Donatının eklenmesi – Donatı da Ekleme yapılması


Bu yazımızda çelik  donatının eklenmesi, bindirmeli ekler, manşonlu ekler, kaynaklı ekler ve kaynaklı ek türleri hakkında bilgi verilecektir.

Donatının Eklenmesi

Yapımlarıyla ilgili teknik zorlamalar ve ulaştırmada kolaylık sağlamak amacıyla betonarmede donatı olarak kullanılan çelik çubukların boyları belli sınırları aşmaz. Çoğu zaman düz yüzeyli donatılar 10-12 m boyunda ve firketeler şeklinde bulunurlar. Yüksek dayanımlı aderansı geliştirilmiş çubuklar da en çok 16- 18 m boyuna kadar yapılmaktadır. Uygulamaların daha uzun donatı boyları gerektirmesi durumunda donatının eklenmesi yoluna gidilir. Başka pratik sorunlar da donatı çubukların eklenmesini gerektirebilir.

Donatı çubuklarının eklenmesinde betonun aderans özelliğinden faydalanılan bindirmeli ek veya betonun bu etkisi olmadan doğrudan çelik cinsine uygun kaynaklı veya manşonlu ek yöntemlerinden biriyle ek yapılmasına müsade edilmektedir (Aka ve diğ., 2001).



Bindirmeli Ekler ile Donatının Eklenmesi

Çekme veya basınca maruz Ø çaplı iki çubuğun betonun aderans özelliğinden faydalanarak eklenecekse, bu çubuklar ek yerinde birbirlerine ya temas etmeli ya da en fazla 4Ø ’ye kadar aralıklı olacak şekilde yanyana konmalı ve birbiri üzerinde l0 bindirme boyu” adı verilen boy kadar eklenmelidir.

Çubukların bindirme kısımlarının başladığı kesitlerde çekme veya basınç gerilmesi bulunması durumunda bu gerilmelerin aynı çubuğun bitim noktasında sıfıra eşit olacağı ve bu boy boyunca donatının etkilerini betona aderans gerilmeleriyle aktaracağı kabul edilir.

Çubukların betona verdikleri aderans gerilmeleri zıt yönlüdür ve çubukları saran beton bu zıt kuvvetlerin altında dengededir. Çubuğu saran beton arasındaki aderans bozulmadıkça iki çubuk birbirine eklenmiş kabul edilir. Bu sebeple elemanın betonu ile yapılan bu ekine kısaca “aderanslı ek” adı da verilebilir (Özden, 1978).

Ersoy (1987), bindirmeli eklerde gerilme aktarımının yukarıda belirtildiği gibi tek noktada sağlanamayacağını ve bu boyun kısa tutulması durumunda aşırı gerilme yığılmaları oluşacağını belirtmektedir. Bu durum sebebiyle yönetmeliklerde minimum bindirme boyu, temel kenetlenme boyu olan lb ’ye göre belirlenir. Ayrıca, aynı kesitte eklenen çubuk sayısı arttıkça gerilme yığılmaları daha kritik olacağından, aynı kesitte eklenen çubuk sayısı da bindirme boyunun belirlenmesi açısından önemlidir.

TS 500 (2000)’de bindirme boyu Denklem 3.9’da verildiği gibi belirlenmektedir.

Burada, r aynı kesitte eklenen donatının toplam donatıya oranıdır. Bütün kesiti çekme taşıyan elemanlarda α1 = 1,8 alınır. Konum I’e giren çubuklarda bu değer 1,4 çarpanıyla arttırılır. Uygulamada çekmeye çalışan çubukların bindirmeli ek uçlarının kanca şeklinde kıvrılması durumunda, Denklem 3.9’dan hesaplanan bindirme boyu değerinin 3/4’üne kadar bir değer alınabilir.



Denklem 3.10’daki α1 sayısını küçük tutabilmek için ekler aynı kesitte yapılmayıp, olabildiğince şaşırtılmalıdır. Şekil 3.14’te gösterildiği gibi eklerin şaşırtılmış olması için iki ekin merkezinden merkezine ölçülen uzaklık, bindirme boyunun en az 1,5 katı olmalıdır.

donatının eklenmesi şaşırtmalı bindirme

Şekil 3.14 Çekme Kuvveti Taşıyan Donatıların Şaşırtmalı Bindirme Eki

Ersoy (1987)’de bindirmeli eklerin ucunda yoğunlaşan gerilme yığılmaları sebebiyle özellikle nervürlü donatılar kullanıldığında, beton örtüsünün yarılma olasılığının artacağını belirtmiştir. Bu sebeple ekler arasındaki uzaklık ve paspayı yeterince büyük olmalıdır.

Bindirmeli eklerin bindirme boyunca kapalı etriyelerle sarılması yararlı olacaktır. Bu tür etriyeler, betonu sararak yarılmaya karşı dayanımının arttırılması yanında özellikle büyük çaplı donatılı elemanların rijit cisim dönmesi sonucu betonun yırtılması problemini önler. Şekil 3.15’de rijit cisim dönmesi problemi gösterilmiştir.

Şekil 3.15 Eklerde Rijit Cisim Dönme Problemi

Bu tip problemleri önlemek için TS 500 (2000)’de sargı donatıları için verilen aşağıda koşullar sağlanmalıdır.

  1. Bindirme boyunca kullanılacak sargı donatısı çapı, en az eklenen donatı çapının 1/3’ü veya Ø 8 olarak alınmalı ve bindirme boyu boyunca en az 6 tane sargı donatısı kullanılmalıdır.
  2. Sargı donatısı aralığı eleman yüksekliğinin 1/4’ünden veya 20 cm’den daha büyük olmamalıdır. Ve ayrıca iki çubuk arasında aralık bırakılması gereken durumunda bu aralık bindirme boyunun 1/6’sından ve 10 cm’den fazla olmamalıdır. Şekil 3.16’da bindirmeli eklerdeki sargı donatısına ilişkin koşullar verilmiştir.

Şekil 3.16 Bindirmeli Eklerde Sargı Donatılarına İlişkin Koşullar

Hasır donatıların bindirmeli ek yapımlarında ise Tablo 3.2’deki koşullara uyulmalıdır. Yalnız, Tablo 3.2 kesitte bulunan donatının gerekli donatıdan en az %50 fazla olduğu durumlar için geçerlidir. Hasır donatılarda kesitteki donatı alanının gerekli donatı alanına oranı 1,5’ten küçük olduğu durumlarda, tablodan alınan bindirme boyları ve enine çubuk sayılarının değerleri, gerekli donatı kesit alanının kesitte bulunan donatının kesit alanına oranı ile 1,5’in çarpılması sonucu elde edilen değerle arttırılıp, kullanılmalıdır.

Tablo 3.2 Nokta Kaynaklı Hasır Donatının Bindirme Koşulları

TS 500 (2000)’de basınç donatılarının bindirmeli eklerinde dikkat edilmesi gereken bazı hususlar ise şu şekilde belirtilmektedir:

  1. Basınç donatılarının bindirme boyu Denklem 3.7’de verilen kenetlenme boyundan ve 30 cm’den az olmamalıdır.
  2. Basınç donatısındaki bindirmeli eklerde kanca yapılmamalıdır.
  3. Sargı donatısı aralığı d/4’ten az olmamalıdır.

Bunların dışında çapı 30 mm’den büyük olan donatı çubuklarına bindirmeli ek yapılamaz. Bu çubuklar yeterliliği deneylerle kanıtlanmış özel manşonlarla eklenmelidir.

Manşonlu Ekler

Bir kesitte basınca veya çekmeye maruz olan çubukların eki, manşon denilen özel mekanik bağlantıyla yapılabilir. Manşonlu ekler mekanik bağlantılara örnek teşkil ederler. Vidalı manşon, preslenen manşon veya kılıflı manşon gibi bazı manşonlu eklere örnekler Şekil 3.17’de gösterilmiştir.

donatının eklenmesi manşonlu örnekler

Şekil 3.17 Manşonlara Örnekler

Vidalı manşonlu ekte iki çubuğun uçları basınçla şişirilerek, çapından büyük hale getirilir ve bu kısımlara manşon denilen silindir şeklindeki özel mekanik bağlantının dişlerinin tersi yönünde dişler açılarak, bu manşon sayesinde iki çubuk eklenir.

Preslenen manşonda ise nervürlü donatılar manşona sokulup, hidrolik presle sıkıştırılır.

Bunların dışında daha çok küçük eksantirisiteli basınca çalışan boyuna donatı çubuklarında kullanılan kılıflı ekte ise çubuklar eksenine dik kesilip, birbiriyle tam temas ettirilerek etraflarına kaymalarına engel olan kılıf geçirilir. Boşluk thermit ile doldurulur (Özden, 1978).

TS 500 (2000) hem çekme hem de basınç altında manşonla eki sağlanan donatı çubuğu için standartta öngörülen minimum karakteristik akma dayanımının 1,25 katı olduğunun deneylerle kanıtlanmasını istemektedir.



Kaynaklı Ekler

Donatıların kaynaklı ekleri, kesitteki çubukların çekme veya basınç gerilme durumunda da kullanılabilir. Kaynaklı ek, eklenecek çeliğinin türüne bağlı olmak üzere elektrik kıvılcımı ile veya uç uca küt ek ile veya elektrik arkı ile uç uca ek ya da bindirilmiş çubuklar boyunca latalı yada latasız kordon şeklindeki ek biçimlerinde, Şekil 3.18’de gösterildiği gibi olabilir. Soğukta işlenerek dayanımı yükseltilmiş beton çelikleri çok ısıtıldıklarında, yüksek dayanımlarını kaybettiklerinden bunların kaynakla eklenmelerinde özel önlemlerin alınmalıdır (Aka ve diğ., 2001).

donatının eklenmesi kaynaklı ek

Şekil 3.18 Kaynaklı Ek Türleri

Ersoy (1987)’e göre kaynakla eklemede çekme kuvveti altında, kaynak türlerinden biri olan uç uca küt ek ve elektrik arkı ile pahlı ek zayıf olacağından mümkün olduğunca kullanılmamalıdır. Bindirme kordonlu kaynaklı ekler kullanıldığında, kaynak yapımına büyük özen gösterilmeli ve kullanılan çeliğin özelliklerinin kaynaklanma sırasında değişmediği kanıtlanmalıdır. Kaynağın özenli yapılmadığı veya kaynak nedeni ile bir zayıflama olduğu durumlarda, önemli sorunlar doğabilir.

TS 500 (2000)’de, kaynaklı ek yapılması durumunda genel olarak aşağıda belirtilen şu hususlara dikkat edilmesi gerektiği belirtilmiştir:

  1. Kaynaklı ek yapılacak çubukların metalurjik analizi yapılmalı ve çeliğin özellikle karbon çeliği açısından kaynaklanmaya uygun olduğu kanıtlanmalıdır.
  2. Kaynakla yapılan eklerden her elli taneden birine (en az beş tanesine) çekme deneyi uygulanmalıdır. Bu deneylerde, ekli donatının 1,25 f yk kadar gerilme taşıyabileceği kanıtlanmalıdır.

 

Kaynak

İnş. Müh. Tuncay YILMAZ

BETONARME YAPILARDA TAŞIYICI SİSTEM VE DONATI DÜZENLEME İLKELERİ

 




Cevap Bırakın