Kolon taşıyıcı olarak hangi etkilere maruz kalır?
Betonarme yapılarda kullanılan kolon elemanların, üzerine gelen düşey yükleri ve konumuna göre maruz kaldığı yatay yükleri, emniyetli bir şekilde taşıması gerekmektedir. Kolonların daha çok düşey yüklere maruz kaldığı düşünülürse bu yüklerin en büyük kısmı iç kolonlarda karşılanmaktadır. İç kolonlardan sonra sırasıyla kenar kolonlar ve köşe kolonlar düşey yüklere maruz kalmaktadır.
Deprem veya herhangi bir sarsıntı sırasında ise yapıya yatay yüklerin de etkiyeceği düşünülürse köşe kolonların daha sağlam yapılması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Çünkü yatay yüklerin en büyük kısmı köşe kolonlara etki etmektedir. Sözü edilen bu durumdan dolayı düşey yüklerin köşe kolonlara az miktarda tesir ettiği tespitine dayanılarak zayıf imar edilen köşe kolonlara yatay yükler etki ettiğinde deforme olur ki bu da yapıdaki mukavemeti olumsuz yönde etkilemektedir.
Kolonlarda boyuna donatının kullanımında gerekli olan düzenlemeler süneklilik açısından yüksek ve normal olanlar için gerekli ve geçerli olmaktadır. Donatı eklerinin kolonun alt kısmında yapılması durumunda ise, yüksek oranlı donatı kullanılan kolonlarda enine donatının ek kısmının tamamında kullanılması zorunluluğu yokken normal oranlı donatı kullanılan kolonlarda zorunlu olmaktadır. Kolonlarda kullanılacak olan enine donatının minimum ve maksimum değerleri, kolonun sarılma bölgelerinin durumuna göre belirli standartlara göre verilmektedir.
Kolonlarda kullanılan donatılara ek yapılacağı zaman bu eklemenin kolonun orta kısımlarına yapılması gerekmektedir. Donatı çapının 26 mm veya daha küçük değerlerde olduğu kolonlarda bindirmeli olarak ek yapılmaktadır. Yapılan ekler, seviye olarak kat hizasında ve boyuna donatının maksimum %50 si aynı kesitte ilave ediliyor ise, bindirmenin boyu minimum 1.25 değerinde ve işlem sırasında sargı donatının kullanılması gerekmektedir. Sargı donatı aralığı, minimum değerdeki kesit ebatlarının %30 undan ve 10 cm den büyük olmamasına özen gösterilmesi gerekmektedir. Eklemelerde sargı donatı kullanılmadığı takdirde ortaya çıkarılan kesitin mukavemeti istenilen seviyede olmayabilir. Deprem koşullarına göre iyi hazırlanmış yapılarda kolon kesit ebatları mümkün olduğu kadar az değişime uğratılması gerekmektedir.
Kolon elemanlarda Burkulma ve Kesme Kuvvetleri
Yapılarda kullanılan kolonlara etkiyen kuvvetler ve bu kuvvetlerin binanın taşıma kapasitesini aşması sebebiyle kolonda gevrek ve ani bir deforme meydana gelebilir. Burkulma kuvveti etkisinde kalan boyuna donatılar burkulmakta ve dışta kalan beton deforme olmaktadır. İfade edildiği şekilde hasarlanan kolonlarda ani yıkılmalar görülebilir. Hasar sonrasında sadece deforme olan kolon değil bu kolonun taşıdığı kirişlerde geniş çaplı bir güçlendirmeye tabi tutulması gerekmektedir.
Kolonlarda meydana gelen eğilme momentinin asıl sebebi, düşey yükler olmayıp deprem, rüzgar ve sarsıntı gibi yatay yükler olmaktadır. Sözü edilen bu yüklere karşı kolonlar, diğer yapı elemanları ile monolitik bir sistem çerçevesinde çalışmaktadır. Kolonlar bu yüzden sadece düşey ve eksenel yüklere değil bu yüklerin yanında yatay yüklere maruz kalmaktadır. Bu husus bina yapım aşamasında hassasiyetle üzerinde durulması ve gerekli emniyetin sağlanması için mutlaka icra edilmesi gereken bir husus olmaktadır.
İki doğrultuda bileşik eğilme etkisi genelde köşe kolon dediğimiz iki doğrultuda kuvvetin altındaki sistemlerde görülmektedir. Bu tip kolonların uygunluk ve denge bağıntılarını matematiksel olarak çözümlemek oldukça zor olmakta ve bunun yerine bazı yöntemler geliştirildiği ifade edilmektedir.
Bileşik eğilmeye maruz kalan kolonda mukavemetin sağlanması için kullanılacak en etkili donatı basınç ve çekme yüzeylerine yerleştirilmiş olan donatılar olmaktadır. Çünkü bu kesitlerde donatılar yüksek kapasitede olmakta ve en çok deformasyona bu kesitler uğramaktadır. Tarafsız eksen etrafında yer alan ara donatılar ise kuvvet ve momentlerden çok etkilenmediği gibi deforme de olmamaktadırlar. Ara donatılar deforme olmamalarına karşın her iki tarafında da donatı kullanılan ve eksantrik olarak yükleme yapılmış kolonlarda tarafsız eksen kesitin içinde varsayılmaktadır. Sözü edilen bu varsayım neticesinde çekme donatısı olarak isimlendirilen donatı da basınç etkili donatı olmakta, ancak aralarında ayrım yapılabilmesi için çekme olarak ifade edilmektedir.
Betonarme yapıların taşıyıcı sistem olarak değerlendirildiği durumlarda en büyük sorunlardan birisi, kesme kuvvetinin etkisi olmaktadır. Taşıyıcı sistemlerde momentlerin karşılanabildiği kirişlerde kesme dayanımının düşük olması sebebiyle gevrek kesme kırılması meydana gelebilir. Kolon elemanlarının dışından farklı şekillerde yapılan kelepçelemenin kolonların kesme dayanımını artırdığı gibi yapıya süneklik kazandırdığı da belirtilmektedir.
