Yapılarda her zaman yenilikçi bir bakış ile bina güçlendirme metodları geliştiriyor ve uyguluyoruz. Bina güçlendirme projelerinde yapılara hiçbir zaman standart güçlendirme projelerinde olduğu gibi eleman bazında yaklaşılmıyor ve daha çok sistem bazında yenileme ve yapı içerisinde yapı tekniğini uygulama yoluna gidiyoruz
İçindekiler
Bina güçlendirme, bir binanın depremler, kasırgalar, şiddetli rüzgarlar ve şiddetli kar yükleri gibi çeşitli yüklere ve gerilimlere dayanma kabiliyetini geliştirmek için yapılan güçlendirme işlemidir. Takviye, performansı artırmak için yapısal değişiklikleri, ek malzemelerin kullanımını veya bina sistemlerinde değişiklikleri içerir.
Bina güçlendirmesi üç sebepden dolayı önemlidir. İlk olarak, doğal afetler veya diğer olaylar sırasında yapısal bozulma riskini azaltarak bina sakinlerinin güvenliğini artırır. Bu, özellikle depremlere, kasırgalara ve diğer aşırı hava olaylarına eğilimli alanlarda bulunan binalar için önemlidir.
İkincisi, bina güçlendirmesi, binanın kendisinde maliyetli hasar riskini azaltır. Binaların hasar görmesi maliyetli onarımlara ve hem zaman alan hem de pahalı olabilen yıkım ve yeniden inşa etme ihtiyacına neden olur.
Son olarak, bina takviyesi, bir binanın bina kanunları ve düzenlemelerine uygun olmasını sağlamaya yardımcı olur. Bina kodları, binaların güvenlik ve yapısal bütünlük için belirli standartları karşılayacak şekilde inşa edilmesini gerektirir. Güçlendirme, bir binanın bu standartları karşılamasını ve yerel düzenlemelere uygun olmasını sağlamaya yardımcı olur.
Bina güçlendirmesi, binanın özel ihtiyaçlarına ve gerekli donatı tipine bağlı olarak çeşitli yöntemler içerir. Takviye oluşturmanın bazı yaygın yöntemleri şunlardır:
Bina güçlendirme için kullanılan özel yöntemler, binanın özel ihtiyaçlarına ve özelliklerine olduğu kadar yerel inşaat kanunları ve düzenlemelerine de bağlı olacaktır.
Aşağıdakiler de dahil olmak üzere güçlendirme inşa etmenin çeşitli faydaları vardır:
Bina güçlendirme, özellikle doğal afetlere veya diğer aşırı olaylara eğilimli alanlarda, binaların güvenliğini ve dayanıklılığını artırmak için önemli bir süreçtir. Binanın özel ihtiyaçlarına ve gereken takviye tipine bağlı olarak çeşitli yöntemler içerir. Binaları güçlendirerek, mülkün genel değerini artırırken bina sakinlerini korumaya, hasar riskini azaltmaya, dayanıklılığı artırmaya ve bina yönetmeliklerine uyumu iyileştirmeye yardımcı oluyoruz.
Yapılarda her zaman yenilikçi bir bakış ile bina güçlendirme metodları geliştiriyor ve uyguluyoruz. Bina güçlendirme projelerinde yapılara hiçbir zaman standart güçlendirme projelerinde olduğu gibi eleman bazında yaklaşılmıyor ve daha çok sistem bazında yenileme ve yapı içerisinde yapı tekniğini uygulama yoluna gidiyoruz. Burada önemli olan nokta bina güçlendirmede basit anlatımla ne kadar eleman eklenirse veya güçlendirilirse, o kadar iyi mantığıyla değil, yapılarda kilit noktalara eleman yerleştirip yine önemli noktalardaki elemanları da güçlendirmek ve binaya gelen deprem yüklerini de bu elemanlara taşıtabilmektir. Doğru yapılmış bir bina güçlendirme projesinde eski elemanların artık deprem yükü almıyor hale getirilmiş olması gerekmektedir. Şüphesiz bu durum detaylı bir mühendislik, bilgi ve becerisi gerektirmektedir.
Betonarme sistem ile bina güçlendirme oldukça yaygın bir yöntemdir. Bu yöntemde bina güçlendirilirken öncelikli amaç binanın deprem anında oluşan yatay deprem yükü taşıyabilir hale gelmesini sağlamaktır. Eski yapılar genellikle yatay deprem yükünü taşımakta yetersiz kalır ve bu nedenle risk teşkil ederler. Burada bina içerisinde doğru hesaplanan yerlere betonarme perdeler eklenerek bina güçlendirme işlemine başlanır.
Bina yatay deprem yükünü taşıyacak kadar perde ilavesi yapıldıktan sonra diğer elemanlardaki zafiyetlerin giderilmesi için kolonlar ve kirişler üzerinde çalışmalara başlanır. Bunlar betonarme kolonların mantolanarak güçlendirilmesi ve betonarme kirişlerin kapasitelerinin arttırılması için karbon elyaf yada betonarme takviyeler ile güçlendirilmesidir. Doğru güçlendirilen binalarda kirişlere deprem anında daha az yük gitmesi beklenir bu sebep ile doğru bina güçlendirme çalışmasında kirişlerin güçlendirilmeden kurtarabilir hale gelmesi hedeflenmelidir. Unutulmamalıdır ki bina güçlendirme işlerinde projelendirme ve hesap çok önemlidir. Binalar doğru güçlendirildiklerinde güvenli hale gelirler.
Çelik ile bina güçlendirme sistemleri iki ana başlıkta ele alınmalıdır:
CFRP (karbon fiber takviyeli polimer) ile bina güçlendirmede karbon elyaf kumaşlar yada karbon şeritler bina güçlendirme sektöründe genellikle çekme yetersizliği gösteren elemanlarda kullanılmaktadır. Bunların başında da genel olarak kirişler ve döşemeler gelmektedir. Kirişler ve döşemelerin diğer metodlar ile güçlendirilmesi zor elemanlar olduğunda karbon elyaf güçlendirme bu elemanlarda ideal olmaktadır. Uzman ekibimizin incelemeleri sonucunda belirlenen güçlendirme yöntemi siz değerli müşterilerimizin daha güvenli bir ortamda yaşaması için belirlenmektedir.
Bina güçlendirme yöntemleri iki büyük gruba ayrılır. Bir yanda genel olarak global düzeyde uygulanan (yani tüm yapıyı tek bir varlık olarak ele alan) ve mevcut üyelerdeki talebi azaltmaya yarayan yöntemlerdir. Bu kategorideki en temsili örnekler, yeni perde duvarların eklenmesi ve taban izolasyonudur. Eleman düzeyinde uygulanan ve temel olarak tek tek elemanların belirli özelliklerini yükseltmek için kullanılan yöntemler vardır.
Çoğu zaman mevcut yöntemlerden iki veya daha fazlasının bir kombinasyonu gerekebilir. Genellikle daha ‘küresel’ bir yöntem ilk önce uygulanır (örneğin, perde duvarlar veya payandalar) ve diğer yöntemler ikinci aşamada, binanın hala iyileştirilmesi gereken bireysel bileşenlerini veya bölümlerini güçlendirmek için uygulanır.
Beton mantolama betonarme elemanların güçlendirilmesi için en yaygın kullanılan tekniktir. Ya yerinde dökme betonla ya da daha sıklıkla püskürtme betonla inşa edilir. Yöntem, mevcut elemanın çevresi dışında uzunlamasına çelik takviye ve enine çelik bağlar kullanılarak bir ceket şeklinde bir betonarme tabakasının eklenmesini içerir.
Yerinde dökme betonla mantolama, dökülen betona dayanması için kalıbın bağlı olduğu mevcut kolonun etrafına kalıp yerleştirilmesini gerektirir. Betonun boşluksuz dökülmesini sağlamak için manto kalınlığı genellikle 10 cm’yi geçer. Püskürtme beton ise aksine 5 cm’ye kadar inen manto kalınlıklarına izin verir.
Püskürtme beton terimi hem malzemeyi hem de yapım yöntemini ifade eder. Malzeme, kelimenin tam anlamıyla kalıplara vurulmuş bir beton veya yüksek mukavemetli bir harçtır. Yöntem, bu malzemenin yerinde uygulanmasıdır.
Püskürtme beton, mevcut binalar için bir onarım veya bina güçlendirme yöntemi değildir. Beton yerleştirme ve sıkıştırma yöntemidir ve bina güçlendirme dışında çok sayıda uygulaması vardır. Bununla birlikte, mevcut binalarda yapısal ve yapısal olmayan bileşenlerin getirdiği kısıtlamalar nedeniyle, çoğu durumda yerinde dökme betonun uygulanması zor, pahalı veya tamamen imkansızdır, bu da püskürtme betonu beton dökmenin en olağan yolu haline getirir. Onarım ve bina güçlendirme uygulamalarında, betonarme ceketler inşa edilirken püskürtme beton kullanımı o kadar yaygındır ki, güçlendirme uygulamalarında bu iki terim genellikle birbirinin yerine kullanılır.
Bu yöntem, bina çevresinde veya bina içinde seçilen yerlerde büyük boyutlu yeni perde duvarların yapımından oluşur. Duvarlar, aynı anda mukavemet, rijitlik ve süneklikte önemli bir artış sağlayarak, mevcut binaların sismik performansı üzerinde çok faydalı bir etkiye sahip olur. Yöntemin çok önemli bir avantajı, yeni elemanların büyük boyutları ve çok büyük rijitlikleri nedeniyle binanın mevcut hafif takviyeli elemanlarına olan talebin önemli ölçüde azalmasıdır.
Yeni duvarın kenarlarında sözde kolonları oluşturan güçlü ve sünek kılıflar oluşturmak için duvarın mevcut binanın iki kolonunu sarması genellikle tercih edilir. Mantolar, duvar ağı ile birlikte yerinde dökme betondan (mevcut elemanlar, kolonlar ve kirişler etrafında kalıplar kullanılarak) veya ayrı olarak püskürtme beton kullanılarak inşa edilir.
Çelik çaprazlama, yeni perde duvarlara benzer avantajlar sunarak binanın mukavemetini, rijitliğini ve sünekliğini arttırır. Çaprazlar, mevcut bölmelerin içinde doğrudan beton çerçeveye takılır. Eğimli elemanlarında gelişen eksenel kuvvet ile yapının yanal direncine katkıda bulunurlar. Köşegenler, her bir beton bölmenin köşelerine epoksi reçinelerle ankrajlanmış çelik plakalara tutturulmuştur. Yeni betonarme duvarlarda olduğu gibi, çaprazlar binada istenmeyen burulmalara neden olmayacak ve mümkünse düzlem içi düzensizlikleri azaltacak şekilde simetrik konumlarda yerleştirilmelidir.
Genel durumda çaprazlar binanın mevcut güçlendirilmemiş beton elemanlarına bağlandığından, kirişler ve kolonlar minimum bir dayanıklılığa sahip olmadığında yöntem uygun değildir; durum böyle değilse, beton elemanlar kompozit malzemelerle veya daha sıklıkla mantolama ile güçlendirilebilir.
Enerji dağıtma cihazları, dinamik uyarım sırasında sönümlemeyi verimli bir şekilde artırarak çelik desteklerle kolayca birleştirilebilir. Bununla birlikte, eğer sönümleyiciler kullanılıyorsa, çelik çaprazların rijitliği önemli ölçüde artırmayacak şekilde tasarlanması gerektiğine dikkat edilmelidir, aksi takdirde, maliyet etkin olması için büyük deformasyonlar gerektiren sönümleme mekanizmalarının etkinliği tehlikeye girer.
Sönümleme cihazları, büyük deprem olayları sırasında enerjiyi dağıtarak titreşim genliğini, deformasyonları ve dolayısıyla yapı elemanlarına yüklenen yükü azaltmak için kullanılır. Pasif, aktif ve hibrit dağıtım sistemleri vardır.
Sistemlerin çoğu (viskoz, viskoelastik, sürtünme ve metalik akma sönümleyiciler), artan mukavemet, sertlik, süneklik ve enerji dağıtma kapasitesi sağlayan çelik çapraz elemanlarla kolayca birleştirilebilir ve entegre edilebilir. Alternatif olarak enerji tüketen cihazlar, diğer bina güçlendirme müdahalelerinden bağımsız olarak kurulabilir ve enerjiyi dağıtarak yapısal tepkiye katkıda bulunur.
Elyaf Takviyeli Polimer kompozitler, epoksi, vinilester veya polyester ısıyla sertleşen plastik gibi bir polimer matris içinde yüksek gerilme mukavemetine sahip elyaflardan, ancak en yaygın olarak epoksi reçinelerden oluşur. Lifler genellikle karbon, cam, aramid veya nadiren bazalttan yapılır, ancak geçmişte kağıt veya tahta veya asbest gibi başka lifler de kullanılmıştır. Yapı mühendisliğindeki Elyaf Takviyeli Polimerler, ek takviye olarak ele alınır; tek fark, Elyaf Takviyeli Polimer’in uygulanması sırasındaki ölü yük nedeniyle betonda ve donatıda mevcut olan ilk gerinimlerdir.
Elyaf Takviyeli Polimerler, yüksek çekme mukavemetleri ve düşük ağırlıkları nedeniyle (geleneksel yapısal malzemelere ve özellikle çeliğe kıyasla), inşaat endüstrisinde iç veya daha sıklıkla dış takviye olarak kullanım için önemli bir yapısal malzeme haline gelmiştir.
Sismik izolasyonu, bir yapıyı deprem kuvvetlerine karşı korumanın en etkili yollarından birini oluşturan son teknoloji bir yöntemdir. İzolatörler olarak adlandırılan bir dizi yapısal bileşen, üst yapıyı sallanan zemine dayanan temelden (temel veya alt yapı) büyük ölçüde ayırmak için kullanılır ve böylece binanın bütünlüğü korunur.
Bir sismik izolasyon sisteminin ana özellikleri, izolatör seviyesindeki sınırlı rijitliktir, bu da yapının 2,5 saniye veya daha fazla temel periyotlara önemli ölçüde uzamasına yol açar. Bu, üst yapıya iletilen ivmede, atalet kuvvetlerinde ve deprem kuvvetinde önemli bir azalmaya yol açar. Sonuç olarak, yanal deformasyonlar ve katlar arası ötelenmeler oldukça küçüktür ve bu nedenle çok büyük deprem olaylarında bile yapısal ve yapısal olmayan bileşenlerde hafif veya çok hafif hasara yol açar.
Bina güçlendirme için taban izolasyonunun kullanılmasının arkasındaki ana konsept, yapısal elemanları dayatılan sismik eyleme dayanacak şekilde güçlendirmek yerine (diğer tüm yöntemlerle yapıldığı gibi), taban izolasyonunun zıt yaklaşımı, yani sismik kuvveti azaltmaktır. Yapıya etki eden yer hareketinin kontrolü mümkün olmadığından, temel seviyesinden üst yapıya aktarılan hareketlerin engellenmesi/azaltılması ile sismik kuvvet değiştirilerek yapısal koruma sağlanmaktadır.
Temellerin dinamik davranışı, Zemin Mekaniği, Temel Mühendisliği, Yapısal Dinamik ve Zemin Yapısı Etkileşimi konularında beceri gerektiren çok karmaşık bir problemdir. Ayrıca temellerde güçlendirme müdahaleleri oldukça yıkıcı ve maliyetli bir iş olup, zemin seviyesinde tüm yapıda kazı yapılmasını ve genellikle binanın boşaltılmasını gerektirir. Ayrıca, son depremlerde temel sisteminde çok az sayıda yenilme vakası olmuştur ve bunlar çoğunlukla titreşim ve yapısal tepkiyle ilgili olmayan, örneğin zeminin sıvılaşması veya şev stabilitesi gibi nedenlere atfedilmiştir.
Tüm bu nedenlerden dolayı, temel sistemindeki çok büyük eksiklikler, örneğin donatı eksikliği veya hatta tüm temellerin tamamen yokluğu gibi durumlar dışında, temellerin güçlendirilmesini teknik ve ekonomik olarak gerekçelendirmek zordur. Ne yazık ki, kötü işçilik ve denetim eksikliği nedeniyle 1980’den önce inşa edilen binalarda bu vakalar nadir değildir. Bu gibi durumlarda, mevcut temeller ya betonarme mantolarla (genellikle yerinde dökme betonla) boyutlarının büyütülmesiyle veya bağlantı kirişleri ve şerit temellerin inşasıyla güçlendirilmektedir.