Çevremizde gördüğümüz her yapı zamanla kullanım durumuna, yapım kalitesine, zamanla afetlerden oluşabilecek hasarlar vb. sebeplerden dolayı yıpranır ve kullanılamaz hale gelir. Bu yapı türlerinden bir tanesi olan endüstriyel tesisler de saydığımız sebeplerden dolayı zamanla hasar alarak güçlendirilme ihtiyacı doğar. Biz de bu yazımızda endüstriyel tesislerin güçlendirmesi hakkında bilgiler vereceğiz.
Bu tür binalarda üretim, depolama ve yükleme gibi alanlarda ölü ve hareketli yükler sebebiyle zaman içinde hasar oluşur. Bu yükler azalıp arttıkça yapının zemininde oturmalar ve taşıyıcı sistemlerde gerilmeler meydana gelir. Taşıma gücünden fazla gerilmeye maruz kalan taşıyıcı sistemlerde kırılmalar ve hasarlar oluşur. Bu hasarlar deprem etkisi ile birlikte yıkıcı sonuçlara sebep olabilir. Bir diğer sebebimiz de üretim aşamasında kullanılan veya açığa çıkan kimyasal atıklardır. Bu kimyasal atıklar taşıyıcı elamanların hem betonlarına hem de donatılarına hasar verir. Bu hasarlar zamanla taşıyıcı elamanların özelliğini kaybetmesine ve büyük güvenlik sorunlarına yol açarak taşıyıcıları kullanılamaz hale getirir. Bu tür tesislerde karşılaşılan en büyük sorunlardan birisi de kullanılan büyük ve ağır makinelerin çalışması sonucunda açığa çıkan ısı ve titreşimlerdir. Bu titreşimler yapı zemininde ve taşıyıcılarda zamanla büyük çatlaklar oluşturabilir.
Mevcut yapının yanal rijitlik yetersizliği sonucunda yatay deprem perdeleri eklenebilir; benzer şekilde kolon ile kirişlerdeki kesme, eğilme, süneklik ve eksenel yük kapasitesi yetersizlikleri bu elemanların güçlendirilmesiyle giderilebilir. Genellikle yüksek periyotlu / düşük yanal rijitliğe sahip yapıların eğilmeden göçmesinin engellenmesinde kullanılan betonarme perdeler, sistemdeki diğer elemanların olası deprem sırasında kendilerine gelen kuvvetin bu elemanlara aktarılması ve kırılarak yapının göçmesinin engellenmesi amacı ile sisteme dahil edilir. Her yapının sahip olduğu doğal titreşim periyodu, zemin hakim periyodu, yapıdaki yapısal olumsuzluklar ve seçilecek olan güçlendirme yöntemi detaylı şekilde analiz edilmeli, doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemler kullanılarak; en önemlisi mühendislik bakış açısı ile bir karara varılmalıdır. Betonarme yapılarda birleşim bölgelerine çok dikkat edilmeli, mevcut sisteme bağlantıyı sağlayan ankrajlar büyük önem arz etmektedir. İyi durumda olmayan bağlantılar sonucunda istenmeyen durumlarla karşılaşabileceğimiz gibi; bu noktaları atlarsak yapılan güçlendirmenin de bir anlam kazanmayacağına varabiliriz. Bu konuda ankraj çapı, derinlikleri, donatı çapları, kanca detayları, kullanılan kimyasallar, beton kalitesi, dayanımı vb. birçok parametrelere dikkat etmeliyiz. Ayrıca betonarme binalar da çelik elemanlar kullanılarak güçlendirilebilir. Binalar çelik elemanlarla, sistemsel olarak veya tek eleman olarak güçlendirilebilir. Yapılan analizler sonrası hedeflediğimiz performans seviyesine göre belirlenecek olan bina hedef periyodu, hasar sınırları, istenilen süneklik kapasitesi gibi parametrelere göre betonarmeye alternatif olarak mevcut yapılar çelik ile güçlendirilebilir. Çelik ile güçlendirme betonarme ile güçlendirmeye kıyasla daha sünek oluşu ve rijitlik hedefi düşük yapılarda tercih edilirken benzer şekilde mimari kaygıların, uygulama süresinin ve çevreye verilen rahatsızlığın daha az olması sebebiyle çelik tercih edilebilir.
Bu tür binalara ait mevcut projelerin olup olmadığının araştırılması, elde edilen projelerin yerinde yapılmış uygulama ile örtüşüp örtüşmediğinin kontrolü, projelerden farklı olarak imal edilip uygulaması tamamlanan kısımların yerinde rölövesi alınarak; taşıyıcı sistem elamanlarının bu uygulanmış kesitleri kullanılarak yapımızın güçlendirme projesine başlarız. Yerinde yapılan incelemeler neticesinde yerleri belirlenen moment çerçeve köşe bulonları ve kaynaklarının kontrolünün yapılması; kolon ve kiriş montaj ekleri cıvataları, boyuna çaprazların kolonlarla bağlantı cıvataları, basit kiriş ve aşıkların bağlantı cıvatalarından numuneler alınarak, bunların normlarının ve malzeme kalitelerinin saptanması yapılır. Yapıdan alınan veriler sonucunda yapı, bilgisayar ortamında modellenerek deprem yükleri etkisi altında performans testine tabi tutulur. Mevcut yapının deprem yükleri altındaki durumu raporlanıp yapı sahibine raporlanarak detaylı bir şekilde anlatılır. Yapının güçlendirilmesine karar verilmesiyle birlikte, uzman mühendisler tarafından en ekonomik çözümün bulunması amacıyla farklı modeller oluşturularak, uygulamaya geçilebilecek güçlendirmeler değerlendirilir. En uygun güçlendirme yönteminin seçilmesiyle birlikte yapı sahibinin de onayıyla yerinde yapılacak olan güçlendirme işlemleri başlar. Yapının aktif üretim yeri olarak kullanılmasından dolayı güçlendirme sırasında kullanımın devam edip etmemesi gerekliliği, zaman kısıtlılığı, maliyet gibi etkenler dahil olmak üzere güçlendirme projesinde yapıya uygulanacak sistemlerden en uygun olanını seçmek uzmanlık gerektiren bir konudur.
Yönetmeliklerde çelik bina taşıyıcı sistemine göre farklı tasarım yaklaşımları olmakla beraber genel hatlarıyla aşağıdaki tasarım kriterlerine uymakta fayda vardır ; Yapı elemanları “Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik” ve ilgili deprem yönetmelikleri dikkate alınarak boyutlandırılmalıdır. Tasarımda deprem etkisini içeren yük kombinasyonları ilgili yönetmeliklerden alınmalıdır. Yatay yük taşıyan taşıyıcı sistemlerdeki çelik kirişlerin alt/üst başlıkları yanal burkulmaya karşı desteklenmelidir. Taşıyıcı sistem olarak merkezi çaprazlı çelik çerçeveler kullanılan sistemlerde, basınca maruz kalan çaprazların burkulması halinde bile sistemde önemli dayanım kaybı meydana gelmeyecek şekilde boyutlandırma yapılmalıdır. Bu sistemlerde yatay kuvvetlerin en az %30’u en fazla %70’i basınca çalışan çaprazlar tarafından taşınmalıdır. Taşıyıcı sistem olarak dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler kullanılan sistemlerde, bağ kirişlerin plastik şekil değiştirme yaptığı sırada kolonlar, çaprazlar ve diğer kirişler elastik bölgede kalacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Bağ kirişleri yanal doğrultuda desteklenmelidir. Burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveler kullanılması durumunda, çapraz elemanların çekme/basınç kuvvetleri altında akmaya ulaşmasına göre boyutlandırılmalıdır. Bu elemanların düşey yük aktarımına katkısı göz önüne alınmayabilir. Diyafram elemanlarını, katlardaki kütlelere etkiyen deprem kuvvetlerini güvenli şekilde düşey taşıyıcı elemanlara aktarılmasını sağlayacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Yukarıda başlıca verilen tasarım kriterleri çok daha detaylı şekilde arttırılabilir. Çelik yapı tasarım kriterleri birkaç madde ile açıklanamayacak kadar fazladır.
TURKAY PROJE MÜHENDİSLİK İNŞAAT A.Ş.
Planlı, sistemli, güvenli, kaliteli, hızlı, yenilikçi… Turkay İnşaat’ı daha yakından tanımak için dijital kataloğumuzu inceleyin.
