Döşemede 12 metre kuralı ve bindirme: nereden bölünür?

Döşemede 12 metre kuralı nedir?

Piyasada nervürlü inşaat demiri çoğunlukla 12 metrelik çubuklar halinde satılır; ince çaplar kangal olarak da bulunabilir, ama döşeme detaylarında esas alınan stok boyu genellikle 12 metredir. Döşeme, kiriş veya radye boyunca 12 metreden uzun bir donatı gerektiğinde bu donatı tek parça olarak konamaz. Çizimi yapan mühendis donatıyı bilinçli olarak bölmeli, bölme yerini ve bindirme boyunu detayda göstermelidir. Ofislerde buna kısaca 12 metre kuralı denir.

Kural bir yönetmelik maddesi değil, malzeme tedarikinden doğan bir çizim zorunluluğudur. Ama sonuçları doğrudan yönetmelikle ilgilidir: bindirmenin yeri, boyu ve aynı kesitte eklenen çubuk oranı TS 500'ün kenetlenme ve bindirme kurallarına tabidir. Farklı stok boyunda malzeme kullanılacaksa (ör. özel sipariş), bölme hesabını o boya göre yapın ve tedarikçiden teyit edin.

Neden önemli? Çizimde bölünmeyen donatının sahadaki karşılığı

12 metreyi aşan bir donatı çizimde tek çubuk olarak gösterilirse iki sorun çıkar:

• Bölme yerini demirci seçer. Demirci çubuğu, kendi kesim planına uygun gelen herhangi bir yerden böler. Bu yer, alt donatının en çok zorlandığı açıklık ortası olabilir. Üstelik bütün çubuklar aynı kesitte eklenir ve o kesit zayıflar.
• Metraj eksik çıkar. Bindirme boyu hesaba katılmadığı için her eklenen çubukta bindirme kadar demir eksik sayılır. Büyük döşemelerde bu fark birkaç yüz kilogramı bulabilir. Konunun ayrıntısı için bindirme boyunun metraja etkisi yazısına bakabilirsiniz.

Detayda bölme yerini ve bindirmeyi gösterdiğinizde hem uygulamayı kontrol altına alırsınız hem de demir siparişini doğru verirsiniz.

Bindirme nereden yapılır? Alt ve üst donatı için kurallar

Temel ilke: Donatı, en az zorlandığı yerde eklenir. Sürekli bir döşemede moment dağılımı bu yerleri belirler:

Uygulamada dikkat edilecek noktalar:

• Alt donatıyı kenar mesnette eklemekten kaçının; kenar mesnette alt donatının kenetlenmesi zaten sınırlı bir boyda sağlanır.
• Konsol döşemelerde üst donatı taşıyıcı donatıdır; konsol kökünde ve mesnete ankraj bölgesinde ek yapmayın. Ayrıntı için konsol döşeme donatısı yazısına bakın.
• Pilye (kırma) donatı kullanılıyorsa kırma noktaları ile ek yerinin çakışmamasına dikkat edin.
• Ek yeri, döşemedeki büyük boşlukların kenarına denk gelmesin; boşluk kenarı zaten takviye gerektiren bir bölgedir.

Alt ve üst donatının döşemedeki genel dağılımı için döşemede alt ve üst donatı yazısı tamamlayıcıdır.

Bindirme boyu nasıl hesaplanır?

TS 500'e göre çekme donatısının kenetlenme boyu ℓb = 0,12 · (fyd / fctd) · Φ bağıntısıyla bulunur ve 20Φ'den az olamaz. Bindirme boyu ise ℓ0 = (1 + 0,5r) · ℓb'dir; burada r, aynı kesitte eklenen çubukların toplam çubuklara oranıdır. Yani bindirmeleri kademelendirdikçe r küçülür, bindirme boyu kısalır.

Sayısal örnek (C30, B420C, Φ10):

• fyd = 420 / 1,15 ≈ 365 MPa
• fctk = 0,35·√30 ≈ 1,92 MPa, fctd = 1,92 / 1,5 ≈ 1,28 MPa
• ℓb = 0,12 · (365 / 1,28) · 10 ≈ 343 mm (20Φ = 200 mm'den büyük, geçerli)
• Bütün çubuklar aynı kesitte eklenirse (r = 1): ℓ0 = 1,5 · 343 ≈ 515 mm, yuvarlanırsa 52 cm
• Çubukların yarısı aynı kesitte eklenirse (r = 0,5): ℓ0 = 1,25 · 343 ≈ 429 mm, yuvarlanırsa 43 cm

Beton sınıfı düştükçe fctd azalır ve bindirme boyu uzar. Bindirme boyunun genel mantığı ve diğer elemanlardaki karşılıkları için bindirme boyu nedir yazısına bakabilirsiniz. Tasarımınızda kullanılan beton ve çelik sınıfıyla hesabı mutlaka kendiniz yapın.

Adım adım: 15,8 metrelik döşeme donatısını bölmek

Üç açıklıklı sürekli bir döşeme düşünelim: açıklıklar 4,8 + 6,0 + 4,8 m, kenar kirişlere uzanan kısımlarla birlikte alt donatının toplam boyu 15,80 m. Alt donatı Φ10/15, döşeme genişliği 6,0 m, beton C30. Yukarıdaki hesapla kademeli bindirme boyu 43 cm.

1. Ek yerini seç: Alt donatı için uygun yerler iki iç mesnettir. Çubuk başlangıcından ölçülürse (her iki uçta 10 cm kenar uzantısıyla) iç mesnet aksları x = 4,90 m ve x = 10,90 m olur.
2. Birinci çubuk tipini oluştur: Bindirmeyi 10,90 m mesnedinin ortasına yerleştir. Çubuk A: 0 – 11,12 m (11,12 m), çubuk B: 10,68 – 15,80 m (5,12 m). İkisi de 12 m'nin altında.
3. Kademelendir: Komşu çubuklarda eki diğer iç mesnede taşı. Çubuk C: 0 – 5,12 m (5,12 m), çubuk D: 4,68 – 15,80 m (11,12 m). Böylece her mesnette çubukların yarısı eklenir, r = 0,5 olur.
4. Yerleşimi göster: A+B ve C+D çiftleri sırayla dizilir. Detayda iki ayrı poz ve bindirme bölgesi ölçüsüyle gösterilir.
5. Metrajı kontrol et: 6,0 / 0,15 + 1 = 41 çubuk sırası var. Her sırada bir bindirme olduğundan ek demir 41 × 0,43 = 17,6 m; Φ10'un birim ağırlığı π·10²/4·7850 ≈ 0,617 kg/m olduğundan yaklaşık 10,9 kg.

Tek bir döşemede bu fark küçük görünür. Ama bir katta onlarca döşeme şeridi, kalın çaplar ve radye temelde iki yönlü iki ağ olduğunda fark tonlara çıkar. Parçaların 12 metrelik çubuklardan nasıl kesileceği ise ayrı bir optimizasyondur: 12 metre kesim planı ve fire.

Kademeli bindirme ve detayda gösterim

Bütün çubukların aynı kesitte eklenmesi o kesitte iki sorun yaratır: donatı yoğunlaşır ve beton yerleşimi zorlaşır, ayrıca r = 1 olduğundan bindirme boyu en uzun değerini alır. Kademeli düzende ekler komşu çubuklarda farklı kesitlere kaydırılır. En yaygın uygulama, ekleri bir çubuk atlayarak iki farklı mesnede dağıtmaktır.

Detayda şunlar görünmelidir:

• Her parça için ayrı poz numarası, çap, boy ve adet
• Bindirme bölgesinin başlangıç ve bitiş ölçüsü (mesnet aksına göre)
• Kademeli düzenin hangi çubuklarda olduğu (ör. «ekler bir atlayarak» notu ya da açılımda iki ayrı çubuk sırası)
• Döşeme planında ek bölgesinin işaretlenmesi

Bu bölme ve kademelendirme işini KNCad gibi bir statik detay programı döşeme detayında 12 metre stok boyuna göre yapar ve bindirme boyunu metraja ekler; elle çiziyorsanız aynı mantığı yukarıdaki adımlarla uygulayın. Döşeme modülünün kapsamı için döşeme donatısı sayfasına bakabilirsiniz.

Sık yapılan hatalar

• Tek çubuk gösterip bölmeyi sahaya bırakmak: Ek yeri kontrolsüz kalır ve metraj eksik çıkar.
• Alt donatıyı açıklık ortasında eklemek: Ek, momentin en büyük olduğu kesite gelir.
• Bütün ekleri aynı kesitte yapmak: Kesit zayıflar, bindirme boyu r = 1 ile hesaplanması gerekirken kısa bırakılır.
• Bindirme boyunu sabit bir sayıyla geçmek: Beton sınıfı veya çap değiştiği halde aynı değer kullanılır.
• Parça boyunun 12 metreyi aşması: Bindirme payı eklendikten sonra parçanın 12 m'yi geçtiği gözden kaçar; ör. 11,80 m'lik bir parçaya 43 cm bindirme eklenince 12,23 m olur.
• Ek bölgesinin döşeme boşluğuna veya konsol köküne denk gelmesi.

Kontrol listesi

1. 12 metreyi aşan bütün donatılar bölündü mü; bindirme dahil parça boyları 12 m'nin altında mı?
2. Alt donatı ekleri iç mesnet bölgesinde, üst donatı ekleri açıklık ortası bölgesinde mi?
3. Ekler komşu çubuklarda kademelendirildi mi; r değeri hesapta doğru alındı mı?
4. Bindirme boyu projedeki beton ve çelik sınıfına ve çapa göre hesaplandı mı?
5. Konsol köklerinde ve kenar mesnetlerde ek yapılmadığı kontrol edildi mi?
6. Her parçanın pozu, boyu ve adedi detayda ve metraj tablosunda var mı?
7. Bindirme boyu metraja eklendi mi?
8. Kesim planı fireyi makul düzeye indiriyor mu?