Mevcut Yapıların Beton Dayanımının Jeofizik (Ultrasonik) Yöntemlerle Belirlenmesi. Sinancan ÖZİÇER ve Osman UYANIK

Transkript

1 Mevcut Yapıların Beton Dayanımının Jeofizik (Ultrasonik) Yöntemlerle Belirlenmesi Sinancan ÖZİÇER ve Osman UYANIK

2 BU KAPSAMDA 31 MAYIS 2012 TARİH VE SAYILI * AFET RİSKİ ALTINDAKİ ALANLARIN DÖNÜŞTÜRÜLMESİ HAKKINDA KANUN TARİHİNDEKİ UYGULAMA YÖNETMELİĞİNDE 3.2. Betonarme Binalarda Donatı Tespiti ve Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi Mevcut Beton Dayanımını belirlemek için kritik kat kolon ve perdelerinden en az 10 elemanda tahribatsız yöntemler kullanılacak ve en düşük sonucun alındığı 5 yerden beton numunesi alınacaktır. Kat alanı 400 m 2 den fazla ise, 400 m 2 'yi aşan her 80 m 2 için beton numunesi bir adet arttırılacaktır. Numunelerden elde edilen ortalama beton dayanımının % 85'i mevcut beton dayanımı olarak alınacaktır. Denilmektedir. KENTSEL DÖNÜŞÜM

3 BETON; Su, çimento, iri ve ince agrega ve gerektiğinde katkı maddelerinin de kullanılması ile elde edilen kompozit bir yapı malzemesidir.

4 Beton içerisinde hacimsel olarak; % 10 Çimento: Bağlayıcı % 20 Su ve Hava: İşlenebilirliği sağlamak Suyun içilebilir nitelikte olması gerekmektedir. % 30 Kum: İstenilen özelliği geliştirmek % 40 Çakıl bulunmaktadır. İri Agrega: Yükleri taşıyıcı İnce Agrega: Boşlukları doldurucu

5 BETONARME; Beton, içerisinde donatı bulunması halinde betonarme adını alır. veya

6 YAPILARDA BETON TESTİ Betonarme yapılarda uygulanan testler; yapıya zarar vermeyen tahribatsız yöntem (NDT), genellikle az zararlı olup yapıya zarar verebilen ancak verilen zarar düzeltilebilen yarı ve az tahribatlı yöntem (MDT) ve yapıyı en çok bozan tahribatlı yöntem (D) şeklinde sınıflandırılabilir.

7 HASARLI TESPİT YÖNTEMLERİ NUMUNE (KAROT) ALIMI Karot alımı, tahribatlı bir yöntemdir ve her koşulda yapıya zarar verir. Ve yapıyı riske atmadan mühendislik kaidelerine uygun bir şekilde alınmalıdır. Yapının ve yapı elemanlarının taşıma gücünü etkilemeyecek yerler seçilmelidir. Numune alınıp boş kalan yeri özel tamir harçları ile doldurmamız gerekmektedir. Karot alma cihazı ile kolondan silindir beton örneği alınması

8 TEK EKSENLİ BASINÇ DAYANIMI DENEYİ Tek eksenli basınç dayanımı, betonarme yapılara uygulanan basma yüklerine karşı, kırılmadan önce göstermiş oldukları dayanma direncidir. Bu deney silindirik şekle sahip örneklerin dayanımının belirlenmesinde, sınıflamalarda ve tasarımda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca deney sırasında eksenel deformasyon da ölçülebilmekte, böylece malzemenin deformasyon ve yenilme karakteristikleri de değerlendirilebilmektedir. Tek eksenli basınç deneyi dayanım

9 Yapı Çözümü için Gerekli Parametreler: 1 Beton Dayanımı 2- Kırık ve Çatlak Tespiti 3- Karot Yeri Tespiti 4- Donatı Tespiti 5- Donatı Korozyon Durumu 6- Temel Tipi 7- Yapı Periyodu 8- Yapı Malzemesi Radyoaktivitesi Türde parametreler istenmektedir. Biz bu çalışmada sadece beton dayanımı, kırık çatlak tespiti ve karot yeri seçimi üzerinde durduk.

10 TAHRİBATSIZ BİR YÖNTEM OLAN SİSMİK ULTRASONİK YÖNTEM

11 SİSMİK ULTRASONİK YÖNTEM İLE BETON DAYANIMININ TESPİTİ Sismik Ultrasonik Yöntem İle Hız Ölçümü V= L / t V= Dalganın hızı L= İki prob arası mesafe t= Dalganın varış süresi

12 ÖLÇÜM TEKNİKLERİ

13 NUMUNE ÜZERİNDEN ÖLÇÜM Varış Zamanı Hız

14 NUMUNE ÜZERİNDEN ÖLÇÜM Yapıya hasar vermemek için yöntem direk kolon ve kirişler üzerinde uygulanması gerekmektedir. Ayrıca yapıdan karot alınmış ise bu karotlar kırılmadan önce sismik hızları ölçülerek betonun dayanımı bulunabilir. Her beton değerinden alınan ultrases değerini kaydettikten sonra başka bir yerde karot almadan ultrases değerini alıp o değerin daha önce istatistik tuttuğumuz hangi beton değerinin hızı olduğuna bakarak yorum yapabiliriz.

15 BETON KALİTESİNİN BELİRLENMESİ Beton Dayanımını Tahribatsız Olarak Sismik Hızlardan Belirlemek yılları arasında birçok araştırmacı P dalga hızı ile beton dayanımı arasında deneysel ilişkiler üretmişlerdir. Bu ilişkiler tabloda sunulmuştur. Farklı araştırmacıların deneysel ilişkileri (Uyanık 2012)

16 HIZLARDAN BETON KALİTESİ TABLOSU

17 BETON KALİTESİNİN BELİRLENMESİ P ve S Dalga Hızları Bulunan Betonun Elastik Parametrelerinin Belirlenmesi Birim Hacim Ağırlığı Kayma Modülü Elastisite Modülü Bulk Modülü Poisson Oranı

18 Değerlendirmeler Bu çalışmada farklı 116 Adet binada toplam 320 noktada sismik ultrasonik P dalga ölçümleri yapıldı. Hemen yakınında yapılan Schmidt Çekici Test deneyi 116 adet (1160 noktadan vuruş) yapılarak ortalaması scala değer olarak elde edildi. Sonra bu alandan karot alarak laboratuar ortamında hem P dalga ölçümü yapıldı hem de Tek eksenli basınç dayanım deneyi yapıldı. Elde edilen datalar Yerinde P dalga hızı Yerinde Schmidt Scala değeri Laboratuarda P dalga hızı Tek Eksenli Basınç Dayanımı Bu datalar arasındaki ilişkiler

19 İlişkilendirmeler

20 İlişkilendirmeler

21 İlişkilendirmeler

22 BETON İÇERİSİNDE KIRIK TESPİTİ Sinancan ÖZİÇER Jeofizik Mühendisi Sinancan ÖZİÇER - Jeofizik Mühendisi Bornova Belediyesi

23 Çalışma Örnekleri; fc = 2.6 Vp cm 30 cm 3160 m/sn 3242 m/sn 3230 m/sn fc 20,63 MPa 21,58 MPa 21,46 MPa En düşük değer ile en yüksek değer arasında 6.24 Mpa fark! 3640 m/sn 26,60 MPa 3508 m/sn 24,79 MPa 3594 m/sn 25,95 MPa 3658 m/sn 26,87 MPa

24 Bir Başka Örnek; 30 cm fc = 2.6 Vp 1.8 fc 12 cm 3171 m/sn 3122 m/sn 3096 m/sn 3024 m/sn 3106 m/sn 20,74 MPa 20,16 MPa 19,81 MPa 19,01 MPa 19,93 MPa En düşük değer ile en yüksek değer arasında 2.52 Mpa fark! 3119 m/sn 20,16 MPa 3049 m/sn 19,35 MPa 2997 m/sn 18,67 MPa 2953 m/sn 18,22 MPa 2959 m/sn 18,34 MPa 2781 m/sn 16,38 MPa

25 İLKSEL TOMOGRAFİ ÇALIŞMA Bir önceki örnekte yapılan çalışmada Tomografi çalışması da yapılmış olup 11 kaynak ve 11 alıcı ile toplamda 121 veri alınarak oluşturulan görüntüdür. Bu görüntü bize nerelerden numune alınması gerektiğine bir örnek olabilir. Ayrıca bir kolon içerisindeki hız dağılımı dolaylı olarak dayanım dağılımıda yapılabilir. Bu görüntünün oluşumunda Balkaya ve Göktürkler e teşekkürler. Sinancan ÖZİÇER Jeofizik Mühendisi Sinancan ÖZİÇER - Jeofizik Mühendisi Bornova Belediyesi

26 PROBLEM: BETON DAYANIMININ BELİRLENMESİ ÇÖZÜM Tek Eksenli Basınç Deneyi Betonun basınç dayanımı belirlenir. Binadan karotiyer ile numune alınması gerekir. Yapıya hasar verir. Deney laboratuarda yapılır. Sismik Ultrasonik Yöntem Betonun basınç dayanımı, betona ait elastik parametreler ve beton içerisindeki kırıklar belirlenir. Direk kolon ve kirişlerde uygulanabilir.

27 PROBLEM: BETON DAYANIMININ BELİRLENMESİ ÇÖZÜM Tek Eksenli Basınç Deneyi Karot alınan bölgenin kapatılması gerekir, kolonun homojenliği bozulur. Sadece Karot alınan bölge hakkında bilgi elde edilir. Maliyeti yüksektir ve zaman gerektirir. Sismik Ultrasonik Yöntem Karot almayı gerektirmez, tamamen hasarsız bir yöntemdir. Hızlı sonuçlar verir. Maliyeti düşürür.

28 SONUÇLAR o Kullanılan tahribatlı ya da tahribatsız testlerle; yoğunluk, Elastisite modülü, dayanıklılık, yüzey sertliği, yüzey soğurması, takviye (güçlendirme) yeri, donatıların büyüklüğü ve yüzeyden olan uzaklığı gibi temel parametreler belirlenebilir. o Bazı durumlarda da yapılan çalışmanın amacına göre; betonun içindeki boşluklar, çatlaklar ve tabakalanma yerleri de belirlenebilir. Buradaki amaç yapısal güvenilirliği belirlemektir. o Sismik Ultrasonik yöntem kullanılarak yapıya herhangi bir zarar vermeden beton kalitesi, hızı, hızdan elde dilen basınç dayanımını kolay ve ucuz bir şekilde belirlenebilmektedir. o Bina, köprü, yol malzemeleri gibi her türlü yapıya uygulanabilir bir yöntemdir.

29 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN

30 1. Altundaş, S., Beton Dayanımının Tahmininde Kullanılan Jeofizik Yöntemler, Yüksek Lisans Tezi, KTÜ. 2. Erdoğan, T.Y., Beton, ODTÜ Yayınevi. 3. Uyanık, O., "Beton Dayanımının Belirlenmesinde S-Dalga Hızının Önemi, Meslek İçi Kurs Seminer Notları. 4. Kabay, N., ve Aköz, F., 2004, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası, Yapıda Beton Kalitesinin Tahribatlı Ve Tahribatsız Yöntemlerle Belirlenmesi, XVII.Teknik Kongresi 5. Pampal, S., Depremlerin etkisi, Depremler Alfa/Aktüel Kitabevleri, Ankara 6. Türkel, S., Yazıcı, H., Baradan, B., 2003, Beton Tabancası Deney Yönteminin Güvenirliliğine İlişkin İki Uygulama -, TMH - Türkiye Mühendislik Haberleri Sayı /5 7. Ulusay, R., Gökçeoğlu, C., Binal, A., 2005, Kaya mekaniği laboratuar deneyleri, TMMOB jeoloji mühendisleri odası yayınları, Uyanık, O. ve Çatlıoğlu, B., Determination of Density from Seismic Velocities, The 19th International Geophysical Congress and Exhibition of Turkey, November Ankara. 9. Uyanık, O., Kaptan, K., Gülay, F.G. ve Tezcan, S., Beton Dayanımının Tahribatsız Ultrasonik Yöntemle Tayini, Yapı Dünyası 184, Uyanık, O., Sismik Hızlardan Beton Dayanımının Belirlenmesi, Jeofizik Bülteni. 11. Uyanık, O., Şenli, G. ve Çatlıoğlu, B., Binaların Beton Kalitesinin Tahribatsız Jeofizik Yöntemlerle Belirlenmesi, SDÜ Uluslararası Teknoloji Bilimler Dergisi 5(2): Whitehurst, E. A., Soniscope Test Concrete Structures, ACI Journal Proceedings, 47,