YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTU 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. Hasarın Belirlenmesi a) En önemli zorluk depremden sonra hemen yapılması b) Çalışma ortamı afet bölgesi, çalışma koşulları sınırlı c) Kısa zamanda yapılması gerekir d) Hasar büyük ise yeterli eleman bulmak zordur e) Bu nedenle hasar belirlemenin mümkün olduğu kadar uyuşumlu ve çabuk ortaya çıkması kolay olmayabilir f) Bilgi toplama formları, kolay kullanma ve sistematik olmaları yönünden çoğu zaman bu amaca uygun düşer g) Elde edilen bilgilerin onarım ve güçlendirmede kullanılması genellikle daha rahat bir ortamda yapılır. Hasar Belirlenmesi ve Değerlendirmesindeki Amaçlar a) Deprem sonucu göçmeye yaklaşan veya göçen binalar belirlenip; buralarda oturanları başka yerlere taşıyarak can kaybı önlenebilir. b) Genellikle yıkıcı ana depremi, birkaç ay bile geciken daha az şiddetli depremler izler ve dayanımı zayıflayan binaları göçme durumuna getirebilir. c) Toplanan bilgilerin değerlendirilmesi ile depremin şiddeti, çeşitli derecelerde hasar görmüş ve kullanılabilir binaların sayısı belirlenebilir. d) Bunun sonucu olarak insanların esas faaliyetleri düzenlenebilir. e) Bilgiler sistematik sınıflandırılarak yardım işleri organize edilebilir. f) Deprem tehlikesi olan bölgeler gerçekçi anlamda belirlenebilir. g) Görülen eksikliklerin belirlenmesiyle gelecekte bu tür faaliyetlerin daha az eksikli olması sağlanabilir. h) Hasarların belirlenmesi ve sınıflandırılmasıyla, bunun sonucunda yapılacak onarım ve güçlendirme sistematik bir şekilde gerçekleştirebilir. i) Hasar gören binaların ve bunların elemanlarının özellikleri belirlenerek, yeni yapılacak binaların plan ve projelendirilmesinde bu bilgilerin kullanılmasıyla deprem tehlikesinin azaltılması sağlanabilir. j) Mevcut deprem, projelendirme ve inşaat yönetmelikleri geliştirebilir.
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. 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. Yapı depremde çok sıkı bir deneye tabi tutulur. Yönetmelik eksiklikleri Çözümleme eksiklikleri Boyutlama ve inşaat hataları ortaya çıkar. Deprem hasarlarının sayısal olarak belirlenmesi, Belirli bir sebebe bağlanması zordur.
Deprem Hasarı Türleri Duvarlar Döşemeler Kirişler Kolonlar Kiriş-kolon birleşim bölgeleri Perdeler Temeller 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.
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. Büyük döşeme boşluklarının bulunması durumunda köşelerde gerilme yığılmaları nedeni ile çatlaklar Kirişsiz döşemenin kolona veya perdeye birleştiği bölgeler aşırı zorlanır ve çatlaklar gözlenebilir. Kiriş Hasarları a) Eğilme b) Kayma c) Eğilme d) Kayma e) Kayma 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. 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
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. 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. Kiriş-Kolon Birleşim Bölgesi Hasarları
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. 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. Güçlendirme Projesinin Hazırlanması Binanın mimari rölevesinin hazırlanması Taşıyıcı sistem rölevesinin hazırlanması Hasar rölevesinin hazırlanması Beton kalitesinin belirlenmesi Donatı kalite ve düzeninin belirlenmesi Geoteknik bilgilerin belirlenmesi Taşıyıcı sistemin yeterli olup olmadığının kontrolü DBYBHY, Bölüm 7 Güçlendirme sistemine karar verilmesi Güçlendirilmiş sistemin analizi Uygulama detaylarının hazırlanması
DBYBHY Bölüm 7 7.1.1 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. 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. 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. Güçlendirilen Binaların Deprem Güvenliğinin Belirlenmesi Güçlendirilen binaların ve elemanlarının deprem güvenliklerinin hesaplanmasında, mevcut binalar için bu bölümde verilen hesap yöntemleri ve değerlendirme esasları kullanılacaktır. Binalara Eklenecek Yeni Elemanların Tasarımı Bu bölümde verilen özel kurallarla birlikte Bölüm 3 ve/veya Bölüm 4 e uyulacaktır. Ayrıca yürürlükte olan diğer standart ve yönetmeliklere uyulacaktır. Güçlendirme Türleri Güçlendirme uygulamaları, eleman ve bina sistemi düzeyinde olmak üzere iki farklı kapsamda değerlendirilecektir. Eleman Güçlendirmesi: Binanın kolon, kiriş, perde, birleşim bölgesi gibi deprem yüklerini karşılayan elemanlarında dayanım ve şekil değiştirme kapasitelerinin arttırılmasına yönelik olarak uygulanan işlemlerdir.
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. 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. Kolonların Güçlendirilmesi Betonarme manto Çelik manto Lifli Polimer (LP) sargı Kirişlerin Güçlendirilmesi Dıştan etriye ekleme Lifli Polimer (LP) ile sarma 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