Yapı Güçlendirme: Kılavuz ve Yöntemler
Yapı Güçlendirme Neden Önemlidir?
Deprem bölgelerinde bulunan ülkelerdeki yapıların güçlenmesine büyük önem verilmelidir. Son yıllarda yaşanan doğal afetler bu gerekliliği bir kez daha vurgulamaktadır. Ancak yapı güçlendirme sürecinde dikkatli adımlar atılması gerekmektedir. Uzmanlar bu sürecin yönetimi için belirli metotlar kullanmaktadırlar. Öncelikli olarak yapının güçlenme için uygun olup olmadığı incelenmektedir. Eğer yapı güçlenme için uygunsa onarıma başlanmaktadır. Uzman ekip tarafından bu onarımlar gerçekleştirilebilir. Bina güçlenme maliyetleri ise yapının mevcut durumuna ve ihtiyaçlarına göre değişiklik göstermektedir. Özellikle odaklanılması gereken şey bir ön çalışmanın yapılmasıdır. Bu çalışmanın sonucu önemlidir. Sonrasında uygulanması gereken işlem adımları maliyetin genel hatlarını belirlemektedir. Bu sebeple sabit bir fiyattan bahsetmek mümkün değildir. Her binanın kendine özgü maliyet analizi yapılması gerekir.
Yapı Güçlendirmeyi Gerektiren Durumlar
Bir binanın güçlenme ihtiyacı çeşitli sebeplerden kaynaklanabilmektedir. Bazen bu sebepler binanın ilk inşası sırasındaki hatalardan kaynaklanırken, bazen de zamanla ortaya çıkan aşınma veya kullanım değişiklikleriyle ilişkilidir. Güçlendirme gerektiren bir yapı değerlendirmesi yaparken mühendisler bu risk faktörlerini dikkate alır. Doğru teşhisi koymak en uygun yapı güçlendirme çözümünü bulmak için hayati derecede önemlidir. En yaygın yapı güçlendirme durumlarını detaylı bir şekilde incelemek yapı sahiplerinin daha bilinçli hareket etmesini sağlar.
Tasarım ve Proje Hataları
Bazı durumlarda sorunlar binanın tasarım aşamasında ortaya çıkabiliyor. Bir yapı yetersiz veya eksik bir planla inşa edildiyse riskler beraberinde geliyor. Proje hazırlanırken uygun malzemelerin seçimi ve miktarları doğru bir şekilde karşılanmadığında sorunlar ortaya çıkabiliyor. Ayrıca projede zemin özellikleri uygulama sırasında dikkate alınmadığında temel sistemi yetersiz kalabiliyor. Bu durum yapının gelecekte oturma veya çatlama gibi sorunlarla karşılaşma ihtimalini artırıyor. Bu tür temel tasarım hataları yapıyı depremlere karşı son derece savunmasız hale getirebiliyor. Bu yüzden mühendisler yapı güçlendirme öncesi orijinal projeler üzerinde detaylı inceleme yapıyorlar.
Yapısal Düzensizlikler
Binalardaki yapısal düzensizlikler deprem sırasında olumsuz etki yapan önemli faktörlerden biridir. Genellikle plan düzensizliği binanın davranışını etki altına alır. Çünkü genellikle simetrik olmayan kat planlarına sahiptirler. Bu durum özellikle “L” veya “T” şeklindeki binalarda deprem sırasında burulma etkilerine yol açabilir. Böylece bina kendi etrafında dönerek hasara uğrayabilir. Düşey düzensizlik ise farklı katlar arasında rijitliğe bağlı olarak ortaya çıkar. Özellikle zemin katının dükkan olarak kullanıldığı yapılar genellikle “yumuşak kat” düzensizliği ile karşılaşabilir. Bu tip yapılarda zemin kattaki esneklik sebebiyle deprem enerjisi bu katta yoğunlaşabilmektedir. Bu durum zemin katın çökme tehlikesini önemli ölçüde artırır. Yapı güçlendirme çalışmaları aynı zamanda bu tür düzensizlikleri gidermeyi de amaçlar.
Malzeme Yıpranması ve Korozyon
Yapı malzemeleri zamanla aşınır ve özelliklerini kaybedebilir. Beton zamanla karbonatlaşarak karşıt alkali özelliklerini yitirir. Dolayısıyla koruyuculuğunu kaybeden çelik donatılar nem ve hava ile temas ederek paslanmaya başlarlar. Buna korozyon denir. Donatının kesitini azaltarak taşıma kapasitesini düşürür. Ayrıca paslanan demir betonun çatlamasına sebep olabilmektedir. Bunun sonucunda beton dökülmeye başlayabilir ve hasar hızla yayılabilir. Böyle zamana bağlı hasarlar genellikle eski yapıları etkiler. Binaların dayanıklılığını artırmak için yapı güçlendirme işlemi yapılıyor. Bu şekilde binaların yeniden sağlamlaştırılması sağlanıyor.
Tasarım Felsefesi ve Performans Hedefleri
Her yapı güçlendirme projesinin belirli bir amacı vardır. Mühendisler bu amaçları “performans seviyesi” olarak tanımlamaktadır. Bu seviyeler yapıların tasarımdaki deprem performansını belirlemektedir. Yönetmelikler farklı bina tiplerine göre minimum performans hedefleri belirlemektedir. Örneğin bir konut için hedeflenmiş performans ile bir hastane için hedeflenmiş performans farklı olabilir. Mülk sahibinin ve mühendisin proje başlangıcında hangisinin seçileceğine karar verdiği performans hedefini birlikte belirliyorlar. Bu karar proje kapsamını ve maliyetini doğrudan etkilemektedir. En temel performans seviyesine ise “Can Güvenliği” adı verilmektedir. Daha yüksek seviye hedefler ise “Kontrollü Hasar” ve “Sürekli Kullanım” olarak adlandırılıyor.
Can Güvenliği Performans Seviyesi
Türkiye Deprem Yönetmeliği’nde belirlenen minimum hedef mevcut yapılar için geçerlidir. Bu seviyede yapılar önemli ölçüde zarar görebilmektedir. Depreme dayanıklı olmayan duvarlar yıkılabilir ve sıvalar dökülebilir. Ancak taşıma sistemleri (kolonlar, kirişler, perdeler) ayakta durabilir. Bina aniden ve tamamen yıkılmaz. Bu durum binada bulunan insanların güvenli bir şekilde tahliye olmasına imkan tanır. Yani amaç binayı hasar görmeden tutmak değil, can kayıplarını engellemektir. Standart konut yapılarının güçlendirilmesinde genellikle bu performans seviyesine odaklanılmaktadır. Güvenlik ve maliyet arasında dengeli bir yaklaşım sağlanmaktadır bu şekilde. Yapı güçlenmesinin temel amacı da budur.
Kesintisiz Kullanım Performans Seviyesi
Bu hedef en üst düzey performansı simgeliyor. Bina tasarımı depremi hemen hemen hasarsız bir şekilde atlatabiliyor bu seviyede. Taşıma sisteminde kalıcı herhangi bir hasar oluştuğu görülmüyor. Deprem sona erdikten hemen sonra bina herhangi bir onarıma gerek kalmadan normal kullanımına devam edebiliyor. Bu amaç genellikle depremden sonra hizmete devam etmesine ihtiyaç duyan kritik yapılar için uygulanıyor. Hastaneler, itfaiye istasyonları ve felaket koordinasyon merkezleri bu duruma örnek olarak verilebilmektedir. Ayrıca, üretimin durdurulmasının büyük miktarda ekonomik kayba yol açabileceği endüstri tesisleri gibi alanlar için de bu hedef seçilmektedir. Bu seviye güçlendirme, sismik izolatör gibi ileri teknolojilerin kullanımını içermektedir. Bu yüzden maliyetinin diğer seviyelere göre çok daha yüksek olduğu ortaya çıkıyor. Bu seviye en kapsamlı yapı güçlendirmesidir.
Temel Yapı Güçlendirme Çeşitleri
Güçlendirme işlemleri için üç ayrı malzemeden yararlanılıyor. Çelik, Beton ve Karbon Fiber bunlar arasında yer alıyor. Bu malzemelerin hepsi başlangıçta kolonların güçlendirilmesinde kullanılıyor. Bu materyallerden bir tanesi avantaj sağlıyor olsa da diğerleri dezavantaj oluşturabiliyor. Beton en eski ve en çok bilinen malzemelerden biridir. Sıkça tercih edilmektedir. Bu, hem uygun fiyatlı olması hem de depreme karşı etkin bir önlem olması nedenlerinden kaynaklanmaktadır. Ancak betonun kalitesinin yüksek olması son derece önemlidir. Kolonların güçlendirilmesinde kullanılan düşük kalitedeki betonlar güçlendirme işlemine katkı sağlamamaktadır. Çelik kullanımı zor olmasına rağmen daha iyi sonuçlar sağlar. Ancak çelik kullanımı binaların ve kolonların daha dayanıklı hale gelmesini sağlar.
Bilinçsiz Yapı Güçlendirmenin Tehlikeleri
Yapı güçlendirme işlemi son derece hassas bir mühendislik uzmanlığı gerektirmektedir. Dikkatsiz ve plansız müdahaleler genellikle olumsuz sonuçlar doğurmaktadır. Bazen iyi niyetli bir güçlendirme girişimi esasında binanın deprem performansını köreltebilmektedir. Bu durum genellikle yapı öğelerinin tamamının değerlendirilmemesinden kaynaklanmaktadır. Yalnızca zayıflamış bir kolonun güçlendirilmesinin yeterli olmadığı göze çarpmaktadır. Çünkü bu durum yüklerin diğer zayıf olan elemanların üzerine aktarılması sonucunu doğurabilmektedir. Bu da deprem anında hasarın yer değiştirmesi ve beklenmedik bir şekilde yayılmasına yol açabilmektedir. Yapı güçlendirme kararı alırken mutlaka yetkin mühendislere danışmak önemlidir. Çünkü yanlış müdahaleler geri alınamaz sonuçlar doğurabilmektedir.
Rijitlik Düzensizliği ve Torsiyon Etkisi
Bilinçsiz güçlendirmeye bağlı en büyük tehlikelerden biri burulma etkisidir. Binaların sadece bir tarafındaki kolonlar güçlendirilerek mantolanılmaktadır. Bu durum yapıda bir asimetri oluşturur. Güçlendirilmiş taraf daha katı hale gelirken diğer taraf daha esnek kalır. Deprem anında yapı bu katılıktan dolayı kendi etrafında dönerek burulma eğiliminde olabilmektedir. Bu burulma etkisi özellikle köşelerdeki kolonlar üzerinde tasarlanmayan yeni ve tehlikeli gerilmeler yaratabilmektedir. Bu gerilmeler, kolonların taşıma kapasitesini aşarak büyük hasarlara veya çökmelere yol açabilmektedir. Doğru bir tasarımda mühendisler güçlendirme elemanlarını yapının tamamına simetrik şekilde dağıtırlar.
Kısa Kolon Oluşumu
“Kısa kolon” oluşumu da riskli durumlardan biridir. Genellikle kolonların arasına pencere seviyesine kadar dolgu duvar örüldüğünde ortaya çıkar. Deprem esnasında kolonun yalnızca duvarın üst kısmında kalan kısa bölümü serbestçe hareket edebilmektedir. Bu kısa ve rijit bölüm depremin enerjisini üzerine çekerek çok yüksek kesme kuvvetlerine maruz kalır. Kolon bu fazla kesme kuvvetine dayanamadığından ani ve gevrek bir şekilde kırılabilmektedir. Bilinçsizce yapılan mantolama da benzer sonuçlar doğurur. Mühendisler bir kolonun belirli bir uzunluğunu mantoladıklarında mantolanmayan bölüm de kısa kolon gibi davranır. Bu tür hatalar yapısal çöküşe yol açabilen en tehlikeli mühendislik hatalarından biridir. Bu hatadan kaçınılmalıdır.
Karbon Fiber ile Yapı Güçlendirme
Karbon Fiber ülkemizde henüz oldukça yeni olmasına rağmen önemli bir alternatiftir. Deprem Yönetmeliği’nde 2003 yılında kullanımı onaylanmıştır. Bu malzemenin ana maddesi karbon ve reçinedir. Genellikle 0.5 milimetre kalınlığındadır. Ekipler Karbon Fiber güçlendirmesini kolona kağıt gibi sararak gerçekleştirmektedir. Doğru reçine uygulaması ve yeterli katman kalınlığıyla, belirli koşullarda çelik sargıya benzer şekilde kesme ve eksenel kapasite artırımı sağlanabilir. Eğer ekipler bina güçlendirmesini betonla yapıyorlar ise bu sürecin tamamlanması altı ay sürmektedir. Fakat Karbon Fiber ile bu sürecin bitmesi 1.5 ay sürmektedir. Konut içinde yaşayanların binayı terk etmesine gerek kalmadan yapılabilmektedir. Beton uygulamasıyla ilgili olarak büyük bir konfor sağlayan bir yöntemdir. Bu çağdaş yapı güçlendirme tekniği zaman ve işlevsellik açısından dikkat çekicidir.
Yapı Güçlendirmenin Ekonomik Yönü
Bir binayı güçlendirme işlemine tabi tutarak yapıyı yeniden inşa etmek yerine yeni bir projeyle gerçekleştirilen güçlendirme işleminden sonra bina depreme dayanıklı hale gelir. Adeta sıfır bir hal alır. Müteahhit firmalar genellikle işlem sonrasında tadilat çalışmalarını da tamamlayarak binayı teslim ederler. Böylelikle bina tamamen yeni gibi olur ve bulunduğu konuma bağlı olarak değer kazanabilmektedir. Güçlendirme yapmak bina inşa etmekten daha maliyet açısından avantajlı olabilir. Ancak bazı binalardaki hasar durumuna göre yıkım daha mantıklı olur. Yalnız bu durumda eğer imar planları eski ise yenisini almak zorlaşabilmektedir. Büyük şehirlerdeki önemli bölgelerde bulunan eski yapı sahipleri vardır. Genellikle güçlendirme işlemine yöneldikleri ve bu sayede dairelerini daha değerli hale getirdikleri göze çarpıyor. Zira yıkım sürecinin uzun sürmesinden ve metrekare kayıplarından kaçınıyorlar.
Mevcut İmar Haklarının Korunması
Yapı güçlendirmenin en büyük avantajlarından biri mevcut imar haklarının korunmasıdır. Eski yapılar genellikle inşaatları zamanındaki imar planlarına göre daha fazla inşaat alanına sahiptir. Eğer bu eski yapılar yıkılır ve yeniden inşa edilirse yeni imar planına uymak zorundadırlar. Bu durum genellikle daha küçük bir toplam alana sahip yeni bir binanın yapılması anlamına gelir. Özellikle değerli arazilerde bu durum önemli bir metrekare kaybına yol açar. Dolayısıyla mali kayıpla sonuçlanır. Yapı güçlendirmesiyle mevcut binaya opsiyon ekleyerek onun yerel hakları korunmaktadır. Bina sahiplerinin binalarını güvenli hale getirirken imar haklarını da korumaları mümkün oluyor. Bu durum güçlendirmeyi yıkıp yeniden yapmaya göre daha cazip hale getiriyor. Bu durum mülk sahiplerine önemli bir ekonomik avantaj sunmaktadır.
Bina Güçlendirme Çalışmaları Hakkında Bizi Arayabilirsiniz. Tıklayınız!
