Ülkemizin önemli bir deprem kuşağı içerisinde bulunduğu ve son 70 yıllık süreçte büyük depremler yaşadığı bilinen bir gerçektir. Özellikle 1992 Erzincan depremi, 1995 Dinar depremi, 1999 Gölcük ve Düzce depremleri ve 2011 Van depremi çok sayıda can kaybı ile beraber mevcut yapı stokunda ciddi hasar ve yıkımlara sebep olmuştur. Ülkemizdeki yapı/bina stokunun önemli bir kısmı da 1997 ve 2006 yıllarında yürürlüğe giren deprem yönetmeliklerinden önceki yönetmelik esaslarına göre projelendirilip inşa edilen binalardır. Deprem yönetmelikleri değiştikçe mevcut yapı stokundaki binalar değişen tasarım kriterlerini karşılamamakta ve deprem güvenliği bakımından riskli hale gelebilmektedir. Mevcut yapı stokunu yeni tasarım şartlarına uygun hale getirmenin en yaygın yöntemi taşıyıcı sistemin güçlendirilmesidir. Ülkemizde özellikle 1992 Erzincan depremi, 1999 Marmara depremi ve daha sonra meydana gelen depremlerde hasar gören yapıların birçoğu farklı yöntemlerle güçlendirilmiştir. Güçlendirme yöntemleri; çerçeve gözüne betonarme perde veya çelik çapraz diyagonal ilave edilmesi, betonarme kolon ve kirişlerin mantolanması, betonarme prekast eleman kullanılması, çelik levhalarla güçlendirme, Karbon, cam ve aramid esaslı kumaş ve levhalarla yapısal elemanların güçlendirilmesi şeklinde özetlenebilir. Taşıyıcı sistemin güçlendirilmesinde maliyetin yanı sıra binayı kullananların ve eşyaların geçici tahliyesi, yapının bu süre boyunca kullanılamaması vb. durumlar önemli bir sorun olarak karşımıza çıkabilmektedir. Ülkemizdeki yapı stokunun çoğunun deprem açısından performanslarının yetersiz olduğu ve güçlendirilmeleri gerektiği bilinmektedir. Bu nedenle özellikle az ve orta yükseklikteki binalar için hızlı ve güvenilir güçlendirme teknikleri önem kazanmaktadır. Amaç: Orta yükseklikteki betonarme binalar için hızlı, güvenilir, kısa sürede binanın kullanıma açılmasını sağlayan ve aynı zamanda düşük maliyetli güçlendirme yöntemini araştırmaktır. Kapsam: Düzce ilinde bulunan ve Ülkemizin birçok yerinde de tip proje olarak yapılmış olan iki katlı betonarme ilköğretim binası kapsamaktadır. Sınırlıklar: Araştırma yüksek maliyet ve zaman gerektirdiğinden, araştırma ve uygulama esnasında okul binasında eğitim öğretimin aksamaması için okulun boş olduğu saatlerde, hafta sonlarını da kapsayacak şekilde yapılmıştır. Çalışmanın uzun zaman alması, binadan numune alınması vb. tahribatları da içermesi nedeni ile orta ve az katlı binalara örnek olması amacı ile tek bir bina dikkate alınarak yapılmıştır. Bir proje desteği kapsamında benzer özellikte başka binalarda dâhil edilerek genişletilip daha geniş kapsamda değerlendirme yapma imkânına kavuşulabilir. Yöntem: İlkokul binasının mevcut taşıyıcı sisteminin performansı belirlenmiş, taşıyıcı sistem elemanı olan kolonlar; Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) ile kolon boyunca sarılarak, kolonun alt ve üst uçlarında belli yükseklikte sarılarak ve kiriş uçları da kolonlarda olduğu gibi kiriş boyunca ve kirişin her iki ucunda belli mesafeler boyunca farklı şekillerde sargılama alternatifleri düşünülerek güçlendirilmiştir. Söz konusu binanın farklı şekillerde CFRP ile güçlendirilmiş durumdaki performansları ile binasının mevcut durumdaki performans analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Analiz sonuçları binanın taşıyıcı elemanları ve katları bazında değerlendirilmiştir. Binanın normal şartlardaki performans analiz sonuçları ile güçlendirme yapıldıktan sonraki performans analiz sonuçları arasındaki farklılıklar belirlenerek yorumlanmıştır. Bulgular: Karbon fiber sargılamanın kolon ve kiriş boyunca yapılmasının genel bir uygulama ilkesi esasından farklı olarak; sargılamanın yalnız kolon uçlarında ve kolon uçları ile beraber kiriş uçlarında olması durumlarının karşılaştırıldığı çalışmada, sırası ile kolon kiriş elemanların tam boyu sargılama halinde sistemin yatay ötelenme sünekliğinin ve performansının, yalnız kolon uçları ve kolon uçları ile beraber kiriş uçlarının sargılanması alternatiflerine oranla daha yüksek olduğu fakat performans noktalarının ve süneklik değerlerinin yakın olması sebebi ile diğer uygulama alternatiflerinin de ekonomik bir uygulama alternatifi olabileceği değerlendirilmiştir. Sonuç: Çalışma sonunda, incelenen örnek bina bazında benzer özelliklere sahip az ve orta katlı betonarme binalar için hızlı, güvenli, binayı daha kısa sürede kullanıma hazır hale getirebilecek ve düşük maliyetli güçlendirme yöntemi belirlenmeye çalışılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Betonarme, Güçlendirme, CFRP, Performans Analizi
|
