BİLDİRİ DETAY

Ahmet Hakan POLAT, Ayşegül Kaya TANRIVERDİ, Ercan ÖZGAN
KOLON MANTOLAMA VE BETONARME PERDE DUVARLARLA GÜÇLENDİRİLEN ÇERÇEVELERİN PERFORMANSLARININ ANALİZİ
 
Ülkemizdeki yapı stokunun büyük bir kısmı orta ve az yükseklikteki yapılardan oluşmaktadır. Yapıların taşıyıcı sistemlerinin tasarımı, yeni teknoloji ve uygulamalarla birlikte gelişmekte ve bu değişiklikler mevcut yönetmeliklerin deprem faktörüne bağlı olarak yenilenmesini de zorunlu hale getirmektedir. Mevcut yapılar önceki yönetmelik şartlarına göre yapıldıkları için yenilenen yönetmelik şartlarını sağlayamaz duruma düşebilmektedirler. 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. Bu durumda, mevcut yapıların yeni yönetmelik şartlarına göre performanslarının analiz edilmesi zorunluluğu doğmaktadır. Analizler sonucunda yapının yeni yönetmelik şartlarını sağlayamaması taşıyıcı elemanların performanslarına göre değerlendirilmektedir. Mevcut yapı stokunu yeni tasarım şartlarına uygun hale getirmenin en yaygın yöntemi taşıyıcı sistemin güçlendirilmesidir. Yapının yeni şartlara uygun olarak projelendirilmesi; yetersiz olduğu tespit edilen taşıyıcı elemanlar bazında değerlendirilmektedir. Gerekli iyileştirme/güçlendirme çalışmaları da taşıyıcı elemanlar bazında yapılmaktadır. Taşıyıcı sistemin güçlendirilmesi sisteme yeni elemanlar ilave etmek ve mevcut elemanların kapasitelerini artırmak şeklinde tanımlanabilir. Güçlendirme, farklı yapılar için farklı teknik ve şartlarda yapılabilmektedir. Betonarme binaların güçlendirilmesi; çoğunlukla kolonların mantolanması, çerçeve boşluklarına (gözlerine) perde ilave edilmesi, Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) kumaşlar ve levhalar ile sarılma, çelik çapraz elemanlar kullanılması şeklinde özetlenebilir. Taşıyıcı sistemin güçlendirilmesinde maliyetin yanı sıra binayı kullananların ve eşyaların geçici tahliyesi, yapının bu süre boyunca kullanılamaması vb. durumlar önemli bir sorundur. 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 bir eğitim binasının mevcut zemin şartları ve taşıyıcı sistemi göz önüne alınarak Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY-2007) hükümlerine göre doğrusal elastik olmayan yöntemle performansının belirlenmesi. Analiz sonucunda güçlendirme gerekiyorsa güçlendirmenin kolonların mantolanması ve çerçeve boşluklarına (göze) perde duvar yapılması durumunda performans analizi sonuçlarını karşılaştırmak. Karşılaştırma sonucunda çerçeve boşlularına perde duvar yapılması gerekiyorsa optimum duvar kesit alanını kat alanının % oranı cinsinden belirleyerek projelendirmektir. Kapsam: Düzce ilinde bulunan ve tip proje olarak başka yerlerde de yapılmış olan az-orta katlı bina örneğini temsil edebilecek betonarme bir okul binasını 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: öncelikle ilkokul binasının mevcut taşıyıcı sisteminin performansı belirlenmiştir. Daha sonra birinci yaklaşım olarak kolonlar Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) ile kolon boyunca sarılarak güçlendirilmiş ve performans analizi yapılmıştır. İkinci yaklaşım olarak ise çerçeve boşlukları farklı kat alanı oranlarında perde alanları oluşturacak şekilde perdelerle güçlendiriliş ve performans analizleri yapılmıştır. Söz konusu binanın normal şartlardaki performans analiz sonuçları, kolonların mantolama ile güçlendirilmiş haldeki analiz sonuçları ve çerçeve boşluklarına farklı kat alanı oranlarına göre kesit alanları belirlenmiş perde duvarların ilavesi ile yapılan güçlendirmelerin performans analizi sonuçları karşılaştırılmıştır. Bulgular: Mevcut taşıyıcı sistemin DBYBHY-2007 Bölüm 7 hükümlerini sağlamadığının tespiti ile; yalnız kolon mantolama ile sistemin performansının belli bir noktaya kadar artırılabildiği, yönetmelik hükümlerine uygun performans kriterlerine ulaşabilmek için sistem de her iki doğrultuda asgari %1.5 oranında perde ilave edilmesi gerektiği, artan perde oranı ile beraber performans değerlerinin sağlandığı fakat ekonomik yapılabilirlik sınırlarının aşılma riski olabildiği ana bulgular olarak değerlendirilmiştir. Sonuç: İncelenen eğitim binasında kolon mantolaması ve betonarme perde ilavesi ile yapılan güçlendirmede performans farklılıkları ortaya konulmuştur. Perde ile güçlendirme yapılmak istenmesi durumunda ise sisteme ilave edilecek ideal perde alanı; perdelerin yerleştirileceği katın alanıyla orantılı olarak belirlenmeye çalışılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Betonarme, Güçlendirme, CFRP, Mantolama, Performans Analizi



 


Keywords: