Kiriş Güçlendirme Nedir? Kılavuz ve İnceleme

Kiriş Güçlendirme Nedir? Genel Tanım

Bir yapının sağlam kalması için kirişler önemli bir rol oynar. Kolonlar kadar hayati unsurlardır. Mülk sahiplerinin kolon güçlendirme yaparken kirişleri de kontrol ettikleri biliniyor. Bazen kiriş güçlendirme uygulaması yapılırken komşu kolonların da yenilendiği oluyor. Kiriş güçlendirmesi, yapıdaki zayıf veya yetersiz bölgelerin elden geçirilerek daha sağlam hale getirilmesidir. Mühendisler hasarlı veya eksik olan kısımları çeşitli yöntemler kullanarak doldurur. Böylece yapıları güçlendirirler. Bir binanın kirişlerinin yenilenmesinin yanı sıra komşu kolonların da güçlendirildiği belirtilir. Bu sayede uzmanlar binanın uzun vadeli dayanıklılığını sağlamayı amaçlar. Yapının dış etkenlere karşı daha dayanıklı hale gelmesi hedeflenmektedir.

Kiriş güçlendirmesinin ne olduğu sorusunu daha detaylı bir şekilde açıklıyoruz. Yapıların yatay taşıma elemanları olan kirişler döşeme alanlarının taşıdığı yükleri iletir. (insan, eşya, duvar vb.) yükleri güvenli bir şekilde kolonların üzerine iletir. Kirişler genellikle kolonlara dik veya paralel yönde yerleştirilir. Kolonlar ise binanın temel yapıtaşlarından birini oluşturur. Bu sebeple, kirişlerin sağlam olması bütün yapının güvenliği için son derece önemlidir. Eğer kirişler görevini yerine getiremezse, döşemeler çökebilir. Bu durumda, kolonlar da aşırı yüklenerek hasar görebilmektedir. Mühendisler bu sebeple kiriş güçlendirme işlemine büyük önem veriyorlar. Dahası bu işlem taşıma sisteminin tamamının tekrar oluşturulmasını sağlıyor. Kirişler yapının yatay iskeletini oluşturur.

Neden Kiriş Güçlendirmesi Yapılır?

Kirişin güçlendirilmesinin gerekli olduğu birçok farklı sebep bulunmaktadır. Tipik olarak bu sebepler kirişin taşıma kapasitesinin yetersiz olmasıyla ilişkilidir. Kolonların yetersiz olması veya kirişlerin eski kapasitelerini kaybetmesi de bu duruma örnektir. Ayrıca zamanla ortaya çıkan yıpranma da güçlendirme ihtiyacını doğurabilmektedir. Kiriş güçlendirmesi konsepti genellikle saha incelemeleri sırasında önem kazanır. Mühendisler bu gerekçeleri titizlikle analiz ederek en uygun güçlendirme yöntemini belirler. Bu sürecin sonucunda yapının gelecekteki güvenliği sağlanır. Bu yaklaşım proaktif bir mühendislik anlayışının ürünüdür.

Yetersiz Eğilme ve Kesme Kapasitesi

Kirişlerin temel işlevleri arasında eğilme momentlerine ve kesme kuvvetlerine direnmek bulunmaktadır. Eğilme kapasitesinin yetersiz olması genellikle kirişin alt kısmındaki çekme donatısının eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Bu durumda kiriş yük altında aşırı sehim yapabilir. Bazen bu şekil bozulması zamanla kirişin ortasında dikey çatlakların oluşmasına neden olur. Kesme kapasitesinin yetersiz olması ise daha tehlikeli bir durumdur. Genellikle etriye adı verilen donatılardaki eksiklikten kaynaklanır. Yetersiz kesme kapasitesine sahip bir kiriş kolonların yakınında 45 derecelik eğimli çatlaklar oluşturabilmektedir. Böyle bir hasar durumu kirişin aniden ve haber vermeden çökmesine yol açabilmektedir. Bu, önceden uyarı vermeden oluşan gevrek kırılma türüdür ve ani çökmeye neden olabilmektedir.

Kullanım Amacı Değişiklikleri ve Artan Yükler

Bazı durumlarda bir binanın kullanım amacı zamanla değişebilmektedir. Bir konutun bir odasını ofise dönüştürmek gibi örneklere sıkça rastlanır. Ya da bir ofis katını ağır rafların bulunduğu bir arşive çevirmek gibi. Böyle değişiklikler yapıldığında döşemeler ve dolayısıyla kirişler üzerindeki yükler önemli ölçüde artar. Eğer kirişler bu yeni ve artan yüklere göre tasarlanmadıysa kapasitelerini aşabilir. Bunu önlemek için mühendisler yapının yeni kullanım amacına uygun hale getirilmesini sağlar. Bu amaca yönelik projeler hazırlanır. Belirli kirişlerin taşıma kapasitelerini artırmak için güçlendirme çalışmaları yapılmaktadır. Böylece yapının yeni fonksiyonunu güvenli bir şekilde yerine getirmesi mümkün olur.

Kirişlerde Hasar Mekanizmaları

Kirişlerdeki hasarı anlamak ve doğru güçlendirme yöntemini seçmek kritik öneme sahiptir. Mühendisler hasarı çeşitlerine ve sebeplerine göre sınıflandırırlar. Genellikle karşılaşılan hasarlardan biri eğilme hasarı ve kesme hasarı olarak bilinir. Bu hasarlardan her biri kendini kirişin çeşitli bölgelerinde değişik çatlak desenleri ile gösterir. Ayrıca donatı çubuklarının betona olan yapışmasını kaybetmesi (aderans) büyük bir problemdir. Bu durum özellikle eski ve düşük kalitedeki beton yapılarında göze çarpar. Doğru analiz edilen bu hasarı onarmaktan ziyade kalıcı bir güçlendirme çözümü üretilebilmektedir.

Kesme Hasarı (Shear Failure)

Kesme hasarı eğilme hasarından daha tehlikeli bir durumdur. Çünkü kirişin içindeki donatı yetersiz olduğunda ortaya çıkar. Özellikle kolonların yakınında oluşan 45 derecelik eğik çatlaklar hızla genişleyebilmektedir. Kirişin ani biçimde ikiye ayrılmasına sebep olabilir. Bu durum ‘gevrek’ bir kırılma şeklidir. Yapı mühendisleri tasarımlarında böyle bir durumu önlemeye özen gösterirler. Kirişin kesme açısından eğilmede her zaman daha güvenli olması için uyarıda bulunurlar. “Güçlü kolon-zayıf kiriş” prensibine dikkat ederler.

Kiriş Güçlendirme Süreci

Kiriş güçlendirmesinin ne olduğu sorusu geniş bir uygulama sürecini de içerir. Burada detaylı bir şekilde ele alınır. Bu sürece dikkatlice planlama yapılıp uzmanlık gerekmektedir. Her adım diğer bir adımın temelini oluşturmaktadır. Bu yüzden hiçbir adım atlanmadan ilerlenmesi gerekmektedir. Güçlendirme işlemine başlamadan önce uzman bir ekip alanı tarayarak bir rapor hazırlar. Uzmanlar çalışma yapılacak alandaki kiriş ve kolonların özel özelliklerini değerlendirerek durum analizini tamamlarlar. Sonrasında ise malzemelerde herhangi bir hata ya da eksiklik saptanıp ona göre hareket edilmektedir. Her kiriş için gerekli donatılar üzerinde karar verilmektedir.

Adım 1: Yapısal Analiz ve Hasar Tespiti

Sürecin ilk adımı genellikle mevcut yapının detaylı bir analizi ile başlar. Mühendisler binanın orijinal statik projelerini inceler. Sahada detaylı bir hasar tespiti yaparlar. Kirişlerdeki çatlakların konumlarına, büyüklüklerine ve yönlerine dikkatlice haritalandırma yaparlar. Beton kalitesini öğrenmek için karot numunelerini veya tahribatsız testleri kullanırlar. Donatı tespit cihazlarıyla mevcut donatının durumunu ve yerini kontrol ederler. Tüm bu veriler üzerine binanın bilgisayar tabanlı yapısal modelini oluştururlar. Bu model üzerinde yapılan analizlerde davranışını incelerler. Bu analizde binanın mevcut ve potansiyel deprem yükleri altındaki davranışı değerlendirilmektedir.

Adım 2: Güçlendirme Yönteminin Seçilmesi ve Projelendirme

Mühendisler herhangi bir yetersiz kiriş için en uygun güçlendirme yöntemini seçerken analiz sonuçlarına bakarlar. Hasarın tipini, yapılması gereken kapasite artışını ve proje bütçesini göz önünde bulundururlar. Bir kirişte sadece eğilme kapasitesinin yetersiz olduğu durumlarda CFRP şerit uygulaması yeterli olabilmektedir. Mühendisler hem eğilme hem de kesme kapasitesinin yetersiz olduğu ağır hasarlı bir kiriş için genellikle betonarme mantolama yöntemini tercih eder. Yöntem seçiminden sonra detaylı bir uygulama projesi hazırlanır. Kiriş güçlendirme işleminin doğru bir şekilde yürümesi için bu detaylı çizimler hazırlanır. Üretim projesinde kullanılacak malzemelerin detaylı özellikleri ve imalat sürecine ilişkin ayrıntılar bulunur.

Adım 3: Yüzey Hazırlığı ve Onarım

Yapım sürecinde ilk adım genellikle yüzey hazırlığına odaklanır. Profesyonel ekipler betonda bulunan kaplamaları kaldırarak orijinal beton yüzeyini açığa çıkarır. Ardından hasara uğramış bölgeleri ekipler basınçlı su ile temizler. Gevşek/dökülen beton parçaları uzaklaştırır. Eğer donatılarda paslanma varsa bu paslar tel fırça veya kumlama ile temizler. Daha fazla hasara uğramış demirler ise kesilerek çıkarılıp yerine yeni demir eklenir. Son olarak yapının tutarlı bir görünüm kazanması için beton yüzeyler özel araçlarla pürüzlendirilmektedir.

Kiriş Güçlendirme Nedir? Betonarme Yöntemleri

Betonarme kiriş güçlendirmesi en geleneksel ve sık kullanılan yöntemlerden biridir. Bu teknik altında mevcut kirişin kapasitesi beton ve çelik donatı kullanılarak artırılır. Genellikle bu yöntemler önemli ölçüde kapasite artışına yol açmaktadır. Fakat kirişin boyutlarını genişletmesi nedeniyle mimari açıdan bazı dezavantajlar yaratabilmektedir. Kirişi mantolama ve püskürtme beton ile kesiti büyütme ise bu grupta bilinen iki yaygın tekniktir. Bu teknikler özellikle büyük hasar görmüş veya yüksek yük artışını gerektiren durumlarda tercih edilmektedir. Betonarme kiriş güçlendirmesi, bu yöntemin en bilinen uygulamasıdır.

Kiriş Mantolama (Betonarme Gömlekleme)

Bu yöntem kirişleri güçlendirmenin geleneksel yolu olarak kabul edilmektedir. Ekipler mevcut kirişin altına veya yanlarına yeni bir betonarme tabaka ekler. Öncelikli olarak mevcut kirişin yüzeyini pürüzlendirirler. Daha sonra yeni donatı çubuklarını ve etriyeleri yerine yerleştirirler. Bu yeni donatıları mevcut betona kimyasal dübeller aracılığıyla sabitlerler. Bu şekilde eski ve yeni bölgeler uyumlu şekilde çalışır hale gelir. Son aşamada ise kirişin etrafına kalıp kurularak yüksek dayanım gösteren yeni betonu dökerler. Bu sayede kirişin kesiti genişleyerek taşıma kapasitesinde önemli bir artış sağlanır. Ancak bu işlem sonucunda kirişin boyutları büyük ölçüde artmış olur.

CFRP ile Kiriş Güçlendirme Nedir?

Kiriş güçlendirme nedir sorusuna en modern cevabı sunan bu başlıkta CFRP ile güçlenme işleminden bahsedilmektedir. Bu yöntemde yüksek teknoloji kompozit malzemeler kullanılarak işlem yapılmaktadır. Kirişin yüzeyine karbon elyafın çok ince ve hafif kumaş veya şeritler halinde yapıştırılması işlemidir. Bu uygulama sayesinde kirişin dayanımı ve sertliği önemli ölçüde artar. Ancak boyutları ve ağırlığı değişmez. Bu yöntemin en büyük avantajlarından biri de uygulamanın hızlı olmasıdır. Şantiye alanında fazla kirlilik yaratmaz.

Eğilme Güçlendirmesi için CFRP Şerit ve Plakalar

Bu yöntem kirişlerin güçlendirilmesinde en modern ve popüler yol olarak kabul edilmektedir. Mühendisler karbon fiber şeritleri veya plakaları kirişin alt yüzeyine yapıştırır. Bu CFRP elemanları ek bir çekme donatısı gibi işlev görmektedir. Kirişin eğilme direncini önemli ölçüde artırır. Hızlı bir uygulama sürecine sahiptir. Kirişin boyutunu hemen hemen hiç değiştirmez. Ekip yüzey hazırlığından sonra epoksi astarı uygular. Ardından şeritleri bu astarla yüzeye monte eder. Bu yöntem kirişin sehim yapmasını da engeller. Mühendislik açısından zarif bir çözüm sunar “Kiriş güçlendirme nedir?” sorusuna.

Kesme Güçlendirmesi için CFRP Kumaş Sargılama

Kolonların kirişlerine yakın alanları yüksek kesme kuvvetlerine maruz kalır. Güçlendirmek için ekipler CFRP kumaşlarını kullanıyorlar. Bu kumaşları kirişin yan ve alt yüzeylerini kaplayacak şekilde U biçiminde sararlar. Döşeme olmadığında bazen tam bir sarılma da yapabilirler. Bu sayede kiriş içinde oluşabilecek eğik kesme çatlaklarını engellerler. Sanki dışarıdan bir destek görevi görürler. Özellikle eski kirişlerin donatı eksikliğini gidermede bu yöntem oldukça etkilidir. Uygulamada çok başarılı sonuçlar sağlanır. Kumaşı, lif yönü çatlak oluşma yönüne dik gelecek şekilde uygularlar. Böylece yapının dayanıklılığı artırılmaktadır.

Kiriş Güçlendirme Maliyeti

Güçlendirme işlemlerinde maliyet oldukça değişken olur. Yapılan işlem şekli önemlidir. Aynı zamanda yapının durumu da son derece etkilidir. Kullanılan malzemeler de fiyatı belirleyebilmektedir. Eğer 1990’dan önce inşa edilen bir binaya sahipseniz ek malzemelere ihtiyaç duyulması muhtemeldir. Onarıma ihtiyaç duyan bir yapı söz konusuysa ek maliyetler ortaya çıkabilir. Kiriş temizliği ve ürün yerleştirme aşamaları sonrasında kaynaştırma işlemine dikkat etmek önemlidir. Bu işlem kiriş güçlendirme uygulamasında daha başarılı sonuçlar sağlayabilmektedir. Eğer fiyat hakkında bilgi almak isterseniz, bir uzman ekibin binanın ihtiyacını belirlemesi gerekmektedir.

 

Kiriş Güçlendirme Çalışma ve Uygulamaları İçin Bizi Arayabilirsiniz. Tıklayınız!