Islak BirleĢimler

Dünyadaki yapı endüstrisinin önemli bir bölümü, prefabrike yapı elemanlarının basit veya karmaĢık yapıların inĢaatında avantajlı olduğunu düĢünmektedirler. Bundan dolayı da prefabrike beton diğer yapı sistemlerine sık sık rakip ve alternatif olmaktadır. Prefabrike yapıların tasarım ve inĢaatında ana problem, prefabrike elemanların birleĢiminin depreme dayanımını sağlamak için ekonomik ve pratik bir yöntemin bulunmasıdır. Kapasite tasarımında istenen, enerji yutma mekanizması için plastik mafsal geliĢtirilmesi ve sismik etki süresince bu mekanizmanın korunmasıdır. Plastik mafsallaĢma bölgesinin prefabrik elemanda ve ya birleĢim bölgesinde oluĢmasına göre detaylandırılması önem kazanmaktadır [36]. ġekil 3.9’da gösterilen birleĢim detayı U kesitli prefabrike kiriĢler kullanılarak boy donatıların kolona doğru devam ettirilmesiyle elde edilmektedir. Monolitik davranıĢa benzer davranıĢ elde edilen bu birleĢimlerde kalıp iĢçiliği ortadan kaldırılmaktadır [21].

Restrepo ve diğ. ve Park yapmıĢ oldukları çalıĢma kapsamında monolitik birleĢime benzer üç farklı birleĢim tipi tasarlamıĢ ve test etmiĢlerdir. Sistem-1 ismi verilen birleĢimde kiriĢlerin uçları kolon pas payına oturtulacak Ģekilde yerleĢtirilir ve kalıp iĢçiliğinden tasarruf edilir. KiriĢ altındaki boy donatılar uçları yukarı doğru bükülerek ankre edilir. KiriĢlerin üzeri ve düğüm bölgesi yerinde dökme betonla kaplanır. Deney sonucu monolitik birleĢime benzer davranıĢ elde edilir [37].

19

ġekil 3.9: Islak birleĢim detayı [21]

Kolondan gelen donatı çubukları kiriĢte bırakılan kanallardan geçer ve bu kanallar harçla doldurulur. Bu bölge ve kiriĢ üst kısmı sahada dökülmektedir. BirleĢim kiriĢ açıklık ortasındadır ve farklı detaylar ile sağlanmaktadır. Bu detaylar, bindirmeli etriyeli, çift bindirmeli etriyeli ve donatı bindirme ekli yapılmıĢtır. Sonuncusu en basit ve efektif birleĢim detayıdır [36]. Sistem-3 birleĢiminde ise T ve ya H Ģeklindeki prefabrik elemanların kolon ve kiriĢ ortalarında birleĢtirilmesi ile oluĢturulan moment aktarabilen prefabrike sistemlerdir. Bu sistem tamamen prefabrik elemanlardan oluĢup saha iĢçiliği minimum seviyede tutulmuĢtur. Sistemin en büyük dezavantajı, prefabrik elemanların büyük ve ağır olmasından dolayı nakliye ve montaj sürecinde ağır tonajlı vinç kullanılmasına gerek olmasıdır [37].

BirleĢimde ġekil 3.10 da gösterilen mekanik ekler, manĢonlar gibi etkili araçlar kullanılarak elde edilen çerçeve davranıĢı monolitik davranıĢa benzer davranıĢ gösterir. Pratik uygulama olan bu birleĢimle yeterli dayanım sağlanmıĢ olur fakat kolon ve kiriĢlerin birleĢiminde kullanılan bu birleĢtiriciler eleman içerisine yeterli ankraj ile gömülmeksizin kullanılamaz [38].

Islak birleĢim detaylarında çoğunlukla lifli beton kullanılarak yer değiĢtirme sünekliğinin geliĢtirilmesine çalıĢılmıĢtır. Lifli beton kullanılan düğüm bölgelerinde kontrol numunesi ile karĢılaĢtırıldığında daha fazla yük taĢıma kapasitesi elde edilmiĢ, diğer yandan rijitlik azalması daha yavaĢ oluĢmuĢtur. Enerji yutma kapasitesi ise önemli seviyede geliĢmiĢtir [16, 39].

20

ġekil 3.10: Bağlantı araçları [38]

Islak birleĢim detayının kolonda ve kiriĢte yapılması durumları için iki farklı detay ErtaĢ ve diğ. tarafından geliĢtirilmiĢtir [35]. Prefabrike kolon üretilirken kolonun ortasında bırakılan kiriĢ derinliği kadar boĢluğa prefabrike kiriĢ içerisine gömülen U donatılar yerleĢtirilmiĢ ve birleĢim çelik lifli beton harç ile doldurulmuĢtur. Lifli beton kullanımı ile, çok dar olan bir bölgede kiriĢ donatılarının ankrajı için aderans özelliğini artırmak ve kesme kuvvetlerine karĢı dayanımın kapalı etriyeler yerine çirozlar kullanılarak sağlanması amaçlanmıĢtır. BirleĢim bölgesinin kiriĢte oluĢturulduğu ıslak bağlantı detayında ise kolondan çıkan U donatılar ile kiriĢ ucunda yer alan U donatılar birbirinin içinden geçirilerek birleĢtirilmekte, bu bölge çelik lifli beton harç ile doldurulmaktadır. Her iki birleĢim detayının da kapasite ve enerji tüketim performansları bakımından deprem bölgelerinde uygulanabilirliği önerilmiĢtir [35].

Literatürde önerilen ıslak birleĢimlerin bir kısmı kompozit birleĢimdir. Genellikle pozitif moment kaynaklı veya bulonlu birleĢimle taĢıtılırken, negatif moment yerinde dökme betonla üretilen ıslak birleĢimle taĢıtılmaktadır. French ve diğ. tarafından test

21

edilen (BMC) birleĢimi, kesitin alt tarafına yerleĢtirilen ard-germe donatısı ve üst tarafına nervürlü donatı yerleĢtirildikten sonra yerinde dökme betonla oluĢturulan kompozit birleĢim detayıdır [4]. BirleĢimde beklendiği gibi betonarme bileĢenleri nedeniyle daha fazla enerji yutma kapasitesi elde edilmiĢtir. BirleĢimde monolitik olarak döĢemeler kullanıldığında elemanların sürekliliği sağlanır, etriye detayları geliĢtirilerek süneklik ve enerji yutma kapasitesi daha da artırılabilir [4].

ErtaĢ ve diğ. tarafından yapılan çalıĢma kapsamında Türkiye prefabrike endüstrisinde yaygın olarak kullanılan, kiriĢ alt boyuna donatıların çelik plaka ile birbirine kaynatılarak, üst donatıların U Ģeklinde donatının kolonda bırakılan boĢluğa yerleĢtirilerek ankrajının tamamlandığı ve bu bölgenin beton ile doldurulması ile oluĢturulan ġekil 3.11’de gösterilen kompozit birleĢim detayı test edilmiĢtir [35]. Kapasite ve enerji tüketme karakteristiği bakımından deprem bölgesinde kullanılabilirlik performansı sağlayan bu birleĢimde kaynaklı tarafın performansı monolitik sistemle kıyaslandığında daha düĢük seviyededir. Bu durumun sebebi olarak kaynak iĢçiliğinin boyuna donatıların mekanik özelliklerini bozmuĢ olabileceği düĢünülmektedir. Montaj aĢamasında ıslak birleĢimler az miktarda da olsa kalıp iĢçiliği içermektedir ve bu durum yapım hızını etkilemektedir. Kompozit birleĢimde kullanılan kaynak ise, ekstra kalite kontrol maliyeti getirmektedir [40].

22