Bindirme boyunun metraja etkisi: hesap ve örnekler

Bindirme metraja neden etki eder?

Donatı çubukları sınırlı boyda (genellikle 12 m) üretilir ve betonarme yapı kat kat imal edilir. Bir çubuğun bittiği yerde yenisinin başlaması gerekir; kuvvetin bir çubuktan diğerine geçmesi için iki çubuk belirli bir uzunluk boyunca yan yana bırakılır. Bu uzunluk bindirme boyu (ℓ0)dur ve demir açısından doğrudan ek malzemedir: yapının geometrisinde olmayan ama sahaya gelmesi gereken çelik.

Metraj açısından kural basittir: Her ek, bir bindirme boyu kadar ek demir demektir. İki çubuk yan yana bindirildiğinde çakışan bölge iki kez çelik içerir; yapının gerçekten ihtiyaç duyduğu tek çubuk boyuna göre fazlalık ℓ0 kadardır. Bindirme boyunun nasıl hesaplandığı bindirme boyu nedir yazısında ayrıntılı anlatılıyor; burada hesabın metraja yansımasına odaklanıyoruz.

Yönetmelik çerçevesi: bindirme boyunu belirleyen kurallar

Metrajı doğru çıkarmak için önce bindirme boyunun doğru alınması gerekir. TS 500'deki temel bağıntılar:

• Kenetlenme boyu: ℓb = 0,12·(fyd/fctd)·Φ ≥ 20Φ
• Çekme bindirmesi: ℓ0 = (1 + 0,5r)·ℓb; r, aynı kesitte eklenen donatının o kesitteki toplam donatıya oranıdır. Hepsi aynı kesitte eklenirse r = 1 ve ℓ0 = 1,5ℓb; yarısı eklenirse ℓ0 = 1,25ℓb.
• Büyük çaplar: Çapı 30 mm'den büyük çubuklarda bindirmeli ek yerine manşonlu ek kullanılır.

Ek yerini TBDY 2018 de sınırlar: kolon boyuna donatısının bindirmesi kolon serbest yüksekliğinin orta üçte birinde yapılır ve bindirme bölgesinde boyuna donatı oranı %6'yı geçemez. Ek yeri değişmez ama bindirme boyu her katta tekrarlanır; metrajdaki etkinin büyük kısmı buradan gelir. Kolonlar için ayrıntı kolon bindirme yeri yazısında.

C30 beton ve B420C çelik için ℓb ≈ 34,3Φ'dir. Bu değerle bindirme payları:

(Birim ağırlık π·d²/4·7850 bağıntısından; değerler yuvarlatılmamış hesabın santimetreye yuvarlanmış hâlidir. Farklı beton/çelik sınıfında ve üst bölgedeki yatay çubuklarda değerler değişir.) Ağırlık tablosunun tamamı için inşaat demiri ağırlık tablosu yazısına bakabilirsiniz.

Örnek 1: kolonlarda bindirme payı

Kolon 50×50 cm, 12Φ20, kat yüksekliği 3,00 m, C30/B420C. Bütün çubuklar aynı kesitte (orta üçte birde) eklendiği için r = 1 alınır: ℓ0 ≈ 103 cm, uygulamada 105 cm.

1. Bir çubuğun bir kattaki boyu: 3,00 + 1,05 = 4,05 m
2. Bindirmenin bu boydaki payı: 1,05 / 4,05 ≈ %26
3. Bir kolonun bir kattaki bindirme demiri: 12 × 1,05 × 2,466 ≈ 31,1 kg
4. Bindirmesiz boyuna donatı: 12 × 3,00 × 2,466 ≈ 88,8 kg

Yani bu kolonda her kat, geometriden hesaplanan boyuna donatının üzerine yaklaşık %35 bindirme ekler. 10 katlı, katında 20 kolon olan bir binada toplam 31,1 × 20 × 10 ≈ 6,2 ton yalnızca kolon bindirmesidir. Bu miktar metrajda unutulursa, sipariş en az bu kadar eksik kalır.

Perdelerde de aynı hesap geçerlidir, ama çubuk sayısı çok daha fazladır. 4 m uzunluğunda, 25 cm kalınlığında bir perdenin gövdesinde iki yüzde Φ12/20 düşey donatı olsun: yaklaşık 2 × 21 = 42 çubuk. C30/B420C ve r = 1 için Φ12'de ℓ0 ≈ 1,5 × 34,3 × 12 ≈ 62 cm, birim ağırlık ≈ 0,888 kg/m; bir katta 42 × 0,62 × 0,888 ≈ 23 kg yalnızca gövde bindirmesi eder. Uç bölgelerindeki büyük çaplı çubuklar bunun üzerine eklenir. Çekirdek perdeli yüksek binalarda perde bindirmeleri toplam demirin kayda değer bir kısmını oluşturur.

Örnek 2: döşeme ve kirişlerde 12 m sınırı

26 m uzunluğunda sürekli bir döşeme şeridinde alt donatı Φ10/15 olsun. 12 m'lik stok boyla en az üç çubuk ve iki ek gerekir. Döşemede ekler şaşırtıldığı için r = 0,5 alınırsa ℓ0 ≈ 43 cm, uygulamada 45 cm.

• Bir sıradaki toplam çubuk boyu: 26,00 + 2 × 0,45 = 26,90 m
• Bindirme payı: 0,90 / 26,00 ≈ %3,5
• 5 m genişliğindeki şeritte 5 / 0,15 + 1 ≈ 35 sıra → 35 × 0,90 × 0,617 ≈ 19,4 kg bindirme

Döşemede oran kolona göre küçüktür, ama büyük alanlarda toplanır. Ek sayısını belirleyen asıl şey kesim planıdır: 26 m'yi 12 + 12 + 2,9 m olarak bölmek yerine 9,0 + 9,0 + 8,9 gibi eşit parçalara ayırmak ek sayısını değiştirmez ama artan parçaları (fireyi) farklı biçimde üretir. Döşemedeki 12 m kuralı ve ek yerlerinin seçimi için döşemede 12 metre kuralı ve bindirme, fire tarafı için 12 metre kesim planı ve fire yazılarına bakabilirsiniz.

Örnek 3: büyük çaplarda bindirme mi, manşon mu?

Bindirme boyu çapla doğrusal büyür, birim ağırlık ise çapın karesiyle. Bu yüzden bir ekteki demir miktarı çapın yaklaşık küpüyle artar:

Φ28'de tek bir ek 7 kg demir eder; 24 çubuklu bir kolonda bir kattaki bindirme 168 kg'a çıkar. Bu noktada manşonlu ek yalnızca teknik değil, malzeme açısından da değerlendirilmeye değer bir seçenektir. Çapı 30 mm'yi aşan çubuklarda ise bindirme yerine manşon kullanılır; manşonlu ekte bindirme payı yoktur ama manşon adedi metrajda ayrı bir kalem olarak sayılmalıdır. Manşon bölgesi kolonun bindirme bölgesindeki donatı yoğunluğunu da azaltır.

Metrajda bindirmenin doğru sayılması

1. Bindirmeyi pozun boyuna ekleyin. Bindirme ayrı bir poz değildir; kolonda bir kat çubuğunun boyu “kat yüksekliği + ℓ0”dır, döşemede çubuk boyu kesim planına göre parçalanır ve her parçaya bindirme payı eklenir.
2. Bir eki bir kez sayın. Ekteki fazlalık bir ℓ0'dır. İki çubuğun ikisine de ℓ0 eklemek metrajı şişirir.
3. Kancaları ayrıca ekleyin. Bindirme ile kanca payı farklı kalemlerdir; kanca boyları için kanca boylarının metraja etkisi yazısına bakabilirsiniz.
4. Sabit “40Φ” kabulüne dikkat edin. Yuvarlatılmış sabit değerler belirli beton/çelik ve ek oranı için geçerlidir. C30/B420C ve r = 1 için gerçek değer ≈ 51Φ'dir; 40Φ ile hesaplanan metraj her ekte ≈ 11Φ eksik kalır.
5. Kesim planıyla kontrol edin. Metrajdaki toplam boy, kesim planındaki 12 m'lik çubuk sayısıyla tutarlı olmalıdır.

Çizimden üretilen metrajda bu kurallar otomatik uygulanır: KNCad gibi bir statik detay programı döşemede 12 m stok boyunu ve bindirmeyi dikkate alarak poz boylarını hesaplar ve metraj tablosuna aktarır. Elle metrajda ise yukarıdaki adımların her biri ayrı ayrı kontrol edilmelidir.

Ek sayısını ve bindirme payını azaltmak

• Çubuk boylarını stok boyuna yakın seçmek. Döşeme ve kirişlerde 12 m'ye yakın çubuklar ek sayısını en aza indirir.
• Ekleri şaşırtmak. Aynı kesitte eklenen oran %50'ye düştüğünde ℓ0, 1,5ℓb'den 1,25ℓb'ye iner; bu her ekte yaklaşık %17 tasarruf demektir. Şaşırtmanın ek mesafe gerektirdiğini ve yönetmelik koşullarına uyması gerektiğini unutmayın.
• Beton sınıfını doğru değerlendirmek. Daha yüksek beton sınıfı fctd'yi artırır ve ℓb'yi kısaltır; C25 yerine C30 kullanıldığında B420C için ℓb ≈ 37,6Φ'den ≈ 34,3Φ'ye iner.
• Büyük çaplarda manşon. Φ25–Φ28 aralığında maliyet karşılaştırması yapın; Φ30'u aşan çaplarda zaten manşon kullanılır.
• Gereksiz ek yerinden kaçınmak. Kısa açıklıklarda çubuğu bölmek, “daha kolay taşınır” gerekçesiyle ek sayısını artırır.

Sık hatalar ve kontrol listesi

Sık hatalar: bindirmeyi metrajda hiç saymamak; aynı eki iki kez saymak; her beton sınıfında aynı sabit bindirme boyunu kullanmak; üst bölgedeki yatay çubuklarda TS 500'ün aderans katsayısını unutmak; Φ30'u aşan çaplarda bindirme çizmek; manşon adedini metraja koymamak.

• ℓb ve ℓ0 projedeki beton ve çelik sınıfıyla mı hesaplandı?
• Kolonlarda her kat için ℓ0 çubuk boyuna eklendi mi?
• Döşeme ve kirişlerde ek sayısı kesim planıyla uyumlu mu?
• Her ek bir kez mi sayıldı?
• Φ30 üzeri çubuklar manşonlu mu, manşon adedi metrajda mı?
• Toplam bindirme demiri ayrı bir kontrol satırında görülebiliyor mu?