Çelik Çubuk (Donatı çeliği) Deneyi

Betonarme yapılarda kullanılan çelik donatı çubuklarının mekanik özelliklerinin ilgili standartlara uygunluklarının incelendiği bu çalışmada; öncelikle çelik donatılar konusuyla ilgili standartlara değinilmekte ve donatıların sağlaması gerekli mekanik özellikler üzerinde durulmaktadır. Ardından, bir ilimizde
2012 yılında yapı denetim laboratuvarları tarafından gerçekleştirilmiş olan çelik çekme deneylerinin sonuçları istatistiksel olarak incelenmiş ve ilgili standart ve şartnamelere uygunlukları değerlendirilmiştir.

Şantiyeye getirilen çelikler kullanılmadan önce bağımsız bir laboratuvarda çekme deneyleri gerçekleştirilerek ilgili standart ve yönetmeliklere uygunluklarının tespit edilmesi şarttır. Betonarme yapılarda kullanılacak çelik çubukların taşıması gereken özellikler TS 708 [1] standardında ele alınmaktadır.

Bu standartta çeliklerin; kimyasal ve mekanik özellikleri, bükmeye elverişli olup olmadıkları, boyut ve kütleleri ile ilgili toleransları, çubukların yüzey geometrileri, incelemeler için gerekli numune sayıları gibi çeşitli sınırlamalar bulunmaktadır. Mekanik özelliklerine ve üretim yöntemlerine bağlı olarak çelikler çeşitli sınıflara ayrılmaktadır. Ülkemizde en yaygın kullanılan çelik sınıfı S420 sınıfı çeliklerdir. Nervürlü yüzeye sahip bu çeliklerin TS 708’e göre göre sağlaması gereken mekanik özellikleri Tablo 1’de verilmektedir.

Türkiye’de yapılan yapıların “Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik” [2] (kısaca afet yönetmeliği) hükümlerine uygun yapılması gereklidir. Bu yönetmeliğe göre çeşitli betonarme yapı elemanlarında S420’den daha yüksek dayanımlı donatı çeliği kullanılmasına izin verilmemektedir. 2007 tarihli Afet Yönetmeliğinin çelik donatılar ile ilgili koşulları ise şu şekildedir:

1. Donatı çeliğinin deneysel olarak bulunan ortalama akma dayanımı, ilgili çelik standardında öngörülen karakteristik akma dayanımının 1.3 katından daha fazla olmayacaktır.
2. Deneysel olarak bulunan ortalama kopma dayanımı, yine deneysel olarak bulunan ortalama akma dayanımının 1,15 katından daha az olmayacaktır.

Bu koşullar TS 708’deki koşullarla aynıdır. Ancak, afet yönetmeliğindeki ikinci koşulda geçen “kopma dayanımı” ifadesinin yazım hatasından kaynakladığı ve bu ifadenin “çekme dayanımı” olması gerektiği düşünülmektedir. TS 708’de aynı ifade çekme dayanımı/akma dayanımı şeklindedir. Ayrıca, afet yönetmeliğinin esas aldığı Amerikan ACI 318 standardında da bu ifade yine çekme dayanımı/ akma dayanımı biçimindedir.

Betonarme yapıların tasarım ve yapım kurallarını belirleyen TS 500 [4] standardı ise çelik donatılar konusunda TS 708’e atıf vermekte ve beton donatısı olarak kullanılacak çeliklerin TS 708’e uygun olması gerektiğini belirtmektedir.

Çeliklerin akma dayanımları ile ilgili koşullar dikkate alındığında; S420 sınıfı çelikleri için TS 708’de tanımlanan karakteristik akma dayanımı 420 N/mm2’dır. Deney sonuçları için elde edilen akma dayanımı < 420 x 1,3 = 546 N/mm2 olmalıdır.