Öngerilmeli Beton Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Öngerilme, betona dış yükler altında çekme gerilmelerine karşıt yönde önceden istenen düzeyde basınç verme olarak tanımlanır. Basınç gerilmeleri ile orantılı elemanlardaki taşınabilir yükler de artmaktadır. Öngerilmenin uygulamada, ahşap fıçı elemanlarına içindeki sıvı nedeni ile oluşacak çekme gerilmelerine karşı koyacak metal çemberler ya da halat ile önceden basınç verilmesi, bisiklet jantına teller yardımı ile öngerilme vererek dış etkileri karşılama gibi sayısız örnekleri vardır.

Öngerilmeli eleman, verilen basıncın büyüklüğü ile orantılı tam öngerilmeli ve betonarme eleman gibi iki sınır davranış gösterir. Betonarme ve öngerilmeli beton arasında ana fark; betonarmede, beton ve çelik birleştirilerek kullanılırken, öngerilmede ise, yüksek dayanımlı çelik gerilerek yüksek dayanımlı betona basınç verilir. Başlangıçta sünek kabloda çekme, gevrek betonda basınç olur. Böylece kullanım yükleri altında çatlama ve yer değiştirmeler kontrol edildiği gibi yüksek dayanımlı malzemenin kullanım üstünlüklerinden yararlanılır. Kesit küçük ve hafiftir. Sabit yükün hareketli yüke oranı azaldığı için açıklıklar artar. Öngerilmeli elemanda tarafsız eksen, kesit dışında olup tüm kesit basınç gerilmesi altındadır.

Öngerilmeli beton, betonarmenin yetersiz kaldığı durumlarda kullanılan yapı malzeme ve uygulamasıdır. Bu uygulama özellikle Amerika, Batı Avrupa ve Japonya’da gelişip, yaygınlaşarak toplam yapı üretiminda payı gittikçe artmaktadır. Günümüzde öngerilmeli beton, değişik yapı türleri için uygulanmaktadır. Dünyada öngerilmeli beton; köprülerde, yüksek binalarda, silolarda, nükleer hücrelerde, TV vericilerinin konduğu kulelerde, spor salonlarının çatılarını örtmekte kullanılmaktadır. Kanada’nın Toronto kentindeki TV vericisi 553 m yükseklikte olup, 10000  kN art çekme (sonradan germe) kablosu kullanılan dünyanın en uzun kulesidir. Yurdumuzdaise otoyol köprü kirişleri ile döşemeleri öngerilmeli beton ile yapılmaktadır. Öngerilmeli beton elemanları; beton, öngerme çeliği, betonarme çeliği ve art çekmelilerde kullanılan ankrajlardır. Betona basıncı öngerme çeliği vermekte olup gerilmesiz betonarme çeliği çatlakları, ankrajlamada ezilmeyi önlemek ve kesme için kullanılır.

Öngerilmeli betonun yararları öteden beri bilindiği halde uygulamaları geçikmiştir. Gecikmenin en önemli nedeni üstün kaliteli çelik gerekliliğidir. Betonarmede kullanılan yüksek dayanımlı S420 çeliği ile öngerilmeli eleman üretilemez. Çünkü betonun en önemli zamana bağlı yer değiştirmeleri olan, sünme ve büzülme sonucu kabloya verilen gerilmelerin önemli bir kısmı kaybolur. O yüzden betonarme donatısı kullanılarak öngerilmeli beton elde etmek olanaksızdır.

Öngerilmenin üstünlükleri ve sakıncaları ile ilgili yazımıza aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.