Beton Kiriş Nedir?

Yapısal mühendislikte beton kiriş, hem yatay hem de dikey yükleri taşımak için kullanılabilecek bir yük taşıma birimidir. Betonarme kirişler veya betonarme betonarme kiriş (RCC) kirişler olarak bilinen bu kirişler, beton içine çelik çubuklar, levhalar veya elyaflar sarılarak yapılır. Bu tür çelik donatı kiriş mukavemetini arttırır ve kirişin çekme gerilmeleri ile baş etmesine ve eğilmeye karşı direncine izin verir. Çelik takviye olmadan, beton kiriş kırılgan olur ve üzerine yüklerin altında kırılır.

Beton ve çeliğin termal genleşme katsayısı benzerdir. Bu benzerlik, iki genleşme arasındaki ısıl genleşme ve ısıl büzülme farklılıklarından kaynaklanan iç gerilmelerin çok az veya hiç olmamasını sağlar. Bu farklılıklar aksi takdirde beton kirişi zayıflatmış olabilir. Çelik ile beton arasında daha etkili bir gerilme iletimi sağlayan bir başka faktör de, çeliğe uygulanan ıslak çimento kuruduğunda, yüzeyinin tam olarak çelik yüzeyine karşılık gelmesidir. Çeliği ve beton bağı daha iyi hale getirmek için, çelik genellikle oluklu veya pürüzlendirilmiş haldedir.

Çeliğin beton içerisine yerleştirilmesi onu havadan korur ve çeliğin paslanmasını önler. Çelik paslansaydı, genleşir ve çatlardı ve beton kaplamadan ayrılırdı. Bu tekrar kiriş konstrüksiyonunu zayıflatır.

Beton kirişler, çağdaş bina yapımında ve karayolu köprülerinin yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Köprüler için öngerilmeli beton kirişlerin kullanılması yaygındır. Bu kirişler yüksek dayanımlı çelik tendonların gerilmesi, betonun etrafına dökülmesi ve daha sonra betonun kürlenmeye başlaması halinde tendonların serbest bırakılmasıyla yapılır. Dikdörtgen kesitler ve üniversal kiriş kesitleri, çelik iskelet yapı yapımında yaygın olarak kullanılır. Evrensel ışın ayrıca I ışını, geniş flanş ışını veya evrensel sütun olarak da bilinir.

Kiriş hesaplayıcı bilgisayar programı ile hesaplanan çeşitli matematiksel yöntemler, iç ve dış beton kiriş kuvvetlerini ve kiriş sapmalarını belirlemek için kullanılır. Kiriş kuvvetleri doğrudan rijitlik veya yer değiştirme metodu, moment dağılım metodu ve esneklik metodu ile belirlenir. Kiriş sapmaları eğim sapması yöntemi ve sanal iş yöntemi ile belirlenir. Euler-Bernoulli ışın denklemi, ışın yapılarının ışın analizini gerçekleştirmek için yaygın olarak kullanılır.

Bir yapının yapısal olarak sağlam olması için, mühendislerin bir beton kirişinin güvenli bir şekilde ne kadar yük taşıyabileceğini ve üzerine uygulanacak kuvvet türlerini hesaplamaları önemlidir. Kiriş sapması, kırılgan olabilecek yapı malzemeleriyle kiriş temasını azalttığı için yapısal güvenlik nedeniyle de aranır. Kiriş sapmaları, yapıya estetik açıdan daha hoş bir görünüm kazandırmak için de yapılabilir; örneğin, kirişlerde sarkma olmadığından emin olmak için.