Sera sistemlerinde öngerilmeli beton kolonların tasarımı ve taşıma kapasitelerinin hesaplanması

Geniş bir kullanım alanına sahip olan öngerilmeli beton kolon (ÖBK) sistemleri bağ, bahçe, park sahalarında ve seralarda, arsa ve tarla gibi özel arazili bölgelerin yanı sıra elektrik direkleri ve aydınlatma sahalarında uzun vadeli olarak kullanılabilmektedir. Farklı kesitlerdeki öngerilmeli beton kolonlar; farklı adet, çap ve sargı sayılı öngerme çeliklerine optimum ön gerilme verilmesi ve yüksek dayanımlı hazır betonun vibrasyonlu kalıplara dökülmesiyle üretilmektedir. Bu kolonların optimum tasarımlarının yapılması ve farklı yük koşulları altında yük taşıma kapasitelerinin belirlenmesi çalışmasının öncelikli amacı olarak ortaya çıkmaktadır. Normal betonarme kolonlarda kullanılan donatıların yerine öngerilme toronları yerleştirilmesi ile öngerilmeli beton direkler elde edilmektedir. Normal betonarme kolonlara kıyasla, öngerilmeli kolonların ağırlık, dayanım ve daha az donatı gereksinimden dolayı ekonomi sağladığı görülmektedir. Direklerin pürüzsüz yüzeyinin yanı sıra daha yoğun ve az geçirgen yapısı içindeki toronların korozyonu önlemektedir. Ayrıca kolona öngerilme uygulanması, maruz kaldığı yük altında daha az deplasman ve daha az burkulma yapmasını sağlamaktadır. Bu kolon birleşik eksenel ve eğilme yükleri altında tasarlanmalı ve analiz edilmelidir. Yapılan bu tez çalışmasında sera sistemlerinde öngerilmeli beton kolonların tasarımı ve taşıma kapasitelerinin hesaplanması üç aşamada incelenecektir. İlk bölümde, tasarım örneği ile öngerilmeli beton kolonun tasarımı, adım adım anlatılarak eksenel yük – moment etkileşimi verileri ve grafikleri oluşturulmuştur. Elde edilen veriler aracılığı ile taşıma kapasiteleri hakkında bilgi edinilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde tasarım örneği olarak verilen öngerilmeli beton kolonların fabrikasyon süreci ile üretimi ve yükleme testleri gerçekleştirilmiştir. 24 adet kolon numunesi üzerinde yapılan deneylerin sonucunda elde edilen veriler ışığında bu kolonların gerçek davranışları elde edilmeye çalışılmıştır. Tezin üçüncü bölümde ise öngerilmeli kolonların kullanılmasının planlandığı sera yapılarındaki uygunluğu, örnek bir sera yapısı üzerinde kapsamlı olarak incelenmiştir. Ayrıca üretilen bu kolonların kullanılması planlanan alana uygunluğu yapı analiz programı SAP2000 ortamında modellenerek doğrulanmıştır. Tasarım yapılırken Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY-2018), TS EN 1991-1-3, TS EN 1991-1-4 gibi ülkemizde kullanılan yönetmeliklerin yanı sıra ile EN 13031 ve EN 10138-3 gibi Avrupa Standartları yönetmelikleri dikkate alınmıştır. Taşıyıcı sistem elemanları çelik profillerden oluşan sera sistemleri ile kıyaslandığında; ön analizler neticesinde kesite bağlı kullanılacak beton miktarı, öngerme uygulanmış çelik toron sayısı, kalıp işçiliği ve yerinde uygulaması dikkate alındığı zaman maliyeti yarıdan fazla düşürülebileceği hesaplanmıştır. Bu yüzden, ön gerilmeli betonarme kolonların yapısal davranışlarını içeren bir tasarım önerisinin geliştirilmesi yeni yapılacak sera ve örtü sistemleri için ekonomik fayda sağlayacaktır.