5.5 Kullanılabilirlik doğrulamaları

Kullanılabilirlik değerlendirmeleri gerilme sınırlaması, çatlak genişliği ve sehim sınırları için gerçekleştirilir. Gerilmeler, betonarme ve donatı elemanlarında, Dayanım için belirtilenle benzer şekilde ACI 318-19'a göre kontrol edilir.

Gerilme sınırlaması

Servis yükünde izin verilen beton basınç gerilmeleri, Sınıf U ve T öngerilmeli elemanlar için doğrulanmalıdır. Tablo R24.5.2.1'e göre, çatlamış olduğu varsayılan beton için gerilme sınırlaması kontrolü gerekli değildir. Kullanıcının, tasarım eleman ayarlarında öngerilmeli elemanın sınıfını belirlemesi gerekir.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Şekil 53\qquad Öngerilmeli eğilme elemanı sınıf seçimi}}}$$

Geçici yüklere maruz kalan elemanlar için izin verilen basınç gerilmesi, ACI 318-19 24.5.4.1'de 0.6f_c' olarak belirtilmiştir. 0.45f_c' basınç gerilmesi sınırı, tekrarlı yükler nedeniyle öngerilmeli betonarme elemanların göçme olasılığını azaltmak için belirlenmiştir. Bu sınır, aşırı sünme deformasyonunu önlemek için de makul görülmüştür. Daha yüksek gerilme değerlerinde, uygulanan gerilme arttıkça sünme gerinimleri daha hızlı artma eğilimindedir.

Basınçtaki beton gerilmesi, kullanılabilirlik için FE analizinden elde edilen maksimum asal basınç gerilmesi f_c = σ_c2 ile Tablo 24.5.4.1'e göre belirlenen sınır değer arasındaki oran olarak değerlendirilir.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Şekil 54\qquad Servis yüklerinde beton basınç gerilmesi sınırları}}}$$

Uygulamada, Öngerme artı sürekli yük Uzun süreli kombinasyon olarak, Öngerme artı toplam yük ise Kısa süreli kombinasyon olarak ele alınır.

Sehim

Seçilen kombinasyon türüne (uzun süreli veya kısa süreli) bağlı olarak, uzun süreli veya kısa süreli sehim değerlendirilir. Maksimum izin verilen sehim değeri kullanıcı tarafından belirlenmeli ve ACI 138-19 24.2'ye göre dikkate alınmalıdır. 

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Şekil 55\qquad Maksimum izin verilen sehim değeri}}}$$

Uygulamada, ölü yükten kaynaklanan sehim Δ_DL ve hareketli yükten kaynaklanan sehim Δ_LL'yi ayrı ayrı görüntülemenin yanı sıra toplam sehimi Δ_Tot (ölü+hareketli) de deforme olmuş şekli görüntülerken göstermek mümkündür.

Kesilmiş uçlardaki sehimler kontrol edilemez.

Çatlak genişliği

Çatlak genişlikleri ve çatlak yönelimleri, kısa süreli veya uzun süreli kullanılabilirlik kombinasyonları için hesaplanır. ACI, çatlak genişliği sınırlarını doğrudan belirtmediğinden, kullanıcının bir sınır çatlak genişliği w_lim belirtmesi gerekir.

Doğrulamalar aşağıdaki gibi sunulur:

$$\frac{w}{w_{lim}}$$

burada:

w         FE analizi ile hesaplanan kısa veya uzun süreli çatlak genişliği,

w_lim     kullanıcı tarafından tanımlanan çatlak genişliği sınır değeri.

Uygulamada kullanılan ve bu belgede daha ayrıntılı olarak açıklanan çatlak genişliği hesaplama yöntemi ACI 224R-01'e uygundur. Bu nedenle, çatlak genişliklerinin sınır değerini belirlemek için ACI 224R-01 Tablo 4.1 kullanılabilir.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Şekil 56\qquad Servis yükü altında betonarme için makul çatlak genişlikleri}}}$$

Çatlak genişliklerinin hesaplanmasında iki yöntem vardır (stabilize ve stabilize olmayan çatlama). Genel durumda (stabilize çatlama), çatlak genişliği donatı çubuklarının 1D elemanları üzerindeki gerinimlerin integrasyonu ile hesaplanır. Çatlak yönü daha sonra, donatının verilen 1D sonlu elemanının merkezine en yakın üç 2D beton elemanı integrasyon noktasından hesaplanır. Çatlak yönlerinin hesaplanmasına yönelik bu yaklaşım, çatlakların gerçek konumuna tam olarak karşılık gelmese de, donatı çubuğunun konumundaki yönetmelik gereği çatlak genişliği değerleriyle karşılaştırılabilecek temsili sonuçlar sağlar.