MAKALE
BETON PREFABRİKASYON
EKİM 2012
?
SAYI : 104
9
Yuvalı Temel Kolon Birleşimi Yük Aktarım
Mekanizmasının İncelenmesi ve
Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi
ÖZET
Endüstriyel yapılarda yapım tekniği
olarak hızlı ve ekonomik olması gibi
nedenlerden dolayı betonarme pre-
fabrik üretim tekniği yaygın olarak
kullanılmaktadır. Bu teknikte en yaygın
kullanılan kolon-temel birleşim detayı
temelin yuvalı olarak üretilip kolonların
yuva içerisine aplikasyonu şeklindedir.
Bu bağlantı detayı imalat sürecinde
çok yaygın olarak kullanılmasına rağ-
men tasarım aşamasında kullanılan
hesap teknikleri konusunda önemli
sayılabilecek eksiklikler bulunmakta-
dır. Kolon ve yuvalı temel arasındaki
bağlantı aslında mekanik problemleri
içerisinde önemli bir yer tutan ve analiz
edilmesi oldukça karmaşık bir problem
olan yüzey-yüzey temas problemle-
rinden biridir. Kolon ve temel yuvası
arasındaki yük aktarımı, gerilme ve
deformasyonların hesaplanması za-
mana bağlı olarak değişim gösteren
lineer olmayan bir analiz metodu ile
çözümlenmesi gerekli olan bir temas
problemidir. Bu konuda çok az çalış-
ma yapıldığı ve yönetmeliklerde yeterli
düzeyde bilgi olmadığı görülmüştür.
Literatürde yer alan deneysel bir ça-
lışmanın verileri kullanılarak doğrulan-
mış bir bilgisayar modeli oluşturularak
tasarım mühendislerinin yük aktarım
mekanizmasının
hesaplanmasında
kullanabileceği basitleştirilmiş bir
eşitlik elde edilmeye çalışılmıştır. Bu
amaçla öncelikle deneysel veriler kul-
lanılarak doğrulanmış bir bilgisayar
modeli oluşturulmuştur. Analizler için
bünyesinde betonarmenin ve temas
problemlerinin modellenmesi için özel
olarak geliştirilmiş lineer olmayan
elemanları bulunduran ANSYS sonlu
eleman yazılımı seçilmiştir. Daha son-
ra doğrulanmış sonlu eleman modeli
kullanılarak prefabrikasyonda yaygın
olarak kullanılan kolon-yuvalı temel
birleşimleri analiz edilerek tasarımcı-
ların kullanabileceği basitleştirilmiş bir
yük aktarım mekanizması eşitliği elde
edilmiştir.
1.
GİRİŞ
90’
lı yılların başından itibaren, ülkemi-
zin sanayi sektöründe hızlı bir büyüme
yaşanmıştır. Sanayi sektöründeki bü-
yümeye bağlı olarak ilave üretim alan-
larına ihtiyaç duyulmuştur. Buna para-
lel olarak endüstriyel yapı inşaatlarında
artış yaşanmıştır. Sanayi yapıları, ta-
şıyıcı sistemleri bakımından incelen-
diğinde çelik ve prefabrike betonarme
sistemlerin kullanıldığı görülmektedir.
Bunun başlıca nedenleri, geniş açık-
lıkların geçilebiliyor olması, inşaat
süresinin kısa olması, fabrikasyon
imalat olması nedeni ile inşaat süreci-
nin mevsim şartlarından etkilenmiyor
olması ve kat yüksekliklerinin fazla ol-
ması olarak sıralanabilir. Çelik ve beto-
narme taşıyıcı sistemler, karkas mali-
yeti açısından karşılaştırıldığında, aynı
özelliklerdeki çelik binanın betonarme
binaya göre 2 kat daha pahalı olduğu
görülmektedir. Bu da yatırımcıların sis-
tem seçiminde tercihlerini prefabrike
betonarme sistemlerden yana kullan-
malarına neden olmaktadır. Prefabrike
betonarme yapılar, fabrika ortamında
üretilen kolon, kiriş, döşeme gibi yapı
elemanlarının şantiye sahasında bir-
leştirilmesi ile inşa edilirler. Üretimde
yapılan kontroller, standardizasyon,
kür uygulamaları, geleneksel betonar-
me sistemlere göre yüksek dayanımlı
beton kullanılması ve öngerme tekniği
ile büyük açıklıkların geçilebilmesi bu
sistemin önemli avantajlarıdır [1].
Ülkemiz yüzölçümünün %96’sı dep-
rem bölgesi olup %42’si ise 1. derece
deprem bölgesi sınırları içerisinde yer
almaktadır. Donatı detaylandırmaları
fabrikasyon ve hassas olan yüksek
Burak UYAROĞLU
İnş. Yük. Müh.
Lisans eğitimini 2001 yılında Pamukkale
Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat
Mühendisliği Bölümünde, Yüksek lisans
eğitimini ise 2011 yılında Gazi Üniversi-
tesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühen-
disliği Bölümünde tamamladı. 10 yıldan
fazla betonarme prefabrikasyon sektö-
ründe faaliyet gösteren farklı firmalarda
görev yaptı. İnşaat Mühendisleri Odası ve
çeşitli üniversitelerde çelik ve prefabrike
betonarme yapılar hakkında seminerler
verdi. Halen prefabrike betonarme yapı
elemanları üreten bir firmada Teknik Mü-
dür olarak görev yapmaktadır.