Betonarme yapılarda onarım ve güçlendirme (pdf-slayt)

Betonarme yapılarda onarım ve güçlendirme (pdf-slayt)
Betonarme yapılarda onarım ve güçlendirme (pdf-slayt)

Bu teknik değerlendirme raporu Onarım ve Güçlendirme dersi kapsamında Kavaklıdere Sahili’nde mevcut bir yapıya ait incelemeler, değerlendirmeler ve yapıdaki hasarlara, onarım ve güçlendirme önerileri içermektedir.

Yapısal ve yapısal olmayan hasarlar sayısal değerler ile sonuçlandırılmamıştır. Rapor, mühendislik öngörüsü ile ders kapsamındaki hasarlar baz alınarak rapor içeriğinde belirtilen tüm değerlendirmeler yerinde incelenerek hazırlanmıştır. Yapı gerçek yapı olup, Kocaeli’nin Gölcük ilçesi Kavaklıdere Sahili mevkiindedir.

Değerlendirme, onarım ve güçlendirme raporunun hazırlanmasında izlenen yol;

  • Yapının mevcut halinin belirlenmesi, (çatlaklar, deformasyonlar, hasarlar) sistemin durumu
  • Onarım ve güçlendirmenin sebeplerinin belirlenmesi
  • Onarım ve güçlendirmeden sonra yapıda istenen seviye ve hedeflerin belirlenmesi
  • Onarım ve güçlendirme eylem planının hazırlanması

DUVARLARDA GERİLME ÇATLAKLARI

Çerçeve modeli bu yapı dışarıdan yüzeysel olarak incelendiğinde hafif çatlaklara sahip olduğu görülüyor. (Görsel-1) İlk izlenimlerimiz; duvarlardaki bu çatlamaların gerilme çatlakları olduğu yönünde. Yapıya ait duvarlar zaman ile zayıf düşen kolon ve kirişlerin eğilme yüklerini taşımaya başlamış.

Normalde yapı statik hesaplarında hesaplamalar yapılırken duvarlar her ne kadar hesaba katılmıyor olsa da duvarların yük taşıdığı herkes tarafından bilinen bir durumdur. Duvara aktif olarak yük taşıtılmamalı, kuvvet aktarılmamalıdır. Zaten olası bir afet ve olağanüstü durumlarda duvarlar tüm dolgu duvarlı yapılarda olduğu gibi aşağıdaki şekilde (Şekil-1) anlatıldığı üzere yapıya statik olarak destek sağlar.

Öncelikle çatlağın ilerleyen yani aktif bir çatlak olup olmadığını belirlememiz gerekiyor ki ona göre müdahale şeklimizi belirleyelim. Çatlaklar üzerine basit bir yöntem olan, ayna yapıştırma işlemini yaparak çatlağın akıbeti hakkında bilgi sahibi olabiliriz. Ayna aşırı rijit bir yapıda olduğu için çatlamaların en küçük bir büyümesinde bile kırılarak bize çatlağın aktifliği veya pasifliği hakkında bilgi verecektir. Ayna büyüme potansiyeli olan bir çatlama üzerine duvar ve aynayı birlikte hareket ettirecek bir yapıştırıcı ile yapıştırılmalıdır. Ara ara yapılan kontrollerde aynanın kırıldığı görülür ise çatlağın ilerleyen, yani aktif bir çatlak olduğu saptanır. Eğer zaman ile aynada bir kırılma / çatlama oluşmuyor ise çatlağımız pasif bir çatlaktır. Böylece hasarın akıbeti tespit edilmiş olunur.

Hasarın / problemin sebebinin belirlenmesi gerekir. Muhtemel sebep; uzun zaman önce yapılan bir yapı olduğu için zaman ile nem (yapı denize bir hayli yakın bir yapı), yağmur, donma-çözünme gibi sebeplerden dolayı donatıların korozyona uğraması, betonda oluşan çatlaklardan sebepli yapı taşıyıcı sisteminin zayıflaması ve taşıyıcı sistem olarak görev almaması gereken birimlerin de yapı yükünü paylaşması olarak görünüyor. Yapı terkedilmeden önce zaten birçok kolon ve kirişte paspayı dökülmüş, donatılar açıkta oksitlenmeye maruz kalmış. Birçok döşeme de sehim yapmış. Yapının asıl terkedilme sebebini karşı binada oturan sakinlerden öğreniyoruz. Zaten yapı içerisinde duvarlar kapkaraydı. Bina yangın görmüş bir bina, terkedilme sebebi de buymuş.

Bu problemin çözümünde izlememiz gereken yol, önce sebebi etkisiz hale getirip çatlağın büyümesini, problemin devamlılığını yitirmesini sağlamamız gerekir. Çatlak pasif hale geldikten sonra onarım işlemleri ile mevcut çatlağın onarılması gerekir. Eğer çatlak büyüyorsa çatlağın büyümesini önlemek için duvarlar üzerindeki yükü almamız gerekir. Bu çatlaklar çapraz yükler sonucu oluşan çatlaklar olduğu için yapı stabilizesini arttırmak ve olası deplasmanı azaltmak çatlağın artmasını engelleyecektir.

Yapı; çapraz çelik çubuklar ve dolgu duvarların yıkılıp aynı yerlerin perdeye dönüştürülmesi ile güçlendirilebilir. 

Çapraz çelik çubuklar

Bu tür güçlendirme tekniği kullanılarak yapının rijitliği 4-5 katı kadar arttırılabilir. Eğer kolon uçlarında etriyelerin yetersiz olduğu biliniyorsa çelik çapraz güçlendirmeden kaçınılmalıdır. Çünkü çelik çapraz çubuklar kuvvetleri kolon-kiriş birleşim bölgelerine aktarır. Bu durumda uygulanması büyük hasarlara neden olabilir.

Dolgu duvarların taşıyıcı sisteme dönüştürülmesi

Bu tür güçlendirme halen en yaygın ve geleneksel güçlendirme şekillerindendir.

Dolgu duvarların kırılıp taşıyıcı duvar haline getirilirken dikkat edilmesi gereken en önemli husus, yeni durumun yapıda burulma etkileri yaratmamasıdır. Yapının kütle ve rijitlik merkezi mümkün olduğunca birbirine yakın kalmalıdır. Güçlendirme perdeleri her iki doğrultuda en az ikişer tane olmalıdır. Bu yapının kat adedinin ve plandaki alanının az olması sebebiyle toplam perde sayısı üçe de indirilebilir.

Oluşturulacak yeni perdenin iki kolon arasında kalması tercih edilmelidir. Çünkü hem yeni perde ile döşeme bağlantısı güçlü olmalı, hem de yeni taşıyıcı duvarımız kolon temellerini kullanmalıdır. Bazı hallerde bir taraftan bir kolona birleşmesi düşünülebilir. Bu durumda diğer tarafta perde ucu düzenlenmelidir. İki uçtan da kolona bitişik olmayan döşemeyi delip geçen perde ile döşeme arasında çok büyük gerilme yığılmaları meydana geleceğinden bu tür perdeler yapılmamalıdır.

Perdelerin temellerinin oluşturulması çok önemlidir. Komşu kolonları da kapsayacak şekilde sürekli veya plak temel düzenlemesi yapmak gerekir. Bu şekilde kolonların normal kuvvetlerinden faydalanarak perdeye komşu tekil temeller birleştirilerek büyük bir perde temeli yapılması gerekir.

PASPAYI DÖKÜLMESİ VE KOROZYON

Yapıya ait döşemelerin özellikle dışta kalan kısımlarının uç kısımları yağmur ve nem ile beton içerisindeki donatıyı korozyona uğratmış. Pas ile şişen donatı döşeme ucu pas payını patlatmış.

Görsel – 4

Balkon döşemesi (Alt kattan çekilmiş fotoğraf)

Bu tarz yapı hasarlarının ilk sebebi kötü bir işçilik ile yapının imal edilmesidir. Yapı, bölgeye ait fiziki ve iklim şartlarına göre tasarlanmamış. Bu bölgelerde yapılan yapılarda pas payı yapı kullanım ömrünü ciddi seviyelerde etkilemektedir.

Denize bu kadar yakın bir bölgede yapılan bu yapıda, pas payı hiçe sayılmış gibi görünüyor. Görsel-5’te görüldüğü üzere kavlamış beton altındaki paslı donatı sıva bitiminden hemen önce yer almış. Yani bu yapı kaba inşaat sürecinde zaten donatıları kalıba dayalı biçimde imal edilmiş.

Çözüm olarak bu döşemelerde hasar almış bölgeleri, donatıyı tamamen kapsayacak şekilde donatı arkası temizlenmelidir. Tüm gevşek yapı betonarme yapıdan ayrılmalıdır. Kalan güçlü ve dayanımlı betonarme yapı ve paslı donatı olmalıdır. Devamında donatının pası pas çöz gibi kimyasal maddeler kullanılarak pastan arındırılabilir. Kalan beton tabakası tazyikli su veya hava kompresörü ile iyice temizlenmelidir. Burada amaç aderansı mümkün olduğunca üst düzeye çıkarmaktır.

Son olarak yapı; benzer özelliklerdeki bağlayıcı madde ile donatının etrafını saracak şekilde tekrar sağlam olan beton yapıya kazandırılmalıdır.

Görsel – 5

Balkon döşemesi de aynı şekilde, donatı korozyona uğramış ve betonun kavlamasına sebep olmuş.

YETERSİZ DONATI

Kolon kiriş birleşim bölgelerinde ilave donatının önemini anlatan bir problem ile karşılaşıyoruz Görsel-6’da. Mevcut birleşim bölgesinde donatının gerekenden daha az olması sebebiyle çelik üzerine gelen çekme kuvvetlerini karşılayamamış ve olması gerekenden fazla elastik davranış göstermiş.

Bu durumda çekme gerilmelerine karşı aşırı zayıf olan kirişe ait beton, kolondan ayrılmış. Şu anki hali ile kesme kuvvetleri dahil tüm yükleri aradaki donatılar taşıyor. Yapı için müdahale öncelik derecesi en yüksek bölgelerden biri.

Görsel – 6

Kiriş üst mesnet kolondan ayrılmış.

Bu bölgede elimizde bulunan metal çubuk ile biraz kazıma yapıyoruz. Yaptığımız 2.5 - 3 cm’lik kazıma sonucunda pas payı limitlerini aştığımız halde herhangi bir donatıya rastlamadık. Daha iç bölgelerde donatının olduğunu umuyoruz.

Bu probleme çözüm önerisi olarak kolon kiriş bölgesi yeterli donatıya sahip olmadığı için mantolama ile ek donatılandırma sunulabilir. Kolon kiriş kenarları donatıya ulaşana kadar sıyırılarak mevcut donatılar ile birbirine geçirilecek şekilde ek donatılar ilave edilip o bölge tekrar kalıp ile kaplanıp benzer özelliklerde bir beton dökümü ile eski betona ve çeliğe senkron çalışabilen bir yapı oluşturulmalıdır.

Alternatif yöntem olarak o bölge çelik manto ile dayanım arttırılıp yine çelik berkitmeler ile kesme ve çekme dayanımı arttırılabilir.

KALİTESİZ İŞÇİLİĞE BAĞLI SEBEPLER

Döşeme uçlarındaki kavlama ve patlamalar gibi buradaki en önemli sebep yine pas payının hiçe sayılmasıdır. Aşağıdaki görsellerin neredeyse tamamında sıva altı donatıyı görüyoruz. Tabi zaman ile geçirimliliği yüksek dayanımı zayıf olan sıva içerisine nem, tuz, yağmur suyunu alarak korozyona uğramış. Korozyon ilerlemesi de sıvayı yapıdan ayırmış.

Görsel – 7

Betonun donatıyı değil, donatının betonu sardığı bir kiriş örneği.

Görsel – 8

Merdiven sahanlıklarını birbirine bağlayan kirişin tüm etriye ve donatıları bize poz verir durumda. Sanki donatı ve etriyeler beton dökümünden sonra eklenmiş gibi.

Aşırı gerilmeler ile kiriş altı pas payının tamamen dökülmesi. Donatının iyice korozyona uğrayıp aşırı sünme yapması ile kirişin yüksek eğilme momentine sahip orta bölgesinde oluşan büyük bir çatlak.

Gözlemlerde görüldüğü üzere pas payının yetersiz oluşu, elemanların yeterince korunamaması, yapının zaten nem ve tuz oranının yüksek olan bir coğrafi bölgede yer alması ve düşük işçilik kalitesinin sonucu olan bu hasarlara çözüm önerisi olarak; eğer donatı yeterli ise donatıların var olan eski beton ile ilişiklerini ayırıp, donatının arkası dahil her yerin pürüzlü ama düz bir yüzey olacak şekilde işlenip, tazyikli su veya kompresörlü hava ile temizlenip, zayıf tabakaların yüzeyden kopması sağlanmalı. Daha sonra donatı pası temizlenmeli, aderans azaltacak şekilde pürüzsüz bir donatı temizliğinden kaçınılmalı. Son olarak benzer özelliklerde dayanımlı bir malzeme ile doldurulmalıdır. Eski yüzey ile yeni yüzeyi mümkün olduğunca birbirine senkron şekilde çalışacak hale getirip tekrar yapıya kazandırılmalı. Bu aşamalarda aderans artırıcı kimyasallara da başvurulabilir.

Eğer donatı yetersiz ise eski donatıya bağlanacak yeni donatılar ile o bölgeye ilave donatı ile beton mantolama yapılabilir. Kolonlar için daha elverişlidir. Kirişler için ise yine temizlik yapılıp beton ile doldurulmalı, ek olarak çelik manto veya FRP ile elemanın sarılmasıyla da güçlendirilebilir.

SONUÇ

Yapılan araştırma ve değerlendirmeler sonucu yapının bulunduğu fiziki konum, bu konum gereği iklim şartları, işçilik kalitesi, elemanda kullanılabilecek malzemeler dışında malzeme kullanımı (agrega yerine kum gibi..) neredeyse yapıyı bitirmiş.

Yapı servis ömrünün büyük bir kısmını tamamlamış iken, ekstra olarak yangın görmesi yapının tamamen terk edilmesine yol açmış.

Yapıya ait çatlamış duvarları birbirine simetrik iki adet dolgu duvarları taşıyıcı duvara dönüştürmek, kolon kiriş bağlantı bölgelerini çelik manto veya çelik ceketlemeler ile birbirine kaynaştırmak, paslanmış donatılar ile dökülmüş betonların tamamen temizlenip sağlam yapıya tekrar kazandırmak ile yapı onarılabilir veya güçlendirilebilir.

Bu yapı da iki güçlendirme şekli de; bölgesel (eleman ) güçlendirme ve tüm sistemin güçlendirilmesi mevcuttur.

Yapı güçlendirilirken, yapıyı bu hale getiren sebepler ele alınmalı, ve güçlendirme sıralaması önce problemi giderip, aktifliği önlenmelidir. Tüm problem ve hasarlar pasif duruma getirildikten sonra onarım işlemlerine başlanıp mevcut hasarlar giderilmelidir.

Dolgu duvarlar taşıyıcı sisteme dönüştürülürken en önemli rol yine temellerdedir.  Bu güçlendirmeler dahilinde yapısal güçlendirme aşamasında yapı temeli de değerlendirilip, gereği halinde temel güçlendirmesi de yapılmalıdır. Gün yüzünde görüp değerlendirmelerimiz sonucu; yapının en önemli ve göremediğimiz kısımlarında da hasar olabileceği ihtimalini artırıyor.

Bugün bir iyilik yap, mesela bu yazıyı paylaş :

SİZİN İÇİN ÖNERİLEN YAZILAR

YORUMLAR

    Bu yazıya daha önce hiç yorum yapılmamış.
    İlk yorumu sen yap!

Yorum yap

Geçersiz bir mail adresi girdiniz. Lütfen tüm zorunlu alanları doldurun. *