Çelik Yapılarda Kolon Ayakları – Temel Kolon Birleşimleri

Çelik yapıların kolon ve temel birleşimleri, taşıyıcı sistemin özelliğine bağlı olmak üzere mesnet etkilerinin temele aktarıldığı kısımlardır.

Kolon-temel birleşimleri

1) Basit (mafsallı) birleşimler

a) Merkezi basınca çalısan birleşimler

b) Çerçeve ve perde kolonlarının mafsal birleşimleri

2) Ankastre (rijit) birleşimler

Kolon Taban Levhası

Kolon taban levhaları çelik taşıyıcılı yapılarda oluşan eksenel kuvvetleri, kesme kuvvetlerini ve moment etkilerini taşıyıcı kolonun başlık ve gövdesinden betonarme temele aktaran bağlantı elemanlarıdır. Çelik yapıda oluşan tüm yükler tek bağlantı yüzeyi olan bu plakalar sayesinde temele aktarılabilmektedir. Kaynak yardımıyla atölyede kolona monte edilen bu ayaklar daha sonra sahaya sevk edilmektedir.

Kolon Taban Plakasının Sınıflandırılması

Kolon taban plakaları en genel Açıkta Kolon Taban Levhaları ve Gömülü Kolon Taban Levhaları şekilde iki gruba ayrılabilir ancak bu sınıflandırmalardan öte Kolon taban levhalarında birçok farklı tip karşımıza çıkmaktadır.
Açıkta taban levhası; yükleme durumunda gösterdiği davranışa, Kolon taban levhalarının hangi bağlantı(sınır) koşullarına göre monte edildiğine, çeliğin göçme durumuna, betonunun göçme durumuna, enerji emme kapasitesine ve bina çerçeve tasarım tipine göre sınıflandırılabilir.

Gömülü taban plakası; gömme boyuna, bina çerçevesindeki kolonun konumuna, göçme mekanizmasına ve sünekliğine göre sınıflandırılabilir.

Taban levhaları tasarlanan çelik taşıyıcı kolonlardaki yüksek gerilmeleri betonun taşıyabileceği düzeye indirmek ve bu gerilmelerin temele aktarılması amacıyla kullanılır. Kolonlar, taban levhasıyla köşe veya küt kaynak dikisleri ile birleştirilir. Bu kaynaklama işlemi imalat atölyelerinde yapılır.

Büyük eksenel kuvvetler veya düşük beton dayanımları sebebiyle profil enkesitlerine göre büyük taban levhası gerektiginde, taban levhasının kalınlığının azaltılması için bu taban levhalarına dik yönde nervür levhaları kullanılır. Bu nervür levhaları taban levhasının boyutlarına göre tek veya iki yönde de uygulanır.

Izgara Kolon Ayağı

Kolon eksenel yükünün büyük olması gibi durumlarda, taban levhası yerine eğilme dayanımı yüksek olan profiller  kullanılabilir. Yeterli sayıda profil birbirine kaynak ile birleştirilerek kolon tabanında bir ızgara teskil edilir. Bu şekilde tasarlanan kolon ayağına ızgara kolon ayağı adı verilir.

Çelik Kolon Ayağında Kayma Kamaları

Kolon tabanında yani mesnette meydana gelen yatay etkiyi temlere aktarmak için kayma kamaları kullanılabilir. Bu kayma kamaları temel içinde önceden bırakılmıs kanallara yerlesir,  daha sonra yüksek dozajlı harç ile doldurulan bu kanallar sayesinde yatay mesnet etkisi betonarme temele aktarılır.

Ankraj çubukları ile yük aktarımı

Ankraj çubukları çelik kolonun alt ucunda oluşan çekme gerilmelerini ve yatay mesnet tepkisini temele aktarmak amacıyla kullanılır.

Ankraj çubukları ikiye ayrılır;
-Montaj ankrajları
-Çekme/kesme ankrajları

Ankraj çubukları ile mesnet momentinden kaynaklanan çekme gerilmelerinin temele aktarılmasında çok farklı türde ankraj çubukları kullanılabilmektedir. Mesnet reaksiyonlarına göre istenirse yatay mesnet tepkileri de bu ankrajlar vasıtasıyla temele aktarılabilir.

Kanallı temel ankrajları

Ankrajlar betonarme temele önceden hazırlanmış kanallar yardımıyla bağlanabilir. Bunun için temel içinde ankrajların takılabileceği profiller hazırlanır. Montaj tamamlandıktan sonra kanallar yüksek dozajlı harç ile doldurulur.

 

Tüm çelik kolon temel bağlantı noktalarında, birleşim gerçekleştikten sonra taban levhası ile betonarme temel arasındaki boşluk (2-5cm) yüksek dozajlı harç veya çimento şerbeti ile doldurulur.

Kolon-temel birleşimlerimin (kolon ayaklarının) tasarımında, birleşimin maruz kaldıgı mesnet reaksiyonlarına göre aşağıdaki bileşenlerin tasarlanması gerekmektedir;
– Taban levhası boyutları (plan boyutları ve kalınlığı),
– Ankaj çubuklarının boyutları, sayısı ve yerleşimi,
– Kayma kamasının boyutları ve yerleşimi,
– Nervür levhalarının yerleşimi ve boyutları,
– Birleşimlerde kullanılan kaynakların boyutları (kalınlığı, boyu)