Türkiye Prefabrik Birliği | Sayı: 159

MAKALE BETON PREFABRİKASYON TEMMUZ 2026 ◆ SAYI : 159 6 GİRİŞ Önüretimli yapı tasarımının çok önemli bir adımını oluşturan beton tasarımı, günümüzde, gelişen ve çeşitlenen üre- tim yöntemleri ve malzemeler ile araş- tırma ve geliştirme olanakları yüksek bir inşa maddesidir. Beton içeriğine eklenebilen ve betonun mimari-kim- yasal-mekanik bütünlüğü içerisinde yerini alarak yararlı ve değer katan etkileşimler üretebilen metal oksitler, polimer-çelik-seramik-kompozit lifler ve polimer kökenli kimyasal katkılar ile betona, önüretim yöntemi ile tek bir üretim adımı içerisinde birçok değeri katmak mümkündür (1,2). Yapı tasa- rımının bir diğer önemli adımını oluş- turan, yapısal kesit tasarımı ile malze- me tasarımı kapsamları içerisinde yer alan üçüncü tasarım adımını oluşturan bağlantı tasarımı ise öznel tasarım ge- reksinimlerinin yanında hem malzeme tasarımı hem de yapısal kesit tasarımı ile yakından ilgili tasarım gerekliliklerini içeren çok özel bir tasarım bileşenidir. Yapısal kesit ile kesitin desteklendiği nokta arasında mekanik iletişimi sağ- layan bağlantıların aktarmaları gereken kuvvetler ve kuvvet etkileri bulun- maktadır. Bu bağlamda, bağlantının, yapısal malzeme ile etkileşime girdiği yapısal kesit içerisindeki gömülme bölgesi dikkatle incelenip tasarlanma- sı gereken, çok eksenli etkilerin var olduğu önemli bir mekanik hacimdir. Yüksek mukavemetli malzemeler ile düşük kalınlıklarda üretilebilen beton kesitlerin bağlantılarının da sığ gö- mülme derinlikleri ile gereken mekanik yeterliliği sağlamaları gerekir. Bu ça- lışma içerisinde, alkali dirençli cam lifi ve/veya çelik/kompozit lif takviyesi ile üretilmiş 10 - 25 mm kalınlıkta kabuk veya levha yapı unsurları içerisine 5 mm gömülerek gerekli çekme direncini sağlayan Pençe® adı verilen bağlan- tı unsuru tanıtılmaktadır. Çalışmanın birinci bölümünde bağlantı parçasının tasarım ilkeleri, ikinci bölümde ise bu parça üzerinde gerçekleştirilen çekme deney sonuçları sunulacaktır. Ürün, Yapı Merkezi Prefabrikasyon A.Ş’de bir Ar-Ge ürünü olarak 2009’da tasarlanıp geliştirilmiş ve sonrasında Boğaziçi Üniversitesi Makine Mühendisliği la- boratuvarında 2010 yılında deneylere tabii tutulmuştur. BAĞLANTI BÖLGELERİNDE LEVHA KALINLIĞI İÇERİSİNDE ÇÖZÜM ARAYIŞI Alkali dirençli cam, çelik ve kompozit lif kullanımı ile betonun, çekme altında elastik ve plastik mukavemet değerle- rini ve çekme altında betonun sünekli- ğini ve pekliğini artırmak mümkündür (2,3). Çekme mukavemeti, sıradan be- tona göre artırılmış beton ile belirli yük değerlerini karşılamak üzere üretilen ince levha ve kabukları çelik donatı ve hasır kullanmadan üretmek mümkün- dür. Belirli yükleme koşulları altında mimari cephe kaplaması ve çatı kap- laması olarak tasarlanan lif takviyeli ince levhalar ve kabuklar, donatı kul- lanılmadan tasarlanabilmektedirler (3). Yapı yüzeylerini oluşturan cephe ve çatı benzeri mimari ve yapısal unsur- ların haricinde zemin ile etkileşim içeri- sinde kanal, kuranglez, şehir ve bahçe mobilyası gibi unsurlar da donatı kulla- nılmadan, uygun kalınlık ve formda lif takviyeli beton ile üretilebilmektedirler (4). Lif takviyeli beton, betonarme yapısal kesitlere göre, çok daha düşük kalın- lıklarda üretimin yapılabilmesine ola- nak tanıyan bir beton türüdür. Beton karışımında kullanılan tasarıma esas (nominal) en büyük agrega boyutunun (Dn), sıradan betonarme kiriş, levha gibi ürünlerde kullanılan ve iri agrega olarak sınıflandırılan (Dn >4.75 mm) agrega boyutlarından düşük olması ve ayrıca, beton içerisinde paslanmaya maruz kalacak donatının olmaması nedeniyle lif takviyeli beton ile 10 mm – 25 mm kalınlıklar arasında yapısal ve mimari tasarımlar yapmak müm- kündür (5). Küçülen yapısal kesitler, mimari olanakları artırmakta ve aynı zamanda taşıyıcı yapı üzerindeki zati kuvvetleri de azaltmaktadır. Ancak, küçülen mimari kesitler ile bu kesitlere sahip yapısal unsurların bağlantıları- nın da özel olarak tasarlanmaları ge- rekmektedir. Betonarme tasarımında, donatıların çekme kuvvetlerini karşıla- yabilmeleri için bu kuvvetleri beton içe- risine aktarabilmeleri gerekmektedir. Bu nedenle mukavemet değerlerine göre donatıların, donatı çapının belirli bir katı kadar uzunluk içerisinde ilgili beton unsur içerisinde çekme kuv- veti yönünde yerleştirilmesi ve/veya donatı çapı ile orantılı bir büküm çapı ile kanca oluşturarak beton gövdesine tutunabilmesi gerekir. Dolayısı ile sıra- dan betonarme tasarımında donatının, karşılayacağı çekme kuvvet değeri için ihtiyaç duyacağı gömülme derinliği ile ifade edilen aktarma uzunluğunun be- ton gövdesi içerisinde sağlanabilmesi mümkündür. Oysaki bu şartı lif katkılı bir kabuk veya levha içerisinde daha farklı bir yöntem ile sağlamak gerekir zira bir kabuk veya ince levha, isimle- rinden de anlaşılacağı üzere, sıradan bir betonarme ürüne göre son derece az malzeme ile ve çok düşük kalınlıklar içerisinde üretilmektedirler. Bir başka deyişle, kalınlığı 20 mm olan bir kabuk içerisine çekme kuvvet aktarmak üzere bir bağlantı donatısının doğrusal ola- rak gömülebilmesi mümkün değildir. Şekil 1a’da, bölgesel olarak kalınlığı artırılmış, cam lifi takviyeli beton cephe unsurunun taşıyıcı çerçeve ile noktasal bağlantısı görülmektedir. Şekil 1b’de ise panelin, taşıyıcı ile bağlantısını