Betonarme Yapılarda Pas Payı Nasıl Belirlenir?

Betonarme yapılarda dayanıklılık, yangın etkisi ve donatı aderansı açısından en önemli detaylardan biri donatı beton örtüsüdür. Uygulamada bu değer çoğu zaman pas payı olarak adlandırılır. 

Beton ile donatı arasındaki koruyucu beton tabakasını ifade eden pas payı, Donatı beton örtüsü; donatının korozyona, karbonatlaşmaya, klorür etkisine, nem/su etkisine ve yangın sırasında yüksek sıcaklığa karşı korunmasına katkı sağlar. 

Doğru belirlenmeyen pas payı; Yetersiz beton örtüsü, donatı korozyonunu hızlandırabilir. Korozyon ürünlerinin hacimsel genleşmesi ise beton örtüsünde çatlama, kabarma ve parça kopmalarına neden olabilir. Bu durum zamanla donatı kesit kaybı ve aderans azalması yoluyla taşıyıcı kapasiteyi olumsuz etkileyebilir. 

Pas payı değeri yalnızca “minimum beton örtüsü” olarak düşünülmemelidir. Projede belirtilen nominal pas payı; dayanıklılık, aderans, yangın dayanımı, donatı çapı, agrega çapı, beton yerleşimi ve uygulama toleransları birlikte değerlendirilerek belirlenmelidir. 

Pas Payı Nedir?

Pas payı veya donatı beton örtüsü, beton dış yüzeyi ile en dıştaki donatının dış yüzeyi arasındaki mesafedir. En dıştaki donatı; boyuna donatı, etriye, çiroz, pilye veya hasır donatı olabilir. Ölçüm her zaman en dış donatı yüzeyine göre yapılmalıdır. 

Diğer bir ifadeyle donatı koruma payı olarak da adlandırılır.

Bu mesafe sayesinde donatı;

• Nem ve suya karşı korunur.

• Korozyon riski azaltılır.

• Yangına karşı daha yüksek dayanım sağlar.

• Beton ile donatı arasında güçlü aderans oluşur.

• Yapının servis ömrü uzar.

Yetersiz pas payı korozyon ve yangın dayanımı açısından risk oluşturabilir. Gereğinden fazla pas payı ise özellikle kiriş ve döşeme gibi eğilme etkisindeki elemanlarda etkin yüksekliği azaltarak eğilme kapasitesini ve çatlak davranışını olumsuz etkileyebilir. 

Betonarme Yapılarda Pas Payını Etkileyen Faktörler

Her betonarme elemanda aynı pas payı kullanılmaz. Gerekli değerler yapı elemanının kullanım amacı ve maruz kalacağı çevre koşullarına göre değişir.

Ayrıca pas payı; sadece eleman türüne değil, elemanın dış ortamla temasına, zeminle temasına, yangın dayanım hedeflerine, beton sınıfına, donatı çapına, agrega dane çapına ve uygulama toleranslarına göre de değerlendirilmelidir. 

Pas payını belirleyen başlıca faktörler şunlardır:

Çevresel Etkiler

Donatının bulunduğu ortam pas payının belirlenmesinde en önemli kriterlerden biridir.

Örneğin;

• İç mekânlarda bulunan kolon ve kirişler,

• Yağmur, nem veya deniz suyuna maruz kalan dış cephe elemanları,

• Endüstriyel tesisler,

• Kimyasal etkiye açık yapılar

aynı koruma seviyesine ihtiyaç duymaz.

Çevresel etkiler arttıkça donatıyı koruyacak beton kalınlığının da artırılması gerekir.

Ancak pas payının artırılması tek başına dayanıklılık çözümü değildir. Betonun geçirimsizliği, su/çimento oranı, beton sınıfı, kür koşulları, çatlak kontrolü ve su yalıtımı da dayanıklılık açısından birlikte değerlendirilmelidir. 

Yapı Elemanının Türü

Kolon, kiriş, döşeme, perde ve temel gibi farklı taşıyıcı elemanlar farklı yükler ve çevresel etkiler altında çalışır. Özellikle temeller sürekli zemin nemine maruz kaldığından, döşemelere göre daha yüksek donatı koruma payı gerektirebilir.

Toprakla doğrudan temas eden yüzeylerde kalıp kullanılıp kullanılmadığı, grobeton varlığı ve su yalıtımı detayı da pas payı değerlendirmesinde dikkate alınmalıdır. 

Yangın Dayanımı

Yangın sırasında donatıların sıcaklıktan korunabilmesi için yeterli beton örtüsüne ihtiyaç vardır. Pas payı yalnızca korozyona karşı değil, aynı zamanda yangın güvenliği açısından da önemli bir tasarım kriteridir.

Beton Kalitesi

Düşük geçirgenliğe sahip, iyi yerleştirilmiş, yeterli kür uygulanmış ve çatlak kontrolü sağlanmış betonlarda donatının çevresel etkilere karşı korunması daha başarılıdır. Beton dayanımı önemli bir parametredir; ancak dayanıklılık yalnızca basınç dayanımıyla açıklanamaz. 

Beton kalitesi artsa bile standartlarda ve proje şartnamesinde belirtilen minimum beton örtüsü değerlerinin altına inilmemelidir. 

TBDY Pas Payı Kuralları

Betonarme yapılarda pas payı; öncelikle TS 500 betonarme tasarım kuralları, ilgili dayanıklılık/çevresel etki hükümleri, yangın gereklilikleri, proje şartnamesi ve uygulama toleransları dikkate alınarak belirlenmelidir. TBDY 2018 ise betonarme deprem tasarım kurallarını verir ve betonarme binalarda TS 500 ile birlikte değerlendirilir. Bu nedenle konu “TBDY pas payı” olarak değil, “betonarme standartlarına göre donatı beton örtüsü” olarak ele alınmalıdır. 

Tasarım yapılırken;

• Yapının kullanım sınıfı,

• Çevresel etki sınıfı,

• Beton dayanım sınıfı,

• Donatı çapı,

• Yangın dayanım gereksinimleri

• En dış donatının türü ve çapı,

• Agrega maksimum dane çapı ve betonun yerleştirilebilirliği,

• Kalıp, grobeton ve zeminle temas koşulları,

• Uygulama toleransları,

• Elemanın iç ortamda, dış ortamda veya zeminle temas halinde olup olmadığı

birlikte dikkate alınmalıdır.

Mühendisler, projelendirme aşamasında yalnızca minimum pas payını değil, uygulama toleranslarını da göz önünde bulundurmalıdır. Şantiyede oluşabilecek sapmalar hesaba katılmadan yapılan tasarımlar uygulama sırasında sorun oluşturabilir.

Betonarme Proje Hesaplarında Pas Payının Önemi

Betonarme proje hesapları hazırlanırken pas payı yalnızca koruyucu bir detay değildir. Aynı zamanda kesit hesaplarını doğrudan etkileyen önemli bir parametredir.

Pas payı arttığında donatının etkin yüksekliği değişebilir. Bu durum;

• Eğilme kapasitesini,

• Kesme dayanımını,

• Donatı yerleşimini,

• Moment taşıma kapasitesini

etkileyebilir.

Özellikle küçük kesitli elemanlarda, yoğun donatılı bölgelerde ve deprem detaylandırması yapılan birleşim bölgelerinde pas payı değişimi donatı yerleşimini ve etkin kesit davranışını etkileyebilir. 

Global analiz programları pas payını her zaman doğrudan hesaba katmaz. Özellikle ETABS/SAP2000 global analiz modeli ile uygulama donatı detayı arasındaki ilişki daha doğru anlatılmalı:
Bu nedenle analiz modelindeki kesit boyutları, tasarımda kabul edilen etkin yükseklikler ve uygulama projelerinde gösterilen donatı yerleşimi birbiriyle tutarlı olmalıdır. ETABS, SAP2000 veya benzeri programlardan alınan tasarım sonuçları, uygulama detayı ve pas payı kabulleriyle ayrıca kontrol edilmelidir.
 

Betonarme Detayları Açısından Pas Payının Önemi

Başarılı betonarme detayları, yalnızca statik hesaplardan ibaret değildir.

Donatıların şantiyede doğru yerleştirilmesi için;

• Pas payı takozlarının kullanılması,

• Donatıların kalıp yüzeyine temas etmemesi,

• Beton dökümü sırasında donatıların yer değiştirmemesi,

• Vibrasyonun doğru uygulanması

gerekmektedir.

Projede doğru belirlenen pas payı uygulamada korunmadığında, tasarımda öngörülen dayanıklılık, yangın performansı, donatı yerleşimi ve servis ömrü hedefleri sağlanamayabilir. 

Pas Payı Hesaplanırken Yapılan Yaygın Hatalar

Sahada karşılaşılan en yaygın hatalar şunlardır:

• Pas payı takozu kullanılmaması

• Donatıların kalıba temas etmesi

• Farklı elemanlarda aynı pas payının uygulanması

• Çevresel etkilerin dikkate alınmaması

• Projede belirtilen detayların şantiyede değiştirilmesi

• Etriyenin dış yüzeyi yerine boyuna donatı yüzeyinden pas payı ölçülmesi,

• Temel alt donatılarında grobeton/zemin temas koşulunun dikkate alınmaması,

• Yan yüzey pas paylarının beton dökümü sırasında bozulması,

• Donatı sıkışıklığı nedeniyle betonun yerleşememesi,

• Uygun olmayan takoz kullanımı nedeniyle donatının döküm sırasında yer değiştirmesi,

• Projede verilen pas payı ile uygulama donatı detayı arasında uyumsuzluk olması

Bu hatalar uzun vadede beton örtüsünün çatlamasına ve donatıların korozyona uğramasına neden olabilir.

Pas Payı Uygulamasında Dikkat Edilmesi Gerekenler

Projede belirlenen pas payı değerlerinin sahada doğru uygulanması, tasarım kadar önemlidir. Beton dökümü öncesinde donatıların konumu kontrol edilmeli ve pas payı takozları uygun aralıklarla yerleştirilmelidir. Beton dökümü sırasında donatıların yer değiştirmemesi için gerekli önlemler alınmalı, vibrasyon işlemi dikkatli uygulanmalıdır. Aksi halde, donatı koruma payı istenilen seviyede sağlanamaz ve zamanla korozyon riski artabilir. Bu nedenle hem uygulama ekibinin hem de şantiye denetimlerinin betonarme detayları doğrultusunda çalışması büyük önem taşır.

Sonuç 

Pas payı nedir sorusunun cevabı yalnızca beton ile donatı arasındaki mesafeyi ifade etmekten çok daha fazlasıdır.Doğru belirlenen ve uygulamada korunan donatı beton örtüsü; dayanıklılık, korozyon direnci, yangın performansı, donatı yerleşimi ve servis ömrü açısından temel tasarım ve uygulama parametrelerinden biridir.  Özellikle betonarme proje hesapları hazırlanırken ve betonarme detayları oluşturulurken TS 500, ilgili dayanıklılık/çevresel etki hükümleri, yangın gereklilikleri, proje şartnamesi ve uygulama toleransları birlikte dikkate alınmalıdır. “TBDY pas payı hükümleri” ifadesi tek başına kullanılmamalıdır. Tasarım aşamasında doğru belirlenen ve uygulamada korunabilen pas payı sayesinde donatı korozyonu riski azaltılabilir, yangın etkisine karşı donatı korunumu iyileştirilebilir ve betonarme elemanın hedeflenen servis ömrüne ulaşmasına katkı sağlanabilir. Betonarme yapı tasarımında doğru detaylandırma; yalnızca hesap yapmakla değil, projenin sahada uygulanabilirliğini de okuyabilmekle mümkündür. AES Akademi’de betonarme yapı tasarımı eğitimleri, yönetmelik kontrolleri ve proje ofisi pratiği birlikte ele alınarak aktarılır.