BA Yapılarda Hasar Belirleme Onarım ve Güçlendirme

Transkript

1 BA Yapılarda Hasar Belirleme Onarım ve Güçlendirme Dr. Zeki ÖZCAN Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

2 Bosna Caddesi, Adapazarı, Ağustos Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 2

3 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 3

4 Onarım ve Güçlendirme Onarım: Hasar görmüş bir yapı veya yapı elemanını önceki durumuna getirmek için yapılan işlemlerdir (rijitlik, süneklik ve dayanımın arttırılması gibi). Güçlendirme: Bir yapının taşıma gücünü, rijitliğini, sünekliğini veya stabilitesini önceki durumunun üzerine çıkarmak amacıyla yapılan değişikliktir. Bu işlem için yapının hasar görmüş olması gerekmez Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 4

5 Hasarın Belirlenmesi En önemli zorluk depremden sonra hemen yapılması Çalışma ortamı afet bölgesi, çalışma koşulları sınırlı Kısa zamanda yapılması gerekir Hasar büyük ise yeterli eleman bulmak zordur Bu nedenle hasar belirlemenin mümkün olduğu kadar uyuşumlu ve çabuk ortaya çıkması kolay olmayabilir Bilgi toplama formları, kolay kullanma ve sistematik olmaları yönünden çoğu zaman bu amaca uygun düşer Elde edilen bilgilerin onarım ve güçlendirmede kullanılması genellikle daha rahat bir ortamda yapılır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 5

6 Hasar belirlenmesi ve değerlendirmesindeki amaçlar Deprem sonucu göçmeye yaklaşan veya göçen binalar belirlenip; buralarda oturanları başka yerlere taşıyarak can kaybı önlenebilir. Genellikle yıkıcı ana depremi, birkaç ay bile geciken daha az şiddetli depremler izler ve dayanımı zayıflayan binaları göçme durumuna getirebilir. Toplanan bilgilerin değerlendirilmesi ile depremin şiddeti, çeşitli derecelerde hasar görmüş ve kullanılabilir binaların sayısı belirlenebilir. Bunun sonucu olarak insanların esas faaliyetleri düzenlenebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 6

7 Hasar belirlenmesi ve değerlendirmesindeki amaçlar Bilgiler sistematik sınıflandırılarak yardım işleri organize edilebilir. Deprem tehlikesi olan bölgeler gerçekçi anlamda belirlenebilir. Görülen eksikliklerin belirlenmesiyle gelecekte bu tür faaliyetlerin daha az eksikli olması sağlanabilir. Hasarların belirlenmesi ve sınıflandırılmasıyla, bunun sonucunda yapılacak onarım ve güçlendirme sistematik bir şekilde gerçekleştirebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 7

8 Hasar belirlenmesi ve değerlendirmesindeki amaçlar Hasar gören binaların ve bunların elemanlarının özellikleri belirlenerek, yeni yapılacak binaların plan ve projelendirilmesinde bu bilgilerin kullanılmasıyla deprem tehlikesinin azaltılması sağlanabilir. Mevcut deprem, projelendirme ve inşaat yönetmelikleri geliştirebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 8

9 Hasar derecelerinin sınıflandırılması 1. Yok: Taşıyıcı elemanda görünür çatlak yok. Duvar ve duvar ile çerçevenin birleşim çizgilerinde çatlak var. 2. Hafif: Duvar ve tavanda çatlaklar. Sıva dökülmesi. Taşıyıcı elemanlarda deprem dayanımını etkilemeyen küçük çatlaklar. 3. Orta: Taşıyıcı duvarlarda köşegen veya diğer çatlaklar. Kolon, kiriş ve perdelerde büyük çatlaklar. 4. Ağır: Duvarlarda ezilmeli büyük çatlaklar. Kolon, kiriş ve perdelerde küçük ayrılmalar. 5. Çok Ağır: Taşıyıcı elemanlar ve birleşim bölgelerinde çok fazla hasar ve ayrılmalar. Binanın tümünde çarpılma. Kısmen veya tamamen göçme Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 9

10 Hasarın Değerlendirilmesi ve Güçlendirmeye Karar Verilmesi Hasarlı Yapıların Değerlendirilmesi Az Hasarlı Orta Hasarlı (Güçlendirme) Ağır Hasarlı Mevcut Yapıların Değerlendirilmesi - DBYBHY 2007 Bölüm 7 de verilen esaslara göre yapılır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 10

11 Hasarın Değerlendirilmesi ve Güçlendirmeye Karar Verilmesi Yapı depremde çok sıkı bir deneye tabi tutulur. Yönetmelik eksiklikleri Çözümleme eksiklikleri Boyutlama ve inşaat hataları ortaya çıkar Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 11

12 Hasarın Değerlendirilmesi ve Güçlendirmeye Karar Verilmesi Deprem hasarlarının sayısal olarak belirlenmesi, ve Belirli bir sebebe bağlanması zordur Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 12

13 Deprem Hasarı Türleri Duvarlar Döşemeler Kirişler Kolonlar Kiriş-kolon birleşim bölgeleri Perdeler Temeller Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 13

14 Duvar Hasarları Duvarlarda meydana gelen hasarlar taşıyıcı sistemin davranışının daha gerçekçi anlaşılmasına yardımcı olur. Deprem yükü altında duvarlar kesme kuvveti ile zorlanır. Malzemenin çekme dayanımı düşük olmasından X şeklinde çatlaklar görülür Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 14

15 Duvar Hasarları Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 15

16 Döşeme Hasarları Çatlaklar; döşemenin altında açıklıkta ve kirişle birleştiği yerde üstte mesnette, görülür. Bu durum; donatının yetersiz olmasına, donatı yüksekliğinin sağlanamadığına, kalıbın erken alındığına işaret eder Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 16

17 Döşeme Hasarları Büyük döşeme boşluklarının bulunması durumunda köşelerde gerilme yığılmaları nedeni ile çatlaklar Kirişsiz döşemenin kolona veya perdeye birleştiği bölgeler aşırı zorlanır ve çatlaklar gözlenebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 17

18 Kiriş Hasarları a) Eğilme b) Kayma c) Eğilme d) Kayma e) Kayma Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 18

19 Kiriş Hasarları Eğer kısa açıklıklı bir kiriş perdeye birleşiyorsa mesnet bölgesinde X şeklinde kayma çatlağı görülebilir. Özellikle iki perde arasında bulunan bağ kirişlerinde kesme çatlakları görülebilir. Kısa kolona benzer bir davranıştır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 19

20 Kiriş Hasarları Kirişlerde meydana gelen eğilme çatlakları büyük olmadıkları sürece taşıyıcı sistemin güvenliğini etkilemez. Sünek olmayan özellikleri dolayısı ile kayma çatlaklarının üzerinde daha çok durulmalıdır. Ancak kayma çatlak genişliğinin çok büyük olması durumunda sistemin güvenliğini tehlikeye düşebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 20

21 Kolon Hasarları Kolonlarda normal kuvvet hakim iken yön değiştiren eğilme momenti ve kesme kuvveti hasara neden olur. Narin kolonlarda büyük eğilme momenti normal kuvvetle beraber beton basınç bölgesinde ezilme ve parçalanmalara sebep olur Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 21

22 Kolon Hasarları Kolon uç bölgelerinde etriyenin seyrek olması hasarın artmasına ve donatının burkulmasına sebep olur. Donatının burkulması ve kolon başının dağılması kolonda bir kısalmaya neden olur. Bunun sonucunda komşu taşıyıcı elemanlarda yeni bir kuvvet dağılımı ortaya çıkar Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 22

23 Kiriş-Kolon Birleşim Bölgesi Hasarları Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 23

24 Kiriş-Kolon Birleşim Bölgesi Hasarları Betonun ezilip kopması bölgenin dayanımını azaltır. Birleşim bölgesinde etriyenin bulunmaması veya betonda boşlukların bulunması bu bölgenin dağılmasına neden olur. Bu durumda bölge mafsal durumuna gelerek sistemin toptan göçmesine neden olabilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 24

25 Perde Hasarları En çok rastlanan çatlak ve hasar türü X şeklindedir. Sünek olmayan ve eğik çekme gerilmelerinin oluşturduğu güç tükenmesine işaret eder. Perde uç bölgelerinin iyi düzenlenmiş olması durumunda bu hasara rağmen perde eğilme momenti taşımaya devam eder Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 25

26 Perde Hasarları Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 26

27 Güçlendirme Projesinin Hazırlanması Binanın mimari rölevesinin hazırlanması Taşıyıcı sistem rölevesinin hazırlanması Hasar rölevesinin hazırlanması Beton kalitesinin belirlenmesi Donatı kalite ve düzeninin belirlenmesi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 27

28 Güçlendirme Projesinin Hazırlanması Geoteknik bilgilerin belirlenmesi Taşıyıcı sistemin yeterli olup olmadığının kontrolü DBYBHY, Bölüm 7 Güçlendirme sistemine karar verilmesi Güçlendirilmiş sistemin analizi Uygulama detaylarının hazırlanması Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 28

29 BÖLÜM Deprem bölgelerinde bulunan mevcut ve güçlendirilecek tüm binaların ve bina türü yapıların deprem etkileri altındaki davranışlarının değerlendirilmesinde uygulanacak hesap kuralları, güçlendirme kararlarında esas alınacak ilkeler ve güçlendirilmesine karar verilen binaların güçlendirme tasarımı ilkeleri tanımlanmıştır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 29

30 Mevcut Binaların Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi Bu kısımda verilen hesap yöntemleri ve değerlendirme esasları çelik ve yığma yapılar için geçerli değildir. Ancak mevcut çelik ve yığma binaların bilgileri bu bölüme göre toplanacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 30

31 BA Binaları Güçlendirmek için neler yapılabilir Deprem hasarlarına neden olacak kusurların giderilmesi, Deprem güvenliğini arttırmaya yönelik olarak yeni elemanlar eklenmesi, Kütle azaltılması, Mevcut elemanlarının deprem davranışlarının geliştirilmesi, Kuvvet aktarımında sürekliliğin sağlanması Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 31

32 Güçlendirilen Binaların Deprem Güvenliğinin Belirlenmesi Güçlendirilen binaların ve elemanlarının deprem güvenliklerinin hesaplanmasında, mevcut binalar için bu bölümde verilen hesap yöntemleri ve değerlendirme esasları kullanılacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 32

33 Binalara Eklenecek Yeni Elemanların Tasarımı Bu bölümde verilen özel kurallarla birlikte Bölüm 3 ve/veya Bölüm 4 e Ayrıca yürürlükte olan diğer standart ve yönetmeliklere uyulacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 33

34 Güçlendirme Türleri Güçlendirme uygulamaları, eleman ve bina sistemi düzeyinde olmak üzere iki farklı kapsamda değerlendirilecektir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 34

35 Eleman Güçlendirmesi Binanın kolon, kiriş, perde, birleşim bölgesi gibi deprem yüklerini karşılayan elemanlarında dayanım ve şekil değiştirme kapasitelerinin arttırılmasına yönelik olarak uygulanan işlemler, Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 35

36 Sistem Güçlendirmesi Binanın taşıyıcı sisteminin dayanım ve şekil değiştirme kapasitesinin arttırılması, iç kuvvetlerin dağılımında sürekliliğin sağlanması, binaya yeni elemanlar eklenmesi, birleşim bölgelerinin güçlendirilmesi, deprem etkilerinin azaltılması amacıyla binanın kütlesinin azaltılması işlemleridir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 36

37 Betonarme Binaların Güçlendirilmesi Bu bölümde verilen eleman ve sistem güçlendirme yöntemleri uygulamada sıkça kullanılan teknikleri kapsamaktadır. Ancak burada bahsedilmeyen güçlendirme türleri bu bölümün genel yaklaşımına ve ilkelerine uymak koşuluyla uygulanabilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 37

38 Betonarme Binaların Güçlendirilmesi Kolonların Güçlendirilmesi Betonarme manto Çelik manto Lifli Polimer (LP) sargı Kirişlerin Güçlendirilmesi Dıştan etriye ekleme Lifli Polimer (LP) ile sarma Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 38

39 Betonarme Binaların Güçlendirilmesi Yığma dolgu duvarlarının güçlendirilmesi Hasır çelik donatılı sıva ile güçlendirme Lifli polimerler ile güçlendirme Prefabrike beton paneller ile güçlendirme Yerinde dökme betonarme perdelerle güçlendirme Çerçeve düzlemi içine betonarme perde eklenmesi Çerçeve düzlemine bitişik betonarme perde eklenmesi Sisteme yeni çerçevelerin eklenmesi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 39

40 Kolonların Güçlendirilmesi Bu Yöntem, kolonların sünekliğini arttırmak, kesme ve basınç dayanımlarını arttırmak, kayma ve basınç gerilmelerini azaltmak bindirmeli eklerin zayıflıklarını gidermek için kullanılır. Mantolama ile kolonun eğilme kapasitesi arttırılamaz Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 40

41 Betonarme Manto Kolonun pas payı sıyrılarak veya yüzeyleri örselenerek uygulanır. Betonarme manto kalınlığı, Yatay ve düşey donatının yerleştirilmesini, Beton dökülmesini, Minimum pas payını sağlamalıdır. En az manto kalınlığı 100 mm dir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 41

42 Örnekler Prof. Dr. Z. Celep den Betonarme Manto Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 42

43 Örnekler Prof. Dr. Z. Celep den Betonarme Manto Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 43

44 Betonarme Manto Prof. Dr. Z. Celep den Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 44

45 Kolon mantolamasında katlar arasında kesitin ve sürekliliğin sağlanması Prof. Dr. Z. Celep den Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 45

46 Betonarme Mantolama uygulaması Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 46

47 Çelik Manto Dikdörtgen BA kolonun; köşelerine 4 adet boyuna köşebent yerleştirilir, köşebentler belirli aralıklarla, yatay plakalarla kaynaklanır. köşebentler ile betonarme yüzeyler arasında boşluk kalmamalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 47

48 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 48

49 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 49

50 Çelik Manto Yatay plakalar dört yüzde de sürekli olmalıdır. Eksenel yük kapasitesini arttırmak için korniyerler alt ve üst döşemeler arasında sürekli olmalıdır (boşluklar alınmalıdır) Döşemelere başlık plakaları ile basınç aktarması sağlanmalıdır. Gerekirse köşebentlere ön yükleme yapılabilir. Çelik manto ile bindirmeli eklerin zayıflıkları giderilebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 50

51 Çelik Manto Prof. Dr. Z. Celep den Kolon-kiriş birleşim bölgesinin çelik levha ve öngerilmeli bulonlarla güçlendirilmesi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 51

52 Lifli Polimer (LP) Sargı Lifler; kolonların çevresine, enine donatılara paralel olacak şekilde, sarılması ve yapıştırılması ile sargılama sağlanır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 52

53 Lifli Polimer (LP) Sargı Bu yöntem ile betonarme kolonların; süneklik kapasitesi, kesme ve basınç kuvveti dayanımları boyuna donatı bindirme boyunun yetersiz olduğu durumlarda donatı kenetlenme dayanımı arttırılır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 53

54 Lifli Polimer (LP) Sargı LP ile yapılan uygulamada; tam sargı yapılmalıdır, (tüm kesit çevresinin sarılması) sargı sonunda en az 200 mm bindirme yapılmalıdır, kolon köşeleri en az 30 mm yarıçapında yuvarlatılmalıdır. Uygulama üretici firma önerilerine uygun olarak yapılmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 54

55 Lifli Polimer (LP) Sargı Kesme kuvveti dayanımı şeritler halinde yapılan LP sargı ile de arttırılabilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 55

56 Lifli Polimer (LP) Sargı LP ile sargılanan kolonlarda elde edilen kesme, eksenel basınç ve kenetlenme dayanımlarının artışı ile süneklik artışının hesap yöntemleri verilmektedir. Bilgilendirme Eki 7E de Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 56

57 Kolonların Eksenel Basınç Dayanımı ve Sünekliğinin Arttırılması Kolon kesitinin uzun boyutunun kısa boyutuna oranı ikiden fazla olmamalıdır. Kolonların enkesitleri dikdörtgenden elipse dönüştürülerek LP nin etkinliği arttırılabilir. Elips kesitlerde uzun boyutun kısa boyuta oranı en fazla üç olabilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 57

58 Kolonların Eğilme Kapasitesinin Arttırılması Kolon kesiti büyütülebilir. Bu işlem aynı zamanda kolonun kesme ve basınç kuvveti kapasitelerini de arttırır. Eklenen boyuna donatıların katlar arasında sürekliliği sağlanmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 58

59 LP ile Kolon Güçlendirme Uygulaması Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 59

60 LP ile Döşeme Güçlendirme Uygulamaları Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 60

61 Uygulama Esasları Yüzey hazırlığı çok önemlidir. Dıştan uygulanan malzemeler olduğu için sıyrılma veya beton paspayı tabakası ile birlikte ayrılma görülür. Hasarlı bölgeler epoksi enjeksiyonu ile veya tamir harçları ile onarılmalıdır. Yüzeydeki yapışmayı engelleyen toz, yağ, kir gibi tabakalar kumlama ve yüksek basınçlı su püskürtülerek temizlenmelidir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 61

62 Uygulama Esasları Yüzey hazırlıkları yapılır. Temiz yüzeye fırça veya rulo ile astar sürülür. Astar kuruduktan sonra birinci kat epoksi sürülür ve karbon lifler sarılır, daha sonra ikinci kat epoksi ile yüzey kaplanır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 62

63 Uygulama Esasları Epoksiler, reçine ve sertleştiriciden oluşan çift komponentli malzemelerdir. Epoksiler normal hava şartlarında (20 C) mukavemetini 7 günde kazanır. Reçine ve sertleştirici karıştırıldıktan sonra kristalleşmeye başlamadan önce uygulanmasına dikkat edilmelidir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 63

64 Kirişlerin Sarılması Betonarme kirişlerin sarılmasının amacı, kirişlerin kesme dayanımlarının ve süneklik kapasitelerinin arttırılmasıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 64

65 Dıştan Etriye Ekleme Kesme dayanımı yetersiz olan kirişin mesnet bölgelerine gerekli sayıda etriye kirişin iki yüzüne şekildeki gibi dıştan eklenebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 65

66 Dıştan Etriye Ekleme Betonda açılan boşluklar beton ile doldurulur Bu yöntem aynı esaslarla farklı detaylar kullanılarak da uygulanabilir. Dıştan eklenen etriyelerin sargılama etkisi yoktur, kiriş kesitinin sünekliğini arttırmaz. Bu uygulamada profil ve bulonlar dış etkilere karşı korunmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 66

67 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 67

68 Lifli Polimer (LP) ile Sarma Kiriş kesme dayanımının arttırılması için tam sargı kullanılmalıdır. Kiriş köşeleri en az 30 mm yarıçapında yuvarlatılmalıdır. Sargı sonunda en az 200 mm bindirme yapılmalıdır. Üretici firma önerileri dikkate alınmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 68

69 Sakarya Üniversitesi LP ile kiriş güçlendirmesi deneyleri 8 adet 150x250x2200 mm C14-BÇIII Numunelerin hazırlanması Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 69

70 Sakarya Üniversitesi LP ile kiriş güçlendirmesi deneyleri Artış: Akma yükünde %50-70 Kopma yükünde % Yuk (kn) KA1 KB1 KC1 KD Yerdegistirme (mm) Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 70

71 Sakarya Üniversitesi LP ile kiriş güçlendirmesi deneyleri Kırılma modu 160 Davranış eğrisi Yuk (kn) Donatı akması FRP kopma KB1 KC1 KD1 yerdeğiştirme 18 mm, FRP de kopma 0 İlk çatlak Uzama Sekildegistirmeleri (%) Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 71

72 Dolgu Duvarların Güçlendirilmesi Bodrum hariç en fazla üç katlı binalarda varolan ve temel üstünden yukarıya kadar üst üste süreklilik gösteren betonarme çerçeve içindeki dolgu duvarların rijitliği ve kesme dayanımı, duvar yüzüne uygulanan ve aşağıda tanımlanan güçlendirme yöntemleri ile arttırılır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 72

73 Dolgu Duvarların Hasır Çelik Donatı ile Güçlendirilmesi Dolgu duvarların rijitliği ve kesme dayanımı, Duvar yüzüne uygulanan hasır çelik donatılı sıva ile arttırılır. Sıva kalınlığı en az 30 mm, Hasır donatı pas payı ise en az 20 mm Karışım; 4 hacim kum, 1 hacim çimento ve 1 hacim kireç Basınç dayanımı 5 MPa, kayma dayanımı ise 0.5 MPa alınacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 73

74 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 74

75 Dolgu Duvarların Hasır Çelik Donatı ile Güçlendirilmesi Duvarın köşegen uzunluğunun güçlendirme öncesi kalınlığına oranı 30 dan küçük olmalıdır. Bu türlü uygulamalarda mevcut çerçeve içinde basınç çubuğu oluşumu sağlanmalı ve çerçeveye yük aktarımı için gerekli ankrajlar düzenlenmelidir. Çerçeve ankraj çubuğunun en küçük çapı 12 mm, En az ankraj derinliği çubuk çapının on katı En geniş çubuk aralığı 300 mm olmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 75

76 Dolgu Duvarların Hasır Çelik Donatı ile Güçlendirilmesi Ayrıca, duvar düzlemine dik yönde, her bir metrekare duvar alanında dört adet gövde ankrajı yapılmalıdır. Gövde ankraj çubukları duvarın harç derzleri içine gömülmelidir. Tüm ankraj çubukları açılacak deliklere epoksi esaslı bir malzeme ile ekilecek ve uçları L şeklinde 90 derece bükülerek hasır donatının içine geçirilecektir. Kuvvetlerin zemine güvenle aktarılması için gerekli olan temel düzenlemesi yapılmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 76

77 Dolgu Duvarlarının Lifli Polimerler ile Güçlendirilmesi Dolgu duvarların rijitliği ve kesme dayanımı, duvar yüzüne uygulanan lifli polmerler (LP) ile arttırılabilir. Uzunluğunun yüksekliğine oranı 0.5 ile 2 arasında olmalıdır. Uygulamalarda mevcut çerçeve içinde basınç çubuğu oluşumu sağlanmalıdır. Çerçeveye yük aktarımı için gerekli ankrajlar düzenlenmelidir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 77

78 Dolgu Duvarlarının Lifli Polimerler ile Güçlendirilmesi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 78

79 Dolgu Duvarlarının Lifli Polimerler ile Güçlendirilmesi Köşe bölgelerde yük dağılımını sağlayabilmek, Betonarme çerçeve ile LP şeritler arasında yeterli sayıda ankraj yerleştirebilmek için, Şerit genişliğinin 1,5 katından az olmayan genişlikte, Kare LP levhalar kullanılacaktır. Lifli polimer uygulaması duvarın iki tarafından yapılacak, LP şeritler duvar kalınlığınca geçen LP bulonlar ile duvara sabitlenecektir. LP bulonlar arasındaki mesafe 600 mm den fazla, Bulonun köşegen şerit kenarına uzaklığı ise 150 mm den fazla olamaz Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 79

80 Dolgu Duvarlarının Lifli Polimerler ile Güçlendirilmesi Yük aktarımını sağlamak için LP ankrajlar kullanılacaktır. Ankrajlar LP şeritlerin epoksi ile doyurulması ve bir silikon çubuk etrafına sarılması ile oluşturulacaktır. Ankraj deliğinin çapı 10 mm den, derinliği ise 150 mm den küçük olmayacaktır. Bir ankrajın çekme dayanımı, 20 kn veya silikon çubuk etrafına sarılan LP nin çekme kapasitesinin %30 undan küçük olanıdır. Kuvvetlerin zemine güvenle aktarılması için gerekli olan temel düzenlemesi yapılmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 80

81 BA Taşıyıcı Sistemlerin Yerinde Dökme Betonarme Perdeler ile Güçlendirilmesi Yanal rijitliği ve dayanımı yetersiz olan betonarme taşıyıcı sistemler, yerinde dökme betonarme perdelerle güçlendirilebilir. Betonarme perdeler mevcut çerçeve düzlemi içinde veya çerçeve düzlemine bitişik olarak düzenlenebilir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 81

82 Çerçeve Düzlemi İçinde Betonarme Eklenecek perdeler; Perde Eklenmesi Çerçeve aksının içinde düzenlenmelidir, Temelden başlayarak perde üst kotuna kadar sürekli olmalıdır. Perde uç bölgesindeki boyuna donatıların ve Gereği durumunda perde gövdesindeki boyuna donatıların perde yüksekliği boyunca sürekliliği sağlanmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 82

83 Çerçeve Düzlemi İçinde Betonarme Perde Eklenmesi Perdeler, içinde bulundukları çerçeveye ankraj çubukları ile bağlanarak birlikte çalışmaları sağlanacaktır. Ankraj çubukları, mevcut çerçeve elemanları ile eklenen betonarme perde elemanı arasındaki ara yüzlerde deprem kuvvetleri altında oluşan kayma gerilmelerini karşılayacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 83

84 Perde eklenmesinde minimum şartlar Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 84

85 Çerçeve Düzlemi İçinde Betonarme Perde Eklenmesi En küçük ankraj çubuğu çapı 16 mm, En az ankraj derinliği çubuk çapının on katı En geniş çubuk aralığı 400 mm olmalıdır. Perde ucunda kolon yoksa perde uç bölgesi oluşturulmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 85

86 Çerçeve Düzlemi İçinde Betonarme Perde Eklenmesi Perde ucunda mevcut kolon bulunması durumunda mevcut kolondan uç bölgesi olarak yararlanılabilir. Her iki durumda da perde uç bölgesine eklenecek düşey donatıların katlar arasında sürekliliği sağlanmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 86

87 Çerçeve Düzlemi İçinde Betonarme Perde Eklenmesi Perde temeli, perde tabanında oluşan iç kuvvetleri temel zeminine güvenle aktaracak şekilde boyutlandırılmalıdır. Perde temelinde oluşabilecek dış merkezliği azaltmak amacıyla perde temeli komşu kolonları içerecek şekilde genişletilerek mevcut kolonların eksenel basınç kuvvetlerinden yararlanılabilir. Perde temelinin mevcut temel sistemi ile birlikte çalışması için gerekli önlemler alınmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 87

88 Çerçeve Düzlemi İçinde Betonarme Perde Eklenmesi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 88

89 Mevcut kiriş ve kolonlar ile bağlantı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 89

90 Çerçeve Düzlemine Bitişik Betonarme Perde Eklenmesi Betonarme sisteme eklenecek perdeler dış çerçeve aksının dışında, çerçeveye bitişik olarak düzenlenebilir. Temelden başlayarak perde üst kotuna kadar sürekli olmalıdır. Perdeler bitişik oldukları çerçeveye ankraj çubukları ile bağlanarak birlikte çalışmaları sağlanacaktır. Ankraj çubukları, arayüzlerde oluşan kayma gerilmelerini karşılamak için yeterli dayanıma sahip olmalıdır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 90

91 Çerçeve Düzlemine Bitişik Betonarme Perde Eklenmesi Perde ucunda mevcut kolon bulunmaması durumunda perde uç bölgesi oluşturulmalıdır. Perde ucunda mevcut kolon bulunması durumunda mevcut kolondan uç bölgesi olarak yararlanılabilir. Perdenin altına temel yapılacak, perde temeli, perde tabanında oluşan iç kuvvetleri temel zeminine güvenle aktaracak şekilde boyutlandırılacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 91

92 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 92

93 Dış perdelerde temel düzeni Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 93

94 DURUM ÇALIŞMASI ÖRNEK Mevcut Bir Betonarme Çerçeveli Binanın Güçlendirilmesi f c = 10 MPa Bakırköy Prof. Dr. Haluk Sucuoğlu ndan Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 94

95 Alternatif 1: İçten Güçlendirme Prof. Dr. Haluk Sucuoğlu ndan Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 95

96 Alternatif 2: Dıştan Güçlendirme Prof. Dr. Haluk Sucuoğlu ndan Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 96

97 Prof. Dr. Haluk Sucuoğlu ndan Güçlendirme maliyetinin yeniden yapım maliyetine oranı Alternatif 1- İç çözüm: % 39 (4 ay boşaltma) Alternatif 2- Dış çözüm: % 19 (boşaltma yok) Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 97

98 Betonarme Sisteme Yeni Çerçeveler Eklenmesi Betonarme sistemin dışına yeni çerçeveler eklenerek yatay kuvvetlerin paylaşımı sağlanabilir. Sisteme eklenecek çerçevelerin temelleri mevcut binanın temelleri ile birlikte düzenlenecektir. Yeni ve eski çerçevelerin birlikte çalışması için bu çerçeveler mevcut binanın döşemelerine gerekli yük aktarımını sağlayacak şekilde bağlanacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 98

99 Betonarme Sistemin Kütlesinin Azaltılması Kütle azaltılması bir yapı güçlendirme yöntemi değildir. Ancak yapıya etki eden düşey yüklerin ve deprem kuvvetlerinin azalan kütle ile orantılı olarak azalacak olması yapı güvenliğini arttıracaktır. Azaltılacak veya kaldırılacak kütle ne kadar yapı üst kotlarına yakın ise, deprem güvenliğini arttırmadaki etkinliği de o kadar fazla olacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 99

100 Betonarme Sistemin Kütlesinin Azaltılması En etkili kütle azaltılması türleri; Binanın üst katının veya katlarının iptal edilerek kaldırılması, Mevcut çatının hafif bir çatı ile değiştirilmesi, Çatıda bulunan su deposu vb tesisat ağırlıklarının zemine indirilmesi, Ağır balkonların, parapetlerin, bölme duvarların, cephe kaplamalarının daha hafif elemanlar ile değiştirilmesidir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 100

101 Problem Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 101

102 Problem Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 102

103 Öneriler Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 103

104 Öneriler Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 104

105 Öneriler Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 105

106 Tamir Harçları Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 106

107 Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 107

108 Tamir Harçları Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 108

109 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 109

110 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 110

111 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 111

112 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 112

113 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 113

114 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 114

115 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 115

116 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 116

117 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 117

118 Epoksi enjeksiyonu ile çatlak onarımı Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 118

119 Uygulama Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 119

120 Filiz Ekimi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 120

121 Filiz Ekimi Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 121

122 Uygulama Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 122

123 Son Söz Binada hasara neden olan bir deprem sonrasında hasarlı binanın güçlendirilmesi ve daha sonra güçlendirilmiş binanın deprem performansının belirlenmesi için Bölüm 7 de verilen esaslar uygulanacaktır Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 123

124 Son Söz Hasarlı binanın güçlendirilmesinde mevcut elemanların dayanım ve rijitliklerinin hangi ölçüde göz önüne alınacağına projeden sorumlu inşaat mühendisi karar verecektir Dr. Z. Özcan Hasar Belirleme, Onarım ve Güçlendirme 124