HILTI HST4: Yerinde Döküm Bağlantı Elemanlarıyla Eşdeğer Performans
HST4, değişken gömme derinliğine imkan veren, beton konisi göçmesine karşı artırılmış dayanım sağlayan benzersiz tasarımı sayesinde şimdiye kadar elde edilen en yüksek çekme dayanımlarından birini sunan yüksek performanslı bir saplamalı ankrajdır.Geniş kapsamlı teknik onaylara sahip olan HST4, uygulama gereksinimlerinizi karşılamaya ve ilgili tasarım standartlarına uygunluğu sağlamaya yardımcı olur.Hilti montaj sistemleriyle uyumluluğu sayesinde güvenilir ve tutarlı ankraj montajını destekler.
GİRİŞ
Klipsli ankrajlar, betona hızlı ve güvenilir sabitleme sağlamak amacıyla yaygın olarak kullanılmakta olup özellikle taban plakalarının sabitlenmesi, cephe konsolları ve giydirme cephe uygulamalarının yanı sıra altyapı projelerindeki (ör. tüneller, köprüler, gürültü bariyerleri) ekipman bağlantıları ve endüstriyel sabitleme uygulamaları (ör. makine ve konveyör sistemlerinin sabitlenmesi) için idealdir. Bununla birlikte, klipsli ankrajlar yerinde döküm ankrajlar veya kimyasal ankrajlarla karşılaştırıldığında performans ve tasarım esnekliği açısından bazı sınırlamalar göstermiştir.HST4, Hilti'nin en yeni inovasyonu olarak, sonradan monte edilen ankrajlara yönelik mevcut teknik onay standartlarının ötesine geçen bir klipsli ankraj teknolojisi sunarken, hem tasarımcıların hem de uygulayıcıların gelişen ihtiyaçlarını karşılamak üzere geliştirilmiştir.Hilti, tasarımcılara daha yüksek performanslı ankraj çözümleri sunmayı hedeflemektedir. Bu çözümler, değer mühendisliği yaklaşımıyla optimize edilmiş tasarımlar yapılmasına olanak tanırken, şartnamelerde belirtilen çözümlerin şantiyede doğru ve güvenilir şekilde uygulanacağına dair daha fazla güven sağlar.HST4, Hilti'nin sürekli inovasyon ve araştırma çalışmalarının bir sonucu olup, HSA, HST2 ve HST3 gibi önceki klipsli ankraj portföyümüzün başarısı üzerine geliştirilmiştir. Ürün ailesi, karbon çeliği (HST4) ve paslanmaz çelik (HST4-R) seçenekleriyle sunulmakta olup, korozyon dayanımının gerekli olduğu iç ve dış ortam uygulamaları için ankraj çözümleri sağlamaktadır.HST4'ü tercih ederek taban plakası tasarımlarınızı optimize edebilir, toplam sahip olma maliyetini azaltabilir ve uygulamalarınızın sürdürülebilirliğini artırabilirsiniz. Bunun temel nedenleri şunlardır:
Beton konisi kırılmasına karşı geliştirilmiş dayanım sağlayan yenilikçi tasarımı sayesinde, yerinde döküm başlı bağlantı elemanları seviyesine kadar performans sunarken şimdiye kadarki en yüksek çekip çıkarma dayanımlarından birini sağlar. Bu sayede mühendisler daha küçük ankraj çaplarına güvenebilir, daha küçük aks ve kenar mesafeleri kullanabilir ve taban plakalarını daha da optimize edebilir. Bu tür iyileştirmeler sonuçta maliyetlerin düşürülmesine ve sürdürülebilirliğin artırılmasına yardımcı olur.
Değişken gömme derinliğinin değerlendirilmiş olması sayesinde, ankraj boyları yük gereksinimlerinize tam olarak uyacak şekilde optimize edilebilir.
Çatlamış ve çatlamamış betondaki statik yükler, Sismik C1 ve C2 koşulları ile yangın yükleri dahil olmak üzere farklı yük durumları için geniş kapsamlı teknik onaylara sahip olması ve insan hatalarına daha az açık olan Hilti montaj sistemleriyle uyumlu çalışması. Bunun en iyi örneklerinden biri, ilgili ankraj için gerekli torku otomatik olarak uygulayan Hilti Adaptive Torque Module'dür. Bu sayede şantiyede, şartnamede tanımladığınız çözümün tam olarak uygulanmasına yardımcı olunur.
HST4: En Yüksek Performanslı Klipsli Ankrajımız
HST4: EN YÜKSEK PERFORMANSLI KLİPSLİ ANKRAJIMIZ
Beton konisi kırılması ve çekip çıkarma göçmesi, mekanik ankrajların çekme yükleri altındaki en kritik göçme mekanizmalarından ikisidir.
Beton konisi kırılması, ankrajın çevresindeki betonun çatlayarak koni şeklinde kopmasıyla meydana gelir. Bu durum, yapıdan bağlantı noktası aracılığıyla aktarılan kuvvetlerin betonda oluşturduğu gerilmeler nedeniyle oluşur. Mekanik ankrajların beton konisi dayanımının hesaplanmasına yönelik tasarım yöntemi, betondaki bağlantı elemanlarının tasarımına ilişkin Avrupa standardı olan EN 1992-4 [1] içerisinde tanımlanmıştır.
EN 1992-4'e göre, beton konisi kırılması durumunda bir ankraj grubunun karakteristik dayanımı, betona yerleştirilmiş ve komşu ankrajlardan veya beton elemanın kenarlarından etkilenmeyen tek bir ankrajın karakteristik dayanımı olan N0Rk1c değerinin, çeşitli etkileri dikkate alan katsayılarla çarpılmasıyla elde edilir. Bu katsayılar; beton kenarına olan mesafe, grup içerisindeki ankrajlar arası mesafe, eksantrik yükler ve eğilme momentleri ile yoğun donatı varlığı gibi parametrelerin etkisini hesaba katar.
Özellikle tek bir ankrajın karakteristik dayanımı N0Rk1c, hem beton dayanımına hem de ankrajın gömme derinliğine bağlıdır ve aşağıdaki formülle ifade edilmektedir
Verilen formülde fck, betonun karakteristik silindir basınç dayanımını; hef ise ankrajın etkin gömme derinliğini ifade eder. Beton konisi karakteristik dayanımını doğrusal olarak etkileyen k1 katsayısı ise genel olarak ankrajın Avrupa Teknik Değerlendirmesi (ETA) içerisinde belirtilir. Güncel pazar uygulamalarına ve EN 1992-4'e göre bu katsayı, sonradan monte edilen bağlantı elemanları için genellikle çatlamış betonda 7,7 ve çatlamamış betonda 11,0; yerinde döküm başlı bağlantı elemanları için ise çatlamış betonda 8,9 ve çatlamamış betonda 12,7 değerlerini almaktadır.Hilti HST4, yenilikçi tasarımı sayesinde belirli çaplarda çatlamış betonda 8,9 ve çatlamamış betonda 12,7 k1 katsayılarına ulaşarak, yerinde döküm başlı bağlantı elemanları ile aynı beton konisi dayanımını sağlayan dünyadaki ilk klipsli ankrajdır. Bu sayede HST4, diğer klipsli ankrajlarla aynı beton konisi yük kapasitesine daha düşük gömme derinliğiyle ulaşabilir veya aynı gömme derinliğinde yaklaşık %16 daha yüksek yük kapasitesi sağlayabilir. Tasarım açısından bunun anlamı, artık aynı uygulama için daha kısa ankrajların kullanılabilmesi veya aynı ankrajlarla daha yüksek yüklerin karşılanabilmesidir.HST4'ün üstün performansına katkı sağlayan dört temel bileşeni bulunmaktadır (Şekil 1):
Kovan ile ek kilitlenme dayanımı sağlayan turbo kanallar ve kilitlenme mekanizması;
Uç oluk geometrisine, daha uzun dört segmentli yapıya ve konik uca sahip, betonla maksimum kenetlenme sağlayarak kaymayı önlemeye yardımcı olan yüksek mühendislik ürünü kovan tasarımı;
Kovanın genleşmesini maksimize eden turbo dağ-vadi geometrisi sayesinde çatlamış ve çatlamamış betonda ve ayrıca sismik koşullarda yüksek performans sunulması ve dönmeye karşı korumalı kovan ile daha yüksek güvenilirlik sağlanması;
Cıvata ve somun için geliştirilmiş, çekme yükleri altında performansı optimize eden ve kenara yakın montaja imkan tanıyan özel üst kaplama teknolojileri.
Şekil 1: HST4'ün yenilikçi tasarımı
HST4'ün yenilikçi tasarımı, hem çatlamış hem de çatlamamış betonda, statik ve sismik yükler altında daha yüksek çekip çıkarma dayanımı da sunmaktadır. Önceki nesil klipsli ankrajlarımızla karşılaştırıldığında, aynı boy ve çaptaki tek bir ankraj için HST4; ankraj çapına bağlı olarak, çatlamamış betonda statik yükler altında %36 ila %84, çatlamış betonda %18 ila %41 ve Sismik C2 yükleri altında %11 ila %63 arasında daha yüksek çekme performansı sağlamaktadır.
DEĞİŞKEN ANKRAJ GÖMME DERİNLİĞİ: ANKRAJ BOYUNUZU OPTİMİZE EDİN
Bir ankrajın betondaki gömme derinliği, hem yük aktarım mekanizmasını hem de ankrajın göçme modunu belirler. Genel olarak gömme derinliği arttıkça ankrajın yük taşıma kapasitesi de artar. Bununla birlikte, daha derin gömme uygulamaları daha uzun delme ve montaj sürelerinin yanı sıra donatıya rastlama riskinin de artmasına neden olur.
Çoğu saplamalı ankraj, genellikle 1 ila 3 farklı değer arasında değişen sabit gömme derinlikleri için onaylıdır. Bu durum, hem ankraj seçimi hem de tasarım açısından esneklik ve optimizasyon potansiyelini sınırlar. Sonuç olarak, yapı mühendisi önceden tanımlanmış ankraj boyları ve gömme derinlikleri arasından seçim yapmak zorunda kalır ve bu da bağlantı noktasının gereğinden fazla tasarlanmasına yol açabilir.
HST4, beton konisi kopmasına karşı geliştirilmiş dayanımı kapsayan yeni Avrupa Değerlendirme Dokümanı (EAD) 330232-01-0601 v02 [2] ile ve betona sabitlenen mekanik ankrajlarda değişken gömme derinliği kullanımını kapsayan EAD 330232-01-0601 v03 [3] kapsamında değerlendirilmiş ve onaylanmıştır. Bu sayede HST4'ün gömme derinliği, seçilen ankraj çapına ve yük gereksinimlerine bağlı olarak belirlenen aralıklar içerisinde (ETA-21/0878 [4] Avrupa Teknik Değerlendirme Belgesi'nde tanımlandığı şekilde) serbestçe seçilebilir. Bu aralıklar Tablo 1'de gösterilmektedir.
Tablo 1: HST4 için etkin gömme derinliği aralıkları
Değişken gömme derinliği sayesinde yapı mühendisleri, uygulamalarına en uygun ankraj boyunu ve gömme derinliğini seçebilir. Bu sayede ankrajlardan maksimum verim elde edilirken malzeme tüketimi azaltılabilir ve montaj maliyetleri düşürülebilir.
HST4, bağlantı noktalarının ve taban plakalarının tasarımına ve optimizasyonuna yardımcı olan bulut tabanlı Hilti PROFIS Engineering yazılımı ile tasarlanabilir. PROFIS Engineering, yapısal tasarım yazılımlarıyla entegre çalışır ve kullanıcı dostu bir arayüz, 3B modelleme ortamı, rapor oluşturma araçları ve teknik destek hizmeti sunar. PROFIS Engineering, EN 1992-4 tasarım yöntemini uygular ve HST4'ün sunduğu tüm özellikleri ve avantajları içerir. Bunlar arasında geliştirilmiş beton konisi dayanımı, değişken gömme derinliği ve temizlik gerektirmeyen montaj özelliği yer almaktadır.
HST4: DEĞER MÜHENDİSLİĞİNİN GÜCÜNÜ ORTAYA ÇIKARIN
HST4'ün daha yüksek çekme performansı, PROFIS Engineering yazılımı ile bir araya geldiğinde bağlantı çözümlerinizin optimize edilmesine yardımcı olur. Bu sayede taban plakası boyutlarını küçültebilir, maliyetleri azaltabilir, malzeme kullanımını düşürebilir ve tasarımlarınızı daha sürdürülebilir hale getirebilirsiniz. HST4'ün daha küçük ankraj çaplarının kullanılmasına imkan vermesi ve daha yüksek beton konisi dayanımı sunması, daha küçük ankraj aks mesafelerinin kullanılmasını mümkün kılar. Bu da birçok durumda taban plakasının toplam boyutunun küçültülmesine olanak sağlar.
Basit bir örnek olarak, Şekil 2'de gösterilen 10 mm kalınlığındaki taban plakasını ele alalım.
Bu örnekte çelik taban plakası, 50 kN'luk statik çekme yüküne maruz kalmaktadır. Beton eleman C20/25 dayanım sınıfında, 250 mm kalınlığında olup çatlamış beton olarak kabul edilmektedir.
Şekil 2: Geleneksel klipsli ankraj çözümü ile çekme yüküne maruz taban plakası
Geleneksel bir klipsli ankraj çözümünde, 88 mm etkin gömme derinliğine, 125 mm ankraj boyuna ve 165 mm ankraj aks mesafesine sahip dört adet M12 klipsli ankraj gerekmektedir. Bu çözümde taban plakası boyutu 200 mm × 200 mm olmaktadır. Ankrajların birbirine daha yakın yerleştirilmesi, örneğin aks mesafesinin 160 mm'ye düşürülmesi durumunda ise daha uzun ve daha maliyetli ankrajların kullanılması gerekir.
Peki HST4 ile nasıl optimizasyon yapılabilir?
SEÇENEK 1:HST4'ün daha yüksek çekip çıkarma dayanımı sayesinde ankraj çapı M12'den M10'a düşürülebilir. Bu durum doğrudan ankraj malzeme miktarının ve maliyetinin azaltılmasını sağlar.Aynı zamanda, geliştirilmiş beton konisi dayanımı ve değişken gömme derinliği özelliği sayesinde, etkin gömme derinliği 71 mm olan daha kısa bir ankraj kullanılabilir. Bu daha düşük gömme derinliği ile dahi başlangıç tasarımıyla aynı beton konisi dayanımı elde edilir.
SEÇENEK 1'İN FAYDALARI:Daha küçük ankraj çapları, daha küçük çaplı delikler açılmasını sağlar. Daha kısa ankrajlar ise daha sığ delme derinlikleri gerektirir. Bu sayede şantiyede hem montaj süresi hem de uygulama maliyetleri azaltılabilir.
SEÇENEK 2:Değer mühendisliği potansiyelini en üst düzeye çıkarmak için ankrajın gömme derinliği korunurken ankraj aks mesafesi azaltılabilir. Aynı performans, önceki tasarımdaki 88 mm etkin gömme derinliği korunarak, dört adet M10 ankraj ve 135 mm aks mesafesi ile elde edilebilir. Azaltılmış aks mesafesi sayesinde taban plakası boyutu 165 mm × 165 mm'ye düşürülebilir.
SEÇENEK 2'NİN FAYDALARI:Optimize edilmiş taban plakası %30 daha küçüktür ve bu da kullanılan çelik hacminde yaklaşık %30 azalma anlamına gelir.
Şekil 3: HST4-R ile hazırlanan şartname çözümü - taban plakası optimizasyonu ile en yüksek maliyet avantajı
HST4 ile Tasarımdan Uygulamaya Daha Fazla Güven
Yapı Güvenliğini Artırmak ve Tasarımdan Şantiye Uygulamasına Kesintisiz Geçiş Sağlamak
Yapı güvenliği, dünya genelindeki tasarımcılar için temel hedeflerden biridir ve Hilti olarak bu konuda sizleri desteklemeye kararlıyız. Akademik kuruluşlar ve düzenleyici kurumlarla iş birliği yaparak sektör standartlarının oluşturulmasına ve geliştirilmesine katkıda bulunuyor, tasarım yöntemlerine yönelik eğitimlerle sektör uygulamalarının iyileştirilmesini destekliyoruz. Aynı zamanda, güvenli tasarımlar geliştirmenize yardımcı olmak amacıyla tasarım yöntemleri ve yazılımlar geliştiriyoruz.
Yapı güvenliği, dünya genelindeki tasarımcılar için temel hedeflerden biridir ve Hilti olarak bu konuda sizleri desteklemeye kararlıyız. Akademik kuruluşlar ve düzenleyici kurumlarla iş birliği yaparak sektör standartlarının oluşturulmasına ve geliştirilmesine katkıda bulunuyor, tasarım yöntemlerine yönelik eğitimlerle sektör uygulamalarının iyileştirilmesini destekliyoruz. Aynı zamanda, güvenli tasarımlar geliştirmenize yardımcı olmak amacıyla tasarım yöntemleri ve yazılımlar geliştiriyoruz.
Hilti montaj sistemlerini ve çözümlerini şartnamenize dahil ederek, geleneksel yöntemlere kıyasla şantiye uygulamalarını daha hızlı, daha basit ve daha güvenli hale getirebilirsiniz. Aynı zamanda montajın doğru şekilde gerçekleştirileceğine dair güveni artırabilir ve yeniden tasarım veya düzeltme ihtiyacını azaltabilirsiniz. Hilti saha ekipleri, doğru montaj uygulamalarını desteklemek ve şartnamelerinizin sahada eksiksiz şekilde hayata geçirilmesini sağlamak amacıyla ofisinizde veya şantiyenizde eğitim desteği sunmaya da hazırdır.
HST4 ile Daha Sürdürülebilir Tasarımlar
DAHA SÜRDÜRÜLEBİLİR TASARIMLAR GELİŞTİRMENİZE YARDIMCI OLUR
HST4 sistemimiz ile yapısal bağlantılarınızı optimize ederek kullanılan çelik miktarını azaltabilir ve tasarımlarınızı daha sürdürülebilir hale getirebilirsiniz. Yukarıda gösterildiği gibi, daha yüksek performans sayesinde tasarımınız için gerekli ankraj çapını küçülterek çelik tüketimini azaltmak mümkündür. Bazı uygulamalarda ise taban plakası boyutlarını dahi küçültme fırsatı elde edebilirsiniz.
Çelik miktarında sağlanan her azalma, daha düşük CO₂ emisyonu anlamına gelir ve böylece daha sürdürülebilir tasarımların geliştirilmesine katkı sağlar. Ayrıca HST4, projenizin çevresel standartlarını ve yeşil bina sertifikasyon gerekliliklerini karşılamanıza destek olan dokümantasyonlarla birlikte sunulmaktadır.
SONUÇ
HST4, yerinde döküm başlı bağlantı elemanlarıyla eşdeğer performans sunan, Hilti'nin klipsli ankraj alanındaki en yeni inovasyonudur. HST4, değişken gömme derinliğine imkan tanıyan ve beton konisi kırılmasına karşı artırılmış dayanım sağlayan benzersiz tasarımı sayesinde şimdiye kadarki en yüksek çekme performanslarından birini sunmaktadır. Geniş kapsamlı teknik onayları sayesinde farklı uygulama gereksinimlerini karşılar ve ilgili tasarım standartlarına uygunluğu destekler. Ayrıca Hilti montaj sistemleriyle tam uyumlu çalışarak güvenilir bir montaj süreci sağlar.
HST4, taban plakası tasarımlarının optimize edilmesine yardımcı olarak şartnamelerinizin daha yüksek performanslı, değer mühendisliği yaklaşımıyla geliştirilmiş ve daha sürdürülebilir hale gelmesini sağlar. Böylece hem tasarım sürecinde hem de uygulama aşamasında daha fazla güven sunar.
HST4: Daha azla daha fazlasını yapmanızı sağlayan klipsli ankraj.
KAYNAKLAR
[1] European Committee for Standardization. (2018). EN 1992-4:2018 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 4: Design of fastenings for use in concrete. Brussels, Belgium.
[2] European Organisation for Technical Assessment. (2021). European Assessment Document (EAD) 330232-01-0601: Mechanical fasteners for use in concrete. Brussels, Belgium.
[3] European Organisation for Technical Assessment. (2023). European Assessment Document (EAD) 330232-01-0601-v02: Improved resistance to concrete cone failure for mechanical fasteners for use in concrete. Brussels, Belgium, to be published.
[4] European Organisation for Technical Assessment. (2023). European Assessment Document (EAD) 330232-01-0601-v03: Mechanical fasteners with variable embedment depth for use in concrete. Brussels, Belgium, to be published.
[5] Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. (2023). European Technical Assessment ETA-21/0878: Hilti HST4-R. Marne la Vallée, France.
Daha fazla mühendislik içeriğini keşfetmek için Engineering Center'ı ziyaret edin ve kayıt olun!