Tarihi Yapıların Güçlendirilmesinde Yenilikçi Yaklaşımlar ve FRP Malzemelerin Kullanımı



Benzer belgeler
Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Tarihi Yapıların Güçlendirilmesinde Sınırlar Boundaries of Retrofitting in Historical Buildings

DEPREM BÖLGELERİNDEKİ TARİHİ KÂGİR YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİNDE KULLANILAN YENİ TEKNİKLER

Tarihi Tuğla Duvarların Tekstil Donatılı Harç (TRM) ile Güçlendirilmesi

Betonarme Kirişlerin Karbon Elyafla Güçlendirilmesi Üzerine Deneysel Bir Araştırma

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

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

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

Betonların Güçlendirilmesinde FRP Kompozitlerin Hibrit Olarak Kullanımın etkisi

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

Hibrit ve Çelik Kablolu Köprülerin Dinamik Davranışlarının Karşılaştırılması

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

Kompozit Malzemeler. Tanım:

Yığma Yapıların Deprem Güvenliğinin Arttırılması Çalıştayı. 17 Şubat 2005, ODTÜ. SGM Sunumu

İki malzeme orijinal malzemelerden elde edilemeyen bir özellik kombinasyonunu elde etmek için birleştirilerek kompozitler üretilir.

Kompozit Malzemeler. Tanım:

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

ONARIM ve GÜÇLENDİRMEDE MALZEME-II. Bölüm. Doç. Dr. Halit YAZICI

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

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

YIĞMA YAPI MÜHENDİSLİĞİNİN GELİŞİM TARİHİ DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMLARI

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

Farklı Yöntemler Kullanılarak Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Performansa Dayalı Tasarıma göre Deprem Performanslarının Belirlenmesi

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

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

Yığma Yapıların Rehabilitasyonu İçin Bir Yöntem

YAPI MALZEMESİ Anabilim Dalı

TS 500 (2000): Betonarme yapıların hesap ve yapım kuralları TS 498: Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri

Tek bir sistemle ısı, yangın ve ses yalıtımı nasıl sağlanır?

ÇELİK YAPILAR (2+1) Yrd. Doç. Dr. Ali SARIBIYIK

YIĞMA YAPI TASARIMI DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK BİNALAR HAKKINDA YÖNETMELİK

KOMPOZİT LEVHA YAPIŞTIRMA

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

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

ÜRÜN TANIMI; arasında olmalıdır.! Derz uygulaması yapıştırma işleminden bir gün sonra yapılmalıdır.!

PROMER Müşavirlik Müh. Suat Yıldırım İnşaat Yük. Müh. ODTÜ 1989

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı

İnşaat Müh. Giriş. Konu: ÇELİK YAPILAR. İnşaat Müh. Giriş Dersi Konu: Çelik Yapılar 1

Hafif çelik yapı sisteminin raporu

) = 2.5 ve R a (T ,

Doç. Dr. Halit YAZICI

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

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

Kod numarası tek olanlar güz dönemi, çift olanlar bahar dönemi derslerini belirtmektedir.

YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ DERS NOTU

Selçuk Üniversitesi ISSN 1302/6178 Journal of Technical-Online YIĞMA BİR OKUL BİNASININ DEPREM PERFORMANS ANALİZİ.

ALÜMİNYUM KOMPOZİT PANELLER

AQUAPANEL DIŞ CEPHE DUVAR GİYDİRME SİSTEMİ UYGULAMA ŞARTNAMESİ AQUAPANEL DIŞ CEPHE PLAKASI FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

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

TARİHİ YAPILARDA LOKAL GÜÇLENDİRMEYE BAĞLI LOKAL RİJİTLİK ARTIŞININ YAPI DAVRANIŞINA ETKİSİ

BETONARME KİRİŞLERİN KESME GÜÇLENDİRMESİ İÇİN KULLANILAN YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Çelik Yapılar - INS /2016

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

KONU : Gazbeton Duvar Yüzeyine Sıva Uygulama Şartnamesi SAYFA : 5

DUVARLAR duvar Yapıdaki Fonksiyonuna Göre Duvar Çeşitleri 1-Taşıyıcı duvarlar; 2-Bölme duvarlar; 3-İç duvarlar; 4-Dış duvarlar;

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

SÜLEYMANİYE CAMİİ TAŞIYICI SİSTEMİNİN ONARIMI VE GÜÇLENDİRME ÇALIŞMALARI

YIĞMA YAPILARDA HASAR TESPİTİ DENEY VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ. Dr.Fevziye AKÖZ

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü. Alternatif Yapı Malzemeleri

Derz sızdırmazlığı için PVC esaslı Su Tutucu Bantlar

Karbon Lifleriyle Güçlendirme Sistemi

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

İÇİNDEKİLER BÖLÜM 1 BÖLÜM 2

FRP Donatı Çekme Testlerinde Numune Başlık Özeliklerinin Çekme Test Sonuçlarına Etkilerinin Araştırılması

Tarihi Yapılarda Restorasyon Uygulamaları: Bir Durum Çalışması. The Restoration Applications on Historical Structures: A Case Study

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

AD: HEDEF AYMAK NUMARA: G KONU: İNŞAAT ÇELİKLERİ

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

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

ÇELİK YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ. Armağan KORKMAZ*, Zeki AY, Ömer UYSAL

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

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

Doç. Dr. Halit YAZICI

OUTWEAR ÜZERİ KAPLAMA UYGULAMALARI

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

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

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

GRANİT - SERAMİK YAPIŞTIRICILAR & DERZ DOLGULARI

Yığma Kagir Yapı Davranışı

2003 BİNGÖL DEPREMİNDEN SONRA GÜÇLENDİRME İŞLEMLERİNDE GÖRÜLEN YANLIŞLIKLAR VE ÖNERİLER

KAYIT FORMU TEL : 0 (354) FAKS :. 0 (354) E-MAİL 1 : zbabayev@erciyes.edu.tr E-MAİL 2 :...

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

ZENON PANEL YAPI TEKNOLOJİSİ ZENON PANEL MALZEME VE BİLEŞENLERİ

BA Yapılarda Hasar Belirleme Onarım ve Güçlendirme

Halil NOHUTCU. EĞİTİM MEZUNİYET YILI BÖLÜM ÜNİVERSİTE LİSANS 1992 İnşaat Mühendisliği

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

ALÇI LEVHA YAPIŞTIRMA

TAŞIYICI DUVARLARDA FARKLI BOŞLUK YAPILANDIRMASINA SAHİP SARILMIŞ YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

BA KENT ÜNİVERSİTESİ. Malzemeler genel olarak 4 ana sınıfa ayrılabilirler: 1. Metaller, 2. Seramikler, 3. Polimerler 4. Kompozitler.

1. YARIYIL / SEMESTER 1

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ (Bölüm-3) KÖPRÜLER

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri:

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

YIĞMA YAPI TASARIMI ÖRNEK BİR YIĞMA SİSTEMİN İNCELENMESİ

Transkript:

Tarihi Yapıların Güçlendirilmesinde Yenilikçi Yaklaşımlar ve FRP Malzemelerin Kullanımı *1 İzzet Değirmenci ve 2 Mehmet Sarıbıyık *1 Sinop Üniversitesi, Boyabat Meslek Yüksekokulu, İnşaat Programı, Sinop, Türkiye 2 Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İnşaat Mühendisliği, Sakarya, Türkiye Özet Tarihi yapılar geçmişten günümüze kadar ayakta kalabilmiş, inşa edildiği dönemlerin izlerini taşıyan ve belli başlı mimari karaktere sahip olan yapılardır. İnşa edildiği dönemin malzeme karakteristiklerini, yapım tekniklerini ve mimari öğelerini günümüze aktaran önemli hazinelerdir. Geleneksel malzemelerle inşa edilmiş olan tarihi yapılar ömürleri boyunca yangınlar, atmosferin malzemeler üzerindeki yıpratıcı etkileri, farklı yüklemeler ve depremler gibi birçok olumsuz etkiyle karşı karşıya kalmışlardır. Tüm bu olumsuzluklara rağmen günümüze kadar ayakta kalmayı başarabilmiş olan tarihi yapılara gereken önem verilmeli, zarar gören kısımları onarılmalı ve gerekli güçlendirmeler yapılarak geleceğe de güvenle aktarımı sağlanmalıdır. Tarihi yapıların onarım ve güçlendirilmesinde en hassas nokta tarihi dokuyu korumaktır. ICOMOS tüzüğünde de belirtildiği üzere, tarihi yapıların onarım ve güçlendirilmesinde doğal malzemeye öncelik verilmeli, doğal malzemenin yeterli görülmediği durumlarda zamanın teknolojik ürünleri uygulanmalıdır. Yapılan uygulamaların ise ileride bu uygulamadan vazgeçilmesi durumunda geri döndürülebilir nitelikte olması gerekmektedir. Bu çalışmada; yığma yapılarda kullanılan güçlendirme yöntemleri, özellikle de yenilikçi ve teknolojik bir güçlendirme malzemesi olan FRP ile yapılan güçlendirme uygulamaları araştırılmıştır. İlgili bilimsel çalışmalar taranarak yığma yapılarda güçlendirme malzemesi olarak FRP malzemelerin kullanım biçimleri incelenmiş, bu uygulamaların tarihi yapılardaki muhtemel etkileri tartışılmıştır. Yapılan uygulamaların koruma tüzükleri açısından uygunluğu hakkında bir takım çıkarımlarda bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Yığma Yapı, Tarihi Yapı, Onarım, Güçlendirme, FRP Abstract Historical buildings still standing to this day in the past, bearing the traces of the time it was built and is made with a certain architectural character. They show the material characteristics of the time it was built, construction techniques and architectural elements. Historic structures built with traditional materials have faced fire, corrosive effects, different installations, earthquakes and many negative effects throughout the life. Should be given to value despite all the negativity still standing the historical buildings. The most sensitive point of repair and strengthening of historic structures are to protect the historic tissue. Repairs and strengthening of historic building should be use technological products if isn't enough natural products as noted in the ICOMOS charter. The applications should be reversible if this method to be useless in the future. In this study, strengthening methods used in masonry structures, in particular, has researched innovative and technological applications made by a strengthening with FRP materials. Scanning the relevant scientific studies, using FRP materials to reinforcement masonry structures have been examined, possible effects on the historical tissue of this practice are discussed. Applications have been found in some inferences about the appropriateness of the protection charter. Key words: Masonry Structures, Historical Building, Repair, Strengthening, FRP *Corresponding author: Address: Boyabat Vocational School, Department of Construction, Sinop University,57100, Sinop TURKIYE. E-mail address: idegirmenci@sinop.edu.tr, Phone: +903683150101 Fax: +903683151441

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 339 1. Giriş Tarihi yapılar, mimarisi, kültürü, çevre dokusu, mühendislik özellikleri, anıtsal ya da sivil mimarlık öğesi oluşu gibi birçok açıdan araştırmacıların ilgi duyduğu bir konu halini almış ve bu konuda son dönemlerde birçok çalışma yapılmıştır. Tarihi yapılar yıllar içerisinde atmosferin yıpratıcı etkisi, deprem etkileri, kullanım biçimlerindeki değişiklikler, farklı yüklemeler, zemin problemleri gibi farklı nedenlerden ötürü hasara uğrayabilmektedirler. Meydana gelen eskimeye karşı tarihi yapıların tekrardan dirençli hale getirilerek geleceğe güvenle aktarılması bir gerekliliktir. Bu nedenden ötürü gerekli analizler yapılarak tarihi yapıların iyileştirilme ihtiyaçları belirlenmeli ve mümkün olduğunca aslı korunarak rehabilite edilmeleri sağlanmalıdır. Tarihi yapıların deprem kuvvetlerine karşı dayanımının tespiti için deprem analizi yapılması gereklidir. Analizler günümüz teknolojisinde bilgisayar yazılımlarıyla detaylı olarak yapılabilmektedir. Analiz sonuçlarına göre güçlendirmenin gerekli görülmesi durumunda seçilecek güçlendirme metotlarının uygulanması aşamasında tarihi yapıya yapılacak müdahaleler, uluslararası koruma tüzüklerine uygun olmalı ve yapının özgün mimari özelliklerine zarar vermemelidir. Onarım ve güçlendirme işlerinde geleneksel malzemelerin kullanımının yanında teknolojik malzemelerin kullanımı da mümkündür. Bu teknolojik ürünler içerisinde Fiber Takviyeli Plastik (FRP) malzemeler üstün mekanik özellikleriyle önemli yer tutarlar. Bu çalışmada tarihi yapılarda güçlendirme yöntemlerine değinilmiş, güçlendirmede yeni yaklaşımlar irdelenmiş ve özellikle de üstün mekanik özelliklere sahip FRP malzemelerle yapılan güçlendirme çalışmalarına yer verilmiştir. Yapılan uygulamaların tarihi yapılar açısından uygunluğu gözden geçirilerek çıkarımlarda bulunulmuştur. 2. Tarihi Yapılar Tarihi yapılar; yapıldığı dönemin mimari öğelerini, mühendislik tecrübelerini, malzeme bilgilerini ve kültürel izlerini içinde bulunulan döneme kadar getirebilen taşınmaz kültür varlıklarıdır. Kültürel birikim ve teknik bilgiler açısından geçmişten geleceğe kurulacak bir köprü görevi görürler. Atmosferin etkileri, doğal ve yapay felaketler, yeterli mühendislik hizmeti görmemiş olmaları, korumacılık anlayışının yerleşmemiş olması gibi birçok sebepten ötürü bugünlere ulaşan yapı sayısı azdır. Günümüze ulaşan sivil mimarlık örnekleri de çok eski tarihlere işaret etmez. Fakat yapım yöntem ve teknikleri, kullanılan malzemelerin kalitesi, korunma altında olmaları gibi sebeplerden ötürü anıtsal eserlerin çoğu günümüze ulaşabilmiştir. Günümüze ulaşabilen tarihi nitelikli yapıları gelecek kuşaklara güvenle aktarabilmek gerekir. Tarihi yığma yapılarda ana taşıyıcı sistem duvarlardır. Yığma duvarların düşey basınç yükleri altında oluşan basınç gerilmelerine karşı dayanımını kaybetmemesi ve yatay deprem yükleri altında duvar kesitlerinde oluşan kayma gerilmelerine karşı yeterli dayanımı göstermeleri beklenir. Yığma taşıyıcı duvarların hiç bir kesitinde çekme gerilmelerinin oluşması istenmez. Yığma duvarların çekme dayanımının olmadığı kabul edilir. Bu sebepten dolayı yığma yapıda çekme gerilmelerinin oluşumu önlenemez ya da çekme gerilmelerinin oluştuğu bölgelerde önlem alınmazsa yapıda hasar oluşabilir. Yığma taşıyıcı elemanların, çekme gerilmelerinden hasar görmelerini engelleyecek olan çekme elemanlarıdır. Yığma yapılar yatay deprem kuvvetleri

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 340 altında çekme gerilmelerine maruz kalırlar. Yatay yönde etki eden bu kuvvetler, ağır bir kütleye sahip ve yüksek rijitliğe sahip olan yığma yapının hasar görmesine sebep olurlar. Bu sebepten oluşabilecek çekme gerilmeleri, uygun çekme elemanlarıyla karşılanmalıdır. 2.1. Tarihi Yapıların Korunması ve Güçlendirilmesinde Korumacılık Yaklaşımları Tarihi yapıların korunması, onarım ve güçlendirilmesinde uluslararası korumacılık ilkelerine dikkat edilmesi gerekir. Tarihi dokusunun zarar görmesine sebep olabilecek ve geri dönüşümü olmayan her türlü uygulamadan kaçınılmalıdır. 1931 Atina da ve 1964 Venedik te imzalanan ve ülkemizin de taraf olduğu ICOMOS tüzükleri tarihi anıtların onarım ve restorasyonunda dikkat edilmesi gereken noktalara vurgu yapmaktadır. Ayrıca ICOMOS un 2003 yılında belirlediği tarihi yapıların restorasyonunda uyulması gereken kriterler, tarihi yapı onarım ve güçlendirilmesinde uygulayıcılara yol göstermektedir. ICOMOS tüzüğünün belirlediği ilkelere göre, taşıyıcı sistemin çökmesini önlemek amacıyla alınması gerekli acil güvenlik önlemleri dışında, sağlayacağı yarar veya zarar tam olarak belirlenmeden tarihi esere herhangi bir müdahale yapılmamalıdır. Bu tür acil önlemler alınırken, geriye dönüşü olmayan müdahaleler getirmekten mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Geleneksel ve yeni teknikler arasında tercih yapılmadan önce, her yapının durumu, güvenlik ve mukavemet talepleri göz önünde tutularak değerlendirilmeli, en az müdahale getiren ve kültürel değerlerle en uyumlu olan seçilmelidir. Restorasyonda mümkün olduğunca geleneksel malzemeler tercih edilmeye çalışılmalı, geleneksel malzemenin yetersiz görüldüğü durumlarda günün teknolojik malzemeleri kullanılmalıdır. Teknolojik malzemenin uyumlu olmasına özen gösterilmelidir. Kullanılan malzeme mümkün olduğunca geri dönüştürülebilir olmalıdır. Yeni bilgiler edinildiğinde yapılan müdahalelerin esere zarar vermeden kaldırılarak daha uygun olanlarla yer değiştirilebilir nitelikte olması istenmektedir [1]. 2.2. Tarihi Yığma Yapılarda Onarım ve Güçlendirme Metotları Bir yapının onarım veya güçlendirmesinde; hasarın nedenlerini giderecek önlemlerin alınması, hasardan dolayı meydana gelen dayanım kayıplarının yeniden kazandırılması veya bir daha hasar meydana gelmemesi için gerekli güçlendirme işinin yapılması gibi farklı amaçlar güdülebilmektedir [2]. Onarım ve güçlendirmede yığma yapılar açısından dikkat edilmesi gereken önemli noktalardan birisi yapı ağırlığının ve dolayısıyla rijitliğinin arttırılmamasına dikkat etmek olmalıdır. Çünkü yatay deprem yükleri yapıya ağırlığı ve rijitliği oranında etki edecektir. Yığma yapılarda kullanılan en genel onarım ve güçlendirme metotları şunlardır [2]: a) Çimento Enjeksiyonu b) Betonarme Mantolama c) Gergi Demirleriyle Güçlendirme d) Betonarme Hatıllarla Güçlendirme e) Ahşap Dikme ve Çaprazlarla Güçlendirme f) Çelik Profillerle Güçlendirme g) FRP Kompozitlerle Güçlendirme

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 341 3. Yenilikçi Yaklaşımlarla Yığma Yapıların Güçlendirilmesi Geleneksel malzemeler ve yöntemlerle yığma yapılarda güçlendirme yapılabilir. Ancak geleneksel malzemelerin düşük dayanım özelliği ve çekme gerilmesini alacak eleman teşkilinin güçlüğü yeni teknolojik malzemelerin de kullanılması fikrini doğurmuştur. Tarihi yapılarda minimum müdahale ile maksimum verim alınması ve tarihi dokunun korunması önem taşır. Yenilikçi bir yaklaşım olan FRP malzemelerin hem korozyon gibi dış etkilere dayanıklı, hem de küçük kesitlerle yüksek çekme gerilmeleri taşıyabilir olması tarihi yapılarda kullanımını özendirmektedir. Bu sayede iyileştirme tarihi dokuya en az müdahale ile gerçekleşebilmektedir. 3.1. Güçlendirmede Kullanılan FRP Malzemeler Tarihi yapıların süneklik özelliği oldukça düşüktür. Diğer yandan çekme elemanları olmadığından çekme gerilmeleri bakımından da dayanıksızdırlar. Güçlü dinamik yüklere maruz kalan bu tür yapılarda enerji sönümlenmesi yapısal hasarların ve çatlakların ortaya çıkmasıyla mümkün olabilir. Dolayısıyla güçlendirme esnasında yapıya süneklik katacak ve çekme gerilmelerini alacak ek elemanlar yerleştirilmelidir. Bu elemanlardan en önemlilerinden birisi FRP malzemelerdir [3]. 3.1.1. Cam Fiberler Fiber üretiminde camın birçok farklı bileşimi kullanılır. E camı; yüksek mukavemet, sertlik, elektriksel direnç özelliklerine sahiptir. C camının korozyon direnci yüksektir. S camı; yüksek elastisite modülü, yüksek sıcaklara direnç özelliklerine sahiptir [4]. 3.1.2. Karbon Fiberler Karbon fiberlerin tasarım malzemesi olarak kullanılması, daha çok yüksek dayanımlı türü üzerinde yoğunlaşmaktadır. Karbon fiberler yüksek elastisite modülü ve çekme dayanımına sahiptirler. Grafit tabakalarının, fiber eksenine paralel olarak yönlendirildiği durumlarda en yüksek dayanım değerlerine ulaşılır [4]. 3.1.3. Bazalt Fiberler Bazalt elyafları, bazalt taşlarının 1300-1700 C'de eritilmesi ile elde edilir. Bazalt elyaflarının kimyasal bileşimlerine bağlı olarak da mekanik nitelikleri bir miktar değişiklikler gösterir. 1200-1400 C aralığı için sıcaklık arttıkça elde edilen elyafın çekme mukavemeti 1,5GPa'dan 2,9GPa'a artma eğilimi gösterir [5]. 3.1.4. Organik Fiberler Organik fiberler; yüksek mukavemet ve rijitliğe sahip ve büyük oranda düzenli polimerlerdir. Organik fiberlerde karbon fiberler gibi anizotropik davranış gösterirler. Organik fiberlerin Kevlar 29 ve Kevlar 49 gibi ticari isimleri olan çeşitleri vardır [4]. Kevlar, camdan daha hafif ve daha rijittir. Fiyat açısından da birçok liften daha ucuzdur. Dış etkilere karşı korunması gerekir [6].

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 342 3.1.5. Bor Fiberler Çekme dayanımı yüksek mukavemet sınıfından karbon elyafına eşdeğer olan bor elyafının basma mukavemeti ise karbonun yaklaşık iki katıdır. Bor elyaf diğer bütün elyaf türlerinden şimdilik daha pahalıdır. Tungsten çekirdek üzerine bor kaplanılarak elde edilir. Elde edilen sürekli bor lifleri genellikle 0,1-0,2 mm çapında olur. Kalın oldukları için bor liflerinin dokuma, bükme gibi işlemlerle elyaf ve kumaş haline getirilmeleri de daha zordur [7]. 3.2. FRP Malzemeler İle Güçlendirme Uygulamaları Fiber takviyeli polimerler düşük yoğunluklu, üstün mekanik özellikli, paslanmaya ve kimyasal maddelere karşı dayanıklıdır. Ayrıca esnek olup hızlı uygulanabilmektedir. Günümüzde inşaat mühendisliği alanında binaların, köprülerin ve diğer alt yapı sistemlerinin sismik güçlendirmesinde kullanılmaktadır [8]. FRP malzemeler çubuk, halat, şerit, ızgara ve tek ya da çok yönlü kumaşlar gibi farklı formlarda üretilerek farklı tekniklerle uygulanabilmektedirler. 3.2.1. FRP Çubuklarla Güçlendirme Genel olarak yığma yapıların deprem analizlerine göre belirlenmiş, hasar görmesi muhtemel taşıyıcı duvarlarında uygulanmaktadırlar. FRP çubuk ile güçlendirme uygulamalarında firmaların farklı yaklaşımları bulunmaktadır. Duvar derzlerindeki geleneksel harçlar yaklaşık 7-10 cm. boşaltılarak, boşalan alana fiber çubuklar yerleştirilmektedir. Boş kalan derzler yapıda kullanılan özgün harç özelliklerinde veya özgün harçla uyumlu harçla yeniden doldurularak uygulama tamamlanmaktadır. Bu tür uygulamada yapıdan çıkan harcın tekrar kullanılması uygun değildir [9]. Bazı uygulamalarda ise duvar derzlerinde 2-3 cm. derinlikte boşluklar açılarak bu boşluklara özel reçine ya da kireç esaslı harçlar kullanarak FRP çubuklar yerleştirilmektedir [10]. FRP çubuklar ile duvar yüzeyinde oluşan çekme gerilmeleri karşılanırken duvarın sünekliği de arttırılmış olmaktadır. Güçlendirme uygulamalarında genellikle karbon, bazalt, cam, aramid çubuklar kullanılmaktadır. FRP çubuk uygulaması genellikle sıvasız elemanlarda tarihi dokunun korunması maksadıyla kullanılmaktadır. Kullanılan karbon çubukların duvar derzlerine yerleştiriliş biçimleri Şekil 1 de gösterilmiştir. Şekil 2 te ise karbon kumaşlardan kesilen parçaların ince şerit biçiminde katlanıp epoksi ile yapıştırıldıktan sonra derzlere uygulanmasına ilişkin bir çalışma görülmektedir. Şekil 1. FRP çubukların derzlere uygulanması [10] Şekil 2. FRP şerit derz uygulaması [2]

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 343 3.2.2. FRP Izgaralarla Güçlendirme Sıvalı yüzeylerin güçlendirilmesinde tekstil donatılı harçlar kullanılabilmektedir. Tarihi yığma duvarların tekstil donatılı harç ile güçlendirmesinin kayma davranışındaki etkisini belirlemek amacıyla düzenlenen deneysel çalışmada, diyagonal yükle yüklenen numunelerin kayma dayanımı ve güç tüketimlerinde artış görülmüştür [11]. Bu teknikte ızgara biçiminde oluşturulan elyaflar duvar yüzeyine sıva harcıyla birlikte uygulanmaktadır. Bu sayede taşıyıcı eleman yüzeyi sıva ile birlikte güçlendirilmektedir. Karbon, bazalt, cam elyaf, aramid elyaf gibi lif türlerinden ızgara elemanlar üretilebilmekte, bu elemanların duvar yüzeyine sıva ile birlikte uygulanmasıyla duvarın hem dış yüklere karşı dayanımının hem de sünekliğinin artırılması sağlanabilmektedir. Şekil 3 de karbon ızgaraların model duvar üzerine sıva ile uygulanışı görülmektedir. Akdeniz tarihi yapı mirasının onarım ve güçlendirilmesinde açık ve tam uyumlu yeni nesil güçlendirme sistemleri üzerine 2006 da başlatılıp 2008 de tamamlanan Operha projesinde uygulanan bazalt donatılı harç uygulamaları da Şekil 4 de görülmektedir. Şekil 3. Karbon ızgara ile donatılı harç uygulaması [11] Şekil 4. Bazalt elyafı ile donatılı harç uygulaması [12]

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 344 3.2.3. FRP Şeritlerle Güçlendirme FRP malzemelerin yığma duvarların güçlendirilmesinde uygulanmasının bir başka yolu da şerit halinde üretilmiş FRP elemanların duvar yüzeyine yatay, düşey ya da diyagonal biçimde yapıştırılmasıdır. Yapıştırma işlemi genellikle epoksi gibi bağlayıcılarla gerçekleştirilmektedir. Şekil 5 de düşey yönde yapılan uygulama, diyagonal olarak duvar yüzeyine yapılan uygulama, kemer ve tonoz gibi elemanlarda FRP şeritlerle güçlendirme uygulamaları görülmektedir. Karbon FRP ile cam FRP malzemenin uygulama biçimleri benzer şekildedir. Cam elyaf, formu gereği daha şeffaf bir malzeme olup şeffaf uygulamalar yapabilmeye olanak sağlar. 3.2.4. FRP Kumaşlarla Güçlendirme Şekil 5. Karbon şeritlerin güçlendirmede kullanılması [13-16] FRP kumaşlar da güçlendirme uygulamalarında fazlaca kullanılmaktadırlar. Özellikle kolon ve kirişlerin sargılanarak güçlendirilmesinde önemli rol oynarlar. Fakat kumaş şeklindeki fiberlerin tarihi yapılarda sargılama yapılarak kullanılması pek uygun değildir. Epoksi reçine ile yüzeye yapıştırılarak uygulandığından ötürü, uygulandığı yerdeki tarihi dokuyu kapatacağı için kullanımı sakıncalar doğurabilir. Ayrıca epoksi ile yapıştırıldığı zaman Venedik tüzüğünde belirtilen geri döndürülebilirlik ilkesi göz ardı edilmiş olmaktadır. En çok acil müdahale gerektiren ve üzeri kaplanacak olan kubbelerin sargılanmasında kullanımı yaygındır. Cam elyaflar karbona göre mekanik özellikleri bakımından yakın ama fiyat olarak daha ucuzdur ve aynı formlarda üretilebilmektedirler. Şekil 6 da yüzeyi cam elyaf kumaşlar ile kaplanmış duvar örnekleri ile dıştan karbon elyafla sarılmış bir kubbe görülmektedir.

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 345 3.2.5. FRP Halatlarla Güçlendirme Şekil 6. Kumaşlar sarılarak yapılan duvar güçlendirmeleri [17-19] Yığma yapıları güçlendirmekte kullanılabilecek diğer bir yöntem de yığma yapı elemanını halat ile sargılamaktır. Organik elyaflardan ya da bazalt elyafı gibi elyaflardan elde edilen halatlarla yığma duvarlar güçlendirilebilir. Uygulamasında derzlerden karşılıklı olarak açılan deliklerden faydalanılır. Şekil 7 de bazalt halat ile baklava şeklinde ve düğümlü sargılama tekniğiyle güçlendirilmiş yığma duvar örnekleri görülmektedir. Ayrıca yatay derz doğrultularınca belirli aralıklarla açılan deliklerden karşılıklı gerdirildikten sonra derzin içerisine gömülmek suretiyle yapılan uygulama görülmektedir. Şekil 7. Bazalt halat ile baklava ve şerit şeklinde şeklinde güçlendirme [20-21] 4. Sonuç ve Öneriler Güçlendirme uygulamalarında en çok kullanılan lif türleri karbon, cam, bazalt, ve aramid lifleridir. Bor lifi, üretiminin yaygınlaşmaması ve maliyetinin yüksek olması sebebiyle henüz bu tür uygulamalarda kullanılmamaktadır. Karbon elyafı pahalı olmasına karşın mekanik ve durabilite özellikleri yüksek olduğundan daha çok tercih edilmektedir. Cam elyafı daha ucuz olup ayrıca şeffaf uygulama yapılabilme imkânı da mevcuttur. Bazalt elyafı ise bazalt kayacından üretildiği için kâgir malzemelerle uyumunun en iyi olması beklenir.

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 346 FRP malzemelerin güçlendirmede kullanılmasının bir avantajı da yapının ağırlığını arttırmamalarıdır. Ağır ve rijit olan yığma yapıların güçlendirilmesi küçük kesitlerle sağlanabilmektedir. FRP malzemenin güçlendirmede kullanımıyla birlikte yapıda az müdahale ile yüksek verim elde edilebilmektedir. Böylece hem yayılımcı bir teknik uygulanmamış olacak, hem de yapı yükü fazlaca arttırılmamış olacaktır. FRP malzemelerin tarihi yığma yapı elemanlarında kullanımını, uygulama yüzeyi açısından sıvasız ve sıvalı yüzeyler olmak üzere iki biçimde ifade edebiliriz. Sıvasız duvarlarda uygulanan metotlar içerisinde tarihi dokuya en az müdahale edileni; FRP çubuk, halat ya da bantların derz içlerine uygulanmasıdır. Eğer duvara sıva uygulanacaksa, FRP şeritlerin yüzeye yapıştırılması ya da donatılı harç sistemlerinin kullanılması metotları en uygunu olacaktır. Bu uygulama biçimlerinin de geri döndürülebilirlik açısından uygun olduğu söylenebilir. FRP kumaşların yüzeye epoksi reçinelerle yapıştırılması veya duvarların tamamen sargılanması durumu ise geri döndürülebilirlik kriteri açısından uygun olmayacaktır. FRP kullanımını koruma tüzükleri çerçevesinde değerlendirdiğimizde olumlu yönleri göze çarpar. FRP malzemeler koruma tüzüklerinde belirtilen esaslara uygun olarak uygulanabilirler. FRP malzeme ile tarihi yapıda uygulanan güçlendirmelerde yayılımcı bir teknik kullanılmadığı müddetçe geri dönüşümleri kolay olacaktır. Bu yüzden tarihi dokuyu kapatacak ve yapıdan uzaklaştırılması zor olan tekniklerle uygulamalardan uzak durulmalıdır. FRP malzemelerin yapıya uygunluğu ve gelecek dönem etkilerini söylemek için henüz erken olduğunu ifade edebiliriz. Deneylerden ve nümerik modellerden elde edilmiş veriler ışığında güçlendirme uygulamaları yapılmıştır. Fakat bu tekniklerin yapılar üzerinde kullanımı daha yeni yaygınlaştığı için uzun dönemli sonuçları hakkında yeterli veri bulunmamaktadır. Gerçek deprem etkisiyle karşılaşmadan ve geleneksel yapı malzemeleri gibi uzun dönem davranışları görülmeden kesin çıkarımların yapılması güçtür. 5. Kaynaklar [1] Mimari Mirasın Analizi, Korunması ve Strüktürel Restorasyonu için İlkeler. (2003). ICOMOS. [2] Çöğürcü, M., T. (2007). Yığma Yapıların Yatay Derz Güçlendirme Yöntemiyle Güçlendirilmesi. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi, Konya. [3] Keskin, A., Özen, S. (Mayıs 2011). Tarihi Yapıların Onarım ve Güçlendirilmesi. TMMOB İzmir Şubesi Bülten, 158, 44-46. [4] Kompozit Sektör Raporu. (Aralık 2006). İstanbul Ticaret Odası. [5] İnternet : http://uskudar.biz/malzeme-bilgisi/bazalt-elyafı (Erişim Tarihi : 02.03.2015) [6] Ersoy, H.Y. (2001). Kompozit Malzeme. İstanbul : Literatür Yayıncılık. [7] İnternet : http://uskudar.biz/malzeme-bilgisi/bor-elyafı (Erişim Tarihi : 14.03.2015) [8] Bastianini, F., Corradi, M., Borri, A. and Angelo di Tommaso A. (2005). Retrofit and monitoring of an historical building using Smart CFRP with embedded fibre optic. Construction and Building Materials, 19, 525-535. [9] Bayraktar, A. (2006). Tarihi Yapıların Analitik İncelenmesi ve Sismik Güçlendirme Metodları. İstanbul: Beta Basım.

İ.Değirmenci ve M.Sarıbıyık/ ISITES2015 Valencia -Spain 347 [10] Aydın, E.Ö., Fahjan, Y.M. ve Çömlekçioğlu, R. (2007). Deprem Bölgelerindeki Tarihi Kâgir Yapıların Güçlendirilmesinde Kullanılan Yeni Teknikler. International Earthquake Symposium, Kocaeli. [11] Mezrea, P.E., Yılmaz, İ., A. ve diğerleri. (2013). Tarihi Tuğla Duvarların Tekstil Donatılı Harç (TRM) ile Güçlendirilmesi. Dördüncü Tarihi Yapıların Güçlendirilmesi ve Geleceğe Güvenle Devredilmesi Sempozyumu, İstanbul. [12] Kolyvas, C., Karantzikis, M. (2011). Tarihi Yapıların Güçlendirilmesinde Donatılı Harç Sistemleri. Yedinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul. [13] La Mendola, L., Accardi, M., Cucchiara, C., Licata, V. (2014). Nonlinear FE analysis of out-of plane behaviour of masonry walls with and without CFRP reinforcement. Construction Building Material, 54,190 196. [14] Demirhan, M. (2010). CFRP Şeritlerle Güçlendirilen Tuğla Dolgu Duvarların Düzlem Dışı Davranışı. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Ankara. [15] Peker, İ.Y. (2005). Yığma ve Tarihi Yapılarda FRP Malzemeler Kullanılarak Yapılan Güçlendirme Uygulamaları. Deprem Sempozyumu, Kocaeli. [16] Milani, G., Fedele, R., Lourenço, P., Basilio, I. (2014). Experimental and Numerical FE Analyses Of Curved Masonry Prisms and Arches Reinforced With FRP Materials. 9th International Conference on Structural Analysis of Historical Constructions, Mexico. [17] İnternet:http://www.besoglu.com/galeri/tarihi-eser-guclendirme/ (Erişim Tarihi:07.03.2015) [18] ElGawady, M., Lestuzzi, P., Badoux, M. Rehabilitation of Unreinforced Brick Masonry Walls Using Composites. Retrofitting of Masonry Structures and Earthquake Resistant Design (Short Course), At Dresden, Germany. [19] Ilki, A., Ispir, M., As, F., Demir, C. and Kumbasar, N. (2008). FRP Retrofit of Walls Constructed with Historical Bricks. Challanges for Civil Construction, Porto. [20] Monni, F., Quagliarini, E., Lenci, S., Clementi, F. (2015). Dry Masonry Strengthening Through Basalt Fibre Ropes: Experimental Results Versus Out-Of-Plane Actions. Key Engineering Materials, 624, 584-594. [21] Quagliarini, E., Monni, F., Lenci, S., (2012) Masonry Strengthening Through Basalt Fibre Ropes: Experimental and Analytical Results. 8th International Conference on Structural Analysis of Historical Construction, Poland.