Her inşaatta mutlaka bir çelik & betonarme birleşimi vardır. Bu basit bir kanopi bağlantısı da olabilir, çelik bir kolonun temele bağlantısı da olabilir. Ankraj elemanları beton, inşaat demiri veya yapısal çelik gibi kaba inşaatın akıllara gelen ana malzemeleri arasında yer almasa da, en az bu malzemeler kadar bütünleyici ve de tamamlayıcıdır. Yapılan yanlış bir ankraj uygulaması veya tasarımı, yapılarda ufak hasarlara sebep olabileceği gibi kısmi göçme veya toptan göçme gibi büyük, geri dönüşü olmayan hatta insan canına mal olabilecek durumlara sebebiyet verebilmektedir. Ankraj elemanları sadece yapısal elemanların bağlantıları için değil aynı zamanda yapısal olmayan elemanların yapılara bağlantıları için de kullanılmaktadır. Cephe taşıyıcılarının bağlantıları, elektrik & mekanik ekipmanların veya bu ekipmanları taşıyan yapısal olmayan elemanların ana yapıya bağlantıları, tünel & metro havalandırma fanı bağlantıları akla gelen örnekler arasında yer almaktadır. 

Türkiyede bir süre öncesine kadar betonarme elemanlara yapılan bağlantıların tasarımı ile alakalı resmi bir standart bulunmamaktaydı. Bu standardın eksikliğinde Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 ile Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Betonarme İşleri Teknik Şartnamesi’nde yer alan atıflara göre uluslarası düzeyde kabul görmüş standart, yönetmelik ve/veya dokümanlar kullanılmaktaydı. EN 1992-4:2018’in yayınlanması sonrasıda Türk Standartları Enstitüsü bu yönetmelikten yararlanarak TS EN 1992-4 için çalışmalara başladı. Bir süredir devam eden bu çalışmalar 2020 yılı başı itibarı ile tamamlandı. TS EN 1992-4 artık resmi olarak kullanımı zorunlu bir standart haline geldi.



Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Betonarme İşleri Genel Teknik Şartnamesinde yer alan, beton çelik bağlantıları ile alakalı bölümler aşağıdaki gibidir.







Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde yer alan, beton çelik bağlantıları ile alakalı bölümler ile Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Betonarme İşleri Genel Teknik Şartnamesi’nin refere edildiği bölüm aşağıdaki gibidir. 



Euro code’lar yapısal tasarımın gereksinim ve gerekliliklerini belirten Avrupa Standartları olup, Avrupa Standardizasyon Komitesince ( CEN ) onaylanmaktadır. 1990 senesinden beri bu amaca hizmet eden birçok farklı standart çıkartılmış olup Eurocode 2 Bölüm 4 ( EN 1992 - 4 ) ‘ün yayını ile birlikte betonda kullanılan bağlantı elemanlarının tasarımı için var olan resmi bir Avrupa standardı eksikliği ortadan kaldırılmıştır. Bugüne kadar kullanılmakta olan tasarım kılavuzları ( ETAG ) ve teknik raporlar ( EOTA TR ) ise geçerliliğini yitirmiştir.


EOTA ( Avrupa Teknik Değerlendirme Organizasonu ) EAD’ı ( Avrupa Değerlendirme Dokümanlarını ) oluşturur. EAD, ürün performasını temel özelliklerine göre değerlendirme kriterlerini ve yöntemlerini tanımlar. Beton çatlak genişliği etkisi, uygulanan tork, kürlenme süresi, ankraj yerleşim geometrisi, delim şekli bunlara örnek olarak gösterilebilir. Avrupada yer alan yetkilendirilmiş teknik değerlendirme merkezleri EAD’de tanımlanan kriterler ve yöntemlere göre bu ürünlerin Avrupa Teknik Değerlendirme ( ETA ) belgelerini hazırlarlar. Bağlantıda yer alan ankrajların kapasite kontrolleri; üzerlerine gelen tasarım yüklerine, ETA belgelerinde yer alan dayanım bilgilerine ve Eurocode 2 Bölüm 4’e göre yapılır.



Eurocode 2 Bölüm 4, ETAG 001 ve EOTA TR;
Kılavuzlar ve teknik raporlar belirli bir uygulama veya ürün için resmi bir standardın yokluğunda geçici bir çözüm olarak kullanılırlar. Standartlar resmi olarak yayınlandıklarında ilgili bu kılavuzların ve de teknik raporların yerine geçerler, hükümsüz kılarlar. Kılavuzlar öneri niteliğinde olup standartlar ise uyulması zorunlu belgelerdir. Standartlar, kılavuzlar ve teknik raporlar benzer amaçlarla oluşturulan ve kullanılan dokümanlar olup, benzeştikleri ve farklılaştıkları noktalar vardır.
Bütün dokümanlar ankraj hatalarından kaynaklı kısmi yada toptan göçmeyi önleme amaçlı oluşturulmuş, yanlış tasarım sonucu olası yaralanmaların ve ekonomik olmayan çözümlerin önüne geçmeyi amaçlamıştır.
Kılavuzlar ve teknik raporlar öneri niteliğinde olup sadece ingilizce dilindedirler. Yerel dillere çevrilmemişlerdir. Güncellenme sıklıkları az olup kullanım zorunlulukları bulunmamaktadır. Sahada uygun ankrajın seçimi ile alakalı bir tanım ve detay bilgisi yoktur. Ankrajların tasarım yöntemleri farklı dokümanlarda dağınık halde bulunmaktadır.
Eurocode 2 Bölüm 4 yerinde bırakma ankraj ve ankraj kanalları ile birlikte sonradan yapım ankrajlar için kullanımı zorunlu bir dokümandır. CEN tarafından akredite olan her Avrupa ülkesinde yerel dile çevrilmiş versiyonu olacaktır. Bir standart olarak çatlaklı beton kullanımı için farkındalık yaratmaktadır. Yerel yönetimler tarafından yayınlanan ulusal ekler ile desteklenecektir. Sahada uygun ankrajın seçimi için izlenmesi gereken adımlar ve uygun ankrajın seçimi, yerleşimi ile alakalı bilgiler vermektedir. Ankrajların tasarımı tek bir dokümanda toplanmaktadır.
 
ETAG 001 kılavuzundan EC 2 Bölüm 4’e geçerken ortaya çıkan ana değişiklikleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz. 

1.      Beton Malzemesindeki Değişiklikler:
 
Seçilebilen beton malzemesi kalite aralığı EC2 Bölüm 4 ile birlikte genişlemiş C12/15 ile C90/105 kalite arası beton kullanabilme imkanı gelmiştir. ETAG 001’ de bu aralık C20/25 ile C50/60 kalite beton arasında değişmekteydi. Bu durum beton kalitesinin C20/25 altı olduğu durumlarda problem çıkarmakta, çözümsüzlük yaratmaktaydı. Basit bir örnek vermek gerekirse, mevcut betonarme bir binaya basit bir saçak yada kanopi eklenmek istenildiğinde bu bağlantının hesabı yapılamayabiliyordu.
 
Beton malzemesinin dayanımı daha önceden kübik numuneler üzerinden belirlenirken EC2 Bölüm 4 ile birlikte dayanım silindirik numuneler üzerinden belirlenmeye başlandı. Her ne kadar beton dayanım faktörü  k  bir miktar arttırılmış olsa da beton kaynaklı göçme modlarında  % 4~5 değişen oranda dayanım kaybına sebep oldu.
 
2.      Ankraj Yerleşim Şekillerindeki Değişiklik:
 
Ankraj yerleşim şekillerine 1 yeni tip daha ilave edildi.

3.      Ankraj Göçme Modlarındaki Değişiklikler:
 
EC2 Bölüm 4 ile birlikte kesme ve çekme kuvvetlerinde oluşan göçme modlarına 1 er adet ilave olmuştur.  Ayrıca bazı göçme modlarında da performans değerlendirme kriterleri değişmiştir.


a) Beton Konik Kopma Göçmesi :
 
Bir ankraj bağlantısı momente maruz kaldığında bağlantının bir ucu basınç kuvvetine maruz kalırken diğer ucu çekme kuvvetine maruz kalmaktadır. EC2 Bölüm 4 konik kopma dayanımı kontrolünde basınç kuvvetinin pozitif etkisini bazı durumlar için ΨM,N  katsayısı ile dikkate almaktadır. ETAG 001 ise böyle bir etkiyi dikkate almamaktadır. 



b) Sürekli Yükler Altında Kimyasal Ankrajın Sünmeden Göçmesi :
 
Kimyasal ankrajlarda sürekli yük faktörü Ψsus EC2 Bölüm 4 ile değişmiştir. Bu faktör öncelikle sürekli yüklerin toplam yüke oranına bağlıdır. Sürekli yükün toplam yüke oranı ne kadar fazla olur ise dayanım azaltımı o kadar fazla olacaktır. Bu katsayı ürünlere ait ETA belgelerinde belirtilmektedir. Eğer belirtilmiyorsa 0.6 alınacaktır. Sürekli yükün toplam yüke oranı malzemenin belirtilen Ψ0sus  katsayısını aşıyorsa, malzeme dayanımı aşılan o oranda azaltılacaktır. Bu göçme modu sürekli çekme kuvveti altında yer alan kimyasal ankrajlı bağlantılar için kritik olmaktadır. Tavana asılan ekipmanlar yada taşıyıcı sistemler bu gruba girmektedir.





c) Beton Ayrılma Göçmesi :
 
EC2 Bölüm 4 ile birlikte birçok durumda ayrılma göçmesi direncinin doğrulanmasına ihtiyaç duyulmaz. Aşağıdaki koşullardan biri yerine getirilirse ayrılma göçmesi kontrolü atlanabilir.
 
·        Çatlaklı beton tasarımı yapıp çatlak boyutunu mevcut donatı ile 0.3 mm’de limitlemek.
·        Tüm yönlerde c ≥ 1,0 ccr,sp tekli bağlantı elemanı için, c ≥ 1,2 ccr,sp grup bağlantı elemanı için sp ve h ≥ hmin

d) Çelik Kopma Göçmesi :
 
ETAG’a göre çelik dayanımı kesme kuvvetinden dolayı oluşan kuvvet kolu sebebi ile oldukça düşürülmekte , çatlaksız betonda dahi oldukça güvenilir tarafta kalmakta idi. EC2 Bölüm 4 grout harcının taban plakası üzerindeki olumlu etkisini dikkate alan alternatif bir çözüm sunmaktadır. Yalnız bu alternatif çözüm aşağıdaki şartların sağlanması durumunda geçerli olacaktır;
 
·        Bir grupta en az 2 ankraj olacaktır,
·        Taban plakası üzerinde bir çekme kuvveti yada moment bulunmayacaktır,
·        Beton çatlaksız olarak düşünülecektir,
·        Grout harcı kalınlığı 40mm’i ve ankraj çapının 5 katını aşmayacaktır,
·        Grout harcı basınç dayanımı 30Mpa ve üzeri olacakıtr,
·        Stand-off taban plakası altında pürüzlü bir beton yüzey olacaktır.
 
e) Beton Kenar Kopması Göçmesi :
 
EC2 Bölüm 4 ile birlikte ETAG’a göre birçok göçme modu dayanım formülünde değişiklik olmuştur. Bunlar kenar göçmesi için etkili boy değişimi, mevcut donatı etki faktörü ve kuvvet yönü etki faktörüdür. Bütün bu değişiklikler bir miktar dayanım azalması yaratabilmekle birlikte bu değişiklikleri yaratacak durum ile nadiren karşılaşılmaktadır. Dikkat edilmesi gereken diğer bir husus ise kuvvet kolu etkisinin EC 2 Bölüm 4’ün kapsamında olmamasıdır.


f) İlave Donatının Çelik ve Ankraj Göçmesi :
 
EC2 Bölüm 4 ilave olarak yerleştirilecek donatılar ile birlikte ( mevcut donatılar değil ) beton konik kopması ve beton kenar kopması göçme modlarından kaçınabilme imkanı vermektedir. Fakat bunun için standartta belirtilen şartlara uyulması gerekmektedir. İlave donatı özellikle geometri ve boyutların problemli olduğu bağlantılarda tasarımcıya büyük kolaylık sağlamaktadır.

f.1) Çekme Kuvveti Durumu
 
·        İlave donatı, çapı 16mm’den büyük olmayan nervürlü donatı ( fyk,re ≤ 600 N/mm2 ) çubuğundan olmalı, EN 1992-1-1’e göre mandrel çapı Øm olan etriye veya halka şeklinde detaylandırılmalıdır.
·        Bağlantı elemanından ≤ 0.75 hef mesafedeki donatı çubukları etkili kabul edilecektir.
·        Sadece beton hasar konisi içindeki ankraj boyu l1 ≥ 4Ø ( bükülmüş, kancalı veya halkalı ankraj ) veya l1 ≥ 10Ø ( kaynaklı enine çubukları olan veya olmayan düz çubuklu ankraj) olan ilave donatı etkili kabul edilecektir.
·        İlave donatı EN 1992-1-1’e göre ankraj boyu lbd olacak şekilde kabul edilen hasar konisinin dışına ankrajlanmalıdır.
·        Yüzey donatısı, kabul edilen çubuk model yönteminden bulunan kuvvetlere ve yarılma kuvvetlerine göre direnç gösterecek şekilde yerleştirilmelidir.

1 : İlave donatı, 2: Yüzey donatısı

f.2) Kesme Kuvveti Durumu
 
·        İlave donatı yüzey donatısı biçiminde, etriye veya halka biçiminde olabilir.
·        İlave donatı EN 1992-1-1’e göre lbd ankraj boyuyla kabul edilen hasar bölgesinin dışına ankrajlanmalıdır.
·        İlave donatı, çapı 16mm’den büyük olmayan nervürlü donatı ( fyk,re ≤ 600 N/mm2 ) çubuğundan olmalı, mandrel çapı Øm EN 1992-1-1’e uygun olmalıdır.
·        Bağlantı elemanından ≤ 0.75 c1 mesafedeki donatı çubukları etkili kabul edilecektir.
·        Kopmuş beton gövdesindeki ankraj boyu l1 kaynaklı enine çubukları bulunan veya bulunmayan düz çubuklar için minimum l1=10Ø, kancalı bükülmüş veya halkalı çubuklar için minimum l1=4Ø’dir.
·        Koptuğu kabul edilen beton gövdesi, beton kenar kopma hasarı için direnç hesabında kullanılan ile aynı olmalıdır.
·        Elamanın kenarı boyunca donatı yerleştirilir ve bu donatıya gelen kuvvetler uygun bir çubuk model yöntemine göre tasarlanır.
Kesme kuvvetleri etriye veya halka şeklindeki donatılar ile aktarılıyorsa bu donatılar sabitleme elemanının gövdesini sarmalı ve tespit elemanına mümkün olduğunca yakın konumlandırılmalıdır. 


a)      Yüzey donatısı şeklinde ilave donatı
b)     Etriye şeklinde ilave donatı
c)      Halka şeklinde ilave donatı

4. Bütünleşik Kesme ve Çekme Yükleri Altında Göçme Modu Kontrolu Değişikliği
 
ETAG 001'e göre bütünleşik çekme ve kesme göçme dayanımı hesaplanırken, birinin çelik göçmesi ve diğerinin ise beton göçmesi olabileceği düşünülmeden, çekme ve kesme yükleri altında sadece en kötü kullanım durumu dikkate alınmaktadır. ETAG iki farklı göçme modunu birleştirdiğinden bu yaklaşım oldukça güvenilir tarafta kalmaktadır.
 
EC2 Bölüm 4, çelik ve beton göçme modlarının ayrı ayrı ele alınması gerektiğini ve dolayısıyla özellikle sismik koşullar altında ETAG'dan daha yüksek kullanım değerleri sağladığını belirtir.
 
EC 2 Bölüm 4 Profis Engineering mühendislik yazılımında tasarım yöntemi seçeneği olark eklenmiş olup onaylanmış güncel ürün bilgileri ile birlikte entegre olarak kullanılabilmektedir.