Kesme kırılması ve Betonarme taşıyıcılarda kesme kuvveti etkisi

Kiriş, kolon, perde, vb. betonarme yapı elemanlarında kesme kırılması dikkat edilmesi gereken sorunlardandır. Bu betonarme elemanlarda kesme kuvveti aktarım şekli benzer durumda olmasına rağmen çatlama, göçme şekilleri ve davranışları birbirlerinden tamamen farklıdır. Tekil yüke maruz kalan bir kiriş elemanı düşünüldüğün de kesme açıklığının kiriş etkili yüksekliğine oranı (a/d) kesme açısından kırılma davranışını etkileyen ve dikkat edilmesi gereken en önemli parametredir. Bu oran aynı zamanda M/(Vd) terimleri ile de ifade edilmektedir. M/(Vd) terimi daha çok tasarımda ve daha geniş yükleme olduğu durumlarda kullanılır. Birbiriyle ilişkili olan eğilme gerilmesi, kayma gerilmesi ve basınç gerilmesindeki değişim, M/(Vd) oranının değişmesi ile de değişir.

İki eksenli gerilme durumu, herhangi bir elemanda ancak eğilme momenti ve kesme kuvveti etkisi altında ortaya çıkar. Bir kirişte yeteri kadar kesme donatısı (etriye) bulunmadığı takdirde uygulanan yükün artması ile beraber mesnetlere yakın olan bölgelerden henüz eğilme mukavemetine ulaşmadan yaklaşık 45° yatay eğimli asal gerilmeler ve çatlaklar oluşarak kırılma meydana gelebilir.

Kirişler: Betonarme ve öngerilmeli beton kirişlerde a/d ya da M/(Vd) =2~6 olması durumunda kesme ve eğilme etkilerine bağlı olarak eğik çatlaklar oluşur. Oluşan bu eğik çatlakların yatayla arasında yaptığı açı 30°~60° arasındadır. Kirişlerde çok farklı kesme kırılması tipleri oluşur. Fakat bu tiplerden birisi ile daha çok karşılaşılır. Bu çok karşılaşılan kesme kırılmasında eğik çatlakların üzerindeki basınç kenarlarının ezilmesi ya da kayması sebebiyle çekme donatılarında meydana gelen yarılmalardan dolayı oluşan göçme biçimidir.

Yüksek kirişlerde oluşan kesme kırılması ise normal kirişlerdekinden daha farklı olmaktadır. Yüksek kirişlerde meydana gelen çatlaklar normal kirişlere yapısı gereği daha dik çatlaklar (yaklaşık 60°) oluşmaktadır. Çatlakların daha dik oluşması sebebiyle kesme kuvvetinin aktarılma yeteneği çok daha önemlidir.

Perdeler: Yükseklik/genişlik oranının fazla olduğu perdelerde bu oranın fazla olması sebebiyle, momentleri oldukça yüksek normal kuvvetleri ise bir o kadar düşüktür. Bu aktarım yükleri, perdelere kat döşemeleri seviyesinde etkir.

Kolonlar: Depremde oluşan kesme kuvveti etkileri ile kolonlar kırılabilirler. Bu kesme etkisi ile oluşan kırıklar iki şekilde görülebilir: a) Tıpkı eksenel kuvvet etkisindeki kirişte olduğu gibi eğik çatlaklar oluşturarak; b) Kolonun çekirdek bölgesinde oluşan çatlaklardan dolayı kolonun tamamen tamamen göçmesi durumu

Kolon-Kiriş Birleşimleri: Betonarme elemanların birleşim bölgelerinde karşılanamayan sismik yük ve ağırlıklardan dolayı eğik çatlaklar oluşabilir.

Döşemeler ve Temeller: Döşemeler ve temeller gibi yapı elamanları da kesme kuvveti etkisine maruz kalabilirler. Bu birimlerde daha çok zımbalama kesme kuvveti etkilidir. Kolonlardan döşemelere moment aktarıldıkça artarken, kesitin ya da elemanın kesme kapasitesi azalır. Bu sebeplerden dolayı bu yapılarda kırılmalar dış kolon birleşimlerindekilere, ya da; ya yükleme durumlarından ya da kolona bitişik durumdaki boşluklardan dolayı moment aktarımının olduğu birleşimlerdeki kırılma biçimine benzemektedir.