Türkiye’de 1960’lardan sonra pek çok endüstriyel yapı ve fabrika yapılmıştır. Bu yapıları genel olarak iki farklı grup içerisinde inceleyebiliriz. Birincisi; geniş açıklıkları olan betonarme ve prefabrike yapılar, ikincisi; imalat takımlarına uygun tasarlanmış kimya fabrikaları, enerji santralleri gibi çelik ve ya çelik + betonarme (karma taşıyıcı sisteme sahip) yapılardır.
Endüstri yapılarının uzun vadede karlı yatırımlar olması bu tip yapıların uzun süreli kullanımda kalması gerektiğini ön plana çıkarmaktadır. Bu noktada diğer yapı türlerinden ayrılmaktadır. Fabrika binaları ve endüstri tesislerinin uzun vadede hizmet sunması hem iş seyrinin aksamaması hem de içerisinde insan barındırması sebebi ile depreme karşı güvenliğinin olması can güvenliği ve ülke ekonomisi yönünden büyük önem taşımaktadır.
Bu yapıların, deprem sonrası zarar görmesi ve kullanım aksaklıklarının oluşması, işleyiş seyrinin yavaşlaması hatta durmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle de bu tür yapıların olası bir deprem anında ve sonrasında hasarını en aza indirgemek için yapısal analizinin yapılması önemlidir. Büyük endüstriyel tesis ve fabrika işletmelerinde yapılan performans analizlerinde bu konu ülke için ekonomik anlamda stratejik niteliktedir. Yapılan deprem analizleri doğrultusunda ihtiyaç halinde yapılacak olan güçlendirme yöntemi olabildiğince hızlı ve olabildiğince ekonomik yöntemlerle yapılmalıdır. Bu bağlamda, endüstri yapılarında uygun deprem tahkiklerinin ve güçlendirme uygulamalarının yapı ve deprem mühendisliği alanında yetkin kişilerce yapılması gerekmektedir.
Aşağıda bu güçlendirme yöntemleri hakkında gerekli bilgiler verilmektedir.
YAPI GÜÇLENDİRME YÖNTEMLERİ NELERDİR?
Ülkemizde yeterli mühendislik hizmeti alınmadan yapılan yapılardan kaynaklı olarak ne yazık ki deprem sonrası, yapılarda göçme, can kaybı veya ağır hasar olmaktadır. Söz konusu can kayıplarının ve mal kaybının önüne geçilmesi için bu tür yapıların olası depremler öncesinde analiz edilerek kusurlarının tespit edilmesi ve güçlendirilmesi gerekmektedir.
Kısaca özetlemek gerekir ise, süreç değerlendirme, güçlendirme projesi ve güçlendirme uygulamasının yapılması olarak üç temel aşamada gerçekleştirilmektedir.
1.Aşama: Endüstri Yapısı Deprem Performans Raporu Hazırlanması
Endüstri yapısı deprem performansı raporu deprem mühendisliğinde uzman ve yetkin kişiler tarafından yapılır ve yapılmalıdır.
*Deprem performans raporu alınacak yapının statik ve mimari projesi var ise proje ile mevcut hali karşılaştırılıp projeyle örtüşüp örtüşmediği rölevesi alınarak tespit edilir.
*Binanın eğer statik ve mimari projesi yok ise yerinde mevcut binanın rölevesi alınır ve sonraki işlemler her zaman röleveye uygun olarak yürür.
*2019 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne göre bir betonarme yapıdan 9’dan az olmamakla beraber 400 m2 de 1 adet, zemin katta 3 ve her katta en az 2 adet 100mm çapında deprem yönetmeliğinde tariflenen kolon ve perdelerden beton karot numunesi alınacaktır. Ancak karot sayısı ve yaklaşımı taşıyıcı sistem malzeme ve türüne göre değişiklik göstermektedir. Bu konuda detaylı bilgi almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
* Yapının taşıyıcı elamanlarında sıyırmalar yapılıp donatıları incelenecek, tespit edilecektir.
* Sıyrılıp açılan kolon-perde-kiriş elemanları dışında tahribatsız donatı okuma cihazları ile çok sayıda donatı okuması yapılarak donatı detayı mümkün olduğunca iyi anlaşılmalıdır.
* Schmidt çekici ile binadaki beton kalitesinin dağılımını kontrol etmek iyi bir yaklaşımdır.
* Binadan alınan numuneler laboratuvar ortamında teste tabi tutularak mühendislik değerleri tespit edilmelidir.
* Laboratuvardan alınan sonuçlar ve binadan alınan veriler neticesinde yapının, bilgisayar ortamında sayısal modeli kurularak düşey yükler ve yanal yükler altında (deprem yükleri etkisi dahil) analiz edilir ve tüm taşıyıcı sistem elemanlarının performansı değerlendirilir.
* Sonuç olarak modellenen binanın tüm yapı elemanlarının deprem performansı altındaki davranışı raporlanarak, kusurları, nedenleri ve bu kusurların nasıl giderileceği yapı sahibine detaylı olarak raporlanarak teslim edilecektir.
2.Aşama: Yapı Taşıyıcı Sisteminin Güçlendirilmesi için Projelendirme Çalışması
Yapı deprem performansı analizi sonucunda yapının güçlendirilmesi gerektiği sonucuna varıldı ise, bir sonraki aşama güçlendirme projesinin bir başka deyişle uygulama detaylarının hazırlanmasıdır.
*Güçlendirme projesinde, mevcut yapının taşıyıcı sistemi öngörülen güçlendirme müdahaleleri uygulanmışçasına dikkate alınarak yapının güçlendirilmiş modeli oluşturulur.
*Yapılan statik ve dinamik analizler sonucu ortaya çıkan verilere göre taşıyıcı elemanlarda güvenlik maliyet ve estetik olarak optimum güçlendirme tekniğine karar verilir.
*Güçlendirme projesinde duruma göre bir yapının içeriden, dışarıdan güçlendirilmesi ya da her iki şekilde de mümkün olabilmektedir. Binaların güçlendirilmesi genelde yapının mimarisi ya da imar mevzuatından kaynaklanan gerekçelerle içeriden güçlendirme teknikleri kullanılarak yapılmaktadır. Ancak endüstri yapılarında genelde dışarıdan müdahale şansı daha fazla olmaktadır. Yapıdaki mevcut taşıyıcı sistem elemanlarının kesitinin artırılması, yeni taşıyıcı sistem elemanlarının eklenmesi ya da taşıyıcı sistem elemanlarının kendi kapasitesinin artırılması(karbon lif takviyeli polimerlerin (FRP) sarılması gibi), çelik çaprazlarının kullanımı gibi güçlendirme teknikleri kullanılabilmektedir.
* İş yeri olan yapıda imalat, depolama gibi alanların kullanımının gerekliliği sebebiyle, zaman kısıtlılığı, maliyet gibi etkenler dahil olmak üzere güçlendirme projesinde yapıya uygulanacak tekniklerden en uygun olanını seçmek uzmanlık gerektiren bir yeterliliktir.
3.Aşama: Endüstri Yapısında Güçlendirme Uygulaması
Yapılarda güçlendirme yöntemleri kullanıcı talepleri ve hedeflenen performansa göre değişiklik gösterebilmektedir. Fakat burada sık kullanılan genel anlamda uygulama kolaylığı güvenlik ve maliyet olarak daha makul olması sebebiyle sık kullanılan 2 yöntemi açıklayalım.
Betonarme Mantolama ya da Yeni Eleman Ekleme(Perde) ile Bina Güçlendirme
Öncelikli prensip deprem anında oluşan ek yatay (deprem) yüklemeyi taşıyabilmektedir. Yaşı büyük olan yapılarda yatay deprem kuvvetlerinin taşınması genel anlamda yetersiz kalmaktadır. Karşılaşılan bu durumlarda yapı içerisinde öncelikle hesap sonuçları ve taşıyıcı sistem planı göz önünde bulundurularak, hesap sonuçlarının izin verdiği sınırlar içerisinde mimari anlamda da uygun yerlere betonarme perdeler yapılarak güçlendirme işlemi yapılabilir. Yaygın ve sık kullanılan bir yöntemdir. Betonarme perdeler ile güçlendirme yapıldıktan sonra bir sonraki aşamada kolonlarda olan ya da oluşacak olan yetersizliklerin giderilmesi için kolonlarda mantolama işlemi yapılmaktadır. Perde ve kolonlarda yeterli güçlendirme yapılmış ise kirişlerde güçlendirme de gerekebilir ve yine kirişlerde mantolanarak güçlendirilebilir.
Yöntemin kendi içerisinde avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Yapıda yeni perde üretilmesi yatay deprem yüklerinin karşılanması açısından büyük bir avantaj sağlamaktadır. Fakat ne var ki mimari anlamda iç mekânda perde eklenmesi, iç mekân tasarımını bozması veya kolon mantolama işleminden sonra kullanılan iç mekân kullanım alanında azalma meydana gelmesi açısından nadiren bir dezavantaj olabilmektedir. Görüldüğü gibi güçlendirme konusu birçok farklı açıdan ele alınarak yeterli mühendislik hesapları ve bu hesaplara uygun yapılmalıdır. Tüm bu aşamalar sağlıklı ilerlediğinde güçlendirilmiş yapılar güvenli ve dayanıklı bir duruma getirilebilir.
B) Karbon Fiber Takviyeli Polimer İle Fabrika Güçlendirme
FRPs (Fiber Reinforced Polymers), fiberle (liflerle) güçlendirilmiş polimerler yani bir kompozit malzemedir. Güçlendirmede kullanılan lifler karbon, cam, aramid ya da bazalt gibi malzemeler olabilir ve fiber malzemenin ismi ile birlikte kullanılır. Güçlendirme uygulamalarında sıklıkla kullanılan karbon lifle güçlendirilmiş polimerlerdir (CFRP) ayrıca cam (mineral) lifleri ile güçlendirilmiş polimerlerde (GFRP) kullanılabilir. Bir yapının taşıyıcı sisteminin iyileştirilmesi (retrofitting) yapının taşıyıcı elemanlarının güçlendirilmesi (strengthening) ile ya da sisteme yeni taşıyıcı sistem elemanları ekleme ile (addition method) yapılabilir. FRP ile güçlendirme taşıyıcı elemanların genel olarak kesme kapasitelerinin artırılması amacıyla kullanılır. Ancak farklı uygulama yöntemleri ile eğilme kapasitesini artıracak şekilde uygulama da kullanılabilir daha detaylı bilgi almak için iletişime geçiniz.
Yapıda neden taşıyıcı sistemin iyileştirilmesine (güçlendirmeye) ihtiyaç duyulur?
* Tasarım yüklerinden daha yüksek yüklere maruz kalacağında ( kat ekleme, amacı dışında kullanma gibi)
* Zamanla oluşan bozulmalar (deteriotaion) sonucundaki dayanım kaybını gidermek amacıyla (kolonların hasar alması, ileri düzeydeki paslanmadan kaynaklı kusurlar gibi)
* Tasarım ya da inşaat aşamalarındaki hataları düzeltmek amacıyla (eski yönetmeliklere göre yapılan yapıların güncel bilgilere göre güçlendirilmesi gibi)
* Sünekliliği artırmak gibi (deprem gibi hasar verebilen aşırı zorlamalar altında hasar seviyesini azaltmak gibi)
FRP ile güçlendirme dışında klasik inşaat malzemeleri (demir, beton gibi) ile yapılan güçlendirme metotları vardır. Bunlar yıllarca kullanılmış etkili metotlardır. Çelik Mantolama (Steel Jacketing), Beton Mantolama (Concrete Jacketing), Dıştan Çelik Plaka Yapıştırma (Externally Bonded Steel Plate), Ard-germe, bu metotlardan başlıcalarıdır. FRP ile güçlendirme klasik metotlara ek olarak uygulanabilen çok değerli bir yöntemdir. Bu malzeme hafif, korozyona uğramayan ve çekme dayanımı çelikten kat be kat yüksek bir malzemedir ( ~10kat). İnce bir malzeme olması sebebiyle uygulandığında yapının orijinalindeki estetiği de bozmaz ve kolay uygulanır. FRP malzemesi, beton ve çeliğe göre çok daha az miktarda kullanılarak güçlendirme sağlanabileceği için uygulamasında daha az enerji harcanır.
