ersinbal'ın kişisel bloğu

Ön gerilmeli Beton

Betonarme yapılarda, büyük açıklıkları ekonomik şekilde geçmek için kesiti dolayısıyla ölü yükü artırmak yerine, betona öngerme kuvveti verilerek, işletme yükleri altındaki betonda çekme gerilmesini yok etmek ya da belli bir seviyeye kadar azaltma düşüncesi ile ortaya çıkmış bir tekniktir.

Betonda yük altında çekme gerilmesi oluşmuyorsa tam öngerilme,
Bir miktar oluşuyorsa, sınırlı öngerilme şeklinde adlandırılır.

Amaç nedir?

Çekme gerilmelerini büyük ölçüde azaltarak büyük açıklıkları ekonomik ve güvenli bir şekilde geçebilmek, kiriş yüksekliğini azaltmak.

Nasıl Uygulanır?

2 şekilde uygulanır :

Sonradan germe(Post Tensioning): Öngerme betonu kalıba yerleştirilir. Beton dökülür ve germe işlemi beton mukavemetini kazanınca yapılır.
Önceden germe (Pre Tensioning): Öngerme donatıları kabıla yerleştirilir ve gerilir. Beton dökülür ve mukavemetini aldıktan sonra, teller gevşetilir.

Özellikleri nelerdir?

Yüksek dayanımlıdır.

Kullanılan malzemeler ( çimento, çelik, agrega) normal betona göre daha kalitelidir.

Nerelerde kullanılır ?

Köprüler
Yüksek yapılar
Fabrikalar
Su altı yapıları
Prefabrik yapılar
Kuleler
Kirişler
Kazıklar vb.

Geniş açıklıklı yapılarda ya da kesit ebatlarının düşürülmesi istenen yapılarda kullanılır.

Dezavantajları:

Öngermeli betonun normal betona göre daha gevrek olması.

Prefabrik Öngermeli Kiriş İmalatı-Resimli Notlar

Aynı tip kirişlerden çok sayıda imal edilmesi gerektiğinde etriyeleri hazırlarken yukarıdaki şekildeki gibi işçilik hatalarını en aza indiren bir etriye şablonukullanabiliriz. Bir ekip etriye hazırlarken diğer bir ekip kirişi oluşturabilir.

Aynı şekilde her seferinde etriye aralıklarını ana donatıya işaretleyip etriye montajı yapmaktansa montaj şablonu oluşturabiliriz. nun altına ve üstüne, kirişin her iki yanına olmak üzere toplam 4 köşebent hattı koyabiliriz. Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi kiriş ortasında ve başında donatı aralığı farklı.

Şantiyeye gelen öngerme halatları kangal halinde geldiğinden kangalı açmak için bir aparata ihtiyacımız var. Resime dikkat ederseniz kangalın aparata girebilmesi için sökülüp takılabilen üstteki iki bağlantı elemanını görebilirsiniz. Kangal ağırlıklarının halat çapına göre değişmekle beraber 2-3 ton arasında geleceğini varsayarsak, bu ağırlığı taşıyabilecek profiller kullanılması gerekir. İmalat sürecindeki hatalara karşı kangal ilk açıldığında ve kangal sonuna ulaşıldığında ilk ve son 10 metrelik parçaları kullanmamalıyız. Kangalın ne kadar temiz olduğuna dikkat edin. Kullanılmayan kangalların üzeri branda ile su almayacak şekilde kapatılmalıdır. Kangal açıldığında pas ile karşılaşılırsa paslı yerler tel fırça ile temizlenmelidir. Eğer paslanma kesit azalması olacak kadar ileri seviyedeyse kangal kullanılmamalıdır. Kangalları stokladığımız yerde kesinlikle kaynak yapılmamalıdır, halata değebilecek kaynak halatın dayanımını azaltabilir.

Şantiyeye gelen her kangalda aşağıdaki gibi bir etiket olması gerekir. Etiket üzerindeki kangal numarası teknik bilgiler için gerekli. Üreticiden gelen imalat notlarına bakarak öngerme hesabında gerekli E - modulus of elasticity ve A - cross sectional area değerlerine ulaşmalıyız. İmalat sürecinden dolayı her kangal birbirinden farklı özelliklere sahip. Kiriş için mümkün olduğu kadar aynı özellikteki halatları kullanmamız gerektiğinden E*A değerine dikkat etmeliyiz. Bu etiket S139-3 nolu kangala ait bilgiler içeriyor, halatımız 15,24 mm yani 0,6 inch, 3186 kg ve 17-03-2008 tarihinde üretilmiş.

Öngerme halatlarını kiriş içerisinden geçirirken halatların birbirlerine karışmamasına dikkat etmeliyiz. Aksi taktirde halatların gerilmesi sırasında halatlar birbirlerine dolanarak kopabilirler. Bu yüzden halat sürülürken bir kişi sürekli olarak halatı takip etmelidir. En alttaki halat sırası tamamlandıktan sonra kiriş boyunca bazı yerlere plastik borular koyarak ikinci sıradaki halatların rahatça sürülmesini sağlayabiliriz. Aşağıda kiriş tabanında sol, orta ve sağ bölmedeki halatları görebilirsiniz.

Sürme işlemi tamamlandıktan sonra halatları keserken halat kesitinin bozulmaması için şekildeki gibi kesilecek noktanın her iki yanına kelepçe konulmalıdır. Bunu yapmazsak ve kesit bozulursa öngermeden önce halat baş ve sonlarına yerleştirilen bağlantı elemanları halatı sağlıklı olarak kavramaz ve öngerme sırasında halat kayabilir.

Halat sürme işlemi tamamlanmış bir kiriş öngerme öncesi aşağıdaki şekilde gözükecektir. Halat boyu kısa olduğu için kirişin bu tarafının öngerme yapılan tarafı olamayacağına dikkat edin. Zaten hidrolik silindirler de bu tarafta gözükmüyor. Öngerme tabancasının halatı kavraması için halatın belirli bir uzunlukta olması gerekiyor.

Kirişin öngerme yapılacak tarafı ise aşağıdaki şekilde gözükecektir. Tabancanın kavraması için halatların ne kadar uzun bırakıldığına dikkat edin. Halat boşluğu alındıktan sonra öngerme sonrası oluşan uzamaları tespit etmek için mavi renkli kirişten belirli bir mesafeye işaretleme yapıyoruz. Burada mavi renkli kirişten 20 cm uzağa çizilmiş beyaz çizgileri görebilirsiniz. Bir halat için öngerme sonrası bu mesafenin 105 cm olduğunu varsayalım. Demekki bu halat öngerme sırasında 85 cm uzadı. Bu uzamaları her halat için ayrı ayrı tespit edip öngerme işleminin başarılı olup olmadığını kontrol etmeliyiz.

Yukarıdaki resimlerde gördüğünüz bağlantı elemanı aslında iki farklı parçadan oluşuyor. Soldaki konik eleman bağımsız 3 parçadan oluşuyor ve bu parçalar bir halka ile birbirine bağlanıyor. Halatı ilk önce sağdaki parçadan geçiriyoruz ve daha sonra konik elemanın ağzı dar kısmını elimizle genişleterek halatı geçirmeliyiz. Öngerme sırasında konik parça halatı kavrayacak ve sağdaki parçanın içine kenetlenerek halatın kaymasını önleyecek.

İki parçanın kenetlenmiş hali aşağıdaki gibi olmalı, yani konik elemana ait 3 parça arasında boşluk kabaca eşit durumda. Her öngerme işlemi öncesi ve sonrası bu iki parça ayrı ayrı güzelce temizlenmelidir. Bu parçalara bulaşacak yağ, kir veya toz kenetlenmeyi engelleyeceğinden öngerme sırasında halat kayabilir. Ayrıca temizlik sırasında bu parçalarda çatlak kontrolü yapılmalı ve zarar gören parçalar yenileriyle değiştirilmelidir.

Öngerme sistemi aşağıdaki gibi hidrolik ünite, tabanca, ve taşıma aparatından oluşuyor. Turuncu renkli parça zero gravity balancer olarak geçer, tabancanın operatör tarafından kullanılırken rahatça dengede kalmasını sağlar. Tabanca ağır olduğundan ve operatörü çok yoracağından bu parçanın faydası büyüktür.

Öngerme sırasında hidrolik silindirlerde yük olmadığına dikkat edin. Yük şu an güvenlik halkalarında. Bu sistemde 5 adet güvenlik halkası kullanılmış. Eğer yük hidrolik silindirde olsaydı, arıza durumunda kaza yaşanabilirdi. Kazaları önlemek için öngerme sırasında operatörden başka kimse bulunmamalı. Güvenlik bandına dikkat edin. Ayrıca operatörün halatların arkasında değil yanında çalıştığına da dikkat edilmeli. Gergin halatlardan birisi bir şekilde kayarsa operatör ciddi şekilde yaralanabilir.

En alt sıradaki halatlar sürüldükten sonra ikinci sıra halatları sürmeye başlamadan önce kirişin her iki tarafına alın kalıbı kapatılmalı. Beton şerbetinin akmaması için bu kalıpların ek yerlerine silikon sıkılmalıdır, gerekirse boşlukların fazla olması durumunda kalıplar tamir edilmelidir.

Kiriş betonu dökerken donatıyı kirletmemek için aşağıdaki gibi beton kovaları kullanabiliriz. Kirlenen donatıyı ileride yerinde döküm imalat yaparken eski olan demir ve yeni olan betonun kaynaşması için güzelce temizlememiz gerekmekte.

Belirli aralıklarla dizilmiş beton kovalarını aşağıda görebilirsiniz.

Beton döküldükten sonra %70 beton dayanımına erişince halatları kesebiliriz. Halatları kesmeden önce sistemi boşa almalıyız. (Aşağıdaki resime bakarsanız halatlar üzerindeki beyaz çizgilerin kirişten uzakta ve aynı hizada olmadığını görebilirsiniz, yani öngerme işlemi tamamlanmış.) Dikkat ederseniz daha önceden gördüğümüz güvenlik halkaları sökülmüş durumda. Yani öngerme yükü çelik kirişlerden betonarme kirişlere geçmiş durumda. Yani tabanı düz olan kirişler artık öngerme yükünü aldı ve kiriş ortasında yukarı doğru deformasyon oldu ve hareket ederek öngerme yapılmayan tarafa doğru gitti. Yani sistemi boşaltmadan önce kiriş kalıpları sökülmelidir.

Sistemi boşalttıktan sonra kiriş yatağındaki kirişler arasında kalan halatları kesmeliyiz. (Prefabrik kiriş imalatları genellikle kiriş yataklarında eldeki imkanlara ve kalıp sayısına göre çok sayıda kiriş aynı anda üretilerek yapılır.) Halatları keserken kirişe zarar vermemek için simetrik kesim yapmalıyız. Yani ilk olarak en soldaki halatı kesersek daha sonra kirişin orta aksından simetriği olan en sağdaki halatı kesmeliyiz. Oksijenle kesim yapacaksak halata zarar vermemek için kirişten 30-40 cm uzaktan kesim yapmalıyız. Daha sonra son tamir işleri yapılırken spiral motoru ile kirişe sıfır kesim yapılabilir.

Sistem boşaltıldıktan sonra yük kirişlere geçtiğinden, kiriş başlarında zayıf kesitlerde aşağıdaki gibi hasarlar oluşabilir. Resimin sol altında yaklaşık 10 cm genişlikte bir parça kopmuş durumda, yapısal tamir harcı ile tamir edilmesi gerekir.

Beton dökümü sırasında kirlenen donatı stok sahasında temizlenmelidir. Görüldüğü gibi mikserden direk döküm yapılıyor, beton kovası kullanılmamış.

Stok sahasında öngerme halatları tamamen kesilmiş, paslanmaması için epoxy boya ile kaplanmış, yapısal tamiratı tamamlanmamış bir kiriş. Halatlara yakın bölgedeki yüzeysel boşluklara dikkat edin, imalat sırasında beton şerbeti akmış.