Tarihi Yapı Güçlendirme: Genel Yaklaşım ve Prensipler

Bu içerik, tarihi yapı güçlendirme sürecinde izlenmesi gereken hesap ve yapım kurallarını açıklar.

Geçmişte birçok farklı yığma duvar tipi kullanılmıştır. Her tarihi yapı benzersiz özellikler taşır. Bu nedenle tarihi yapı güçlendirme çalışmaları, mimari ve kültürel dokuyu koruyacak şekilde ilerler.

Uzmanlar, her yapı türü için özel güçlendirme prensipleri geliştirir. İlk olarak yığma duvarlarla ilgili temel bilgiler ele alınır. Uzmanlar, ardından yapının temel, kemer, kubbe ve minare gibi bölümlerini ayrı ayrı değerlendirir.

Bu içerik, taşıyıcı sistemi taş ve Horasan harcı olan tarihi yapıların güçlendirilmesini kapsar.

Tarihi Yapı Güçlendirme İçin Temel Bilgiler

Tarihi yapılarda temeller, yapının en kritik taşıyıcı kısmını oluşturur.

Ayrıca uygulayıcılar temeli yeterli derinliğe kadar kazıyarak zemine gerilme uygular.

Zemin ıslahı sonrası taşlarla doldurulan alan, yapının oturmasını sağlar.

Zemin suyunun yapıya zarar vermesini önlemek gerekir.

Ayrıca uzmanlar bu suyu iki gruba ayırır: kapiler su ve cazibe suyu.

Kapiler suyu kesmek için yer altı su seviyesini düşürmek gerekir.

Uygulayıcılar, cazibe suyunun etkisini azaltmak için temel çevresine su tahliye boruları döşer.

Buna ek olarak, zemin kuru kalsın diye temelin altına havalandırma galerisi inşa ederler.

Bu işlem kapiler suyu ortadan kaldırır.

Tarihi Yapı Güçlendirme İçin Taşıyıcı Duvarların Yapısı ve Kuralları

Temel üstünden itibaren yapının taşıyıcı duvarlarını doğal taş bloklar oluşturur.

Uygulayıcılar taşları yatay sırayla dizer. Kot farkı olmamasına dikkat ederler.

Taş ustaları derzleri düşey yönde şaşırtarak duvarı dikkatlice örer. Ayrıca düzgün sıralama sağlarlar.

Bununla birlikte ustalar, duvar yüzeyine dik yönde bağlantı bloklarını özenle yerleştirir.

Son olarak taşlar arasına, yapı bütünlüğünü korumak amacıyla Horasan harcı uygularlar.

Bazı yapılarda dış yüzey boyuna taşla örülürken, içi dolgu ile tamamlanır.

Bu durumda ustalar iç ve dış yüzeyleri birbirine bağlayan taş bağlantılar kullanır.

Kemer Yapılar ve Yük Aktarımı

Kemerler düşey ve yatay yükleri taşıyan ana yapı elemanıdır.

Mühendisler açıklıkları taşıyacak şekilde kemer tasarlar.

Bazı durumlarda mühendisler kemerlerde gergi çubuğu kullanır. Ancak gergisiz kemerleri mutlaka sağlam duvarlara oturturlar.

Alternatif olarak, taşıma kapasetisini artırmak amacıyla kemer ayaklarına ağırlık kuleleri yerleştirirler.

Kemer şekli, eğilme momenti grafiğine göre hesaplanır.

Ayrıca eğer moment sıfır çizgisi kemer kesitinin içinde kalırsa çekme oluşmaz.

Bu yapı formu, kemerin güvenle yük taşımasını sağlar.

Deprem bölgelerinde taş kaplamalı kemerlerin mutlaka takviye edilmesi gerekir.

Tonoz ve Kubbe Yapılar

Eğer kemer genişliği açıklıktan büyükse buna tonoz denir.

Tonoz yapımı, kemer ile aynı prensiplere dayanır.

Kubbeler ise büyük mekanları örten özel taşıyıcı elemanlardır.

Özellikle Sinan mimarisinde kubbe, yapının ağırlık merkezini oluşturur.

Yapı sistemini, kubbenin mesnetlenme biçimi belirler.

Ayrıca mühendisler kubbe duvarını, sürekli basınca dayanacak şekilde özenle tasarlar.

Kubbe duvarı kasnak adı verilen yapıya oturur.

Ayrıca kasnak, yatay ve boyuna yönde çekme etkilerini dengeler.

Kubbenin basıklığı arttıkça, yatay kuvvet bileşeni de büyür.

Bu sebeple yapının simetrik inşa edilmesi gerekir.

Simetri bozukluğu büyük burulmalara yol açar.

Bu durum tarihi yapılarda ciddi hasarlara neden olur.

Yük aktarımlarını iyileştirmek için payanda sistemleri kullanılır.

Tarihi Yapı Güçlendirme Sürecinde Yapı Malzemeleri

Tarihi yapılarda kullanılacak malzemelerin özelliklerini doğru tespit etmek gerekir.

Bu amaçla uzmanlar yapıda detaylı testler ve ölçümler gerçekleştirir.

Onarım ve güçlendirmede kullanılacak malzemeler, belirli standartlara uymalıdır.

Doğal Taşlar

Uygulayıcılar, sadece ocak taşı kullanmalıdır.

Ayrıca Taşlar çatlak içermemeli, ayrışmış yüzeylerden arındırılmalıdır.

Taş ocağında dinamitle çıkarılan taşlar uygun değildir.

Rengi değişmiş veya bozulmuş kısımlar, taş ocağında ayıklanmalıdır.

Taşlar, TS 699 standardında belirtilen minimum basınç dayanımını karşılamalıdır.

Harçlar

Basit harçlar; toprak, saman ve kendir gibi malzemelerin suyla karıştırılmasıyla hazırlanır.

Tarihi yapılarda bu tür harçlara sıkça rastlanır.

Ancak bu karışımı iyileştirmek için katkı maddeleri eklenmelidir.

Katkı maddesi olarak kireç, pişmiş kil, yumurta akı gibi malzemeler kullanılır.

Horasan Harcı

Horasan harcı, pişmiş kil ve kireçle hazırlanır.

Ayrıca kireç, su ile birleştiğinde Ca(OH)₂ oluşturur ve zamanla kristalleşerek sertleşir.

Bu kristalleşme süreci kireci dayanıklı hale getirir.

Ancak sertleşmiş kireç, su ile tekrar temas ettiğinde yumuşar.

Uygulayıcılar, bu nedenle harcı kuru ortamda kurutmalıdır.

Pişmiş kil, silis içerdiği için kimyasal olarak aktiftir.

Silis, kireçle reaksiyona girerek kalsiyum silikat üretir.

Bu maddeler, dış etkilere karşı dayanıklı yapılar oluşturur.

Proje ve Hesap Esasları

Uzmanlar, yapı elemanlarını koruma ya da yenileme kararı almadan önce analiz yapar.

Uzmanlar her yapı elemanının korunabilirliğini detaylı biçimde inceler. Ardından gerekli analizleri yaparlar.

Bunun sonucunda mühendisler, değiştirilmesi gereken bölümleri restorasyon kurallarına uygun şekilde projelendirir.

Ayrıca taş değişimi sırasında, uygulayıcılar mutlaka aynı yapı ve dokuya sahip taşları tercih eder.

Tuğla değişiminde eski tuğla ölçülerine sadık kalınır.

Uygulayıcılar, derz bölgelerinde çalışmaya başlamadan önce maksimum derz kalınlığını dikkatle ölçer.

Ardından, doğru uygulama için ortalama çalışma derz genişliğini belirlerler.

Bu genişlik maksimumdan küçük olmalıdır.

Uygulayıcılar, derz bölgesini oyduktan sonra gerekli güçlendirmeyi yapar.

Yeni harç, mevcut yapıdaki harçla aynı özellikte olmalıdır.

Ayrıca uzmanlar, yapıların analitik modelini bilgisayar ortamında oluşturur.

Bu modelde tüm yapı elemanlarının davranışı test edilir.

Ayrıca deprem etkilerinin yapıya yansıması hesaplanarak güçlendirme projeleri şekillenir.

Tarihi Yapı Temellerinde Güçlendirme Esasları

Uzmanlar temelleri çevre sularına karşı korumalıdır.

Ayrıca bu korumayı izolasyon malzemesiyle değil, doğal yöntemlerle sağlarlar.

Temelin tabanına ulaşan suyun uzaklaştırılması gerekir.

Ayrıca tarihi yapıların temelinde kullanılan galeri sistemi bu sorunu çözer.

Bu galeriler, temelin doğal yolla havalandırılmasını sağlar.

Taşıyıcı Duvarların Güçlendirme Kuralları

Taşıyıcı duvarlar düşey ve yatay yükleri temele aktarır.

Bu nedenle uygulayıcılar duvar yapısını dikkatle analiz eder.

Duvarlarda kullanılan malzeme, mevcut malzemeyle uyumlu olmalıdır.

Ayrıca uzmanlar bağlayıcı harcı, laboratuvar analizleriyle dikkatle belirler.

Eğer mevcut duvar yeterli dayanım göstermezse, mühendisler kesiti genişletmek için ek duvar inşa eder.

Ayrıca bu yeni duvarı mevcut yapıya sağlam şekilde kenetlerler.

Buna ek olarak, mühendisler duvarın narinlik oranını dikkate alarak basınç dayanımını gerektiğinde düşürür.

Son olarak, kayma gerilmesi sınırını aşan durumlarda uzmanlar iç bünyeye uygun takviye elemanları yerleştirir.

Uzmanlar, çekme gerilme bölgelerini hesapla belirler.

Çekme bölgelerinde demir kenet ya da ahşap kalas gibi elemanlar gerekir.

Ancak bu malzemeler zamanla özelliğini kaybeder.

Bu yüzden uygulayıcılar mevcut çekme elemanlarına güvenmemelidir.

Yeni çekme elemanları, dış etkilerden etkilenmeyecek şekilde tasarlanmalıdır.

Duvar içindeki elemanlar rijitlik açısından uyumlu olmalıdır.

Uygulayıcılar, uygun olmayan taşları eşdeğer boyuttaki yeni taşlarla dikkatle değiştirir.

Ayrıca, sıfır derz uygulamalarını uygun derz kalınlığına getirerek yapıyı iyileştirirler.

Harç, duvar boyunca üniform yük aktarımını sağlar.

Duvar bitimlerinde taş ve tuğla irtibatı yatay ve düşey olarak sağlanır.

Kenetler dış etkilerden etkilenmeyen malzeme ile üretilmelidir.

Demir kenet kesinlikle kullanılmamalıdır.

Kemer Güçlendirme İlkeleri

Kemerler, düşey ve yatay yükleri belirli noktalara yönlendirerek taşıyan ana yapı elemanlarıdır.

Uygulayıcılar kemeri ya gergi çubuğuyla ya da gergi çubuksuz olarak tasarlar.

Gergisiz kemerlerde taşıma kapasitesini artırmak için kemer ayaklarını güçlü duvarlara oturturlar.

Alternatif olarak kemer ayaklarına ağırlık kuleleri inşa ederler.

Kemer şekli, düşey kuvvetlerin oluşturduğu eğilme momenti grafiği ile hesaplanır.

Kemerin her kesitinde moment sıfır olan çizgi, taşıyıcı sistemin geometrisini belirler.

Moment sıfır eğrisi, duvar kesitinin içinde kaldığında çekme gerilmesi oluşmaz.

Uygulayıcılar bu kuralı dikkate alarak kemer kesitini belirler.

Tarihi yapılarda taş kaplamalı tuğla kemerler sıkça yer alır.

Deprem bölgelerinde bu kemerlerin mutlaka takviye edilmesi gerekir.

Kubbe Sistemlerinde Yapısal Dayanım Kuralları

Kubbeler, bir kemerin ekseni etrafında dönmesiyle oluşan taşıyıcı sistemlerdir.

Bu sistemler, büyük yapılar için merkezi taşıyıcı görevi görür.

Kubbe, çember biçimli sürekli taşıyıcı bir elemana oturur.

Mesnet noktalarında hem çekme hem de yatay kuvvetler ortaya çıkar.

Kubbenin yatay kuvveti, düşey doğrultuyla belirli bir açı yapar.

Bu açı kubbenin basıklığına göre değişir.

Basıklık, kubbe yüksekliğinin çapına oranı ile ifade edilir.

Basıklık arttıkça yatay yük vektörü düzleşir ve büyür.

Bu nedenle mühendisler, kubbenin oluşturduğu yükleri doğru yönlendirir.

Kubbe yapının en ağır bölümünü oluşturur.

Oturduğu sistem her iki yönde simetrik olmalıdır.

Simetriden uzaklaşan yapılarda büyük burulmalar ortaya çıkar.

Yığma yapılar burulma momentlerine karşı zayıftır.

Bu nedenle uygulayıcılar simetrik planlama yapmalıdır.

Kubbenin yatay yük taşıma kapasitesini artırmak için payandalar eklenir.

Tarihi Yapı Güçlendirme Uygulamalarında Yanlış Yöntemler

Betonarme perde ya da kolonlar genelde dıştan yığma duvarlara eklenir.

Bu yöntemde uygulayıcılar çelik çubuklarla betonarme elemanları tasarlar.

Ancak yığma duvar ile betonarme yapı farklı rijitlik gösterir.

Deprem sırasında betonarme sistem yükün çoğunu üzerine çeker.

Yığma duvarlar ise bu birleşim bölgelerinde dayanım kaybeder.

Yapı, birleşimlerde dağılır ve mukavemetini yitirir.

Bu nedenle yığma yapılarda betonarme güçlendirme uygun olmaz.

Benzer şekilde çelik profiller de aynı zorlukları taşır.

Uzmanlar bu profilleri yapıya entegre etmeyi başaramaz.

Çelik çubukların dezavantajları, çelik profillerde de gözlemlenir.

SGM Yöntemi ile Tarihi Yapı Güçlendirme Yaklaşımı

Geleneksel yöntemlerin yerine farklı bir güçlendirme tekniği önerir.

SGM 365 adlı bu yöntem Türkiye ve ABD’de patent koruması altındadır.

Yöntemin ilk adımı, duvarda yüksek basınca maruz kalan kesitleri büyütmektir.

Mühendisler bu işlemi orijinal yapı malzemesi ile gerçekleştirir.

İkinci adımda, çekme gerilmeleri oluşan bölgeleri takviye ederler.

Bunu yapmak için çekme elemanları devreye girer.

SGM, karbon, kevlar ve polipropilen elyafla örülmüş özel bantlar kullanır.

Bu özel bantlar, çelik çubuklardan çok daha fazla avantaj sunar.

Örneğin karbon bantlar, çeliğin kopma dayanımının 5 katı kadar mukavemet sağlar.

Nem ve rutubet bu malzemeye zarar vermez.

Yıllarca duvar bünyesinde görevini kaybetmeden çalışır.

Bu bantlar yapıya dışarıdan yapıştırılmaz.

Uygulayıcılar önce duvar derzlerini oyup kanallar açar.

Sonra bu kanallara özel çekme bantlarını yerleştirir.

Ardından kanalları özel üretilmiş harçla doldururlar.

Bu şekilde malzeme doğrudan duvar yapısına entegre olur.

Yeni harç, mevcut harçla uyumlu bir yapı gösterir.

Yapının rijitliği ve homojenliği değişmez.

Ek yük ya da stres noktaları oluşmaz.

Bu yöntem tarihi dokuyu bozmadan güçlendirme sağlar.

Uygulanan Güçlendirme Projeleri

İstanbul Üniversitesi Rektörlük Binası Deprem Güçlendirme Projesi

İstanbul Üniversitesi Eczacılık Fakültesi A Blok Güçlendirme Projesi

Laleli 2. Beyazıt Hamamı Güçlendirme Projesi – İstanbul

Abide Hatun Cami Güçlendirme Projesi – Merzifon

Kuleli Askeri Lisesi Ana Bina Güçlendirme Projesi – İstanbul

Sonuç ve Genel Değerlendirme

Tarihi yapı güçlendirme süreci, yapının kimliğine uygun şekilde ilerlemelidir.

Betonarme ya da çelik sistemler, yığma yapılarla uyum sağlamaz.

SGM gibi özel yöntemler, bu uyumsuzluğu ortadan kaldırır.

Yapı hem taşıyıcı özelliklerini korur hem de güvenli hale gelir.

Tüm bu çalışmalar, kültürel miras niteliğindeki yapıları korumayı amaçlar.

Gelecek kuşaklara aktarılacak sağlam ve özgün yapılar için doğru yöntem tercih edilmelidir.

İSTANBUL II. BEYAZIT HAMAMI GÜÇLENDİRME PROJESİ

Resim-1: Güçlendirme Modeli Resim-2: Şematik Uygulama Detayı

Şematik Resmi

Resim-3: Duvar Hatıl Projesi Kalıp Planı Resim-4: Kubbe Takviye Detayı İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ REKTÖRLÜK ANA BİNASI GÜÇLENDİRME PROJESİ

Resim-1: Duvar Hasarı RESİM-2: Hatıl Uygulaması

RESİM-3: Duvar Hatıl Bölgesi

Youtube videolarımızı izlemek için buraya tıklayabilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak ve bizimle iletişim kurmak için buraya tıklayabilirsiniz.