 |
BETONARME BİNALARDA
ONARIM ve GÜÇLENDİRME İLKELERİ
Prof. Dr. Metin AYDOĞAN
İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi , Yapı Anabilim
Dalı |
GİRİŞ
Deprem için yapılan
projelendirmede yapıda hiç hasar olmaması koşulu, nükleer santraller gibi
çok özel yapılar dışında, ekonomik nedenlerle aranmaz. Afet bölgelerinde
yapılacak yapılar hakkında yönetmelikte ön görüldüğü gibi depreme
dayanıklı yapı tasarımının ana ilkesi ; hafif şiddetteki depremlerde
binalardaki yapısal ve yapısal olmayan sistem elemanlarının herhangi bir
hasar görmemesi, orta şiddetteki depremlerde yapısal ve yapısal olmayan
elemanlarda oluşabilecek hasarın
onarılabilir düzeyde kalması, şiddetli depremlerde ise can kaybını önlemek
amacı ile binaların kısmen veya tamamen göçmesinin
önlenmesidir.[1]
Yukarıda bahsedilen hasarlar
söz konusu olduğunda bunları gidermek ve yapıları kullanılabilir duruma
getirmek gerekir. Bu durumda söz konusu yapının veya bazı elemanlarının
onarım ve/veya güçlendirilmesi söz konusu olur.
Burada öncelikle onarım ve
güçlendirme terimlerini ve aralarındaki farkı açıklamakta yarar
vardır.
Onarım :
Görünüş veya kullanım bakımından hasar görmüş
bir yapıda veya onun bir veya birkaç elemanında önceki haline getirmek
için yapılan çalışma ve değişikliktir. Bu önceki haline getiriliş onun
görünüşü ve kullanımı (yük taşıma kapasitesi , rijitliği, sünekliği ve
dayanımı dahil) bakımlarından
olabilir.
Güçlendirme : Bir
yapının yük taşıma kapasitesini , rijitliğini, sünekliğini ve
stabilitesini veya bunlardan bazılarını önceki veya mevcut durumun üzerine
çıkarmak amacıyla yapılan değişikliktir.
Onarımda amaç önceki
durumu geri getirmektir. Bu kullanım
bakımından olabileceği gibi mukavemet gibi mekanik karakteristikler
bakımından da olabilir. Güçlendirmede ise amaç, mukavemet ve benzeri
karakteristikleri hasardan önceki veya mevcut düzeyin üzerine
çıkarmaktır.
Onarımın hasar görmüş bir
yapıda yapılmasına karşılık güçlendirme için yapının hasar görmüş olması
gerekmez. Bu durum genellikle
yapının fonksiyonlarının değişmesi nedeniyle yüklerin artması, örneğin bir
konut yapısının öğrenci yurduna çevrilmesi veya bir karayolu köprüsünün
yük sınıfının H20-S16 dan H30-S24 ‘e çıkarılması v.b. gibi nedenlerle
gündeme gelebilir. Keza zaman içinde oluşan depremler ve araştırmalardan
elde edilen yeni bulgular sonucunda yeniden düzenlenen deprem
yönetmeliklerinde yapının bulunduğu
bölgenin deprem riskinin artması, yani deprem hesabına esas olan
kuvvetlerin büyümesi de güçlendirme nedeni olabilir.
Onarım ile güçlendirme arasına
bir de iyileştirme seçeneğini eklemek mümkündür.
İyileştirme , yapıda herhangi bir hasar olmayıp da orijinal
olarak projesinde bulunan bir kusurun veya imalat kusurunun varlığı, ya da
evvelce konu edilmemiş ancak değişen deprem yönetmelikleri sonucu
yapılmasına kesinlikle izin verilmeyen hususların giderilmesi olarak
tanımlanabilir. Konsola kolon ötelenmesi durumunda konsol ucundaki kolonun temele
kadar devamının temini , genellikle bina girişlerindeki kirişin üstüne
binen kolon olması durumunda söz konusu kiriş ve oturduğu kolonların %50
artırılmış kesit tesirleri ile tahkiki ve gerekiyorsa takviyesi gibi hususlar iyileştirmeye örnek olarak
verilebilir. Bunun yanında bodrum katta çevre perdesi yapılması veya bazı
perdelerin kat yüksekliği büyük asmolen döşeme içinde kalan kirişlere
sahip binalarda zemin katına kadar yapılması da taşıyıcı sisteme
sadece ek bir kapasite sağlanması ya
da iyileştirme olarak düşünülmelidir.
Yapıdaki hasarlar taşıyıcı
olmayan ve/veya olan kısımlarda meydana gelebilir. Taşıyıcı kısımlardaki
hasarlar yapının dayanımı ve stabilitesi bakımından önemli ve
tehlikelidirler. (Örneğin bazı kolonların ve düğüm noktalarının kırılması
ya da parçalanması gibi). Taşıyıcı olmayan kısımlarda oluşan hasarlar
yapının stabilitesi bakımından sorun çıkarmazlar ama içindekiler veya
çevresindekiler için tehlikeli olabilecekleri gibi önemli maddi zarara da sebep olabilirler. Örneğin bir dolgu
veya bölme duvarının tamamen veya kısmen yıkılması içeridekilerin veya
sokaktakilerin can güvenliğine zarar verebilir. Dolayısıyla bu tür
taşıyıcı olmayan elemanların onarımı da önemlidir.
Betonarme yapılardaki hasarlar
yapıda zaten var olan ancak depremin ortaya çıkardığı hasarlar
ile depremden oluşan
hasarlar olarak da
sınıflandırılabilir.
Depremin ortaya çıkardığı
hasarların en çarpıcı ve yaygın örneği özellikle binaların bodrum katları
ve iyi korunmamış cephelerinde rastlanan donatı paslanmalarıdır. Deprem
nedeniyle binalarda oluşan salınımlar öncelikle paslı ve kesiti ufalanmış
donatıları örten pas paylarını atmaktadırlar. Donatı paslanması genelde
temel üst kotundan bodrum kat tavan hizalarına kadar devam etmektedir. Zaman içinde nem üste doğru
yürümektedir. Bunun en belirgin nedenleri betonun orijinal olarak düşük
kaliteli olması ve kötü işçilik ile bodrum katlarda yeteri kadar hava
sirkülasyonun sağlanmamış ve çoğu binalarda olduğu gibi bodrum
kat betonunun brüt bırakılarak
sıvanmamış olmasıdır. Benzer bir hasar örneği de kolon-kiriş birleşiminde
,özellikle kirişin yüksek olması halinde, kolonda etriye devamının
sağlanmamış olması nedeniyle küçük bir harekette kolon eksenel kuvvetinin
artışı sonucu boyuna donatının
burkularak beton örtüyü atmasıdır.
Depremden oluşan hasarlar ise
sistem bazında
-
Rijitliklerin yetersiz
olması nedeniyle aşırı yanal yer değiştirmelerden oluşan hasarlar,
-
Aynı katta diğer kolonlara
göre kısa ve rijit kolonların varlığından ötürü özellikle kesilme
şeklinde oluşan kısa kolon hasarları,
-
Planda veya taşıyıcı
sistemdeki değişiklikler sonucu rijitlikteki ani değişimler
dolayısıyla,örneğin perdelerin devam ettirilmemesi hali, oluşan
hasarlar,
-
Komşu katlara göre daha
fleksibl olan katlardaki ,örneğin dolgu duvarları çok azaltılmış ve/veya
yüksek giriş katlarındaki , yumuşak kat hasarları,
-
Rijitliklerin uygun olmayan
dağılışı nedeniyle binada aşırı burulma sonucu oluşan hasarlar,
-
Yatay yüklerinin büyük
kısmı perdelerce alınmayan kirişsiz veya asmolen döşemeli sistemlerde
kolon-döşeme,kolon-yastık kiriş birleşim yerlerindeki hasarlar,
-
Betonarme çerçevelerde
yeterince donatılmamış düğüm bölgelerindeki hasarlar;etriye
aralıklarının ve etriye kenetlenmesinin yetersizliği dolayısıyla oluşan
hasarlar ,
-
Zemin gerilmelerinin
aşılmış olması nedeni ile temelde farklı oturmalar ve dolayısıyla üst
yapıda dönmeler ve bunun sonucu olarak meydana gelen ikinci mertebe
etkilerin (P- etkisi) oluşturduğu hasarlar olarak sayılabilir.
Eleman bazındaki hasarlar ise aşağıda sıralanmıştır:
-
Kirişlerde oluşan özellikle
mesnetler ve kirişlerin kirişlere bindiği yerlerde oluşan kayma ve
eğilme çatlakları,
-
Kolonlarda oluşan kayma
çatlakları, kolon uçlarındaki mafsallaşmalar (donatının akması ve/veya
betonun ezilmesi),
-
Perdelerde oluşan kayma
çatlakları ( eğik ve X şeklindeki çatlaklar),
-
Dolgu duvar çatlakları
(eğimli ve X şeklindeki çatlaklar)
Bayındırlık ve İskan Bakanlığı
Afet İşleri Genel Müdürlüğü’ nün değerlendirilmesinde “orta hasarlı”
olarak sınıflandırılan binaların ,eğer yıkılıp yeniden yapılmaları
ekonomik değil ve kullanılmaları isteniyorsa, güçlendirilmeleri
gereklidir. “Az ya da hafif hasarlı” binalar onarılabilir ya da istenirse
güçlendirilebilir. “Ağır hasarlı” olan binalar eğer tarihi değerleri yoksa ya da prestij
bakımından herhangi bir önemi haiz değil iseler yıkılmaları gerekir.
Taşıyıcı sistemin depremde orta hasar görmüş olması veya yüklerin
aktarılmasında açıkça belirlenen önemli bir eksiklik (alt katlarda kolon
kaldırılması gibi) güçlendirme
kararının verilmesi için yeterli olabilir .
ONARIM ve GÜÇLENDİRME ile
İLGİLİ GENEL İLKELER
Onarım
İlkeleri:
Onarım işinde yapıda hafif
hasar olduğu varsayımı ile özellikle bodrum katlardaki donatı
paslanmasından kaynaklanan hasarlar ve/veya yapısal olmayan elemanlarda ve
bazı kolon, kiriş, perde ve kolon- kiriş birleşim bölgelerinde hayati
olmayan kayma ve eğilme çatlaklarının varlığı söz konusudur.
-
Donatıdaki paslanmaya
ilişkin hasarların tamiri için
öncelikle pas payları kaldırılarak donatılara bakılmalıdır. Donatıların
paslanmadan ötürü kesit kayıpları fazla değil ve enine donatı aralıkları
kabul edilebilir düzeyde ( 200mm) ise bu durumda donatı arkası , hasarlı
bölge boyunca, en az donatı çapı kadar açılarak temizlendikten sonra
donatı spiral veya fırça ile pastan arındırılır. Bilahare donatıya
aderans artırıcı yapı kimyasalları sürülerek hasarlı bölgeden çıkarılmış
olan beton yerine rötresi az olan hazır tamir harçları konulur. Eğer bu
bölgede donatı en kesit alanı önemli miktarda azalmış ise donatı ilavesi
yapılmalıdır. Ancak donatıların önemli kesit kaybına uğramış olmaları, etriye
yetersizlikleri ve beton kalitesinin kötü olması gibi olumsuzlukların
bir arada bulunması halinde kat yüksekliğince kolonun mantolanması daha
uygun olacaktır. Bunların yanında paslanmanın önlenmesi ve oluşmaması
için gerekli tedbirler alınmalıdır.
-
Betonarme Mantolama mevcut beton kesitin donatılı beton ile
sarılması olarak tanımlanabilir. Bu sarılma tercihen dört bir yandan
(halka şeklinde) yapılabildiği gibi , orunlu hallerde üç,iki veya tek
bir yandan da yapılabilmektedir. Betonarme ile yapılan mantolama
işleminde kolon rijitliğinin dolayısıyla iç kuvvet dağılımının değiştiği
unutulmamalıdır. Manto yapılmasında prensip simetrinin
korunmasıdır Kolon mantosunun kolon-kiriş birleşim bölgesini sarması
ve donatıdaki çekme ve basınç kuvvetlerinin temele aktarılması için
donatının temel bloğuna kenetlenmesi önemlidir. Genellikle bir katta
kolon mantolanmasına ihtiyaç varsa, bu temele kadar inilmeli ve manto
donatısı temele filizlerle bağlanmalıdır. Sadece tek bir katta yapılan
mantolamanın yalnızca o kattaki kolonun eksenel yük taşıma kapasitesini
ve kesme dayanımını artırdığı, eğilme dayanımına katkısı olmadığı
unutulmamalıdır. Kolonun mantolanması ile değişen rijitlik, daha büyük
deprem momentlerinin kolonda dolayısıyla temelde oluşmasını sağlar, bu durumda temelin de
incelenmesi söz konusu olabilir. Genellikle
0.10m~0.15m kalınlığında
manto yeterli olabilir. Beton dökümü ve donatı yerleştirilmesi için
0.10m nin altına inilmesi
tavsiye edilmez. Manto kalınlığının az olması halinde dışta tek etriye,
aksi halde içte dışta etriye kullanılması uygun olur. Enine ve boyuna
donatı miktarını hesap verecektir. Ancak boyuna donatı olarak eklenen
manto alanının %1 inden az donatı konulmamalı, etriye için de
yönetmelikte verilen değerlerin
altına inilmemelidir. Ayrıca bu donatıların döşemelerde, özellikle
köşelerde, açılan deliklerden üste geçişi sağlanmalıdır. Bu delikler
büyük açılarak (örneğin 0.10m çapında) beton dökümü de temin edilir.
Manto uygulamasında beton kesit kalınlığının az olması sebebiyle mutlaka vibratör ile betonun
iyice yerleşmesi sağlanmalıdır. Dört yandan mantolama halinde kolon
kenarlarının pürüzlendirilmesi genellikle yetmektedir. Ancak diğer
durumlarda ilgili kolon kenarı çentilerek yeni etriyelerin eskisine
kaynatılması ya da beton kalitesinin
yeterli olması halinde filiz ekimi suretiyle etriye teşkili yoluna
gidilmelidir. Donatıdaki paslanma dolayısıyla sadece bodrum katlarda
yapılan mantolama işleminde ,bodrumlarda genellikle çevre perdelerinin
bulunduğu düşünülürse, rijitlik değişiminin tüm yapıya etkisi göz önünde
bulundurulmayabilir.
-
Keza özellikle alt
katlarda kolon boyutlarının ve/veya donatısının yetersiz olması
halinde ve buna bağlı olarak kolon boyuna donatılarında burkulma
,dolayısıyla burkulan donatının kolon betonunu atması gibi durumlarda da
mantolama yapılması uygun olur. Kolon boyut ya da donatı yetersizliği
durumunda kullanım alanının daralmaması amacıyla ve kolonlara komşu kapı
ve pencere ölçülerinin pek fazla oynamamasının gerekli olduğu
haller için çelik korniyerler ve bağ
levhaları kullanılarak çelik mantolama da yapılabilir. Çelik mantolama
yer kaybına neden olmamakta ve yapının rijitliğini pratik olarak
değiştirmemektedir. Ancak bodrum katlarda rutubet ve yer altı suyu
etkisinin kesinlikle önlenemediği
durumlar için çelik mantolamanın paslanmaya karşı özel olarak korunması
gereğinin bir sakınca teşkil ettiği unutulmamalıdır.
-
Kiriş ve kolon gibi
elemanların çatlaklarını gidermek üzere epoksi reçinesi uygulaması ile
onarımları mümkündür. Kiriş ve kolonlarda meydana gelen çatlaklara
epoksi reçine enjekte ederek, eleman onarılarak rijitliği değişmeden
eski dayanımına getirilebilir. Benzer işlem kiriş-kolon birleşim bölgesi
için de uygulanabilir. Yerel olan bu uygulama taşıyıcı sistemde rijitlik
dağılımını değiştirmeyeceği için, iç kuvvet dağılımını da değiştirmez.
Epoksi ve benzeri reçineler beton çatlaklarının doldurulmasında ve ince
çelik elemanları betona yapıştırmak için kullanılır. Çok çeşitlilik arz
ettiği için amaca uygun reçinenin seçilmesi ve işlemin kontrol edilmesi önemlidir.
Reçinenin viskozitesinin enjekte edilecek çatlağın kalınlığına uygun
olması gerekir. Epoksi enjeksiyonu genellikle genişliği
0.5mm~5mm arasındaki
çatlaklar için başarı ile uygulanır. Çatlak genişliğinin daha küçük
olduğu durumda uygulama zorlaşır. Çok geniş çatlaklarda çatlak ince
kumla doldurulduktan sonra, epoksi reçinesi enjeksiyonu yapılır. Epoksi
reçinesi kullanımında yerel çatlak onarımı yapılır. Bu sebepten bir
elemanı veya bir bölgeyi güçlendirmek için genellikle tek başına kullanılmaz. Güçlendirme
işleminde diğer yöntemlere beraber epoksi reçinesi uygulaması tercih
edilir. Uygulama pahalı olduğu için çok çatlaklı kolonların mantolanma
ile onarılması tavsiye edilir. Ayrıca epoksi reçinesi uygulaması
beton kalitesinin düşük olması
durumunda genellikle beklenen sonucu vermeyebilir. Uygulamanın başarısı
yer yer karot alınarak da kontrol edilebilir.
-
Son yıllarda oldukça
gelişen yapı kimyasalları , epoksi esaslı yapıştırıcılarla birlikte
karbon liflerinden oluşmuş levha ve/veya örgüler kullanılarak
yapısal ve yapısal olmayan elemanların onarımı ve takviyesi için ayrı
bir seçenek olarak sunulmaktadır.[6,7]. Bu tür onarım ve takviyenin
paslanma riskinin olmaması ,mevcut kesitlerin büyütülmemesi,dolayısıyla
rijitlik değişiminin olmaması, yapı ağırlığını artırmaması ve kısa
zamanda uygulanabilmesi gibi üstünlükleri diğer uygulama seçenekleri ile
karşılaştırılarak ,tabii ekonomi ve yangına karşı olumsuzluklar da
düşünülerek, seçim yapılabilir. Karbon liflerinden oluşan şerit levhaların kalınlıkları 1.2 mm ,
genişlikleri 50mm mertebesindedir. Bu şeritler genelde eğilme donatısı
olarak kullanılmaktadırlar. Bu tasarımda karbon şeritlerin epoksi ile
yapıştırıldıkları beton yüzeylerden sıyrılmamalarına özen
gösterilmelidir. Karbon örgüler
hasır şeklinde olup tabaka kalınlıkları 0.13mm mertebesindedir ve
genelde kayma donatısı (etriye) yerine kullanılmaktadırlar.
-
Kiriş, kolon ve döşeme
gibi elemanların onarılma ve güçlendirilmesinde çelik profiller, çelik
lama gibi elemanlar da
kullanılabilir. Kiriş ve kolonlarda ve bunların birleşim bölgelerinde
meydana gelen çatlaklar epoksi reçinesi uygulamasından sonra veya
ihtiyaç duyulmadığında bu uygulama yapılmadan doğrudan çelik lamalarla
sarılarak onarılıp güçlendirilebilir. Lamalar, elemanların enine ve boyuna
doğrultuda bulunurlar. Lama uygulaması ile elemanların rijitliklerinde
değişiklik yapılmadan onarım veya güçlendirme yapılır. Elemanların
kesitlerin eğilme momenti ve kesme kuvveti kapasiteleri arttırılırken;
sarılan lamalar bu bölgede enine
basınç oluşturarak, deprem etkisi durumunda betonun dolayısıyla elemanın
sünekliğini artırır. Lama düzeninin seçiminde elemandaki kuvvet akışı
göz önünde tutulmalıdır. Betonda enine basıncın yeterli şekilde oluşması
için, lamaların dar olmaması (~50mm uygun genişlik) ve birbirlerinden ayrık
yerleştirilmemesi (~0.20m
uygun aralık) gerekir. Lamalar beton yüzeyine yapıştırılırken, bunlar
basınç ve çekme kuvvetini alacak şekilde düzenlenmelidir. Çelik
lamaların üstü tamir harcı ile örtülerek hem paslanmaya ve hem de
sınırlı ölçüde yangına karşı korunmalıdır. Basınç kuvveti durumunda
lamanın burkulmaması ve çekme kuvveti durumunda lamaların betondan
ayrılmaması gerekir. Lama uygulaması, ancak yeterli beton dayanımı
bulunduğunda tercih edilmelidir.
Uygulama pahalı olduğu için hasarlı kolonların mantolanma ile onarılması
tercih edilebilir. Bu durumda elemanda kuvvet iletiminin ve sürekliliğin
sağlanmasına özen gösterilmelidir.
Yukarıdaki açıklamalar sadece
onarım veya güçlendirme ile birlikte yapılması gerekli onarım işlerine
ilişkin olup güçlendirme ile ilgili prensipler aşağıda
verilmektedir.
Güçlendirme
İlkeleri:
Yapının taşıyıcı sisteminin
kolonlarının mantolanması ve/veya perde ilavesi ile güçlendirilebileceği
düşünülmektedir. Taşıyıcı sistemin toplam deprem güvenliği kolonların
mantolanması ile oluşturulabildiği gibi güçlendirme perdelerinin
öngörülmesi ile de sağlanabilir. Ancak 4~5 kattan yüksek yapılarda ve
kirişsiz ve asmolen döşemeli yapılarda güçlendirme perdesi konulmadan yönetmeliğin yer
değiştirme için koyduğu koşulların sağlanması oldukça zordur. Bu nedenle
güçlendirmenin esasını pratik olarak mevcut bazı duvarların yerlerine
betonarme perde ilavesi teşkil etmektedir.
Güçlendirmeye ilişkin ilkeler
aşağıda maddeler halinde özetlenmeye çalışılmıştır:
-
Bütün güçlendirme
müdahaleleri 1998 Deprem Yönetmeliğine göre yapılmalıdır. Eğer yapının
taşıyıcı sistemi düzenli, malzeme kalitesi yeterli ve iyi bir
mühendislik hizmeti görmüş ise , 1998 Deprem Yönetmeliği’nde öngörülen
deprem yükleri, kamu yapıları dışında, sisteme duyulan güven derecesine
göre en fazla %25 oranında azaltılarak hesaba katılabilir ve
yapılacak kontrollerde kirişlerde mesnet ve açıklık kesitlerinin
aralarındaki yardımlaşmaları ile aynı katta bulunan kolonların
yardımlaşmaları (denge koşulu korunarak momentlerin kesitler veya
elemanlar arasında aktarılması) hususları da göz önüne alınabilir.
Aksine deprem yüklerinin taşınmasında mevcut sistem göz önüne alınırken
eğer belirsizlikler varsa mevcut
sistemin kapasitesi 0.85 katsayısı ile azaltılabilir [5].
-
Binalarda gerek depremden
oluşan kesme kuvvetinin karşılanması ve gerekse yanal yer değiştirme
kriterinin sağlanması, yani rijitlik temini, bakımından yapının her iki
doğrultusunda yeteri kadar betonarme perde duvar yapılması
gerekmektedir. Perde ile güçlendirilmeye karar verildiğinde, perde
yerlerinin seçiminde banyo hacimlerine ve tesisat bağlantılarına bitişik
olmamasına özen gösterilmelidir. Bu duvarlar zaten mevcut olan
bölme duvarlarının yerlerinde,
üniform ve mümkün mertebe planda burulma oluşturmayacak şekilde
yerleştirilmelidir. Perdelerin yerleşiminin sıcaklık farkı ve rötreden
ilave kesit tesirleri oluşturmayacak şekilde yapılmasına özen
gösterilmelidir. Örneğin planda ince
uzun yapılarda bina uçlarına uzun doğrultuya paralel perde
konulmamalıdır. Kapı ve pencere boşluklarının bırakılması için boşluklu
perdeye de karar verilebilir ,ancak boşluklu perdenin kalıp ve donatı
detaylarının uygulaması daha çok özen ister.
-
Perdeler temelden çatıya
kadar , yukarıya doğru tedrici boyut azaltılması yapılsa dahi, devam
etmelidir. Böylece perdenin arada herhangi bir katta kesilmesi sonucu
oluşacak ani rijitlik değişiminden kaçınılmış olacaktır.
-
Perdelerle birlikte kolon mantolaması da yapılması halinde , mantolama işlemi
mantonun gerektiği son katın bir üstüne kadar uzatılıp sona
erdirilebilir. Sadece mantolamanın yeterli olduğu güçlendirme işinde
onarım işindeki gibi simetri mutlaka gözetilmelidir. Manto ile yapılan
güçlendirme işinde onarım bahsinde
söylenenler aynen geçerlidir.
-
Taşıyıcı sistem çelik
elemanlar ilave edilerek de güçlendirilebilir. Bu durumda mevcut beton
elemanların yatay rijitliği, yeni çelik elemanlardan daha büyük olacağı
için, çelik elemanlara deprem yükünün öngörülen kısmının taşıtılması
büyük kesitler veya çaprazlama (çelik perde) gerektirebilir. Bunun
yanında dayanımı düşük olan mevcut betonarme elemanlara çelik
elemanların yerel mesnetlenmesinin ve bunların betonarme elemanlarla
bütünleşmelerinin sağlanması özel
özen gerektirir. Genellikle beton kalitesinin düşük olduğu durumlarda ve
bina türü yapılarda perde ilavesi şeklinde yapılan güçlendirmeler daha
uygun olmaktadır.
-
Projelendirmede mevcut beton ve yeni dökülecek olan
beton kalitesinin farklılığı yatay yük
dağılımını önemli ölçüde etkilediği için mutlaka dikkate
alınmalıdır.
-
Yapıya güncel deprem
etkilerini almak üzere eklenen perdeler toplam deprem yükünün büyük bir
kısmını karşılayabilmelidirler, öyle ki yapının mevcut boyut ve
donatıları ile kendirlerine düşen deprem etkilerini herhangi bir
takviyeye gerek görmeksizin taşıyabilsinler. [5] de yeni perdelerin
toplam deprem kesme kuvvetinin %70’ini almaları önerilmiştir.
-
Deprem yükünün hesabında
kullanılacak R davranış değiştirme katsayısının takdiri önemlidir.
Mevcut yapıların en iyi olasılıkla normal süneklik düzeyinde olduklarını
düşünerek R=4, perde ve mantoların yüksek süneklikte olduklarını
düşünerek R=7 sınır değerleri ile depremde karşılanan kesme kuvvetleri
oranlarını ağırlık alan bir ortalama
değer ile R için hesapta kale alınacak bir üst sınır bulunabilir.
Örneğin yeni ve yüksek süneklik düzeyinde tasarlanan perdeleri deprem
taban kesme kuvvetinin %70’ini karşılayan bir yapıda kalan %30 kuvvet
mevcut sistemin yatay rijitliği ile
karşılanacak demektir. Bu durumda R için bir üst sınır olarak
0.70*7+0.30*4=6.1 değeri alınabilir. Bu değer 5 ila 6 arasında bir değer
olarak tasarımcı ve deneyimli olduğu düşünülen mühendis tarafından
takdir edilmelidir. Beton kalitesi nisbeten iyi, sistemi düzenli ve mühendislik hizmeti
görmüş yapılarda bu değerin 6’ya , aksi halde 5’e yaklaştırılması uygun
olur.(Ancak hem güçlendirme yapıp hem de R=4 almanın mübalağa olduğu
kanısındayım). Keza perdeler ile güçlendirilmiş bir yapının
güçlendirilmeyen ve yatay yükün
taşınmasına pek fazla bir katkısı olmayan kolonların boyutsuz eksenel
yük hesap değerinin üst sınırı için ABYYHY-98 ‘de verilen 0.5 değeri
yerine TS500-2000 de verilen 0.6 değeri alınabilir . Benzer olarak
mevcut kolon ve kiriş donatılarının
belirlenmesinde bir miktar daha toleranslı davranılabilir [5].
-
Her durumda güçlendirme
perdelerine gelen deprem momentlerinin ve mantolanan kolon etkilerinin
güvenli bir şekilde temele ve zemine iletildiği gösterilmelidir. Binanın
düzgün sürekli temelleri mevcut ve yeterli ise perdeler bu temellere
mesnetlenebilir. Diğer durumlarda mevcut temelin güçlendirilmesi veya
mevcut üzerine ya da yanına yeni temel yapılması gerekebilir. Genellikle
yeni yapılacak olan perdelerin deprem etkilerini zemine güvenle aktarmak ve ayrıca devrilme riskini
bertaraf etmek amacıyla perde altlarına kısmi, ya da gerekiyorsa yapı
oturma alanının büyük bir kısmını kaplayan radye temel teşkili gerekli
ve uygun olmaktadır. Her iki durumda da mevcut ve yeni temelin
birlikte çalışması ve bütünleşmesi
için tercihen mekanik ya da kimyasal dübeller kullanılarak tedbir
alınmalıdır. Yeni elemanların etkilerini güvenle zemine aktaracak
temeller yapılmalıdır.
-
Yeni ilave edilen perdelerde tercihen perdelerin mevcut
iki kolon arasına yerleştirilmesi ve uçtaki
kolonların sarılmaları (manto içine alınması) uygundur. Böylece hem
perde atalet momentleri oldukça artırılmış olacak ve hem de mevcut kolon
donatıları başlık donatısının bir kısmı olarak değerlendirilebilecektir.
Başlık donatılarının kattan kata
devamı sağlanmalıdır. Bu nedenle perde başlarına isabet eden yerlerde
kolon mantolanmış ise donatılar köşelerdeki döşemeler kırılarak
geçirilebilir. Kiriş betonunun zayıf olduğu yerlerde başlık
bölgelerindeki kirişler donatısı
kalacak şekilde kırılarak da kolon donatılarının devamı sağlanabilir.
Gövde donatılarının geçmesi için ya perde kirişlerden bir miktar daha
geniş tutulmalı, ya da kirişler gövde donatıları hizalarında delinerek
gövde donatılarının geçişi sağlanmalıdır. Kolonlara başlık yapılmaması halinde yeni perde
kolon bağlantısı dübellerle temin edilmektedir. Bu anlamda dübel
kullanımı ancak mevcut betonun kaliteli olması hali için uygundur. Bu
halde gövde donatıları da alttan ve üstten kirişe filiz ekmek suretiyle
sağlanmaktadır. Tarafımdan
yönetilmiş, onaylanmış ya da müşavere edilmiş bazı güçlendirme
projelerine ait plan, kesit, detay ve fotoğraflar [8] de
verilmiştir.
-
Güçlendirme işlemi mutlaka
yetkili, sorumlu ve deneyimli teknik elemanların gözetim ve denetiminde
yapılmalıdır.
KAYNAKLAR:
[1] Afet Bölgelerinde Yapılacak
Yapılar Hakkında Yönetmelik-1998
[2] UNDP/UNIDO , Repair and Strengthening of Reinforced
Concrete,Stone and
Brick-Masonry Buildings,1983
[3] Depremlerden Hasar Görmüş
Betonarme Yapıların Onarım ve Güçlendiril-
mesi, Halit Demir,İ.T.Ü.İnşaat
Fak.,1992
[4] Deprem Mühendisliğine Giriş
ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı, Zekai
Celep ve Nahit Kumbasar, İ.T.Ü.
İnşaat Fak.,2000.
[5] 1999 Kocaeli Depremi
Sonrası Betonarme Binalarda Onarım ve Güçlendirme
İlkeleri , (Anonim), İ.T.Ü.
İnşaat Fak.,27.12.1999.
[6] Sika Deteks A.Ş. Teknik
Bülten ve Katalogları,2000
[7] YKS,Yapkim Yapı
Kimyasalları A.Ş. Teknik Bülten ve Katalogları,2000
[8] Betonarme Binalarda Onarım
ve Güçlendirme Sistemleri ve Tasarımı, Metin
Aydoğan ,TMMOB İnşaat Müh.
Odası İstanbul Şb., Haz.2000. |