İMO Antalya Şubesi tarafından hazırlanan ve sunumunu İnşaat Mühendisi Hayat Aydemirin yaptığı yapıların depreme karşı güçlendirilmesinin önemini anlatan video ile yazımıza başlıyoruz. Örnek olarak incelenen vaka, Antakya Belediye Kooperatif Evleri içerisinde yer alan A-2 Bloktur. Güney Özcebe ve ekibi tarafından ODTÜ bünyesinde yürütülen araştırmada, karma güçlendirme yöntemleri denenmişti.

Bu projeyi hayata geçiren ekibin içinde, projeyi Yüksek Lisans konusu olarak alan web sitemiz imtiyaz sahibi İnşaat Yüksek Mühendisi Dr. Haluk Göğüş de yer almıştı. Prof . Uğur Ersoy jüri başkanı olduğu çalışmada, Prof. Hüsnü Can, Prof. Süleyman Pampal ve Prof. Güney Özcebe proje danışmanları idi. 18 yıl önce bu yapıda uygulanan, binaların boşaltılmadan depreme karşı güçlendirilmesi karma yöntemi sayesinde, 6 Şubat 2023 de meydana gelen, Kahramanmaraş merkezli 04.17’de 7.7 ve 13.24’de 7.6 şiddetindeki iki depremi ile 20 Şubat 2023 de olan 6.4 şiddetindeki Hatay merkezli depremde ayakta kalmıştır.

Yapı güçlendirme yöntemlerinde 3 güçlendirme yöntemi vardır:
1. Beton
2. Çelik
3. Karbonfiber

Bu yöntemlerden bilinen en eski yöntem betondur. Malzemesi ülkede bol bulunması ve daha yaygın olması sebebi ile ne kadar tercih edilir. Çelik güçlendirme yöntemi de gerektiğinde sık tercih edilir. Karbonfiber güçlendirme yöntemi ise daha yeni bir tekniktir.

Bu konuda ilk önce, İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Öğretim Üyesi ve Depremle Savaş Derneği Genel Başkanı Prof. Dr. Seyit Ali Kaplan’ın Mevcut Binaların Depreme Karşı Betonarme Yöntemi kullanılarak güçlendirilme örneğine dair makalesini inceliyoruz.

Türkiye genelinde ve özellikle İstanbul’da binaların hemen hemen tamamı çıkmalı olarak inşa edilmiştir. Depreme karşı güçlendirilmesi gereken mevcut binaların en önemli zafiyeti çıkmalı olmasıdır. Çıkmalı binada, bina giriş katından sonra genişletildiği için kirişler ile kolonlar arasında kiriş bağlantı bu durumdan olumsuz etkilenmiştir.
Mevcut bir binaya yeni deprem perdeleri yapılarak, bina yükünün bir kısmı yeni yapılacak deprem perdelerine aktarmak mümkün müdür?. Bu olabilirse önemli bir rahatlama olacak, bina düşey yükü yapılan bu yeni perdelerce güvenle taşınmış olacaktır.

Bu model güçlendirmede, bina taşıyıcı iskele ile güvene alınırken yeni yapılacak perdelerin yerleri belirlenir ve inşaata başlanır. Güçlendirme işlemleri sırasında bina boşaltılmış olmalıdır.
Yeni perdeler için yapılacak ilave temellerin mevcut temeller ile birlikte çalışması mümkün değildir. Yeni yapılacak temellerin mevcut bina temellerine zarar veremeden yapılması gerekir. Yeni perdelerin hem kendi zati ağırlıkları hem de deprem sırasında gelecek etkiler çok yüksektir. Ayrışmış ve özelliğini kaybetmiş eski beton ile yeni betonun birlikte çalışması sağlanamaz ve her iki betonun birbiri ile kaynaşıp yekpare davranış göstermesi beklenemez.

Bu durumun “Mevcut Binanın Güçlendirilmesi Değil”, “Depreme Karşı Koruyacak Yeni Bir Taşıyıcı Sistem Ambalajı İçinde Mevcut Binanın Güvenceye Alınması” olarak adlandırılması daha doğru bir tanım olacaktır. Bu yöntem, eski mevcut binayı bir sandık içine ambalajlayan, depremde katlar arasında izafi yatay deplasman yaptırmayan (esnetmeyen), mevcut binayı sırtlayan, kucaklayan ve eski mevcut binadan hiçbir yardım almadan, depremi savan bir yöntemdir. Yeni temel yapıldıktan ve betonu gerekli mukavemete sahip olduktan sonra, yeni temelden eski binaya krikolar ile ters yük tatbik edilerek yukarı doğru kaldırılması ile uygulamaya başlanmaktadır. Uygulama, bağlantıların üstten yapılması ve gergi kirişleri kullanılması gibi pek çok farklı detay barındırır.
Bu yöntemde, uygulama sırasında yapılacak çalışmalar bina dışında yapılır. Böylece, eski mevcut binada tamir gerektirecek tahribatların önüne geçilmiş olur. Özellikle, yeni temeller dıştaki sahada yapılacağından, eski mevcut bina bodrumunda işçi gücü ile kazı yapmak, kovalarla hafriyatı taşımak gibi bir sorun da olmayacak ve işçilik maliyeti önemli oranda azaltılmış olacaktır. Yapılacak olan yeni perde ve kirişler için gerekli olan beton ve demir miktarı da öyle sanıldığı kadar yüksek maliyet getirmeyecektir. Her şeyden daha önemlisi, yeni sistem, kendi başına depreme karşı koyabilecek bilinen bir sistem olarak binanın korunmasını garanti altına almış olacaktır.

Çelik Güçlendirme Yöntemleri

Yapının ihtiyaçlarına göre farklı çelik güçlendirme teknikleri uygulanabilir:

a) Çelik Profil ile Kolon Güçlendirme

Zayıf kolonların güçlendirilmesi için: Çelik mantolama yapılır (U, H veya I profiller kullanılarak). Kolonların etrafına çelik plakalar eklenerek taşıma kapasitesi artırılır. Çelik bağlantılar, ankrajlarla mevcut kolona sabitlenir.

b) Çelik Çerçeve Sistemi Kullanımı

Bina taşıyıcı sistemine ekstra yük taşıma kapasitesi kazandırmak için: Betonarme kolon ve kirişlerin dışına çelik çerçeveler eklenir. Kaynak veya cıvatalı bağlantılar ile yapı elemanlarına sabitlenir.

                                             Foto: www.karbonfibers.com

c) Çelik Çapraz Bağlantılar (X veya V Tipi)

Özellikle yanal yükleri (deprem kuvvetlerini) karşılamak için kullanılır. Bina çerçevesine çelik çaprazlar (diyagonal destekler) eklenir. Yapının rijitliği ve denge kapasitesi artırılır.

d) Çelik Levha (Plaka) ile Güçlendirme

Mevcut betonarme elemanların dayanıklılığını artırmak için: Kolon ve kirişlerin yüzeyine çelik plakalar eklenir. Plakalar epoksi reçine ve ankrajlarla sabitlenir.

Karbon Fiber Güçlendirme

FRP olarak bilinen ‘Carbon Fiber Reinforced Polymers‘; betonarme, yığma, ve ahşap yapı elemanları için dışarıdan uygulamalı güçlendirme sistemidir. Sistem elemanları, karbon lifli dokuma ve epoksi esaslı doyurma reçinesi olarak sayılabilir.

Uygulandıkları yapıda ve yapı elemanında ise yük taşıma kapasitesini arttırma, eğilme dayanımını arttırma durabiliteyi geliştirme, dinamik yüklerden gelen yorulma direncini güçlendirme gibi olanaklar sağlanmaktadır. Hafif ve esnek bir malzeme olmasından dolayı yapıda ölü yük artışına sebep olmaz. Karbon fiber çeşitlerinden olan karbon elyaf kumaş, gömlek kumaşı kadar ince bir malzeme olup dünyada bilinen en sağlam malzemelerden biridir. Kumaş inceliğinde olan karbon fiber çelikten 14 kat daha gerilmeye mukavim olmasına rağmen ağırlığı çeliğin beşte biri civarındadır.

Fotoğraflar : www.karbonfibers.com

Karbon elyaf tüm yapı elemanlarına dıştan rahatlıkla uygulanan yapısal güçlendirme malzemesidir. Makasla kesilip duvarlara uygulandıktan sonra bir çelik levha gibi katılaşmaktadır.
Karbon elyaf uygulamasında yapıştırılacak yüzeyin hazırlığı uygun şartlarda olmalıdır. Öncelikle beton yüzey kir, toz, zayıf olan bölgeler, sıva ve boyalar kumlama veya taşlama yöntemi ile temizlenir, yüzey bozuklukları düzeltilir. Hazırlanmış olan epoksi yapıştırıcılar hazırlanmış yüzeye sürülür. Karbon elyaf gerilerek yapıştırılır ve epoksi ile doyurulur. Karbon elyaf uygulamasından sonra üzerine son kat epoksi sürülür. Koruyucu bir kaplama yapılacaksa üzerine kum serpilir, son olarak sıvası yapılır ve işlem bitirilir.

Yazı konu ile ilgili uzman sitelerden inşaat mühendisi Gülcan Ay tarafından derlenmiştir.