Sargılı beton ve sargı özelliğine etki eden faktörler
Betonarme elemanlarda enine donatılar kullanılarak betonun çekirdeğine taraf yanal basınç uygulanması ilkesine sargılı beton ilkesi denir. Poisson ilişkisine bağlı olarak; betona herhangi bir eksenel yük uygulanması durumunda bu yük doğrultusuna dik doğrultuda betonda şekil değiştirme meydana gelmektedir. Eksenel yük; betonarme elemanlar üzerinde dayanım yönünden olumsuz bir etki oluşturur. Sargılı beton; bu olumsuz etkiyi azaltmak için kullanılır. Sargılı beton kullanılması halinde donatılar, eksenel yükten dolayı oluşacak olan dik şekil değiştirmeye karşı koyar ve dolayısıyla üç eksenli gerilme durumu oluşturup; betonun dayanımını ve sünekliliğini artırır.
Bütün betonarme elemanlarda sünekliği ve dayanımı arttırmaya olanak sağlayan boyuna donatılar etrafında sarılı enine donatılar bulunur. Bu enine donatılar sürekli sarmal şeklinde fretler ve kapalı etriyeler olmak üzere iki farklı şekilde kullanılabilmektedir. Beton çekirdeğine sargı etkisi oluşturan enine donatılarda kullanım miktarı ve kullanım şekli çok önemlidir.
Enine Donatı Miktarı: Hem yönetmelikler hem de kitaplarda etriye yani enine donatı miktarı; boyutsuz bir şekilde, etriye hacminin sarılmış çekirdek hacmine oranıyla elde edilir ve hacimsel enine donatı oranı olarak adlandırılır (??). Eksenel kuvvet etkisinde enine donatı miktarı (hacimsel enine donatı oranı) arttıkça betona uygulanan yanal basınç artar ve bu sebeple hem betonun dayanımı hem de sünekliği de ciddi oranda artacaktır.
Enine Donatı Aralığı: Etriye donatı aralığı azaldıkça; betonun yanal şekil değiştirmesi daha fazla sınırlanmaktadır. Bu da eksenel yük altında sargı etkisini arttırmakta ve dolayısıyla süneklik ve dayanımını artırmaktadır.
Enine Donatı Dayanımı: Yanal basınç, etriyenin dayanımının da bir fonksiyonudur. Etriye donatısının sargı etkisinin artmasında akma dayanımının yüksek olmasının etkisi büyüktür. Akma dayanımı arttıkça sargı etkisi de artmaktadır.
Enine Donatı Düzeni: Enine donatı kullanım şekillerinin sargılama bölgesine etkileri açıkça görüldüğü üzere dikdörtgen etriyelerde sargılamanın etkili olduğu bölge, dairesel etriyeli betonarme elemanlara göre daha az olduğu aşikardır. Bu sargılama bölgesinin azalması ile birlikte süneklik ve dayanım azalmaktadır.
Beton Dayanımı: Artan beton dayanımı ile beklendiği üzere beton gevrekleşir ve yanal şekil değiştirmesi azalır. Fakat bu durum, etkili yanal sargı basıncının düşmesine, sargı etkisinin azalmasına neden olmaktadır. Bu sebeplerden dolayı eksenel yük altında betonun hem sünekliği hem de dayanım azalmaktadır.
Boyuna Donatı Düzeni: Sargılama üzerinde çok fazla etkisi yoktur, ancak boyuna donatı düzeninin simetrik olmasına çok fazla dikkat etmek gerekir. Enine donatı düzenini daha etkili bir hale getirmek ve beton çekirdeğini daha olumlu yönde sarması için büyük çaplara sahip az sayıda donatı kullanmaktan kaçınılmalıdır. Bunun yerine çapları küçük fakat çok sayıda donatı kullanılması tercih edilmelidir.
