve mesnetlerde momentleri bulabiliriz. Ancak bulduğumuz mesnet momentleri tam mesnetin ortası için geçerlidir. Burada mesnetten kastımız, kirişlerin oturduğu kolonlardır. Mesela 100 cm uzunluğundaki bir kolona oturmuş kirişte bulduğumuz mesnet momenti tam mesnet boyunun ortasına gelen yani kolonun 50 cmsindeki moment değeridir. Ancak kiriş kolona oturduğu kısımda kiriş derinliği çok fazladır (kolona oturan kısım boyunca kolon uzunluğu da kiriş derinliği görülebilir). Yani bulduğumuz bu mesnet momenti aslında mesnet bölgesi için kritik bir değer değildir. O halde kritik mesnet momenti nerede oluşur ve değeri nedir ona bakalım. Kritik mesnet momenti tam kirişin kolona oturduğu yani mesnetlenmeye başladığı noktada oluşur. Yani benim için önemli olan mesnet moment değeri tam bu noktadaki mesnet moment değeridir. Biz çerçeve analizinde mesnet ortasındaki momenti mesnet değeri aldığımızı söylemiştik. Mühendis olarak düşündüğümüzde kirişin tam kolon ile birleştiği yerdeki mesnet moment değerinin biraz daha az olduğunu görebiliriz. Yatay yükten dolayı oluşan moment diyagramını düşündüğünüzde üçgen bir diyagram olduğunu hatırlayınız. O zaman madem kritik mesnet momenti tam kirişin kolonla birleştiği yerde, bende mesnet momentini tam oraya göre hesaplayabilirim. Ya da ortaya göre bile hesaplamışsam biraz azaltıp tam kirişin kolonla birleştiği yerdeki momenti bulabilirim. İşte bu duruma mesnet moment düzeltmesi ya da azaltması diyebiliriz. Kolon uzunluğuna (b) dersek ve bu kolona saplanan kiriş olduğunu düşünürsek, bana gerekli moment kolonun başlangıç noktasındaki moment yani kolon ortasından itibaren b/2 uzaklıktaki momenttir. Örnekte verdiğimiz kolonu düşündüğümüzde bulunacak moment (mesnet momenti) hesaplarda tam kolon ortasında bulunmasına rağmen gerçekte 100/2=50 cm dek oluşacak moment yani tam kolonun başladığı yerdeki moment benim için önemlidir. Tam ortada bulduğumuz momenti ne kadar azaltmalıyız ki kolon ile kirişin birleştiği yerdeki gerçek momenti yani mesnet momentini bulabilirim? Şimdi onu düşünelim. Biliyorsunuz kesme kuvveti diyagramı alanı bize moment değerini veriyordu. Direkt kesme kuvveti diyagramını çizerek de moment diyagramını bulabiliyordum. Nerdeki momenti bulacaksam oraya kadar olan kesme diyagramı alanını toplayıp moment değerine ulaşabiliyordum. Bu durumda da aynı şeyi tekrarlarsak kolon ortasından kolon başına kadar 50 cm’lik mesafedeki kesme diyagramı alanını hesaplarsam fazladan momenti bulmuş olurum. Bu momenti de ilk bulduğum ortadaki mesnet momentinden çıkarırsam benim için gerekli ve hesaplarda kullanmam gereken gerçek momenti bulmuş olurum. Bu fazla momente M1 dersek, hesaplarda kullanacağımız momente M dersek ve çerçeve analizinde çıkmış mesnet ortasındaki momente de M2 Dersek tam kirişin kolona birleştiği yerdeki mesnet momenti= M=M2-M1 olur.
Özellikle elle yapılan çözümlerde veya çubuk eleman olarak çözüm yapılabilen durumlarda elle ya da yazılımla mesnet düzeltmesi yapılmalıdır. Belki küçük boyutlu kolonların oluşturduğu mesnetlerde (mesela 30×30, 25×40 vb) bu düzeltme çok önemli değildir. Ancak uzun elemanların (kolonların) oluşturduğu mesnetlerde (mesela 120 cm uzunluğundaki kolon) mesnet moment düzeltmesi önemlidir. Çünkü hesaplarda aldığımız moment yeri ile bulduğumuz momentin yeri farklıdır. Bu bize ekonomik sonuçların kullanılması içinde önemlidir.

Geniş Kiriş-Dar kolon

Taşıyıcı sistemde en önemli bölge, kolon ile kirişin birleştiği bölgedir. Kiriş yükleri kolona aktarmakla görevlidir. Ne tür bir aktarım olursa olsun, kesiti küçük olan aktarımda söz sahibi olur. Dikkat edilmesi gereken (betonarme sistem) birleşim, geniş bir kirişin mesela 60 cm enindeki bir kirişin, dar bir kolona meslea 25 cm lik bir kolona birleşmesi durumudur.
Bu durumda kiriş 60 cm genişliğinde çalışır. Sizde hesaplarınızda kiriş genişliğini 60 cm olarak düşünerek dizayn edersiniz. Ancak kiriş yük aktarımı için kolona geldiğinde bu aktarımı 25 cm’lik kolona yapmak zorundadır.Yani kiriş 60 cm geliyor ve bir anda 25 cm lik kolona aktarım yapacak. Bu durumda kuvvet çizgileri kolona yaklaştıkça yoğunlaşacaktır. Kuvvet çizgileri 60 cm enden başlayacak ve daralarak, yoğunlaşarak 25 cm en olarak kolona geçmeye çalışacaktır. Bu durumu kafanızda canlandırınız. Siz her ne kadar hesaplarınızda kirişi 60 cm olarak düşünsenizde bu kolona aktarım aşamasında kirişin 60 cm’i çalışmaz. Daha küçük bir kesit çalışır. Dolayısıyla gerilme hesapladığınızdan daha büyüktür.

Bu nedenle geniş kirişlerin dar kolonlara bağlanmasında her zama sıkıntı olacağını mühendis bilmeli ve özen göstermelidir. Mümkün mertebe bundan kaçınmalıdır. Zaten yönetmeliğimizde kiriş genişliğini kısıtlar (kolon genişliği + h ). Yönetmeliğimizin kiriş genişliğini kısıtlamasındaki amaç bu yük aktarımı dolayısıyla yukarıda belirttiğimiz husustur.
Her şeye rağmen yönetmelik sınırları içerisinde eniş bir kirişi dar bir kolona bağlamak zorundaysanız, o takdirde kiriş ekseni ile kolon ekseni birbirine çakışık olmalıdır. Mesela 30 cm’lik bir kolona 60 cm genişliğinde bir kiriş bağlanacaksa kiriş tam ortadan bağlanmalı ve kolonun her iki tarafından 15 cm taşmalıdır (tek taraftan 30 cm taşmamalıdır).

Yapı Elemanı Olarak… 04/10/2019 Yapı Elemanları 04/10/2019