prefabrik yapılarıntasarımı, temelde geleneksel betonarme · geleneksel betonarme binalarda da...

Prefabrik yapıların tasarımı, temelde geleneksel betonarmeyapıların tasarımı ile benzerdir.

Tasarımda kullanılan şartname ve yönetmelikler de prefabrikyapılara has bazıları dışında benzerdir.

Prefabrik yapılar, üretim ve montaj koşullarına bağlı olarakdaha fazla parametre, yapısal durum ve detay içerirler.

Örneğin bir kolon üretim esnasında bir kiriş gibi davranmakdurumunda kalabilir, montaj sırasında ise bir süre için deolsa, bir çerçevenin parçası değil, konsol kolon davranışıgöstermesi beklenebilir.

Prefabrik yapılar, üretim tesislerinde üretildikleri için

daha yüksek dayanımlı beton sınıfları kullanılması,

daha iyi kalıplama ve vibrasyon yapılabilmesi

mümkündür.

Üretimler kapalı alanlarda ise olumsuz hava

koşullarından etkilenmeleri de söz konusu değildir.

Yerleşik kalıp sistemleri üretimlerde ön germe ve / veya

art germe teknolojilerinin kolaylıkla kullanılmasına

olanak verir. Bu teknolojiler sayesinde daha ekonomik

kesitler ile daha büyük yükler taşınabilir veya daha

büyük açıklıklar geçilebilir.

Prefabrik yapıların tasarımında kullanılan şartnameler

ve yönetmelikler;

TS 500 – Betonarme Yapıların

Tasarımı ve Yapım Kuralları

TS 498 – Yapı Elemanlarının

Boyutlandırılmasında Alınacak

Yüklerin Hesap Değerleri

TS 3233 – Ön gerilmeli Beton

Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları

TS 9967 - Yapı Elemanları Taşıyıcı

Sistemler ve Binalar-Prefabrike

Betonarme ve Ön gerilmeli

Betondan-Hesap Esasları ile İmalat

ve Montaj Kuralları

TS 648 – Çelik Yapıların Hesap ve

Yapım Kuralları

Deprem Bölgelerinde Yapılacak

Yapılar Hakkında Yönetmelik 2007

Bu şartname ve yönetmelikler

dışında, malzemeler ile ilgili çeşitli

standartlar, özel şartname ve

yönetmelikler kullanılır.

Tasarımda bu dokümanların

barındırmadığı bazı özel durumlar ile

karşılaşılabilir. Bu gibi durumlarda

yardımcı doküman olarak yabancı

kaynaklı yönetmelik ve

standartlardan da faydalanılabilir.

TS EN 1991 – Yapılara Olan Etkiler

TS EN 1992 – Beton Yapıların Tasarımı

TS EN 1993 – Çelik Yapıların Tasarımı

TS EN 1998 – Depreme Dayanıklı

Yapıların Tasarımı

ACI 318 – Building Code

Requirements for Structural Concrete

and Commentary

Özel durumlar için geçerli mevcut ACI

yönetmelikleri,

PCI – Prekast Beton Enstitüsü Tasarım

El Kitapları

AISC – Çelik Yapılar ile ilgili çeşitli

standartlar

TS 500 – Malzeme katsayıları, yük kombinasyonları,

tasarım metotları

Deprem Yönetmeliği – Depreme dayanıklı yapı

tasarımı parametreleri ve tasarım metotları

TS 3233 – Ön gerilmeli beton yapı elemanları tasarım

metotları

Gerçeğe en yakın matematiksel model ileri düzey

yazılımlar ile oluşturulur.

Yapıya etkiyen yükler ve yük kombinasyonları

tanımlanır.

Zemin etüt raporu mutlaka olmalıdır.

Zemin sınıfı, yatak katsayısı, zemin emniyet gerilmesi,

Deprem bölgesi, etkin yer ivme katsayısı, hareketli yük

katılım katsayısı,

Mutlaka tanımlanmış olmalıdır.

Yapı Önem Katsayısı doğru seçilmelidir.

Yapı Davranış Katsayısı (R) prefabrik yapılar için

geleneksel sistemlerden farklıdır. (TDY Tablo 2.5)

Normal Sünek R=4 Geleneksel Betonarme R=4

Yüksek Sünek R=7 Geleneksel Betonarme R=8

Deprem yüklerinin tamamının tersinir moment

taşıyabilen çerçevelerle taşındığı yapı

(Geleneksel Betonarme Yapı Benzeri)

Normal Sünek izin verilmez

Yüksek Sünek R=3

Tek katlı, üst bağlantıları mafsallı kolonlar ile deprem

yüklerinin taşındığı yapılar.

Normal Sünek izin verilmez

Yüksek Sünek R=5

Deprem yüklerinin tamamının perdeler ile taşındığı,

çerçeve bağlantıları mafsallı yapı.

Normal Sünek R=3 Geleneksel Betonarme R=4

Yüksek Sünek R=6 Geleneksel Betonarme R=6 - 7

Deprem yüklerinin tersinir moment aktarabilen

çerçeveler ve perdeler ile taşındığı yapı.

(Geleneksel Betonarme Benzeri)

Tek katlı, üst bağlantıları mafsallı kolonlar ile deprem

yüklerinin taşındığı yapılarda ara kat varsa;

Bina oturma alanının %25’ini geçmeyecek alanda tek

bir ara kat mafsallı/monolitik bağlantılar ile yapılabilir.

Yüksek Sünek R=3

Kolonları üstten mafsallı tek katlı çerçevelerin, en üst

katta kullanıldığı çok katlı yapılar için iki farklı R değeri

kullanılır.

Üst kat için Rüst=3 ve alt katlar için Ralt=7

A - Tasarıma tüm yapı için R=7 seçilerek başlanır. Azaltılmış ve

etkin göreli kat ötelemeleri hesaplanır.

B - En üst katın iç kuvvetleri R=7 durumu ile hesaplanan iç

kuvvetlerin Ralt / Rüst oranı ile çarpımı ile hesaplanır.

C – Alt katların iç kuvvetleri hesaplanan iç kuvvetlerdir.

Ancak en üst kat için hesaplanan kolon mesnet reaksiyonları

(1 – Rüst / Ralt) ile çarpılarak alttaki katların sistemine etki

ettirilerek ayrıca hesaplanır.

Deprem Yönetmeliğimizin düzensiz yapı şartları mutlaka

kontrol edilmelidir.

Yapı deplasmanları, göreli kat ötelemeleri kontrol edilmelidir.

Deprem Yönetmeliği Madde 3.12 – Prefabrike binalara ilişkin

özel koşullar.

Yapım sıralamasına göre yüklerin düzenlenmesi, taşıyıcı

sistemin gözden geçirilmesini gerekli kılar.

Geleneksel betonarme binalarda da bu durum söz konusu olsa

da prefabrik yapılarda etkileri daha önemlidir.

Örneğin;

Ara katlı bir binada çok noktadan tutulu bir kolon montaj

esnasında geçici de olsa önce konsol daha sonra da mafsallı

bağlantılı hallerde bulunur. Tüm birleşimler tasarlandığı gibi

yapıldığında nihai durumunu alır.

1.Aşama 2.Aşama 3.Aşama 4.Aşama

Konsol Üstten mafsallı 2 noktadan mafsallı Nihai durum

Yapım sıralamasına göre zati yükler, montaj esnasında ortaya

çıkan yükler, servis esnasında ortaya çıkan yükler ayrı ayrı

tanımlanmalıdır.

Montaj esnasında zati yükler:

•Kiriş + döşeme.

•Yapısal kaplama betonu

prizini alıp ankastrelik

sağlayana kadar zati

ağırlığından oluşan yükler.

Ankastrelik sağlandıktan

sonra servis yükleri.

Kar,

Deprem,

Mimari Kaplamalar,

Tesisat yükleri,

Geleneksel betonarme yapılara benzer şekilde ;

•Kolon ve kiriş kesme kontrolleri,

•Sehim kontrolleri (Ön gerilmeli elemanlarda zamana bağlı

artışlar göz önüne alınır),

•Güçlü kolon zayıf kiriş kontrolleri,

•Kuşatılmış kolon kontrolleri,

•Kısa kolon varsa ilgili kontroller,

•Yapı elemanlarında burkulma kontrolleri,

•İkinci mertebe etkileri kontrolleri ve moment büyütme,

•Dilatasyon gerekliliği kontrolü,

Guse (kısa konsol) hesapları TS 500 bölüm 8.4’de verilen

şekilde yapılır.

İnceltilmiş uç hesapları TS 9967 Bölüm 4.3.5.1.6’ya göre

yapılır.

Prefabrik yapılarda Deprem Yönetmeliği Bölüm 2. gereğince

deprem yüklerinin temel zeminine güvenli bir şekilde

aktarılabilmesi için, tüm kolonlar her iki aks yönünde de

birbirlerine kirişler ile bağlanmalıdır.

TPB’de bu konuda yaptığı çalışmalar sonucunda her iki yönde

kolonları birbirlerine bağlayan kirişlerin taşıyıcı yapı sistemi

içinde bulundurulması sonucuna varmıştır.

Bu sayede rijit diyafram oluşturan döşemeler, deprem yüklerini

kirişlere, kirişlerde kolonlara düzenli bir şekilde aktarabilir.

Döşeme KirişiTali

Kiriş

Kolon

Prekast

Döşeme

Prefabrik döşemeler genellikle tek

yönde çalışan döşemelerdir.

Bu döşemeleri taşıyan kirişler Ana

Kiriş veya Döşeme Kirişi olarak

adlandırılabilir. Bu kirişler

döşemeleri ve üzerlerindeki tüm

yükleri taşır. Aynı zamanda bir

yönde moment aktaran çerçeveleri

oluşturur ve yatay yükleri de

taşırlar.

Diğer yönde moment aktaran

çerçeveler oluşturan kirişler de

yatay yüklerini taşıyan kirişlerdir.

Bu kirişler de Tali Kiriş, Deprem

Kirişleri veya Rijitlik Kirişleri olarak

adlandırılabilir.

Islak Kaynaklı Birleşim

Mekanik - Kaynaklı Birleşim Art Germeli Birleşim

Art Germeli Birleşim

Islak Birleşim

Prefabrik yapılarda moment aktaran birleşimler önem

kazanmaktadır. Bu bölgelerde en sık kullanılan birleşim ıslak-

kaynaklı birleşimdir.

Kaynak bölgesinde;

•Kaynakların kalitesi,

•Seçilen elektrot tipinin kullanılması,

•Kaynak boyları,

•Kaynak şekilleri,

•Kaynak yapan ehil kişilerin olması çok önemlidir.

Islak döküm bölgelerde ve ıslak birleşimlerde;

•Döküm yapılan bölgenin temizliği,

•Seçilen donatıların yapım kurallarına uygun yerleştirilmesi,

•Dökülen betonun vibre edilmesi,

•Kesinlikle boşluk kalmaması çok önemlidir.

Bu tip birleşimlerde kullanılan donatıların birleşimde bırakılan

yerlerde olması, bu boşluklara sığması çok önemlidir. Moment

aktaran bu birleşimlerde boyuna donatılar mutlaka etriyeler ile

sarılmalıdır.

Prefabrik yapılarda her türlü temel uygulaması yapılabilir.

Ancak kolonların temeller ile bağlantıları geleneksel yapılardan

farklıdır.

Prefabrik kolonlar, temellerin üzerinde bulunan yuvalara /

soketlere yerleştirilerek birleştirilir.

Yuva / Soket tasarımları ile ilgili detaylı hesap esasları

TS 9967’de verilmiştir.

Ön gerilmeli teknolojisi sayesinde daha narin kesitler ile daha

fazla yük taşınabilmekte veya daha büyük açıklıklar kolaylıkla

geçilebilmektedir.