Bölüm 2: Betonarme Yapıların Onarımı ve Güçlendirilmesinde “Beton Kaplama” (Mantolama) Uygulaması

Makalenin birinci bölümüne ulaşmak için: https://ask.hilti.com.tr/article/betonarme-yapıların-onarımı-ve-güçlendirilmesinde-beton-kaplama-mantolama-uygulaması-bölüm-1/x7hnin

Güçlendirme İhtiyacında İstanbul Örneği

Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü’nün 2019 yılında yayınladığı “İstanbul İli Olası Deprem Kayıp Tahminlerinin Güncellenmesi Projesi” raporu kapsamında 1.166.330 bina analiz edilmiştir. Mw=7,5 büyüklüğündeki deprem senaryosu için, farklı hasar durumu sınıflarındaki bina sayı ve oran tahminleri Tablo 1’de verilmiştir. 
Tablo 1: Mw=7,5 senaryo depremi için bina hasarı tahmin sonuçları



Rapor, ağır ve çok ağır hasarlı binaların (toplam %4,1 oran ile 47,840 bina) aldıkları deprem hasarı onarılamayacak boyutta olduğunu ve bu hasar seviyelerindeki binaların yıkılıp tekrar yapılması gerekliliğini savunmaktadır. Orta hasarlı binaların da onarım yerine yıkılıp yeniden inşası tavsiye edilmektedir.

Analiz edilen yapı stoğunun yüzde 12.6’sını oluşturan yaklaşık 147 bin orta hasar beklentili binanın da (tahminen 2 milyon kişinin ikamet ettiği) yıkılıp yeniden yapılması İstanbul ili yapı, nüfus ve trafik yoğunluğu içerisinde süreç ve ekonomi açısından oldukça güç görünmektedir. Bahsi geçen 147 bin binanın uzmanlarca hazırlanacak, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne (2018) uygun, projelerle güçlendirilmesi hatırı sayılır bir alternatifi oluşturmaktadır. 

Beton Kaplama Uygulaması Tasarımı Hangi Standartlara Göre Yapılmaktadır?

Türkiye’de ‘beton kaplama’ uygulaması tasarım esaslarını içeren yerel bir yönetmelik mevcut değildir. Yerel yönetmeliklerde yer almayan tasarım konularındaki genel tutumda da olduğu gibi, beton kaplama uygulamasında da öncelikle Avrupa standartlarına yönelinmektedir. Bilinmektedir ki, “EN” (European Norm) kısaltmasıyla geçen Avrupa standartları, Türk Standartları Enstitüsü (TSE) tarafından tanınmakta ve “TS EN” olarak yayınlanmaktadır. “TS EN” standartları kullanım rahatlığı gereğince Türkçeye de çevrilebilmektedir.

Beton kaplama uygulaması tasarım esasları “Avrupa Teknik Değerlendirme Organizasyonu” (European Organisation for Technical Assessment) tarafından Nisan 2019 tarihinde yayınlanan ve Kasım 2020’de güncellenen “TR 066 - Design and Requirements for Construction Works of Post-Installed Shear Connection for Two Concrete Layers” tasarım kılavuzunda yer almaktadır.





EOTA TR066 tasarım kılavuzu beton-beton yüzeyleri bağlantı tasarım esaslarını detaylı bir şekilde sunmaktadır. Beton yüzeyler arasında oluşacak kayma gerilmelerini ve dayanım hesaplarını doğrudan içerirken, bağlantı (kayma) elemanlarının beton ile etkileşimindeki göçme modları kontrolünün “TS EN 1992-4: Betonda kullanılan sabitleme tertibatlarının tasarımı ”standardına göre yapılmasına yönlendirmektedir (bkz.Tablo 2).

Beton yüzeyler arasındaki kayma gerilmesi dayanımı Denklem 1’de formülize edilmiştir. Metnin daha önceki bölümlerinde de bahsedildiği gibi kohezyon, sürtünme, kayma elemanı ve basınç çubukları unsurları toplam dayanımı etkilemektedir. ‘Basınç çubukları’ kavramı betonarmede bir davranış modeli olan “Çubuk Model Yöntemi (Strut-and-tie Model)” ile ilgili bir kavramdır, fiziki bir çubuk elemanın varlığı söz konusu değildir.

Denklem 1: Beton tabakaların kontak yüzeyinde kayma dayanımı hesabı

Beton yüzeyler arasında oluşan tasarım kayma gerilmesinin (𝜏𝐸𝑑) Denklem 1’de hesaplanan tasarım kayma gerilmesi dayanımından (𝜏R𝑑) küçük ya da eşit olması gerekir.
TS EN 1992-4 standardına göre kontrol edilecek olan bağlantı elemanı göçme modları Şekil 8’de görsel olarak verilmektedir.

Şekil 8: Kayma elemanlarının çekme yükü altındaki göçme modları

Güçlendirme (beton kaplama) yapılacak yapı elemanın farklı bölgelerinde farklı gerilme değerleri elde edilmektedir (bkz. Şekil 9). Gerilme değerinin artması ihtiyaç duyulan kayma elemanı adedini de artırmaktadır. Yapı elemanının bütünündeki kayma elemanı sıklığının, elemanda oluşacak maksimum gerilmeye göre belirlenmesi ihtiyaç fazlası bir imalatın yapılmasına sebep olmaktadır. Optimum kayma elemanı adedi ile tasarım için, yapı elemanı sanal alt bölgelere ayrılır, her bir bölgedeki kayma elemanı sayısı kendi içerisinde meydana gelecek lokal maksimum gerilmeye göre belirlenir (bkz. Şekil 9).


Şekil 9: Yapı elemanının alt bölgelere ayrılması ve bölgesel maksimum kayma gerilmesine göre kayma elemanlarının tasarımı

· Tasarım esaslarını detaylı olarak incelemek için aşağıdaki linkten EOTA TR066 tasarım kılavuzunu indiriniz.

 
Referanslar
 
·        Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. (2018). Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği.
·        Canbay, E. (2018). Betonarme Yapıların Onarımı ve Güçlendirilmesi. Ankara. http://www.imo.org.tr/resimler/dosya_ekler/0f124ec125d030b_ek.pdf?tipi=1&turu=X&sube=10 adresinden alındı
·        European Organisation for Technical Assessment. (2019). Design and requirements for construction works of post-installed shear connection for two concrete layers.
·        Hilti Corporation. (2018). Strengthening and Rehabilitation with Concrete Overlays for Bridges, Tunnels and Civil Structures. Schaan: Hilti Corporation.
·        Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü. (2019). İstanbul İli Olası Deprem Kayıp Tahminlerinin Güncellenmesi Projesi. İstanbul.
·        Mohamad, M., Ibrahim, I., Abdullah, R., Rahman, A. A., Kueh, A., & Usman, J. (2015). Friction and cohesion coefficients of composite concrete-to-concrete bond. Cement & Concrete Composites, 1-14.