İnşaat mühendisliğinde, bir yapının sağlamlığı ve güvenliği, taşıyıcı elemanlarının doğru bir şekilde tasarlanması ve uygulanmasına bağlıdır. Bu taşıyıcı elemanların başında da kuşkusuz kolonlar gelir. Bir binanın tüm yükünü, döşemeler ve kirişler aracılığıyla temellere aktaran kolonlar, deprem gibi yatay yüklere karşı da yapıyı ayakta tutan kritik unsurlardır. Kolonların dayanımını sağlayan en önemli bileşenlerden biri ise donatı olarak adlandırılan çelik çubuklardır. Bu çelik donatılar, betonun çekme gerilmelerini karşılayarak kolonun bütünlüğünü korur. Dolayısıyla, kolon donatısının imalatı, yapı güvenliği açısından büyük bir titizlik ve dikkat gerektirir.
Kolon donatısı imalatında en çok dikkat edilmesi gereken detayları incelerken, her bir adımın ne kadar hayati olduğunu anlamak önemlidir. İşte bu kritik detaylar:
1. Projeye Uygun Çap, Sayı ve Aralıkta Donatı Kullanımı
Bir yapının taşıyıcı sistem hesaplamaları, mühendisler tarafından belirli yük senaryolarına göre yapılır. Bu hesaplamalar sonucunda, her bir kolon için boyuna ve enine donatıların (etriye ve çirozların) çapı, sayısı ve aralığı kesin olarak belirlenir. Bu değerler, kolonun taşıma kapasitesini doğrudan etkiler. Şantiyede yapılan imalatta, projeden farklı çapta veya sayıda donatı kullanılması, kolonun taşıma gücünü düşürür ve yapıyı riskli hale getirir. Örneğin, etriyelerin proje aralığından daha seyrek bağlanması, betonun dağılmasını engelleyen enine donatının etkinliğini azaltır. Bu durum, özellikle deprem anında kolonun ani bir şekilde kırılmasına yol açabilir. Bu nedenle, her zaman projede belirtilen değerlere harfiyen uyulması esastır. Proje dışına çıkılması, yalnızca yetkili mühendisin onayı ve yeni statik hesaplamalarla mümkün olabilir.
2. Boyuna Donatı Filizlerinin Sürekliliği
Kolonlar, genellikle kat kat inşa edilen yapılar olduğu için, bir üst katın kolon donatısı, bir alt katın donatısıyla bağlantılı olmak zorundadır. Bu bağlantıyı sağlayan uzatmalara donatı filizi denir. Filizlerin, bir üst katın donatılarıyla birbirini tam olarak karşılaması ve doğru bir şekilde bindirme yapılması, kolonun düşey yükleri kesintisiz bir şekilde taşımasını sağlar. Filizlerin eksik olması veya yanlış konumlandırılması, yük aktarımında zayıf noktalar oluşturur. Bu durum, katlar arasında yük akışını bozar ve kolonun bütünlüğünü zedeler. Özellikle yatay kuvvetlerin etkisiyle oluşan eğilme momentleri, bu zayıf noktalarda hasara neden olabilir.
3. Boyuna Donatı Bindirmelerinin Doğru Konumu
İki donatı çubuğunun birbirine eklenmesi işlemi olan donatı bindirmesi, kolonun en kritik bölgelerinden uzak tutulmalıdır. Kolonlarda en büyük eğilme momentleri, kolonun en üst ve en alt kısımlarında, yani kiriş veya temel birleşim noktalarında oluşur. Bu bölgelerde bindirme yapılması, donatının momentlere karşı direncini zayıflatır. Bu yüzden, yönetmelikler ve iyi mühendislik uygulamaları, bindirmelerin kolonun orta 1/3’lük kısmında yapılmasını önerir. Bu bölge, eğilme momentlerinin en düşük olduğu alandır ve bindirme işleminin kolona zarar vermeden güvenli bir şekilde yapılmasını sağlar. Bindirme boyunun da yeterli olması, iki donatı arasında tam bir aderans (yapışma) sağlanması için hayati önem taşır.
4. Kolon Alt Noktasında Donatı Bükümü
Kolonun temel veya perde ile birleştiği en alt noktada, boyuna donatıların kesinlikle bükülmemesi gerekir. Bu büküm, donatının taşıma kapasitesini ciddi şekilde azaltır ve yerel gerilme yığılmalarına neden olur. Donatı çubuğunun bükülmesi, çeliğin mikro yapısını değiştirir ve çekme dayanımını düşürür. Ayrıca, bu bükülme noktalarında betonun çatlaması daha kolay hale gelir. Bu durum, kolonun en kritik noktalarından biri olan temel bağlantısında zayıflık yaratır. Donatılar, temel içerisine doğru bir şekilde yerleştirilerek ankraj sağlanmalıdır.
5. Etriyelerin Kolonun En Altından Başlaması
Etriyeler, yani enine donatılar, boyuna donatıların burkulmasını (eğilmesini) önler ve betonun basınç etkisi altında dağılmasını engeller. Bu işlevin tam olarak yerine getirilmesi için etriyelerin, kolonun en alt noktasından, en fazla 5 cm yukarıdan başlayacak şekilde yerleştirilmesi gerekir. Kolonun temel veya döşeme ile birleştiği bu alt bölge, deprem anında en büyük kesme kuvvetlerinin ve momentlerin oluştuğu alandır. Bu bölgenin etriyelerle tam olarak sarılmaması, kolonun aniden kesme kırılmasına uğramasına yol açabilir.
6. Çirozların Doğru Bağlanması
Çirozlar, etriyelerin yetmediği durumlarda, kolonun ortasındaki boyuna donatıları da sararak burkulmayı önleyen ek enine donatılardır. Türk Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018), çirozların sadece boyuna donatıları değil, aynı zamanda etriyeleri de saracak şekilde bağlanmasını şart koşar. Bu, donatı kafesinin bir bütün olarak davranmasını ve olası bir basınç yükü altında tüm donatıların yerinde kalmasını sağlar. Çirozların bu kurala uygun bağlanmaması, kolondaki donatıların yer değiştirmesine ve kolunun taşıma kapasitesinin düşmesine neden olur.
7. Yeterli Pas Payı Miktarı
Pas payı, betonarme elemanlarda donatının korozyona uğramasını engellemek için donatı ile kalıp arasında bırakılan beton örtü mesafesidir. Pas payı miktarı, projede belirtilen değerde ve kolonun tüm kenarlarında eşit olarak bırakılmalıdır. Pas payının yetersiz olması, donatının nem ve oksijenle temas etmesine ve paslanmasına neden olur. Paslanma, donatının kesitini küçültür ve taşıma kapasitesini azaltır. Ayrıca paslanan demir şişerek etrafındaki betonu patlatabilir. Tam tersi, pas payının çok fazla olması ise kolonun kesitinin gereksiz yere artmasına ve etriyelerin etkinliğinin azalmasına neden olabilir. Bu nedenle, kalıp ve donatı arasında uygun mesafe takozları (pas payı blokları) kullanılarak doğru pas payı miktarı sağlanmalıdır.
8. Donatı İmalatı Sonrası Kolon Dipleri Temizliği
Kolon donatısı imalatı tamamlandıktan sonra, kolon diplerinde biriken çamur, kalıp artıkları, tel parçaları ve diğer yabancı maddelerin tamamen temizlenmesi gerekir. Bu temizlik, dökülecek betonun kolonun en alt noktasına kadar homojen bir şekilde yerleşmesini sağlar ve soğuk derz oluşumunu engeller. Yabancı maddelerin kalması, betonun donatıya tam olarak yapışmasını engeller ve kolonun zayıf bir noktaya sahip olmasına yol açar. Temizlik yapılmadan dökülen beton, özellikle kolonun en kritik bölgelerinde boşluklar ve segregasyonlar (ayrışma) oluşturabilir, bu da betonun taşıma kapasitesini düşürür.
