Ankraj Nedir? Beton Ankrajı ile İlgili Genel Bilgiler

Ankraj

Ankraj, bir eleman ya da donatının, başka malzeme, ortam ya da eleman içerisine sokularak burada sabitlenmesi işlemidir.

Mevcuttaki yapıların onarım ve güçlendirilmesinde ayrıca yapılar da unutulan veya daha sonra planlanarak yapıya taşıyıcı elemanların eklenmesinde, fabrikaların makine kurulumları esnasında çoğunlukla ankrajlar tercih edilmektedir.

Amerikan Beton Kurumu (ACI), betona yapılan ankrajları yerleştirme zamanı ve şekilleri açısından betonlama esnasında yapılan ankrajlar (cast-in-place anchors) ve sertleşmiş betona sonradan yapılan ankrajlar (past-installed anchors) olarak iki ana gruba ayırmıştır.

 

1. Sertleşmiş Betona Yapılan Ankrajlar
2. Taze Betona Yapılan Ankrajlar

Ankraj türlerine geçmeden önce ankrajların maruz kaldıkları etkilerden bahsetmek uygun olacaktır.

Ankrajların Etkisinde Kaldığı Yükleme Tipleri

Ankrajların etkisinde kaldığı yükleme tipleri;

• Eksenel çekme etkisi altındaki ankrajlar
• Kesme etkisi altındaki ankrajlar
• Eksenel çekme ve kesme etkisi altındaki ankrajlar
• Eğilme etkisi altındaki ankrajlar olarak guruplandırabilirler.

1.Sertleşmiş Betona Yapılan Ankrajlar

Sertleşmiş betona sonradan ekilen mekanik ankraj çeşitleri de aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Uygulama kolaylığı nedeniyle piyasada tercih edilmektedir. Önceden açılan ankraj deliğine piyasada değişik firmalar tarafından üretilen çalışma şekilleri bakımından farklı türden bir çok çeşidi mevcuttur. Önceden açılan ankraj deliğine sokularak yerleştirilen ankrajlar cıvatalarının sıkıştırılmasıyla birlikte şişerek ankraj deliğini kaplarlar. Böylece üzerlerine gelen kuvveti ankraj ile delik arasında oluşan sürtünme kuvvetleri vasıtasıyla taşımaktadırlar.

1.A Bağ tipi ankrajlar

1.A.1 Kimyasal bağlı ankrajlar

Kimyasal ankrajlar şekilde gösterildiği üzere, ankraj donatısı, beton blok ve kimyasal yapıştırıcı olmak üzere üç ana bileşenden oluşur. Kimyasal ankrajlar, etkisi altında oldukları kuvveti ankrajın bağlı bulunduğu derinlik boyunca oluşan aderans gerilmeleriyle aktarırlar. (Aderans Nedir? Aderans Kuvveti Nedir?) Kimyasal ankrajların uygulamasında betona daha önceden dizayn edilen ankraj boyu kadar derinlikte delik açılır ve tamamen kimyasal yapıştırıcı ile doldurulup ankraj donatısı yavaş bir şekilde döndürülerek ekilir. Ankraj donatısı ile betonun derinlikte çalışmasını, bağlayıcı madde görevini sağlayan kimyasal yapıştırıcı sağlar. Kimyasal ankrajlar, maliyet ve uygulama kolaylığı yönünden en çok tercih edilen ankraj türüdür. Kimyasal ankraj uygulamaları yapılırken ankraj davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olan parametrelere özen gösterilmesi uygulamacı ve tasarımcı açısından önem arz etmektedir. Kimyasal ankraj davranışını etkileyen faktörleri; ankraj çubuğunun dayanımı, ankraj çubuk çapı, ankraj delik çapı, ankraj deliği derinliği, ankraj deliğinin ıslak, nemli ve kuru olması, ankraj deliğinin tozlu veya temiz olması, betonun basınç ve çekme dayanımı, kimyasal yapıştırıcının türü ve özelliği, ankrajlar arası mesafe, yükleme tipi ve hızı, kısa kür süresi olarak sıralayabiliriz.

Kimyasal ankrajlar hızlı ve kolay uygulanabilir olması ayrıca yüksek yapışma mukavemetlerine ulaşması ile tercih sebebi olmuştur. Yapıya sonradan ankre edilen kimyasal ankrajlar uygulama ve tasarım esnasından kullanıcıya büyük kolaylıklar sunmaktadır.

Kimyasal ankrajlarda, donatı-epoksi ara yüzeyindeki veya beton-epoksi ara yüzeyindeki tutunmayı sağlayan kayma gerilmelerine aderans denir. Kimyasal ankrajlarda aderansın bileşenlerini; epoksi ile beton arasındaki sürtünme, epoksi ile çelik arasındaki sürtünme, epoksi ile beton arasında oluşan kimyasal bağ, epoksi ile çelik arasındaki kimyasal bağ ve çelik üzerindeki mekanik diş kuvvetleri olarak sayabiliriz.

Güçlendirme amacıyla kullanılan kimyasal ankrajların dizayn aşamasında farklı yükleme tipleri (eksenel çekme, kesme, eğilme) altındaki ankraj davranışının bilinmesi gerekir.

Eksenel Çekme Etkisindeki Kimyasal Ankrajların Göçme Mekanizmaları

Ankraj donatısının kopması

Ankraj donatısının kopması  kimyasal yapıştırıcı ve beton kalitesi yüksek olan küçük donatı çaplı derin ankrajlarda rastlanılmaktadır. Ankraj donatısının akması kimyasal ankrajlarda tasarımcılar tarafından istenilen bir davranıştır.

Ankraj donatısının sıyrılması

Ankraj donatısının sıyrılması donatının ankraj deliğinden sıyrılarak çıkmasıdır. Kimyasal ankrajlarda ankraj deliğinde meydana gelen yapışma dayanımının son bulması ile sıyrılma başlar. Yapışma dayanımı düşük kimyasalların kullanılması yada uygulama anında yüzey temizliğinin yapılmaması, eksik kür gibi durumlar sonucunda bu tip göçme meydana gelebilir.

Betonun konik kopması

Betonun konik kopması eksenel çekme anında yeterli derinliğe sahip olmayan ankrajlarda betonda oluşan çekme gerilmelerinin beton çekme dayanımına karşı koymadığı durumlarda meydana gelir. Beton dayanımı düştükçe koni derinliği artmakta, ankraj dayanımı düşmektedir.

Koni ile sıyrılmanın birlikte oluşması

Koni ile sıyrılmanın birlikte oluşması ankraj derinliğinin 50-75 mm’den daha derin olduğu ankrajlarda beton konisi ile sıyrılmanın birlikte gerçekleşmesi durumudur.

Betonun yarılması

Betonun yarılması ankrajların birbirilerine ya da serbest kenarlara yakın olduğu ve taban elemanın derinliğinin sığ olduğu durumlarda görülür.

1.A.2 Harçlı ankrajlar

Harçlı ankrajlar, ağır sanayi ekipman montajı uygulamalarında ve güçlendirme uygulamalarında kullanılabilmektedir. Kimyasal ankrajlarda kullanılan kimyasal yapıştırıcı yerine harç kullanılarak uygulanır. Harçlı ankrajlar kimyasal ankrajlara göre daha ucuz olmalarına rağmen düşük çekme dayanımları, düşük basınç dayanımları ve yetersiz bağ kuvvetleri ile dezavantajlı hale gelirler. Harçlı ankraj uygulamalarında ankraj deliği ankraj çapından 4-5 mm fazla olacak şekilde açılmaktadır. Özel durumlarda bu tölerans 2mm’ye kadar düşürülebilmektedir.

1.B Mekanik Ankrajlar

Mekanik ankrajların ucu genişler ve ön germeli olmak üzere iki çeşidi bulunmaktadır. Etkisi altında oldukları yükü ankraj deliğinin tamamında meydana gelen sürtünme ve kilitlenme mekanizmaları yoluyla betona aktarırlar.

2.Taze Betona Yapılan Ankrajlar

Taze betona yapılan ankrajlarda aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi farklı kanca tipleri kullanılabilmektedir. Kanca tipinin seçiminde imalat kolaylığı ve yapılacak ankraj sayısı gibi faktörler etkili olmaktadır.

Taze betona yapılan ankrajlar çoğunlukla betonarme ile çelik elemanlarının birleştiği durumlarda uygulanmaktadır. Taze betona yapılan ankrajların tasarımında sünek davranış göstermeleri amacıyla beton güç tükenmesine ulaşmadan ankraj donatısının akması istenir.

Kaynak: M. Fatih SANSAK- ANKRAJ ÇUBUKLARININ ÇEKME DAVRANIŞLARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

İdris AYDOĞAN- KİMYASAL ANKRAJLARDA ÇAP, GÖMME DERİNLİĞİ VE KENAR MESAFESİNİN ÇEKME KUVVETİNE ETKİSİ