Güçlendirme Yöntemlerine Genel Bakış

Güçlendirme teknikleri, (i) eleman bazında güçlendirme (yetersiz olduğu anlaşılan taşıyıcı elemanlara lokal olarak uygulanan teknikler) ve (ii) sistem davranışı

iyileştirme (taşıyıcı sistemin genel karakterini değiştirerek yetersiz taşıyıcı elemanların deprem etkilerinden kurtarılması) başlıkları altında, iki genel kategori altında değerlendirilmektir (Moehle 2000).

7.4.1 Eleman güçlendirmeleri

Kolon, kiriş ve döşeme elemanların güçlendirilmesi esasına dayanır (Şekil 7.1). Yaygın kullanılan başlıca teknikler aşağıda sıralanmış, herbirinin etkin ve yararlı olduğu durumlar kısaca belirtilmiştir.

Mevcut yapı

Güçlendirilmiş yapı

Mevcut ve güçlendirilmiş yapı için talep deplasman seviyesi Çatı deplasmanı Ta ba n kesme ku vv et i

Şekil 7.1. Eleman iyileştirmesi ile güçlendirme (Moehle 2000)

7.4.1.1 Kolon güçlendirilmesi

• Betonarme mantolama - Varolan kolon çevresine iyi donatılmış yeni bir betonarme katman ekleyerek kolon kesitinin büyütülmesi şeklinde uygulanır. Kolonun eksenel yük taşıma kapasitesini artırmada çok etkili olan bu teknik, eğilme kapasitesini artırmak amacıyla kullanılması olanaklı olmakla birlikte, oldukça zahmetlidir.

• Çelikle mantolama - Kolonun dört köşesine dört çelik köşebent yerleştirerek bunları alt ve üst taban levhalarıyla sıkıştırarak yük almalarını sağlama ve köşebentleri kaynaklanmış yatay çelik kuşaklarla biribirine sıkıca bağlama şeklinde uygulanır. Yapımı kolay ve temiz ve bu yüzden çok elverişlidir. Kolonun eksenel kapasitesini artırmada çok etkili olan bu teknik, eğilme kapasitesi bakımından elverişli değildir. Çünkü, alt ve üst kolonlarda sürekliliğin sağlanması olanaksız değilse bile, buna yakın derecede zor ve etkinliği kuşkuludur.

• Elyaflı polyester sargılama - Köşeleri yuvarlatılmış kolonun karbon ve benzeri elyaflı polyester şeritlerle çepeçevre sargılanması şeklinde uygulanır. Dairesel kesitli kolonlarda çok etkili olan bu teknik, kolon betonunun deformasyon özelliklerinin iyileştirilmesi yanısıra, beton dayanımının yükselmesi sonucunda eksenel kapasitenin de artırılmasını da sağlayan bu teknik kesme dayanımının artırılmasına da yardımcı olmaktadır.

7.4.2 Sistem bazında iyileştirme

Yapılan bazı işlemler ya da yapıya eklenen yeni bazı taşıyıcı elemanlar etkisiyle, yapı sisteminin genel davranışı önemli ölçüde değiştirilebilir (Şekil 7.2); bunun sonucunda varolan yapı elemanları çok daha düşük zorlamalar taşıma durumuna getirilebilirler ve böylece varolan kapasiteleri yeterli sayılabilir ve de güçlendirilmelerine gerek kalmayabilir. Yapı sisteminin niteliğini değiştirmeye yönelik bu tür işlemler “sistem davranışı iyileştirme” olarak adlandırılır.

Güçlendirilmiş yapı

Mevcut yapı

Mevcut yapı için talep deplasman seviyesi

Güçlendirilmiş yapı için talep deplasman seviyesi Çatı deplasmanı Taban ke sme kuvv eti

Şekil 7.2. Sistem iyileştirmesi ile güçlendirme (Moehle 2000)

7.4.2.1 Yanal rijitlik kazandıran elemanlar oluşturulması

Yapıda yanal rijitlik sağlayan yeni elemanlar oluşturarak deprem etkilerinin büyük bir bölümünün yeni elemanlara taşıtılması ve böylece çerçeve elemanlarının aşırı yüklenmeden kurtarılması yoluyla sistem davranışının iyileştirilmesi. Bu yaklaşımı gerçekleştirmede kullanılan başlıca teknikler;

• Yerinde dökme betonarme dolgu duvarları - Kapsamlı deneysel araştırmalarla geliştirilmiş olan bu teknik, onarım çalışmalarında başarıyla uygulanmakta olup Türkiye’de bu teknikle ilgili, önemli sayılabilecek düzeyde bir bilgi ve deneyim birikimi oluşmuştur. Ancak, yapının uzunca bir süre boşaltılmasını zorunlu kılması nedeniyle, bu teknik çok sayıda binaya uygulanması söz konusu olan, deprem öncesi kapsamlı güçlendirme çalışmaları için elverişli değildir.

• Tuğla dolgu duvarlarının güçlendirilmesi (elyaflı polyester) - Ülkemizde betonarme çerçeve yapılarda boşluklu tuğla dolgu duvarları çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Hesaplarda göz önüne alınmasalar da, bu duvarların yapının

deprem davranışı üzerinde bir etkiye ve deprem dayanımı üzerinde bir katkıya sahip oldukları bilinmektedir. Ancak, belli yükler altında gevrek biçimde kırılarak etkilerini yitirdiklerinden, bu duvarların sağladığı deprem dayanımına güvenilmesi olanaklı değildir. Bununla birlikte, eğer bazı uygun yöntemlerle güçlendirilirlerse, hem dayanıma önemli düzeyde ve güvenilir nitelikte bir katkı yapabildikleri, hem de yerinde dökme betonarme dolgu duvarlarını anımsatan biçimde, yapının davranışını iyileştirebildikleri kanıtlanmıştır. Bu ilke doğrultusunda, yapıda bulunan boşluklu tuğla dolgu duvarlarından bazılarının elyaflı polyester şeritlerin epoksi ile yapıştırılması yoluyla güçlendirilmesidir. Seçilen gözlerde iki yönlü çapraz olarak düzenlenen şeritlerinin varolan betonarme çerçeve elemanlarına güvenli biçimde kenetlendiği durumlarda etkili olan bu teknik, kullanıcıya önemli bir rahatsızlık vermeden kolayca uygulanabilmektedir.

• Tuğla dolgu duvarlarının güçlendirilmesi - Mevcut boşluklu tuğla dolgu duvarlarının güçlendirilmesi amacıyla kullanılabilen ve yapı kullanıcısına önemli bir rahatsızlık vermeden uygulanabilen diğer bir teknik de, yüksek dayanımlı betondan fabrikada üretilmiş, ince ve iki kişi tarafından taşınabilecek ve kapılardan kolayca geçebilecek büyüklükte önüretimli beton panellerin mevcut tuğla dolgu duvarlarına ve çerçeve elemanlarına epoksi aracılığıyla yapıştırılmasıdır.

• Çelik çaprazlar kullanılması - Seçilmiş çerçeve gözleri içine çelik çaprazlar yerleştirilerek yapı dayanımı ve yanal rijitliğinin artırılması, akla ilk gelen sistem davranışı tekniklerinden biridir. İlke düzeyinde çok etkili ve anlamlı olan bu tekniğin uygulanmasında Türkiye’de büyük güçlüklerle karşılaşılmaktadır. Mevcut yapıdaki betonun genellikle niteliksiz olması ve çerçeve elemanlarında önemli tasarım kusurlarının yaygın olarak bulunması nedeniyle, özellikle çelik çaprazların çerçeveye yaslandıkları birleşim bölgelerinde, çelik çaprazların sağlayabileceği kapasite artışına ulaşılmadan çok önce kırılma gerçekleşmektedir.

• Yapı dışında yeni bir yapı kurulması (Dış Perde Duvar Uygulaması) - Türkiye’de imar kurallarının elvermemesi nedeniyle, pek nadir olarak uygulanabilmesine karşın, kullanımı aksatmadığı için bazı ülkelerde bazı durumlarda yeğlenen bir diğer yaklaşım, yapının dışında, yapıdan bağımsız, yanal rijitliği yüksek yeni bir yapı oluşturulması ve güçlendirilecek yapının uygun yerlerinden bu yeni yapıya bağlanarak ondan destek alabilir duruma getirilmesi yaklaşımıdır.