Döşemesiz (Akordiyon) Merdivenlerin Eğilme Davranışı – Deneysel Süreç

Uzun bir aradan sonra yeniden sizinleyim... Bu yazımda yüksek lisans tezimin deneysel sürecinden bahsedeceğim.

2
1862

Döşemesiz merdivenler, adından da anlaşılacağı üzere, dış yüklerden kaynaklanan gerilmeleri ortogonal bir yapı formunda olan basamaklar ve rıhtlar ile taşınmakta olup katlanmış plak uygulamalarından biridir. Döşemesiz merdivenler, ortogonal veya akordiyon merdivenler olarak da bilinmektedir.

Çalışma Amacı ve Yöntem

Döşemesiz betonarme merdivenler ile ilgili bazı akademik çalışmalar yapılmıştır. Ancak bu merdivenlerin betonarme tasarımı ve donatı detaylandırılması deneysel çalışmalarla desteklenmemiş bazı analitik ve sezgisel yaklaşımlara dayanmaktadır. Bu nedenle, döşemesiz merdiven davranışının deneysel olarak incelenmesine ve sonuçların mevcut analitik yöntemlerle karşılaştırılmasına karar verilmiştir. Böylece izin verilen sehim sınırları içinde eğilme dayanımlarına ulaşması beklenen döşemesiz merdivenlerin bu konuda ne kadar başarılı olduğu ortaya konabilecektir.

Döşemesiz merdivenlerde, mimari gerekçeler ile basamak ve rıht kalınlığı bazı durumlarda aynı bazı durumlarda ise farklı kalınlıklarda tasarlanabilmektedir. Plak kalınlığının aynı veya farklı olması merdiven kolunun ataletini etkileyeceği, buna bağlı olarak statik tasarımda hem kapasitenin hem de deplasmanın değişeceği düşünülmektedir. Bu amaçla, 1/1 ölçekli basamak/rıht kalınlıkları 150 mm / 150 mm, 150 mm / 120 mm ve 120 mm / 150 mm olmak üzere 3 farklı basamak/rıht kalınlığı parametre olarak alınmıştır.

Döşemesiz merdivenlerle ilgili geçmişteki çalışmalar ve uygulama projeleri incelenmiş, farklı donatı düzenlerinin önerildiği ve uygulandığı görülmüştür. Genel anlamda dört farklı donatı düzenlemesi önerilmiştir (Şekil 1). Bu donatı düzenlerinin sahada uygulanması çok mümkün olmamaktadır. Bu nedenle çalışmada daha çok uygulamaya yönelik olan donatı düzenleri göz önünde bulundurulmuştur. Bu amaçla, döşemesiz merdivenlerin tasarımında en sık kullanılan, Tip t, Tip T, Tip C ve Tip Z olmak üzere 4 farklı donatı düzenlemesi parametre olarak alınmıştır (Şekil 2).

Şekil 1. Önerilen donatı düzenleri
Şekil 2. Çalışmada kullanılan donatı düzenleri

Deneyde kullanılacak döşemesiz merdivenlerin boyutları ve sayıları laboratuvar koşulları göz önünde bulundurularak seçilmiştir. Buna göre, döşemesiz merdivenlerin tasarımında en sık kullanılan dört farklı donatı düzenlemesi ve üç farklı basamak/rıht kalınlığı temel alınarak 2/3 ölçekli toplamda 12 adet deney elemanı hazırlanmıştır. Deney elemanlarında merdiven genişliği (b), basamak genişliği (a) ve rıht yüksekliği (s) ölçeklendirilmemiş boyutları olarak b/a/s= 900/300/165 mm seçilmiştir. Böylece prototipteki 2s + a = 630 mm (2×165 + 300 = 630 mm) ilkesine de uyulmuştur. Merdivenin uç bölgelerinde 200 mm x 300 mm kesitinde kirişler oluşturulmuş ve her iki kiriş arasında 14 adet basamak yapılmıştır.

Donatı düzenlemesinin ve plak kalınlığının davranışa etkisinin doğru tespit edilmesi amacıyla deney elemanlarının üretiminde kullanılan beton ve inşaat demirinin olabildiğince standart bir dayanımda olması sağlanmıştır (Şekil 3). TS 13515 standardının ön gördüğü şartlar uygulanmış ve f(150×300) = 42,48 MPa bulunmuş olup hesaplamalarda kullanılacak beton sınıfı C40/50 olarak belirlenmiştir.

Şekil 3. 28 günlük beton kırım sonuçları

Bu çalışma kapsamında üretilen deney elemanları, Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Mekaniği Laboratuvarında bulunan çelik deney çerçevesinde yapılmıştır. Çelik deney çerçevesi 400 cm genişliğinde ve 161 cm yüksekliğinde iç boşluğa sahiptir. Bu ölçüler göz önünde bulundurularak deney elemanları boyutlandırılmış ve yükleme düzeneği tasarlanmıştır. Deney elemanlarına iletilecek yük için çelik deney çerçevesinin alt çelik profilinden destek alınmıştır. Deney elemanları gerçekteki eğik konumundan farklı olarak yatay şekilde konumlandırılmış, bu şartlar göz önünde bulundurularak mesnetler eğik olarak tasarlanmıştır (Şekil 4). Deney elemanlarına yayılı yükün moment dağılımını benzeştiren bir yükleme yapılması amacıyla, tek kaynaktan beslenen ve eşit aralıklarla yerleştirilmiş 4 adet hidrolik kriko ile verilmiştir.

Şekil 4. Deney düzeneği

Deney elemanları çelik deney çerçevesine yerleştirilmiş, deney düzeni, yükleme ve ölçüm cihazları konumlandırılarak deneye hazır hale getirilmiştir. Yükleme noktalarının altına yerleştirilen 4 adet LVDT cihazlarından sıfır okumalar alındıktan sonra yükleme işlemine başlanmıştır. Yük-deplasman grafikleri, 4 adet yük hücresinden okunan yük değerlerinin (kN) toplamı ile bu yükleme noktalarının altına yerleştirilen 2 ve 3 nolu LVDT cihazlarından alınan deplasman (mm) okuma değerlerinin aritmetik ortalamasına göre çizdirilmiştir. Deplasman 120 mm değerine ulaştığında deney sisteminin stabilitesini tehlikeye attığından yükleme işlemi durdurulmuştur.

Resim 1. t-100/100 deney elemanı yükleme sonrası görselleri

Deney elemanı 120 mm deplasman değerine ulaştığında yükleme işlemi durdurulmuş ve bu aşamada merdivenin deplasman yapmış halinin her 5 basamakta bir fotoğrafı çekilmiştir. Ayrıca deney elemanının tüm basamakları kapsayacak şekilde de tam karşıdan fotoğrafı çekilmiş olup bu fotoğraflar ile hem çatlak haritaları hem de deney elemanının, deney sonu deplasman durumu çizilmiştir (Şekil 5).

Şekil 5. t-100/100 deney elemanı çatlak haritası
Şekil 6. t-100/100 deney elemanı açıklık ortası çatlak haritası
Şekil 7. Yük-deplasman eğrileri (basamak/rıht kalınlığı: 100/80)

Yukarıda yaptığım tez kapsamındaki deneysel süreçten bahsettim. Makale çok uzadığı için değerlendirmeler ve sonuçlardan da başka bir yazımda bahsedeceğim. Vakit ayırıp okuduğunuz ve destek verdiğiniz için çok teşekkür ederim.

Saygılarımla.

İnş. Y. Müh. Yüksel KAYA

Abone Listemize Kaydolun
inşaPORT Mail Aboneliği

Posta listemize abone olun ve e-posta gelen kutunuzda ilginç şeyler ve güncellemeler alın.

Abone olduğunuz için teşekkür ederiz.

Bir şeyler yanlış gitti.

2 YORUMLAR

  1. Uygulamada donatılar daha çok; çift sıra hasır donatı şeklinde döşeniyor. Yani kalıbın alt yüzü kedi merdiveni dediğimiz sistemde kurulmadığından (akordiyon) bu şekilde bir uygulama, en azından benim bulunduğum şehirde yapılmıyor. Yine de çok güzel bir çalışma. Sonuçları ve değerlendirmelerinizi merakla bekliyorum. İyi çalışmalar dilerim.

    • Merhaba Emirhan Bey,

      Çok tercih edilmemesinin en büyük gerekçesi zahmetli ve pahalı olmasıdır. Ancak mimari etkisi nedeniyle özellikli projelerde tercih ediliyor. Gittiğim her şehirde en az bir yapıda rastlıyorum. Geçenlerde de bir meslek büyüğüm arayarak projelerinde kullanacaklarını ve fikir vermemi istedi. Çok teşekkür ederim. Yakında devamını paylaşacağım. Saygılarımla.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.