Blog
Yapısal Güçlendirme Nedir ? Binam Sağlam Mı ?
Deprem, kısaca bilindiği gibi dünya merkezinin akışkan ve sıcak merkezinin üzerinde gezinen daha sert yer plakalarının zaman zaman yer değiştirmesi ve kırılması sonucu hareketinden kaynaklı yer hareketleridir. Biz ve binalarımız bu plakaların üzerinde olduğumuzdan bu hareketlerden etkileniyoruz.
AŞAĞIDA KONUYU HERKESİN ANLAYABİLECEĞİ DİLDE A,B,C ANA BAŞLIKLARI ALTINDA ANLATMAYA ÇALIŞTIK.
A – BAZI BİNALAR NEDEN DAYANIKLI (SAĞLAM) OLMAZ?
B- BİNAM SAĞLAM MI DEĞİL Mİ ?
C- BİNA GÜÇLENDİRME NASIL YAPILIR?
A- BAZI BİNALAR NEDEN DAYANIKLI (SAĞLAM) OLMAZ?
Yapıların depreme dayanıklı olmaması ile ilgili dört (4) tür sebep yaklaşımı geliştirilebilir.
1- Yapıların yapıldığı tarihlerdeki yapım yönetmeliklerinin (deprem yönetmeliği) yetersiz oluşu.
Önceki yönetmeliklerde yapının deprem dayanımını önemli derecede etkileyebilecek eksiklikler mevcut olabilir. Bilim ve teknoloji her geçen gün gelişmekte. Daha sonra bu eksiklikler laboratuvar çalışmaları ve mevcut depremlerde zarar gören binaların incelenmesi ile giderilerek yeni yönetmeliklerde dikkate alınmakta ve bu eksiklikleri giderici mecburiyetler ve hesap kriterleri eklenmektedir. Bir bina eski yönetmeliklere göre yapılmışsa mutlaka depreme dayanıksız olduğuna karar verilemez fakat bu konu ile ilgili karar vermede ve telafi senaryosunda önemli bir bilgi parametresidir.
2- Yapının yaşı ve dış etkenler yüzünden malzeme ömrünün tükenmesi.
Doğadaki her maddenin bir ömrü vardır. Atmosferik ve kimyasal şartlar (su, hava, oksijen) bütün malzemelerin bütünlüğünü bozmaktadır. Bu konuda istisna yok. Malzeme cinslerine ve nasıl korundukları ve kaplandıklarına göre farklı ömürlere sahipler fakat, tüm maddeler yaşlanıyor. Binalar da beton, çelik, ahşap, tuğla taş ya da kerpiç malzemelerden oluşmaktalar. Yapılar zaman içinde aşınır. Beton zayıflar, çürür; Çelik paslanır; Tuğla ve taş bütünlüğünü yitirir, zayıflar; Ahşap çürür, böceklenir; Kerpiç kumlaşır, kurur dökülür. Eskiyen malzeme ile birlikte yapı artık imal edildiği dayanımda değildir.
3- Yapıya insanlar tarafından müdahale edilmiş olması.
Zaman içinde yapının taşıyıcı sisteminde veya duvarlarında insanlar tarafından tahribat veya değişiklik yapılmış olabilir. Alan açmak için kesilen kolonlar, kapı veya pencere açmak için kesilen perdeler(uzun dikdörtgen kolonlara verilen kısa isim), sudan veya kimyasallardan iyi korunamayan taşıyıcı elemanlar, zemininde veya temelinde yapılan müdahaleler, olması gerekenden daha fazla ağırlık yüklemek veya amacı dışında kullanım yapıların zayıflamasına ve depreme karşı artık dayanıklı olmamasına sebep olmaktadır.
4- Yapının projesine ve-veya imalat yönetmeliklerine uygun imal edilmeyen binalar.
Yapının projesi tüm şartnamelere ve bilime uygun yapılmış ve yayınlanmış olabilir. Fakat imalat sırasında projeye uyulmaması ve yapı sağlığını tehlikeye atabilecek aykırılıkta ve uyumsuzlukta imalat yapılması yapı sağlığını tehlikeye sokar. Ayrıca projesine uygun imal edilse bile beton, çelik, demir, duvar vs. gibi tüm yapı aşamalarının uygulama şartnamelerine uyulmamış olabilir. Yapı projelerinde anılmayan fakat inşaat imalatçısının (müteahhit vs.) uyması gereken bu şartnameler de yapının deprem dayanımı ve sağlığı açısından doğrudan etkilidir.
B- BİNAM SAĞLAM MI DEĞİL Mİ?
Binamızın depreme dayanıklı olup olmadığına emin olmak için yapılması gereken aşamalar aşağıda maddeler halinde belirtilmiştir. Bu maddelerin dışında herhangi bir yöntem mevcut değildir. Daha kısa ve kestirme yollarla bina deprem dayanımı konusunda ancak tahminde bulunabilir.
1- Binanın zemin(geoteknik) raporunun hazırlatılması veya temin edilmesi. Sondaja dayalı numune analizleri ve frekans, sinyal kullanımlı parametrik testler.
2- Malzeme testlerinin yapılması.
Betonarme binalar için ilgili yönetmelik gereği her kattan beton numunesi(karot) alımı ve dayanım tespiti. Betonarme demirlerinin sayı, aralık, çap ve sağlıklarının tespiti.
Yığma binalar için tuğla, taş ve harç numuneleri analizleri veya yerinde duvar dayanım tespitleri. (daha gelişmiş frekansif analizler de mevcuttur)
Çelik yapılar için her tip eleman için belli sayıda numune testleri ve kaynak, bulon, perçin testleri.
Ahşap yapılar için ahşap malzeme ağırlık, su oranı, lif yönleri ve çekme ve basınç testleri.
3- Yapının mimari ve statik projelerinin bulunması. Eğer yoksa tüm yapının rölövesinin alınması. Rölöve alınması, yapının tüm yapısal ve mimari elemanlarının ölçülerek mimari ve statik elemanlarının çizimlerinin oluşturulmasıdır.
4- Yapının tecrübeli, yetkin ve yetkili bir inşaat mühendisi tarafından bilgisayarlı yapı modelleme kullanılarak deprem performans analizi nin yapılması. Burada inşaat mühendisi, ilgili ve geçerli yönetmeliklere uygun bir şekilde ve güvenilirliği olan bilgisayar yazılımları kullanarak yapıyı 3 boyutlu olarak modeller (yapının tüm elemanlarını bilgisayar programına girer). Tüm malzeme ve analiz parametreleri doğru bir şekilde girilmeli, yazılım doğru ve hatasız kullanılmalı ve mutlaka ikinci bir yazılım veya el hesabı ile yazılım veya modelleme ve data girişi hatalarına karşı kontrol edilmelidir.
5- Yapılan analizler sonucunda hazırlanacak raporda yapının ilgili yönetmeliklerde tanımlanan hangi performans düzeyinde olduğu ve hangi elemanların (kolon, kiriş, perde) yetersiz olduğu ve hangi konularda binanın yetersiz çıktığı açık bir şekilde belirtilmelidir. Ayrıca deprem performans raporunda, eğer binada güçlendirme ihtiyacı varsa ne tür güçlendirmelerin yapılabileceği, hangisinin tavsiye edildiği maliyet, zaman, fayda-zarar ilişkileri belirtilerek açıklanmalıdır.
C- BİNA GÜÇLENDİRME NASIL YAPILIR ?
Yapıların depreme dayanıklı hale getirilmesi ve hasarlı elemanların tamiri açısından bina türlerine göre en çok kullanılan bazı yöntemler aşağıda sıralanmıştır. Yapıların depreme karşı güçlendirilmesindeki ana amaç deprem kuvveti denilen yatay kuvvetlerin temele sağlıklı bir şekilde iletilmesini sağlamaktır. Çoğunlukla birkaç perde kolon eklenmesi(duvarın uzun beton kolona çevrilmesi) güçlendirme prosedürünün %80 i için yeterli olmaktadır. Çelik yapılarda bu işlem çelik çapraz eklemek, yığma yapılar için duvar güçlendirme veya duvar eklemek şeklinde olabilir.
Tüm yapıların temelleri betonarme olduğundan temel güçlendirme için ya mevcut temelin zemin bastığı alan betonarme ilavesi ile genişletilir. Ya da tüm yapı alanı yeni bir radye temel ile kaplanır.
1- BETONARME BİNALAR
Beton kullanılarak yapılan güçlendirmeler. Bu tip güçlendirme sisteminde binaya ihtiyacı olan yönde (x,y) perde eklenmesi ve veya kolonların mantolanması gerekir. Perde eklemek, mevcutta tuğla duvar olan bir bölmenin alınarak yerine temelden ihtiyaç olan kata kadar ve çoğu zaman çatıya kadar olan kısımda betonarme perde (uzun kolon, donatılı beton) eklenmesi ile yapılır. Alt ve üst kirişlerde delikler açılıp epoksi yapıştırıcı ile betonarme demirleri yerleştirilir ve yeni demirlerle birlikte beton dökülerek perde kolon imal edilir. Kolon mantolama ise bir kolonun çevresine 10-40 cm kalınlığında donatılı beton ile kalınlaştırılmasıdır. Mevcut kolona yine delikler açılıp epoksi yapıştırıcı ile demirler yerleştirilir ve yeni donatı(demir) seti ile beton dökülür. İhtiyac olan yerlerde temelde ilave radye temel imalatı yapılır. *Radye temel: donatılı kalın beton döşeme. Bu yöntem, güçlendirme sırasında bina sakinlerinin binadan en uzun süre uzak kalacağı yöntemdir. Bu imalat sırasında binada ikamet edilmesi mümkün olmaz.
Çelik kullanılarak yapılan güçlendirmeler. Betonarme perdeler yerine ters V veya X şeklinde çapraz formlu çelik çapraz profiller kullanılarak deprem hareketleri (yükleri) temele kadar iletilmiş olur. Ayrıca kolon veya kirişlerin yetersiz olduğu durumlarda çelik profiller ile çevreleri sarılıp kaynatılarak dayanımları arttırılabilir. Bu yöntemde bazı durumlarda binanın tahliye edilmesi gerekmez.
Karbon elyaf kullanımı. Karbon elyaf denilen malzeme, karbon liflerinden yapılmış iplikler ile üretilmiş kumaşların kolon, kiriş, perde gibi elemanlara özel epoksi bazlı yapıştırıcılar ile yapıştırılması ile yapılır. Elemanların basınç ve moment kapasitelerini arttırmakta kullanılır, uzun ömürlüdürler, uzun yıllardır kullanılmakta olup hem saha hem de laboratuvar testleriyle faydaları ispatlanmış güvenilir bir sistemdir. Ayrıca bu yöntemde çoğunlukla binanın tahliye edilmesi gerekmez.
2- ÇELİK BİNALAR
Çapraz eklemek veya güçlendirmek. Burada da ana amaç deprem kuvvetlerinin temele aktarılmasıdır. Eğer yetersiz ise mevcut çaprazlar ilave profil veya levha kaynatılması veya profil değiştirilmesi ile güçlendirilir. Veya yine uygun yerlere yeni çelik çaprazlar eklenebilir.
Çelik kolon ve kirişlerin güçlendirilmesi. Çapraz eklenmesine rağmen yetersiz gelen kolon veya kirişler ilave levha kaynatılması ile daha dayanıklı hale getirilir.
Kiriş, çatı veya cephe açıklarının güçlendirilmesi. Deprem, rüzgar veya hatta durağan yüklere karşı da yetersiz olan elemanlar ya değiştirilir ya da ilave levha kaynatılarak daha dayanıklı (mukavim) hale getirilir.
3- YIĞMA BİNALAR (tuğla, taş)
Bu yapıların taşıyıcıları genelde tuğla duvarlardır. Perdeli betonarme yapıların çalışma sistemi gibi çalışır ve deprem yükleri her iki yönde yerleştirilmek zorunda olan duvarlar tarafından temele aktarılır. Temel hariç güçlendirilecek 3 ana unsur mevcuttur. Duvarlar, duvar içi putreller(lento, hatıl vs), döşemeler. Putreller ve döşemeler, ilave eleman konması veya eskilerinin değiştirilmesi ile güçlendirilir. Asal güçlendirme ise duvar elemanı üzerinde yapılacak olan takviyelerdir. Amaç duvarın yatay kuvvetler karşısında çatlamasını kırılmasını önlemektir.
Duvarların yenisi ile değiştirilmesi. Dayanımı yetersiz duvarlar yeni ve-veya daha kalın tuğlalar ile tekrar imal edilir.
Duvarların hasırlı donatı ile püskürtme beton ile güçlendirilmesi. Duvara belli aralıklarla açılacak deliklere yerleştirilecek L şeklinde bağ donatılarının üzerine yerleştirilen hasır donatıların üzerine belli basınçta beton püskürtülerek yapılır. Bazı durumlarda püskürtme yerine kendinden yerleşen akışkan beton yukarıdan dökülerek de yapılabilir.
Derz (tuğla araları) harçlarının mukavemetli özel harçlar ile değiştirilmesi. Tuğla veya taş birimlerinin birbirlerine yapışma veya basınç dayanımlarının yetersiz olarak tespit edildiği durumlarda, hem yapışma, çekme hem de basınç mukavemeti uygun harçlar ile değiştirilmesi ile yapılır. Mevcut harçlar sıyrılarak yeni harç derz aralarına sürülür. Bazı durumlarda duvar içlerine hidrolik harç enjekte edilerek duvar iç kısımlarına da uygulama yapılır.
Derz aralarına donatı ya da karbon çubuk yerleştirilmesi. Derzler belli derinlikte sıyrılarak açılan boşluklara betonarme donatı ya da karbon çubuk veya levha yerleştirilmesi ve üzerine tekrar horasan ya da mukavemetli harç sürülmesi ile yapılır.
Duvarı tamamen harç ile kaplamak. Bazı durumlarda duvarlara hafif bir takviye gerekmektedir. Mukavemetli bir horasan harcı ile kaplanan duvar hem tamir hem de dayanım, bütünlük anlamında yenilenmiş olur.
Cam elyaf ile güçlendirme. Cam lifleri ile imal edilmiş kumaşlar, öncesinde epoksi yapıştırıcı veya harç sürülmüş duvara yapıştırılır. Üzerine tekrar mukavemetli özel harç sürülerek duvarın hem düşey hem de yatay taşıma ve deprem kapasitesi arttırılmış olur.
Duvara karbon veya çelik çapraz eklemek. Duvarı kaplamak yerine X formunda karbon elyaf, plaka veya çelik profil yerleştirilir. Böylece duvarın deprem yatay kuvvetlerini alt katlara ve temele daha rijit(dayanımlı) aktarması sağlanır.
4– AHŞAP YAPILAR
Eskiyen veya dayanımsız elemanların değiştirilmesi. Öncelikli olarak düşünülmesi gereken yöntemdir çünkü ahşap elemanların ömürleri diğer malzemelere göre daha azdır.
Duvar eklemek. Uygun olan yerlere içinde çaprazların bulunduğu duvarlar eklenmektedir.
Mevcut duvarlara çapraz lata veya ahşap elemanlar eklenerek duvarların perde davranışı(yatay kuvvet iletme kapasitesi) arttırılmış olur.
Kaplama malzemesinin değiştirilmesi. Osb, su kontrası ya da kaplama lataları duvarların deprem davranışlarına doğrudan etki eder. Bu kaplamaların değiştirilip daha mukavim(dayanımlı) malzeme ile değiştirilmesi yapının deprem davranışına doğrudan olumlu etki eder.