Asmolen Döşeme Sistemlerinde Kolon-Kiriş Birleşim Bölgelerinin Davranışı

Geniş kiriş-kolon birleşim bölgelerinin deprem kuvvetleri altında performansları normal kiriş-kolon birleşim bölgelerine kıyasla daha düşüktür. Bunun en önemli 2 nedeni kirişten aktarılan momentin kolona gerçekçi iletilmemesi, eksik iletilmesi ve yatay yükler altında rijitliğin ve enerji sönümleme kapasitelerinin düşük olmasıdır.

Birleşim bölgelerinde, kolon içerisinden geçen kiriş boyuna donatıları, kolon dışından geçen kiriş donatılarına göre daha erken akma dayanımlarına ulaşırlar. Kolonun içinden geçen kiriş boyuna donatılarının aderansı, kolonun eksenel yükü ve etriyelerin sargı etkisi sebebiyle kolon dışından geçen ve kirişe mesnetlenen donatıların aderansından daha iyidir. Ayrıca enine kirişte meydana gelen burulma çatlakları, kolon dışından geçen kiriş boyuna donatılarında aderansın kaybolmasına sebep olurlar. Bu nedenle geniş kirişlerde, tüm kiriş kesitinin mafsallaşması, göreli ötelenmenin ileri adımlarında gerçekleşir.

Kolon-geniş   kiriş  birleşim  bölgesinin deprem davranışındaki iki çok önemli husus, enine kirişin burulma dayanımı ve boyuna donatıların aderansıdır.

Enine kirişlerde burulma çatlağı meydana geldikten sonra, kolon dışından geçen kiriş donatılarının kolona yük iletimini tamamen durur ve dolayısıyla kiriş nihai dayanımına ulaşır. Ayrıca burulma çatlaklarının donatılarda aderans çözülmesine yol açarak kesitin enerji sönümleme kapasitesini azaltır.

Kolon-geniş kiriş birleşimlerinin performansı üzerinde etkili olan diğer parametre ise boyuna donatıların aderansıdır. Geniş kirişlerin yüksekliği, kolon boyuna donatıları için genellikle yeterli kenetlenme boyu sağlayamaz  ve donatılarda sonuç olarak kayma meydana gelir.

Kolon dışından geçen kiriş donatılarının aderansı, kolon çekirdeğinden geçen kiriş donatılarına göre kötü olduğu için kiriş kesitindeki boyuna donatıların tümü aynı ötelenme aşamasında akma sınırına ulaşamaz. Kolon çekirdeğinden geçen kiriş donatıları göreli ötelenmenin erken adımlarında akma birim şekil değiştirmesine ulaşırken, kolon dışında kalan kiriş donatıları ise göreli ötelenme adımının ileriki adımlarında ulaşır. Dolayısıyla kiriş kesiti, eğilme kapasitesine göreli ötelenmenin yüksek adımlarında ulaşır. Eğer kolon dışındaki kiriş donatıları akma birim şekil değiştirmesine ulaşamadan burulma çatlakları meydana gelirse, kiriş kesiti hesap eğilme kapasitesine dahi ulaşamaz. Birleşim bölgesinde kolon dışında kalan kiriş kesitinin enine donatılar ile iyice sargılanması ve kolon dışından geçen kiriş donatı oranının sınırlandırılması ile kiriş donatılarının kenetlenme davranışı geliştirilmelidir.  ACI 352 , iyi bir kenetlenme  davranışı  için  kiriş donatılarının en az 1/3’nün kolon çekirdeğinden geçmesi gerektiğini belirtmiştir. Kolon dışından geçen kiriş donatılarının, kenetlenme boyunun artırılması ve enine kiriş yüksekliğinin geniş kiriş yüksekliğinden fazla olmasının sağlanması veya kolon dışında kalan kiriş donatılarının etriyeler ile iyice sargılanmış enine kiriş çekirdeğinde sonlandırılması dikkat edilmesi gereken hususlardır.

Düşük kiriş yüksekliğinden dolayı asmolen sistemlerin yatay rijitlikleri düşüktür. Düşük kiriş yüksekliğine ek olarak donatılarda meydana gelen aderans çözülmesinin artırıcı etkisi ile bu sistemler, kapasitelerine yüksek göreli ötelenme adımlarında ulaşırlar. Deprem yüklemesi altında yüksek göreli ötelenme, taşıyıcı olmayan elemanlardaki hasarı artırır ve kolonlarda hasar oluşumunu hızlandırır. Kolon-geniş kiriş birleşim bölgesinden oluşan binalarda göreli ötelenmeyi azaltmak için, kat yüksekliğinin düşürülmesini veya deprem perdesi gibi rijit düşey taşıyıcıların tasarımda kullanılması gerekmektedir.