1. BETONARME YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİNDE TEMEL İLKELER
Amacım;
deprem bölgesinde olan ülkemizin mevcut yapı stokunun depreme karşı
dayanımı bakımından değerlendirilmesinin önemini belirtmek ve
değerlendirmenin ilkelerini ortaya koymaktır. Son on yılda yaşanan
depremler mevcut yapılarımızın yeterli deprem dayanımına sahip
olmadıklarını açık ve dramatik biçimde ortaya koymuştur. Gelecekte
oluşması kaçınılmaz depremlere karşı mevcut yapılarımızı yeniden
inceleyerek, yeterli olmayanları bilinçli bir şekilde ve hızla
güçlendirmek zorunda olduğumuz ortadadır.
1992
Erzincan depremi, ülkemiz için büyük önem taşıyan, yapıların onarımı ve
güçlendirilmesi konusunu gündeme getirmiştir. Ardından Dinar ve Adana
depremleri konuyu güncel tutmuş ve inşaat mühendisliği camiasının
ilgisini bu noktaya çekmiştir.
Son
olarak 12 yıl önce yaşadığımız Marmara ve Düzce depremleri yerleşimin
yoğun bulunduğu çok geniş bir alanı etkileyerek mühendislik hizmeti
gören çok sayıda yapıyı hasara uğratmıştır. Bunlardan ayakta kalmış olan
on binlerce yapının onarılması ve güçlendirilmesi gerekmiştir. Ayrıca
yaşanan son depremlerle mevcut yapı stokunun yeniden sorgulanması,
yeterli deprem güvenliğine sahip olmayanların acilen güçlendirilmesi
gerektiği olgusu tüm kamuoyunda gelişmiştir.
Onarım/Güçlendirme
uygulamaları depremin sıkça yaşandığı ülkelerde çok yaygın bir
uygulamadır. Ancak konu ile ilgili, güvenilir deneysel araştırma
sonuçlarının yanı sıra yapı ve yapı elemanların onarımından sonraki
davranışları ile ilgili bilgi birikimi de çok yeterli değildir. Bu
nedenle onarım /güçlendirme uygulamaları mühendislik önsezisine ve
monolitik yapı davranışı beklentisine dayanmaktadır. Deprem nedeniyle
hasara uğramış yapıların onarılmalarının yanı sıra, ileride oluşacak
depremlere karşı yeterli güvenliğe sahip olmadığı belirlenen yapıların
mutlaka güçlendirilmesi gereklidir. Ayrıca güçlendirme ve onarım;
mühendislik kusurları, kötü işçilik, yapım hataları ve yapı kulanım
amacının değişikliği gibi nedenlerle de gerekli olabilmektedir.
Onarım,
hasarlı bir yapı ya da elemanlarının hasar öncesi dayanım düzeyine
ulaştırılması için yapılan işlemler olarak tanımlanabilir. Hasar görmüş
yapılarda onarımın yanı sıra güçlendirme işlemleri de yapılabilir.
2. ONARIM/GÜÇLENDİRME İÇİN TEMEL İLKELER
Onarım/Güçlendirme
işlemleri; yapının özelliklerine sorunlarının niteliklerine ve
sorunlarının yapı içerisindeki dağılımlara bağlı olarak büyük çeşitlilik
göstermektedir. Bu nedenle tüm yapılar için kullanılabilir genel bir
yöntem önerilmesi temel ilkeler hariç mümkün bulunmamaktadır. Sorunlu
yapıların her biri kendine özgü problemler taşımakta, dolayısıyla
çözümlerinin de özgün olması gerekmektedir. Dolayısıyla yapıda sorunun
belirlenmesi, nedenlerinin anlaşabilmesi ve sağlıklı çözümler
üretebilmesi sağlam bir davranış bilgisi gerektirir.
Hasar
görmüş bir yapıda onarım/güçlendirme yapılmadan önce hasar nedeni ile
ilgili gerçekçi bir teşhis yapılmalıdır. Doğru bir teşhis yapılmadan
gerçekleştirilen onarımın yararlı olacağı çok kuşkuludur. Deprem
sonrasında yapılan incelemeler sırasında kusurlu onarım görmüş yapıların
büyük hasarlar aldıkları ve göçtükleri gözlenmiştir. Onarım/güçlendirme
çalışmaları üç temel aşamada gerçekleştirilebilir.
A) Değerlendirme
Bu
aşamada yapı, mevcut durumu ve gelecek için yapıdan beklentiler göz
önünde bulundurularak değerlendirilir. Bu aşama sonunda yapının geleceği
belirlenerek onarılmasına/güçlendirilmesine ya da yıkılmasına karar
verilir. Değerlendirme aşamasında yapılabilecek işlemler aşağıda
özetlenmiştir.
- Taşıyıcı Sistemin Belirlenmesi
- Taşıyıcı sistem türü
- Geometrik özellikler (boyutlar, donatı, detaylar)
- Malzeme özellikleri (beton, donatı)
- Sorunlu Elemanların Belirlenmesi (Hasar Rölevesi)
- Çatlaklar (Türü, yeri, yönü, genişlik, sayısı)
- Ezilme
- Deformasyon
- Zorlanma sırasındaki iç kuvvetler
- Teşhis
· Sezgi düzeyinde teşhis; sorun mekanizmasının belirlenmesi ve gözlemlerle karşılaştırma
· Analiz düzeyinde teşhis Mevcut yapı için analiz (gerçek boyutlar, malzeme özellikleri)
· Sorun mekanizmasının kanıtlanması
· Yapı güvenliği değerlendirmesi
Ø Sonuç
Yapı yeterli (güvenlikte)
Yapı yetersiz (önlemler alınmalı)
Yapı yetersiz (onarılmalı)
Yapı yetersiz yıkım
B) Onarım/Güçlendirme Tasarısı
Yapının
değerlendirme aşamasında onarılıp/güçlendirmesine karar verilmiş ise,
yapının zafiyetlerine göre güçlendirme ilkeleri belirlenerek tasarım
yapılır. Onarım/güçlendirme tasarım aşamasında yapılacak işlemler
aşağıda özetlenmiştir.
- Değerlendirme Sonucuna Göre
· Yapı yeterli güvenlikte
· Sorunları önlemlerle çözümlenebilir.
Kullanım biçiminin değiştirilmesi
Yük sınırlamaları
Kat sayı azaltılması
· Yapının sorunları önemli, onarım / güçlendirme gerekli
- Onarım Güçlendirme Tasarımı
- İlke düzeyinde seçenek getirilmesi
Güvenlik, Kullanım, Uygulanabilirlik
- Yapısal Analiz
· Seçilen onarım / güçlendirme yönetiminin hedeflenen yapısal güvenlik düzeyini sağladığının belirlenmesi
4. Onarım / Güçlendirme Projesinin Hazırlanması
C) Yapım
Onarım/güçlendirme
işlemleri, yeni yapımdan oldukça farklı, özen gerektiren çok sakıncalı
hatta tehlikeli olabilecek durumları içeren bir uygulama sürekli yetkili
mühendisin gözetimi ve danışmanlığında yürütülmelidir.
3. ONARIM/GÜÇLENDİRME İÇİN BAZI UYGULAMA İLKELERİ
Taşıyıcı sistem güçlendirmesindeki temel ilke yapı deplasmanlarının sınırlandırılmasıdır.
Çevre
türü betonarme yapılar ülkemizde en yaygın yapı türüdür.
Yönetmeliklerin gerektiği gibi uygulanmaması ve yapım aşamasını
gerektiği gibi denetlenmemesi nedeniyle bu tür yapıların çoğunda çeşitli
kusurlar bulunmaktadır. Yapıların depreme karşı davranış ve dayanımı
açısından önem taşıyan kusurlar genel anlamda; a) Tasarım hataları, b)
donatı detaylandırma hataları, c) Yapım hataları olmak üzere 3 temel
başlıkta toplanabilir. Bu türde kusurlu
yapıların onarılıp/güçlendirilmesinde yapı güvenliğini gerektiren
dayanım, süneklik ve sınırlı yanal öteleme koşullarının sağlanması ve bu
koşulların koşulların kanıtlanması gerekmektedir. Bu amaçla
güçlendirilecek bir yapıda;
· Yapı taşıyıcı sisteminin güçlendirilmesi
· Eleman bazında onarım / güçlendirme
· Sistem güçlendirmesi ve eleman güçlendirmesi temel anlatışı benimsenir.
3.1 Yapı Taşıyıcı Sisteminin Güçlendirilmesi
Taşıyıcı
sistem güçlendirilmesindeki temel ilke yapı deplasmanlarının
sınırlandırılmasıdır. Yapı taşıyıcı sisteminin güçlendirilmesi; a)
onarılacak ve güçlendirilecek eleman satısının çokluğu, b) yapının
yeterli yanal rijitliğe sahip olmaması, c) yapı taşıyıcı sistemde
yumuşak kat, kısa kolon, elemanlarda süreksizlik gibi zayıflıkların
bulunması gibi durumlarda gerekmektedir.
Taşıyıcı
sistem güçlendirilmesi sırasında yapı rijitliğindeki önemli ölçülerdeki
artışlar yapının tüm dinamik özelliklerini değiştirecek ve yapı için
gerekli dayanım gereksinimi de artıracaktır. Bu etkileşimi yapıda çok
dikkatli incelenmesi gereklidir.
3.2 Eleman Bazında Onarım/Güçlendirmesi
Deprem
sonrasında yapıda yalnızca bazı elemanlar hasar almışsa ancak yapı
taşıyıcı sistemi yeterli yanal rijitliğe sahipse eleman bazında
onarım/Güçlendirme yeterli olabilir.
Betonarme
kolonların güçlendirilmesinde kullanılan en yaygın yöntem mantolama
tekniğidir. Bu teknik ile mevcut kolonun çevresinde yeni bir kolon
oluşturularak kolon kesiti büyütülür. Güçlendirme amacına olacak biçimde
çelik manto, betonarme
manto olmak üzere iki ayrı türde mantolama tekniği uygulanabilir.
Deprem
davranışı bakımından döşeme plağı ile birlikte çalışan kirişleri
onarımı ya da güçlendirilmesi bazen çok önemli olmayabilir. Ancak yapı
taşıyıcı sisteminin güçlendirilmesi sırasında kirişlerinde eğilme ve
kesme kapasitelerinin arttırılması için güçlendirilmeleri gerekebilir.
Kirişlerin onarım ve güçlendirilmesinde amaca yönelik çeşitli yöntemler
kullanılabilir. Kirişin hem eğilimi hem de kesme dayanımını arttırmaya
yönelik güçlendirme yöntemi mantolama yöntemidir. Bu yöntemde manto
donatısını sürekliliği, eski ve yeni boyuna donatılar arasındaki bağ Z
çubuklarını kaynaklanması ile sağlanabilir.
4. ÖNERİLER
Hatalı
tasarımlar ve imalatlar amaçlanan onarımı ve güçlendirmeyi etkisiz hale
getireceğinden büyük özen ve dikkat gerektirmektedir. Çoğu zaman proje
düzenlenirken yapının temel özellikleri tam olarak bilinemez ve projenin
uygulaması sırasında gözden geçirilmesi bazen yenilenmesi veya yeniden
düzenlenmesi gerekebilir.Bu nedenle onarım ve güçlendirme mutlaka uzman
bir mühendis tarafından tasarlanmalı ve özenle denetlenmelidir.
Depremsiz günler dilerim...
Mustafa DEMİR
Uzman İnşaat Mühendisi
Proje Müşaviri