MAKALE
BETON PREFABRİKASYON
TEMMUZ 2012
?
SAYI : 103
7
tır [9]. Dolayısıyla yürürlükte olan TS
standartlarında ilk defa karbon eşde-
ğeri limiti S 420 donatı çeliği için bu
yayında belirtilmiştir.
C) Donatı çeliklerinin kimyasal bile-
şimlerinin (kompozisyonları) meka-
nik özellikleri ile ilişkisi;
Donatı çeliklerinin işlenebilirlik, bü-
külebilirlik ve kaynaklanabilirlik özel-
likleri esasen doğrudan malzemenin
sertliğiyle, dolayısıyla içerdiği karbon
elementi miktarı ile bileşimine bağ-
lı olarak tarif edilen karbon eşdeğeri
ve haddelenmiş malzemenin soğu-
ma yöntemlerine bağlıdır. Donatıların
kimyasal bileşimleri dışında özellikle
çeliğin soğutulması sırasındaki uy-
gulanan prosesinde bükülebilirlik ve
türevleri fonksiyonlar konusundaki
etkisi büyüktür. Çeliğin istenen bu
yeteneğinin yüksek olması için hadde-
lendikten sonraki soğutma işleminde
temperleme adı verilen bir yöntemin
uygulanması gereklidir. Temperleme
1200
derece sıcaklıktaki final tezgahı-
nı terk eden çelik donatıların, basınçlı
suyla yüzey sıcaklıklarının 300-400
derece sıcaklıklara indirilip, soğutma
platformlarına alınması işlemidir. Bu
işlem neticesinde sıcak olan çekirdek-
ten dış kabuğa doğru tekrar ısı trans-
feri olmakta ve böylece çeperi yüksek
mukavemete sahip, iç bölümleri sünek
olan yüksek mukavemetli çelik düşük
karbon eşleniği değerlerinde üretilebil-
mektedir.
Bu proses yöntemi ile birlikte ilgili
özelliklerin sağlanabilmesi için çelik
çubuklardaki kimyasal bileşimini oluş-
turan ana element olan karbon mikta-
rının sınırlandırılması ve diğer element-
lerin miktarının da ilgili karbon değeri
ile beraberce değerlendirildiği karbon
eşdeğeri miktarının sınırlandırılması
gerekmektedir. Bu yüzdendir ki, pek
çok ülke şartnamesi gerek karbon
elementi kütlece yüzdesini gerekse
karbon eşdeğeri miktarlarına bir üst
limit getirmiştir, bu konuda ülkemiz-
deki durumu da içeren bir tablo (Tablo
1)
aşağıda sunulmuştur. Bu tablodan
da görüleceği üzere Türkiye dışındaki
ülke standartlarındaki kimyasal analiz
sonucu izin verilen karbon elementi
miktarı %0.22-%0.30 aralığında sınırlı
iken, TS 708’de bu rakam %0.45’dir
ve yine ayrıca işlenebilirlik için önemli
bir baz kriter olan karbon eşdeğeri li-
miti diğeri ülke standartlarında %0.50
ile %0.55 arasında sınırlı iken, ülkemiz
malzeme standardında S 420 çeliği
için herhangi bir sınır belirlenmemiştir.
Çelik donatıların bileşimindeki karbon
oranının artması ile mukavemet de-
ğerlerinde görece artış oluşmakla be-
raber, akma eşiği-kopma eşiğine yak-
laşmakta, olması gereken ve istenen
şekil değiştirme platosu kısalmakta bu
da tasarım yönetmeliklerinin isteme-
diği sünek olmayan gevrek davranışa
yol açmaktadır. Dolayısıyla donatı çe-
liklerinin içindeki münhasıran karbon
miktarının ve diğer element miktarla-
rının ifadesi olan karbon eşdeğerinin
sınırlandırılması gereği açıktır.
Donatı çeliklerinin bileşimindeki kar-
bon miktarlarına bağlı olarak gerçekle-
şecek gerilme-şekil değiştirme grafiği
Şekil-1’de [3] sunulmuştur. Sınırlan-
dırılmış karbon yüzdesi ve karbon
eşdeğeri ile elde edilen sünek çelik
deformasyonunda, elastik bölgede li-
neer olarak artan eğri akma gerilmesi-
ne ulaştıktan sonra yataylaşarak plato
oluşturur ve daha sonra tekrar yükse-
lerek yani pekleşerek çekme dayanımı
noktasına ulaşır ve nihayetinde alçala-
rak kopar. Donatıdan istenen davranış
budur ve esasen deprem yönetme-
liğinin donatılardaki akma değerine
üst sınır getirmesi ve akma ile kopma
dayanımı ilişkisine bir minimum sınır
getirmesinin sebebi de bu davranışın
Ülke
Standart
Donatı Cinsi
Cmax % CE max %
TÜRKİYE
TS 708/1996
S 420
0,40
-
TÜRKİYE
TS 708/2010
S420
0,45
-
İNGİLTERE
BS 4449
GR 460
0,25
0,51
ABD
ASTM A706 M
GR 60
0,30
0,55
FRANSA
NF A35-016
Fe E 400
0,22
0,50
JAPONYA
JIS 1997
S40
0,29
0,55
ALMANYA
DIN 488
Bst 420S
0,22
0,50
İSPANYA
UNE 36068-94
B 400S
0,22
0,50
PORTEKİZ
E449 LNEC
A 400NR
0,22
0,50
YUNANİSTAN
ELOT 971
S 400S
0,22
0,50
İTALYA
UNI (D.M 2008)
B 450C
0,22
0,50
Tablo 1.
Uluslar arası standartlardaki S 420 veya muadili donatı çeliklerinin kimyasal analiz-
lerinde izin verilen maksimum karbon oranları ve karbon eşdeğeri limitleri
