BİNA GÜÇLENDİRME NEDİR

Betonarmede çatlama ve ezilme : Beton, basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı ise düşük bir malzemedir (basınç dayanımının yaklaşık onda biri). Betonarmede bu nedenle çekme gerilimlerini alma görevi donatıya yüklenir. Betonarme bir yapı elemanında en dış taraftaki çekme lifindeki birim uzama 0,0001-0,00015 büyüklüğüne ulaştığında beton çatlar. Betonda çatlak asal çekme gerilimlerine dik yönde oluşur. Donatı çatlamayı önlemez. Ancak bilinçli ve doğru yerleştirilmiş donatı, çatlağın büyümesini önleyerek kılcal düzeyde kalmasını sağlar. Donatı, olabildiğince asal çekme gerilimleri doğrultusunda yerleştirilmelidir. Çatlama doğal bir olaydır, betonun çekme dayanımının düşük olması nedeniyle oluşur. Betonun basınç dayanımı yüksektir. Çekme gerilimlerinin yeterli donatı ile karşılandığı durumlarda asal basınç gerilmeleri doğrultusunda birim kısalma yüksek değerlere ulaşarak betonun ezilmesine neden olabilir. Betonun birim kısalması birçok değişkene bağlıdır, bunların içerisinde en önemlilerinden biri sargı etkisidir. Sargı, betonun ezilme birim kısalmasını yükseltir. Beton basınç altında kalarak ezildikten sonra, o bölgedeki boyuna donatı daha kolay burkulur. Betonun çatlaması ve bu çatlakların kılcal düzeyde olması normaldir. Fakat mevcut bir binadaki yapı elemanları üzerinde görülen çatlakların genişliği 0,2-0,3 mm’yi geçerse burada bir sorun olduğu anlamına gelir. 

Hasar türleri : Kirişlerde eğilme veya kesme hasarları yaygındır. Kirişlerin eğilmeden ağır hasarı sayılabilmesi için mesnet dolaylarındaki çatlakların çok genişlemiş olmadı gerekir. Çatlak genişliğinin 1-2 mm’yi aşmış olması donatının akmış olduğunu kanıtlar. Donatı akma konumuna ulaştıktan sonra kolon yüzeyine yakın betonda ezilme ve daha ileri aşamada boyuna donatıda burkulma görülür. Kirişte eğik kesme çatlakları varsa ve bu çatlaklar genişlemişse, ağır hasar vardır. Geniş kesme çatlaklarının varlığı tehlikeye işarettir. Kolonlarda eğilme çatlakları genişlemişse o bölgede boyuna donatı akmış demektir. Daha iler aşamada beton ezilmiş ve boyuna donatı burkulmuşsa hasar ağırdır. Kolonlarda oluşan eğik kesme çatlakları, o bölgede yeterli etriye yoksa ani ve gevrek kırılmaya neden olur. Kolonda genişlemiş kesme çatlakları da ağır hasara işarettir. Perde duvarlardaki eğilme çatlakları genişlemişse, donatı akma konumuna ulaşmış demektir. Eğer duvardaki eğilme çatlakları nedeniyle donatı akmış ve perde uçlarındaki beton ezilmeye başlamışsa hasar ağırdır. Özellikle boyuna donatıda gözlenen burkulma ağır hasara işaret eder. 

Zemin sorunları : Zeminle mühendislik davranışı olarak, kohezyonlu ve kohezyonsuz deminler olarak iki ana gruba ayrılırlar. Deprem hareketinin yarattığı yüklemeler zeminlerde boşluk suyu basınçlarının yükselmesine neden olur. Boşluk suyu basınçlarındaki bu artış normal normal konsolide killerde kayma dayanımında önemli ölçüde bir azalma ve yumuşamaya neden olmakta ve gerek kısa sürede gerekse uzun sürede taşıma gücü kaybına neden olur. Boşluk suyu basıncının artması suya doygun killi, kumlu zemin tabakalarında daha etkin tol oynamaktadır. Deprem ivmesine, zemin türü ve sıklığına, zeminin yüzeyden derinliğine, yeraltı suyu bağlı olarak oluşan dinamik boşluk suyu basınçları zemindeki efektis gerilmeleri sıfır değerine kadar indirgeyebilmekte ve sonuçta zemin mukavemetini tamamen kaybederek sıvı gibi davranmaktadır. Yatay zemin tabakalarında yer alan kumlu zeminlerin sıvılaşması sonucu binalar zemin içine batmakta, dönmekte, aşırı oturmalar meydana gelebilmekte veya zemin içine gömülü yapılar zemin yüzüne çıkabilmektedir. Genellikle zemin yüzeyinden 10-15 m derinliklerde yer alan su tablası altındaki kumlar yüksek oranda sıvılaşma potansiyeline sahiptir.

MEVCUT BİNALARDA DURUM SAPTAMASI

Onarım veya güçlendirmeye başlamadan önce binanın mevcut durumunun doğru olarak saptanması gerekir. Bu nedenle her şeyden önce binanın rölevesinin yapılması gerekir. Çalışmalar için iki tür röleve gereklidir. Mimari röleve ve taşıyıcı sistem. Binanın projesi mevcut olsa bile yerinde yapılacak ölçümlerle projeye uyulup uyulmadığı saptanmalıdır. Taşıyıcı sistem rölevesinde kiriş, kolon ve perdelerin gerçek boyutları ve konumları saptanmalı ve gözlenen bozukluklar ve hasar bu röleveye işlenmelidir. Hasar işlenirken hasar türü de işlenmelidir. Beton dayanımı alınacak karotlarla ve tabanca okumları ile saptanmalıdır. Tabanca, karotlar üzerinde kalibre edilmelidir. Karotlar taşıyıcıya zarar vermeyecek yerlerden alınmalıdır. Test edilmeden önce dikkatlice incelenmeli hasarlı olanlar dikkate alınmamalıdır. Karot çapı 150 mm’den küçük ise dayanımı boyut etkisi dikkate alınarak azaltılmalıdır. Küçük çaplı karotlarda örselenme dikkate alınarak elde edilen dayanım 1’den büyük bir katsayı ile çarpılmalıdır. Alınan karotlar kesinlikle suda saklanmamalı, doğul nemini kouyacak şekilde saklanmalıdır. 

BİNA GÜÇLENDİRME NASIL YAPILIR

Güçlendirme, hasar görmemiş bir yapı veya yapı elemanının öngörülen bir güvenlik düzeyine çıkarmak için yapılan işlemlerdir. 

Onarım, hasar görmüş bir yapı veya yapı elemanının öngörülen bir güvenlik düzeyine çıkarmak için yapılan işlemlerdir. Hasar görmüş yapılarda onarımın yanı sıra güçlendirme de yapılabilir.

YAPI ELEMANLARININ GÜÇLENDİRİLMESİ NASIL YAPILIR

Kirişler : Kiriş onarımı ve güçlendirmesinde çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Bunlardan biri, yüksek dayanımlı yapıştırıcılar kullanılarak yapıştırılan çelik plaka veya karbon lifleri ile kiriş kapasitesini artırmak yapıştırılan plaka belirli bir yerde kesileceğinden, soruna betonarme donatısının kesilmesi ile paralellik kurarak bakılabilir. Önemli olan, plakayı gereksinim duyulmayan noktada kesmek, yaklaşık bu noktayı kiriş derinliği kadar geçtikten sonra kesmektir. Plakanın kesildiği yerde gerilme yığılmaları olacağından, bu uçlara birer kelepçe geçirilerek kiriş gövdesine bağlamak gerekir. 

İkinci yöntem, tam veya kısmi manto uygulamaktır. Kiriş mantolamanın en büyük avantajı mantoya hem boyuna donatı hem de etriye yerleştirmek olanağı olduğunda, eğilme dayanımı yanında kesme dayanımı da artırılabilir. Doğal olarak mantoyu kısmi manto olarak altta ve üstte uygulamak da mümkündür. Manto yapılırken yeni yerleştirilen manto donatısı ile mevcut boyuna donatı arasında bir bağ sağlanması uygundur. Bu bağ boyuna donatılarak kaynaklanan U ve Z çubukları ile sağlanabilir.

Kolonlar : Güçlendirme için çelik ve betonarme olarak iki tür manto uygulanabilir.Manto türü seçilirken amaç iyi belirlenmeli ve çelik veya betonarme mantonun bu amaca uygun olup olmadığı saptanmalıdır. Her iki tür mantonun tasarımı kadar yapımı da büyük önem taşır. Güçlendirme projesinde detaylar, yapımda ise bilinç ve titizlik çok önemlidir. Büyük bir detay hatası veya yapımındaki küçük bir hata mantoyu etkisiz kılabilir. 

Çelik Manto : Çok özel, yapımı zor ve pahalı düzenlemeler dışında, çelik manto ile katlar arası moment aktarımı sağlanamaz. Bu nedenle çelik manto yük kapasitesini artırmak için kullanılır. Çelik manto, mevcut kolonun köşelerine yerleştirilen çelik korniyer ve bunları kaynakla birleştiren lamalardan oluşur. Korniyerler eksenel yük kapasitesine katkıda bulunurken yatay lamalar dıştan sargı etkisi sağlar. Korniyerler aşağıda ve yukarıda rijit çelik plakaları yaslanmalı ve iyice sıkıştırılmalıdır. Sıkıştırma, korniyerler yerleştirilmeden önce üstteki kirişin kriko ile kaldırılması ile sağlanır. Bu yöntemde mantolanacak kolon üzerindeki eksenel yük kaldırılacağından, mantonun daha etkili biçimde çalışması ağlanmış olur. Kriko ile kaldırma yapılamıyorsa, alttaki plakaların yanında çakılacak kanallarda sıkıştırma yapılır. Yatay lamalar kaynaklanmadan önce, işkence türü bir düzenle korniyerlerin kolona iyice yaslanması sağlanmalıdır.

Betonarme Manto : Betonarme manto, içine boyuna donatı ve etriyesi bulunan ve mevcut kolonu saran yeni bir karmandır. Boyuna donatıda sürekli sağlıklı bir detaylandırma ile sağlanırsa, katlar arası moment mümkün olur. Betonarme manto uygulanmadan önce, mvcut  betonun kabuk betonu kırılmalı ve en az yeni boyuna donatının yarısı U vZ çubuklarla mevcut boyuna donatıya kaynaklanmalıdır. Betonarme manto ile kolonun hem eksenel yük kapasitesi, hem de moment kapasitesi artırılabilir. Mantonun etriyelerini genelde iki parçadan yapmak uygun olur. Bu iki U şeklindeki parça montaj aşamasında kaynaklanır. Mantonun kalıbı, üç yüzünde tam yapılırken, dördüncü yüzünde yarım yapılmaktadır. Buradaki amaç mantoyu iki aşamada dökerek betonun iyi yerleşmesini sağlamaktır. Ayrıca en üstte 100 mm kadar bir bölümün boş bırakılması ve bir hafta kadar sonra burayı büzülmeyen özel harçla doldurulması mantonun daha etkili çalışmasını sağlayacaktır. 

SİSTEM İYİLEŞTİRMESİ

Eğer yağının yanal rijitliği çok yetersizse ve kolon ve kirişlerin iç bölgeleri sık etriye ile sarılmamışsa eleman güçlendirmesi pratik ve ekonomik olmaz. Bu gibi durumlarda çok sayıda kolon ve kirişe güçlendirme uygulamak yerine, tüm deprem kuvvetini alabilecek yeni elemanlar oluşturarak sistemin iyileştirmesi yoluna gidilir. 

Sistem iyileştirmede temek ilke, bazı çerçevelerin kuvvetlendirilip, rijitleştirilmesidir. Bu işlem, belirli çerçeveler konulacak çelik çaprazlarla veya dolgu duvarla sağlanır. Doldu duvar prefabrik panolardan veya dökme betonarmeden oluşabilir. Her iki durumda da dolgu ile çerçevenin bir perde oluşturabilmesi için, dolgu ile çerçeve elemanlarının etkili bir biçimde bağlanması gerekir.

Çelik çaprazlarla yapılan güçlendirme genelde ülkemizdeki yapılar için yeterli olmamaktadır. Bunun nedeni, genelde binaların yanal rijitliklerinin çok düşük olması ve çelik çaprazlarla yeterli rijitlik sağlanamamasıdır. Çerçeve içine yerleştirilen ve çerçeve elemanlarına bağlanan betonarme dolgu duvarlarla oluşturulan perdeli sistemler, ülkemizde en yaygın kullanılan deprem güçlendirme yöntemidir.