5.5 Kullanılabilirlik kontrolleri

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

Gerilme sınırlaması

Servis yükü altında izin verilen beton basınç gerilmeleri, U ve T sınıfı öngerilmeli elemanlar için doğrulanmalıdır. Tablo R24.5.2.1'e göre, çatlamış kabul edilen beton için gerilme sınırlaması kontrolü gerekmez. Kullanıcının, öngerilmeli elemanın sınıfını tasarım elemanı ayarlarında belirlemesi gerekir.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 53\qquad Prestressed flexural member class selection}}}$$

Geçici yüklere maruz 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, öngerilmeli betonarme elemanların tekrarlı yükler nedeniyle göçme olasılığını azaltmak için belirlenmiştir. Bu sınır, aşırı sünme deformasyonunu önlemek için de makul görünmüştür. Daha yüksek gerilme değerlerinde, uygulanan gerilme arttıkça sünme gerinimleri daha hızlı artma eğilimindedir.

Basınç altındaki beton gerilmesi, kullanılabilirlik için SE analizinden elde edilen maksimum asal basınç gerilmesi f_c = σ_c2 ile Tablo 24.5.4.1'e göre belirlenen sınır değerin oranı olarak hesaplanır.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 54\qquad Concrete compressive stress limits at service loads}}}$$

Uygulamada Öngerme artı sürekli yük uzun süreli kombinasyon, Öngerme artı toplam yük ise kısa süreli kombinasyon olarak ele alınır.

Sehim

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

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 55\qquad Maximum allowable deflection value}}}$$

Uygulamada, ölü yükten kaynaklanan sehim Δ_DL ve hareketli yükten kaynaklanan sehim Δ_LL ayrı ayrı, ayrıca toplam sehim Δ_Tot (ölü+hareketli) ile birlikte, şekil değiştirmiş geometri gösterilerek görüntülenebilir.

Kırpılmış uçlardaki sehimler kontrol edilemez.

Çatlak genişliği

Çatlak genişlikleri ve çatlak doğrultuları, kullanılabilirlik kısa süreli veya uzun süreli kombinasyonları için hesaplanır. ACI sınır çatlak genişliklerini doğrudan belirtmediğinden, kullanıcı bir sınır çatlak genişliği w_lim belirlemelidir.

Kontroller aşağıdaki şekilde sunulur:

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

burada:

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

w_lim     kullanıcı tarafından tanımlanan çatlak genişliği sınır değeridir.

Uygulamada kullanılan ve bu dokümanda da daha ayrıntılı 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.

$$\textsf{\textit{\footnotesize{Fig. 56\qquad Reasonable crack widths for reinforced concrete under service load}}}$$

Çatlak genişliklerini hesaplamanın iki yolu vardır (stabilize olmuş ve stabilize olmamış çatlama). Genel durumda (stabilize olmuş çatlama), çatlak genişliği donatı çubuklarının 1D elemanları üzerindeki gerinimlerin integrali alınarak hesaplanır. Çatlak doğrultusu daha sonra, 2D beton elemanlarının (verilen 1D donatı sonlu elemanının merkezinden itibaren) en yakın üç integrasyon noktasından hesaplanır. Çatlak doğrultularını hesaplamaya yönelik bu yaklaşım çatlakların gerçek konumuna karşılık gelmese de, donatı çubuğu konumunda yönetmelikte öngörülen çatlak genişliği değerleriyle karşılaştırılabilecek çatlak genişliği sonuçlarına götüren temsili değerler sağlar.