Düşük ve normal dayanımlı betonlarda epoksi ankrajların çekme davranışı

Abstract

Bu çalışma kapsamında, düşük ve normal dayanımlı betonlara ekilen kimyasal (epoksi) ankrajların çekme dayanımlarını araştırmak üzere 337 adet ankraj numunesinin çekme deneyleri tamamlanmıştır. Bu deneylerde 5 - 25 MPa beton basınç dayanımına sahip taban betonarme elemanlarına S420a ve S420b donatı çubukları ekilmiş ve çekme testine tabi tutulmuştur. Çalışmanın sonunda özellikle kenara yakın ekilen ankrajlarda donatının akma ve/veya çekme dayanımlarına ulaşılamadan gevrek beton hasarları gözlenmiştir. Bunun sonucunda hem dayanım hem de ciddi bir süneklik kaybı görülmüştür. Sağlıklı bir kimyasal ankraj uygulaması için kenar mesafesinin donatı çapının en az 15 katı olması gerektiği belirlenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda kenara yakın ankrajlarda donatı hasarı öncesinde beton hasarı görülme olasılığının arttığı görülmüştür. ACI 318 ankraj nominal kapasitesinin %95 güvenlikli olarak belirlenmesini esas alan bir yaklaşıma sahiptir. Ancak, S420a deney elemanlarının %82'sinde ACI 318 nominal dayanımı aşılabilmiştir. S420b ankrajlarda bu oran %37'ye düşmektedir. S420a çeliğinden imal edilen kimyasal ankrajların çekme dayanımlarının tahmini ve tasarımı için ACI 318 yönteminin daha büyük dayanım azaltma katsayıları ile kullanılabileceği görülmüştür. S420b donatı ile yapılan ankrajlar için ise ACI 318 yönteminin kullanılması önerilmemektedir.

In this study, axial pull-out tests were carried out on 337 chemical (epoxy) anchors embedded to low and normal strength concrete to investigate tensile behavior. Mean compressive strength of the base concrete varies between 5 and 35 MPa. Embedded anchor bars were of type S420a and S420b, which are ductile and brittle rebar elements respectively. Experimental observations proved that especially anchors near to free edge can suffer from concrete failures before yielding the steel bar. Such a failure caueses significant losses in strength and ductility. For an ideal behaviour, where steel fails before the concrete, free edge distance should be 15 times the bar diameter at least according to experimental results. Anchors near to free edge are more vulnerable against concrete failure and probability of observing concrete failure increases for closer edge distances. According to ACI 318, The nominal anchor strength shall be based on the 5% fractile of the basic individual anchor strength. Experimental capacities are higher than the ACI 318 nominal strength with an average exceedance ratio of 82%. This value reduces to 37%. According to this result ACI 318 nominal capacities can be used for S420a bars with increasing the strength modification factors and it is not recommended to use ACI 318 formulation for S420b anchors.