Ankraj Kanalı Nedir?
 

Ankraj kanalları, TS EN 1992-4’te “beton dökülmeden önce yerine yerleştirilen, kendisine rijit şekilde bağlanmış ankrajları bulunan çelik profil. Ankraj kanallarında, iki veya daha fazla çelik ankraj, kanalın arkasına rijit şekilde bağlanır ve betona gömülür.” olarak tanımlanan, betonarme yapılarda elemanların sabitlenmesi için en gelişmiş ve güvenli tekniklerden biridir. Tasarım sırasında minimal bir zaman harcayarak, montajcının betonarme yapının içine bırakılmış ankrajı kullanıma hazır bulduğu yapı üzerinde harika bir sonuç elde edebilirsiniz.

Yazımızda T-Bolt adıyla anılacak olan ankraj kanalına ara malzemeyi bağlamak için kullanılan kanal bağlantı cıvatası da, TS EN 1992-4’te “kanal cıvatası: bağlantı elemanını ankraj kanalına bağlayan vida veya cıvata” olarak tanımlanmaktadır. 
 

Görsel 1: Ankraj Kanalı Sistemi

Görsel 2: Ankraj Kanalı Sistemi Bileşenleri

 
 

Ankraj Kanalı Tasarımında Kullanılan Mevzuatlar

Geçmişten günümüze kadar bizim de etkisinde bulunduğumuz Avrupa mevzuatları değişim içerisinde olmuştur.

Geçmişten beri kullanılan CEN-TS 1992-4 Haziran 2018 itibariyle yerini EN 1992-4’e bıraktı. Ankraj kanalları ile ilgili 2016 yılında yayınlanan EOTA TR047 ve TR050 tasarım için kullanılmaya başlanmıştı. EN 1992-4’ün yayınlanması ile EOTA TR047 ve TR050 Teknik Raporları, EN1992-4 içerisinde kendine yer bulmuş oldu.

Görsel 3: Geçmişten Günümüze Tasarım Sistemi

2018 Haziran itibariyle en güncel tasarım sistemi ise aşağıdaki sırada olacaktır.

1.      Ürün Yeterliliği için Yönerge: EAD (Avrupa Değerlendirme Dökümanı) Ankraj Kanalları

2.      İlgili ürünün Dayanım Değerleri için Rapor: ETA (Avrupa Teknik Değerlendirme Raporu)

3.      Tasarım Yöntemi olarak ise: EOTA TR 047 Ankraj Kanallarının Tasarımı ve EN 1992-4:2018 (Eurocode 2 Beton Yapıların Tasarımı – Bölüm 4: Betonda Kullanılan Sabitleme Tertibatlarının Tasarımı)

Görsel 4: Güncel Tasarım Sistemi

EN 1992-4 ve TS EN 1992-4: Eurocode 2 - Beton Yapıların Tasarımı – Bölüm 4: Betonda Kullanılan Sabitleme Tertibatlarının Tasarımı

EN 1992-4 bilinen diğer adıyla Eurocode 2 Part 4, Eurocode 2 - Design of concrete structures - Part 4: Design of fastenings for use in concrete, Eurocode 2 - Beton yapıların tasarımı – Bölüm 4: Betonda kullanılan sabitleme tertibatlarının tasarımı olarak yayınlanan Avrupa Beton Yapıları Tasarım Yönetmeliğinin Bağlantı Elemanları için olan bölümüdür.

TS EN 1992-4 ise, EN 1992-4’ün Türkçeleştirilmesi ile elde edilmiş, Türk Standardıdır.

Görsel 5: TS EN 1992-4 Milli Önsözü

Bu yazımızın ilerleyen bölümlerinde, EN 1992-4 ile göstereceğimiz tasarım örnekleri TS EN 1992-4’ü de kapsamaktadır.

 

EOTA TR047: Ankraj Kanallarının Tasarımı

EOTA TR047 Teknik Rapor Dökümanı, EAD Ankraj Kanalları uyarınca yapılmış değerlendirmeyle tutarlı bir tasarım yöntemi geliştirip EN-1992-4’e dahil edilmek üzere yapılan araştırmalar sonucunda hazırlanmış bir rapordur. EN 1992-4 yayınlanana kadar olan tasarımsal boşluğu doldurmak amacıyla kamuya açılmıştır. EN 1992-4 Yayınlanmasıyla beraber, yönetmeliğin içindeki yerini almış ve bir süre sonra geçerliliğini yitirecektir.

Görsel 6: EOTA TR047 Giriş Uyarısı

 

TS EN 1992-4’e Göre Ankraj Kanalı Tasarım Esasları
 

Betona bağlantı yapılmasını sağlayan bağlantı elemanları ile tasarım yaparken, sistemin 2 ana bileşeni olan beton ve çelik için tüm hata modları değerlendirilmelidir. Ankraj kanalı sistemini ele alacak olursak, betonu betonarme yapı ana malzememiz olarak, çeliği ise ankraj kanalımız ve aksesuarları olarak değerlendirebiliriz.

 

Ankraj Kanalı Tasarımı Yenilme Modları
 

Ankraj kanalı ile tasarım yaparken yenilme modlarını 3 ana başlıkta toplayabiliriz.

1.      Çekme yüküne bağlı olarak alınan hatalar

2.      Kanala dik yönde gelen Kesme yüküne bağlı olarak alınan hatalar

3.      Kanal boyunca yanal yönde gelen kesme yüküne bağlı olarak alınan hatalar

Görsel 7: Ankraj Kanalı Tasarımı Tüm Yenilme Modları

 
1.        Çekme yüküne bağlı olarak alınan hatalar
 

1.1      Çelik Hataları
1.1.1        Ankraj Kopması
1.1.2        Ankrajla Kanal Bağlantısının Kopması
1.1.3        Kanal Ağzının Kopması/Esnemesi
1.1.4        T-Bolt (Bağlantı Civatası) Kopması
1.1.5        Kanalın Esnemesi

Görsel 8: Ankraj Kanalı Tasarımında Çekme Yükü Altında Çelik Hataları ve Olası Çözümleri

 

1.2      Beton Hataları
1.21.31.2.1     Kanalın Sıyrılması
1.2.2     Beton Konik Kopması
1.2.3     Beton Ayrışması / Ana Malzeme Parçalanması
1.2.4     Beton Patlaması
1.2.5     Takviye Donatı: Çelik Kopması
1.2.6     Takviye Donatı: Ankraj Hatası
 

Görsel 9: Ankraj Kanalı Tasarımında Çekme Yükü Altında Beton Hataları ve Olası Çözümleri

1.2.2. Beton Konik Kopması


 
k1: ETA’da verilen bir ürün faktörü
hef: ETA’ya göre ankrajın etkili gömü derinliği
fck,silindir: Beton silindir mukavemeti

 

1.2.2.1 Ankraj Komşuluğu Etkisi

Ankraj kanallarının her bir ankrajı betonarme ana malzemede kendisine bir konik alan oluşturur. Ankrajların komşuluğu sebebiyle oluşturdukları konik alanların iç içe girmesi durumunda azaltma faktörleri oluşmaktadır.

Eğer, konik alanlarda çakışma durumu yoksa bu indirgeme faktörü 1.0 alınarak etkisizleştirilir.

 
Ψch,s,N = Ankraj komşuluğu sebebiyle indirgeme faktörü ≤ 1



1.2.2.2 Kenar Etkisi Etkisi

 

Ankraj kanallarının her bir ankrajı betonarme ana malzemede kendisine bir konik alan oluşturur. Ankrajların oluşturdukları konik alanların kenar ile çakışması durumunda azaltma faktörleri oluşmaktadır.

Eğer, konik alan ile kenar arasında çakışma durumu yoksa bu indirgeme faktörü 1.0 alınarak etkisizleştirilir.

 
Ψch,e,N = bileşen kenarı nedeniyle azalma faktörü ≤ 1  

1.2.2.3 Köşe Etkisi

Ankraj kanallarının her bir ankrajı betonarme ana malzemede kendisine bir konik alan oluşturur. Ankrajların oluşturdukları konik alanların ana malzemenin köşesi ile çakışması durumunda azaltma faktörleri oluşmaktadır.

Eğer, konik alan ile köşe arasında çakışma durumu yoksa bu indirgeme faktörü 1.0 alınarak etkisizleştirilir.

Ψch,c,N = köşe etkisinden dolayı azaltma faktörü ≤ 1
 

Görsel 10: TS EN 1992-4’te Kenar ve Köşe Etkisi Tarifi

1.2.2.4 Donatı Etkisi



Ankraj kanalının yerleştirildiği ana malzemenin donatı yoğunluğu beton konik kopma hatası kontrolünde indirgeme faktörü olarak etkitilir. Bu faktör, ankraj derinliğinin 100 mm’den daha kısa olduğu durumlar için geçerlidir.
Betonarme yapıda mevcut donatının yoğun olması bu hata kontrolünde olumsuz durum olarak indirgeme faktörü kabul edilmektedir.
ψreN = yoğun donatı nedeniyle azalma faktörü≤ 1 *
*Ankraj derinliği ≤ 100 mm için geçerlidir.
Faktör ψreN aşağıdaki durumlarda 1.0 alınabilir:
a) ≥ 150 mm bir mesafede donatı (herhangi bir çapta) varsa veya
b) ≥ 100 mm mesafede 10 mm veya daha küçük çapta donatı varsa.
İki yönde donatı olması hâlinde her iki yön için de a) veya b) koşulları karşılanmalıdır.
 

Görsel 11: Normal ve Yoğun Donatılı Kabul Edilen Beton Görselleştirmesi

2.    Kesme yüküne bağlı olarak alınan hatalar
 
122.1      Çelik Hataları
2.1.1        T-Bolt Kopması
2.1.2        Ankraj Kopması
2.1.3        Ankrajla Kanal Bağlantısının Kopması
2.1.4        Kanal Dudaklarının Kopması/Esnemesi

Görsel 12: Ankraj Kanalı Tasarımında Kesme Yükü Altında Çelik Hataları ve Olası Çözümleri

 

2.2      Beton Hataları
2.2.1        Kanırtma Hatası
2.2.2        Beton Kenar Kopma Hatası
2.2.3        Takviye Donatı: Çelik Kopması Hatası
2.2.4        Takviye Donatı: Ankrajlama Hatası
 

Görsel 13: Ankraj Kanalı Tasarımında Kesme Yükü Altında Beton Hataları ve Olası Çözümleri

 

2.2.2 Beton Kenar Hatası
 
 
k12 : ETA’da verilen bir ürün faktörü
C1: Bileşik kenar mesafesi
fck,silindir: Beton silindir mukavemeti
 

Görsel 14: Kesme Yükü Altında Beton Kenar Hatası

Görsel 15: Kesme Yükü Altında Beton Kenar Hatası

 

 
2.2.2.3 Ankraj Derinliği Etkisi

 
Ankraj derinliği arttıkça oluşturacağı üçgensel etki alanı da derine ineceği için oluşabilecek ana malzemenin derinlik yönünde kenar ile çakışması durumunda indirgeme faktörü kullanılacaktır.
Eğer ana malzemenin derinlik yönünde kenarı ile ankraj derinliğinden oluşan üçgensel etki alanında bir çakışma yoksa bu faktör 1.0 olarak alınacak ve etkisizleştirilecektir.
 

 
2.2.2.4 Paralel Kenar Etkisi

α90º,V = Kenara parallel gelen yük etkisi

2.2.2.5 Ana Malzeme Durumu Etkisi

Ψre,V = beton durumunun etkisi, yani çatlaklı veya çatlaksız

Ψre,V = 1.0           çatlaksız betondaki bağlantı elemanı ve kenar donatısı veya etriye bulunmayan çatlaklı

betondaki bağlantı elemanı, sadece kanal yüksekliği hch ≤ 40 mm ise kullanılmalıdır

Ψre,V = 1.4           kenar donatısı ve a ≤ 100 mm ve a ≤ 2c1 olmak üzere sık aralıklı etriye veya hasır çelik bulunan çatlaklı betondaki bağlantı elemanı.

Çatlaklı betondaki uygulamalar için Ψre,V = 1.0 faktörü, sadece, bağlantı elemanı gömme derinliği hef’nin kenar

donatısı beton örtü tabakası kalınlığının en az 2,5 katı olması hâlinde uygulanmalıdır.

Beton kenar hatasını çözebilmek için ne yapılabilir?

a. Mümkünse kenar mesafesini artırın

b. Yerinde ek donatı yerleştirilmesi:

c. Fabrika kaynaklı Hilti özel çözümleri: Hilti Tasarım Yöntemi

Ankraj Kanalı Tasarımında Profis Anchor Channel
 

Günümüzde tasarım yaparken birçok tasarım programını kullanmaktayız. Bu programlar içeriğinde güncel onayları ve yönetmelikleri barındırdığı için güncel tasarım yönetmeliklerine göre tasarımı yapma konusunda önemli bir destek olmaktadır.

Ankraj kanalı tasarımınızı tasarımın en önemli detayı olan ürünlere ait güncel onayları ve güncel tasarım yönetmeliklerini içeren Profis Anchor Channel programımız ile hızlı bir şekilde tamamlayabilirsiniz.

Görsel 16: Profis Anchor Channel Arayüzü

Görsel 17: Profis Anchor Channel ile Tasarım : Dizayn standardı ve ankraj yerleşimi seçimi

·Cephe Tasarımında Ankraj Kanallarını ve Profis Anchor Channel programımızı anlattığımız eğitimimize buradan ulaşabilirsiniz.

·Profis Anchor Channel programımızı buradan edinebilirsiniz.

·Tasarım esaslarını detaylı olarak incelemek için linkten EOTA TR047 tasarım kılavuzunu indiriniz.

TS EN 1992-4 Standardını TSE’den temin edebilirsiniz. Standart Detayları için tıklayınız.