İki kollu merdiven detayı: sahanlık, mesnet ve donatı düzeni

İki kollu merdiven nedir?

İki kollu merdivende her kol kat yüksekliğinin yaklaşık yarısını çıkar. Birinci kol kat döşemesinden ara sahanlığa, ikinci kol ara sahanlıktan üst kat döşemesine ulaşır. Kollar planda yan yana, ters yönlerde uzanır; aralarında genellikle bir göz boşluğu ya da ince bir ayırıcı bulunur. Bu düzen merdiven kovasını kompakt tutar ve apartmanlarda merdiveni asansörle birlikte tek bir çekirdekte toplamayı kolaylaştırır.

Betonarme açıdan iki kollu merdiven, eğik plaklar ile yatay plakların birleşiminden oluşan bir sistemdir. Eğik plaktan yatay plağa geçilen her nokta bir kırık noktadır ve detayın en kritik yerleri bu noktalardır. Bir diğer kritik konu, merdivenin kat döşemelerini birbirine bağlayan çapraz bir eleman gibi davranarak deprem kuvvetlerinden pay almasıdır. Genel merdiven detay mantığı için merdiven kesiti nasıl çizilir yazısına da bakabilirsiniz.

Geometri ve ölçüler: sayısal örnek

Kat yüksekliği 300 cm, kol genişliği 120 cm olan bir merdivende:

• Rıht sayısı: 300 / 17 ≈ 17,6 → 18 rıht seçilirse rıht yüksekliği 300 / 18 = 16,7 cm.
• Her kolda 9 rıht. Son rıht sahanlığa çıktığı için kolda 8 basamak (marş) bulunur.
• Marş genişliği 29 cm seçilirse 2r + a = 2 × 16,7 + 29 = 62,4 cm; rahat merdiven için kullanılan 60–64 cm aralığında.
• Kolun yatay izdüşümü: 8 × 29 = 232 cm. Kol yüksekliği 150 cm.
• Eğim: tan α = 150 / 232 → α ≈ 32,9°. Eğik uzunluk: √(150² + 232²) ≈ 276 cm.

Ortak merdivenlerde en küçük kol genişliği, en büyük rıht yüksekliği ve en küçük basamak genişliği gibi sınırlar imar mevzuatı ve yangın yönetmeliğiyle belirlenir ve yapı kullanımına göre değişir; uygulamadan önce ilgili idareden teyit edilmelidir. Konunun ayrıntısı merdiven basamak ölçüleri yazısındadır.

Taşıyıcı sistem seçenekleri

Aynı mimari geometri birkaç farklı statik sistemle çözülebilir ve donatı düzenini sistem belirler.

Sahanlık mesnetli sistemde ara sahanlık, merdiven kovasındaki perdelere ya da bir sahanlık kirişine oturur. Her kol, kat kirişi ile sahanlık kirişi arasında kısa bir eğik plaktır. Kırık plak sisteminde ise ara sahanlığın altında mesnet yoktur; birinci kol, sahanlık ve ikinci kol birlikte kat kirişleri arasında açıklık geçer. Bu sistemde açıklık daha uzun, momentler daha büyüktür ve kırık noktalardaki donatı düzeni daha da önem kazanır.

Sahanlığın bir kolona kat ortasında bağlanması kolonu iki kısa parçaya böler ve kısa kolon etkisi oluşturabilir. Sahanlık mesnedi mümkünse perdeye veya ayrı bir kirişe verilmelidir.

Kolların donatısı

Her kolun ana donatısı eğim doğrultusunda, plağın alt yüzünde yer alır. Dağıtma donatısı ana donatıya dik, yani kol genişliği doğrultusunda konur. Mesnetlerde negatif momenti karşılamak için üst donatı verilir; sürekli kabul edilen ya da ankastre olan mesnetlerde bu donatı hesaptan gelir, basit mesnet kabul edilen uçlarda da çatlak kontrolü için konstrüktif üst donatı bırakmak yaygın bir uygulamadır.

Örnek: Plak kalınlığı hesapla 15 cm bulunmuş, ana donatı Φ12/15, dağıtma Φ8/20 olsun. 120 cm kol genişliğinde ana donatı adedi 120 / 15 + 1 = 9 çubuk. Sahanlık mesnetli sistemde bir ana donatı çubuğunun boyu: eğik uzunluk 276 cm + alt uçta kat kirişine ankraj + üst uçta sahanlığa geçiş ve ankraj. Ankraj boyları beton ve çelik sınıfına göre ℓb = 0,12 (fyd / fctd) Φ bağıntısıyla ve en az 20Φ olarak hesaplanır.

Basamak üçgenleri çoğu projede plakla birlikte dökülür ve hesapta yük olarak alınır. Plak kalınlığı eğik plağa dik ölçülür; kesitte basamak üçgenlerinin altından değil, plağın kendisinden ölçülendirilmelidir.

Sahanlık donatısı ve kırık noktalar

Ara sahanlık bir döşeme gibi donatılır, ama mesnetleri olağan bir döşemeden farklıdır: bir kenarı perdeye ya da kirişe oturur, öteki kenarları kollarla birleşir. Kollarla birleşen kenarlarda donatı sürekliliği sağlanmalı, perdeye veya kirişe oturan kenarlarda sahanlık donatısı bu elemanlara ankre edilmelidir.

Kırık noktalarda çekme donatısı tek bir çubuk olarak iç köşeden kıvrılmamalıdır. Çekme altındaki kıvrık çubuk köşeyi düzleştirmeye çalışır ve iç köşedeki ince beton tabakasını iterek koparabilir. Doğru çözüm donatıların kırık noktada çaprazlanmasıdır: kolun alt donatısı sahanlığın üst yüzüne doğru uzanıp orada ankre edilir, sahanlığın alt donatısı da kolun üst tarafına devam eder. İç köşe her kırıkta aynı yüzde değildir: kolun üst ucunda (koldan sahanlığa geçişte) alt yüzde, alt ucunda (sahanlıktan ya da döşemeden kola geçişte) üst yüzde oluşur. Aynı kural, o yüzdeki çekme donatısı için geçerlidir; dış köşede ise donatı sorunsuz kıvrılabilir. Bu düzenin çizimli anlatımı sahanlık ve kırık noktalarda donatı yazısındadır.

İki kollu merdivende her kolda iki, toplamda dört kırık nokta bulunur. Her biri kesitte ayrı ayrı gösterilmeli, çaprazlanan çubuklar ayrı pozlarla verilmelidir.

Kat döşemesiyle birleşim ve deprem davranışı

Kolların kat döşemesine bağlandığı yerde merdiven donatısı kat kirişine ya da döşemeye yeterli ankraj boyunda uzatılır. Kat kirişi merdiven tarafından burulmaya zorlanabilir; kirişin bu etkiye göre hesaplanıp hesaplanmadığı kontrol edilmelidir.

Merdiven, iki katı birbirine bağlayan çapraz bir eleman gibidir. Deprem sırasında katlar arasında göreli öteleme oluştuğunda monolitik merdiven bu ötelemeye direnir, eksenel kuvvet alır ve bağlandığı elemanlara beklenmedik kuvvetler aktarabilir. Bu etkiyi azaltmak için bazı tasarımlarda merdivenin bir ucu kayıcı mesnetle ayrılır: kol, mesnedine bir derz ve kaymayı sağlayan bir ara katmanla oturur ve donatı bu uçta sürekli geçmez. Kayıcı mesnet seçilmişse detay da buna göre çizilmeli, sahada derzin kapanmaması sağlanmalıdır. Hangi yaklaşımın seçildiği hesap modeliyle tutarlı olmalıdır. Mesnet seçeneklerinin ayrıntısı için merdiven ile kiriş ve perde bağlantısı yazısına bakabilirsiniz.

Adım adım iki kollu merdiven detayı çizmek

1. Mimari geometriyi alın: Kat yüksekliği, rıht ve marş ölçüleri, kol genişliği, sahanlık derinliği ve kotları.
2. Sistemi seçin: Sahanlık mesnetli mi, kırık plak mı? Mesnet elemanlarını (kiriş, perde) belirleyin.
3. Plan çizin: Kolları, sahanlığı, basamak çizgilerini, çıkış okunu ve kesit hatlarını gösterin.
4. Boy kesiti çizin: Her kol için ayrı ya da iki kolu birlikte gösteren bir kesit; plak kalınlığı, kotlar ve mesnetlerle.
5. Donatıyı yerleştirin: Ana, dağıtma ve mesnet donatıları; kırık noktalarda çaprazlama.
6. Açılım ve pozları verin: Her farklı çubuk ayrı poz; kırık nokta çubukları ayrı.
7. Metrajı çıkarın: Her poz için adet, boy, ağırlık.
8. Notları ekleyin: Beton ve çelik sınıfı, paspayı, kayıcı mesnet varsa derz detayı.

Sık yapılan hatalar ve kontrol listesi

Sık yapılan hatalar:

• Kırık noktada alt donatının iç köşeden tek parça kıvrılması.
• Kırık plak sisteminde sahanlığın altına mesnet varmış gibi kısa açıklıkla donatı hesaplanması.
• Sahanlığın kolona kat ortasında bağlanması ve kısa kolon oluşması.
• Kol plağı kalınlığının basamak üçgeninin altından ölçülendirilmesi.
• Kayıcı mesnet öngörülüp detayda donatının sürekli çizilmesi.
• Rıht yüksekliklerinin kat yüksekliğine tam bölünmemesi; ilk ya da son basamağın farklı çıkması.

Kontrol listesi:

• Rıht sayısı × rıht yüksekliği = kat yüksekliği mi?
• Statik sistem kesitte ve hesapta aynı mı?
• Dört kırık noktanın her birinde çaprazlama var mı?
• Ana donatı eğim doğrultusunda, dağıtma ona dik mi?
• Ankraj boyları ℓb ≥ 20Φ koşulunu sağlıyor mu?
• Sahanlık mesnetleri perdeye ya da kirişe mi bağlı?
• Paspayı, beton ve çelik sınıfı notu var mı?

Merdiven detayında geometri değiştiğinde bütün eğik boylar ve pozlar yeniden hesaplanmalıdır; KNCad'in merdiven detayı modülü merdiven kesitini, donatısını ve poz etiketlerini AutoCAD veya GstarCAD içinde birlikte üretir.