Kat İlavesinde Donatı Ekimi Neden Şart?
Mevcut bir binaya yeni bir kat eklemek, yalnızca üst kata beton dökmek anlamına gelmez. Yeni imal edilen taşıyıcı elemanların (kolon, kiriş, perde) mevcut yapının taşıyıcı sistemiyle tek parça (monolitik) gibi çalışması gerekir. Aksi hâlde eski ve yeni beton arasında sadece bir "yapışma" düzlemi kalır; bu düzlem çekme ve kesme kuvvetlerini aktaramaz. İşte bu sürekliliği sağlayan yöntem, mevcut betona kimyasal ankraj (epoksi esaslı yapıştırıcı) ile filiz (donatı) ekimidir.
Mevcut ve Yeni Beton Arasında Monolitik Süreklilik Sorunu
Ayrı zamanlarda dökülen iki beton arasındaki birleşim yüzeyine "soğuk derz" denir. Eski beton priz alıp sertleştikten sonra üzerine dökülen yeni beton, bu yüzeyde kimyasal bir bağ kuramaz. Yalnızca yüzey pürüzlülüğünden gelen sürtünme ve mekanik kenetlenme kalır ki bu, deprem gibi tersinir yükler altında güvenilir değildir.
Betonarmenin temel mantığı, betonun basınç kuvvetini, donatının ise çekme kuvvetini karşılamasıdır. Yeni kolon veya kirişin çekme donatısı mevcut elemanın içine yeterli boyda kenetlenmiyorsa, o elemanda oluşan çekme kuvveti aktarılacak yer bulamaz. Donatı ekimi tam olarak bu boşluğu kapatır: yeni elemanın filizleri mevcut betonun içine delinen deliklere epoksi ile ekilerek, iki beton kütlesi arasında gerçek bir taşıyıcı devamlılık kurulur.
Kolon, Kiriş ve Perde Filizinin Görevi
Her taşıyıcı eleman farklı bir kuvvet setiyle çalıştığı için filizler de eleman bazında planlanır:
- Kolon filizi: Yeni kolonun boyuna donatıları, alttaki kolon ya da temele ekilir. Böylece düşey yükler ve deprem momentleri katlar boyunca kesintisiz aktarılır. Bindirme (kenetlenme) boyu, TS 500 ve TBDY 2018'e göre donatı çapına, beton sınıfına ve çeliğin akma dayanımına bağlı olarak hesaplanır.
- Kiriş filizi: Yeni kirişin mesnet (destek) bölgesindeki çekme donatısı, mevcut kolon veya perdenin içine kenetlenir. Kiriş-kolon düğüm noktası deprem davranışının en kritik bölgesidir; filiz burada momentin ve kesme kuvvetinin aktarılmasını sağlar.
- Perde (betonarme duvar) filizi: Perdeler yatay deprem yükünün büyük kısmını taşır. Yeni perdenin başlık ve gövde donatıları, mevcut perde veya temele ekilerek perdenin ankastre (rijit) davranışı korunur. Yetersiz ekim, perde tabanında dönme ve devrilme riskini artırır.
Kimyasal Ankraj: Doğru Ürün ve Doğru Uygulama
Donatı ekiminde donatı, mevcut betona açılan deliğe enjekte edilen yapısal bir epoksi (kimyasal ankraj harcı) ile sabitlenir. Hilti (örneğin HIT-RE 500 serisi) ve Fischer (FIS EP / FIS V serisi) gibi üreticilerin ürünleri, ETA (European Technical Assessment) onaylı olarak donatı ekimi için sınıflandırılmıştır. Ürün seçiminde şu noktalar belirleyicidir:
- ETA onayı ve kullanım amacı: Ürünün onayı "rebar / post-installed reinforcement" (donatı ekimi) kapsamını içermelidir. Sadece dübel ankrajı için onaylı bir ürünle donatı ekimi yapılması doğru değildir.
- Ekim (kenetlenme) derinliği: Derinlik, üretici teknik dokümanı ve TS 500 kenetlenme boyu ile uyumlu olmalıdır. Yetersiz derinlikte ekilen filiz, hesaplanan çekme kuvvetini taşıyamaz.
- Delik hazırlığı: Delik içindeki toz, epoksinin betona yapışmasını doğrudan zayıflatır. Bu nedenle delik üretici prosedürüne göre basınçlı hava ve fırça ile defalarca temizlenmelidir. Uygulama, çatlaklı/çatlaksız beton durumuna ve nem koşullarına göre seçilen ürünle yapılır.
Projeye ve Yönetmeliğe Bağlı Tasarım
Kat ilavesi, mevcut binanın taşıyıcı sistemine yeni yük bindirdiği için mühendislik açısından bir "mevcut yapı değerlendirmesi" gerektirir. TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği), mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi için ayrı esaslar tanımlar. Donatı ekiminin çapı, sayısı, ekim derinliği ve düzeni bu değerlendirmeye dayalı statik proje ile belirlenir. Filiz ekimi standart bir tarif değildir; her bina için hesaplanan bir çözümdür.
Uygulama sürecinde şu ilkeler öne çıkar:
- Filizlerin yeri, mevcut betondaki donatı düzeni (donatı tespiti) dikkate alınarak belirlenmeli, mevcut demirlere zarar verilmemelidir.
- Beton sınıfı ve karbonatlaşma gibi mevcut yapı özellikleri, epoksi performansını ve kenetlenme boyunu etkiler.
- Epoksinin kür (sertleşme) süresi tamamlanmadan filize yük verilmemelidir; süre ortam sıcaklığına göre değişir.
Sonuç: Süreklilik Olmadan Güvenlik Olmaz
Kat ilavesinin güvenliği, yeni katın kendi içinde ne kadar sağlam olduğuyla değil, mevcut yapıyla ne kadar bütünleştiğiyle ölçülür. Doğru planlanmış kolon, kiriş ve perde filizleri; ETA onaylı kimyasal ankraj ürünleriyle, TS 500 ve TBDY 2018 esaslarına uygun ekim derinliği ve uygulama disipliniyle imal edildiğinde, eski ve yeni beton monolitik bir bütün gibi davranır. Donatı ekimi bu nedenle bir "ekstra" değil, kat ilavesinin taşıyıcı devamlılığını sağlayan zorunlu bir mühendislik uygulamasıdır. Sürecin proje, uygulama ve denetim aşamalarının uzman ekiplerce yürütülmesi, hem güvenlik hem de yönetmelik uyumu açısından şarttır.