2018 yılında yayınlanan ve 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne göre bina güçlendirme işlemleri yapılmaktadır. Güçlendirme yapılacak binanın yapı ruhsatı 1 Ocak 2019 tarihinden önce alınmış olsa bile güçlendirmeye dair hesaplar ve yöntemler 2018 yönetmeliğine göre yapılmak zorundadır. Deprem Yönetmeliği’nin 15. bölümünde güçlendirmeye dair esaslar belirlenmiştir. Ayrıca binanızın yapı ruhsatı 1 Ocak 2019 tarihinden önce alındıysa yeni bir zemin etüd raporu hazırlatmanız veya daha önce hazırlanmış olan zemin etüd numune sonuçlarına ulaşılabiliyorsa 2018 Deprem Yönetmeliği’ne göre bu raporu revize ettirmeniz gerekmektedir.
15.Bölümün 15.1.1 maddesinde, “Mevcut ve güçlendirilecek tüm binaların ve bina türü yapıların deprem etkisi altındaki performanslarının değerlendirilmesinde uygulanacak hesap kuralları, güçlendirme kararlarında esas alınacak ilkeler ve güçlendirilmesine karar verilen binaların güçlendirme tasarımı ilkeleri bu Bölüm’de tanımlanmıştır.” denilmektedir. Yönetmeliğin, 15.1.7 maddesinde ise, “Binada hasara neden olan bir deprem sonrasında hasarlı binanın güçlendirilmesi ve daha sonra güçlendirilmiş binanın deprem performansının belirlenmesi için bu Bölüm’de verilen esaslar uygulanacaktır. Hasarlı binanın güçlendirilmesinde mevcut elemanların dayanım ve rijitliklerinin hangi ölçüde gözönüne alınacağına projeden sorumlu inşaat mühendisi karar verecektir.” denilmektedir. Yine, Yönetmeliğin, 15.9.1. maddesinde, “Güçlendirilen binaların ve elemanlarının deprem güvenliklerinin hesaplanmasında, mevcut binalar için bu Bölüm’de (15.Bölüm) verilen hesap yöntemleri ve değerlendirme esasları kullanılacaktır.” denilmektedir.
Yönetmelik maddelerinde de açıkça belirtildiği üzere güçlendirme yapabilmek için mevcut deprem yönetmeliğine uymak bir zorunluluktur.
Güçlendirme aşamaları nelerdir?
Mevcut binaların taşıyıcı sistem elemanlarının kapasitelerinin belirlenmesinde ve deprem dayanımlarının değerlendirilmesinde kullanılacak eleman detayları ve boyutları ile taşıyıcı sistem geometrisine ve malzeme özelliklerine ilişkin bilgiler, binaların projelerinden ve raporlarından, binada yapılacak gözlem ve ölçümlerden, binadan alınacak malzeme örneklerine uygulanacak deneylerden elde edilecektir.
Yönetmeliğin 15.2.1.3. maddesinde, “Binalardan bilgi toplanması kapsamında tanımlanan inceleme, veri toplama, derleme, değerlendirme, malzeme örneği alma ve deney yapma işlemleri inşaat mühendislerinin sorumluluğu altında yapılacaktır.” denilmektedir. Söz konusu maddeden de anlaşılacağı üzere güçlendirme işini bir İnşaat Mühendisine yaptırmanız gerekmektedir.
Binaların incelenmesinden elde edilecek mevcut durum bilgilerinin kapsamına göre, her bina türü için bilgi düzeyi ve buna bağlı olarak bilgi düzeyi katsayıları tanımlanmaktadır. Bilgi düzeyleri sırasıyla sınırlı ve kapsamlı olarak sınıflandırılmakta, elde edilen bilgi düzeyleri taşıyıcı eleman kapasitelerinin hesaplanmasında kullanılmaktadır. Betonarme bir binanın projelerine ulaşma imkanı bulunamıyorsa sınırlı bilgi düzeyine, ulaşılabiliyorsa kapsamlı bilgi düzeyine sahip olunduğu değerlendirilir. Ancak, incelemeler neticesinde binadaki betonarme elemanların mevcut projesi ile uyumsuzluğu tespit edildiğinde sınırlı bilgi düzeyine sahip olunduğuna karar verilecektir. Proje yoksa binanın rölevesi çıkarılır, var ise mevcut elemanlarla projenin uygunluğu kontrol edilir. Bu noktada binaya ait bilgi düzeyine göre yönetmelikte belirtilen oranlar dahilinde kolon ve perde sıyırma ile cihazlarla donatı kontrolü yapılmaktadır. Elde edilen bilgi düzeyine göre yönetmelikte belirtilen kat sayılar kullanılarak binaya ait projeler hazırlanmaktadır.
Betonarme Binalarda Sınırlı Bilgi Düzeyi
Geometri: Bina geometrisinin belirlenmesi için saha çalışması ile binanın taşıyıcı sistem plan rölevesi elde edilir ve mimari projeler mevcut ise röleve çalışmalarına yardımcı olarak kullanılır. Elde edilen bilgiler tüm betonarme elemanların ve bölme duvarlarının her kattaki yerini ve malzemesini, eksen açıklıklarını, yüksekliklerini ve boyutlarını içermeli ve binanın hesap modelinin oluşturulması için yeterli olmalıdır.
Temel sistemi bina içinde veya dışında açılacak yeterli sayıda inceleme çukuru ile belirlenir. Binadaki kısa kolonlar ve benzeri olumsuzluklar kat planına ve kesitlere işlenir. Binanın komşu binalarla olan ilişkisi (ayrık, bitişik, derz var/yok) belirlenir.
Taşıyıcı Elemanlar: Betonarme elemanlardaki donatı miktarı ve detaylarının binanın yapıldığı tarihteki minimum donatı koşullarını sağladığı varsayılır. Bu varsayımın doğrulanması veya hangi oranda gerçekleştiğinin belirlenmesi için her katta en az birer adet olmak üzere perde ve kolonların % 5’inin beton örtüsü sıyrılarak donatı tespiti yapılır. Donatı tespiti amacıyla her kattan bir adet kirişin beton örtüsü sıyrılır. Sıyırma işlemi kolonların ve kirişlerin uzunluğunun açıklık ortasındaki üçte birlik bölümde yapılır. Sıyrılan yüzeyler daha sonra yüksek dayanımlı tamir harcı ile kapatılır Ayrıca beton örtüsü sıyrılmayan perde ve kolonların %20’sinde enine ve boyuna donatı sayısı ve yerleşimi donatı tespit cihazları ile belirlenir.
Perde ve kolon kapasitelerinin belirlenmesinde 1’den büyük olmamak kaydı ile, donatı tespiti yapılan betonarme perde ve kolonlarda bulunan mevcut donatının minimum donatıya oranını ifade eden donatı gerçekleşme katsayısı belirlenir. Bu katsayı donatı tespiti yapılmayan diğer tüm perde ve kolonlara uygulanarak olası donatı miktarları belirlenir. Kirişler için yalnızca düşey tasarım yükleri altında gerekli olan donatı kullanılarak hesap yapılır.
Beton ve çelik donatı dayanımları: Her katta kolonlardan veya perdelerden TS EN 12504-1’de belirtilen koşullara uygun şekilde en az üç adet beton karot örneği alınarak deney yapılır. Deney sonuç raporları hazırlanarak proje dosyasına sunulur. Uzunluğu ve anma çapı birbirine eşit ve 100 mm olan karotların deneye tabi tutulmasıyla bulunan dayanım değerleri, herhangi bir katsayı uygulanmaksızın mevcut beton dayanımının tayininde kullanılabilir.
Farklı uzunluk/çap oranlarına sahip karotlardan elde edilen deney sonuçlarının dönüştürülmesinde, uygun dönüştürme katsayıları esas alınmalıdır. Toplam örnek sayısı üç ise istatistiki olarak değerlendirme yapılmaksızın örneklerden elde edilen en düşük basınç dayanımı mevcut beton dayanımı olarak kabul edilir. Örnek sayısı üçten fazla ise örneklerden elde edilen (ortalama eksi standart sapma) değeri ile (0.85 çarpı ortalama) değeri arasından büyük olanı mevcut beton dayanımı olarak kabul edilir. Bir grup beton örneğine ait deney sonuçları arasında en küçük değer ile geriye kalan sonuçların ortalaması arasındaki farkın değerlendirilmesi ile en küçük değerin istatistiki olarak sapan bir sonuç olup olmadığı kontrol edilir. Bu amaçla, gruptaki numune sonuçlarının değerlendirilmesinde, en düşük tek değer, geriye kalan diğer sonuçların ortalamasının %75’inden daha düşük ise bu numune değerlendirmeye alınmaz. Donatı sınıfı sıyrılan betonarme elaman yüzeylerinde yapılan görsel inceleme ile tespit edilerek, bu sınıftaki çeliğin karakteristik akma gerilmesi mevcut çelik dayanımı olarak kabul edilir. Bu incelemede, donatısında korozyon gözlenen elemanlar planda işaretlenerek, bu durum eleman kapasite hesaplarında dikkate alınır.
Betonarme Binalarda Kapsamlı Bilgi Düzeyi
Geometri: Binanın betonarme projeleri mevcut ise yapılacak ölçümlerle mevcut geometrinin projelere uygunluğu kontrol edilir. Projeler ölçümler ile önemli farklılıklar gösteriyor ise proje yok sayılır. Proje yoksa, saha çalışması ile binanın taşıyıcı sistem rölevesi elde edilir. Elde edilen bilgiler tüm betonarme elemanların ve bölme duvarların her kattaki yerini, açıklıklarını, yüksekliklerini, boyutlarını ve malzemesini içerecek şekilde hazırlanır. Binadaki kısa kolonlar ve benzeri olumsuzluklar kat planına ve kesitlere işlenir. Komşu binalarla ilişkisi (ayrık, bitişik, derz var/yok) belirlenir. Bina geometrisi bilgileri, bina kütlesinin hassas biçimde tanımlanması için gerekli ayrıntıları içerir. Temel sistemi bina içinde veya dışında açılacak yeterli sayıda inceleme çukuru ile belirlenir.
Taşıyıcı Elemanlar: Binanın betonarme detay projeleri mevcut ise donatının projeye uygunluğunun kontrolü için sınırlı bilgi düzeyine sahip betonarme binalar için kullanılan yöntemler ile aynı miktardaki betonarme elemanda uygulanır. Ayrıca beton örtüsü sıyrılmayan perde ve kolonların %20’sinde ve çerçeve kirişlerinin %10’unda enine ve boyuna donatı sayısı ve yerleşimi donatı tespit cihazları ile belirlenir.
Proje ile uygulama arasında uyumsuzluk bulunması halinde, betonarme elemanlardaki mevcut donatının projede öngörülen donatıya oranını ifade eden donatı gerçekleşme katsayısı perdeler, kolonlar ve kirişler için ayrı ayrı belirlenir. Sınırlı bilgi düzeyine sahip betonarme binalarda olduğu gibi, eleman kapasitelerinin belirlenmesinde kullanılan bu katsayı 1’den büyük olmayacaktır. Bu katsayı donatı tespiti yapılmayan diğer tüm elemanlara uygulanarak olası donatı miktarları belirlenir. Betonarme projeler veya inşaat (uygulama) çizimleri mevcut değil ise, her katta en az ikişer adet olmak üzere kolonların ve perdelerin %10’unun beton örtüsü sıyrılarak donatı tespiti yapılır. Sıyrılan yüzeyler daha sonra yüksek dayanımlı tamir harcı ile kapatılır. Ayrıca beton örtüsü sıyrılmayan kolon ve perdelerin %30’unda ve kirişlerin %15’inde enine ve boyuna donatı sayısı ve yerleşimi donatı tespit cihazları ile belirlenir.
Beton ve çelik donatı dayanımları: Kolonlardan veya perdelerden TS EN 12504-1’de belirtilen koşullara uygun şekilde zemin katta üç, diğer katlarda iki adetten az olmamak üzere ve binada toplam dokuz adetten az olmamak üzere, her 400 m2’den bir adet beton örneği alınarak deney yapılır. Uzunluğu ve anma çapı birbirine eşit ve 100 mm olan karotların deneye tabi tutulmasıyla bulunan dayanım değerleri, herhangi bir katsayı uygulanmaksızın mevcut beton dayanımının tayininde kullanılabilir. Farklı uzunluk/çap oranlarına sahip karotlardan elde edilen deney sonuçlarının dönüştürülmesinde, uygun dönüştürme katsayıları esas alınarak hesap yapılır. Elemanların kapasitelerinin hesaplanmasında, örneklerden elde edilen (ortalama eksi standart sapma) değeri ile (0.85 çarpı ortalama) değeri arasından büyük olanı mevcut beton dayanımı olarak kabul edilir. Bir grup beton örneğine ait deney sonuçları arasında en küçük değer ile geriye kalan sonuçların ortalaması arasındaki farkın değerlendirilmesi ile en küçük değerin istatistiki olarak sapan bir sonuç olup olmadığı kontrol edilir. Bu amaçla, gruptaki numune sonuçlarının değerlendirilmesinde, en düşük tek değer, geriye kalan diğer sonuçların ortalamasının %75’inden daha düşük ise bu numune değerlendirmeye alınmaz.
Beton dayanımının binadaki dağılımı, beton örnekleri deney sonuçları ile uyarlanmış beton çekici okumaları (schmidt) veya benzeri hasarsız inceleme araçları ile kontrol edilebilir. Donatı sınıfı, beton ve çelik donatı dayanımı maddesinde açıklandığı şekilde sıyrılan yüzeylerde yapılan inceleme ile tespit edilerek, her sınıftaki çelik için (S220, S420, vb.) birer adet örnek alınarak deney yapılır, çeliğin akma gerilmesi, kopma dayanımı ve şekil değiştirme özellikleri belirlenerek projeye uygunluğu saptanır. Projesine uygun ise, eleman kapasite hesaplarında projede kullanılan çeliğin karakteristik akma gerilmesi mevcut çelik akma gerilmesi olarak kabul edilir. Uygun değil ise en az üç adet örnek daha alınarak deney yapılır, elde edilen en elverişsiz akma gerilmesi eleman kapasite hesaplarında mevcut çelik akma gerilmesi olarak kabul edilir. Bu incelemede, donatısında korozyon gözlenen elemanlar planda işaretlenerek, bu durum eleman kapasite hesaplarında dikkate alınır.
Bu aşamalardan sonra bilgi düzeyi kat sayıları tespit edilerek proje safhasında kullanılır. Daha sonra, yapı elemanlarında hasar sınırları ve hasar bölgeleri belirlenir. Sünek elemanlar için kesit düzeyinde üç hasar durumu ve hasar sınırı tanımlanmıştır. Bunlar Sınırlı Hasar (SH), Kontrollü Hasar (KH) ve Göçme Öncesi Hasar (GÖ) durumları ve bunların sınır değerleridir. Sınırlı hasar ilgili kesitte sınırlı miktarda elastik ötesi davranışı, kontrollü hasar kesit dayanımının güvenli olarak sağlanabileceği elastik ötesi davranışı, göçme öncesi hasar durumu ise kesitte ileri düzeyde elastik ötesi davranışı tanımlamaktadır. Gevrek olarak hasar gören elemanlarda bu sınıflandırma geçerli değildir. Kritik kesitlerinin hasarı SH’ya ulaşmayan elemanlar Sınırlı Hasar Bölgesi’nde, SH ile KH arasında kalan elemanlar Belirgin Hasar Bölgesi’nde, KH ile GÖ arasında kalan elemanlar İleri Hasar Bölgesi’nde, GÖ’yü aşan elemanlar ise Göçme Bölgesi’nde yer alırlar.
Güçlendirme yapılacak binalar için yönetmeliğin 15. maddesinde ayrıca deprem hesabına ilişkin genel ilke ve kurallar belirlenmiş, bu hesabın amacının mevcut veya güçlendirilmiş binaların deprem performansını belirlemek olduğu ifade edilmiştir. Yine, taşıyıcı sistem performansını belirlemek için 15. maddede Şekil değiştirme ve Plastik Dönme Sınırları için ayrıca bir karşılaştırma yapılması istenmektedir.
Mevcut veya güçlendirilecek binaların deprem performanslarının belirlenmesinde esas alınacak deprem yer hareketi düzeyleri ve bu deprem yer hareketi düzeylerinde binalar için öngörülen minimum performans hedeflerine göre tasarım yapılması zorunlu olduğundan güçlendirme yapılmadan önce güçlendirme projesini hazırlayacak ve uygulayacak mühendisin yeterli bilgiye ulaşabilmesi için Performans Analizi yapılmaktadır. Performans analizi ile ilgili yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.
Güçlendirme yapılacak binaya performans analizi yapıldıktan sonra daha doğru bir ifade ile bilgisayar programı vasıtasıyla güçlendirme yapılacak olan binanın depreme karşı performansı tespit edildikten sonra bir güçlendirme projesi hazırlanır. Söz konusu güçlendirme projesi ilgili idareye onaylatılarak güçlendirme uygulamaları tamamlanır. Güçlendirme uygulamaları yöntemlerini izah ettiğimiz yazımıza ise buradan ulaşabilirsiniz.
İnşaat Mühendisi
Mehmet Emin Paköz
Bir yanıt yazın