Güçlendirme Yöntemler

Yeterli güvenlikte olmayan bir yapı sisteminin dayanımını (yük taşıma kapasitesini), rijitliğini, stabilitesini ve sünekliğini arttırmak suretiyle, yapı güvenliğini öngörülen bir düzeye çıkartmak amacıyla yapılan işlemlere güçlendirme denilmektedir.

Güçlendirme, yukarıda belirtilen amaçlardan birine veya bir kaçına yönelik olarak yapılabilir. Bir yapının güçlendirilmesi için o yapının herhangi bir nedenle, örneğin depremden dolayı, hasar görmüş olması gerekmemektedir.

Uygulamada, yapı güvenliğindeki yetersizliğin nedenlerine bağlı olarak, çeşitli güçlendirme yöntemlerinden yararlanılmaktadır.

4.4.2.1 Mantolama

Mantolama, betonarme yapı elemanının en kesitini büyüterek en kesit özelliklerini olumlu yönde değiştirmek amacıyla yapılan güçlendirme yöntemi olarak tanımlanabilir. Bu yöntem ile bir yapı elemanının dayanımının, rijitliğinin, stabilitesinin ve sünekliğinin arttırılabilmesi mümkün olabilmektedir. Mantolama işlemi bölgesel bir güçlendirme olmakla beraber, yapının tümünün güvenliğine de dolaylı yoldan katkı sağlamaktadır.

Mantolama işlemi yapı elemanının tüm yüzeylerine uygulanabildiği gibi, bazı hallerde elemanın bazı yüzeylerine veya döşemelerde olduğu gibi elemanın bir yüzüne uygulanabilir.

Mantolamada betonarmeden veya yapı çeliğinden yararlanılır. Betonarme mantolamada, mevcut beton yüzeyindeki paspayı tabakası kaldırılır. Yüzey temizlenerek yeni beton dökümüne hazır hale getirilir. Daha sonra, manto donatısı hazırlanarak yerine yerleştirilir ve beton dökülür. Manto betonunun kalınlığı ve manto donatısının miktarı, öngörülen güçlendirme düzeyine göre belirlenir.

Birbirine komşu olan yapı elemanlarının mantolanmasında, örneğin ardışık kat kolonları mantolanırken, mantonun sürekliliğinin sağlanması önem kazanmaktadır.Şekil (4.2)

Mantolama ile kolon rijitliğinin dolayısı ile taşıyıcı sistemde iç kuvvet dağılımının değişeceği unutulmamalıdır. Dikkatsiz biçimde seçilecek kolonlarda mantolama yapılması plandaki rijitlik merkezini değiştireceği için deprem etkilerini arttırabilir.

Şekil 4.2: Kolonun Mantolanmasında Katlar Arasında Süreklilik

Bazı hallerde, mimari nedenlerle veya güçlendirme işlemlerine hız kazandırmak amacıyla, çelik mantolamaya başvurulabilir. Çelik mantolama çeşitli şekillerde yapılabilir. Güçlendirmenin amacına ve öngörülen güçlendirme düzeyine bağlı olarak, sürekli çelik manto uygulanması veya elemana çelik iskelet geçirme yöntemlerinden birine başvurulabilir.

Çelik ile mantolamada, mevcut beton ile çelik manto arasındaki boşluk, rötre yapmayan çimento harcı veya reçine katkılı harç ile doldurulmalıdır. Aynca, çelik mantonun yangına ve korozyona karşı dayanıklılığını arttırmak için önlem alınmalıdır. Mantolama örnekleri Şekil (4.3) te verilmektedir.

4.4.2.2 Çelik Elemanlarla Bölgesel Güçlendirme

Bazı betonarme yapı elemanlarının belirli bölgelerinde dayanımın ve plastik şekil değiştirme kapasitesinin (dönme kapasitesinin) arttırılması gerektiğinde veya özellikle düğüm noktalarında sünekliğin arttırılması amacıyla, çelik elemanlar ile bölgesel güçlendirme yöntemine başvurulabilir.

Bu yöntemde, elemanın boyuna veya enine doğrultularında düzenlenen çelik elemanlar beton yüzeyine reçine veya reçineli harç ile yapıştırılır. Boyuna doğrultudaki elemanlar daha çok eğilme dayanımının arttırılması amacıyla, enine doğrultudaki çelik elemanlar ise dönme kapasitesinin ve süneklik düzeyinin yükseltilmesi için uygulanırlar.

Özellikle kiriş mesnetlerinde, elemanın kesme dayanımını arttırarak kesme kırılmasının önlenmesi amacıyla da bu yöntemden yararlanılabilir.

4.4.2.3 Yapı Sistemine Yeni Taşıyıcı Elemanlar Ekleyerek Güçlendirme

Mevcut yapı sisteminin tümsel dayanımını, rijitliğini, stabilitesini arttırmak ve bazı hallerde yapının süneklik düzeyini yükseltmek için genellikle bu yönteme başvurulur. Yapı sistemine yeni taşıyıcı elemanlar eklenmesi çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir.

a) Yapıya Yeni Betonarme Perdeler Eklenmesi

Bu yöntemde, yapının iç bölgesine veya yapı çevresine gerekli sayıda ve boyutta yeni betonarme perdeler eklenerek, yatay yüklerin bir bölümünün bu elemanlara aktarılması sağlanır.

Perde yerlerinin seçiminde, yapının mimari karakterinin, cephe görünüşlerinin ve işlevinin olumsuz yönde etkilenmemesine özen gösterilir. Yapıya yeni betonarme perdeler eklenmesinde özellikle şu hususlar göz önünde tutulmalıdır.

• Ek perdelerin plandaki konumları yapı sisteminin yatay yükler altındaki davranışını olumsuz yönde etkilemeyecek şekilde düzenlenmeli, yeni yapı sisteminin mümkün olduğu ölçüde düzenli olması sağlanmalıdır.

• Mevcut yapı sistemi ile ek betonarme perdeler arasındaki iç kuvvetlerin güvenle aktarılmasını sağlayacak şekilde birleşim detayları oluşturulmalıdır.

• Yeni perdelere komşu olan mevcut yapı elemanlarında meydana gelebilecek ilave kesit zorları hesaba katılmalı, gerekirse bu elemanlar güçlendirilmelidir.

• Yapıya etkiyen yüklerin üst yapıdan temellere kadar güvenle aktarılması sağlanmalı, ek betonarme perdelerin temelleri bu esasa göre boyutlandırılmalıdır. • Mevcut yapıya eklenen perdelerin boyutlandırılmasında, süneklik düzeyi yüksek perdeler için öngörülen koşullar sağlatılmalı, böylece yapının sünekliği arttırılmalıdır.

Şekil 4.4: Eksenel Perde Durumunda Donatı Düzeni b) Çerçeve Gözlerinin Donatılı Beton Duvarla Doldurulması

Bu yöntemde, mevcut yapı sistemindeki bazı çerçeve gözleri donatılı beton ile doldurulur ve dolgu betonu, çevresindeki kiriş ve kolonlara ankraj çubukları ile bağlanarak yeni bir perde oluşturulur. Böylece, yapıya etkiyen deprem yüklerinin bir bölümünün bu perdeler ile karşılanması sağlanır.

Bu şekilde oluşturulan yeni perdenin mevcut yapı ile uyumunun sağlanması ve işlevini tam olarak yerine getirebilmesi için bazı önlemlerin alınması gerekmektedir.

• İçi donatılı beton ile doldurulacak olan çerçevelerin plandaki konumları uygun şekilde seçilmeli ve oluşturulan yeni taşıyıcı sistemin mümkün olduğu ölçüde düzenli olması sağlanmalıdır.

• Donatılı beton duvarı mevcut kiriş ve kolonlara bağlayan ankraj elemanları, kirişlerden duvara etkiyen yatay kuvvetleri ve duvardan uçlardaki kolonlara etkiyen düşey kuvvetleri güvenle aktaracak şekilde boyutlandırılmalıdır.

• Oluşturulan yeni taşıyıcı sistemde perde uç bölgeleri konumuna gelen mevcut kolonlar kendilerine etkiyen iç kuvvetleri de güvenle taşıyabilmeli, gerekirse bu elemanlar mantolama veya benzeri yöntemlerle güçlendirilmelidir.

• Perde uç kolonlarındaki toplam kuvvetlerin zemine güvenle aktarılmasını sağlayacak önlemler alınmalıdır.

4.5 Analiz Sonuçlarının Değerlendirilerek Rehabilitasyon Yönteminin Seçimi