Genişletilmiş Çelik Levhalarla Güçlendirilmiş Yatay Boşluklu Tuğla Duvarların Davranışı



Benzer belgeler
Determination of Unit Length Changes due to Deformations under Diagonal Pressure Loading for Brick Infill Walls Reinforced with Expanded Steel Plates

GÜÇLENDİRİLMİŞ TUĞLA DUVAR DENEYLERİNDE YÜK DEFORMASYON ÖLÇÜMLERİNİN POTANSİYOMETRİK DEPLASMAN SENSÖRLER İLE BELİRLENMESİ

Tarihi Tuğla Duvarların Tekstil Donatılı Harç (TRM) ile Güçlendirilmesi

DOLGU TUĞLA DUVARLARIN ÇELİK PROFİLLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

BETONARME KİRİŞLERİN KESME GÜÇLENDİRMESİ İÇİN KULLANILAN YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

SIVANMIŞ TUĞLA DOLGU DUVARLARIN ŞERİT BETON/BETONARME PANELLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

BETONARME KİRİŞLERİN KOMPOZİT MALZEMELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Zeki ÖZCAN 1 ozcan@sakarya.edu.tr

Yığma Yapıların Rehabilitasyonu İçin Bir Yöntem

TUĞLA DOLGU DUVARLI ÇERÇEVELERİN HASIR DONATI İLE GÜÇLENDİRİLMESİ. Bora ACUN 1, Haluk SUCUOĞLU 1

YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTU

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Kesmeye Karşı Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Deprem Davranışı

SÜNEK OLMAYAN B/A ÇERÇEVELERİN, ÇELİK ÇAPRAZLARLA, B/A DOLGU DUVARLARLA ve ÇELİK LEVHALAR ile GÜÇLENDİRİLMESİ.

Beton Dayanımının Güçlendirilmiş Betonarme Kolonların Davranışına Etkisi. Effect of Concrete Quality to Response of Strengthened RC Column

(Deneysel Çalışmalar)

ÇELİK LAMALAR VE KORNİYERLER İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME ÇERÇEVELERİN YATAY YÜK TAŞIMA KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ. Mühendisliği Bölümü, Konya Türkiye

BETONARME KİRİŞLERİN ÇELİK LEVHALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH STEEL PLATES

BETONARME ÇERÇEVELERDE DOLGU DUVAR ETKİSİNİN İNCELENMESİ ÜZERİNE DENEYSEL ÇALIŞMA

BOŞLUKLU TUĞLA DUVARLARIN LİFLİ POLİMER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ VE DAVRANIŞTA HARÇ ETKİSİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Berk ÖZSAYIN

ÇELİK PLAKA İLE GÜÇLENDİRİLEN BETONARME KİRİŞLERDE YAN PLAKALARIN ETKİSİ

Yapıblok İle Akustik Duvar Uygulamaları: Digiturk & TV8

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN ARTIRILMASI

BETONARME ÇERÇEVELERİN GÜÇLENDİRİLMESİ VE DEPREM PERFORMASININ İYİLEŞTİRİLMESİ. Mühendisliği Bölümü, Konya Türkiye

FARKLI PARAMETERLERİN CFRP ŞERİTLERLE DOLGU DUVAR GÜÇLENDİRMESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Geçmiş depremlerde gözlenen hasarlar Güncellenen deprem yönetmelikleri Tipik bir binada depremsellik incelemesi


ÇELİK LEVHALARLA GÜÇLENDİRİLMİŞ DOLGU DUVARLARIN DAVRANIŞI

YAPILARIN ÜST RİJİT KAT OLUŞTURULARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

BETONA YAPIŞTIRILMIŞ ANKRAJLI LİFLİ POLİMER LEVHALARIN ARAŞTIRILMASI

Betonarme Birleşim Bölgelerinin Güçlendirilmesine Yönelik İTÜ Çalışmaları

Çelik Çerçeveli Yapılar Özelinde Dolgu Duvar Etkisinin İncelenmesi

YAPILARIN ÇİMENTO ESASLI KOMPOZİT PANALLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Çelik Yapılar - INS /2016

BETONARME KİRİŞLERİN LİFLİ POLİMER (FRP) MALZEMELER KULLANILARAK ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ

BETONARME KİRİŞLERİN DIŞTAN YAPIŞTIRILMIŞ KARBON KUMAŞ VE ÇELİK LEVHALARDAN OLUŞAN KOMPOZİT MALZEMEYLE GÜÇLENDİRİLMESİ

ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİMLER

Betonarme Kirişlerin Karbon Elyafla Güçlendirilmesi Üzerine Deneysel Bir Araştırma

BÖLÜM II D. YENİ YIĞMA BİNALARIN TASARIM, DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME ÖRNEKLERİ

11/10/2013 İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ BETONARME YAPILAR BETONARME YAPILAR

T-Kesitli Betonarme Kirişlerin Çelik Levhalar ile Güçlendirilmesi *

YATAY YÜK DAVRANIŞI ZAYIF BETONARME ÇERÇEVELERİN ÇELİK ÇAPRAZLI PERDELER İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Sigma 2006/1 Araştırma Makalesi / Research Article THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF DAMAGED BEAMS REPAIRED WITH REINFORCED JACKETTING

BÖLÜM 7 MEVCUT BİNALARIN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GÜÇLENDİRİLMESİ. sorular

TAŞIYICI SİSTEM TASARIMI 1 Prof. Dr. Görün Arun

GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞLERİN DEPREM DAVRANIŞI

Kirişsiz Döşemelerin Uygulamada Tasarım ve Detaylandırılması

BETONARME KENAR KOLON-KİRİŞ BİRLEŞİMLERİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

KULLANILMIŞ ARABA LASTİĞİ İLE ARD GERME UYGULAYARAK YIĞMA DUVARLARIN DÜZLEM DIŞI DAYANIMIN İYİLEŞTİRİLMESİ

ZENON PANEL YAPI TEKNOLOJİSİ ZENON PANEL MALZEME VE BİLEŞENLERİ

ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi

BETONARME ÇERÇEVELERİN DÜŞEY BAĞ KİRİŞLİ DIŞMERKEZ ÇAPRAZLARLA GÜÇLENDİRİLMESİ

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

BA Yapılarda Hasar Belirleme Onarım ve Güçlendirme

ÇELİK LEVHA PERDELİ YAPILAR

KESME BAKIMINDAN DOĞRU TASARLANMAMIŞ BETONARME PERDE DUVARLI YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI

BİLDİRİ BAŞLIĞI : Betonarme Yapı Analizlerinde Dolgu Duvarların Modellenme Teknikleri

Betonların Güçlendirilmesinde Karbon Fiber Takviyeli Polimer Yerine Cam Fiber Takviyeli Polimer Kullanılması

İnşaat Mühendisleri İster yer üstünde olsun, ister yer altında olsun her türlü yapının(betonarme, çelik, ahşap ya da farklı malzemelerden üretilmiş)

Prof. Dr. Cengiz DÜNDAR

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

EXPERIMENTAL TESTING OF INFILL WALLS IN OUT-OF-PLANE DIRECTION WITH AIRBAG

YAPISAL ÇELİK ELEMANLARLA GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME ÇERÇEVELERİN DİNAMİK BENZERİ DENEY PERFORMANSI

Mesnet Şartlarının Betonarme Kısa Kirişlerin Davranışına Etkisinin Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

Kenet ve Zıvanaların Yığma Duvarların Kesme (Kayma) Davranışına Etkisi

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

Doç.Dr. RAMAZAN ÖZÇELİK

BETONARME YAPI ELEMANLARINDA HASAR VE ÇATLAK. NEJAT BAYÜLKE İnş. Y. Müh.

KULLANILMIŞ ARABA LASTİKLERİ İLE ARD-GERME UYGULAYARAK YIĞMA BİNA DUVARLARININ DEPREME KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ. Dr. Ahmet Türer Mustafa Gölalmış

BA Yapılarda Hasar Belirleme Onarım ve Güçlendirme

Ankraj Tasarımında ACI Yaklaşımı

MEVCUT BETONARME YAPILARDA KISA KOLON DAVRANIŞLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ

Birleşim Araçları Prof. Dr. Ayşe Daloğlu Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

TUĞLA DOLGU DUVARLARIN B/A ÇERÇEVELİ YAPILARIN DAVRANIŞINA ETKİLERİNİN İNCELENMESİ; DENEYSEL VE KURAMSAL ÇALIŞMALAR

BİLGİLENDİRME EKİ 7E. LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI

ÇELİK LİF KULLANIMININ YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARIN SÜNEKLİK ÖZELLİĞİNE ETKİSİ

PENCERE BOŞLUKLU PERDE DUVARLA GÜÇLENDİRİLMİŞ 1/3 ÖLÇEKLİ BETONARME ÇERÇEVELERİN DAVRANIŞI. Alptuğ ÜNAL, 6 M. Yaşar KALTAKCI

ÇELİK PREFABRİK YAPILAR

BÖLÜM-2 ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI

Perdelerde Kesme Kuvveti Tasarımı ve Yatay Donatı Uygulaması

Hasarlı betonarme elemanların çelik köşebent ve lamalar ile güçlendirilmesi

FARKLI TEKNİKLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME KİRİŞLERİN EĞİLME DAVRANIŞI

TDY-2007 YE GÖRE LİFLİ POLİMER KOMPOZİTLER İLE GÜÇLENDİRME TASARIMINDA MEVCUT MALZEME DAYANIMLARIN ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

FARKLI UÇ SARGI ŞEKİLLERİNİN PERDE DUVARLARIN MOMENT EĞRİLİK DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZİ (KURAMSAL ÇALIŞMA)

PREFABRİK KOMPOZİT KOLON-KİRİŞ BAĞLANTILARININ SİSMİK PERFORMANSININ DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

BETONARME PERDE DUVAR ORANININ BİNALARIN SİSMİK PERFORMANSINA ETKİSİ

HOMOJENLEŞTİRİLEN YIĞMA DUVARLARIN DOĞRUSAL OLMAYAN DAVRANIŞLARININ MODELLENMESİ MODELLING OF THE NONLINEAR BEHAVIORS OF THE HOMOGENIZED MASONRY WALLS

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

KOMPOZİT LEVHA YAPIŞTIRMA

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

BETONARME-II ONUR ONAT HAFTA-1 VE HAFTA-II

Kullanılmış Araba Lastikleri Kullanarak Yığma Bina Duvarlarının Depreme Karşı Güçlendirme Çalışmaları

İKİ VE ÜÇ BİLEŞENLİ EPOKSİNİN ADERANS DAYANIMINA ETKİSİ

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

Çelik Lif ile Güçlendirilmiş Betonarme Kirişlerin Sonlu Eleman Yöntemiyle Modellenmesi

Transkript:

Genişletilmiş Çelik Levhalarla Güçlendirilmiş Yatay Boşluklu Tuğla Duvarların Davranışı Alper Cumhur Hitit Üni. Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu İnşaat Bölümü 19169 Çorum Tel: (364) 223 08 00/3411 E-Posta: alpercumhur@hitit.edu.tr Adil Altundal Sakarya Üni. Mühendislik Fakültesi İnşaat Müh. Bölümü 54187 Sakarya Tel: (264) 295 54 54 E-Posta: altundal@sakarya.edu.tr İlker Kalkan Kırıkkale Üni. Mühendislik Fakültesi İnşaat Müh. Bölümü 71450 Kırıkkale Tel: (318) 357 42 42/1254 E-Posta: ilkerkalkan@kku.edu.tr Sabahattin Aykaç Gazi Üni. Mühendislik Fakültesi İnşaat Müh. Bölümü 06570 Ankara Tel: (312) 582 32 08 E-Posta: saykac@gazi.edu.tr Öz Geçmişte ülkemizde meydana gelen orta ve büyük şiddetli depremlerde bina türü yapıların ağır hasar görerek can kayıplarına yol açması, meydana gelebilecek yeni depremler öncesinde ağır hasar görme riski yüksek olan ve kusurlu üretilmiş yapıların güçlendirilmesini gerekli kılmıştır. Bu sorunlar, araştırmacıları etkili, ekonomik ve pratik güçlendirme yöntemleri geliştirmeye yöneltmiştir. Yapılan geçmiş çalışmaların önemli bir bölümünde, yapının taşıyıcı olmayan dolgu duvarları farklı malzemeler (lifli polimer şerit ve kumaş, çelik profiller, epoksi reçinesi vs.) kullanılarak güçlendirilmiştir. Ancak önerilen bu güçlendirme metotlarının uygulanması zor ve maliyetli oluşu ile yapının boşaltılmasını gerekli kılması, metotların yaygınlık kazanamamasına sebep olmuştur. Bu çalışmada, geçmişte önerilen diğer malzemelere göre daha az maliyetli, daha sünek ve sıva ile daha iyi kenetlenme yeteneğine sahip olan genişletilmiş çelik levhaların dolgu duvarlar üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, biri referans, toplam 11 adet tam ölçekli güçlendirilmiş deney elemanı, köşegen boyunca tekdüze basınç yükleri altında test edilmiştir. Güçlendirme işleminde mevcut tuğla dolgu duvarların iki yüzüne genişletilmiş çelik levhalar eklenmiş ve bu levhalar birbirlerine bulonlar ile bağlanarak güçlendirilmiştir. Genişletilmiş çelik levha kalınlığı ve bulon aralıkları deney

değişkenleri olarak seçilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, genişletilmiş çelik levhalar ile güçlendirilen duvarların çekme gerilmelerinin büyük bir kısmının karşılandığı, duvar üzerinde üç eksenli sayılabilecek bir sargılama basıncının oluştuğu ve bulonlarda akma oluşuncaya kadar duvarın kompozit bir malzeme gibi davrandığı görülmüştür. Deneyler süresince güçlendirilmiş deney elemanlarının taşıma kapasitelerinde ani yük kaybı oluşmamış ve deney sonuna kadar güçlendirilmiş tüm deney elemanları bütünlüklerini korumuşlardır. Böylece güçlendirilmiş tuğla dolgu duvarların yük taşıma kapasiteleri, rijitlik, süneklik ve enerji tüketme kapasitelerinde yüksek artışlar sağlanarak davranışları iyileştirilmiştir. Anahtar sözcükler: Genişletilmiş çelik levha, dolgu duvar, yapısal güçlendirme, diyagonal basınç yüklemesi, deprem davranışı. Giriş Ülkemizde meydana gelen şiddetli depremlerde yapılar büyük hasarlar almakta ve bu hasarlar can kayıplarına yol açmaktadır. Depremde ağır hasar görme riski yüksek olan veya kusurlu üretilmiş yapılar için hızlı, ekonomik, sosyal olarak kabul gören, kolay uygulanabilir ve yapı performansına katkı sağlayacak güçlendirme tekniklerine ihtiyaç vardır. Yapısal güçlendirme çalışmaları, depremlerde öncelikle can güvenliğinin sağlanmasını ve yapıların ağır hasar görerek kısmen veya bütünsel olarak göçmesini engellemeyi hedeflemektedir. Betonarme taşıyıcı sisteme sahip yapılarda dolgu duvarlar yapının önemli bir kısmını teşkil etmektedir. Bu sebeple, dolgu duvarların güçlendirilmesi, yapısal güçlendirme yöntemleri arasında önemli bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Dolgu duvar güçlendirme uygulamaları üç temel amacı taşımaktadır: 1. Yapının yanal dayanım ve rijitliğine katkıları ihmal edilebilecek kadar sınırlı olan dolgu duvarların güçlendirilmesi yoluyla yapının genel yanal dayanım ve rijitliğini arttırmak. 2. Dolgu duvarların süneklik ve enerji sönümleme kapasitelerinin arttırılması yoluyla deprem enerjisinin bir bölümünün taşıyıcı olmayan bu elemanlarda sönümlenerek, taşıyıcı elemanların daha sınırlı seviyelerde zorlanmalarını sağlamak. 3. Oldukça gevrek bir deprem davranışına sahip olan tuğla dolgu duvarların deprem esnasında bütünlüğünü kaybederek, yapı içerisinde bulunanlar için ortaya çıkaracakları hayati riskleri asgari düzeylere indirmek. Geçmişte yapılmış olan çalışmalarda dolgu duvarların güçlendirilmesi için farklı malzemeler kullanılmış ve farklı yöntemlere başvurulmuştur. Bu kapsamda, dolgu duvarların hasır donatılı püskürtme betonla (Kahn, 1984; Korkmaz ve diğ., 2010), önüretimli beton panellerle (Frosch ve diğ., 1996; Baran ve Tankut, 2011), CFRP (Karbon Lifli Polimer) şerit veya kumaşlarla (Antoniades ve diğ., 2005), TRM adı verilen lifli polimer hasır donatılı harçla (Triantafillou ve diğ., 2006; Prota ve diğ., 2006), ferrocement ile (Amanat ve diğ., 2007), çelik levha veya profillerle (Taghdi ve diğ., 2000; Özbek ve Can, 2012; Aykac ve diğ., 2014) ve çelik lif katkılı betonla (Sevil ve diğ., 2011) güçlendirilmesi gibi yöntemler uygulanmıştır. Dolgu duvarların güçlendirilmesinde polimer kumaş veya şerit kullanımı, birçok çalışmaya konu olmuştur ve olmaktadır. Ancak bu yöntemin pahalı olması, nitelikli iş gücü ihtiyacı, şerit ve levhaların duvara yapıştırılmasında kullanılan epoksinin pahalı bir 2

malzeme olması ve lifli polimer malzemelerin duvara ankrajlanmasında yaşanan sıkıntılar, yöntemin pratikte yaygınlık kazanmamasına sebep olmaktadır. Bu çalışmada, yerli üretim, ucuz, nitelikli iş gücüne duyulan ihtiyacı azaltan, sünek malzeme özelliklerine sahip, yangın direnci lifli polimer malzemelere göre daha yüksek, kanserojen olmayan ve tamamen geri dönüştürülebilir genişletilmiş çelik levhalar kullanılarak dolgu duvarların güçlendirilmesi yöntemi araştırılmıştır. Genişletilmiş çelik levhaların sahip oldukları bu üstünlükleri sebebiyle yapısal deprem güçlendirmesi uygulamalarında yaygınlık kazanacağı düşünülmektedir. Genişletilmiş çelik levhalar, kesme ve genişletme uygulamaları sayesinde bir ağ ya da kesikli yapı haline getirilmiş, boşluklu bir yapıya sahip levhalardır. Genişletilmiş çelik levhalar, hiçbir şekilde montajlama ya da kaynaklama yöntemi ile bir araya getirilmemekte ve tek bir parça metalden imalat edilmektedir. Bu levhaların istenilen en ve boylarda üretimi yapılabilmektedir (Şekil 1). Bu levhaların, fabrika bölmelerinde, cephe kaplama sistemlerinde, her türlü kafes imalatında, ısıtma ve soğutma sistemlerinin muhafazasında, güneş kırıcı sistemlerinde, asma tavan sistemlerinde, yürüme platformlarında, saha beton içlerinde, duvar sıvalarının altlarında, dekoratif bahçe çitlerinde, ızgara kapaklarında, her çeşit filtre üretiminde, otomotiv sanayisi gibi çok geniş kullanım alanları bulunmaktadır (Şekil 2). Şekil 1 Genişletilmiş çelik levha geometrisi. Geniş uygulama alanına sahip genişletilmiş çelik levhalar, çalışma kapsamında aşağıdaki avantajları sebebiyle tercih edilmiştir: a) Yumuşak çelik, diğer güçlendirme malzemelerine göre daha sünek bir malzemedir. Çeliğin sünek yapısının ve genişletilmiş çelik levhalarda bulunan boşlukların, güçlendirme levhasının deformasyon kapasitesini arttırarak, duvar sünekliğine katkıda bulunması amaçlanmıştır. b) Çeliğin kolay bulunan ve ucuz bir malzeme olması, güçlendirme işleminin ekonomik ve daha uygulanabilir bir yöntem olmasını sağlamaktadır. c) Çelik levhaların duvara sabitlenmesinde yalnızca bulonlar kullanılmaktadır. Sabitleme işleminde epoksi yapıştırıcılara ihtiyaç duyulmaması, güçlendirme işlemini ve ihtiyaç duyulduğunda levhaların duvardan sökülmesini kolaylaştırmaktadır. Bu durum, özellikle birçok duvarın güçlendirilmesinin gerekli olduğu büyük yapılarda güçlendirme işleminin daha pratik ve hızlı bir şekilde ve yapı içerisinde bulunanları asgari düzeyde etkileyerek gerçekleşmesini sağlayacaktır. d) Levha üzerindeki boşluklar, duvarda bulon delikleri açılmasını kolaylaştırarak güçlendirme işlemini hızlandırmaktadır. 3

Şekil 2 Genişletilmiş çelik levhaların kullanım alanları. e) Güçlendirme levhaları sıva ile kaplanarak, mimari ve görsel açılardan istenmeyen durumların önüne geçilebilmektedir. f) Çeliğin yangına karşı dayanıklı, geri dönüştürülebilir ve kanserojen olmayan bir malzeme olması ve bu yöntemde yangın dayanımı düşük ve kanserojen olan epoksi yapıştırıcıların kullanılmaması da yöntemin önemli avantajlarından biridir. Bu çalışmada, biri referans olmak üzere toplam on bir adet tam ölçekli, güçlendirilmiş tuğla dolgu duvar, diyagonal basınç yükü altında test edilmiştir. Genişletilmiş çelik levha kalınlığı (1.5 mm, 2.0 mm ve 3.0 mm) ve levhaların duvara ve birbirlerine bağlanmasında kullanılan bulonların aralığı (100 mm, 150 mm ve 200 mm), deney değişkenleri olarak alınarak, bu değişkenlerin deney elemanlarının dayanım ve davranışı üzerindeki katkıları incelenmiştir. Ayrıca deneyler sonucunda tüm deney elemanlarının taşıma gücü, rijitlik, süneklik ve enerji tüketme kapasiteleri belirlenmiştir. Deney Elemanları Deneysel Çalışma Çalışmanın deneysel kısmında test edilen duvar elemanları, 1000 mm 1000 mm boyutlarında hazırlanmıştır. Piyasada rahatça bulunan 85 mm 190 mm 190 mm boyutlarındaki delikli tuğlalar, delikleri yatay olacak şekilde sıradan bir işçilikle örülmüşlerdir. Referans deney elemanı üzerinde herhangi bir güçlendirme işlemi uygulanmamış, her iki yüzeyi yalın sıva ile sıvanmıştır. Güçlendirilmiş deney elemanları ise tuğla duvara 1.5 mm, 2.0 mm ve 3.0 mm kalınlığındaki genişletilmiş çelik levhaların, 100 mm, 150 mm ve 200 mm aralıklı M6 bulonları yardımıyla bağlanması ve daha sonra bu levhaların üzerine çimento-kireç karışımı harç uygulanmasıyla elde edilmiştir. Sıvanın kalınlığı yaklaşık 25 mm dir. Yapılan malzeme deneyleri, tuğlanın boşluklara paralel yönde 6.3 MPa, boşluklara dik-kısa yönde 3.2 MPa ve boşluklara dik-uzun yönde 3.1 4

MPa basınç dayanımına sahip olduğunu göstermiştir. Yine malzeme deneyleri aracılığıyla, tuğlalar arasında kullanılan harcın basınç dayanımının 10 MPa ve sıvanın basınç dayanımının 9 MPa olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmada test edilen deney elemanları Tablo 1 de gösterilmektedir. Referans elemanı dışında kalan 10 adet güçlendirilmiş deney elemanı üç gruba ayrılmaktadır. Birinci, ikinci ve üçüncü gruptaki deney elemanları, sırasıyla 1.5, 2.0 ve 3.0 mm kalınlığa sahip genişletilmiş çelik levhalarla güçlendirilmiştir. R harfi referans elemanı, B harfi ise güçlendirilmiş deney elemanlarını göstermektedir. Güçlendirilmiş deney elemanlarının isimlerinde B harfinden sonra gelen ilk sayı mm cinsiden levha kalınlığını (1.5, 2.0, 3.0), ikinci sayı ise mm cinsinden genişletilmiş levhaları duvara bağlayan bulonların aralıklarını (100, 150, 200) göstermektedir. Tablo 1 Deney Elemanları. Eleman Grubu 1 2 3 Eleman Levha Kalınlığı (mm) Bulon Aralığı (mm) M6 Bulon Sayısı R - - - B1.5-100 1,5 100 100 B1.5-150 1,5 150 49 B1.5-200 1,5 200 25 B1.5-500 1,5 500 9 B2.0-100 2,0 100 100 B2.0-150 2,0 150 49 B2.0-200 2,0 200 25 B3.0-100 3,0 100 100 B3.0-150 3,0 150 49 B3.0-200 3,0 200 25 Referans deney elemanı Şekil 3 te, güçlendirilmiş deney eleman örneği Şekil 4 te gösterilmiştir. Deney elemanlarında 6 mm çapında bulonlar kullanılmış ve bu bulonlara 3 N.m büyüklüğünde bir ardgerme etkisi verilmiştir. Şekil 3 Referans deney elemanı. Şekil 4 Güçlendirilmiş deney elemanı. Deney Düzeneği ve Deney Prosedürü Deney elemanları, deney çerçevesinin alt başlığına bağlı 2000 kn kapasiteli çift tahrikli bir hidrolik piston yardımıyla yüklenmiş ve bu yükün büyüklüğü, deney çerçevesinin üstüne yerleştirilmiş 1000 kn kapasiteli bir yük hücresi yardımıyla ölçülmüştür. Deney 5

platformunun üst ve alt başlıklarına dört kollu trapez diş bacaklar yerleştirilip platform rijitleştiriciler ile sabit hale getirilmiştir. Test edilen dolgu duvarlar, bir çelik çerçeve içine yerleştirilmiş ve tekdüze diyagonal basınç yükü duvara bu çerçeve yardımıyla iletilmiştir. Çelik çerçeveyi oluşturan her eleman, iki NPU300 çelik profilin dikdörtgen bir kesit oluşturacak şekilde birbirlerine kaynaklanmasıyla oluşturulmuştur. Elemanlar, birbirlerine mafsallı birleşimler aracılığıyla bağlanmıştır (Şekil 5). Bu birleşimler, çerçevenin diyagonal yönde yük taşıma kapasitesinin ve rijitliğinin çok sınırlı olmasını sağlamıştır. Bu sayede, gerçek bir yapıda yapısal çerçeveye etki eden yatay yükler altında çapraz basınç kuvvetleri ilettiği varsayılan (Sayın ve Kaplan, 2005) dolgu duvarlara deney çerçevesinin etkisi ihmal edilebilecek düzeylerde kalmıştır. Ayrıca, çerçeve elemanlarının birbirlerine göre serbestçe dönebilmeleri, duvarla çerçeve arasındaki temas yüzeyinin uygulanan yük seviyesine göre deney sırasında değişmesine imkân tanımıştır. Bu değişim, kullanılan deney metodunun Amerikan ASTM E519 (ASTM 2010) standardında öngörülen ve temas yüzeyini deney boyunca yükleme başlıklarının yüzey alanlarıyla sınırlandıran metoda üstünlüğü olarak ortaya çıkmaktadır. Şekil 5 Çelik çerçeve Deneyler deplasman kontrollü olarak gerçekleştirilmiş ve duvarın çapraz yöndeki deformasyon değeri 20 mm yi aştığında yükleme daha sık aralıklarla durdurularak duvarın hasar durumu gözlenmiştir. Duvarın yük doğrultusunda ve yüke dik doğrultudaki çapraz deformasyonları, duvar üzerine doğrudan bağlanmış LVDT ler yardımıyla ölçülmüştür. Duvar üzerinde alınan bu ölçümlere ek olarak, çelik çerçeveye bağlı LVDT ler yardımıyla da yük doğrultusu ve bu doğrultuya dik yönde alınan ölçümler doğrulanmıştır. Alınan bütün ölçümler, elektronik olarak kaydedilmiştir (Şekil 6). 6

Ön Yüz Arka Yüz Şekil 6 Deney düzeneği. Deney Sonuçları ve Bu Sonuçların Değerlendirilmesi Referans eleman, diyagonal çekme çatlaklarının ortaya çıkmasına kadar doğrusal elastik bir davranış göstermiş ve köşelerde meydana gelen ezilmelerin etkisiyle sınırlı bir süneklik göstererek göçmeye ulaşmıştır. Bu eleman, tuğla parçalanmalarının etkisiyle ani yük kaybına uğramış ve deney sonuna kadar bütünlüğünü muhafaza edememiştir (Şekil 7a). 1. grupta yer alan (1.5 mm levha kalınlığı), 100 mm, 150 mm ve 200 mm bulon aralığına sahip güçlendirilmiş duvarlar (B1.5-100, B1.5-150, B1.5-200 ve B1.5-500) deney sonuna kadar bütünlüklerini muhafaza etmiş, ileri yük artışlarında dahi taşıma güçlerinde önemli kayıplar olmadan deformasyon yapmaya devam etmişlerdir. Bu elemanların tümünde diyagonal çekme çatlakları, köşelerde ezilmeler ve levha buruşmaları meydana gelmiş, ancak bulonlarda sıyrılmalar oluşmamıştır (Şekil 7b-7e). 2. grupta yer alan (2.0 mm levha kalınlığı), 100 mm, 150 mm ve 200 mm bulon aralığına sahip güçlendirilmiş duvarlarda (B2.0-100, B2.0-150 ve B2.0-200) bulon sıklığı arttıkça taşıma gücü, rijitlik, süneklik ve enerji tüketme kapasitelerinin arttığı görülmüştür (Şekil 7f-7h). 3. grupta yer alan (3.0 mm levha kalınlığı), 100 mm, 150 mm ve 200 mm bulon aralığına sahip güçlendirilmiş duvarlarda (B3.0-100, B3.0-150 ve B3.0-200) bulon sıklığı arttıkça taşıma gücünün ve enerji dönüştürme kapasitesinin arttığı, sünekliğin azaldığı ve B3-150 elemanı haricinde rijitliğin genelde arttığı belirlenmiştir (Şekil 7i-7k). 7

a-) R elemanı b-) B1.5-100 elemanı c-) B1.5-150 elemanı d-) B1.5-200 elemanı e-) B1.5-500 elemanı f-) B2.0-100 elemanı g-) B2.0-150 elemanı h-) B2.0-200 elemanı i-) B3.0-100 elemanı j-) B3.0-150 elemanı k-) B3.0-200 elemanı Şekil 7 Elemanların göçme modları. 8

Deney Elemanı Taşıma Gücü (kn) Tablo 2 Deney Sonuçları. Taşıma Gücü Oranı Rijitlik Oranı Süneklik Oranı Enerji Sönümleme Kapasitesi (kj) Enerji Sönümleme Oranı R 117 1.0 1.0 1.0 3.7 1.0 B1.5-100 148 1.3 1.2 9.2 36.2 9.8 B1.5-150 141 1.2 1.4 9.9 32.8 8.9 B1.5-200 141 1.2 2.2 16.8 32.8 8.9 B1.5-500 120 1.0 1.8 15.0 23.1 6.2 B2.0-100 252 2.2 3.2 11.8 59.4 16.0 B2.0-150 165 1.4 2.6 12.1 37.4 10.1 B2.0-200 164 1.4 2.4 10.3 35.7 9.6 B3.0-100 268 2.3 2.4 11.8 66.8 18.0 B3.0-150 205 1.8 2.1 9.8 43.2 11.7 B3.0-200 139 1.1 2.3 9.4 30.8 8.3 Sonuçlar Bu çalışma kapsamında yapılan deneylerden elde edilen başlıca sonuçlar şunlardır: 1. Genişletilmiş çelik levhaların etkisiyle tuğla dolgu duvarın taşıma kapasitesinde 1.3 kata kadar, rijitlik değerinde 2.2 kata kadar, süneklik değerinde 15.8 kata kadar ve enerji dönüştürme kapasitesi değerinde 17 kata kadar artışlar ortaya çıktığı belirlenmiştir. Referans deney elemanı, önemli yük değerlerine ulaşamadan uygulanan ani yük kaybına uğrayarak taşıma kapasitesini tamamen yitirmiştir. Güçlendirilmiş tüm deney elemanlarında ise deney süresince ani yük kaybı olmamıştır. Uygulanan köşegenel yükleme ile alt ve üst köşelerde ezilmeler ve bu ezilmelere bağlı olarak genişletilmiş çelik levhalarda buruşmalar meydana gelmiş ve köşegen boyunca kısmi çatlaklar oluşmuştur. Ancak, bu ezilmeler ve çatlaklar duvarların yük taşıma özelliğini yitirmesine neden olmamış ve güçlendirilmiş duvarlar deney sonuna kadar bütünlüklerini muhafaza etmiştir. 2. Bulonlara uygulanan ardgerme etkisinin duvarlar üzerinde ortaya çıkardığı yanal basınç ve sargılama etkisi, duvarın taşıma kapasitesini arttırmıştır. Ayrıca çelik levhalar diyagonal yöndeki çekme gerilmelerini karşılayarak, duvarda diyagonal çekme çatlakları ortaya çıkmasından sonra da yük kapasitesinin artmaya devam etmesini sağlamışlardır. 3. Bulon aralığının azaltılmasının, levha kalınlığının arttırılmasına göre duvar davranışına daha olumlu katkıları olduğu belirlenmiştir. 4. Genişletilmiş çelik levhalar geometrisi sebebiyle sıva ile çok iyi aderans sağlamış ve güçlendirilmiş duvar üzerinde üç eksenli sayılabilecek bir sargılama basıncı oluşarak kompozit malzeme davranışı göstermiştir. Bu durum özellikle şiddetli depremlerde duvarların yıkılması sonucu can güvenliğini tehdit edici olumsuzlukları ortadan kaldıracaktır. Bu güçlendirme yöntemi, basit işçilikle, seri olarak ve en önemlisi de binaların boşaltılmasını gerektirmeden uygulanabilmesinin yanı sıra, duvar davranışına sağladığı önemli katkılarla da ön plana çıkmaktadır. Teşekkür Bu çalışmaya verdikleri destekten dolayı yazarlar Sakarya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine teşekkürlerini sunarlar. 9

Kaynaklar Amanat, K. M., Alam, M. M. M. and Alam, M. S. (2007) Experimental investigation of the use of ferrocement laminates for repairing masonry infilled RC frames. Journal of Civil Engineering (IEB), 35, pp. 71-80. American Society for Testing and Materials (2010). ASTM E519/E519M-10: Standard Test Method for Diagonal Tension (shear) in Masonry Assemblages, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, U.S.A. Antoniades, K. K., Salonikios, T. N. and Kappos, A. J. (2005) Tests on seismically damaged reinforced concrete walls repaired and strengthened using fiber-reinforced polymers. Journal of Composites for Construction, 9, pp. 236-246. Aykac, S., Kalkan, I. and Seydanlioglu, M. (2014) Strengthening of hollow brick infill walls with perforated steel plates. Earthquakes and Structures, 6, pp. 181-199. Baran, M. and Tankut, T. (2011) Experimental study on seismic strengthening of RC frames by precast concrete panels. ACI Structural Journal, 108, pp. 227-237. Frosch, R. J., Li, W., Jirsa, J. O. and Kreger, M. E. (1996) Retrofit of non-ductile momentresisting frames using precast infill wall panels. Earthquake Spectra, 12, pp. 741-60. Kahn, L. F. (1984) Shotcrete strengthening of brick masonry walls. ACI Structural Journal, 6, pp. 34-40. Korkmaz, S. Z., Kamanli, M., Korkmaz, H. H., Donduren, M. S. and Cogurcu, M. T. (2010) Experimental study on the behaviour of nonductile infilled RC frames strengthened with external mesh reinforcement and plaster composite. Natural Hazards and Earth System Sciences, 10, pp. 2305-2316. Özbek, E. ve Can, H. (2012) Dolgu tuğla duvarların çelik profillerle güçlendirilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27, pp. 921-929. Prota, A., Marcari, G., Fabbrocino, G., Manfredi, G. and Aldea, C. (2006) Experimental in-plane behavior of tuff masonry strengthened with cementitious matrix-grid composites. Journal of Composites for Construction, ASCE, 10, pp. 223-233. Sayın, B. ve Kaplan, S. A. (2005) Deprem Etkisi Altındaki Betonarme Yapılarda Dolgu Duvarların Modellenme Teknikleri. Deprem Sempozyumu, Kocaeli Üniversitesi, Umuttepe Kampüsü, s. 474-480, Kocaeli. Sevil, T., Baran, M., Bilir, T. and Canbay, E. (2011) Use of steel fiber reinforced mortar for seismic strengthening. Construction and Building Materials, 25, pp. 892-899. Taghdi, M., Bruneau, M. and Saatcioglu, M. (2000) Seismic retrofitting of low-rise masonry and concrete walls using steel strips. Journal of Structural Engineering, ASCE, 126, pp. 1017-1025. Triantafillou, T. C., Papanicolaou, C. G., Zissimopoulos, P. and Laourdekis, T. (2006) Concrete confinement with textile-reinforced mortar jackets. ACI Structural Journal, 103, pp. 28-37. 10