Çubuk Eleman Birleşimleri .1 Basınç Bileşimleri

Mesnet bölgelerinde gerilme yığılmalarını önlemek ve bu gerilmelerin belirli bir noktaya etkimesini sağlamak amacıyla teşkil edilen, basınç kuvvetlerinin diğer elemanlara aktarılmasını sağlayan birleşimlerdir. Genel olarak yatay eleman mesnetlerinde, kolonların, taşıyıcı duvarların mesnet bölgelerinde teşkil edilirler. Bu birleşimler oluşturulurken aktarılan kuvvetlerin büyüklüğü ve birleşimi oluşturan elemanların oturma yüzeylerindeki teması önemlidir.

İki temas yüzeyi arasında, basınç kuvvetlerinin üniform olarak istenilen bölgeye kadar yayılmasını sağlamak ve birleşim bölgelerinde oluşacak öteleme ve dönmeleri sınırlamak için bir ara malzeme kullanılır. Bu malzemenin kullanıldığı birleşimlere ara malzemeli basınç birleşimleri denir. Buna karşılık oturma yüzeyinde bir ara malzemeye ihtiyaç duyulmadan tam temas sağlanabiliyorsa ara malzemesiz basınç birleşimleri kullanılmaktadır. Ara malzemesiz olarak oluşturulacak basınç birleşimlerinde aktarılan mesnet kuvvetinin 0.10 N/mm2‘den küçük olması, eğilme

dönmesi ve ötelemelerin hesaba katılamayacak, ihmal edilebilir değerlerde olması gerekmektedir. Kullanım alanı özellikle çatı plakları ile aşıklar ve aşıklar ile makaslar arasındaki birleşimlerdir. Kiriş – kolon birleşim bölgelerinde, kirişlerin kolonlara oturtulması şeklinde kullanılmamaları gerekmektedir.

Ara malzemeli basınç birleşimlerinde, genel olarak harç, beton, elastomerik ara malzemeler ara malzeme olarak kullanılırlar. Malzeme seçiminde en önemli unsur, kuvvet aktarma mekanizmasıdır. Ara malzemesi harç ya da beton olan basınç birleşimleri basınç kuvveti ile beraber sınırlı yatay kuvvetin aktarıldığı birleşimlerde kullanılmalıdır.

Elastomerik ara malzemeli basınç birleşimleri yatay ve düşey yer değiştirme ve dönmeye sınırlı ölçüde imkan veren birleşimlerdir [9].

Sertleştirilmiş polimer levhanın birleşen elemanlardan birisinin mesnet bölgesine yerleştirilmesi ve diğer elemanın yerinde döküm olarak yapılması ile oluşturuldukları gibi, birbirine paralel iki elemanın temas yüzeyleri arasına yerleştirilmesi ile de oluşturulabilirler.

Kirişler teşkil edilirken basınç birleşimleri kullanılır. Ara malzeme ile teşkil edilen kiriş mesnet bölgelerinde birleşimin durumuna göre çelik levha, korniyer veya başka bir ara malzemesi kullanılabilir.

Mesnet bölgelerindeki birleşimler büyük mesnet kuvvetlerinin diğer elemanlara aktarılması için teşkil edilirler. Kiriş uç bölgelerinde yatay ve düşey mesnet reaksiyonları ve ara malzemenin genişlemesinden kaynaklanan çekme kuvvetleri, güvenle aktarılacak şekilde tasarlanmalıdır.

Kiriş uç bölgeleri üç farklı şekilde oluşturulabilirler. İlk tip birleşim şekli herhangi bir ek malzeme ya da ekipman kullanılmadan oluşturulan özel teçhizatsız kiriş uçlarıdır. Bu tip birleşimler, kiriş uçlarına gelen basınç kuvveti, kirişin kesme kuvveti altında taşıma gücünden küçükse kullanılmaktadır.

Bunun dışındaki durumlarda, yani kesitin kesme kuvveti altında taşıma gücünün, basınç kuvvetinden küçük olduğu hallerde kesitte oluşacak çatlaklara karşı özel teçhizatlar yerleştirilmeli, kirişin mesnet köşesi korniyerle donatılmalıdır. Bu uygulamalara özel teçhizatlı kiriş uçları denir.

Kirişler mesnetlendirilirken planda düzgün kullanım alanları oluşturmak için kesitleri inceltilir. Bu uygulama sonucunda kirişin üst yüzeyi belirli bir seviyede tutulur ve deprem etkisi altında kat seviyelerinde diyaframlar oluşturmak için kolaylık sağlanır. Basınç birleşimleri oluşturulurken gereken bir başka öğe ise düşey ve yatay taşıyıcı elemanların birleşim bölgelerinde oluşturulacak kısa konsollardır. Kullanılan malzemeye ve birleşimin yerine göre kısa konsollar üç farklı şekildedir ; betonarme kısa konsollar, çelik profilli kısa konsollar ve gövde kısa konsolları.

Gövde kısa konsolları diğer iki tip kısa konsola göre farklı olup, genel olarak Ters T ve L kirişlerin ve taşıyıcı duvar panolarının diğer elemanlarla mesnetlendiği bölgelerde kullanılırlar. Döşeme elemanlarının taşıdığı yükleri aldıkları gibi, düşey panolarla da birleşim oluşturup yük aktarımı yapabilirler. Uygulamaya ve kesitin yük taşıma kapasitesine göre özel teçhizatlarla ve buna bağlı donatılandırmayla desteklenebilirler.

4.1.2 Kesme Kuvveti Aktaran Birleşimler

Eğilme momenti aktarmayan bu birleşimler sadece kesme kuvvetlerini ve mesnet reaksiyonlarını aktardıkları için mafsal vazifesi görürler ve mafsallı birleşimler olarak da adlandırılırlar.

Moment aktarmayan bu birleşimlerin yük aktarım şekilleri eğilme momenti aktaran birleşimlerle aynıdır. Farklı şekillerde teşkil edilebilirler. Bunlar kayıcı, kısmen kayıcı ve sabit mafsallı kesme kuvveti aktaran birleşimler olarak verilebilir.

4.1.3 Eğilme Momenti Aktaran Birleşimler

Yerinde döküm gerektiren, uygulanması daha zor ve pratik olmayan ve maliyeti diğer birleşim tiplerine göre daha yüksek olan eğilme momenti aktaran birleşimler ülkemiz prefabrike inşaat sektöründe en az tercih edilen birleşim şekillerinden biridir.

Sadece moment aktaran bir birleşim oluşturmak yerine daha çok birkaç farklı kuvveti aktarma mekanizmasına sahip birleşimler kullanılmaktadır. Bu birleşimler genellikle eğilme momentinin yanı sıra kiriş ve döşemelerin kesitlerinde olduğu gibi kesme kuvveti ve kolonların kesitlerinde olduğu gibi hem basınç hem kesme kuvveti etkisi altında tasarlanırlar.

Deprem etkisinin tersinir olması düşünüldüğü zaman TS 9967‘de belirtilen süneklik ve donatı şartları sağlanmalı, olası çatlaklara karşı tasarım yapılmalı, donatı montajları ve ankraj dayanımları kontrol edilmelidir.

Birleşimlerde kullanılan çelik metal elemanların ve şantiyede yapılan kaynakların emniyet gerilmeleri yüzde 30 azaltılmalı veya malzeme katsayısı 1.5 alınmalıdır. Bu tip birleşimler uygulamada kuru birleşimler ve ıslak birleşimler olarak iki tipte teşkil edilirler.

4.1.3.1 Kuru Birleşimler

Oluşturulma şekilleri yerinde döküm beton gerektirmeyen moment aktaran birleşimlerdir. Birleşim genellikle aktardığı yüklere göre seçilecek bir malzeme ile yapılır. Bu malzemeler ve yöntemler arasında plaka yerleştirme, cıvata kaynaklanması veya öngerme kullanmak vardır.

Daha önce de belirtildiği üzere eğilme momenti dışında kesitlere etkiyen kuvvetler basınç ve kesme kuvvetleridir.

Basınç kuvvetleri kuru birleşimlerde, elemanlar arasında şu şekillerde aktarılabilir.

a) Kesitte basınç bölgesine tesbit edilmiş metal bir parçayı sabit kabul edilebilen başka bir metal parçayla kaynaklamak,

b) Basınç bölgesinin ön kısmını betonla doldurmak,

c) Basınç bölgesinin yüzünü birleştiren elemanın birleşim bölgesi yüzüne dayamak ve iki temas düzlemi arasına harç koymak.

Buna karşılık birleşime etkiyecek çekme kuvvetleri şu şekillerde aktarılır :

a) Çekme donatısını metal bir parçaya ve onu da sabit kabul edilebilecek başka bir metal parçaya kaynaklamak,

b) Birinden diğerine moment aktarılmak istenen iki elemanı çekme kuvveti tatbik noktasında bulonla birleştirmek

c) İki elemanı çekme kuvveti tatbik noktasında öngerilme ile birleştirmek.

Kuru birleşimler teşkil edilirken dikkat edilmesi gereken hususlar, özellikle deprem kuvvetleri ile birlikte yüklerin tersinir ve tekrarlı olması sonucunda donatı akmalarının oluşacağı ve yer değiştirmelerin sonucunda taşıma gücü kapasitesinin

azalacağı ve bu kayıp sonrası gövde plaklarının zorlanacağı, bunun ise yeterli sayıda ankrajla çözülmesi gerektiğidir. Bulon ve kaynak kullanılması özellikle önerilmektedir. Eğer kesitlerde basınç kuvvetleri büyük kuvvet aktarmak için harç yerine elastomer ara malzeme kullanılmalıdır.

4.1.3.2 Islak Birleşimler

Yerinde döküm ve imalat gerektiren eğilme momenti aktaran birleşimlerdir. Kuru birleşimlerde olduğu gibi ıslak birleşimlerde de moment dışında kesme kuvveti de aktarılır. Bu birleşim şekli genellikle kolon birleşimlerinde kullanılır. Döşemeler ve kompozit kirişler yapılırken kullanılan tek yöntemdir.

Islak birleşimlerde basınç kuvvetleri yerinde döküm betonla aktarılır. Bu beton, fiyong bindirmede donatı ekini de sağlar.

Çekme kuvvetleri ise birleşimi oluşturan iki elemanın çekme donatılarının ekinin çekme donatılarının ekinin fiyongla bindirilmesi ile ya da kaynaklı ek yapılması ile aktarılır.

Kesme kuvvetinin aktarılması, kuru birleşimde belirtilmiş iki şekle ilave olarak, prefabrike elemanın yerinde dökme beton bir eleman veya yerinde dökme beton bir bölge ile birleşiminde prefabrike elemanın birleşim yüzünde kenet dişleri yapılarak da temin edilebilir [6].