Yapılarda Deprem Sonrası Hasar Belirlenmesi, Onarım ve Güçlendirme Yöntemleri
Deprem ile ilgili yönetmelikler genellikle yeni yapılacak yapıların depremde kabul edilebilir davranış göstermeleri için uyulması gerekli kuralları içerir. Bunun gibi deprem tehlikesini gösteren haritalar, zemin şartlarının daha ayrıntılı ve küçük ölçekte belirlenmesi ve deprem hareketinin ölçümü genellikle hep yeni yapılacak yapılara dönüktür. Ancak, depremden sonra binalardaki hasarın tespit edilmesi ve hasar derecesine göre onarım (tamir) ve güçlendirme (takviye) ye veya yıkıma karar verilmesi de önemlidir. İyi projelendirilmiş veya uygulamasında özen gösterilmemiş binalarda hasar meydana gelme ihtimali, depremin şiddetine bağlı olarak büyüktür. Bunun yanında, projelendirilmesi ve uygulamasına gerekli özen gösterilen binalarda da şiddetli depremlerde hasar meydana gelebilir. Bu sebeple hasarın belirlenmesi ve devamında gerekli güçlendirmenin, yapılması deprem mühendisliği ile inşaat mühendisliğinin önemli dallarından biridir.
1. HASAR BELİRLENMESİ VE DEĞERLENDİRİLMESİ
Hasar belirlenmesinin en önemli zorluğu depremden sonra hemen yapılması gereğidir. Belirlemenin yapıldığı ortam bir afet bölgesi olduğundan çalışma imkanları sınırlıdır. Kısa zamanda yapılması gerektiğinden, özellikle hasarın büyük olduğu durumlarda konu ile ilgili yeterli eleman bulmak zordur. Bu yüzden hasar belirlenmesinin mümkün olduğu kadar uyuşumlu ve çabuk ortaya çıkması kolay olmayabilir. Bilgi toplama formları, kolay kullanma ve sistematik olmaları yönünden çoğu zaman bu gayeye uygun düşer. Elde edilen bilgilerin onarım ve güçlendirme açısından değerlendirilmesi ise genellikle daha rahat bir ortamda yapılır.
Hasar belirlenmesi ve değerlendirilmesinin gayeleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:
a) Deprem sonucu göçmeye yaklaşan veya göçen binalar belirlenip; buralarda oturanları başka yerlere taşıyarak can kaybı önlenebilir. Genellikle yıkıcı ana depremi, birkaç ay bile geciken daha az şiddetli izler ve dayanım zayıflayan binalar göçme durumuna getirilebilir.
b) Toplanan bilgilerin değerlendirilmesi ile depremin şiddeti, çeşitli derecelerde hasar görmüş ve kullanılabilir binaların sayısı belirlenebilir. Bunun sonucu olarak insanların esas faaliyetleri düzenlenebilir.
c) Elde edilen bilgilerin sistematik sınıflandırılmasıyla; yardım, onarım ve güçlendirme işleri organize edilebilir.
d) Deprem tehlikesi olan bölgeler gerçekçi anlamda belirlenebilir. Görülen eksiklerin belirlenmesiyle gelecekte bu tür faaliyetlerin daha az eksikli olması sağlanabilir.
e) Hasarların belirlenmesi ve sınıflandırılmasıyla, bunun sonucu olarak yapılacak onarım ve güçlendirme sistematik bir şekilde gerçekleşebilir.
f) Hasar gören binaların ve bunların elemanlarının özellikle belirlenerek, yeni yapılacak binaların plan ve projelendirilmesinde bu bilgilerin kullanılmasıyla deprem tehlikesinin azaltılması sağlanabilir.
g) Mevcut deprem, projelendirme ve inşaat yönetmelikleri geliştirebilir.
Hasar belirlenmesi ve değerlendirilmesinde önemli noktalar özetle aşağıdaki gibi sıralanabilir.
a) Binalarda hasar belirlenmesi, bunların sınıflandırılması ve kullanım için karar verme,
b) Hasar belirlenmesi yapılabilmesi için gerekli işlemler,
c) Yapıların belirlenmenin sistematik bir şekilde değerlendirilmesi ve bunun sonucu olarak oluşan zarar ve can kayıplarının belirlenmesi,
d) Elde edilen bilgilerin genel anlamda deprem tehlikesinin azaltılması için kullanılması.
1.1. DEPREM HASARLARININ TÜRLERİ
Deprem sırasında yapılarda hasar çeşitli sebeplerle ortaya çıkar. Bunlardan en önemlisi, yer hareketi sonucunda taşıyıcı sistemin dayanımının sona ererek, kısmi veya toptan göçmenin meydana gelmesidir. Bunun yanında, sistemin elemanlarından büyük dayanım azalmalarının oluşması da, taşıyıcı sistemi zayıflattığı ve benzer depreme karşı koyamaz duruma getirdiği için önemlidir. Ayrıca yer hareketi; temel altı zemini etkileyerek, zeminin taşıyıcılığının azalmasına veya temelde farklı çökmelerin oluşmasına, dolayısıyla taşıyıcı sistemde hasara sebep olabilir. Deprem sırasında akarsu havzalarında ve kıyı bölgede sık rastlanan bir olayda zeminin sıvılaşmasıdır. Yer hareketi sonucu yükselen yer altı su seviyesi, titreşim etkisi ile, ince taneli zemin ve kumu suya dolgun duruma getirir. Deprem hareketi süresince zeminde meydana gelen yön değiştiren kayma gerilmeleriyle zemin sıvı gibi akıcı duruma gelir. Özellikle, suya doygun kumun bulunduğu ovalık yerlerde, hemen hemen her önemli depremde zemin sıvılaşması meydana gelir. Bu tür hasarın önlenmesi oldukça zordur. Fay haritalarının yeterli hassaslıkta yapılması ve buralardan uzak durulması alınabilecek tek tedbir olarak söylenebilir.
1.2. HASAR İLE İLGİLİ BİLGİ TOPLAMA
Depremden hemen sonra hasarın belirlenmesi ve değerlendirilmesi en önemli nokta, bunlarla ilgili olan grupların birbiri ile uyuşumlu olarak çalışmalarıdır. Bu uyuşum, baştan kabul edilecek bir yöntemin uygulanmasıyla, misal olarak hazırlanan bir formun doldurulup değerlendirilmesiyle sağlanabilir. Tablo 1.de UNDP/UNIDO tarafından hazırlanan hasar belirleme tablosu değiştirilerek verilmiştir. Burada Madde 18’de verilen hasra dereceleri değerlendirilirken aşağıdaki sınıflandırma öngörülmüştür.
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.
Veri toplamada en zor iş, deprem sonrası şartlar içinde çalışma güçlüğüdür. İşe başlamadan her gruba bir günlük kısa bilgi vermek ve onlarla ilk değerlendirmeyi yapmak önemlidir. Veri toplamanın başarılı olması, genellikle bu hazırlığa önemli ölçüde bağlıdır. Böyle bir işlemin genellikle depremden sonraki bir veya iki ay içinde yapılması uygundur. Genellikle bir belirleme ve veri toplama grubu iki inşaat mühendisi ve elemandan oluşur. İnşaat mühendislerinden biri mimar fa olabilir. Yanlarına; belirleme formu ve bölgenin haritasını, fotoğraf makinesi, şerit metre çekiç ve not defteri almaları uygundur.
1.3. TOPLANAN BİLGİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ
Bilgi formunun bilgisayarla değerlendirilebilecek şekilde hazırlanması önemlidir. Böylece kısa zamanda sonuç alınabilir ve hasar sınıflarına bağlı olarak binanın kullanılabilme durumuna ve yerleşim bölgelerine göre bilgiler değerlendirilip grafikler şeklinde sonuçlar bulunabilir. Ayrıca, depremde en önemli husus olan can kaybı ile binalardaki hasar derecesi, taşıyıcı sistem türü arasındaki ilişkiler elde edilebilir.
HASAR BELİRLEME RAPORU
1. İl / İlçe / Köy
2. Binanın Tanımı
2.1. Yerleşim no
2.2. Tespit grup no
2.3. Bina no
2.4. Binanın mülkiyeti
1. Mal sahibi 2. Kiracı 3. Hisseli
3. Binanın asal eksen doğrultusu
1 .KG 2. DB 3. K45D 4. K45
4. Binanın bloktaki konumu
1. Köşe 2. Orta 3. Serbest
5. Kat sayısı
5.1. Zemin üstü 5.2. Bodrum
6. Plandaki bina alanı
7. Kullanım maksadı
1. Konut 2. İşyeri 3. Kamu
7.1. Zemin üstü katlar
7.2. Zemin kat
8. Bağımsız konut sayısı
9. Binanın yaşı
10. Taşıyıcı sistemin türü (üç rakamlı sayı)
|Birinci rakam||İkinci rakam||Üçüncü rakam|
|1. Yığma||1. Bağlantısız||1. Kerpiç|
|2. Yatay bağlantılı||2. Harçsız taş|
|3. Yatay ve düşey veya||3. Harçlı taş|
|köşegen bağlantılı||4. Dolu tuğla|
|4. Betonarme döşeme||5. Delikli tuğla|
|veya çatı||6. Briket|
|7. Donatsız beton|
|2. Betonarme||1. Yerinde dökme||1. Hafif bölme duvarlı|
|2. Prefabrike||2. Dolu tuğla bölme duvarlı|
|3. delikli tuğla bölme duvarlı|
|4. Briket bölme duvarlı|
|3. Çelik||1. Ağır çelik yapı||1. Hafif bölme duvarlı|
|2. Hafif çelik yapı||2. Dolu tuğla bölme duvarlı|
|3. Betonarme veya yığma ile karışık çelik yapı||3. Delikli tuğla bölme duvarlı|
|4. Briket bölme duvarlı|
|4. Ahşap||1. Ahşap çerçeve||1. Hafif bölme duvarlı|
|2. Bağdadi||2. Dolu tuğla bölme duvarlı|
|3. Diğer||3. Delikli tuğla bölme duvarlı|
|4. Briket bölme duvarlı|
|11. Döşemeler|
|1. Betonarme||2. Çelik||3. Ahşap||4. Diğer|
|12. Çatı|
|1. Betonarme||2. Çelik||3. Ahşap||4. Diğer|
|13. Çatı Kaplama|
|1. Kiremit||2. Metal Levha||3. Asfaltlı kağıt|
|4. Oluklu Levha||5. Toprak||6. Teras|
|14. İnşaat kalitesi|
|1. İyi||2. Orta||3. Zayıf|
|15. Taşıyıcı sistemin türü|
|1. Taşıyıcı duvarlar||2. Çerçeve||3. Çerçeve U taşıyıcı duvarları|
|4. Çerçeve U perde||5. Kolon U taşıyıcı duvarlar||6. Diğer|
|16. Diğer katlara göre birinci katın rijitliği|
|1. Büyük||2. Yaklaşık eşit||3. Küçük|
binanın bu yönetmeliğinin eski ve daha gevşek kayıtlarına göre ve bazen hiç dikkate almadan inşa edildiği unutulmamalıdır. Yapıldığı zamanda deprem yönetmeliğine uygun boyutlandırılmış olan bina, yeni yönetmeliğe göre güvensiz olabilir. Açıklanan teknik işlemler yürütülürken, konu ile ilgili mal sahibi ve kamu yöneticilerine; hasarın onarımı ve yapının güçlendirilmesinin maliyetleri konusunda bilgi vermek de gerekir.2.1. MEVCUT YAPININ DEĞERLENDİRİLMESİ
Yapının güçlendirilmesi işlemini en zor problemi, mevcut yapının değerlendirilmesidir. Çoğu zaman mühendis, statik ve betonarme hesap ve çizimleri olmayan bina ile karşı karşıya gelir. Bu belgelerin bir kısmının veya hepsinin tam olması, imalatta bunlara ne kadar uyulduğunun bilinmesi sebebiyle problemi tamamen çözmez. Eldeki proje ile mevcut yapı arasında önemli farklar olabilir veya daha sonra ilaveler yapılmış olabilir. Bu sebeple değerlendirmede deneyim önemli yer tutar. Değerlendirme aşağıdaki adımların izlenmesiyle yapılabilir. Bu bölümde verilen ilkeler mevcut binaların deprem öncesi depreme dayanıklılıklarını tahmin etmek gayesiyle kullanılabilir.
Taşıyıcı Sistem DüzeyiDepremde dayanıklı olan bir taşıyıcı sistemde yatay yükleri her iki doğrultuda karşılayacak çerçeveler oluşturulması ve kolon ve perde gibi düşey taşıyıcılar temelden çatıya kadar sürekli olarak devam etmesi en önemli iki husustur.
Kiriş – Kolon Birleşim BölgeleriKiriş – kolon birleşim noktalarında eksenler en fazla % 20’lik bir dış merkezlikle kesişirler. Bu suretle önemli ek etkilerin meydana gelmesi önlenmiş olur. Bir birleşim bölgesine bir düşey düzlemdeki kirişlerin moment kapasiteleri, kolonların moment kapasitelerinden küçüktür. Böylece yapının toptan göçme tehlikesinden uzak kalır.
Burulma etkileri Yatay yük taşıyan eleman (çerçeve ve perdeler) yapının planında dengeli biçimde dağıtılmıştır. Rujitlik merkezi ile kütle merkezi arasında uzaklık, karşı gelen doğrultudaki bina boyutunun %20’sinden azdır. Daha fazla olması, önemli ek burulma etkilerini ortaya çıkarır.
Dayanım, Kütle ve Rujitlik SüreliliğiDüşey elemanlarının yatay dayanımları, kütle rutijlik düşey doğrultuda ani değişiklik göstermeden, sürekli olarak değişir. Bu tür değişiklikler % 25 civarında kalır. Yumuşak zemin kat üzerinde rujit katlar bulunması, deprem hasarının sistemde düzgün yayılmayıp, zemin katta yoğunlaşmasına ve binanın göçmesine sebep olur.
Yatay Yük Dayanım KatsayısıBir yapının en alt katının yatay yük taşıma kapasitesi ile taşıması gerekli yatay yükün oranı yapının depreme dayanımının bir ölçüsü olarak alınabilir. Konsol türünden olan bir yapıda en alt kattaki kolonların toplam kesme kuvveti, toplam deprem kuvvetine eşittir. Bu kesme kuvvetinin normal kuvvetle orantılı olduğu kabul edilirse;
R0 = V kapasiteli / V gerekli = C kapasiteli / C gerekli
şeklinde bir yatay yük dayanım katsayısı tarif edilebilir. Burada C kapasite kolonunun taşıma gücünden bulunan yatay yük katsayısına ve C gerekli ise yönetmeliğin öngördüğü deprem katsayısına karşı gelmektedir. Esas olarak R0³ 1.O olması beklenmekle birlikte yapının depreme dayanımı açısından, yukarıda açıklanan süreklik, düzenlik ve yapım kalitesi bakımından uygun olması, daha küçük R0 değerlerinin de yeterli kabul edilmesini sağlar. Örneğin sözü edilen özellikler açısından iyi bir yapı için 0.5< R0< 0.8 kabul edilebilir bir aralık iken, kötü olan bir yapı için 0.8< R0< 1.0 aralığı bile yetersiz olabilir.
Alt kat kolonların yatay yük dayanım katsayısı C kapasite bazı basitleştirici kabuller yapılarak yaklaşık olarak elde edilebilir. Kolondaki V= C N kesme kuvvetinin kolon ucunda meydana getirdiği moment M=C NxyH olarak yazılabilir. Burada moment sıfır noktası yüksekliği Yh kabul edilmiştir (Şekil 1).
Buna göre kolondaki dışmerkezklik oranı
e = M = CNyH = CyH
h Nh Nh h
olarak bulunabilir. Boyutsuz eğilme momenti ve boyutsuz normal kuvvet
m = M n= N
0.85f cd bh2 0.85f cd bh
büyüklerinin oranı
m/n = M / (Nh) = e/h
şeklinde belirir. Boyutsuz moment ve normal kuvveti esas alan deki karşılıklı etki diyagramında her m/ n = sabit değeri başlangıçtan geçen bir doğruya karşı gelir. Hesap için önce kolonda düşey yüklerden oluşan normal kuvvet esas alınarak (3) den boyutsuz normal kuvvet bulunur. Kesitin karşılıklı etki diyagramına bulunan değer taşınarak karşı gelen e / h oranı belirlenir. Moment sıfır noktası katsayısı için uygun bir değer alınarak (2) den C katsayısı bulunur. Kolon taşıma gücü esas alınarak bulunan değer C kapasite kapasite olur. Sonuç olarak yatay yük dayanım katsayısı ise (1) den hesap edilir.
Kolonların yaklaşık olarak aynı h değerine ve donatına oranın sahip olduğu kabul edilirse bu işlem tüm yapı ağırlığını kolon kesitlerini toplamına bölerek bulunan ortalama değer
N= Ó0 = S N = W
0.85 f cd 0.85 f cd S bh S Ac
yardımı ile bir kerede yapılabilir. Böylece yapının en çok zorlanan bölümün alt katında (gerekirse üst katlarda da) var olan yatay yük taşıma kapasitesinin gerekli olan değere oranı, R0 belirlendikten sonra yapının özelliklerine de bağlı olarak güçlendirme gerekip gerekmediğine veya ne düzeyde güçlendirme gerektiğine karar verilebilir .bu karar verimli aşamasında kullanılmak üzere yapı, depreme dayanım açısından, düzenlilik, süreklilik, malzeme kalitesi, yapım da gösterilen özen gibi özelliklere göre 1) iyi 2) orta 3) belirsiz veya kötü olmak üzere üç ana gruba ayrılabilir. Bu üç grup için R0 yatay dayanım katsayısı da göz önüne alınarak yapı değerlendirilir. (Tablo 2)’de bu değerlendirme özetlenmiştir. Bu sınıflandırmadan sonra yapının güçlendirilmesi
|Yatay yük dayanım katsayısı||Yapının genel nitelikleri|
|İyi||Orta||Belirsiz veya kötü|
|0.8 < R0||A||B||C|
|0.5 < R0 < 0.8||B||C||D|
|R0 < 0.5||C||D||E|
Tablo 2.de Yapının genel niteliklerinin sınıflandırılması
değişik düzeylerinde düşünebilir. Binada gözlenen ve yapısal hasar niteliğinde olmayan hasarların giderilmesi onarım olarak düşünülür. Böyle bir durumda yalnızca sünekliği artıran, dayanımı ve rijitliği artıran; taşıyıcı sistemi tümü ile gözden geçiren güçlendirme yapılabilir.
Tablo 2’de yapılan değerlendirmeden sonra A grubu için güçlendirme yapılamdan sadece onarım, B grubu için daha dar ve C grubu için daha geniş kapsamlı güçlendirme yapılması söz konusudur. D ve E grubundakiler mutlaka güçlendirilmelidir. Daha önce açıkladığı gibi, genel nitelikleri iyi olan yapı için daha küçük R0 değerleri ile yetinebilirse de, niteliği daha düşük olan yapı için daha büyük R0 değerleri kabul edilmelidir.
Yukarıdaki sözü edilen karşılıklı etki diyagramı üzerinde eldeki y moment sıfır noktası katsayısı ve H / h (kat yüksekliği / kolon yüksekliği) oranı için sınır C ve R0 değerleri ile çizilen doğrular bazı durumlarda daha fazla hesap yapmaya gerek olmaksızın, karar varmanın mümkün olduğunu göstermektedir. Mesela, C= 0.10 ve R0=1.0 doğrusu, minimum donatı oranı için n=0.25’ye karşı gelmektedir. Yapılan hesapta n < 0.25 bulunmuşsa, daha fazla ilerlemeden dayanımın yeterliği olduğu, diğer şartlara bakılmaksızın söylenebilir. Buna karşılık C=0.03 ve R0=0.5 doğrusu yine minimum donatı için n= 1.0 verir. Kolonlardaki donatı bu düzeyde ise, bu n değeri için yine diğer koşullara bakılmaksızın, yapının güçlendirilmesi gerektiğine karar verilir. Çünkü, yapı minimum deprem yükünün yarısını bile taşımayacak durumdadır.
2.2 . GÜÇLENDİRME PROJESİNİN ELEMANLARI
Depremden hasar gören binalarda taşıyıcı sistemi oluşturan kiriş, kolon, perde, temel gibi elemanlarda meydana gelen hasarlar, taşıdıkları kesit zorlarının ve donatı düzenlenin farklı oluşu nedeni ile başka başka biçimlerde ortay çıkar. Kolon ve kirişlerde oluşan hasarlar dolgu duvarı bulunup bulunmamasına da bağlıdır. Dolgu duvarlı çerçevelerde, duvar çerçeveye kafes kirişin basınç köşegeni gibi katılarak eğilme momentleri yanında çekme kuvvetlerinin dolayısıyla çatlakların oluşmasına yol açar. Bu tür çatlaklar kesitin hemen hemen tümünü kapsar. Dolgu duvar bulunmayan çerçevelerde kiriş mesnetlerinde meydana gelen hasarın düşey yük ve deprem etkilerinin oranına alt ve üst yüzdeki donatım miktarına ve kenetlenmelerinin yeterliğine göre değişir. Kolonlar da, çoğunlukla mesnedin iki yanında betonda ezilme görülür. Bu durum yatay yükün işaret değiştirmesi ve büyük eğilme momentlerinin depreme bağlı olmasındandır. Perdeli yapılarda, en fazla zorlanan taban kesitlerinde çekme çatlakları ve gövdede 450 eğimli kayma çatlaklarının meydana getirdiği hasarlar görülür.
Genel olarak hasarlı elemanların güçlendirilmesi, yanına veya çevresine, onunla birlikte çalışan bir yeni eleman ekleyerek yapılır. Bu kolon ve kirişlerde mantolama, perde ve döşemelerde kalınlaştırma biçiminde olur. Bazen, elemanın hasarlı bölümü çıkarılarak yeni donatı eklenmesi ve aynı boyutlarda yeniden betonlanması yeterli olabilir. Bu durum çoğunlukla, tüm yapının güvenliği, eklenen perdeler veya yeterince güçlendirilen edilen diğer elemanlar tarafından saplandığında ortaya çıkar.
2.2.1. PÜSKÜRTME BETON İLE ONARIM VE GÜÇLENDİRME
Aşağıda açıklanan mantolama yöntemi ile yapılacak güçlendirmede, beton kalınlığının az olduğu durumlarda, betonun kalıp yapılması ve yerleştirilmesi zordur. Böyle durumlarda araç, gereç ve beceri kazanmış eleman varsa, püskürtme beton uygulanabilir. Bu uygulama için gerekli donanımın sağlanması külfetini karşılayacak miktarda işin olması da karar için bir etkendir.
Püskürtme beton, basınçlı hava ile uygulanan betondur. Karışımın hazırlanmasında iki ayrı yöntem mevcuttur. Bunlardan ilki Kuru Karışım olarak bilinir. Bu tür püskürtme beton için makinenin karışım odasında, çimento ve agrega uygun ölçülerde bir araya getirilip karıştırıldıktan sonra, bu kuru karışım seyrek olarak ve basınçlı hava yardımıyla bir hortum içinde püskürtme ucuna iletilir. Meme ve tabanca olarak da adlandırılan bu uca gelen kuru karışıma basınçlı su eklenerek elde edilen beton basınçlı hava yardımıyla betonlanacak yüzeye yüksek hızla püskürtülür. Tabancada katılan su miktarı isteğe uygun bir karışım elde edilmesi için kolayca ayarlanabilir ve gerekli olduğunda bu suya beton katkı maddeleri de eklenir. Daha sonra uygulamaya konulan yöntemde ise çimento, agrega ve su beraber karıştırılır. Elde edilen Islak Karışım benzer şekilde hortumla ve basınçlı hava yardımıyla püskürtme ucuna iletilir. Püskürtme beton, yeni inşa edilen yapıların yanında özellikle eski yapıların onarım ve güçlendirme işlerinde geniş bir kullanma alanı bulur. Mevcut kargir, tuğla, çelik ve betonarme yapıların yüzlerinin beton tabakasıyla kaplanmasında ve güçlendirilmesinde, çelik yapıların sıcaktan korunması ve güçlendirilmesinde ve benzeri yerlerde kullanılır. Sonuç olarak püskürtme betonun, özellikle kalıp yapmanın zor olduğu veya ekonomik olmadığı yerlerde, betonun ince bir tabaka olarak uygulanması gereken yerlerde kullanılmasının uygun olduğu söylenebilir.
Başarılı bir püskürtme betonun elde edilmesi donatının uygun seçilmesi ve yerleştirilmesine de bağlıdır. Küçük çaptaki onarım işlerinde donatı kullanılmayabilir. İşin şekline ve beton kalınlığa göre yuvarlak donatı veya hasır donatı kullanılır. Donatı, püskürtme sırasında yerini koruyacak ve az yaylanacak şekilde yerleştirilmelidir. Donatı hasırı pimlere veya takozlarla beton püskürtülecek yüzeye bağlanarak bu şart yerine getirilebilir. Küçük çaplı donatılar tercih edilmeli ve gerektiğinde kullanılan büyük çaplı donatının beton tarafından sarılmasına özen gösterilmelidir. Ayrıca; donatı, beton karşı taraftan ve düşeyden az bir sapma ile püskürtülebilecek şekilde yerleştirilmelidir. Donatıların etrafında betonun boşluk bırakmadan püskürtülmesini sağlayacak kadar mesafe bulunmalıdır. Donatıların birbirine, donatının kalıbına veya donatının arka yüzeye mesafesi olan bu aralık, en büyük dane büyüklüğüne ve donatının çapına bağlı olmakla beraber, ince malzemeli püskürtme harç ve ince çaplı hasır donatı kullanıldığında en az 1-2 cm olup, püskürtme beton ve büyük çaplı donatılarda 4-5 cm önerilir. Gerekirse donatıyı mesafeyi ayarlayan ayaklar üzerine oturtmalıdır. Ancak bunların kesiti zayıflatmamasına dikkat etmelidir. Donatının dış tesirlerinden korunmasında, normal betonarmede kullanılan kurallara uyulur. Aynı doğrultuda bulunan donatılar arası temiz açıklık 50-60 mm’den ve konulacak hasır donatının göz aralıkları da 50 mm’den küçük olmamalıdır. Daha küçük gözlü hasır donatı ancak konstrüktif donatı olarak konulabilir.
Püskürtme kalınlığının 5 cm’den büyük olduğu durumlarda bir konsrüktif donatı ( rötre donatısı gibi) koymak uygun olur. Çift donatı ağının bulunduğu durumlarda, ikinci ağı, birinci ağ betonla sarıldıktan sonra koymak daha uygum olabilir. Ancak, tabancaya yakın ağ her iki yönde en az çubuk çapının 12 katı aralığa, diğer ağ da gene her iki yönde en az çubuk çapının 6 katı aralığa sahipse, her iki ağın beraber betonlanması halinde de tatmin edici sonuç alınabilir. Projede öngörülen yerlerine itinalı bir şekilde yerleştirilen donatılar temiz ve aderansı zayıflatacak şeylerden arınmış olmalıdır. Gerek çubukların ve gerekse hasır donatının ek yerlerinde zayıf bölgelerin oluşmasını önlemek için önlem alınmalıdır. Donatı çubuklarının bindirme yoluyla eklenmesinde, ek boyu 40Æ olmalı ve çubuklar ete birbirlerine bağlanmamalı, araları en az 50 mm olacak şekilde ayrılmalıdır. Hasır donatının eki ise her yönde bir buçuk göz bindirilerek yapılmalıdır.
Çalışmalarının odak noktası püskürtme ucu, tabancası olduğundan, püskürtmenin yeterli tecrübeye sahip olması şarttır. Püskürtme yerinin gerektiği gibi temiz olduğu kontrol edildikten veya gerektiğinde daha önce yapılacak basınçlı hava ve su temizliğinden sonra, püskürtme işlemine başlanır. Püskürtme tabancasını tutan, hava basıncını kontrol ederek ve püskürtmenin düzgün ve uygun hızda olmasını sağlar. Su miktarı kuru yöntemde tabancada kontrol edildiğinden, ayrıca dikkat sar etmek gerekir. Püskürtülen plastik karışımın sıkı olması, az zayiat vermesi, fakat bunun yanında gerekli sertlikte olup akmaması hep uygun su ayarı ile mümkün olur. Buna ayrıca, tabancanın püskürtme yüzeyine imkan nisbetinde dik ve uygun sonuç alınabilir. Uzak tutulan tabanca donatının arkasını yeterli betonla doldurulamayacağı için, zayıf kesitler meydana gelir ve buralarda kalan malzeme ilerde beton yüzünde çatlaklara sebep olabilir. Fazla yakın tutulan tabancada ise yüzeye yapışmadan sıçrayan beton fazla olur.
Mevcut donatının arkasını betonlama gayesiyle, tabanca normalden fazla yaklaştırılacağı gibi, yüzeye olan dikliği biraz değiştirilebilir. Ayrıca, betonun aralığa daha iyi yerleşmesi, betonun akmamasına dikkat ederek, suyunu buralarda biraz arttırarak sağlanabilir. Donatı çubukları sıksa, tabancanın yeri değiştirilmeden birden fazla donatı betonlanabilir. İyi karışmamış veya akan beton uzaklaştırılarak yerlerine tekrar püskürtme beton tatbik edilmelidir. Özellikle ıslak karışımda, karşım odasında 30-50 dakikadan fazla kalan beton tabancaya sevk edilmelidir. Bu süre kuru karışımda daha fazla olup, bir saat civarındadır. Geri sıçrayan betonun yeni kısma karışması önlenmeli ve bu zayiat olarak uzaklaştırılmalıdır. İletim hortumunun kolay hareketi sağlanarak, tabancayı idare edenin istediği yönde ilerlemesine imkan verilmelidir.
Püskürtme yapılacak yüzey büyükse, kalınlık konacak takozlarla veya gergin tellerle belirtilebilir. Ancak, daha sonra takozların çıkartılmasına ve yerlerin püskürtme betonla doldurulmasına, tellerin püskürtme sonuna kadar gergin kalmasına dikkat edilmelidir. Düşey ve düşeye yakın yüzeylerde püskürtme aşağıdan başlamalıdır. Kalınlık fazla ise püskürtme tabaklar halinde yapılır. Tabaka kalınlığını püskürtme betonun yerine durabilmesi ve akmaması belirse de 20 mm’den daha az uygulanmamalıdır. İlk tabakanın en azından donatıyı kapsayacak şekilde seçilmesi uygundur. Tabakalı uygulamada geriye sıçrayan betonun uzaklaştırılmasına dikkat edilmelidir. Döşemelerde; tabanca düşeyden biraz saptırılarak sıçrayan kısımların bitmiş kısma düşmemesi sağlanırsa oradan kolaylıkla uzaklaştırılabilir. Tabakalı uygulamayla, fazla kalınlıktan dolayı betonun akması ve düşmesi önlenebilir. Tavana veya duvara yapılacak uygulamada tabaka kalınlığının 20-30 mm’yi aşmaması tavsiye edilirken, döşemelerde bu kalınlık rahatlıkla 70 mm olabilir. Alt tabaka yeterli katılaştıktan sonra, tamamen sertleşmesini beklemeden yeni tabaka püskürtülür. Bu bekleme, betonun türüne ve uygulama şartlarına bağlı ise de yarım ile bir saat arasında değişir. Tamamen sertleşmiş tabakaya beton, ancak gerekli temizlikleri yapıp, basınçlı hava ve su tutulduktan sonra püskürtülebilir. Yeni tabakanın püskürtülmesinden önce, şüpheli yerler kontrol edilerek iyi kaynamış kısımlar uzaklaştırılmalı ve bütün yüzey nemlendirilmelidir. Kontrol ve uzaklaştırma sırasında çekiç, daha iyisi basınçlı hava ile çalışan yuvarlak uçlu aletler kullanılmalı, taşçı kalemi gibi sivri aletleri kullanmaktan kaçınmalıdır.
Püskürtülen betonun bir kısmı püskürtme yerindeki sert yüzeye, donatıya veya daha evvel yapılan betona çarparak geri sıçrar. Bu geri sıçrayarak kullanılmaz hale gelen beton oranı püskürtme basıncı, çimento ve su miktarı agreganın en büyük tane büyüklüğü donatının miktar ve şekli ve püskürtme tabakasının kalınlığına bağlıdır. Bunlarda değişik yapılarak azaltılabilirse de, püskürtme yüzeyinin eğimi önemlidir. Genel olarak sıçrama oranı döşeme gibi yatay yüzeyler için % 5-15, duvar gibi düşey yüzeyler için % 15-30 iken, tavanlarda yapılan uygulamada bu oran % 25-50 arasında değişir. Sıçrama başlangıçta büyük olursa da, daha sonra ilk betonun yüzeye yapılmaya başlamasıyla azalır. Daha çok iri veya çimento hamuru ile sarılmamış malzeme geri sıçradığı için, yüzeye kalan betonun çimento miktarı yüksektir. Bu, betonun dayanımını arttırsa da, betonu rötre çatlaklarına karşı hassas duruma agrega çoğalır, az da olsa elek eğrisi değişir. Tabancanın püskürtme yüzeyine dik tutulmaması ve sallanması, karışım suyunun az olması sıçramayı arttırıcı yönde etkiler. Sıçrayan beton, ne yapışan betona katılmalı ve ne de püskürtme betonun hazırlanmasında kullanılan malzemeye karıştırılmalıdır.
Kuru sistemde, karışımın homojen ve topaksız olmasına gözle dikkat edilmelidir. Islak sistemde ise çıkan beton plastikliği devamlı kontrol edilmeli, ve en az günde bir defa plastiklik, sıkılık ve su-çimento oranı deneyle belirlenmelidir. Püskürtme betonunun tabakalı uygulamasında, her bir tabaka çekiçle kontrol edilerek şüpheli yerlerdeki beton uzaklaştırılmalıdır. En az her 100 m3 betonda bir defa püskürtülen betonun sıkılığı, su-çimento oranı ve birleşimi normal betonda olduğu gibi kontrol edilmeli ve başlangıçta yapılan uygunluk kontrolünde bulunan değerlerden mevcut sapmalar düzeltilmelidir. Yapı veya deney levhaları üzerindeki sertleşmiş betondan uygun numuneler alınarak, beton kalitesi kontrol edilmelidir. Güçlendirme maksatlı olarak, kolon, kiriş veya duvarların genişletilmesinde kullanıldığı durumlarda kalıbın, sıçrayan kısmı tekrar içerde bırakmayacak şekilde hazırlanmış olmasına dikkat etmelidir. Genel olarak, dar delik ve oyukların püskürtme beton yerine, normal betonla doldurulması üzerinin püskürtmeli betonla kaplanması tavsiye edilir.
2.2.2. EPOKSİ REÇİNESİ ONARIM VE GÜÇLENDİRME
Epoksi ve benzeri reçineler beton çatlaklarının doldurulmasında ve ince çelik elemanlar betona yapıştırmak için kullanılır. Uygulamada epoksi; bu türden olayı sıvı reçineler (epoksi, poliester, poliüretan, akrilik gibi) için genel anlamda kullanılmaktadır. Reçineyi oluşturan kimyasal birleşenlerin çeşitlerine ve onların kimyasal yapılarına, kullanılma oranlarına ve eklenen maddelere bağlı olarak pek çok türleri mevcuttur. Bu sebeple maksada uygun reçinenin seçilmesi önemlidir. Genel olarak reçinenin kullanım sırasındaki sıvı döneminin uzun olması ve hemen kapta sertleşme çabuklaştırılabilir. Genel olarak reçineler 100 0C nin üzerinde dayanımlarını kaybederler. Bu sebeple kullanılmaları sınırlı kalabilir veya yangına karşı korunmaları gerekebilir. Viskozitelerin enjekte edilecek çatlağın kalınlığına uygun olması zorunludur.
Epoksi; betonarme perdeler, kolonlar, döşemeler ve kirişlerdeki çatlakların onarımında yaygın bir şekilde kullanılır. Bu yöntemde çatlak ve boşluklar epoksi malzemesi ile doldurulur. Uygulama önce çatlağın basınçla hava ile veya emerek temizlenmesiyle başlanır. Çatlakların dış kısımları genişletilerek V şekline getirilir. Daha sonra çatlak epoksi ile doldurmak gayesiyle çatlak uzunluğuna bağlı olarak araları 0.15 ~ 1.00 m olan delikler açıklarak basınçlı uygulama için memeler (nipeller) yerleştirilir. Bu küçük elemanların kenarlarının sızdırmaz bir şekilde kapatılması önemlidir. Uygulamaya en düşük seviyedeki nipele epoksi enjeksiyonu ile başlanır ve komşu nipellerden çıkması beklenir. Bu durumda ele alınan nipel ucu kapatılarak daha üstteki nipellere geçilir. Bu yöntem genellikle genişliği 0.5 ~ 5 mm arasındaki çatlaklar için başarı ile uygulanılır. Çatlak genişliğinin küçük olduğu durumda ( 0.1 ~ 0.5 mm) epoksi doldurucu bir malzeme olmadan kullanılır. Daha genişlerde, rötre, sönme ve ısı etkilerini azaltmak için ek bir doldurucu malzemenin kullanılması önerilir. Çok geniş çatlaklarda çatlak ince kumla doldurulduktan sonra epoksi enjeksiyonu uygundur.
Epoksi kullanımında yerel çatlak onarımı yapıldığı unutulmamalıdır. Bir elemanı veya bir bölgeyi güçlendirmek için genellikle tek başına kullanılmaz. Güçlendirme işleminde diğer yöntemlerle beraber epoksi uygulaması tercih edilir. Mesela, ek beton kesintilerinin elde edilmesinde mevcut beton yüzü temizleyip epoksi sürüldükten sonra yeni betonun dökülmesi aradaki kaynaşmaya yardımcı olur. Böyle bir durumda da mekanik bazı tedbirlerin ( dikiş noktası gibi) ek olarak alınması önerilir. Bu uygulama da özel malzeme, işçilik ve alet gerektirmesi maliyeti arttırır. Bu sebeple uygulaması çok yaygın değildir.
Epoksi uygulamasının başarısı, bu yöntemle onarılmış silindirler üzerinde yapılacak deneylerle kontrol edilebilir. Başarılı bir uygulamada, silindirin onarılan epoksi – beton yüzeyinden değil, yeni çatlaklarla kırılması gerekir. Deprem yüklenmesini temsil etmek üzere yapılan tersinir yükleme deneylerinden, onarım gören kirişlerin çok iyi enerji yutma kapasitesine sahip oldukları belirlenmiştir. Donatıdaki pekleşme sebebiyle, onarılmış kirişlerin çatlamamış kirişlere göre daha dayanıklı oldukları gözlenmiştir. Ancak, muhtemelen bütün çatlakların doldurulmaması nedeniyle bu tür kirişlerde daha esnek davranış ortaya çıkar. Sonuç olarak, epoksi uygulamasını konu alan deney sonuçlarının genellikle olumlu olduğu söylenebilir. Ancak, kiriş – kolon birleşim bölgelerindeki donatının adreans çözülmesi bu onarım türünün bir üst sınırı olarak görülebilir.
2.2.3. DÖŞEMENİN GÜÇLENDİRİLMESİ
Döşemelerde genel olarak düşey yükleri taşımak için projelendirilirler. Yatay yük etkisinde bu yükleri düşey taşıyıcılara (kolon ve perde) iletecek dayanım ve rijitliğe sahip olmaları arzu edilir. Hasarlar, genellikle döşemenin büyük boşluk olan kısımlarda ve doğrudan perdeye mesnetlendiği yerlerde meydana gelir. Hasarın onarılması yanında, kalınlığı yeterli olmayan döşemenin kalınlığının arttırılması veya eklenen yeni perde duvarlarıyla olan yük aktarımının sağlanması gerekir. Yerel çatlak ve hasarlar epoksi, çimento şerbeti veya püskürtme beton ile onarılabilir. Bu sırada özellikle bozulan betonun uzaklaştırılması ve kırılan veya burkulan donatının kesilerek kaynakla yeni donatının eklenmesi gerekir. Döşeme kalınlığının arttırılmasıyla, kesitin eğilme rujitliği arttırılır. Üstten yeni beton tabakası ile kalınlaştırılabileceği gibi alttan püskürtme beton uygulanarak döşemenin dayanımı arttırılabilir. Bu sırada yeni kısımlara uygun donatılar da yerleştirilmelidir. Yeni donatının mevcut olana kaynaklı parçalarla bağlanması, sistemin bütünlüğü bakımından istenir. Yeni ve mevcut döşeme arasındaki kayma gerilmesinin akışını sağlamak için yüzeyin pürüzlendirilmesi yanında, donatı veya çelik profil parçalarından da faydalanılabilir.
2.2.4. KİRİŞİN GÜÇLENDİRİLMESİ
Hasar gören veya dayanım ve rujitliği yeterli olmayan kirişler değişik şekilde onarılır ve güçlendirilir. Bu işlem sırasında komşu kolonları da göz önüne alarak kuvvetli kiriş – zayıf kolon türünden birleşim bölgesinin meydana getirilmemesine özen gösterilmelidir. Güçlendirme türü hasarın seviyesine (çatlama, beton, ezilmesi, donatı sıyrılma ve kopması) bağlı olarak değişir. Hafif çatlaklı kirişler, epoksi ve çimento şerbeti enjeksiyonu, ile onarılabilir. Betonun ezilmesi veya donatının kopması gibi hasarın ağır olduğu durumlarda, geçici olarak askıya alınması uygundur. Hasarlı yerel kısımlar, basınçlı su veya hava ile temizlenip, kopan veya burkulan donatıların kesilerek kaynakla eklendikten sonra betonlanması yoluyla onarılabilir. Kirişlerin, gerekli durumda dört veya üç tarafından beton manto giydirilerek güçlendirilebilir. Mevcut yeni betonun bütünleşmesini sağlamak gayesiyle, mevcut betondaki beton örtü tabakasının kaldırılması ve yüzeyin temizlenmesi gerekir. Donatı düzeninde uygun kenetlenme, bırakılan uygun boylarla, kaynaklama ile veya kenetleme plakaları kullanılmasıyla saplanmalıdır. Yeni donatılar döşemedeki deliklerden geçerek kirişi çevreleyen etriyerlerle sarılmalıdır. Güçlendirme için konulan donatılar, köşegen yönündeki çubuklarla veya çelik plakalarla mevcut donatılara bağlanmalıdır.
Kirişin yalnız mesnet bölgelerinin güçlendirilmesi ile yetinilmesi söz konusu ise, mesnete döşeme kırılarak açılır, mesnet bölgesi için gerekli ek donatı yerleştirilerek etriyerlerle sarılır. Kiriş kesitinin genişletilmesi tek veya çift taraflı olabilir.
2.2.5. KOLONUN GÜÇLENDİRİLMESİ
Hasar görmüş bir kolonun deprem etkilerini taşıyabilir duruma getirilmesi veya yatay yük taşıma kapasitesinin arttırılması için kolonların güçlendirilmesi gerekebilir. Kolonun eğilme dayanımı kesit alanının büyütülmesiyle ve yeni boyuna donatılar ilave edilerek sağlanır. Buna karşılık kesme kuvveti dayanımı ve sünekliği, enine donatının sıkılaştırılmasıyla gerçekleştirilir. Binanın planında kolonların kesitlerini birbirine yaklaştırmak sistemin davranışının dengeli olmasını sağlar. Hasar durumuna göre çeşitli onarım ve güçlendirme söz konusu olabilir. Kirişlerde olduğu gibi kolonlarda da 0.1 ~ 5 mm genişliğindeki çatlaklar epoksi reçinesi ile onarılabilir. Bu gaye ile 0.20 ~ 1.00 m aralıkla açılan deliklerden epoksi aşağıdan başlayarak yukarı doğru enjekte edilir. Daha büyük çatlaklara çimento şerbeti enjeksiyonu uygun düşebilir. Ancak, güçlendirilen bölgelerin yapılacak deneylerle kontrol edilmesi gerekir.
Eğer, kolonda yerel olarak beton ezilmesi varsa, bu bölgenin temizlenmesi, pürüzlendirilmesi duruma göre etriye veya boyuna donatı ilave edilmesi uygundur. Beton dökülmeden, mevcut yüzeylerin suya doygun duruma getirilmesi, eski ve yeni betonun bütünleşmesini sağlar. Bu maksatla özel kalıp kullanılması ve kesitin şişirilerek beton dökülmesi gerekebilir. Betonun sertleşmesinde sonra fazla olan kısımlar kazınır.
Kolonun taşıma gücünün arttırılması için yaygın olarak kullanılan diğer bir yöntem de kolonun mantolanmasıdır . Mantolamada mevcut kolona, beton kesiti ve donatı eklenir. Mevcut ve yeni kolon bütünleşmesini sağlamak için ara yüzün pürüzlendirilmesi gereklidir. Manto kalınlığının betonlama sırasında boşluk kalmaması için 100 mm’den az olmaması uygundur. Uygulamadaki duruma göre kolon bir, iki, üç ve dört tarafından mantolanabilir .
Ancak, tüm çevreyi kaplayan bir mantolama tercih edilmelidir. Bu suretle mevcut ve yeni beton arasında tam bir kuvvet iletişimi sağlanabilir. Tüm çevrenin mantolanmaması durumunda, mevcut kolonun boyuna donatısının ve etriyesinin meydana çıkarılarak, yeni etriyelerin bunlara doğrudan veya bir bağ parçası ile kaynaklanması gereklidir. Dört taraftan mantolamada yüz pürüzlendirilmesi genellikle yeterli olursa da, büyük etkiler söz konusu olduğunda beton örtü tabakasının kaldırılması uygun olur. Kolonun normal ve kesme kuvvet kapasitelerinin arttırılmasında, manto donatılarının döşemeyi delerek kiriş – kolon birleşim bölgesini geçmesine ihtiyaç olmayabilir. Ancak, bu durumda kolonun moment kapasitesi arttırılmadığı gibi birleşim bölgesi de güçlendirilmemiş olur. Eğer, yapının güçlendirilmesi sırasında yatay deprem yüklerinin karşılanması için perdeler öngörülmüşse, bu tür mantolama kabul edilebilir. Böyle bir durum söz konusu değilde, döşemede açılacak deliklerden boyuna donatının devam ettirilmesi ve bu deliklerden beton dökmeyi sağlayacak büyüklükte olması gereklidir . Bunun gibi manto kısmında, kolonlar için öngörülen konsrüktif kurallara uyulması gerekir.
2.2.6. KİRİŞ – KOLON BİRLEŞİM BÖLGESİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ
Depremde en fazla hasar gören kiriş – kolon birleşim bölgeleri, taşıyıcı sistemin en çok zorlanan ve güçlendirilmesi en zor olan kısımlarını oluşturur. Birleşim bölgesinde farklı doğrultudaki elemanlar birleşerek, kesit etkileri birbirleriyle dengelenir. Deprem yükleri altında bu bölgede kesme kuvveti dayanımının ve donatı kenetlenmelerinin yeterli olmaması en çok rastlanan hasar türlerini oluşturur. Ayrıca, büyük şiddetteki depremlerde birleşim bölgesine birleşen kesitlerde meydana gelen plastik mafsallar sonucu büyük dönmeler, donatıda aderans çözülmesi sonucu kaymalar ve geniş çatlaklar oluşabilir. Deprem etkisinde birleşim bölgesinin iki tarafındaki eğilme momentinin farklı işarette olması, kiriş kesitinde farklı gerilme durumları doğmasına ve bunun sonucu donatının birleşim bölgesinden çekilip çıkarılmak istenmesine yol açar. Bu sebeple donatı kenetlenmelerine ve eklerine özen göstermek gerekir.
Hasarın yerel olması ve çatlaklar şeklinde görülmesi durumunda, epoksi reçinesi enjekte edilmesi onarım ve güçlendirme için yeterli olabilir. Aderansı çözülmüş donatının aderansının tekrar oluşturulması için de epoksi enjeksiyonu önerilir. Çimento şerbetinin aderansın kazandırılmasında yeterli olmadığı bildirilmiştir.
Hasarın daha da yaygın olması durumunda kiriş – kolon birleşim bölgesi, çelik lamalar yapıştırılarak ve sarılarak güçlendirilebilir. Bu suretle , kesitlerin eğilme momenti kapasiteleri arttırılırken; sarılan lamalarla, bu bölgede oluşturulan enine basınçla, betonun dolayısıyla elemanın sünekliği arttırılır. İhtiyaç olduğunda süneklik artırımı için etriyeleri eksik olan kolon ve kiriş kesitlerinde sadece sargı lamaları kullanılabilir. Uygulama için bölgedeki ezilen beton temizlenir., yüzeyler düzeltilir ve özel yapıştırıcılar kullanılarak boyuna lamalar yapıştırılır. Yapışmanın tam olması için lamaların betona işkence aletleriyle bağlanması gerekebilir. Daha sonra sargı lamaları sarılarak uçları birbirinin üzerine yeterli boyda gelecek şekilde yapıştırılır. Bu sırada kiriş sargı lamalarının, o bölgedeki döşeme kaplamasının kaldırılmasından ve döşemede delikler açıldıktan sonra uygulanabileceği unutulmamalıdır. Betonda enine basıncın yeterli şekilde oluşması için lamaların dar olmaması (-50 mm uygun genişlik) ve birbirlerinden ayrık (-0.20 m uygun aralık) yerleştirilmemesi gerekir. Bu tür uygulama özel özene ihtiyaç gösterir. Ayrıca uygulanan güçlendirme şeklinin basit bile olsa deneyle kontrolü önemlidir. Bütün bu işlemlerden sonra, bölgenin sıvanması ve lamaların kapatılması gerekir.
Duruma özgü bir yaklaşım gerektiren, kiriş – kolon birleşim bölgesinin güçlendirilmesine bir örnek de verilmiştir. Burada mantolama yoluyla birleşen elemanların bütünleşmesi sağlanmaktadır. Kısa donatıların kenetlenmesi için kaynak kullanılması ve mevcut yeni betonun bütünleşmesi için beton örtü tabakasının kaldırılması gerekli olabilir. Yerleştirilecek donatının bir uzay kafes sistem oluşturması ve kuvvet akışı ile uyuşumlu yerleştirilmesi amaca hizmet edecektir. Bu donatıları örtecek ve rijitliği sağlayacak beton kesitinin oluşturulması ise gereklidir. Verilen güçlendirme biçiminin döşeme üzerine taştığı gözden kaçırılmamalıdır. Etriyeler döşemede delik açılarak bağlanmıştır. Sadece birleşim bölgesini güçlendiren bu mantolama, kiriş ve kolonların da mantolanması durumunda daha elverişli ve kolay uygulanabilir.
Çelik levhalar kullanılarak yapılan bir güçlendirme türü gösterilmiştir. Özellikle endüstri yapılarındaki çerçevelerde kullanımı uygun düşer. Birleşim bölgesinin şekline uygun çelik levhalar epoksi ile yapıştırılıp, butonlarla bağlanırlar. Kuvvet akışının sağlanması için bu ek levhalarının kiriş ve kolona kaynaklanması gerekir.
2.2.7 PERDENİN GÜÇLENDİRİLMESİ
Perdeler , deprem yüklerinin karşılanmasında rijitlik ve dayanım bakımından taşıyıcı sistemin önemli elemanlarıdır. Hasar görmeleri durumunda, onarım ve güçlendirilmeleri özenle yapılmalıdır. Deprem yükü taşımak üzere düzenlenen betonarme perdelerle hasarlar, kayma ve eğilme taşıma gücünün yetersizliğinden veya büyük boşluklu perdelerde bağ kirişlerinin yetersizliğinden kaynaklanabilir. Perdelerin güçlendirilmesinde eğer varsa, pencere, kapı gibi boşlukların doldurulması ile sağlanan ek taşıma gücü kapasitesi yeterli olabilir. Diğer yapı elemanlarından olduğu gibi, betonda ezilme olmadığı durumda epoksi enjeksiyonu perdeler için de yaygın olarak kullanılır. Ancak, bütün çatlaklar doldurulamadığı için hasardan önceki rijitlik elde edilmez. Perdede beton ezilmesi veya donatı burkulması varsa, kolonlarda uygulanan onarım ve güçlendirme yöntemi burada da uygun düşer. Hasar derecesine göre hasarlı kısmın temizlenmesi, ek donatı yerleştirilmesi ve kısmın betonlanması gerekebilir.
Eğer mevcut perde yetersiz kalırsa, kalınlığını arttırarak rijitliğini ve dayanımını yükseltmek önerilir. Kalınlığın arttırılması sırasında ek donatıların yerleştirilmesi ve uygun başlık yapılması gerekli olabilir. Yeni donatıların mevcut olanlara bağ parçaları ile kaynaklanması ve mevcut beton yüzünün pürüzlendirilmesi bütünleşmeyi sağlayacağından önemlidir. Aradaki bağ kuvvetlerinin iletimini sağlamak için dikiş çubuklarının kullanılması ve mevcut perde yüzeyine epoksi uygulanması gerekli olabilir. Perdenin eğilme dayanımı yeni başlık kısımlarının ilavesi ve gerekli donatı düzenin sağlanması ile arttırılabilir.
2.2.8. TEMELİN GÜÇLENDİRİLMESİ
Diğer yapı elemanlarına göre daha zor ve pahalı olan temel güçlendirilmedi işlemi aşağıda verilen durumlarda söz konusu olur: a) Kötü zemin nedeniyle temelde büyük oturmalar meydana gelirse; b) Büyük deprem yükleriyle temelde hasar oluşursa; c) Yapı yüklerinde, güçlendirmeden ileri gelen artmalar veya deprem yönetmeliğindeki değişikliklerden kaynaklanan yatay yük artışı ile temel yetersiz kalırsa; d) Sonradan kat ilavesiyle, temel yetersiz kalırsa. Temel sisteminin güçlendirilmesinde, mevcut temele ilave yapılabildiği gibi, yeni temel düzenlenebilir veya temel zemini iyileştirilebilir. kolonu da mantolanarak güçlendirilen bir temeldeki mantolama şekli görülmektedir. Sadece temelin güçlendirilmesine bir örnek de verilmiştir. Temelden üst yapıya aktarılacak tepkiyi eski temel vasıtasıyla iletebilmek için temel pabucu çevresinde ek dişler oluşturulmuştur. Bu iki tür temel güçlendirilmesinde temel zemin ile üst yapı arasında yük aktarılış biçiminin değişeceğine ve bu nedenle en çok zorlanan kesitlerin farklı yerde oluşacağına dikkat edilmelidir. Ayrıca iki beton yüzünden kayma gerilmeleri iletimi için dikiş çubukları veya beton yüzeyine epoksi uygulaması gerekli olabilir.
2.2.9. TAŞIYICI SİSTEMİN YENİ ELEMANLARLA GÜÇLENDİRİLMESİ
Mevcut yapının yanal yük dayanımı yeni yapı elemanlarının eklenmesiyle arttırılabilir. Bu elemanlar uygun projelendirildiğinde deprem etkisinin büyük bir kısmına karşı koyarak, mevcut sistemin yükünü önemli ölçüde azaltırlar. Kullanılacak yeni taşıyıcı eleman, mevcut yapının taşıyıcı sistemine ve hasar durumuna bağlıdır. Yeni elemanlarla tüm sistemin deprem davranışının değişebileceği unutulmamalıdır. Güçlendirme için öngörülen yeni elemanlarla sistemin rijitliği arttırılacağı için, genellikle deprem kuvvetleri de artar ve etkiler sistemde değişik bir dağılımla ortaya çıkar. Yeni elemanların yapı içinde düzgün dağıtılmasıyla, etkilerin belirli bölgede yığılması ve istenmeyen burulma etkilerinin meydana gelmesi önlenmiş olur. Mevcut ve yeni elemanlar arasındaki kuvvet geçişinin ve bütünleşmesinin sağlanması için ara bölgelerin özenle ele alınması ve projelendirilmesi gerekir.
a) Betonarme Perdeler
Taşıyıcı sistemin depreme karşı güçlendirilmesinde yeni perdelerin ilave edilmesine oldukça yaygın olarak rastlanır. Perdelerin yerlerinin seçiminde, deprem yükleri altında ek burulma momenti meydana getirilmemesine ve planda kütle ve rijitlik merkezlerinin olabildiğince yaklaşmasına dikkat edilmelidir. Döşemelerde açılacak deliklerden, hem perde donatısının sürekliliği için, hem de daha alt kattaki perdeye beton dökümü için faydalanılır. Burada en önemli nokta eklenen perde ile mevcut sistemin beraber çalışmasını sağlamaktır. Yatay deprem kuvvetinin geçişi, perde ile döşeme ortak kesitlerinde ve perdede oluşturulacak yatay kirişlerin mevcut döşeme ile bağlantısını sağlayarak gerçekleştirilebilir. Bağlantı için bazı durumlarda ek döşeme dökülmesi gerekebilir.
Perde başlık donatılarının kat döşemelerini uygun yerlerde kesmelerine, eklerinin yapılmasına ve başlık kısımlarının genişletilmesine özen gösterilmelidir. Gövdede kesilen donatılar yerine, döşeme deliklerinden geçen çapraz donatılar yerine, döşeme deliklerinden geçen çapraz donatılar yerleştirilmesi uygundur. Bazı durumlarda perdelerin mevcut kolonları mantolayacak şekilde düzenlenmesi uygun düşer. Böylece, mevcut ve yeni sistemin bütünleşmesi kolaylıkla sağlanmış olur. Bunun gibi kalın perdelerin kat kirişlerini içerecek şekilde düzenlenmesi yatay kuvvet iletimin, perde donatısının sürekliliğini ve bütünleşmeyi güvenli bir şekilde ortaya çıkarır Ancak bu durum perde kalınlığının büyük olmasını gerektirdiği için pek tercih edilmez.
Yeni güçlendirme perdelerinin projelendirilmesi sırasında dikkat edilmesi gereken bir nokta da temel düzenidir. Eklenen temellerin mevcutlarla beraber çalışması ve perdenin ana donatılarının temel kenetlenmeleri sağlanmalıdır. Bu amaçla temelin ortak yüzeyine epoksi sürmek ve dikiş donatıları yerleştirmek önerilir. Ayrıca, perde ana donatıları temelde önceden açılan deliklere epoksi ile sokularak bağlantı sağlanabilir. Genellikle kolonlardan oluşan çerçeve sistemlerinin perdelerle güçlendirilmesine gidilir. Ancak, perdeler rijitlikleri nedeniyle deprem kuvvetinin önemli bir kısmını alırlar. Buna karşılık sistem yükünü aldıktan sonra ilave edildikleri için, normal kuvvetleri kendi ağırlıklarından ibarettir. Sadece yeni olarak gelecek hareketli düşey yüklerin taşınmasında yardımcı olurlar. Bu tür normal kuvvetli az eğilme momenti büyük olan perdelere temel düzenlenmesi ortaya çıkan büyük çekme gerilmelerinden dolayı zorluklar ortaya çıkar. Temelin çekme gerilmesi almadığı kabul edilerek temelin bazı bölgelerde zeminden yerel olarak ayrıldığı kabulü yapılması gerekli olur. Temeli kalın yaparak bu bölgeleri sınırlandırmak mümkün olabilir. Bunun yanında daha etkili bir çözüm için komşu kolonları da içerecek şekilde plak temel düzenlenmesidir. Bu suretle kolonların normal kuvvetlerinden faydalanarak perdeye komşu tekil temeller birleştirilerek büyük bir perde temeli yapılması gerekebilir Zemin emniyet gerilmesi yeterli olmadığı yerlerde, temel genişletilmesinin yanında, zeminin iyileştirilmesi de düşünülebilir. Bunun yanında deprem etkisi durumunda, etkinin kısa süreli olması sebebiyle zemin emniyet gerilmesinin üstündeki bazı yerel gerilme artışlarına müsaade edilebilir.
Güçlendirme perdeleri plandaki durumlarına göre değişik şekillerde ortaya çıkar. Perdeler planda yerleşimlerine göre cephe perdeleri ve iç perdeler olarak ve düşey kesitteki durumlarına göre eksenel ve dış merkez olarak isimlendirilirler.
b) Eksenel Betonarme Perdeler
Perdeler kolon ve kirişlerin oluşturduğu çerçeve gözlerindeki bölme duvarları perdeye dönüştürülerek, güçlendirme yapılabilir. Kolon ve kiriş eksenleri arasında kalan bu tür perdeler mimari düzeni en az rahatsız ettikleri için tercih edilirler. Yapının kiriş ve kolonlarındaki hasar az ise veya onarımla eski duruma getirilmişse, bölme duvarlarına taşıyıcılık kazandırılması, özellikle iki ve üç katlı yapılarda yeterli olabilir. Bina kat adedinin az olması sebebiyle bina deprem yükü yığma yapı davranışına yakın bir çalışma şekli ile karşılanır. Böyle bir durumda kat perdelerinin komşu kiriş ve kolonlarla bütünleşmesinin sağlanması önemlidir. Perdeye komşu kiriş ve kolonlar güçlendirme sisteminin bir parçası olduklarından, katlar arası kuvvet iletiminin yapılabilmeleri gerekir. Eğer bu elemanlarda önemli hasarlar varsa, beton veya donatılarından şüphe ediliyorsa, katlar arası kuvvet akışının sağlanması için tedbir alınması gerekir. Bu gaye ile perde başlıklarının sürekliliğinin sağlanması için başlıklar genişletilebilir. Her durumda da kolon ve kirişler ile perde arasında kesme kuvvetinin iletilmesi için dikiş donatısının kullanılması önemlidir. Bu maksatla dikiş donatıları epoksi ile kolon ve kirişe bağlanabildiği gibi, tercih edilmemekle beraber kaynaklı donatı birleşimi de kullanılabilir. Kirişlerle perdenin beraber çalışması da benzer şekilde sağlanabilir. Ancak böyle bir değişiklikle, mevcut taşıyıcı elemanlardaki zorlamalar tamamen farklı değerler alabilir. Düşey yükler altında basınca çalışan bir kolon, deprem yükleri altında çekme kuvveti ile zorlanabilir.
c) Dış Betonarme Perdeler
Bina dışına yerleştirilen cephe perdeleri, mimari fonksiyonları bozmaması ve bina dışından inşa edilebilmeleri bakımından tercih edilir. Ancak, bu durumda da binanın cephelerinde bulunan pencereler dolu perde yapımını önler ve perdeler dolu perdelere göre saha sünek olmasına karşılık inşası ve donatı detayları daha fazla özen ister. Binanın cephesinde balkon bulunması güçlendirme perdenin düşey sürekliliğinin oluşturulmasında zorluklar çıkarır. Binanın dışında kalan perdelerin mevcut kirişle ve kolonlarla bağlantılarının yapılarak sistemin bütünleşmesinin sağlanması önemlidir. Perdeye komşu kolonların mantolanarak perde ile birleştirilirse, bütünleşme daha sağlıklı biçimde yapılabilir. Eğer böyle bir durum söz konusu olmazsa, kat seviyelerindeki kirişlere yapılacak bağlantılarla perdenin mevcut sistemle bütünleşmesi gerekir
d) İç Betonarme Perdeler
İç perdeler planda binanın iç kısımlarında bulunur. Bunlar genellikle iki uçtaki kolonu mantolayarak onlarla bütünleşirler. Bu durum perdenin mevcut sistemle bütünleşmesini sağlayacağı gibi, perdenin uçlarında meydana gelecek çekme kuvvetinin kolon basınç kuvvetinin gözönüne alarak azaltılmasını da sağlar. Bunun yanında perde temelinin düzenlenmesinde kolon basınç kuvvetinin olumlu katkısı hesaba katılmış olur. Kapı ve pencere boşluğunun bulunması durumunda perde bir uçtan komşu kolona bağlanırken, diğer taraftan perde için bir uç bölgesi oluşturulur. Her iki durumda da perde kat seviyelerinde döşemeyi başlık bölgelerinde deler, bu suretle başlık donatılarının sürekliliği sağlanır. Bunun yanında perde gövdesinde döşemede yer yer boşluklar açılarak, hem beton dökümü için kolaylık sağlanırken, hem de bu boşluklara yerleştirilecek donatılarla perdenin katlar arası bütünleşmesi daha kolay sağlanmış olur. Eğer perdenin bir ucu kolonu dört kenardan mantolayarak bağlanmıyor, sadece kolonun üç, iki veya bir kenarı ile birleşiyorsa, kolon ile perde arası bütünleşmeyi komşu kolon yüzeylerine belirli aralıklarla yerleştirilecek bağ (dikiş) donatıları ile sağlanabilir .
e) Dışmerkez Betonarme Perdeler
Bina yüksekliğinin artması ile büyüyen deprem kuvvetlerinin karşılanmasında güçlendirme perdesinde katlar arası sürekliliğin sağlanması daha önem kazanır. Bunun gibi mevcut taşıyıcı sistemdeki kolon ve kirişlerin hasarlı olması veya kesit, donatı ve beton kalitesinde belirsizlikler bulunması, perdelerin kiriş ve eksenlerine göre dışmerkez olarak yerleştirilerek döşemedeki deliklerle sürekliliğin sağlanmasını gerektirebilir. Bu durumda da komşu kolonların perdelerle bütünleşecek şekilde mantolanması uygundur. Dışmerkez perde düzeninde perde başlarının donatıları ile devam ettirmeleri sağlanır .
f) Çelik ve Betonarme Çerçeveler
Güçlendirme sisteminde mimari bakımından büyük boşluklar istenirse, çelik veya betonarme çerçeveler uygun düşebilir. Kolonların yeterli dayanıma sahip olmadığı durumda, tam bir çerçeveye ihtiyaç duyurulur. Ancak kolan ve kirişler yeterli rijitlik ve dayanıma sahipse, sadece çelik veya betonarme köşegen elemanlar eklenerek güçlendirme sağlanabilir. Betonarme eleman durumunda sık etriye kullanılması sünek davranış için gereklidir. Her iki durumda da mevcut yapı il yeni elemanın bütünleşmesi ve dışmerkezlik oluşturmadan birleşim düzenlemesi önemlidir.
2.3. GÜÇLENDİRME PROJESİ
Depremden sonra yapılan inceleme sonucu binalar hafif, orta ve ağır hasarlı olarak üç bölüme ayrılır. Hafif hasarlı binalar hemen veya bazı mimari onarımlar yapıldıktan sonra kullanılabilir. Ağır hasarlı yapılar ise, ekonomik olarak güçlendirmesi mümkün olmayan binalar olup, tehlikeli durumu ortadan kaldırmak için hemen yıkılır. Buna karşılık orta hasarlı binalar daha ayrıntılı incelenerek güçlendirme projeleri hazırlanır.
Orta hasarlı betonarme bir binanın güçlendirilmesi projeleri hazırlanmasında ilk adım, binadaki hasarın incelenmesinin yapılarak, bina için bir yapısal hasar raporunun hazırlanmasıdır. Daha sonra güçlendirme sistemine ve ilkesine karar vermek gerekir. En son adım da güçlendirme projesinin buna uygun olarak hazırlanması olacaktır.
a) Yapısal Hasar Raporunun Hazırlanması:
Bu raporda, binanın yerleşim durumu ve kat adedi yanında, yapılan geoteknik ve malzeme incelemelerinin sonuçları özet olarak verilir. Geoteknik inceleme çevredeki genel zemin durumu belirtildikten sonra yapısal hasar ve muhtemel güçlendirme sistemi ile doğrudan ilgili geoteknik parametreler verilmelidir. Bunlar zeminin tabii birim hacim ağırlığı, zemin emniyet gerilmesi ve yatak katsayısı olarak sayılabilir. Bölgedeki deprem durumu göz önüne alınarak zemin karakteristik periyotları ve etkin yer ivmesi katsayısı da belirtilmelidir. Yer altı su seviyesi hakkında bilgi, binadaki temel durumu ve temel derinliği de geoteknik inceleme sırasında tespit edilir. Binanın mevcut taşıyıcı sistemindeki beton kalitelerini belirlemek için uygun sayıda numune alınmalı ve daha çok sayıda darbeli çekiç deneyi uygulaması ile betonda ses hızı ölçüm deneyleri yapılmalıdır. Ölçülen bu tahribatsız değerler ile beton numunesi sonuçları arasında korelasyon kurularak, beton kalitesi konusunda oldukça gerçekçi sonuç elde etmek mümkündür. Açılan kiriş ve kolon gibi elemanlardan alınacak donatı numuneleri üzerinde yapılacak çekme deneyi ile donatının kalitesi de belirlenebilir.
Taşıyıcı sistemin tanıtılması raporun en önemli bölümünü teşkil eder. Binanın projesi mevcut ise, bu projenin ne derecede yerindeki durumla uyuştuğunun tespit edilmesi ve farklılıkların bildirilmesi önemlidir. genellikle eski binalar için proje bulmak mümkün olmaz. Bu durumda binanın mimari rölövesi ile taşıyıcı sistem rölövesinin hazırlanması gerekir. Her kat için hazırlanacak mimari rölövede binadaki kapı ve pencere yerleri yanında, hacimlerin kullanış biçimlerinin de işaret edilmesi uygundur. Taşıyıcı sistem rölövesinde ise, döşeme türü, kolon ve varsa perdelerin yerleşim durumu ile kirişlerin plandaki düzeni belirtilmelidir. Bu elemanlarının yerlerinin ve geometrik boyutlarının belirlenebilmesi için bazı duvarların kırılması gerekebilir. Özellikle kirişlerin bölme duvarları içinde kalması ve asmolen döşemelerde geniş kirişlerin döşeme içinde bulunması taşıyıcı sistemin belirlenmesinde büyük zorluk çıkarır. Yer yer bu elemanlarda donatı açılarak, eğer proje varsa donatının yerleştirilme durumu hakkında ve eğer proje yoksa mevcut donatı düzeni hakkında bilgi toplanır. Bütün bu bilgilerin elde edilmesinde daima belirsizliklerle karşı karşıya bulunacağını gözden kaçırmamalıdır. İncelemeyi yapanın mevcut projeyi veya hazırlanan taşıyıcı sistem rölövesini esas alarak bilgiler toplaması güçlendirme projesinin hazırlanması durumunda önemli hususların gözden kaçmasını önleyecektir.
Hazırlanan kat kalıp planları esas alınarak binadaki hasarın incelenmesi ve bunların bu planlara işlenmesi raporun diğer önemli bir bölümünü oluşturur. Taşıyıcı sistem elemanlarındaki hasarın belirtilmesi yanında bölme duvarlarındaki x çatlakların ve hasarın derecesi de binanın depremden etkilenme derecesini göstermesi bakımından önemlidir. Taşıyıcı sistem elemanlarında hasar kiriş ve kolonlarda çatlık olarak ortaya çıkar. En önemli hasar kolon kiriş birleşim bölgelerinin depremde zorlanmasında oluşan çatlaklar, beton dökülmeleri veya donatı burkulmalarıdır. Depremden sonra kolonlarda bölgesel betonun boşalması ve donatımının burkulması gibi önemli hasarların da meydana geldiği gözlenmiştir. Binanın merdiven bölgesi, taşıyıcı sistemin düzenli olmadığı bir bölümdür. Bu sebeple burada özellikle duvar hasarları daha çok kendini gösterir. Bunun gibi, merdiven kolu plağında ve bunun sahanlık plağı ile birleşim yerinde hatalı donatı uygulamasına yaygın olarak rastlanır. Bu durum deprem hasarlarının buralarda yoğunlaşmasına sebep olur. Genellikle hasar zemin katta yoğunlaşmış olarak ortaya çıkar ve üst katlara çıkıldıkça hasar azalır. Yurdumuzda kalıp işçiliğinin kaliteli olmadığı yerlerde, meydana gelen kusurları örtmek gayesiyle kalın sıva kullanılır. Bu ise büyük sıva çatlakların oluşmasına sebep olur. Bazı durumlarda bu çatlaklar taşıyıcı elamanlarda devam etmeden yüzeyde kalabilir.
Yapılan hasar tespitinin sonunda meydana gelen hasarın sebepleri hakkında önem sırasında kısa bilgi verilmesi faydalıdır. Yurdumuzdaki deprem hasarının ana sebepleri önem sırasına göre aşağıdaki gibi sıralanabilir:
a. Beton kalitesi düşük olması hasarın en önemli sebebi olarak görülebilir. Betonun elastisite modulünün düşük olması büyük yatay şekil değiştirmeye sebep olduğu için bölme duvarlarda büyük hasar meydana gelir. Bunun yanında düşük kaliteli beton, kesitlerin de mukavemetinin düşmesine sebep olur.
b. Kolon başlarında çıkan kesilmelerin en önemli sebebi de bu bölgelerde donatı detaylarına gerekli özenin gösterilmemiş olması ve iş derslerindeki beton yüzeylerinin bütünleşmesinin sağlanmamış olmasıdır.
c. Taşıyıcı sistemin planda ve düşey kesitte düzgün ve sürekli çerçevelerden oluşturulmaması da hasarın artmasına sebep olur.
d. Betonarme perdelerin bulunmaması, yatay değiştirmelerin artmasına sebep olmuştur. Bunun sonucu olarak bölme duvarlarında ağır hasar meydana gelir.
e. Merdiven ve sahanlık civarındaki hasarların en önemli sebebi donatı üzerindeki yanlışlıklardır.
f. Temellerin yüzeye yakın olması, deprem yüklerinin yapıdaki etkilerinin, dolayısıyla hasarın artmasına sebep olur.
g. Binalarda, çatının odun ve kömür deposu olarak kullanılması deprem yüklerinin artması dolayısıyla hasarı arttırır.
h. Kolon-kiriş birleşim bölgelerinde etriye konulmaması da hasarın artmasının diğer bir sebebidir.
Binada hasar tesbiti yapanın ilk tesbitlere dayanarak bir güçlendirme sistemi önermesi projelendirmenin çok daha kolay olmasını ve gözden önemli bir şeyin kaçmamasını sağlar. Yapılacak öneride hasar görüp düşey yük taşıyıcılığı şüpheli olan kolonların mantolanması bulunmalıdır. Sistem toplam deprem güvenliği kolonların mantolanması ile oluşturulabildiği gibi güçlendirme perdelerinin öngörülmesi ile de sağlanabilir. Bunun için mantolanması uygun görülen kolonların bildirilmesi veya muhtemel perde yerlerinin işaretlenmesi önemlidir. Bunlar yerleri daha sonra hazırlanacak proje çözümlerinde alınacak sonuçlara göre kontrol edilmelidir. Yerinde yapılacak incelemede önerilen kolon mantolanmasının veya perde yerlerinin mimari bakımdan bir sakınca doğurup doğurmadığına bakılmalıdır.
b) Güçlendirme projesinin ilkelerinin belirlenmesi
Güçlendirme işlemi değişik sistemler kabul edilerek yapılabileceği gibi, belirli bir sistemin projelendirilmesinde de değişik boyutlandırma ilkeleri kullanılır. Güçlendirme projesinin hazırlanmasından aşağıdaki hususların incelenmesi, tartışılması gerekecektir. Bunların büyük bir kısmı inşaat mühendisliği kararı gerektirdiği halde, binanın mevcut durumu, mimarisi, katlanılabilecek mali yük bu kararlarda etkili olur.
a. Güçlendirme işleminde kolon ve kirişlerin güçlendirilmesi yanında perde ilavesine ihtiyaç duyulabilir.
b. Taşıyıcı sistemin çözümlemesinde zemin yatak katsayısı kullanılarak bir mesnetlenmenin kabul edilmesi uygun düşebilir. Bu suretle taşıyıcı sistem elemanlar arasında yük paylaşımı daha gerçekçi olarak belirlenebilir.
c. Mevcut taşıyıcı sistemin kusurlarının tesbiti için binanın depremden hasar görmemiş durumu esas alınarak taşıyıcı sisteminin geçerli düşey yük ve deprem etkisi gözönüne alınarak 1.4G+1.6Q ve G+Q+E yükleri altında çözümlemesi ve hasar tesbit edilen kesitlerin kontrol edilerek hasar sebepleri hakkında yorum yapılması uygundur.
d. Kesit kontrolünde eğer binanın projesi yoksa, sınırlı sayıda yapılan donatı belirlemeleri gözönüne alınabileceği gibi, minimum donatı şartlarından hareket edilmesi gerekebilir.
e. Binanın güçlendirilmiş taşıyıcı sisteminin boyutlamasında, esas olarak deprem yönetmeliğinin öngördüğü ilkelerin kullanılması ve deprem yüklerinin belirlenmesinde deprem bölge katsayısının, bina önem katsayısının ve deprem yükü azaltma katsayısının belirlenmesi gerekecektir.
f. Güçlendirmiş taşıyıcı sisteminde yapılacak kontroller kapsamı projenin yaklaşımı bakımdan önemlidir. Mesela hasar durumuna göre mevcut taşıyıcı sistem TS500’ün öngördüğü 1.4G+1.6Q yüklerini taşıyacak şekilde yerel güçlendirilirken, ilave güçlendirme perdelerinin deprem etkisinden oluşan taban kesme kuvvetinin en az belirli (% 60-80 gibi) bir bölümünü karşılaması kabul edilebilir.
g. Mevcut taşıyıcı sistemle, güçlendirme sistemi arasındaki kuvvet iletişimi türüne karar verilmesi ve bunun gerçekleştiğinin hesapla gösterilmesi önemlidir. Özellikle dışmerkez perde durumda yatay yükün taşıyıcı sisteme iletilmesinin sağlanmasına özen gösterilmelidir.
h. Güçlendirme perdelerinin her iki doğrultuda en az ikişer tane olması ve bina yüksekliğince devam etmesi tercih edilmelidir. Kapı ve pencere boşluklarının bırakılması için boşluksuz perdeye de karar verilebilirse de, boşluksuz perdenin donatı ve kalıp detayının daha çok özen istediği unutulmamalıdır. Binanın kat adedinin ve plandaki alanının küçük olması durumunda perde sayısı üçe de indirilebilir.
ı. Kolon ve kiriş gibi mevcut taşıyıcı sistem elemanlarının kontrolünde, güçlendirilme gereklilik şartının kesin matematiksel kabul edilmesi mevcut olan pekçok belirsizlikten dolayı uygun olmayabilir. Bu sebeple taşıyıcı sistemdeki ilave kapasiteler düşünülerek güçlendirme gerekliliği şartı biraz yumuşatılabilir. Örneği, Ac is eleman kesit alanı, As kolonlarda toplam donatı alanı ve kirişlerde açıklık ve mesnet çekme donatılarının toplamı olmak üzere, aşağıda verilen iki şarttan birinin de sağlanmaması durumunda kolon ve kirişlerin güçlendirilmesi gerekeceği kabul edilebilir.
As (gerekli) < (1.20-1.50) x As (mevcut) (kolon-donatı biliniyorsa)
As (gerekli) < (0.012-0.015) x Ac (mevcut) (kolon-donatı bilinmiyorsa)
As (gerekli) < (1.00-1.25) x As (mevcut) (kolon-donatı biliniyorsa)
As (gerekli) < (0.015-0.020) x Ac (mevcut) (kolon-donatı bilinmiyorsa)
i. Mevcut donatı alanı olarak binada açılan elemanlardaki donatılar esas alınarak bir donatı gerçekleştirme oranı hesaplanarak, açılmayan elemanlardaki donatı tahmin edilebilir. Perde ile taşıyıcı sistemin güçlendirilmesi sırasında ilave edilecek perdelerin kolondan kolona yerleştirilmesi uygundur. Kolon mantolanmasının dört kenardan olması tercih edilmesine karşılık, mimari sebeplerle veya binanın konumu gereği üç veya iki kenardan kolonun sarılması şeklinde de mantolama yapılabilir. Güçlendirme perdeleri kiriş-kolon eksenleri arasında dışmerkezlik olmaksızın yerleştirilebildiği gibi, kolon ve kiriş eksenlerine göre dışmerkez olarak da yerleştirilebilir. Bunun gibi, güçlendirme perdeleri planda binanın iç eksenlerine yerleştirilebileceği gibi, binanın dış eksenlerinde bulunacak şekilde de projelendirilebilir.
k. Perdelere gelen etkilerin temele kadar iletilmesi önemlidir. Yeterli temeli olmayan perdelerin öngörülen yatay etkiyi karşılaması mümkün değildir.
l. Deprem yüklerinin güçlendirme perdeleri ile taşındığı durumda, kolonlar için yapılan betonarme kesit hesabında Nd/(bd 0.5 ck gibi minimum bir şart esas alınarak, güçlendirilmeye karar verilebilir.
m. Perde ve kolon mantolarının kattan kata geçirilmesinde farklı uygulamalara gidilebilir. Kirişli plak döşemelerde perde başlık kısmı ve kolon mantosu döşeme delinerek yukarı çıkılabildiği halde, asmolen döşemede geniş kirişlerin bulunması durumunda büyük bir zorluk ortaya çıkabilir ve geniş kirişin mesnet kesitlerinin kırılması gerekebilir. Bu tür imalatın yapılması sırasında komşu döşemelerin askıya alınmasının gerektiği unutulmamalıdır.
n. Perde uç donatıları sürekli olarak devam ederken, perde gövde donatısının sürekliliği kirişi geçen veya delen tek sıra minimum bir donatı ile sağlanması (f 16/400mm gibi) gerekecektir. Kirişteki bağ donatılarının hesabında kiriş seviyesi üzerindeki kat kesme kuvvetinin alt kata iletilmesi esas alınacaktır. Bu kuvvetin, bağ donatıları yanında, mevcut kolonun beton kesiti, donatı kesiti ve perde uç donatısı ile de iletildiği kabul edilebilir. Kolonla perdenin kat yüksekliği boyunca bütünleşmesi için tek sıra minimum bir donatının yerleştirilmesi (f 16/300mm gibi) gerekecektir. Perde-kolon bağ donatılarının belirlenmesinde, kolona bir üst döşemeden iletilen kuvvet veya perde momentinin gerektirdiği uç kuvvetinden (M/h) küçüğü gözönüne alınmış olabilir. Kolonun tamamen dört kenardan mantolanması durumunda bağ donatıya ihtiyaç olmayabilir. Bağ kenetlenme çubukları minimum boyları (kolon ve kiriş içinde en az max (10f ;150 mm) ve perde içinde 20f gibi) belirlenmelidir.
o. Perdede her iki yüzde ve her iki doğrultuda minimum belirli bir minimum gövde donatısı bulunması f 10/200mm gibi) sözkonusu olacaktır.
p. Güçlendirme perdesi minimum kalınlığının belirlenmesi hmin = max (200mm; kat yüksekliği / 15). İlk katta perde uç bölgesi perde boyunun 0.2 katı ve diğer katlarda 0.1 katı alınması. Perde uç bölgesinde, en az deprem yönetmeliğinin öngördüğü minimum donatı konulacak ve bu donatı perde yüksekliğince devam ettirilmesi. Perde uç bölgesi katta minimum bir etriyenin yerleştirilmesi (ilk kat f 10/100 mm ve diğer katlarda f 10/200 mm gibi). Perde uç donatısının hesabında, birleştiği kolonun normal kuvveti ve donatısının gözönüne alınması. Boşluklu perde düzenlenmesi durumunda pencere altlarında veya kapı üstlerinde bağ kirişlerinin düzenlenmesi.
r. Binada projesiz olarak depremden sonra yapılan kolon mantolanması gibi güçlendirme müdahalelerinin hangi durumlarda ne şekilde kabul edileceği yapılan projede gözönüne alınacağı.
s. Temelin düzenlemesi, mevcut temel durumunun ne şekilde gözönüne alınacağı. Mevcut ve yeni temelin bütünleşmesi için nasıl bir donatı düzeni gerektiği (hatıl temel durumunda f 16/400 mm ve tekil temel durumunda 12f 16 bağ donatısının kullanılması gibi.)
t. Gerekli olmadığı durumlarda perde uçlarındaki kolonlar mantolanmaması, mevcut kolon ile güçlendirme perdesinin bütünleşmesi kolona bağlanan bağ çubukları ile sağlanması. Benzer şekilde, gerekli olmayan hallerde, mantolar tüm yapı yüksekliği boyunca devam ettirilmemesi. Perde uç kolonlarında manto kalınlığı minimum boyutu (100 mm, 150 mm gibi)
u. Perdenin uçlarında bulunan kolonların dışında, perde temeline oturan ve eksenel kuvveti temel hesaplarında gözönüne alınan kolonların bulunması halinde, bu kolonların çerçevesinde oluşan kayma gerilmesinin sınırlandırılması (300-40t/m2 gibi). Bu sınır gerilme esas alınarak manto gerekip gerekmediğine karar verilmesi.