Yapı Güçlendirme Karar Ağacı

Özet

Yapı güçlendirme, mevcut yapının sismik performansının veya taşıma kapasitesinin yetersiz bulunması durumunda uygulanan teknik müdahaledir. Mevcut binanın durumu, yapım yılına ait ülke geneli bir oranla değil, binaya özgü veri ve performans değerlendirmesiyle belirlenir. Bu karar ağacı, TBDY 2018 Bölüm 15 çerçevesinde mevcut durum tespitinden güçlendirme yöntemi seçimine, malzeme doğrulamasından şantiye denetimine kadar tüm karar noktalarını sistematik biçimde göstermektedir. Birincil referans çerçevesi TBDY 2018 Madde 15.2–15.5 ile TS EN 1998-3:2005 (Türkiye'de TS EN 1998-3 olarak yayımlanmıştır) olmak üzere ACI 440.2R-17 ve TS 500:2000 destekleyici standartlar olarak kullanılmaktadır.

1. Türkiye Yapı Stoğu ve Güçlendirmenin Önemi

1.1 Mevcut Yapı Stoğunun Genel Durumu

Türkiye nüfusunun %90'dan fazlası deprem riski taşıyan bölgelerde yaşamaktadır. Ülkedeki betonarme yapı stoğunun yaklaşık %50'si 1998 yönetmelikleri öncesinde inşa edilmiş, bu yapılar yetersiz malzeme kalitesi, uygunsuz donatı detaylandırması ve gevşek yapım denetimi gibi yapısal zayıflıklar barındırmaktadır. 1999 Kocaeli ve Düzce depremleri başta olmak üzere Türkiye'de yaşanan büyük depremler bu gerçeği somut biçimde ortaya koymuştur.

6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri, eski yapı stokunda deprem performansının yetersizliğini bir kez daha kanıtlamıştır. Bu süreçte Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı'nın yürüttüğü kamu binası güçlendirme programı (KADEV-YİGM) kapsamında binlerce kamu binası değerlendirilmiş ve bir bölümü güçlendirilmiştir.

Saha Notu (Türkiye Koşulları): Türkiye'de en yaygın yapı güçlendirme talebi; 1975–1998 yönetmelikleri döneminde inşa edilmiş, 3–7 katlı betonarme çerçeve binalar için gelmektedir. Bu binaların büyük çoğunluğunda C14–C18 sınıfı beton ve nervürsüz S220 donatısı kullanılmış olup etriye sıklaştırması ve kolon-kiriş birleşim detaylandırması yetersizdir.

Dikkat: Yalnız taşıyıcı sistemin güçlendirildiği yapı ruhsatı başvurularında, 4708 sayılı Kanun'a tabi yapılarda denetime, tabi olmayan yapılarda fenni mesuliyete ilişkin belgeler istenir (Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği Madde 55/17). Güçlendirme projesinin onayı ve uygulamanın denetimi bu çerçevede yürütülür.

1.2 Yasal Dayanak ve Yönetmelik Çerçevesi

Türkiye'de yapı güçlendirme; 3194 Sayılı İmar Kanunu, 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun, 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu ve TBDY 2018 çerçevesinde yürütülmektedir. Avrupa standardı referansı olarak TS EN 1998-3:2005 (Eurocode 8 Bölüm 3: Mevcut Binaların Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi) kullanılmaktadır.

Saha Notu: Güçlendirme şantiyelerinde 6331 sayılı Kanun ile Yapı İşlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği uygulanır; işveren veya proje sorumlusu yapı işine başlamadan önce sağlık ve güvenlik planını hazırlar ya da hazırlanmasını sağlar. Epoksi reçineler cildi ve solunum yollarını tahriş edebilir ve alerjik duyarlılık yapabilir; ürünün güvenlik bilgi formunda belirtilen eldiven, göz ve solunum koruyucuları kullanılmalıdır.

2. Mevcut Durum Tespiti

2.1 Bilgi Toplama ve Bilgi Düzeyi (TBDY 2018 Madde 15.2)

Güçlendirme kararından önce binanın taşıyıcı sistem rölevesi, eleman detayları ve malzeme özellikleri derlenir. Elde edilen bilginin kapsamına göre bilgi düzeyi sınırlı ya da kapsamlı olarak belirlenir ve eleman kapasitelerine Tablo 15.1'deki bilgi düzeyi katsayısı uygulanır (Madde 15.2.2, 15.2.12).

Saha Notu: TBDY 2018'de mevcut malzeme dayanımları malzeme katsayılarına bölünmez; eleman kapasiteleri mevcut malzeme dayanımlarıyla hesaplanır ve bilgi düzeyi katsayısıyla azaltılır (Madde 15.2.12). Özgün projesi bulunmayan binalarda kapsamlı bilgi düzeyi, proje yerine taşıyıcı sistem rölevesi ve daha fazla donatı tespitiyle sağlanabilir (Madde 15.2.5.1–15.2.5.2).

2.2 Karot Deneyi — Beton Dayanımı Tespiti

Mevcut beton dayanımı karot deneyleriyle belirlenir. Karotlar TS EN 12504-1'de belirtilen koşullara uygun alınır; uzunluğu ve anma çapı 100 mm olan karotların dayanımı katsayı uygulanmadan kullanılabilir, farklı boy/çap oranlarında uygun dönüştürme katsayıları uygulanır (TBDY 2018 Madde 15.2.4.3).

Dikkat: Karot sayısı bilgi düzeyine bağlıdır: sınırlı bilgi düzeyinde her katta kolon veya perdelerden en az üç; kapsamlı bilgi düzeyinde zemin katta üç, diğer katlarda iki adetten az olmamak üzere binada toplam en az dokuz ve her 400 m² için bir karot alınır (Madde 15.2.4.3, 15.2.5.3).

Karot sonuçlarından mevcut beton dayanımı (Madde 15.2.4.3, 15.2.5.3):

$$f_{cm}=\max \left({\bar{f}}_c-s,0,85{\bar{f}}_c\right)$$

Burada ${\bar{f}}_c$ karot dayanımlarının ortalaması, $s$ standart sapmadır. Sınırlı bilgi düzeyinde toplam örnek sayısı üç ise istatistiksel değerlendirme yapılmaz; en düşük dayanım mevcut beton dayanımı olarak alınır. En düşük tek değer diğer sonuçların ortalamasının %75'inden düşükse o numune değerlendirmeye alınmaz.

Saha Notu: Eski binalarda karotla bulunan beton dayanımı projede öngörülen sınıfın altında çıkabilir; bu nedenle proje değerleri yerine deney sonuçları kullanılır. Yüzey bozulması olan ya da hasarlı bölgelerden alınan karotlar gerçek dayanımı temsil etmez; karotlar kolon ve perdelerin temsili bölgelerinden alınmalıdır.

2.3 Tahribatsız Deney — Schmidt Çekici (TS EN 12504-2)

Schmidt (geri sıçramalı) çekici deneyi TS EN 12504-2 kapsamında uygulanır. Yüzey bölgesiyle ilgili gösterge niteliğindedir; karot sonuçlarıyla birlikte değerlendirilmelidir ve tek başına mevcut beton dayanımının belirlenmesinde kullanılmamalıdır.

2.4 Donatı Tespiti

Mevcut donatı; beton örtüsü sıyrılarak yapılan görsel tespitle ve donatı tespit cihazlarıyla belirlenir. Sıyırma ve cihazla tespit oranları bilgi düzeyine göre TBDY 2018 Madde 15.2.4.2 ve 15.2.5.2'de verilir.

3. Sismik Performans Değerlendirmesi (TBDY 2018 Bölüm 15)

3.1 Analiz Yöntemi Seçimi

TBDY 2018'de mevcut binaların performansı doğrusal hesap yöntemleriyle (Eşdeğer Deprem Yükü ve Mod Birleştirme, Madde 15.5) ya da doğrusal olmayan hesap yöntemleriyle (Madde 15.6) belirlenir:

Artımsal İtme Analizi (Pushover Analysis), mevcut binaların değerlendirilmesinde sık kullanılan doğrusal olmayan yöntemlerden biridir; doğrusal yöntemlerin uygulama sınırları aşıldığında bina Madde 15.6'daki yöntemlerle değerlendirilir (Madde 15.5.3.3). Yapıya artan yatay yük uygulanarak kapasite eğrisi (Taban Kesme Kuvveti – Tepe Deplasmanı) elde edilir.

3.2 Yerel Zemin Sınıfı ve Deprem Parametreleri (TBDY 2018 Tablo 16.1)

TBDY 2018'de yerel zemin sınıfı, temel ya da kazık başlığı alt kotundan itibaren üst 30 m için belirlenen ortalama kayma dalgası hızı $(V_S{)}_{30}$, ortalama SPT darbe sayısı $(N_{60}{)}_{30}$ ve ortalama drenajsız kayma dayanımı $(c_u{)}_{30}$ ile belirlenir (Madde 16.4.2).

Saha Notu: Yumuşak ve gevşek zeminlerde (ZD, ZE) deprem hareketi büyür; tasarım spektrumu bunu yerel zemin etki katsayılarıyla yansıtır. Sıvılaşabilir zeminler ve yüksek derecede hassas killer gibi ZF sınıfı zeminler sahaya özel araştırma ve değerlendirme gerektirir (Tablo 16.1).

Dikkat: Performans değerlendirmesinde deprem yer hareketi, binanın konumu için Türkiye Deprem Tehlike Haritaları'ndan alınan spektral ivme katsayıları ve yerel zemin sınıfına bağlı yerel zemin etki katsayılarıyla tanımlanır (TBDY 2018 Madde 2.1.2, Bölüm 2).

3.3 Hasar Türü, Hasar Bölgeleri ve Performans Kararı (TBDY 2018 Madde 15.5–15.8)

TBDY 2018'de güçlendirme gerekliliği tek bir kesitteki kapasite/talep oranıyla değil, binanın hedeflenen performans düzeyini sağlayıp sağlamadığıyla belirlenir:

• Betonarme elemanlar kırılma türü eğilme ise sünek, kesme ise gevrek olarak sınıflandırılır. Sünek sayılmak için kapasiteyle uyumlu kesme kuvveti $V_e$, mevcut malzeme dayanımlarıyla hesaplanan $V_e\le V_r$ ve $V_e\le 0,85b_{w}d\sqrt{f_{ck}}$ sınırlarını (Denk. 7.10) sağlamalıdır (Madde 15.5.2.2).
• Sünek elemanların hasar bölgesi, birim şekildeğiştirme ve plastik dönme taleplerinin Madde 15.7'deki sınırlarla karşılaştırılmasıyla belirlenir.
• Bina performans düzeyi Madde 15.8'e göre bulunur. Örneğin Kontrollü Hasar düzeyinde, gevrek hasar gören elemanların güçlendirilmesi kaydıyla, herhangi bir katta kirişlerin en fazla %35'i İleri Hasar Bölgesi'ne geçebilir; bu bölgedeki düşey elemanların katta taşınan kesme kuvvetine katkısı %20'nin altında kalmalıdır (Madde 15.8.4).

Mevcut binalar için hedeflenen performans düzeyleri ve deprem yer hareketi düzeyleri Tablo 3.4'te verilir (Madde 15.8.1).

4. Güçlendirme Yöntemi Seçim Karar Ağacı

5. Betonarme Güçlendirme Yöntemleri — Teknik Detaylar

5.1 Betonarme Perde Ekleme

Yanal rijitliği ve dayanımı yetersiz betonarme taşıyıcı sistemler yerinde dökme betonarme perdelerle güçlendirilebilir (TBDY 2018 Madde 15.10.5). Güçlendirilen binanın deprem güvenliği, mevcut binalar için Bölüm 15'te verilen hesap yöntemleriyle yeniden belirlenir (Madde 15.9.1). Perde ekleme yöntemleri:

• Çerçeve düzlemi içinde perde: Perde çerçeve ekseni içinde, temelden perde üst seviyesine kadar sürekli düzenlenir ve içinde bulunduğu çerçeveye ankraj çubuklarıyla bağlanır (Madde 15.10.5.1).
• Çerçeve düzlemine bitişik perde: Perde dış çerçeve ekseninin dışında, çerçeveye bitişik ve temelden itibaren sürekli düzenlenir; çerçeveye ankraj çubuklarıyla bağlanır (Madde 15.10.5.2).

Perde ekleme ile yanal rijitlik artışı (yaklaşık elastik formül):

$$K_{perde}=\frac{12E_c{I}_{perde}}{H^3}\text{(sabit-sabit kos¸ul)}$$

Yeni perde ile mevcut çerçeve arasındaki arayüzde deprem kuvvetlerinden oluşan kayma gerilmeleri ankraj çubuklarıyla karşılanır; ankraj çubukları TS 500'deki sürtünme kesmesi esaslarına göre boyutlandırılır (TBDY 2018 Madde 15.10.5.1).

Dikkat: Perdenin altına Madde 16.7 ve 16.8 esaslarına göre temel yapılır; perde temeli, perde tabanında oluşan iç kuvvetleri zemine güvenle aktaracak şekilde boyutlandırılır. Dışmerkezliği azaltmak için perde temeli komşu kolonları içerecek şekilde genişletilebilir ve mevcut temel sistemiyle birlikte çalışması için önlem alınır (Madde 15.10.5.3).

Saha Notu: Türkiye'deki uygulamalarda yeni perde bağlantısı için ankraj donatısı kimyasal dübel ile mevcut betona tutturulur; donatı çapı ve ankraj boyu güçlendirme projesinde TBDY 2018 Bölüm 15'e göre belirlenir. Delik çapı, kullanılan kimyasal ankraj sisteminin Avrupa Teknik Değerlendirmesi'nde (ETA) verilen değere göre açılmalıdır; ürün CE işaretli olmalıdır.

5.2 Betonarme Mantolama (Kesit Büyütme)

Mevcut kolonun veya kirişin etrafına yeni betonarme mantosu eklenerek kesit büyütülür. Yeni kesitin moment kapasitesi (TS 500:2000 Madde 7.1 / TBDY 2018 uyumlu):

$$M_{Rd,yeni}=A_{s,yeni}\cdot f_{yd}\cdot \left(d_{yeni}-\frac{A_{s,yeni}\cdot f_{yd}}{2\cdot b_{yeni}\cdot f_{cd}}\right)$$

Saha Notu: Manto betonu ve yeni donatının sınıfı güçlendirme projesinde belirlenir. Kimyasal ankrajlarda delik çapı ve ankraj boyu, kullanılan sistemin Avrupa Teknik Değerlendirmesi'ne (ETA) ve projeye göre uygulanır.

5.3 Lifli Polimer (LP/CFRP) ile Sargılama (TBDY 2018 Madde 15.10.1.3 ve Ek 15B)

Karbon lifli polimer (CFRP) gibi LP kumaşlar, lifler enine donatıya paralel olacak şekilde kolon çevresine sarılıp yapıştırılarak kolonun kesme ve eksenel basınç dayanımını, sünekliğini ve yetersiz bindirme boylarında kenetlenme dayanımını artırır. Tam sargı kullanılır, sargı sonunda en az 200 mm bindirme yapılır ve dikdörtgen kolonların köşeleri en az 30 mm yarıçapla yuvarlatılır; bu yöntemlerle kolonun eğilme kapasitesi artırılamaz (Madde 15.10.1, 15.10.1.3).

Kesme dayanımı (TBDY 2018 Denk. 15B.1–15B.2):

$$V_r=V_c+V_w+V_f\le V_{max},V_f=\frac{2n_f{t}_f{w}_f{E}_f{\epsilon }_{f}d}{s_f}$$

$V_c$, $V_w$ ve $V_{max}$ TS 500 bağıntılarıyla, ancak 15.2'ye göre belirlenen mevcut malzeme dayanımlarıyla hesaplanır. Sürekli sargıda $w_f=s_f$ alınır. LP etkin birim uzaması ${\epsilon }_f\le 0,004$ ve ${\epsilon }_f\le 0,50{\epsilon }_{fu}$ koşullarından küçük olanıdır (Denk. 15B.3–15B.4).

Eksenel basınç dayanımı (TBDY 2018 Denk. 15B.5–15B.7):

$$f_{cc}=f_{cm}\left[1+2,4\frac{f_l}{f_{cm}}\right]\ge 1,2f_{cm},f_l=\frac{1}{2}{\kappa }_a{\rho }_f{\epsilon }_f{E}_f$$

Dikdörtgen kesitte kesit şekil etkinlik katsayısı ${\kappa }_a=1-\frac{(b-2r_c{)}^2+(h-2r_c{)}^2}{3bh}$'dir; ${\rho }_f$ LP hacimsel oranıdır. Bu hesap, kesitin uzun kenarının kısa kenarına oranı 2,5'i aşmayan kolonlarda kullanılır (Madde 15B.2).

Süneklik (TBDY 2018 Denk. 15B.8): ${\epsilon }_{cc}=0,002\left[1+15(f_l/f_{cm}{)}^{0,75}\right]$; süneklik amaçlı sargıda ${\epsilon }_f$, Denk. 15B.4 ile bulunan değer ile 0,01'den küçük olanı olarak alınır (Madde 15B.3).

Saha Notu: LP ürününün elastisite modülü, kopma birim uzaması ve etkili kalınlığı üreticinin teknik belgelerinden alınır ve hesapta bu değerler kullanılır; uygulama üreticinin önerdiği yönteme uygun yapılmalıdır (TBDY 2018 Madde 15.10.1.3). Ürünün piyasaya arz belgeleri (CE işareti, performans beyanı) şantiyede kontrol edilmelidir.

6. Yığma Yapı Güçlendirme Yöntemleri

Türkiye'de taş ve tuğla yığma yapılar kırsal alanlarda yaygın olup deprem sırasında düzlem dışı devrilme ve bağlantı bölgesi kırılması nedeniyle en riskli yapı tipi olarak öne çıkmaktadır.

7. Güçlendirme Tasarım Kontrolleri (TBDY 2018 Madde 15.5)

Güçlendirme tasarımında aşağıdaki kontroller yapılır:

8. Malzeme ve Uygulama Ön Koşulları

8.1 Malzeme Sertifikasyonu

LP ve epoksi ürünlerinde üreticinin teknik belgeleri ile ürünün piyasaya arz belgeleri (CE işareti ve performans beyanı gibi) aranır; hesapta kullanılan malzeme özellikleri bu belgelere dayanmalıdır. Yapı ürünlerinin piyasaya arzı Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (305/2011/AB) çerçevesinde düzenlenir.

8.2 Yüzey Hazırlama

LP uygulanacak beton yüzeyi gevşek tabaka, toz ve yağdan arındırılacak biçimde kumlama veya taşlama ile hazırlanır; dikdörtgen kolonların köşeleri en az 30 mm yarıçapla yuvarlatılır (TBDY 2018 Madde 15.10.1.3). Uygulama sıcaklığı ve nem sınırları LP sisteminin teknik föyüne göre belirlenir.

Dikkat: Yüzey hazırlığı yetersiz yapılırsa LP'nin betona yapışması zayıflar. Uygulama öncesinde beton yüzeyinin çekme (pull-off) dayanımının denenmesi yaygın bir kalite kontrol adımıdır.

9. Şantiye Uygulama Aşamaları ve Denetim

9.1 Uygulama Sırası

1. Güçlendirme projesinin onayı ve güçlendirme ruhsatı; yapı denetimi veya fenni mesuliyet belgeleri (Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği Md. 55/17)
2. Şantiye sağlık ve güvenlik planı (Yapı İşlerinde İSG Yönetmeliği Md. 8)
3. Malzeme sertifikaları ve depo denetimi
4. Aşamalı uygulama (eleman bazlı)
5. Her aşama sonrası kontrol ve belgeler
6. Sonraki değerlendirme — karot alma veya yük testi
7. Güçlendirme tamamlandı raporu

9.2 Sonraki Değerlendirme (Post-Strengthening Evaluation)

Güçlendirilen binanın ve elemanlarının deprem güvenliği, mevcut binalar için TBDY 2018 Bölüm 15'te verilen hesap yöntemleri ve değerlendirme esaslarıyla belirlenir (Madde 15.9.1). Uygulamada projeden sapma olursa (ör. malzeme veya kesit farkı) değerlendirme gerçekleşen duruma göre yenilenir.

10. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

10.1 İklim Koşulları

LP sistemlerinde reçinenin kürlenmesi sıcaklığa ve neme bağlıdır. Uygulama sıcaklığı, nem ve kür süresi sınırları için sistemin teknik föyüne uyulur; soğuk havada uygulama gerekiyorsa çalışma alanı ısıtılır ve korunur.

10.2 Deprem Bölgesi Parametreleri

TBDY 2018'de deprem yer hareketi, binanın konumu için Türkiye Deprem Tehlike Haritaları'ndan alınan kısa periyot ($S_S$) ve 1 saniye periyot ($S_1$) harita spektral ivme katsayıları ile yerel zemin etki katsayıları kullanılarak tanımlanır (Madde 2.1.2, Bölüm 2). Yüksek olmayan mevcut betonarme binalarda normal performans hedefi, DD-2 (50 yılda %10 aşılma olasılığı) deprem yer hareketi altında Kontrollü Hasar'dır; ileri performans hedefinde DD-3 ve DD-1 de kullanılır (Tablo 3.4c).

10.3 Birim Fiyat Referansı

Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı tarafından yayımlanan 2025 Yılı Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri (31 Ocak 2025 tarihli, 32799 sayılı Resmi Gazete) güçlendirme keşiflerinde temel fiyat kaynağı olarak kullanılır. Binalarda değiştirme, güçlendirme ve esaslı onarım işlerinin birim maliyeti aynı tablodaki ilgili yapı sınıfına göre belirlenir.

11. Örnek Problemler

Problem 1 — 🟢 Kolay: LP Sargı ile Kolonun Beton Basınç Dayanımının Artırılması

Veriler:

• Kolon boyutu: b = h = 400 mm (kare kesit), köşe yuvarlatma yarıçapı r_c = 30 mm
• Mevcut beton dayanımı: f_cm = 20 MPa (TBDY 15.2'ye göre karotlardan)
• LP (CFRP) özellikleri: E_f = 230.000 MPa, ε_fu = 0,017, t_f = 0,165 mm/tabaka
• İlk deneme: n_f = 2 tabaka

İstenen: Sargılı beton dayanımı f_cc (TBDY 2018 Ek 15B.2).

Çözüm:

Adım 1 — LP etkin birim uzaması (Denk. 15B.3–15B.4): ${\epsilon }_f=\min (0,004;0,50\times 0,017)=\min (0,004;0,0085)=0,004$

Adım 2 — Kesit şekil etkinlik katsayısı (Denk. 15B.7): ${\kappa }_a=1-\frac{(400-60{)}^2+(400-60{)}^2}{3\times 400\times 400}=1-\frac{231.200}{480.000}=0,518$

Adım 3 — LP hacimsel oranı ve yanal basınç (Denk. 15B.6): ${\rho }_f=\frac{2n_f{t}_f(b+h)}{bh}=\frac{2\times 2\times 0,165\times 800}{160.000}=0,0033$ $f_l=\frac{1}{2}\times 0,518\times 0,0033\times 0,004\times 230.000=0,786\text{ MPa}$

Adım 4 — Sargılı beton dayanımı (Denk. 15B.5): $f_{cc}=20\times \left(1+2,4\times \frac{0,786}{20}\right)=21,89\text{ MPa}<1,2\times 20=24\text{ MPa}$

Denk. (15B.5) sargılı dayanımın en az $1,2f_{cm}$ olmasını öngörür; 2 tabaka bu koşulu sağlamaz.

Adım 5 — Tabaka sayısının artırılması ($n_f=5$): ${\rho }_f=\frac{2\times 5\times 0,165\times 800}{160.000}=0,00825,f_l=\frac{1}{2}\times 0,518\times 0,00825\times 0,004\times 230.000=1,966\text{ MPa}$ $f_{cc}=20\times \left(1+2,4\times \frac{1,966}{20}\right)=24,72\text{ MPa}\ge 24\text{ MPa}$

Sonuç: Bu kolonda 2 tabaka LP Denk. (15B.5) koşulunu sağlamaz; 5 tabaka ile $f_{cc}=24,7$ MPa elde edilir (4 tabakada 23,8 MPa).

Kontrol: Kesit oranı $h/b=1,0\le 2,5$ olduğundan Ek 15B.2 uygulanabilir.

Problem 2 — 🟡 Orta: LP Sargı ile Kolonun Kesme Dayanımının Artırılması

Veriler:

• Kolon boyutu: b = h = 350 mm, faydalı yükseklik d = 310 mm
• Mevcut beton dayanımı: f_cm = 14 MPa; mevcut enine donatı: Ø8/250 (iki kollu, S220, f_ym = 220 MPa)
• Kolon uçlarının moment kapasitelerinden hesaplanan kesme kuvveti: V_e = 160 kN
• LP (CFRP): E_f = 230.000 MPa, ε_fu = 0,015, t_f = 0,167 mm/tabaka, n_f = 2, tam (sürekli) sargı
• Bilgi düzeyi: kapsamlı (katsayı 1,00)

İstenen: LP sargılı kolonun kesme dayanımı (TBDY 2018 Ek 15B.1).

Çözüm:

Adım 1 — Mevcut kesme dayanımı (TS 500 bağıntıları, mevcut malzeme dayanımlarıyla; eksenel kuvvetin olumlu etkisi ihmal edilmiştir): $f_{ct}=0,35\sqrt{14}=1,31\text{ MPa}$ $V_c=0,8\times 0,65\times 1,31\times 350\times 310/1000=73,9\text{ kN}$ $V_w=\frac{A_{sw}}{s}{f}_{ym}d=\frac{100,5}{250}\times 220\times 310/1000=27,4\text{ kN}$

Mevcut $V_r=73,9+27,4=101,3$ kN $<V_e=160$ kN → kolon kesmede gevrek hasar görür (Madde 15.5.2.2).

Adım 2 — LP etkin birim uzaması (Denk. 15B.3–15B.4): ${\epsilon }_f=\min (0,004;0,50\times 0,015)=0,004$

Adım 3 — LP katkısı (Denk. 15B.2, sürekli sargıda $w_f=s_f$): $V_f=2\times 2\times 0,167\times 230.000\times 0,004\times 310/1000=190,5\text{ kN}$

Adım 4 — Toplam kesme dayanımı (Denk. 15B.1): $V_r=73,9+27,4+190,5=291,8\text{ kN}\le V_{max}=0,22\times 14\times 350\times 310/1000=334,2\text{ kN}$

Sonuç: $V_r=291,8$ kN $>V_e=160$ kN → LP sargı ile kesme dayanımı yeterlidir.

Kontrol: $V_e=160$ kN $\le 0,85b_{w}d\sqrt{f_{cm}}=0,85\times 350\times 310\times \sqrt{14}/1000=345$ kN olduğundan Denk. (7.10)'un ikinci koşulu da sağlanır.

Problem 3 — Zor: Karot Verisiyle Mevcut Beton Dayanımı, Bilgi Düzeyi ve Kesme Kontrolü

Veriler:

• Bina: 4 katlı, 1990 yapımı, zemin sınıfı ZD
• Kolon boyutu: 400×400 mm, d = 360 mm; mevcut donatı: 8Ø16, Ø8/250 etriye (S220, f_ym = 220 MPa)
• Karot deneyi sonuçları (10 adet; zemin katta 3, diğer katlarda en az 2, TS EN 12504-1'e uygun, 100 mm çap ve boy):
  • Ortalama: 18,4 MPa; standart sapma: s = 2,2 MPa
• Kolon uçlarının moment kapasitelerinden hesaplanan kesme kuvveti: V_e = 112 kN
• Performans hedefi: DD-2 altında Kontrollü Hasar (normal performans hedefi)

İstenen:

1. Mevcut beton dayanımı (TBDY 2018 Madde 15.2.5.3)
2. Bilgi düzeyine göre kolonun kesme dayanımı ve hasar türü
3. Gerekirse LP ile güçlendirme

Çözüm:

Adım 1 — Mevcut beton dayanımı: $f_{cm}=\max (18,4-2,2;0,85\times 18,4)=\max (16,2;15,64)=16,2\text{ MPa}$

Adım 2 — Bilgi düzeyi: Karot sayısı kapsamlı bilgi düzeyinin koşullarını (zemin katta 3, diğer katlarda 2, toplam ≥ 9) karşılar. Röleve ve donatı tespiti de Madde 15.2.5'e göre yapıldıysa bilgi düzeyi katsayısı 1,00; yalnız sınırlı bilgi düzeyi koşulları sağlandıysa 0,75'tir (Tablo 15.1). Malzeme dayanımları malzeme katsayılarına bölünmez (Madde 15.2.12).

Adım 3 — Mevcut kesme dayanımı (TS 500 bağıntıları, mevcut dayanımlarla): $f_{ct}=0,35\sqrt{16,2}=1,409\text{ MPa}$ $V_c=0,8\times 0,65\times 1,409\times 400\times 360/1000=105,5\text{ kN},V_w=\frac{100,5}{250}\times 220\times 360/1000=31,8\text{ kN}$ $V_r=105,5+31,8=137,3\text{ kN}$

Adım 4 — Hasar türü (Madde 15.5.2.2, Denk. 7.10):

• Kapsamlı bilgi düzeyi: $1,00\times 137,3=137,3$ kN $\ge V_e=112$ kN → kolon sünek sayılır.
• Sınırlı bilgi düzeyi: $0,75\times 137,3=103,0$ kN $<V_e=112$ kN → kolon gevrek hasar gören eleman olur.

Adım 5 — Güçlendirme (sınırlı bilgi düzeyi durumu): Kontrollü Hasar performansı için gevrek hasar gören elemanların güçlendirilmesi gerekir (Madde 15.8.4). 1 tabaka tam LP sargı ile (Denk. 15B.2, ${\epsilon }_f=0,004$): $V_f=2\times 1\times 0,167\times 230.000\times 0,004\times 360/1000=110,6\text{ kN}$ $0,75\times (105,5+31,8+110,6)=185,9\text{ kN}\ge V_e=112\text{ kN}$

Sonuç: Mevcut beton dayanımı 16,2 MPa'dır. Kolonun sünek ya da gevrek sayılması bilgi düzeyine bağlıdır; sınırlı bilgi düzeyinde kolon gevrek olur ve 1 tabaka LP sargı kesme dayanımını 185,9 kN'a çıkarır.

Kontrol: Bina düzeyindeki güçlendirme kararı, tüm elemanların hasar türleri ve hasar bölgeleriyle Madde 15.8'e göre verilir; güçlendirilen binanın deprem güvenliği Bölüm 15'teki yöntemlerle yeniden hesaplanır (Madde 15.9.1).

Sık Yapılan Hatalar

1. Güçlendirme öncesi performans değerlendirmesini atlamak — Mevcut ve güçlendirilecek binaların deprem performansının değerlendirilmesinde ve güçlendirme kararlarında TBDY 2018 Bölüm 15'teki kurallar uygulanır (Madde 15.1.1). Değerlendirme yapılmadan yöntem seçmek, gerekeni değil kolay uygulanabileni seçmek anlamına gelir.

2. Karot sonuçlarını temsili olmayan konumlardan almak — Hasar görmüş veya yüzeyi bozulmuş bölgelerden alınan karotlar mevcut beton dayanımını düşük gösterir. Karotlar kolon ve perdelerin temsili bölgelerinden, bilgi düzeyinin gerektirdiği sayıda alınmalıdır (TBDY 2018 Madde 15.2.4.3, 15.2.5.3).

3. LP uygulamasında yüzey ve detay koşullarını atlamak — Dikdörtgen kolon köşeleri en az 30 mm yarıçapla yuvarlatılmadan, tam sargı ve en az 200 mm bindirme yapılmadan ya da üreticinin önerdiği uygulama yöntemine uyulmadan yapılan sargı beklenen etkiyi sağlamayabilir (Madde 15.10.1.3).

4. Perde eklemenin temel kapasitesine etkisini görmezden gelmek — Yeni perde temele önemli ek eksenel kuvvet ve devrilme momenti aktarır. Perdenin altına Madde 16.7 ve 16.8'e göre temel yapılmalı ve perde temeli mevcut temel sistemiyle birlikte çalışacak şekilde düzenlenmelidir (Madde 15.10.5.3).

5. Güçlendirme sonrası analizi yapmadan tamamlandı kabul etmek — Güçlendirilen binanın deprem güvenliği, mevcut binalar için Bölüm 15'te verilen yöntemlerle yeniden hesaplanmalıdır (Madde 15.9.1); yeterlilik ancak bu değerlendirmeyle gösterilir.

İlgili Hesap Araçları

• Sismik Performans Değerlendirme Hesabı — TBDY 2018

Kaynaklar

1. TBDY 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Bölüm 3, 15. Resmi Gazete, 18.03.2018 tarih ve 30364 sayılı (mükerrer). Ankara: Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı.
2. TS EN 1998-3:2005. Depreme Dayanıklı Yapıların Tasarımı — Bölüm 3: Mevcut Binaların Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
3. TS EN 13791:2021. Yapıda veya Yapı Elemanlarında Beton Basınç Dayanımının Değerlendirilmesi. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
4. TS EN 12504-1:2019. Yapılarda Beton Deneyleri — Bölüm 1: Karot Numuneleri. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
5. TS EN 12504-2:2004. Yapılarda Beton Deneyleri — Bölüm 2: Tahribatsız Deney — Geri Sıçrama Sayısı Tayini. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
6. TS 500:2000. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
7. ACI 440.2R-17. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. Farmington Hills: American Concrete Institute.
8. Sucuoğlu, H. ve Akkar, S. (2014). Basic Earthquake Engineering. Springer.
9. Karaca, N. (2022). Mevcut Betonarme Bir Okul Binasının Deprem Performansının Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi.
10. 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun. Resmi Gazete, 13.07.2001 tarih, 24461 sayılı.
11. 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu. Resmi Gazete, 30.06.2012 tarih, 28339 sayılı.
12. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. (2025). 2025 Yılı Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri Hakkında Tebliğ. Resmî Gazete, 31.01.2025 tarih, 32799 sayılı.
13. Planlı Alanlar İmar Yönetmeliğinde Değişiklik Yapılmasına Dair Yönetmelik (Madde 55/17, güçlendirme amaçlı yapı ruhsatı). Resmî Gazete, 13.01.2024 tarih, 32428 sayılı.
14. Yapı İşlerinde İş Sağlığı ve Güvenliği Yönetmeliği. Resmî Gazete, 05.10.2013 tarih, 28786 sayılı.

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

yapidan (2026). Yapı Güçlendirme Karar Ağacı. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/as/yapi-guclendirme-karar-agaci