Bağ Kirişleri

Bağ Kirişleri Nasıl Olmalıdır?

Plan geometrisi kat bazında değişmeyen, düzenli geometriye sahip perde duvarlı betonarme sistemlerin deprem etkisinde güvenliğinin sağlanmasında, bağ kirişleri kullanımının yapı davranışına olumlu katkı sağladığı bilinmektedir. Boşluksuz perde duvarlar, yatay bağ kirişleriyle bağlanarak, yatay kuvvetlere karşı birlikte çalışan ve yüksek yatay rijitliğe sahip olan karma sistemlere dönüşebilmektedir. Bağ kirişlerin bağlanma şekilleri, bağ kiriş ve boşluksuz perde duvarların yükleri doğru aktarması için önemlidir.

Perdelere tekil olarak gelen devrilme momentleri ile bağ kirişlere gelen eksenel ve kesme kuvvetlerinin güvenilir bir şekilde taşınması bağ kiriş-perde duvar taşıyıcı elemanlarının doğru bir şekilde ankre edilmesine bağlıdır. Bu çerçevede yapılan analitik ve deneysel araştırmalar doğru tasarlanmış bağ kirişlerin, deprem kuvvetlerini etkili bir şekilde karşılayarak yüksek enerji yutma kapasiteleri sergiledikleri görülür.

Bağ Kirişleri Çeşitleri

Betonarme bağ kirişleri davranışları, derinlik / açıklık oranına bağlıdır. Oranın 2’den küçük olduğu durumlarda bağ kirişlerde eksenel kuvvet ve kesme kuvvetini karşılayan diyagonal donatı demetleri kullanılır. Bu demetler yüksek kesme kapasitesine sahip olması gereken bağ kirişlerin kesme kapasitelerini arttırır. Bağ kirişler güçlü ve rijit elemanlar olmalıdır. Perdeler arasında bağlantı görevi görmelidir.

Bağ kirişler hedef performansa perdelerden önce vararak sünek bir davranış sergilemelidir. Diyagonal donatı demetleriyle donatılmış bağ kirişler , bir eleman üzerinde oluşan kuvvet çiftlerinin oluşturduğu kesme kuvvetini etkin bir şekilde karşılayabilmektedir. Gelen etkinin karşılanabilmesi için betonarme bağ kirişler, farklı donatı detayına göre alt sınıflara ayrılabilir. Geleneksel bağlantılı kirişler, diyagonal bağlantılı kirişler, eşkenar konfigürasyonlu kirişler farklı bağlantılı bağ kirişlere örnektir.

Kiriş Donatı Yerleşimleri
Kiriş Donatı Yerleşimleri
Diyagonal donatılı kiriş
Diyagonal donatılı kiriş

Betonarme bağ kirişlerde diyagonal donatı demeti kullanılması uygulama aşamasında bazı zorluklara neden olabilmektedir. Donatının beton ile aderansının sağlanması için donatı demetinin, betonun içerisine yönetmelik tarafından verilen değerlere göre uzatılması gerekir.
Bağ kirişlerinde olması gereken en uygun hasar şekli eğilme ve kesme hasarlarının beraber olduğu hasar şeklidir. Bu durumda bağ kirişi öncelikle çift eğrilikli olarak eğilmeye çalışır ve kiriş uzunluğu boyunca eğilme çatlakları gelişmeye başlar.

Bağ Kiriş test düzeneği
Bağ Kiriş test düzeneği

Fakat bağ kirişine gelen yüklerin artmasıyla beraber kirişin bel verme bölgesinde kesme etkisiyle ilk diyagonal çatlak oluşmaya başlar. Diyagonal çekme ve basınç etkisiyle çatlak açılarak, kiriş orta bölgesinden köşelere doğru yayılmaya başlar. Eğilme ve kesme etkisi ile basınç köşelerindeki donatılarda bel verme oluşur ve beton yüzeyin çoğu diyagonal olarak çatlar. Basınç bölgelerindeki beton tamamen döküldüğünde kiriş yük taşıma kapasitesine ulaşır.

Çelik bağ kirişleri, enerji yutma kapasitelerinin yüksek olması ve uygulama aşamalarının rahat olmasından dolayı betonarme bağ kirişlere göre daha avantajlıdır. Ayrıca bağlantı noktalarındaki rijitlik parametrelerinin belirlenmesi açısından da kolaylık sağlamaktadır. Çelik bağ kirişler, betonarme binalarda betonarme bağ kiriş kesitinin yeterli olmadığı ya da kullanılan donatıların fazla olduğu durumda alternatif olarak kullanılabilir. Bu şekilde donatı-kalıp metrajını da azaltarak ekonomik çözüm sağlar. Çelik bağ kiriş elemanları, perde duvarlara takviye edilerek veya gömülü şekilde bağlanabilmektedir.

San Fransisko-Oakland Köprüsü
San Fransisko-Oakland Köprüsü Çelik Bağ Kirişi

Bağlantı noktalarının detaylandırılmasında kesme çivisi kullanılabileceği gibi çelik profiller perde donatılarına kaynaklama yoluyla da bağlanabilmektedir. Kullanılan kesme çivileri gömülü ara çelik levhalarla desteklenebilmektedir. İlave kaynaklı uzantıların ise, gömme bölgesinin yeterince uzun olması ve kiriş-duvar ara yüzünde çatlamayı kontrol etmek için yeterli seviyede sınır çelik levha elemanı takviye edilmesi şartıyla uygulanabilir.

Yapılan tüm birleştirme yöntemlerinde betonarme boşluksuz perde ile çelik bağ kirişin doğru bir şekilde ankre edildiği kontrol edilmelidir. Yük aktarımı sırasında perde elemanlara doğru şekilde yük aktarımı gerçekleşmelidir. Çelik bağ kiriş tasarımı, kesme baskın göçme davranışı gösterecek şekilde yapılabilir ve bu durum enerji yutma kapasitesinin daha etkin hale gelmesini sağlar. Çelik bağ kirişlerinin tasarımında, kirişin dönme açısı, kesit rijitliğinin belirlenmesi açısından önemli rol oynar.