Ülkemiz bulunduğu coğrafya sebebiyle büyük kısmında aktik tektonik fay hatları barındırmaktadır. Bu sebeple deprem hareketlerine maruz kalan bir ülkedir.

Bu gerçek ışığında, mevcut yapı stokunun deprem etkileri altındaki davranışı, toplum güvenliği açısından kritik bir öneme sahip olmaktadır. Artık deprem ne zaman olacak sorusunu sormak yerine, depreme karşı nasıl önlemler almalıyız sorusu daha elzem olmaktadır.

2000 yılı öncesinde inşa edilmiş yapıların büyük bir kısmı, malzeme kalitesi ve işçilik yetersizlikleri, donatı detaylandırma eksiklikleri ve deprem yüklerini sağlıklı şekilde aktaramayan taşıyıcı sistem tasarımları nedeniyle bir çok bilim insanı tarafından yapılan çalışmalar ışığında deprem güvenliği açısından riskli olduğu dile getirilmektedir.

Bu nedenle, mevcut yapı stoğunun olası deprem senaryoları karşısında göstereceği performansın mühendislik bakış açısıyla değerlendirilmesi ve gerekli önlemlerin alınması gerekmektedir.

Mevcut Bina Değerlendirmesi Nasıl Yapılır?

Ülkemizde yürürlükte olan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018)’nin 15. bölümü esas alınarak mevcut yapıya ait deprem performans analizleri yapılır.

Mevcut binaya ait deprem performans analizlerin yapılabilmesi için bina hakkında yeterince bilgi sahibi olunması gerekir.

Binada kullanılan malzeme dayanımlarının tespit edilmesi, binaya ait taşıyıcı sistemin detaylı rölevesinin alınması, yapının taşıdığı yüklerin tespit edilmesi, donatıların durumunun tespit edilmesi v.b saha çalışmalarının ışığında, mevcut yapının 3 boyutlu analiz modelleri hazırlanır. Daha sonra yönetmelik gereğince beklenen deprem senaryoları analiz modelinde simule edilerek binanın deprem esnasında göstereceği performans seviyesi belirlenir.

TBDY 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği gereğince en az 11 adet olmak üzere gerçek deprem kayıtları kullanılarak hazırlanan mevcut bina modelinde simüle edilerek binanın deprem anındaki durumu belirlenir.

Ülkemizde mevcut yapı stoğunu büyük bir bölümü ileri hasar bölgesi veya göçme bölgesinde olmaktadır. Deprem esnasında can güvenliğinin sağlanması adına binalarımızın en fazla belirgin hasar bölgesi içerisinde kalarak kontrollü hasar (KH) seviyesini geçmemesi gerekmektedir.

Mevcut bina deprem performansının belirlenmesinin ardından istenilen deprem performans seviyesinin sağlanmadığı durumda güçlendirme önerileri üzerinde çalışılır.

Mevcut yapıların bir çoğu uygun mühendislik kontrolleri altında güçlendirilerek önümüzdeki beklenen deprem senaryolarına hazır hale getirilebilir.

Mevcut Bina Nasıl Güçlendirilir?

Mevcut binalar nasıl güçlendirilir sorusunun cevabından önce güçlendirme nedir, binalar neden güçlendirilmelidir sorularına yanıt vermek gerekir.

Bina taşıyıcı sistemi kolon,kiriş,perde,çelik çapraz,döşeme ve temellerden oluşmaktadır. Yapı taşıyıcı elemanlarının görevi güvenli bir şekilde yapının maruz kaldığı bütün yükleri temele aktarmalı, temelde güvenli bir şekilde bu yükleri zemine aktarabilmelidir.

Yük aktarım sırası şu şekilde olmaktadır.

(Döşeme) -> (Kiriş) -> (Kolon veya Perde) -> (Temel) -> (Zemin)

Deprem, yapıda normal zamanlarda olduğuna kıyasla çok büyük yük talepleri oluşturur. Deprem performans analizi sonucunda bu elemanların deprem esnasında oluşacak yük taleplerini güvenli bir şekilde aktaracak hale getirilmesi çalışmalarına güçlendirme denir.

Yapısal Elemanlar Nasıl Güçlendirilir?

Yapısal elemanlar birden fazla uygulama ile güçlendirilebilir. Mevcut yapının işleyişine ve mimari gereksinimlerine ve yapım maliyetlerine esas alınarak optimum güçlendirme uygulamasına karar verilir.

Betonarme Mantolama

Mevcut betonarme yapısal elemanlar betonarme mantolama yapılarak boyutları büyütülerek kolonların deprem performansı arttırılabilir.

  • Mevcut betonarme yüzeyi pürüzlendirilir.
  • Mevcut eleman etrafına yeni donatılar eklenir.
  • Yeni donatılar ile mevcut betonarme elemanın çalışması için ankraj donatıları eklenir.
  • Yeni beton dökülerek betonarme mantolama işlemi tamamlanır.

Çelik Mantolama

Betonarme elemanlar çelik levhalar ile tüm çevresinin kaplanması suretiyle sargılama oluşturulması yöntemidir.

Bu yöntem kullanılarak yapısal elemanların deprem performansları arttırılabilir.

  • Betonarme yüzeyi temizlenir.
  • Çelik lama ve köşebent kesit profilleri ile mevcut yapısal elemanın etrafı sarılır.
  • Çelik profiller kaynak veya cıvalar ile birleştirilir.
  • Beton-Çelik malzemelerinin birlikte çalışması adına boşluklar enjeksiyon veya grout ile doldurulur ve çelik mantolama işlemi tamamlanır.

FRP Sargılama

Betonarme elemanlar fiber takviyeli polimer malzeme ile dıştan sarılarak güçlendirilebilir.

FRP sargılama işlemi betonarme elemana dıştan basınç etkisi yaratarak deprem anında betonun dağılmasını önler ani göçmeleri engeller.

  • Betonarme yüzeyi temizlenir.
  • Yapısal eleman kesitinin dikdörtgen olduğu durumlarda köşeleri yuvarlatılır.
  • Beton yüzeyine epoksi astar sürülür.
  • FRP kumaşı belirli bir mesafede birbirlerine geçecek şekilde bindirme yapılarak gerekirse birden fazla kat sarılır ve FRP uygulaması tamamlanır.

İstanbul Teknik Üniversitesi ile AFAD’ın ortak çalışması ile gerçekleştirilen FRP ile güçlendirilme etkisinin karşılaştırıldığı deneyin video linkini aşağıda görebilirsiniz.

Video Linki : https://www.youtube.com/watch?v=epk5qhJVFFg

FRP ile güçlendirme mevcut yapıların güçlendirilmesi çalışmalarında büyük çoğunlukla yeterli olmayacaktır çünkü FRP ile güçlendirme yapıya ekstra rijitlik katmaz. Yapılan deneyde sadece FRP etkisi görülmektedir.

İlave Yatay Eleman Eklenmesi

Mevcut yapısal elemanların güçlendirilmesi ile birlikte tüm yapıya deprem esnasında yatay rijitlik katacak yeni yapısal elemanlar eklenebilir.

İlave Betonarme Perde Uygulaması

Mevcut yapının işleyişini, mimari fonksiyonlarını en az seviyede etkileyecek biçimde yapıya ilave betonarme perdeler eklenebilir.

Yapıya eklenecek betonarme perdelerin mevcut planda simetrik olmasına özen gösterilmelidir, aksi takdirde yapıda mevcutta olmayan burulma etkileri meydana getirilebilir, bu sebeple ilave perde eklenmesi kararı alındığı takdirde perde elemanların plan üzerindeki konumlandırılması çok önemlidir.

  • Mevcut betonarme yüzey pürüzlendirilir.
  • Yüzey tozdan temizlenir.
  • İlave perde yapılacak olan alandaki döşeme,kiriş ve varsa kolonlarda ankraj çubuğu için uygun delikler açılır.
  • Ankraj donatıları yerleştirilir.
  • İlave perde elemanının yatay ve düşey donatıları bağlanır. Beton döküldükten sonra ilave perde uygulaması tamamlanır.

İlave Çelik Çapraz Uygulaması

Uygunluğuna göre ilave perde eklenmesinde elde edilecek ekstra yatay rijitlik, ilave çelik çapraz uygulaması ile de elde edilebilir.

  • Kolon ve kirişlerde ankraj elemanları için uygun delikler açılır.
  • Çelik ankraj plakalarının yerleştirileceği yüzeyler düzeltilir.
  • Kimsayal dübel veya mekanik ankrajlar yerleştirilir.
  • Çelik profiller atölyede hazırlanır, sahaya getirlir.
  • Çelik profiller mevcut elemanlarla hazırlanan ankraj yerlerinden bağlanır bu şekilde uygulama tamamlanır.