Makale

Betonarme yapılarda onarım ve güçlendirme

Onarım güçlendirme ihtiyacı betonarme yapılarda deprem hasarları, korozyon hasarları, kullanım amacının değişmesi, kat ilavesi ve yükleri artıran tadilat işlemlerinin ardından ya da patlama, yangın veya araç çarpması sonucu oluşan yapısal kusurlar gibi nedenlerle doğabilmekte. Eski yönetmeliklere göre inşa edilmiş yapıların da güçlendirme ile yeni yönetmeliklerin gerektirdiği mukavemete erişmeleri sağlanabilmekte. Bunlara ek olarak yeni yapılmakta olan inşaatlarda da çeşitli nedenler ve aksaklıklar sonucu tespit edilen yetersiz mukavemet de güçlendirme sistemleri ile giderilebilmektedir.

Betonarmeyi eski geometrisine getirip, betondaki hasarların düzeltilmesi amacıyla gerçekleştirilen işlemler onarım olarak tanımlanırken; güçlendirme yapıyı taşıyan zemin ve yapısal elemanlara uygulanan, yapının mukavemetini ve performansını olduğu kadar konforunu da artıran çeşitli işlem ve aşamalardır.

İsmail Çoksayar Fotoğraf
SAVE Mühendislik Kurucu/İnşaat Mühendisi İsmail Çoksayar

Temel, Yapısal Elemanlar ve Zemin Bir Sistem Gibi Çalışır

Temel güçlendirme işlemi, temelin yükleri taşımakta yetersiz kaldığı durumlarda veya taşıyıcı sistemin güçlendirilmesi sonrasında yeni sisteme uyum sağlayacak, onu destekleyecek bir temel ihtiyacına çözüm olarak gerçekleştirilir. Taşıyıcı sistemin yüklerini taşıyan temel, zemin ile birlikte bu işlevi yerine getirir. Güçlendirme projeleri sırasında yeni ilave edilen yapısal elemanların yükünü taşıyacak temelin bu yeni koşullara adapte edilmesi ve zemin ile uyumu sistemin çalışması için çok önemlidir.

Yapıların statik ve dinamik yükleri altında istenen performansı gösteremeyeceği anlaşılan zeminlerin, tarihi yapıların, yalıların, deprem ve toprak kaymasından etkilenen bina temel zeminlerinin güçlendirilmesi gerekir. İnşa öncesi etüdlerde zayıf bulunan zeminler, enjeksiyon, jet-grout, taş kolonlar, fore kazıklar veya mini kazıklar gibi çeşitli malzeme ve yöntemler kullanılarak güçlendirilir. Hangi yöntemin kullanılacağına zeminin yapısı, alanın büyüklüğü, derinliği, yer altı suyu durumu, çevresel faktörler, maliyet gibi etkenlere göre karar verilir.

Kontak Enjeksiyonu Nedir?

Eski şartnamelere göre inşa edilmiş yapıların depreme dayanıklı hale getirilmesini sağlayan güçlendirme projelerinde ise yeni taşıyıcı elemanlara uygun hale getirilen temelin sağlıklı çalışabilmesi için zeminin de konsolide edilmesi gerekir. Yapı sistemine eklenen yeni taşıyıcı elemanlar, binayı taşıyan mevcut temeller hareket etmeden yapının düşey yüklerini taşıyamazlar. Temelin yük taşıyabilmesi için zeminin itki kuvvetine ihtiyacı vardır. Temel ve zeminin sistem olarak birlikte çalışabilmesi için bu gibi durumlarda yapıya yeni ilave edilen temellerin altına kontak enjeksiyonu yapılır.

20191209 100641

Yapısal Güçlendirmede FRP Sistemleri

Taşıyıcı sistemlerin güçlendirilmesi yapı elemanlarının; yük taşıma kapasitelerini, eğilme dayanımlarını artırırken rijitlik ve süneklik karakterlerinin yapının bütünsel durumunu göz önüne alarak yeniden tasarlanması işlemidir. Taşıyıcı sistemlerin güçlendirilmesinde konvansiyonel betonarme kullanılabileceği gibi yenilikçi ürünler de tercih edilebilir. SAVE Mühendislik olarak en çok kullandığımız yöntem; karbon plakalar, karbon elyaflar ve çelik çekirdekli karbon kompozitlerdir. FRP dediğimiz bu sistemlerle biz donatıları dışardan yapı elemanlarına ilave etmekteyiz.

Güçlendirme sistemlerinde kullanılan yapı elemanları güçlendirilecek elemandaki donatı zafiyetlerine göre modellenmekte. Görsel1’deki plakalar bir kirişteki çekme donatısı görevini yerine getirirken, karbon elyaflar etriye donatısı görevini görmektedir. Bu yöntemlerle özellikle döşemeler, kirişler ve kolonlar güçlendirilebilmekte ve sadece pozitif moment bölgeleri değil, negatif moment bölgelerinde de bu donatılar mükemmel bir şekilde kullanılabilmektedir. (Görsel 2)

gorsel2 20191210 092345

Çekme ve Kesme Kuvvetlerini Taşıyan Sistem: Çelik Çekirdekli Karbon Kompozitler

Çelik çekirdekli karbon kompozitler, güçlendirme tasarımında özellikle düğüm noktalarında karşımıza çıkan kesme kuvvetlerinin oluştuğu bölgelerde kullanılan özel yapısal güçlendirme elemanlarıdır.

Çelik çekirdekli karbon kompozitler veya prelamine karbon kompozitler, Teknopark İstanbul bünyesindeki AR-GE yapılanmamız olan SAVE Teknoloji firmamızın geliştirdiği yeni bir sistem yaklaşımıdır. Dünyada pek çok alanda tercih edilen bu çelik-karbon kompozit sistemi SAVE Mühendislik olarak biz yapısal güçlendirme alanında da kullanmaktayız.

Güçlendirme sistemlerinde kullanılan karbon elyaflar ve karbon plakalar sadece çekme kuvvetlerini taşıyabilmekte ancak kolon kiriş düğüm noktasındaki kesme kuvvetlerini maalesef taşıyamamaktadırlar. Prelaminated steel composite veya Steel core carbon composite dediğimiz bu yapılar, kesme yüklerini çok daha rahat taşırlar ve çekme mukavemeti de çeliğe göre iki kat yüksektir.

Karbonun çekme mukavemeti çeliğe göre daha yüksek olmasına karşın sadece çekme kuvvetlerine karşı çalışabilmekte. Çelik ise hem basınca ve çekmeye hem de kesme kuvvetlerine karşı çalışabilen bir yapı. Bu sistemde çelik; karbonun sağladığı çekme kuvveti mukavemetinin yanına, süneklik ve kesme kuvvetlerini taşıma avantajı getirmekte. Böylece güçlendirme projelerinde özellikle katlar arasındaki geçişlerde “süreklilik” sağlayabilmekteyiz.

Görsel3’teki grafikte üç adet eğri mevcut. a’da tek başına çeliğin akma noktası ve sünekliği gösterilmekte. b’de aynı çelik elemanın karbon elemanlarla beraber bir çelik çekirdekli karbon kompozit olarak kullanıldığında çekme mukavemetinin iki katına kadar yükselmiş durumda olduğunu görmekteyiz. c’de ise aynı hasarlı donatı test edildiğinde ortaya çıkan sünek platoyu görebilmekteyiz.

grafik ai122

Güçlendirme Projelerinde Uzman Ekiplerin Tercih Edilmesi Hayatidir

Güçlendirme projelerinde yapının ihtiyacı doğru analiz edilerek malzeme ve yöntemlerin belirlenmesi sağlıklı bir şekilde gerçekleştirilebilir. Çok avantajlı görünen bir malzemenin yanlış yerde kullanımı projeye zarar verebilir. Onarım güçlendirme projelerinde, biz inşaat mühendisleri, yapıyı sıfırdan inşa etmekten farklı olarak doktor gibi çalışırız. Önce teşhisi doğru ve hassas bir biçimde koymamız, bu teşhise uygun malzemelerle, uygun ilaçlarla tedaviyi uygulamamız gerekir. Bu nedenle teşhis aşamasında dahi uzman ekiplerin görev alması gerekliliği atlanmamalıdır. Maalesef iyi niyetle de olsa yapılan yetkinlik dışı uygulamalar yapıyı mevcut halinden daha negatif noktalara çekilebilmektedir.

İlgili Makaleler

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu