Betonarme Nedir ve Nasıl Çalışır?

Sanayi devrimi, inşaatlarda çeliğin kullanılması ve kütlelerin agregalarla evrimi gibi teknolojik gelişmeler sırasında Joseph Monier, 1849'da çelik çerçeveli ve betonla doldurulmuş birtakım fıçılar ve borular yaptı. O andan itibaren, bu teknoloji bugün bildiğimiz şeye dönüşecekti: sivil inşaat için betonarme. Dünyanın en çok kullanılan yapısal sistemlerinden biri olan betonarme, uzun süredir ilerleme ile eşanlamlı kabul edilen ve kentsel peyzajların dönüşümünden büyük ölçüde sorumlu olan bir sistemdir.

Betonarme, çimento, su ve ince ve büyük agregaların çelik parçalarla karıştırılarak, yapısal dayanım kazanmak için özelliklerini birleştiren bir beton kütlesinden oluşan yapısal bir sistemdir. İnce agregalar çoğunlukla kumdur, büyük olanlar ise farklı boyutlarda kırmataş, çakıl veya başka tür taş ve kaya olabilir. Bir kalıp, çelik iskelet betonla çevrelenir, bu şekilde çeşitli birçok hacim oluşturulabilir. Betonarme betonunun işlenebilirliği ve direnci, onu 20. yüzyılın ana yapısal sistemine dönüştürmek için diğer sistemlere göre sahip olduğu en büyük büyük farklılıklardı.

Betonarmenin Yükselişi

Oscar Niemeyer ve Le Corbusier gibi isimlerin öncülüğünü yaptığı modern mimari, hareketin kavramlarını oluşturmak için bu teknolojiden özellikle yararlanırken, şehirler binalarının yükseklik ve boyut olarak büyüdüğünü, büyüyen şehir merkezlerinin ölçeğini yoğunlaştırdığını ve dönüştürdüğünü görebiliriz. O zamandan beri betonarme popüler hale geldi ve gökdelenlerden kendi kendine inşa edilen konutlara kadar, birçok farklı inşaat ölçeklerinde yeniden üretilerek sivil inşaatın ana yapıcı sistemi oldu.

Genel olarak geleneksel yapılar, yatay kuvvetleri dağıtan kiriş ve dikey kuvvetleri dağıtan kolon olarak iki elemandan oluşur. Bu elemanlar bir araya gelerek, kuvvetleri alan ve onları zemin desteklerine, temele aktaran revaklı bir yapı oluştururlar. Bu revaklı yapının rüzgâr ve kar gibi çevresindeki hava koşullarına karşı dirençli olması gerekir. Bunun yanı sıra, yine bu elemanların iç mekanlarının kullanımına engel oluşturmaması önemlidir. Diğer türlü bu elemanlar, yapıyı oluşturan malzemeler tarafından absorbe edilmesi gereken çekme ve sıkıştırma hareketlerine neden olur.

Betonarmenin Çalışma Prensibi

Betonarme, bu çabalara direnmek için çelik ve betonun özelliklerini birleştirir. Örneğin Matheus Borges'in tuğlalarla ipin dinamiklerinde örneklendiği gibi: tuğlalarla bir kiriş yapmaya çalışırken, onları birleştirmek için blok deliklerinden geçen bir ipe ihtiyacınız vardır. Halatların her iki ucu bağlıyken kiriş aşağı doğru kıvrılır. Alt kısımda tuğlalar birbirinden ayrılır ve ağırlığı alt kısımda taşıyan halat iken, üst kısımda tuğlalar halata ihtiyaç duymadan birleştirilir.

Betonarme kirişte halat çelik, tuğlalar betondur. Çelik, esas olarak kirişin alt kısmındaki gerilmeye karşı koyarken, beton kirişin üst kısmındaki sıkıştırmaya direnir. Böylece malzemeler, yapı içinde tam olarak kendi yerlerinde hareket edebilecekleri şekilde konumlandırılır. Çelik, donatılar ve etriyeler şeklinde görünürken; beton bu elemanlar arasındaki boşlukları doldurur.

Şekil vermek için, betonun sertleşmesi ve planlanan mukavemete ulaşması için geçen süre sonunda, kürlemenin bitiminin ardından kaldırılan ahşap veya çelikten yapılabilen bir kalıp vardır. Aynı anatomi sütunlar için de geçerlidir. Çelik donatıların boyutu veya kaba agreganın boyutu gibi tüm bu unsurlar, bu yapıların desteklemesi gereken boyut ve yüke göre tanımlanır. Standartlarla hesaplanır ve düzenlenir.

Temel betonarme yapıların mantığı, kabuk, tonoz, merdiven ve diğer formlar gibi karmaşık yapılarda da yeniden üretilir. Çelik ve beton direnç işlevini korur, ancak konumları ve boyutları, etki eden kuvvetlerin anlaşılmasına göre değişir. Mimar tarafından gerçekleştirilen mimari proje ve yapı mühendisi tarafından gerçekleştirilen yapı projesi, en çeşitli formların inşa edilebilmesi için birlikte hareket eder.

Çok yönlülüğü ve sağlamlığı nedeniyle betonarme, 20. ve 21. yüzyılda dünya çapında yeniden üretildi. Ancak, bu üretim zincirinin dünyanın en büyük kirleticileri arasında olduğunu düşünmek önemlidir; çünkü hammaddesi madenciliğin sonucudur. Bu nedenle, üretim süreci kirletici kalıntılar üretir. Ayrıca betonarme şantiye, işçi yabancılaşması ve hayati risk için de tehlikeli bir sistem haline geldi.

Mimarlar olarak tasarım yaparken, yapının yakın çevresi ve çevre üzerinde yaratacağı etkinin farkında olmak gerekir. Aynı zamanda, bugün sahip olduğumuz şehirlerin inşası için betonarme temeldi; köprüler, viyadükler, hastaneler ve şehirlere sanitasyon ve altyapı sağlayan büyük konut binaları yarattı, nüfusların şehir merkezlerinde daha iyi yaşaması için koşullar sağladı.