1
MEVCUT BETONARME VE YI MA B NALARIN
DEPREME KAR I ONARIM VE GÜÇLEND RME
YÖNTEMLER VE ZM R’DEK BAZI
UYGULAMA ÖRNEKLER N N RDELENMES
Gökçen ÖNCÜ
Mart, 2011 ZM R
1
MEVCUT BETONARME VE YI MA B NALARIN
DEPREME KAR I ONARIM VE GÜÇLEND RME
YÖNTEMLER VE ZM R’DEK BAZI
UYGULAMA ÖRNEKLER N N RDELENMES
Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi
Mimarlık bölümü, Yapı Bilgisi Anabilim Dalı
Gökçen ÖNCÜ
Mart, 2011 ZM R
TE EKKÜR
Yüksek lisans e itimim süresince çok de erli bilgileri, görü leri ve tecrübesiyle yol gösteren, tezimi yönlendiren, çalı malarımın bu halini alabilmesi için e itimim boyunca bana sabır gösteren ve hiçbir konuda yardımlarını esirgemeyen de erli danı man hocam, DEÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü Yapı Bilgisi Anabilim Dalı Ba kanı Sayın Prof. Dr. Atilla ORBAY’ a sonsuz te ekkürlerimi sunarım. Tüm e itim ö retim hayatım boyunca bilgi ve tecrübeleriyle bana katkıda bulunan de erli hocalarıma ve çalı mam süresince gösterdikleri yakın alaka ve destekleri dolayısıyla n . Müh. M. Özcan GÖKO LU’ na ve sevgili i arkada larıma te ekkür ederim.
Hayatım boyunca, her zaman ve her ko ulda, her türlü maddi ve manevi destekleri ile yanımda bulunan, gösterdikleri anlayı ve ho görü ile beni destekleyen, bana olan inançlarını her zaman hissetti im, annem Ay e Ferda YILMAZ’ a, babam Ali YILMAZ’ a ve karde lerime minnettarlı ımı belirtir, saygılarımı sunarım. Ayrıca bu çalı mam sırasında gösterdi i anlayı ve deste inden dolayı sevgili e im Harun ÖNCÜ’ ye sonsuz te ekkür ederim.
Gökçen ÖNCÜ
MEVCUT BETONARME VE YI MA B NALARIN DEPREME KAR I ONARIM VE GÜÇLEND RME YÖNTEMLER VE ZM R’DEK BAZI
UYGULAMA ÖRNEKLER N N RDELENMES ÖZ
Çalı mada mevcut betonarme ve yı ma binaların depreme kar ı onarım ve güçlendirme yöntemlerinin incelenmesi amaçlanmı , her bir yöntemin yapı sistemine veya yapı elemanına katkısı ara tırılarak, yöntemlere ait uygulama detaylarına yer verilmi tir.
Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik [DBYBHY], 2007‘e göre güçlendirme projesi öncesi mevcut binaların performanslarının de erlendirilmesi yapılmadan önce, yönetmeli in betonarme ve yı ma yapılar için getirdi i düzensizlik durumları ve kuralları sunulmu tur.
Tez kapsamında, zmir ili, Bornova ve Seferihisar ilçelerinde bulunan bazı betonarme ve yı ma yapılar ele alınmı tır. DBYBHY 2007 çerçevesinde irdelenen yapıların, yönetmeli e göre düzensizlik durumları ara tırılarak, deprem dayanımlarının yeterlilikleri saptanmı tır. Depreme benzeyen yükler altında performans analizleri yapılmı ve can güvenli i performans seviyeleri belirlenmi yapıların durumuna göre, uygulanmı güçlendirme modelleri irdelenmi tir. rdelenen bu örneklerin olumlu ve olumsuz yönleri belirlenerek, daha avantajlı çözüm önerileri sunulmaya çalı ılmı tır. Daha önce uygulanmı olan güçlendirme modelleri ile tez kapsamında yeni çözüm önerisi olarak sunulan güçlendirme modelleri, hem performans hem de maliyet açısından kar ıla tırılarak, tez kapsamında önerilen çözümlerin avantaj veya dezavantajları sunulmu tur. Güçlendirme modelleri için maliyet analizleri, Bayındırlık Bakanlı ı 2010 birim fiyat listesi kullanılarak yapılmı , güçlendirme yöntemlerinin ekonomikli i ara tırılmı tır.
Anahtar Sözcükler: Betonarme yapı, yı ma yapı, deprem davranı ı, onarım, güçlendirme, performans seviyesi.
REPAIR AND FORTIFICATION OF EXISTING REINFORCED CONCRETE AND MASONRY BUILDINGS AGAINST EARTHQUAKE AND
THE EXAMINATION OF SOME EXAMPLES IN IZMIR ABSTRACT
In this study, it is intented to examine repair and fortification of existing reinforced concrete and masonry buildings against earthquake. The application details which belong to each method that takes place in the study, are presented in order to explain the contribution of each method, to system of the buildings or the building element.
After presenting incoordination positions and rules for reinforced concrete and masonry buildings, performans levels of existing buildings are evaluated according to (Regulation of buildings which are going to be constructed on earthquake zones in Turkey [DBYBHY], 2007), before fortification.
Some of the reinforced concrete and masonry buildings in zmir city, Bornova and Seferihisar county, are examined, in this study. The buildings are examined in scope of DBYBHY 2007, incoordination positions are determined and it’s observed that thay have a low earthquake resistance. It is observed that the buildings with performance analysis under loads similar to eartquake are in inadequate capacity in terms of life safety and different fortification models are designed by choosing different fortification methods according to position of the buildings. The performance analysis are maden again after fortification projects and results about life safety are obtained. Lastly, the advantages and disadvantages of the fortification projects are presented. The cost analysis for the fortification models are calculated using, Turkey Ministry of Public Works 2010 cost list and the economy of fortification models are inquired.
Keywords: Reinforced concrete building, masonry building, eartquake response, repair, fortification, performance level.
Ç NDEK LER
Sayfa
YÜKSEK L SANS TEZ SINAV SONUÇ FORMU………..ii
TE EKKÜR....………...….iii
ÖZ………iv
ABSTRACT...………...……..v
BÖLÜM B R - G R ... 1
1.1Giri ... 1
1.2Çalı manın Amacı ve Kapsamı ... 2
1.3Konu ile lgili Tanımlar ... 3
1.4Güçlendirme ve Onarım A amaları ... 4
1.5 Betonarme Yapılar le lgili Yapılan Güçlendirme Çalı malarının ncelenmesi5 1.6Yı ma Yapılar le lgili Yapılan Güçlendirme Çalı malarının ncelenmesi ... 9
BÖLÜM K – B NALARIN DEPREME KAR I ONARIM VE GÜÇLEND RME YÖNTEMLER .. ... 17
2.1 Giri ... 17
2.2 Betonarme Binalarda Deprem Hasarı Düzeyleri... 18
2.2.1 Betonarme Çerçeveli Yapıda Beklenen Düzeyde Hasar ... 18
2.2.2 Betonarme Perde Duvarlı Yapıda Beklenen Düzeyde Hasar ... 22
2.2.3 Betonarme Yapıda Beklenen Düzeyin Üstünde Hasar ... 22
2.3 Deprem Yönetmeli ine Göre Betonarme Binalardaki Deprem Hasarının Nedenini Olu turabilecek Düzensizlik Durumları... 23
2.3.1 Binanın Geometrisi ... 23
2.3.2 Süreklilik ... 24
2.3.3 Rijitlik ve Dayanım ... 25
2.3.4 Göçme Modu ... 26
2.3.5 Süneklilik ... 27
2.4 Betonarme Binaların Depreme Kar ı Onarım ve Güçlendirme Yöntemleri .... 28
2.4.1 Betonarme Binaların Onarım Yöntemleri ... 28
2.4.1.1 Çatlakların Epoksi Reçineleri le Onarımı ... 29
2.4.1.2 Çatlakların Çimento erbeti ve Enjeksiyonu Yöntemi le Onarımı... 30
2.4.1.3 Çatlakların Mekanik Ba layıcılar le Onarımı ... 31
2.4.2 Betonarme Binaların Güçlendirilmesi Yöntemleri ... 33
2.4.3 Betonarme Binalarda Eleman Güçlendirmesi ... 34
2.4.3.1 Betonarme Kolonların Güçlendirilmesi ... 34
2.4.3.1.1 Kolonların Çelik Kafes çine Alınarak Güçlendirilmesi ... 34
2.4.3.1.2 Kolonların Beton le Sarılarak Güçlendirilmesi (Mantolama).... 36
2.4.3.1.3 Kolonların Karbon Lifli Polimer (CFRP) le Sarılarak Güçlendirilmesi ... 39
2.4.3.1.4 Kolonların Kanat Eklenerek Güçlendirilmesi ... 40
2.4.3.1.5 Kolonların Güçlendirilmesinde Dikkat Edilecek Hususlar ... 41
2.4.3.2 Betonarme Kiri lerin Güçlendirilmesi ... 42
2.4.3.2.1 Kiri lerin Çelik Levhalar le Sarılarak Güçlendirilmesi ... 42
2.4.3.2.2 Kiri lerin Beton le Sarılarak Güçlendirilmesi (Mantolama)... 43
2.4.3.2.3 Kiri lerin Karbon Lifli Polimer (CFRP) le Sarılarak Güçlendirilmesi ... 44
2.4.3.2.4 Kiri lerin Güçlendirilmesinde Dikkat Edilecek Hususlar ... 45
2.4.3.3 Kolon-Kiri Birle im Bölgelerinin Güçlendirilmesi ... 45
2.4.3.3.1 Birle im Bölgelerinin Mantolama ile Güçlendirilmesi ... 46
2.4.3.3.2 Birle im Bölgelerinin Çelik Levhalar ile Güçlendirilmesi ... 47
2.4.3.3.3 Birle im Bölgelerinin Karbon Lifli Polimer (CFRP) ile Güçlendirilmesi ... 48
2.4.3.4 Dö emelerin Güçlendirilmesi ... 49
2.4.3.5 Betonarme Temellerin Güçlendirilmesi ... 51
2.4.4 Betonarme Binalarda Sistem Güçlendirmesi ... 53
2.4.4.1 Dolgu Duvarların Güçlendirilmesi ... 53
2.4.4.1.1 Dolgu Duvarların Hasır Çelik Donatılı Özel Sıva le Güçlendirilmesi ... 53
2.4.4.1.2 Dolgu Duvarların Lifli Polimer le Güçlendirilmesi ... 54
2.4.4.2 Betonarme Çerçevelerin Yerinde Dökme Perde Duvar le Güçlendirilmesi ... 56
2.4.4.2.1 Çerçeve Düzlemi çine Betonarme Perde Eklenmesi ... 56
2.4.4.2.2 Çerçeve Düzlemine Biti ik Betonarme Perde Eklenmesi ... 58
2.4.4.3 Betonarme Çerçevelerin Çelik Diyagonal Elemanlar le
Güçlendirilmesi ... 58
2.4.4.4 Betonarme Çerçevelerin Hazır Dökülmü Panolar le Güçlendirilmesi ... 60
2.4.4.5 Betonarme Çerçevelerin Güçlendirilmesi Yöntemlerinin Etkinli i ... 61
2.4.4.6 Yapıya Dı Perdeler Ekleyerek Güçlendirme ... 62
2.4.4.7 Betonarme Sisteme Yeni Çerçeveler Ekleyerek Güçlendirme ... 63
2.4.4.8 Betonarme Sistemin Kütlesinin Azaltılması ... 64
2.5 Yı ma Binalardaki Hasarların Nedenleri ve Yı ma Binaların Güçlendirme Yöntemleri ... 64
2.5.1 Yı ma Binalardaki Hasarların Nedenleri ... 64
2.5.2 Deprem Yönetmeli ine Göre Yı ma Yapılardaki Deprem Hasarının Nedenini Olu turabilecek Düzensizlik Durumları ... 66
2.5.3 Yı ma Yapılardaki Hasar Türleri... 68
2.5.3.1 Temel Oturmalarına Ba lı Hasarlar ... 68
2.5.3.2 Depreme Ba lı Hasarlar ... 69
2.5.4 Yı ma Yapılarda Göçme Mekanizmaları ... 71
2.5.5 Yı ma Yapılarda Olu an Hasarların Sınıflandırılması ... 72
2.5.5.1 Az Hasarlı Ta ıyıcı Duvarlar ... 72
2.5.5.2 Orta Hasarlı Ta ıyıcı Duvarlar ... 73
2.5.5.3 A ır Hasarlı Ta ıyıcı Duvarlar ... 73
2.5.6 Yı ma Yapılar çin Hasar Ölçüt Tablosu ... 74
2.5.7 Yı ma Yapıların Güçlendirme Yöntemleri ... 75
2.5.7.1 Ta ıyıcı Yı ma Duvarların Püskürtme Beton le Güçlendirilmesi .... 75
2.5.7.2 Ta ıyıcı Yı ma Duvarların Çelik Elemanlar le Güçlendirilmesi... 77
2.5.7.3 Ta ıyıcı Yı ma Duvarların Kendili inden Yerle en Beton le Güçlendirilmesi ... 79
2.5.7.4 Ta ıyıcı Yı ma Duvarların Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) le Güçlendirilmesi ... 79
2.5.7.5 Yı ma Yapıların Tümü le Güçlendirilmesi ... 81
2.6 Deprem Yönetmeli ine Göre Güçlendirme Projesi Öncesi Mevcut Binaların Performanslarının De erlendirilmesi... 82
2.6.1 Yapısal Hasar Raporunun Hazırlanması ... 82
2.6.1.1 Binalardan Bilgi Toplanması ... 82
2.6.1.2 Bilgi Düzeyi Katsayıları ... 84
2.6.2 Yapı Elemanlarında Hasar Sınırları ve Hasar Bölgeleri ... 84
2.6.3 Binaların Deprem Performansı Tanımları ... 85
2.6.3.1 Hemen Kullanım Durumu ... 86
2.6.3.2 Can Güvenli i Durumu ... 86
2.6.3.3 Göçme Öncesi Durumu ... 86
2.6.3.4 Göçme Durumu ... 87
2.6.4 Binalar çin Hedeflenen Performans Düzeyleri ... 87
BÖLÜM ÜÇ – ZM R L VE ÇEVRES NDE YAPILAN GÜÇLEND RMEPROJELER N N BAZI UYGULAMA ÖRNEKLER ÜZER NDEN RDELENMES ... 89
3.1 Giri ... 89
3.2 Bornova Hacizli Mallar Satı Merkezi Binası Güçlendirme Çalı ması ... 90
3.2.1 Binaya Ait Bilgiler ... 90
3.2.2 Bina Performansının Belirlenmesi ... 95
3.2.3 Güçlendirme Analizi Ve Güçlendirme Projesi çin Çözüm Önerisi ... 96
3.2.4 Güçlendirme Modelinin Ke if Özeti ... 104
3.2.5 Güçlendirme Modeli Sonrası Bina Performansının De erlendirilmesi .. 105
3.3 Seferihisar Asil Nadir Çok Programlı Lisesi Güçlendirme Çalı ması ... 105
3.3.1 Binaya Ait Bilgiler ... 105
3.3.2 Binanın Deprem Tecrübesi ... 109
3.3.3 Bina Performansının Belirlenmesi ... 111
3.3.4 Güçlendirme Analizi Ve Güçlendirme Projesi çin Çözüm Önerisi ... 112
3.3.5 Güçlendirme Modelleri çin Ke if Özeti... 119
3.3.6 Güçlendirme Modelleri Sonrası Bina Performansının De erlendirilmesi ... 120
3.4 Seferihisar Asil Nadir Çok Programlı Lisesi Ek Binası Güçlendirme Çalı ması... 122
3.4.1 Binaya Ait Bilgiler ... 122
3.4.2 Binanın Deprem Tecrübesi ... 123
3.4.3 Bina Performansının Belirlenmesi ... 124
3.4.4 Güçlendirme Analizi Ve Güçlendirme Projesi çin Çözüm Önerisi ... 126 3.4.5 Güçlendirme Modelinin Ke if Özeti ... 133 3.4.6 Güçlendirme Modeli Sonrası Bina Performansının De erlendirilmesi .. 134 BÖLÜM DÖRT - SONUÇLAR ... 135
KAYNAKLAR ... 140
EKLER……....…… ... 146
1 1.1 Giri
Yapıların dayanımlarının arttırılması gere i de i ik nedenlerle ortaya çıkmaktadır. Projesinde ve yapımında hata, kusur ve eksiklikler olan yapının çe itli elemanlarında zaman içinde hasar ve zayıflık belirtileri ortaya çıkabilir. Ayrıca yapıların kullanma amacının zaman içinde de i tirilmesi sonucu yapıda bazı ta ıyıcı sistem de i ikliklerinin yapılması gerekebilir. Bunlardan ba ka yapılarda onarım ve güçlendirmeyi gerektiren en önemli olay depremlerin yapılardaki etkileridir.
Ülkemizin büyük bir kısmının 1. derece deprem ku a ında olması deprem afetinin önemini attırmakta, depreme dayanıklı yapılar tasarlamak ve üretmeyi gerekli kılmaktadır. Depreme dayanıklı yapı üretmek kadar depremden hasar görmü yapıların onarım ve güçlendirilmesi de önemli bir konudur. Tekni ine uygun olarak tasarlanmı ve imal edilmi yapılar, küçük depremleri hasarsız, büyük depremleri ise çok küçük hasarlar ile atlatabilmelidir. Buna ra men bazı yapılar depremden önemli oranda hasar görmektedir. Depremden hasar gören yapıların onarımında; yapıya önceki dayanımını kazandırmak, güçlendirmede ise; ta ıyıcı sisteme gelebilecek deprem etkilerinin daha iyi kar ılanması, yüklerin elemanlara daha uygun da ıtılması gibi amaçlar hedeflenmektedir (Deprem Ara tırma Bülteni [DAB], 1990).
Mühendislik biliminin geli mesi ve bu süreçte ya anan deneyimler neticesinde, yapıların deprem sırasındaki davranı ları, proje ve imalat sırasında önem arz eden hususlar daha gerçekçi ve do ru bir biçimde ortaya konulabilmi tir. Yapının davranı ının anla ılması ile depreme dayanıklı yapılar üretilmesinin gere i olarak, günümüze kadar çe itli zamanlarda revize edilen yönetmelikler gitgide zorlayıcı ko ullar içermeye ba lamı tır. Ancak bu ko ulların mevcut yapılara tesiri olmaması sebebiyle, tüm dünyada yapı güçlendirmesi üzerine çalı malar yapılmı ve günümüzde mevcut bir yapının güçlendirilmesi konusunda, uygulanmasına dair görü birli ine varılmı yöntemler oldu unu söylemek mümkündür.
1.2 Çalı manın Amacı ve Kapsamı
Çalı mada mevcut betonarme ve yı ma binaların depreme kar ı onarım ve güçlendirme yöntemleri incelenip, her bir yöntemin yapı sistemine veya yapı elemanına katkısı ara tırılarak, yöntemlere ait uygulama detaylarına yer verilecektir. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik [DBYBHY], 2007‘e göre güçlendirme projesi öncesi mevcut binaların performanslarının de erlendirilmesi yapılarak, yönetmeli in betonarme ve yı ma yapılar için getirdi i düzensizlik durumları ve kuralları sunulacaktır.
Tez kapsamında, zmir ili, Bornova ve Seferihisar ilçelerinde bulunan bazı betonarme ve yı ma yapılar ele alınmı tır. DBYBHY 2007 çerçevesinde irdelenecek yapıların, yönetmeli e göre düzensizlik durumları ara tırılarak, deprem dayanımlarının yeterlilikleri saptanacaktır. Depreme benzeyen yükler altında performans analizleri yapılmı ve can güvenli i açısından performans seviyeleri belirlenmi yapıların durumuna göre, uygulanmı güçlendirme yöntemleri ve güçlendirme modelleri irdelenecektir. Güçlendirme modellerinin güçlendirme sonrasında olu turulan performans analizleri incelenip, can güvenli i sınırı açısından sonuçlar elde edilecektir. Tez kapsamında irdelenen bu örneklerin olumlu ve olumsuz yönleri belirlenerek, daha avantajlı çözüm önerileri sunulmaya çalı ılacaktır. Daha önce uygulanmı olan güçlendirme modelleri ile tez kapsamında yeni çözüm önerisi olarak sunulan güçlendirme modelleri, hem performans hem de maliyet açısından kar ıla tırılarak, tez kapsamında önerilen çözümlerin avantaj veya dezavantajları sunulacaktır. Güçlendirme modelleri için maliyet analizleri, Bayındırlık Bakanlı ı 2010 birim fiyat listesi kullanılarak yapılacak, güçlendirme yöntemlerinin ekonomikli i ara tırılacaktır.
1.3 Konu ile lgili Tanımlar
Yapı hasarının giderilmesinde temel olarak iki düzey vardır. Yapı ya da yapı elemanlarının dayanımı hasar öncesi düzeye getirilir, ya da yapı elemanının ya da yapının hasar öncesine göre daha yüksek bir dayanımının olması sa lanır. Genellikle hasar öncesi dayanım düzeyine getirmek onarım, hasar öncesine göre daha yüksek bir dayanım düzeyine getirmek güçlendirme olarak nitelendirilmektedir. Bu tanımlar a a ıda daha ayrıntılı olarak verilmektedir.
ONARIM: Depremde hasar görüp ta ıma gücü azalmı elemanların deprem öncesi dayanımlarına yeniden getirilmesidir. Elemanları deprem öncesi dayanımlarına kavu turmakla yetinen bir onarımla, yapının normal i levini yürütmesinde bir güvenlik sorunu kalmamı tır. Bu düzeydeki onarımın mantı ı udur: Yapıda hasar yapan yükler normal kullanım yükleri gibi sürekli etkiyen yükler de ildir, deprem yükleri geçici etkiyen yüklerdir. Yapının deprem öncesi durumuna getirilmesi yeterlidir.
GÜÇLEND RME: Ekonomik ömrü içinde, yapı ya da yapı elemanında hasar yapan etkinin boyutu aynı biçimde sürmekte ise, ya da hasar yapan etkinin yine olması bekleniyorsa, aynı hasarın tekrarlanmaması için eski durumundan daha güçlü duruma getirilmesi gerekir. Hasarın önlenmesi, durdurulması ve yinelenmemesi gerekmektedir. Yük altında a ırı sehim, deformasyon ve çatlak yapmı bir yapı ya da yapı elemanından, yükünü ta ırken zorlandı ı anla ılır. Bu durumda da yükü azaltmak ve hasara yol açan etkiyi gidermek, ya da yapı dayanımını artırmak gerekir. Özetle deprem hasarlarına neden olacak kusurların giderilmesi, deprem güvenli ini arttırmaya yönelik yeni elemanlar eklenmesi, kütle azaltılması, mevcut elemanların deprem davranı larının geli tirilmesi, kuvvet aktarımında sünekli inin sa lanması gibi i lemlerin bütününe güçlendirme denir (Bayülke, 1995).
1.4 Güçlendirme ve Onarım A amaları
Güçlendirme ve onarımın birinci a aması yapıdaki hasarın ve yapı elemanlarında de i ik tür etkilerin yarattı ı hasar biçimlerinin belirlenmesidir. Hasarın en önemli belirtileri çatlaklar ve sehimdir. Çatlakların yeri ve boyutları hasarın cinsini ve etkiyen kuvvetlerin boyutunu ve hasarın hangi a amada oldu unu belirtir. Hasarın düzeyi, fiziksel olarak onarılıp onarılamayaca ı kararının alınmasında etkilidir. Bu kararların alınmasından önce hasar tespiti için bir takım i lemler gerekmektedir. Bu i lemler;
a) Ta ıyıcı ve ta ıyıcı olmayan elemanların üzerindeki her türlü hasarın foto raf ya da kroki olarak ka ıda geçirilmesi, çatlakların geni li i ve yerlerinin ölçülmesi ve i aretlenmesi.
b) Dü ey elemanlardaki kalıcı yatay ötelemeler ve dü eyden sapmaların ölçülmesi.
c) Yapı elemanlarının boyutlarının projesinde ön görülenden farklı yapılmı olması durumunda gerçek kesit ve boyutların ölçülerek belirlenmesi.
d) Yapıdan malzeme örnekleri alınarak bunların dayanım ve gerilim özelliklerinin belirlenmesi.
e) Yapının donatılarının üstündeki beton örtü kaldırılarak donatının yeri, çap ve miktarının belirlenmesi.
f) Yapının deprem ya da hasar öncesi durumu hakkında bilgi toplanması, önceki hasar, onarım ve de i ikliklerin belirlenmesi.
g) Yapının dinamik özelliklerinin ölçülmesi, yapı elemanlarına statik yükleme deneyleri yapılması.
h) Yapı çevresindeki zeminin saptanması.
i) Yakın çevrede benzer yapıların kar ıla tırma amacıyla incelenmesi.
Yapıların onarım ve güçlendirilmesindeki ikinci a ama yapının ya da yapı elemanlarının o andaki durumu ile ne miktarda güvenlik payının oldu unun belirlenmesidir. Bu i için önce de i ik yapı malzemelerinin, beton, çelik, tu la, yı ma vb. yük ta ıma ve dayanım özelliklerinin bilinmesini gerektirir. Ayrıca yapı malzemelerinin mekanik özelliklerinde zamana ba lı olan de i melerinin boyutları da bilinmelidir. Hasarlı yapının güvenlik düzeyinin belirlenmesinde hasarlı yapı elemanlarının çatlamı , deforme olmu ko ullarda yük ta ıma mekanizmasının modellendirilmesi ya da hasarlı yapı elemanlarının davranı ları gibi konular da göz önünde tutulmalıdır.
Hasarlı yapıların onarımı ve güçlendirilmesi için yapılacak eklentilerin eski elemanlarla kayna ması ve yük ta ımaya katkısının ne ölçüde olabilece i; ba ka bir deyi le onarım ve güçlendirmenin etkinli i de kullanılacak yöntemin belirlenmesinde etkili olabilmektedir.
Onarım ve güçlendirmenin son a aması fiziki uygulama ve ayrıntılardır. Örne in hasarlı betonarme bir kolonun en kesiti mantolama ile büyütülecek ise eski ve yeni betonun kayna ması, eski ve yeni donatıların birbirine kuvvet aktarması gerekmektedir. Bu yöntemlerin uygulanması onarım ve güçlendirmenin son a aması olup en ayrıntılı düzeyidir (Bayülke, 1995).
1.5 Betonarme Yapılar le lgili Yapılan Güçlendirme Çalı malarının ncelenmesi
Kahn L. F. tarafından 1980 yılında yapılan çalı mada, kolonların depreme kar ı güçlendirilmesi incelenmi tir. Deney elemanı 4 adet betonarme kolondan olu maktadır. Bir kolon deneye tabi tutulduktan sonra çimento erbeti ve çember kullanılarak tekrar teste tabi tutulmu tur. Di er kolonlar ise dı ardan 6 mm’ lik tel ile
çelik sarmalama ya da 8 mm’lik kalın U demirleri ile sargılanmı tır. Deneyler sonunda, çelik bilezik ve U demirlerle yapılan güçlendirilmelerde kolonların sünekli i önemli ölçüde artmı tır (Kahn, 1980).
1986 yılında, Chronopulos P. tarafından onarılmı veya güçlendirilmi betonarme kolonların tersinir yük altındaki davranı ı incelenmi tir. Çalı malarda üç de i ik teknik kullanılmı tır. Yapılan deneylerin sonuçları, hasar öncesi ve sonrası dayanımı, rijitlik ve düktilite oranları ekillendirilerek ifade edilmi tir. Çalı ma sonucunda güçlendirilen kolonların mekanik karakterlerinin arttı ı tespit edilmi tir (Chronopulos, 1986).
Basunbul I. A., Gubati A. A., Al-Sulaimani G. J. ve Baluch M. H. tarafından 1990 yılında yapılan çalı malarda, kiri lerin güçlendirilmesi için en uygun yöntem belirlenmeye çalı ılmı tır. Çalı malarında 36 adet kiri A, B ve C olmak üzere üç faklı gruba ayrılarak, her kiri e dört noktadan kuvvet etki ettirilmi tir. A grubu kiri lere 10 mm hasar seviyesine kadar, B grubu kiri lere 15 mm hasar seviyesine kadar, C grubu kiri lere ise maksimum hasar seviyesine kadar, kuvvet etki ettirilerek hasarlı bir hale getirilmi tir. Bu grupların güçlendirilmesi için dört farklı metot kullanılmı tır. Bunlar; yüksek dayanımlı çimento kullanımı, epoksi enjeksiyonu yöntemi, çelik plakalar yapı tırma yöntemi, yüksek dayanımlı çimento ve epoksi enjeksiyonlu karma yöntemidir. Çalı mada, bu yöntemlerle yapılan güçlendirmeler de erlendirilmi tir (Basunbul, Gubati, Al-Sulaimani ve Baluch, 1990).
Chajes M. J., Januszka T. F., Mertz D. R., Thomson T. A. ve Finch W. W. tarafından 1995 yılında yapılan çalı malarda, betonarme kiri lerin kesme kuvvetine kar ı güçlendirilmesi için dı tan uygulanan kompozit güçlendirilmi elemanlar incelenmi tir. Çalı malarında 12 adet T kiri ten olu an betonarme eleman incelenmi tir. Yapılan deney sonucunda 12 kiri in sekizinde bir dayanım artı ı olmazken, aramid ile güçlendirilen dördünde % 60 - 150 arasında bir dayanım artı ıyla kar ıla ılmı tır (Chajes, Januszka, Mertz, Thomson ve Finch, 1995).
1995 yılında, Ziraba Y. N. ve Baluch M. H. betonarme kiri lerin güçlendirilmesi için epoksi yardımıyla çelik levha yapı tırma yöntemini incelemi tir. Çalı mada, güçlendirilen betonarme kiri lerin kesme kuvveti etkisindeki davranı ı sonlu elemanlar yardımıyla irdelenmi tir. Modellerde özel bir ara yüzey elemanı rolü oynayan ince tabaka halindeki epoksi yapı tırıcısı yardımıyla plakanın ba kala ması sa lanarak plakanın dayanımı artırılmı tır. Birle tirilen beton tabakası ve dahili betonarme elemanların ba arısızlı ı incelenmi tir (Ziraba ve Baluch, 1995).
Babalıo lu N. tarafından 1995 yılında yapılan çalı mada kom u iki yüzünden mantolanmı kolon örnekleri mekanik kenetleme yöntemi ile deprem yükleri altında incelenmi tir. Deney sonuçları mantolanmı kolonların dayanım ve dayanım azalması, enerji tüketimi, rijitlik de i imi ve süneklik üzerindeki etkilerini, ortaya koyacak ekilde de erlendirilmi tir. De erlendirmeler sonucunda kom u iki yüzünden mantolanmı kolonların oldukça ba arılı bir davranı sergiledi i görülmü tür (Babalıo lu, 1995).
Pulak T. 1997 yılında yaptı ı çalı masında, kiri lere dı tan kelepçe yerle tirilmesi yönteminin kiri davranı ı, dayanımı üzerindeki etkilerini deneysel olarak incelemi tir. Deney sonuçlarında kelepçelerin, elemanda davranı ı de i tirerek, e ilme davranı ını hakim kıldıkları, kesme çatlaklarını ba arılı bir biçimde kontrol ettikleri gözlenmi tir. Elemanlarda dayanım istenilen düzeye çıkarılırken, süneklik de önemli ölçüde artırılmı tır (Pulak, 1997).
Altın S. ve Demirel Y. Tarafından 1997 yılında yapılan çalı malarda kiri e dı tan yerle tirilen kelepçelerle kesme kuvvetine kar ı güçlendirme veya onarım yönteminin kiri davranı ve dayanımı üzerindeki etkileri deneysel olarak ara tırılmı tır. Düzenlenen deneysel programda kesme açıklı ı üç olan T-kesitli 5 adet model kiri test edilmi tir. Deney sonuçları yöntemin dayanım, rijitlik, süneklik üzerindeki etkilerini ortaya koyacak biçimde de erlendirilmi tir. De erlendirmeler, yöntemin çok etkin oldu unu, kelepçelerin kesme çatlaklarını ba arılı bir ekilde kontrol ederek elemanda e ilme davranı ı geli mesinin sa landı ını göstermektedir (Altın ve Demirel, 1997).
1998 yılında Elmas M., Ça lar N. ve Mert N. tarafından yapılan çalı malarda tekil yükler etkisinde ve orta bölgesinde, çekme çatla ı bulunan betonarme kiri lerin epoksi reçinesi ile yapı tırılan çelik plakalarla güçlendirilmesi durumunda gerilme analizi yapılmı tır. Ayrıca bu çalı mada plaka kalınlı ı de i imi ile e ilme momenti ta ıma kapasitesi arasındaki ba lantı da incelenmi tir (Elmas, Ça lar ve Mert, 1998).
Wasti S. T. ve Utku M. tarafından 1999 yılında yapılan çalı malarda tekil ve yayılı yük altında dı tan plaka yapı tırılmı basit mesnetli iki kiri ele alınmı tır. Plaka yapı tırılmı kiri lerin her biri için de i ik sonlu eleman a ları ele alınmı olup, koordinat üretmesi ile sonlu eleman a ı, tekil yüklerin etkidi i bölgelerde ve çelik plaka birle im bölgelerinde sıkla tırılmı tır (Utku ve Wasti, 1999).
Büyüköztürk O., Hearing B. ve Güne O. tarafından 1999 yılında yapılan çalı malarda, onarım ve güçlendirme endüstrisinde, betonarme yapılara vurgulama yapılarak, elyaf takviyeli plastik (FRP) lamine malzeme kullanımıyla ilgili güncel uygulama konuları i lenmektedir. lk olarak FRP sistemlerinin bugünkü durumu gözden geçirilmekte, malzemeler ve dı tan FRP ile donatılmı sistemlerin mekanik davranı ları incelenmektedir. Daha sonra, e ilme ve kiri -kolon elemanları ile uygulamalar gözden geçirilerek, onarım ve güçlendirme uygulamalarındaki sorunlara dikkat çekilmektedir (Büyüköztürk, Hearing ve Güne , 1999).
2002 yılında Gelekçi Ç. tarafından konut amacı ile kullanılan 1975 Deprem Yönetmeli ine göre tasarlanmı yapı 1997 deprem yönetmeli ine göre irdelemi ve depreme dayanıklı yapı tasarımı artlarını sa layacak ekilde uygun bir güçlendirme modeli düzenlenmi tir (Gelekçi, 2002).
.
Sayın B. tarafından 2003 yılında yapılan çalı mada öncelikle betonarme yapılara etkiyen hasar tipleri açıklanmı ve ülkemizin jeolojik konumu sebebiyle bu hasar tipleri arasında en çok zararı veren "deprem" üzerinde durulmu tur. Bu çalı mada ülkemizde yaygın olarak kullanılan onarım ve güçlendirme yöntemleri ve malzemeleri hakkında genel bilgiler verilmi tir (Sayın, 2003).
Yıldırım M. tarafından 2008 yılında yapılan çalı mada önce, onarım ve güçlendirme konusunda genel bilgiler verilmi tir. Daha sonra, çok katlı betonarme bir bina 2007 deprem yönetmeli ine göre STA4-CAD programı ile analiz edilerek, yapı incelenmi tir. Çalı mada, mevcut binanın güçlendirilmesinde uygulanacak en ekonomik çözüm üretilerek, güçlendirme yöntemi irdelenmi tir (Yıldırım, 2008) 1.6 Yı ma Yapılar le lgili Yapılan Güçlendirme Çalı malarının ncelenmesi
Tolunay H. 1966 yılında yaptı ı deneylerde tu la duvar elastisite modülü ile
duvar basınç dayanımı arasındaki ili kiyi bulmu tur. 1/3 kireç karı ımlı harçta duvarın elastisite modülü duvar basınç dayanımının 35 katı, 1/2/8 melez karı ımda 97 katı olarak bulunmu tur (Tolunay, 1966).
Yorulmaz M. ve Atan Y. T. tarafından yapılan deneysel çalı mada 1/4 çimento harcı ile 1/1.5/8 melez harç kullanılmı ve 28 günlük basınç dayanımı, çimento harcı için 12,8 N/mm², melez harç için 3,5 N/mm² olarak bulunmu tur. Harcın dayanımını etkileyen faktörlerin ise çimento miktarı ve su/çimento oranı oldu u, kumun ince ya da kaba olu unun da dayanımı etkiledi i gözlenmi tir (Yorulmaz ve Atan, 1966).
1972 yılında Lenczner D. tarafından harçların basınç dayanımı ara tırılmı tır.
Harçların basınç dayanımının malzemenin granülometrisine, agreganın dayanımına, i çili e, su/çimento oranına ba lı oldu u, çimento/kireç/kum karı ım oranının, 1/1/6 için 28 günlük basınç dayanımının 2,8-7,0 N/mm² arasında de i ti i belirlenmi tir (Lenczner, 1972).
Foster J. S., tarafından tu la ve tu la duvar basınç dayanımları arasındaki ili ki deneysel olarak belirlenmi ve harç dayanımının bir kaç kat arttırılması tu la duvar dayanımında % 25-30 kadar bir artı sa ladı ı görülmü tür. Aynı tu la ile bir kaç kat daha yüksek dayanımlı harç kullanılması duvar dayanımında anlamlı bir artı sa layamamaktadır. Buna kar ılık aynı harç ile daha yüksek dayanımlı tu la kullanılması duvar basınç dayanımında çok daha önemli artı lar sa lamaktadır.
Duvarın basınç dayanımın arttırılması için daha yüksek basınç dayanımlı tu la kullanılması gerekti i belirtilmi tir (Foster, 1978).
Bayülke N. 1982 yılında yaptı ı çalı mada tu la/tu la duvar basınç dayanımı ili kisini, kullanılan harcın basınç dayanımı ile tu lanın basınç dayanımını boyutsuz bir biçimde incelemi tir. Bu deneylerde dolu, dü ey ve yatay delikli fabrika tu lalarından yapılmı yakla ık 50 cm x 50 cm boyutlarında duvar elemanları denenirken, uygulamada üretilenlere benzer ko ul ve karı ımlarda harçlar kullanılmı tır. Kullanılan her bir grup tu lanın ortalama basınç dayanımları 7-11,8 N/mm² arasında de i mektedir (Bayülke, 1982).
Bayülke N., Hürata A., ve Do an A., yaptıkları çalı mada tu la bo luk oranı ve harç basınç dayanımı farklı olan 2 adet yı ma yapıyı sarsma tablasında test etmi lerdir. Birinci deney yapısı, % 50 bo luk oranına sahip tu la kullanılarak yapılmı , tu la basınç dayanımı 5,21 N/mm², harç basınç dayanımı 1,51 N/mm², harcın e ilmeden çekme dayanımı 0,61 N/mm² olarak bulunmu tur. kinci deney yapısı % 59,5 bo luk oranına sahip tu ladan yapılmı , tu la basınç dayanımı 2,54 N/mm², harç basınç dayanımı 3,11 N/mm², harcın e ilmeden çekme dayanımı 1,10 olarak bulunmu tur. Deneyler sonucunda, tu lalar arasındaki yatay derzlere harç konulmasının duvarın kesme kapasitesini artırdı ı, tu ladaki dü ey delik oranının azalmasının da duvarın kesme dayanımını arttırdı ı bulunmu tur. Çalı mada elde edilen verilere göre tu ladaki bo luk oranındaki azalmanın dayanıma etkisinin daha belirgin oldu u görülmü tür (Bayülke, Hürata ve Do an, 1989).
Canales M. D. ve De la Vega R. B., yaptıkları deneysel çalı mada hasır çeliklerle yı ma yapıların güçlendirilmesini ara tırmı tır. Tu la duvarların depreme kar ı güçlendirilmesi bir bakıma bu duvarların kesme dayanımlarının artırılmasıdır. Bu güçlendirme yöntemi pek çok ülkede deprem öncesinde ve sonrasında hasarlı tu la yı ma yapılarda uygulanmı tır. Bu yöntemde hasır çelik duvar yüzeyinden 20-30 mm kadar dı arı konulmakta, mevcut duvara ankraj ya da dübellerle ba lanmakta ve duvarlar arasındaki mesafeyi sa lamak için aralıklı olarak 20-30 mm kalınlıkta tahta takozlar duvar yüzeyi ile çelik hasır arasına konulmakta ve hasır çeli in üstü 50-60
mm kalınlıkta püskürtme betonla ya da sıva ile kaplanmaktadır. Bu uygulamada kaplama i lemi yapı yüksekli i boyunca yapılmalıdır. Bu güçlendirme yöntemi birkaç katlı yı ma yapılar için uygundur. Yapının dı ında uygulandı ı için yapının iç tarafının kullanımı engellenmemektedir. Bu güçlendirme tekni i yapının yatay yük ta ıma gücünde çok büyük artı lar sa lamadı ı gibi önemli bir rijitlik artı ı da gerçekle ememekte ancak duvarların kesme dayanımını artırdı ı gözlenmi tir. Binaya eklenen a ırlık da çok önemli olmaktadır (Canales ve De La Vega, 1992). Maldonado N. G. ve Olivencia L. A. yaptıkları çalı mada hasır çelikle güçlendirme yöntemi ile duvardaki çatlakların yalnızca epoksi ya da çimento erbeti ile doldurulması yöntemini kar ıla tırmı tır. Donatı ile kaplama yöntemi duvarın kesme dayanımında ve rijitli inde güçlendirme öncesine göre önemli bir artı sa lamamı tır. Di er yöntemlerden çatlakların epoksi ile doldurulması duvarın enerji tüketme gücünü artırırken, kesme kuvveti ta ıma gücünde bir artı olmadı ı gibi hasar öncesi düzeylere de ula ılamamı tır (Maldonado ve Olivencia, 1992).
Muzino, Goto, Hiroto ve Iiba, yaptıkları deneysel çalı mada 1/2 ölçekli iki boyutlu dü ey hatıllı ve yatay donatıları olan donatılı yı ma duvarı sarsma tablasında test ederek davranı ını ara tırmı lardır. Deney elemanına 1/ 2 zaman ölçe inde 1968 Tokachioki depreminin ivme kaydı uygulanmı tır. Yapılan çalı ma sonucunda geli en hasar biçiminin statik yüklerle yapılan deney sonuçları ile benzer olu tu u, tu la duvarda bulunan yatay donatıların duvarın sünekli ini artırdı ı, göçmesini önledi i görülmü tür. Dü ey hatıllardaki boyuna donatılar, yı ma duvarların maksimum kapasitesini belirlemi tir (Muzino, Goto, Hiroto ve Iiba, 1993).
Bayülke N., 1996 yılındaki çalı masında 290x190x135 mm boyutunda ve % 35 delik oranı olan tu lalardan yapılmı yı ma bir yapının deprem davranı ını incelemi tir. Yapılan deney sonucunda tu ladaki bo luk oranının az olmasının, duvarın kesme dayanımını artırdı ı gözlenmi tir (Bayülke, 1996).
Alcocer S. M., Ruiz J., Pineda A. ve Zepeda J. A., yaptıkları çalı mada betonarme çerçeve içindeki dolgu duvarların hasır çelikle güçlendirilmesini ara tırmı tır.
Çerçeve elemanlarının hasır çelikle kaplanmı olmasının davranı a olumlu katkısı oldu u gözlenmi tir. Duvar yüzeylerine uygulanan hasır çelik miktarının duvarın hem kesme dayanımını artırdı ı, hem de ötelenme oranının büyüdü ü gözlenmi tir. Hasır çeli in duvara ba lanmasında metrekareye 9 adet ankrajın yapılması önerilmektedir (Alcocer, Ruiz, Pineda ve Zepeda, 1996).
Zepeda J. A., Alcocer S. M. ve Flores L. E. 2000 yılında yaptıkları çalı mada donatılı ve donatısız tu la duvarların de i ik ki ilerce yapılmı deneylerden çıkarılmı çe itli özelliklerini incelemi tir. Bu ara tırmada kullanılan dü ey delikli tu laların deliklerinin arasına harç doldurulmasının bir tür kesme takozları olu turdu u için duvar kesme dayanımını artırdı ı da gözlenmi ancak bu özellikten yararlanılması için tu la bloklarının arasına konulan harcın daha fazla miktarlarda konulması gere i hatırlatılmı tır. Duvar kesme dayanımında gözlenen büyük da ılım sonucu bu tasarımda kullanılacak dayanımın çok güvenli bir tarafta seçilmesi önerilmektedir (Zepeda, Alcocer ve Flores, 2000).
Sofronie R. A. ve Bolander J. E. tarafından 2000 yılında polimer gridlerle donatılı yı ma yapıların güçlendirilmesi ara tırılmı tır. Sentetik donatı içeren polimer gridler yüksek yo unlu u ve dayanımı olan ve servis ömrü 120 yıl olan bir malzemedir. Üç tip güçlendirme tekni i ara tırılmı tır. Birincisi tu la ile harç arasına gridler koymak, ikincisi duvar yüzeyini sentetik gridlerle kaplamak, üçüncüsü ise ta ıyıcı elemanları sargılamaktır. lk teknik yeni binalara uygulanabilirken di er iki teknik mevcut binalara uygulanabilmektedir. Yöntemlerin geçerlili i statik ve dinamik yükler altında deneysel olarak ara tırılmı tır. Tüm yöntemler sünekli i sa lamakta ve yük kapasitesini artırmaktadır. Derzler arasına polimer grid koymak tu lalar arası yük aktarma kapasitesini artırmaktadır. Duvar yüzeyini gridlerle kaplamak duvarın kesme kapasitesini artırmaktadır. Ancak bu yöntem gridlerin duvar yüzüne iyi yapı ması ile geçerli olmaktadır. Polimer gridlerle duvarı sargılamak hem basınç hem de kesme dayanımını artırmaktadır. Deneyler sonucunda polimer gridlerle yı ma yapıların onarım ve güçlendirilmesinin uygun bir güçlendirme tekni i oldu u sonucuna varılmı tır (Sofronie ve Bolander, 2000).
Taghdi M., Bruneau M. ve Saaatçio lu M., yaptıkları deneysel çalı mada diyagonal ve dü ey çelik eritlerle donatılı ve donatısız yı ma duvarlar ile betonarme duvarların güçlendirilmesini ara tırmı lardır. Ayrıca hasar verilen betonarme duvar sadece dü ey çelik eritlerle rehabilite edilmi ve hasar öncesi durumu ile kar ıla tırılmı tır. Çelik eritler duvarın her iki yüzünde uygulanmı tır. Çelik eritlerin duvarın her iki yüzüne sargılanması 9,5 mm ve 15,9 mm kalınlı ında çelik çubuklarla yapılmı tır. Ba lantı aralıkları çelik eritlerde burkulmayı önleyecek aralıkta seçilmi tir. Çalı ma sonucunda bu güçlendirme tekni inin az katlı yı ma ve betonarme duvarların güçlendirmesinde etkin oldu u belirtilmi tir. Çelik eritler duvarların düzlemi içinde dayanım, süneklik ve enerji tüketimini önemli derecede artırdı ı görülmü tür. Güçlendirilen 3 tip duvarda çelik eritler dayanımı yakla ık 300 kN artırmı tır. Çelik eritlerin elemanların temele ve üst kiri betonuna ba lanması kayma direncini artırmı tır. Bu ara tırmada yapılmamasına kar ın, duvarın her iki yüzüne uygulanan çelik eritlerin düzlem dı ı dayanımını artıraca ı ve düzlem dı ı deplasmanları sınırlayaca ı belirtilmi tir (Taghdi, Bruneau ve Saaatçio lu, 2000).
Fiber takviyeli polimer (FRP) kompozitlerinin yapıların güçlendirilmesinde
kullanımı son zamanlarda hızla artmaktadır. Bu kompozit malzemeler karbon, cam, aramid fiberleriyle takviye edilmi reçine karı ımından olu urlar. Fiberler yük ta ıyan elemanlardır, reçine karı ımı fiberlerin arasına yükün da ılması sa lar ve ayrıca fiberleri çevresel etkenlerden korur. 1940’larda; savunmada, uzay endüstrisi çalı malarında bu tür kompozit malzemelerin üretimi, uygulaması ve de geli imi hız kazanmı tır. Uzay meki i in asında da, bu tür malzemeler dayanıklılı ı ve hafifli i sebebiyle kullanılmı tır. Günümüzde; özellikle mühendislik uygulamalarında bu türde kompozit malzemeler avantajlarından ötürü kullanılmaktadır. Dü ük oranlarına ra men yüksek dayanım göstermeleri, karma ık ekillerde ve kısa sürede uygulanabilirli i gibi avantajları vardır.
Ehsani M. R., Saadatmanesh H. ve Al-Saidy A. tarafından 1997 yılında yapılan çalı malar, tu la duvar yüzeyine uygulanan FRP malzemenin dayanımının belirlenmesi, fiberin uyumu ve ankraj uzunlu unun denenmesi amacıyla yapılmı tır.
Deneysel çalı mada 37 duvar numunesi hazırlanmı tır. Numune boyutları 64 x 102 x 216 mm’ dir. Her bir numune 3 adet tu ladan olu ur. Fiber güçlendirme malzemesi 0° ve 45°’ de ve FRP’ ler 203 mm ve 140 mm de i ken uzunlukta numunelerde uygulanmı tır. FRP geni li i sabit ve 114 mm’ dir. Numuneler statik yükleme altında test edilmi tir. Sonuç olarak test numuneleri için dayanım ve rijitlik önemli ölçüde geli mi tir. Fiberin açısal durumunun yük düzlemi içinde rijitlik üzerinde önemli etkisi oldu u, ancak duvar dayanımı üzerinde önemli bir etkisinin olmadı ı saptanmı tır (Ehsani, Saadatmanesh ve Al-Saidy, 1997).
1999 yılında Ehsani M. R., Saadatmanesh H. ve Velazquez-Dimas J. I. tarafından yapılan deneysel çalı mada, 3 adet tu la duvar numunesi 0,710 m yüksekli inde, 1,22 m uzunlu unda örülmü tür. Tüm numunelerin iki yüzeyi GFRP (Cam Fiber Takviyeli Polimer) malzemesi kullanılarak güçlendirilmi ve epoksi reçinesiyle yapı tırma i lemi gerçekle mi tir. Cam fiberlerinin geni likleri, birinci numunede ön yüzey 3,4cm, arka yüzey 10,1 cm olacak ekilde yapılmı tır. kinci numunede ön yüzey 5,4 cm, arka yüzey 2,7 cm geni li inde, üçüncü numunede ön yüzey ve arka yüzey 8,1 cm geni li inde uygulanmı tır. Bu numuneler tekrarlı düzlem dı ı yüklere maruz bırakılmı tır. Güçlendirme yapılmaksızın bir adet kontrol numunesi denenmi tir. Kontrol numunesi 4,13 kPa kadar dayanım göstermi tir. Numune 1, ön yüzde ilk çatlak 6,9 kPa’da, arka yüzde ilk çatlak 12,6 kPa’da gerçekle mi tir. Numune 2, ön yüzde ilk çatlak 9,6 kPa’da, arka yüzde ilk çatlak 5,1 kPa’da gerçekle mi tir. Numune 3, ön yüzde ilk çatlak 9,0 kPa’da, arka yüzde ilk çatlak 10,3 kPa’da gerçekle mi tir. Güçlendirilmemi duvarlar ve kompozit eritler gevrek bir davranı göstermesine ra men, bu malzemelerin birlikte kullanımı enerji yutma kapasitesini artırmı tır. GFRP kompozit eritlerin tu la duvarların yanal yüklere kar ı güçlendirilmesinde iyi bir alternatif malzeme oldu u sonucuna varılmı tır (Ehsani, Saadatmanesh ve Velazquez-Dimas, 1999).
Albert M. L., Elwi A. E. ve Cheng R. J. J. tarafından 2001 yılında yapılan ara tırmalarda fiber takviyesinin formu, fiber takviyesinin miktarı, fiber takviyesinin katmanı, eksenel basınç yükünün etkileri, tekrarlı yükleme durumunda davranı ı incelenmi ve FRP ile yapılan takviyenin mevcut iyile tirme yöntemlerine alternatif metot olması amaçlanmı tır. Deneysel çalı mada, 10 adet yı ma duvar numunesi FRP malzemesi kullanılarak güçlendirilmi tir. Düzlem dı ı yanal yükleme monoton olarak
artırılarak yükleme yapılmı tır. FRP malzemesi olarak karbon levha, karbon erit kullanılmı , cam erit miktarı ve katman seviyesi incelenmi tir, ayrıca eksenel yük etkileri ve tekrarlı yük davranı ları gözlenmi tir. Farklı fiber kullanımında farklı dayanım ve rijitlik sonuçlarına ula ılmı tır. Karbon levha en yüksek dayanım ve rijitlik oranlarını göstermi tir, ama yüksek maliyetlidir. Cam erit en dü ük dayanım, rijitlik göstermi tir ve daha ucuz malzemedir. Deneysel çalı ma sonuçlarına göre, güçlendirilmemi yı ma duvarın FRP kullanılarak güçlendirilmesinin duvarın yük ta ıma kapasitesini etkileyerek arttırdı ı belirlenmi tir (Albert, Elwi ve Cheng, 2001). Hamilton H. R. ve Dolan C. W. Tarafından 2001 yılında yapılan çalı mada 6 adet briket yı ma duvar (Numune duvarların dördü 1,22 m x 4,7 m, ikisi 0,61 m x 1,8 m boyutlarındadır.) düzlem dı ı e ilme içinde test edilmi tir. Duvarlar GFRP kullanılarak güçlendirilmi , GFRP derzlere dik yönde dü ey olarak uygulanmı tır. Sonuç olarak, e ilme dayanım denklemi sunulmu ve test sonuçlarıyla kar ıla tırılmı tır. Denklemlerle test numunelerinin gerçek kapasitesi arasında %20 fark bulunmu tur. Numunelerin göçme mekanizması GFRP eritlerin kırılması ve
eritlerin yüzeyden ayrılması eklinde gözlemlenmi tir (Hamilton ve Dolan, 2001). Hamoush S. A., McGinley M. W., Mlakar P., Scott D. ve Murray K. 2001 yılında yaptıkları çalı malarında güçlendirilmemi yı ma duvarların FRP malzemesi kullanılarak güçlendirilmesini incelemi lerdir. Toplam 15 adet duvar numunesi test edilmi tir. 12 numune FRP kullanılarak gerilme yönünde eklenerek montaj yapılmı tır. Di er 3 adet numune güçlendirme olmaksızın denenmi tir. E er kayma modu kontrol edilebilirse, yı ma duvarın e ilme dayanımının yükselebilece i sonucuna varılmı tır (Hamoush, McGinley, Mlakar, Scott ve Murray, 2001).
Tan K. H. ve Patoary M. K. H. 2004 yılında yaptıkları çalı malarında, otuz adet yı ma duvar numunesini üç farklı FRP sistemi kullanarak güçlendirmi ler, güçlendirme i leminde üç farklı ankrajlama sistemi kullanmı lar, montaj yapılmı ve ardından deneye tabi tutmu lardır. Test sonuçlarına göre, güçlendirilmi duvar numunelerinin düzlem dı ı duvar dayanımlarında önemli artmalar oldu u gözlenmi tir. Güçlendirilmemi duvar numunelerinde kırılma, e ilme eklinde olu urken, güçlendirilmi duvarda dört farklı kırılma modu meydana gelmi tir.
Bunlar, tu lalar boyunca kayma kırılması, FRP ve tu la duvar arasında ba ın zayıflaması, e ilme çatlaklarının olu ması ve FRP güçlendirme malzemesinde gerilme kırılmalarının olu ması eklinde gözlemlenmi tir (Tan ve Patoary, 2004). Krevaikas T. D. ve Triantafillou T. C. tarafından 2005 yılında yapılan deneysel çalı malarda FRP kullanılarak güçlendirilmi duvar numunelerinin eksenel yük altında davranı ı incelenmi tir. FRP tüm duvar yüzeyini kapsayacak ekilde uygulanmı tır. 42 adet model tu la duvar 4 seri halinde hazırlanmı tır. FRP uygulamasında epoksi kullanılarak yapı tırma i lemi gerçekle tirilmi tir. Sonuçta FRP malzemesi kullanılan tu la duvarın, FRP malzemesi kullanılan beton davranı ına yakın davranı gösterip, dayanımının arttı ı gözlemlenmi tir. Uygulanan güçlendirmeyle, yı ma duvarın yük ta ıma kapasitesinde ve deformasyonunda yükselme olmu tur. Numunelerin kö e noktalarında FRP’nin sarılma yarıçapının artması, dikdörtgen kesitli yı ma duvarın gerilme ve dayanım kapasitesini olumlu etkilemi tir (Krevaikas ve Triantafillou, 2005).
Zijl G. P. A. G. ve De Vries P. A. Tarafından 2008 yılında çekmeye kar ı güçlendirilmemi duvar davranı ının deneysel olarak ara tırması çalı ılmı tır. Daha sonra yı ma duvarın bir yüzeyi CFRP kullanılarak güçlendirilmi tir. Numunelerin merkezinde bo luk bırakılmı tır. CFRP’ler epoksi yerine çimento bazlı yapı tırıcıyla uygulanmı tır. Sonuçta gerilmenin yükselmesiyle tu la duvarda çatlaklar artmı tır. Bu çalı mada, yı ma yapı duvarlarında çekmeden dolayı meydana gelen çatlak geni li inin azaltılmasına yönelik bir yöntem geli tirilmi tir (Zijl ve De Vries, 2008).
1
YÖNTEMLER 2.1 Giri
Bugünün geçerli depreme dayanıklı yapı tasarımı ilkelerine göre yapılar, ekonomik ömürleri içinde en az bir kez olması beklenen yüksek iddetteki depremlerde, hasar görmesi olası ancak, can kaybını önleyecek dayanımda yapılırlar. Bu yakla ımdan u sonuç çıkarılabilir: Depreme dayanıklı yapıların, olması beklenen en iddetli depremin etkisinde, ta ıyıcı olan ya da olmayan elemanlarında hasar olacaktır. Ancak bu hasarlar, deprem dayanımı yüksek binalarda, daha az can kaybına yol açacaktır (Bayülke, 1995).
Gerek Türkiye’de, gerekse dünyada, depremlerden edinilen deneyimler, depreme dayanıklı yapı tasarımının, daha mimari tasarım sırasında ba ladı ını göstermektedir. Deprem hasarı bazen do rudan do ruya seçilen mimari biçim nedeni ile olmaktadır. Depreme dayanıklı yapıların gerektirdi i ko ullarla çeli en bazı mimari tasarım uygulamaları söz konusudur. Bunlar:
a) Bol ı ık, geni ve engelsiz alan kullanma e iliminin ortaya çıkardı ı sürekli ta ıyıcı duvarlar ve büyük kesitli kolonların bulunmadı ı geni ve büyük hacimler
b) Çok miktarda dı cephe bo lukları
c) Kolonlar ve kiri lerin bölme duvarları içinde saklanabilmesi için gerekti inden küçük boyutlarda yapılması
d) Betonarme yapılarda dolgu duvar yerlerinin istenildi i gibi de i tirilebilmesi için kiri leri olmayan ve rijitli i az asmolenli dö eme ya da kiri siz dö eme yapılması
e) Planda ve yükseklikte basit ve simetrik olmayan yapı biçimleri
f) Ta ıyıcı elemanların simetrik ve düzenli yerle tirilmesine izin vermeyen plan ayrıntıları.
Bu ve benzer yakla ımlar, depreme dayanıklı ta ıyıcı sistem olu turmayı güçle tirmekte ya da bulunan çözümler pahalı ve yetersiz güvenlikte olmaktadır (Bayülke, 2001).
2.2 Betonarme Binalarda Deprem Hasarı Düzeyleri
Bir yapının deprem hasarını de erlendirirken hasarı ‘Beklenen Düzeyde’ ve ‘Beklenen Düzeyin Üzerinde’ hasar olarak ayırmakta yarar vardır. Çünkü depreme dayanıklı yapı kavramına göre yapılarda depremin iddetine göre bir miktar hasarın olu ması beklenebilir (Bayülke, 1995).
2.2.1 Betonarme Çerçeveli Yapıda Beklenen Düzeyde Hasar
Depreme dayanıklı yapı kavramı gere i yapılarda depremin iddetine göre giderek artan hasar olu aca ı önceden kabul edilmektedir:
1. Depreme dayanıklı yapı kavramına göre bir yapı ekonomik ömrü içinde olabilecek ‘hafif’ iddetlerdeki depremlerde hiçbir hasar görmemelidir. 2. Yine bu süre içinde olabilecek ‘orta’ iddetli depremlerde yapının ta ıyıcı
olmayan bölümleri hasar görebilir. Ta ıyıcı bölümlerinde de hafif çatlaklar olabilir.
3. Yapının ekonomik ömrü içinde en çok bir kez olabilecek ‘en iddetli’ depremde, yapının ta ıyıcı bölümleri de onarılamayacak derecede hasar görebilir, ancak yapı tamamen yıkılmamalı ve can kaybı olmamalıdır (Bayülke, 1995).
Beklenen düzeyde hasar ile anla ılması gereken bu kavrama uyan hasardır.
Depremin ölçüsünü belirlemek amacıyla depremlerin etkilerinin sınıflandırılmasıyla ortaya çıkmı bir ölçek türü olarak " iddet" kullanılmaktadır. Ülkemizde kullanılan MM (De i tirilmi Mercalli) ölçe i, 12 iddet grubuna ayrılmı tır. Betonarme çerçeveli bir yapıda beklenen düzeyde hasar çe itli
iddetlerdeki depremlerde öyle olacaktır:
I iddetinde bir deprem, duyulmayan deprem olarak adlandırılır ve titre imler insanlar tarafından hissedilmeyip yalnız sismograflarca kaydedilir.
II iddetinde bir deprem, çok hafif deprem olarak tanımlanır ve üst katlarda oturanlar tarafından çok az hissedilebilir.
III, hafif iddetli deprem olarak adlandırılır ve bina içinde bulunan az ki i tarafından hissedilebilir. Asılı cisimlerde sallantı meydana gelir.
IV iddeti, orta iddetli depremdir ve bina içinde bulunan ki ilerin ço u, dı arıdaki ki ilerin ise azı tarafından hissedilebilir. Kapı, pencere ve mutfak e yaları titrer, asılı cisimlerde sallantı olu ur.
I, II, III, IV iddetindeki depremler, hasar yapıcı türde deprem iddetleri de ildir. V iddetinde bir deprem, iddetli deprem olarak tanımlanır ve herkes tarafından hissedilir. Yapılar ba tan a a ıya titrerler, asılmı e yalar ve duvarlara asılmı resimler önemli derecede sarsılır. Az miktarda sabit olmayan e yalar yerlerini de i tirebilirler ya da devrilebilirler. Kırsal konutlarda hafif hasar olu abilir.
VI iddetinde bir deprem, çok iddetli depremdir ve hem bina içinde hem dı arıda herkes hissedip, korkarak dı arı kaçar, e yalar yerinden oynar. Binalarda hafif hasarlar olu ur, özellikle yapının alt katlarından ba layarak dolgu duvar ile betonarme çerçeve arasındaki sınırlarda çatlaklar ba lar ( ekil 2.1).
ekil 2.1 Dolgu duvar çerçeve ayrı ması (Bayülke, 1995)
VII gibi daha iddetli bir deprem, hasar yapıcı deprem olarak tanımlanır. Herkes korkar ve dı arı kaçar, ayakta durmak zorla ır, e yalar hasar görür. Sarsıntı, araç kullanan ki iler tarafından önemli olarak hissedilir. Yapıda sa lamlı ına ba lı orta hasar olu ur. VII ve daha büyük iddetli depremlerin olu turdu u hasarlarda, çerçeve ile dolgu duvar arasındaki çatlaklar daha da belirgindir ve dolgu duvarlarında X çapraz çekme çatlakları olu ur ( ekil 2.2). Duvarlarda küçük çatlakların meydana gelmesi, oldukça büyük sıva parçalarının dökülmesi, kiremitlerin kayması, bacalarda çatlakların olu ması ve bazı baca parçalarının a a ıya dü mesi mümkün olabilir.
ekil 2.2 A ır dolgu duvar çerçeve ayrı ması (Bayülke, 1995)
VIII iddetli bir deprem, yıkıcı deprem olarak adlandırılır. Herkes pani e kapılır, araba kullanmak zorla ır. Duvarlarda büyük çatlaklar meydana gelir. Zayıf duvarlar, heykeller ve bacalar yıkılır. Yapıda orta veya a ır derecede hasar olur.
IX, çok yıkıcı deprem olarak tanımlanır. Yapılar temellerinden ayrılır, çatlar, e ilir. Toprak altındaki borular kırılır. Demiryolu rayları e rilip, bükülür yollar bozulur.
X, a ır yıkıcı deprem olarak tanımlanır. Yapıların ço u tahrip olur. Zemin yarılır, bazen 1 m geni li inde çatlaklar da olabilir. Nehir teraslarında ve dik meyilli yerlerde büyük heyelanlar olur. Büyük kaya dü meleri meydana gelir. Yeraltı su seviyesi de i ir.
Ekonomik ömrü içinde bir kez olaca ı kabul edilen IX-X gibi çok iddetli depremlerde dolgu duvarlarda çapraz çekme çatlakları en son a amaya varır. Dolgu duvarlarından tu la parçaları dökülmü tür. Kolonun alt ve üst ba lıklarında e ilmeden dolayı olan çekme çatlakları giderek açılabilir, buradaki beton kabuk tümü ile ya da bir bölümü ile dökülebilir, ortaya çıkan kolon boyuna donatıları dı arıya do ru burkulabilir, etriyeler açılabilir. Kolonun yatay ötelemeleri gözle fark edilebilecek bir düzeye ula ır. Kolonda ezilme ba lar ve kolonun boyu kısalır ( ekil 2.3).
ekil 2.3 A ır dolgu duvar hasarı ve kolonlarda mafsalla ma (Bayülke, 1995)
XI, çok a ır yıkıcı depremdir. Bu iddette bir depremde iyi yapıların çok azı ayakta kalır, barajlar, köprüler, yollar tahrip olur. Yol ve caddeler kullanılmaz hale gelir. Zeminde, derin ve geni çatlaklar meydana gelir. XII ise, yok edici depremdir. Topra ın altında ve üstündeki tüm yapılar ba tanba a yıkıntıya u rar, yer yüzeyi büsbütün de i ir.
Yapıdaki hasar üst katlara do ru giderek azalan bir derecede olacaktır. IX ve üzeri iddetinde bir depremde olu an hasarın, onarılmaz oldu u kabul edilir. Di er dü ük iddetlerde olan hasarlar ise onarılabilir. E er yapı önemli ölçüde dü eyden uzakla mamı ise yapının onarım ve güçlendirilmesi yapılabilir (Bayülke, 1995).
2.2.2 Betonarme Perde Duvarlı Yapıda Beklenen Düzeyde Hasar
Depreme dayanıklı perde duvarlı yapılarda hafif ve orta iddetli depremlerde ta ıyıcı olmayan elemanlarda ve yapı içindeki e yalarda hiç hasar olmaması beklenir. Beklenen en iddetli depremlerde ise bo luklu perdeleri birbirine ba layan ba kiri lerinde kılcal boyutta çatlaklar olabilir. Tekil perdelerin ise tabanlarında kılcal e ilme çatlakları olabilir. En iddetli depremlerde bölme duvar, çerçeve ara yüzeyinde kılcal çatlaklar olabilir.
Perdeli çerçeveli yapılarda da hafif ve orta iddetli depremlerde ta ıyıcı olmayan elemanlarda ve yapı içindeki e yalarda hasar olmamalıdır. iddetli depremlerde ise dolgu duvar ile çerçeve elemanları arasındaki ara yüzeylerde çatlaklar olabilir (Bayülke, 1995).
2.2.3 Betonarme Yapıda Beklenen Düzeyin Üstünde Hasar
Bu düzeydeki hasar yapının depreme kar ı yeterli dayanımın olmamasının sonucudur. E er VI iddetindeki bir depremde ta ıyıcı sistemde mafsalla ma olmu ise bu beklenen düzeyin üstünde bir hasardır. Çünkü bu tür hasarın en azından IX-X
iddetindeki bir depremde olması beklenmektedir.
Beklenen düzeyin üstündeki hasarın nedenleri a a ıdaki gibi sıralanabilir: 1. Yapı depremin odak noktasına çok yakın olabilir
3. Yapı depreme dayanıklı yapı yönetmeli i veya di er yapı yönetmelik ve standartlarına uyulmadan yapılmı tır
4. Yapı, deprem yönetmeli inin hiç olmadı ı bir zamanda ya da yeterli deprem güvenli i sa lamayan eski tarihli bir yönetmeli e göre yapılmı tır (Bayülke, 1995).
2.3 Deprem Yönetmeli ine Göre Betonarme Binalardaki Deprem Hasarının Nedenini Olu turabilecek Düzensizlik Durumları
Yapılarda tasarım sırasında yapılan yanlı lar ve düzensizlikler de, hasar yaratabilir. Bina tasarımı sırasında göz önünde bulundurulması gereken bazı unsurlar mevcuttur. Bunlar 2007 tarihli, ‘Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik’ e göre öyle sıralanabilir:
1. Binanın geometrisi 2. Süreklilik
3. Rijitlik ve dayanım 4. Göçme modu 5. Süneklilik
Bu kavramlar, daha ayrıntılı olarak a a ıdaki bölümlerde incelenmektedir:
2.3.1 Binanın Geometrisi
Yapı ne kadar basit düzenlenmi ise o kadar depreme dayanıklıdır. Planda karma ık ve düzensiz tasarlanmı binalarda burulma etkileri ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, bina modeli planda tasarlanırken u hususlara dikkat edilmelidir:
2. Bina kütle merkeziyle rijitlik merkezi, olabildi ince üst üste çakı tırılmalıdır. 3. Planda, çok uzun binalar tasarlanmamalıdır. Bu tip binalar farklı özelliklere
sahip zeminlere oturdukları zaman farklı oturmalar yaparlar ve keskin hareketler meydana gelir. Bu nedenle bu tip binalar, deprem derzi dedi imiz, dilatasyon derzleri ile birbirinden ayrılmalıdır.
4. Herhangi bir katın dö emesinde merdiven ve asansör bo lukları da sayılarak bo luk alanlarının toplamı kat brüt alanının 1/3’ ünden büyük olmamalıdır. 5. Bina kat planlarında çıkma yapan bölümlerin birbirine dik iki do rultudaki
boyutlarının her ikisinin de, binanın o katının toplam plan boyutlarından % 20 daha büyük olmaması gereklidir ( ekil 2.4).
ekil 2.4 Bina geometrisi düzensiz yapı örnekleri (DBYBHY 2007) 2.3.2 Süreklilik
Ta ıyıcı sistemin dü ey elemanları olan kolon ve perdeler, temelden çatıya kadar sürekli olmalıdır ve bu elemanların bazı katlarda kaldırılarak kiri lerin veya guseli kolonların üstüne veya ucuna oturtulması, ya da üst katlardaki perdelerin altta kolonlara oturtulması durumundan kaçınılmalıdır ( ekil 2.5).
ekil 2.5 Kolonları süreklilik göstermeyen yapı örnekleri (DBYBHY 2007) 2.3.3 Rijitlik ve Dayanım
Depreme dayanıklı betonarme bir yapı, yanal deplasmanları kabul edilebilir seviyede tutacak kadar rijitlikte olmalıdır. Rijitlik, yapının ta ıyıcı sisteminin ve aynı zamanda ta ıyıcı sistemi olu turan elemanların her birinin, yükler altında deforme olmaması, esnememesi durumudur. Bir bütün olarak deprem yüklerini ta ıyan bina ta ıyıcı sisteminde ve aynı zamanda ta ıyıcı sistemi olu turan elemanların her birinde, deprem yüklerinin temel zeminine kadar sürekli bir ekilde ve güvenli olarak aktarılmasını sa layacak yeterlikte rijitlik, kararlılık ve dayanım bulunmalıdır. Bu sebeple, binalarda ani rijitlik de i imine izin verilmemelidir.
Dö eme sistemleri, deprem kuvvetlerinin ta ıyıcı sistem elemanları arasında güvenle aktarılmasını sa layacak düzeyde rijitlik ve dayanıma sahip olmalıdır. Yeterli olmayan durumlarda, dö emelerde uygun aktarma elemanları düzenlenmelidir.
Birbirlerinden derzlerle ayrılmı fakat kat yükseklikleri farklı olan biti ik nizam
yapılarda ( ekil 2.6), dubleks katları ya da bir bölümünün dö emesi di erinden farklı bir düzeyde olan yapılarda veya zemin kat yükseklikleri normal katlarına göre daha fazla olan ve yumu ak kat adı verilen katlar olu masına sebep veren binalarda, bir rijitlik düzensizli i vardır. Dü ey do rultuda herhangi bir katta zayıf veya yumu ak kat olu masına izin verecek düzensizlik durumlarından kaçınılmalıdır.
ekil 2.6 Kat dö emeleri aynı düzeyde olmayan yapılarda çarpı ma ile kolon kırılması (Bayülke, 2001)
Ta ıyıcı sistem planda simetrik veya simetri e yakın düzenlenmeli ve burulma düzensizli ine olabildi ince yer verilmemelidir. Bu ba lamda, perde vb. rijit ta ıyıcı sistem elemanlarının binanın burulma rijitli ini arttıracak biçimde yerle tirilmesine özen gösterilmelidir.
2.3.4 Göçme Modu
Sistemin ani olarak göçmesine izin verilmemelidir. Ender olarak meydana
gelecek, çok yüksek iddetteki depremlerde, yapıda tamir edilemeyecek hasarın meydana gelmesi kaçınılmazdır. Ancak, bu durumda da can kaybının önlenmesi için yapının tamamen göçmesini önlemek gerekir. Büyük depremlerde yapı dayanım sınırı a ılaca ı için, yatay ta ıyıcılıkta önemli kayıplar olmadan ve tamamen göçme meydana gelmeden, büyük plastik ekil ve yer de i tirmeler olu abilecek ve yapı sünek davranacak biçimde, boyutlandırmanın yapılması bu kontrolün esasını te kil eder.
2.3.5 Süneklilik
Her bir elemanın süneklili inden bahsedilebilece i gibi sistemin süneklili inden de bahsedilebilir. Süneklilik, yapının mukavemetinde önemli ölçüde azalma ve kararsız denge olmaksızın, deprem sırasında ortaya çıkan enerjinin büyük bir kısmını plastik (elastik davranı ötesi) ve tersinir büyük ekil de i tirmeleriyle yutma yetene idir (Celep ve Kumbasar, 2000). Yapıların deprem yüklerinin emilebilmesi için yeterli seviyede sünek bir yapısının olması gerekmektedir.
Sonuç olarak,
1. Yapı, planda ve dü eyde mümkün oldu u kadar basit ve düzenli olmalıdır. 2. Temel, sa lam ve düzgün özellikli zemine oturmalıdır, de ilse buna uygun
temel düzenlenmelidir.
3. Deprem etkisini ta ıyacak elemanlar, planda burulma olmayacak ekilde düzenlenmelidirler.
4. Yapı elemanları yeterli dayanımları yanında sünek özellik de göstermelidirler. 5. Meydana gelen ekil de i tirmeler ve yer de i tirmeler, güvenli i ve
kullanımı engellememelidirler.
Betonarme bir yapıda deprem sonrasında hasar de erlendirmesi yapının hemen kullanılıp kullanılamayaca ı ya da onarım ve güçlendirmeye gerek olup olmadı ı gibi kararların alınması amacı ile yapılır. Yapı hasarı, yapıdaki elemanların hasarına ba lı olarak belirlenir. Hasar düzeyi belirlendikten sonra yapı hasarsız ya da onarım gerektirmeyecek kadar az hasarlı bulunursa, herhangi bir onarım gerekmez. Ancak, yapılan hasar tespit çalı maları sonrası yapı, ta ıyıcı sistemi de etkileyen hasarlı yapılar grubuna giriyorsa ve hasarı gidermek ekonomik bir çözümse, yapıda onarım ve güçlendirme i lemlerine ba lanır.
2.4 Betonarme Binaların Depreme Kar ı Onarım ve Güçlendirme Yöntemleri Bu bölümde betonarme binalardaki hasarın onarımı ve yapının güçlendirilmesinde kullanılacak yöntemler ile ilgili ayrıntılar ele alınacaktır. Önce genel olarak onarım yöntemleri verilecek daha sonra betonarme yapılarda sistem olarak ve eleman bazında güçlendirme yöntemleri ile ilgili ayrıntılar verilecektir.
2.4.1 Betonarme Binaların Onarım Yöntemleri
Yapılardaki onarım gerektiren hasarların belirtisi fazla sehim, çatlak ve bazen
titre imdir. Genellikle ilk a amada a ırı sehim göze çarpar. Bazen a ırı sehimden elemanın kendisinde çatlak olu maz fakat ta ıdı ı ba ka elemanda çatlak olu ur.
Dizayn hataları, in aat esnasında fazla yüklemeler, hızlı ve kısa in aat metotları,
in aat malzemelerinin hatalı kullanımı gibi sebepler ve ya, beton karı ımını meydana getiren elemanların hatalı seçimi, uygun olmayan beton karı ım dizaynı, üretim ve nakliyedeki hatalar, yerle tirme ve sıkı tırmanın iyi yapılmaması, zararlı çevre artlarına kar ı betonun korunmaması, do ru kür metodunun uygulanmaması gibi sebepler betonda çatlakların olu masına yol açar ve onarım gerektiren hasarlardır. Çatlaklar en çok rastlanan, en yaygın hasar türüdür ve betonarmede her yerde her zaman olu abilir. Yeterli donatı sa lanarak dikkatli ayrıntısı yapılmı beton elemanlarda geni çatlaklardan kaçınılmı olunur. Dı etkilere açık olma durumunda küçük çatlaklar her zaman vardır. Çevresel zorlamalardan meydana gelen çatlaklar yapısal zorlamalardan daha fazladır ve elemanlarda ilk bozulmaların olu masına neden olurlar. Bu çatlaklar önlenmezse tehlikeli yapısal hasarlar olu tururlar. Bu nedenle hasar görmü yapılarda onarım i lemlerinde çok geç kalınmamalıdır.
Ta ıyıcı olmayan elemanlardaki çatlaklar genellikle bu elemanın üzerinde oturdu u, ya da ta ındı ı elemanda a ırı sehim veya deformasyon olu ması nedeniyledir. Hasarın daha ileri a aması sehimin çok artması nedeniyle ta ıyıcı
elemanda da çatlaklar olu masıdır ve yapı için tehlike olu turur. Çatla ın eski ya da yeni olu u etkinin o anda sürüp sürmedi inin i aretidir.
Çatlakların onarımında geni liklerine göre de i en yöntemler kullanılabilir. Kılcal çatlaklar gözle ancak ayırt edilen çatlak ile 1 – 2 mm kadar olan çatlaklardır. Bunların örtülmesinin nedeni zamanla bu çatlaklardan sızan nemin betonarme donatısında paslanmaya yol açabilmesi ve çatlamı kesitli betonarme elemanların rijitliklerin azalması ve dolayısıyla yapının dinamik özelliklerinin de i mesini önlemektir. Çatlaklar, özellikle dı hava ko ullarına açık ta ıyıcı elemanların kısa zamanda güçlerini yitirmelerine yol açmaktadırlar. Çatlakların doldurulmasında çimento erbeti, epoksi reçineleri, çok ince kumlu yüksek çimento oranlı harçlar ve ba ka özel katkı maddeli harçlar kullanılabilir (Bayülke, 1995).
2.4.1.1 Çatlakların Epoksi Reçineleri le Onarımı
Epoksi reçineleri yapı tırma özellikleri çok iyi olan sentetik reçinelerdir. Bunların çekme gerilmeleri 50-110 kg / cm² arasında de i ir. Kopma birim uzamaları % 15- 50 arasında olabilmektedir. Suya, aside ve alkaliye dirençleri çok iyidir. Zamanla özelliklerini yitirmezler. Çatla a doldurulmu epoksi yapı tırıcısı, çatla ın yarattı ı süreksizlik ortamını sürekli duruma dönü türür. Çatla ın her iki yüzünü çatlak boyunca birbirlerine ba lar ve gerilme birikimlerinin önler. Genellikle 5 mm ye kadar olançatlaklara yalnız epoksi, daha geni çatlaklarda ise dolgu maddesi katılmı epoksi harcı kullanılmaktadır. Epoksi ile onarımın etkinli ini belirlemek için yapılmı bir dizi deneylerde kullanılan tipik epoksi reçine ve harcının mekanik özellikleri Tablo 2.1‘de verilmektedir (Bayülke, 1995).
Tablo 2.1 Tipik epoksi ve harcının mekanik özellikleri (Bayülke, 1995)
Reçine Harç
Basınç dayanımı (kg/ ) 650 790
Çekme dayanımı (kg/ ) 340 290
Basınç altında birim kısaltma 0,047 0,022
Basınç elastisite modülü (kg/ ) 23000 73000
