Yapı Güçlendirme Karar Ağacı
Yapı güçlendirme, mevcut yapının sismik performansının veya taşıma kapasitesinin yetersiz bulunması durumunda uygulanan teknik müdahaledir. Türkiye'de betonarme yapı stoğunun yaklaşık %50'si 2000...
Etiketler (6)
1. Türkiye Yapı Stoğu ve Güçlendirmenin Önemi
Beş ana güçlendirme tekniğinin yan yana mini-kesit görünümü; her teknik için tipik maliyet ve uygulama özellikleri; FRP yakın çekim detayı (TBDY 2018 Bölüm 15 / TS 500).
Mevcut yapı tespitinden performans değerlendirmesine, hasar seviyesi kararından (hafif/orta/ağır) güçlendirme tekniği seçimine ve uygulamaya kadar tüm karar akışı (TBDY 2018 Bölüm 15 / İPYD 2019 / Riskli Yapı Y.).
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: 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun (13.07.2001 tarih, 24461 sayılı Resmi Gazete) kapsamındaki güçlendirme işlemleri proje müellifi denetiminde yapılmakta; kontrol mühendisinin atanması zorunludur. 4708 sayılı Kanun'da belirtilen kapsamda kalan yapılar için güçlendirme projesinin onaylı olması ve şantiye denetiminin belgelenmesi yasal yükümlülüktür.
Tablo 1: Mevcut Yapı Stoğunun Genel Durumu
| Performans Seviyesi | Kısaltma | Tanım | Deprem Düzeyi (Mevcut Bina) |
|---|---|---|---|
| Sınırlı Hasar | SH | Yapısal hasar sınırlı, taşıyıcı elemanlar elastik ya da çok az plastik deformasyon | DD-3 (50 yılda %50) |
| Kontrollü Hasar | KH | Yapı onarılabilir hasar alır, can güvenliği sağlanır | DD-2 (50 yılda %10) |
| Göçme Önleme | GÖ | Yapı yıkılmaz; ağır hasar kabul edilir | DD-1 (50 yılda %2) |
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.
Tablo 2: Yasal Dayanak ve Yönetmelik Çerçevesi
| Mevzuat | Açıklama | Uygulama Alanı |
|---|---|---|
| TBDY 2018 Bölüm 15 | Mevcut binaların performans değerlendirmesi ve güçlendirilmesi | ★★★ |
| TS 500:2000 | Betonarme kesit tasarım ve boyutlandırma kuralları | ★★★ |
| TS EN 1998-3:2005 | Mevcut yapı sismik değerlendirme (Türkiye'de TS EN 1998-3) | ★★☆ |
| ACI 440.2R-17 | FRP ile dıştan yapıştırma güçlendirme kılavuzu | ★★☆ |
| 4708 Sayılı Kanun | Yapı denetimi, kontrol mühendisi zorunluluğu | ★★★ |
| 6331 Sayılı Kanun | Şantiye iş sağlığı ve güvenliği yükümlülükleri | ★★★ |
| 3194 Sayılı İmar Kanunu | İmar ruhsatı, proje onayı | ★★☆ |
Saha Notu: 6331 Sayılı İSG Kanunu kapsamında güçlendirme şantiyelerinde İSG planı zorunludur. CFRP uygulamasında kullanılan epoksi reçineleri kanserojen madde içerdiğinden KKD (kişisel koruyucu donanım) olarak nitril eldiven, gözlük ve toz maskesi zorunludur.
2. Mevcut Durum Tespiti
Mevcut yapı taramasında elde edilen numaralı silindirik beton karot örnekleri; TS EN 12504-1:2019 kapsamında basınç testine tabi tutulmak üzere etiketlenmiş ve gruplandırılmıştır.
2.1 Rölöve ve Belgeleme (TBDY 2018 Madde 15.2.1)
Güçlendirme kararı almadan önce binanın ruhsat yılı, rölövesi ve mevcut yönetmelik dönemine ait yapı bilgilerinin derlenmesi zorunludur. Bilgi düzeyi katsayısı (CF — Confidence Factor), TBDY 2018 Madde 15.2.2 ve TS EN 1998-3 Madde 3.3 çerçevesinde aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.
Tablo 3: Rölöve ve Belgeleme (TBDY 2018 Madde 15.2.1)
| Bilgi Düzeyi | CF Değeri | Gerekli Veri |
|---|---|---|
| Sınırlı (KL1) | 1.35 | Özgün belgeler, sınırlı yerinde inceleme |
| Normal (KL2) | 1.20 | Çizimlerden bilgi + kapsamlı yerinde inceleme |
| Kapsamlı (KL3) | 1.00 | Eksiksiz belgeler + kapsamlı malzeme testleri |
Saha Notu: Türkiye'deki eski yapıların büyük çoğunluğu için orijinal mimari ve statik projeler bulunmamaktadır. Bu durumda KL1 bilgi düzeyi varsayılarak CF = 1.35 alınmalı ve güçlendirme hesaplarında malzeme dayanımları bu katsayıya bölünerek düşürülmelidir.
2.2 Karot Deneyi — Beton Dayanımı Tespiti
Mevcut yapıdaki beton basınç dayanımının doğrudan belirlenmesi için karot deneyi zorunludur. Standart olarak TS EN 12504-1:2019 (Yapılarda Beton Deneyleri — Bölüm 1: Karot Numuneleri) ve TS EN 13791:2021 (Yapıda veya Yapı Elemanlarında Beton Basınç Dayanımının Yerinde Tayini) esas alınır.
Dikkat: TS EN 13791:2021 Madde 7 uyarınca minimum karot sayısı 3 adet olmak üzere, her 200 m² yapı alanına en az 1 karot ve her yapı elemanı tipinden (kolon, kiriş, perde) en az 3 numune alınmalıdır. Karot çapı ≥ 75 mm ve boy/çap oranı ≥ 1.0 olmalıdır.
Karot deneyi ortalama değerinden karakteristik beton dayanımı hesabı:
Burada karot deney ortalaması, örnekleme katsayısı (n≥10 için k_n=1.48), ve standart sapmadır. Sonuç, mevcut beton sınıfı tespitinde (C14, C16, C20 vb.) kullanılır.
Saha Notu: Türkiye'de eski yapılarda ortalama in-situ beton dayanımı karot deneyleri sonucunda genellikle C12–C18 sınıfına denk gelmektedir. Yüzey bozulması olan ya da hasarlı bölgelerden alınan karotlar gerçek dayanımı temsil etmez; her yapı katından temsili yerlerden alınmalıdır.
2.3 Tahribatsız Deney — Schmidt Çekici (TS EN 12504-2)
Schmidt (geri sıçramalı) çekici deneyi, TS EN 12504-2:2004 (Yapılarda Beton Deneyleri — Bölüm 2: Tahribatsız Deney — Geri Sıçrama Sayısı Tayini) kapsamında uygulanır. Yüzey bölgesiyle ilgili gösterge niteliğindedir; karot deneyi sonuçlarıyla kalibre edilmelidir. Tek başına malzeme sınıfı tespitinde güvenilir değildir.
2.4 Donatı Tespiti
Mevcut donatı yerleşimi ve pas payı, ferroscan veya cover meter (donatı bulucu) cihazıyla tespit edilir. TBDY 2018 Madde 15.2.1 kapsamında elde edilen veriler bilgi düzeyi kategorisini belirler.
Tablo 4: Donatı Tespiti
| Deney Türü | Standart | Minimum Adet | Bilgi |
|---|---|---|---|
| Karot — Beton Dayanımı | TS EN 12504-1:2019 | ≥3/tip | Karakteristik f_ck |
| Schmidt Çekici | TS EN 12504-2:2004 | ≥5/eleman | Kalibre edilmiş R değeri |
| Donatı Bulucu | TS EN 13791:2021 | Tüm kritik elemanlar | Pas payı, çap |
| Zemin Etüdü | TS EN 1997-1:2004 | Sahaya göre | Zemin profili |
3. Sismik Performans Değerlendirmesi (TBDY 2018 Bölüm 15)
Güçlendirme kapsamında mevcut çerçeve içine eklenen yeni betonarme perde duvarın boşluklu çift donatı ızgarası ve kalıp öncesi iskele sisteminin şantiye görüntüsü.
3.1 Analiz Yöntemi Seçimi
TBDY 2018 Madde 15.4 kapsamında performans değerlendirmesi için üç yöntem tanımlanmıştır:
Tablo 5: Analiz Yöntemi Seçimi
| Yöntem | Ne Zaman Uygulanır | Avantaj | Sınırlılık |
|---|---|---|---|
| Doğrusal Elastik Analiz | DTS 3–4, düzenli binalar, ön tasarım | Hızlı, yaygın | Doğrusal olmayan davranışı gözardı eder |
| Artımsal İtme Analizi | Ağırlıklı yöntem; çoğu mevcut bina | Plastik mafsalları modeller, kapasite eğrisi verir | Uzun periyotlu yapılarda dikkatli uygulanmalı |
| Zaman Tanım Alanı Doğrusal Olmayan Analiz | Önemli yapılar, karmaşık sistem | En gerçekçi sonuç | Zaman ve maliyet yüksek |
Artımsal İtme Analizi (Pushover Analysis), mevcut binaların değerlendirmesinde TBDY 2018 kapsamında en yaygın kullanılan yöntemdir. 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 16.5)
Türkiye'de TBDY 2018 kapsamında zemin sınıflandırması Vs,30 (üst 30 m'nin ortalama kayma dalgası hızı) esas alınarak yapılmaktadır.
Tablo 6: Yerel Zemin Sınıfı ve Deprem Parametreleri (TBDY 2018 Tablo 16.5)
| Zemin Sınıfı | Tanım | Vs,30 (m/s) | Türkiye'deki Yaygın Zemin Tipi |
|---|---|---|---|
| ZA | Sağlam kaya | > 1500 | Bazalt, granitik kaya (Doğu Anadolu) |
| ZB | Az ayrışmış kaya | 760–1500 | Kireçtaşı, sert şist |
| ZC | Çok sıkı kum/sert kil | 360–760 | Alüvyon (orta sıkı), Güneydoğu platoları |
| ZD | Orta sıkı kum/sert kil | 180–360 | Alüvyon (gevşek), delta ovası (Gediz, Büyük Menderes) |
| ZE | Yumuşak kil / ince daneli | < 180 | Bataklık, delta tutulumu, Marmara dolgu |
| ZF | Özel zemin (sıvılaşma riski) | — | Saha özel analiz zorunlu |
Saha Notu: İstanbul, İzmir, Adana gibi büyükşehirlerde tarihi dolgu alanları ZD–ZE sınıfındadır. Bu zeminlerde deprem büyütmesi belirgin şekilde artar. TBDY 2018 kapsamında ZF sınıfı zeminlerde sahaya özel davranış analizi zorunludur (Madde 16.5).
Dikkat: Türkiye'nin aktif fay hatları üzerinde konumlanan pek çok bölgesi (İstanbul Fayı, Kuzey Anadolu Fay Zonu, Doğu Anadolu Fay Sistemi) yüksek sismik tehlike taşır. TBDY 2018 kapsamında güncel deprem tehlike haritası ve mahalli zemin büyütme katsayıları kullanılmadan sismik performans değerlendirmesi yapılmamalıdır.
3.3 Kapasite/Talep Oranı Kontrolü (TBDY 2018 Madde 15.5)
Güçlendirme gerekliliği ve güçlendirme sonrası doğrulamada esas alınan temel denklem:
Burada (Capacity) güçlendirilmiş kesitin dayanım kapasitesi; (Demand) analiz sonucunda elde edilen iç kuvvet talebidir. Bu koşul moment, kesme ve eksenel yük için bağımsız olarak her kritik kesitte sağlanmalıdır.
Göreli kat ötelenmesi sınırı (TBDY 2018 Madde 4.9.2):
4. Güçlendirme Yöntemi Seçim Karar Ağacı
Bosch elmas uçlu karot delme makinesi ile mevcut betonarme duvarda TS EN 12504-1:2019 kapsamında karot numunesi alımı; su soğutmalı sondaj sistemi ve sabit montaj aparatı görülmektedir.
Tablo 7: Güçlendirme Yöntemi Seçim Karar Ağacı
| Yöntem | Uygun Durum | Avantaj | Dezavantaj |
|---|---|---|---|
| Betonarme Perde Ekleme | Dönem kapasitesi yetersiz, rijitlik artışı gerekli | Rijitlik artışı yüksek, iyi bilinen teknoloji | Ağır, zemin kapasitesini etkiler, alan kaybı |
| Mantolama (Kesit Büyütme) | Kolon/kiriş kapasitesi yetersiz | Süneklik ve dayanım artar | Kesit büyür, kullanım alanı daralır |
| CFRP Sarma | Süneklik yetersiz, kolon kesme kuvveti yetersiz | Hızlı uygulama, hafif, az müdahale | Maliyet yüksek, yangın direnci sınırlı |
| Çelik Kafes/Köşebent | Genel rijitlik yetersiz | Hızlı, tersinir | Estetik sorun, yangın koruması gerekir |
| Aktif Sönümleme / Yalıtım | Yüksek bina, özel yapı | En etkili yük azaltımı | Çok yüksek maliyet |
5. Betonarme Güçlendirme Yöntemleri — Teknik Detaylar
Mevcut konut iç mekânında köşe bölgesine eklenen L-şeklinde yeni betonarme perde ve kolon donatı kafesi; döşemeye ankraj ve kapı boşluğu çevresi güçlendirme detayı görülmektedir.
5.1 Betonarme Perde Ekleme
Yatay yük taşıma kapasitesini artırmak için mevcut çerçeve sistemine betonarme perdeler eklenir. TBDY 2018 Madde 15.4 kapsamında perde eklenmiş sistemin yeniden analiz edilmesi zorunludur. Perde ekleme yöntemleri:
- Çerçeve düzlemi içine perde: Mevcut aks boyunca dolgu perde; temel etkisi mutlaka kontrol edilmeli.
- Çerçeve düzlemine bitişik perde: Bağımsız perde kendi temel elemanıyla birlikte eklenir.
Perde ekleme ile yanal rijitlik artışı (yaklaşık elastik formül):
Yeni perde ile mevcut sistem arasındaki aderans kontrolü (TS EN 1992-1-1:2004 Madde 6.2.5):
Dikkat: Yeni perde eklemesi durumunda temel kapasitesinin ek yükler (eksenel + devrilme momenti) için yeterli olduğu kontrol edilmelidir. Yetersiz temel kapasitesi varsa kazık takviyesi veya temel genişletmesi planlanmalıdır.
Saha Notu: Türkiye'deki uygulamalarda yeni perde bağlantısı için Ø10–Ø12 ankraj donatısı kimyasal dübel ile mevcut betona tutturulur. Delik çapı donatı çapının en az 6 mm fazlası olmalı; kimyasal dübel CE belgeli 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):
Tablo 8: Betonarme Mantolama (Kesit Büyütme)
| Parametre | Minimum Değer | Kaynak |
|---|---|---|
| Yeni beton sınıfı | C25/30 | TS 500:2000 Madde 3.2 |
| Ankraj delik çapı | d_bar + 6 mm | ACI 318-19 |
| Ankraj aralığı | ≤ 300 mm | TBDY 2018 |
| Yüzey pürüzlülüğü (Ra) | ≥ 2.5 mm (kum püskürtme sonrası) | ACI 440.2R-17 |
Saha Notu: Türkiye uygulamalarında mantolama beton sınıfı olarak C25/30 (fck=25 MPa) yaygın; yeni donatıda ise B420C sınıfı (S420) tercih edilmektedir. Etriye sıklaştırması TBDY 2018 Madde 7.3.7 doğrultusunda 150 mm aralıkla yapılmalıdır.
5.3 CFRP ile Güçlendirme (TBDY 2018 Ek 15B / ACI 440.2R-17)
Karbon elyaf takviyeli polimer (CFRP — Carbon Fiber Reinforced Polymer) kumaşlar, kolonların sünekliğini ve kesme kapasitesini artırmak amacıyla yatay sarma biçiminde uygulanır.
CFRP sarma baskı gerilmesi (ACI 440.2R-17 Madde 12.3.1):
Burada efektif kopma gerinmesi; (dörtgen kesit için), kopma gerinmesi, CFRP tabaka sayısı, tek tabaka kalınlığı (mm), elastisite modülü (MPa), kesit diyagonali (mm)'dir.
Kısıtlı beton dayanımı (ACI 440.2R-17 Madde 12.3.1, TBDY 2018 Ek 15B.2):
Burada FRP güvenlik katsayısı, (kare kesit için), mevcut beton dayanımı'dır.
CFRP ile nihai gerinme artışı (süneklik):
Epoksi arayüz aderans kontrolü (ACI 440.2R-17):
Tablo 9: CFRP ile Güçlendirme (TBDY 2018 Ek 15B / ACI 440.2R-17)
| Malzeme Özelliği | Tipik Değer | Birim | Standart |
|---|---|---|---|
| Elastisite modülü (E_f) | 230 000 – 640 000 | MPa | ACI 440.2R-17 |
| Kopma gerinmesi (ε_fu) | 0.015 – 0.020 | — | ACI 440.2R-17 |
| Tek tabaka kalınlığı (t_f) | 0.165 – 0.330 | mm | Üretici teknik dokümanı |
| Kopma dayanımı (f_fu) | 3 500 – 4 500 | MPa | TS EN 13706 (CE belgeli) |
Saha Notu: Türkiye piyasasında CFRP ürün belgesi olarak CE belgesi veya ETA (European Technical Approval) aranmalıdır. Belgesiz malzeme şantiye denetiminde reddedilir. Malzeme alımında TBDY 2018 Ek 15B.1 kapsamında malzeme test raporu (kopma dayanımı, elastisite modülü, kopma gerinmesi) temin edilmelidir.
6. Yığma Yapı Güçlendirme Yöntemleri
Farklı bina konumlarından alınan beton karot örnekleri sınıflandırma için laboratuvar zemininde düzenlenmiş; numuneler üretim tarihi ve alındığı konum bilgisiyle etiketlenmiş olup tek eksenli basınç deneyine hazırdır.
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.
Tablo 10: Yığma Yapı Güçlendirme Yöntemleri
| Yöntem | Uygulama Alanı | Standart |
|---|---|---|
| GFRP/CFRP Bandaj | Duvar sünekliği artırma | ACI 440.7R-10 |
| Çimento Enjeksiyonu | Çatlak dolgulama, kohezyon artışı | TS EN 1504-5 |
| BA Şapka Katmanı | Döşeme-duvar bağlantısı güçlendirme | TS 500:2000 |
| Hasarlı Derz Onarımı | Derzin yeniden çimentolanması | TS EN 1504-3 |
7. Güçlendirme Tasarım Kontrolleri (TBDY 2018 Madde 15.5)
Betonarme kolon mantolama sürecinin altı aşamalı teknik şeması: (1) Mevcut kesit, (2) Yıkılacak beton, (3) Çelik temizleme, (4) Çelik dübel yerleştirme, (5) Kafes sabitleme, (6) Yeni beton dökümü.
Güçlendirme tasarımı tamamlandıktan sonra aşağıdaki kontroller TBDY 2018 kapsamında zorunludur:
Tablo 11: Güçlendirme Tasarım Kontrolleri (TBDY 2018 Madde 15.5)
| Kontrol | Formül / Sınır | Standart |
|---|---|---|
| Kapasite/Talep oranı | C/D ≥ 1.0 | TBDY 2018 Md. 15.5 |
| Göreli kat ötelemesi (KH) | δ_hi / h_i ≤ 0.02 | TBDY 2018 Md. 4.9.2 |
| Epoksi aderans dayanımı | f_adh ≥ 1.4 MPa | ACI 440.2R-17 |
| Yeni/mevcut beton aderansı | ≥ 0.5 MPa (kaba yüzey) | TS EN 1992-1-1 Md. 6.2.5 |
| Mevcut beton dayanımı | Karot deneyi ortalaması – k· s | TS EN 13791:2021 |
8. Malzeme ve Uygulama Ön Koşulları
Türkiye altyapı uygulamasında köprü ayaklarına CFRP kumaş sarma ile deprem güçlendirmesi; siyah fiber bantlar kolon yüzeyine yapıştırılmış, yatay çember donatı desteği artırılmıştır.
8.1 Malzeme Sertifikasyonu
CFRP ve epoksi malzemeleri için CE belgesi veya ETA (European Technical Approval) belgesi zorunludur. Türkiye'de piyasaya sürülen yapı ürünlerinde Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (Resmi Gazete 04.07.2011, 27984 sayılı) kapsamında CE uygunluk belgesi aranmaktadır.
8.2 Yüzey Hazırlama
CFRP uygulamasında mevcut beton yüzeyi kum püskürtme (sandblasting) veya taşlama ile hazırlanır ve yüzey pürüzlülüğü Ra ≥ 2.5 mm sağlanmalıdır. Epoksi uygulaması ortam sıcaklığı ≥ +10°C ve bağıl nem ≤ %80 koşullarında yapılmalıdır.
Dikkat: Yüzey hazırlama yapılmadan epoksi uygulamak CFRP yapışmasını büyük ölçüde azaltır. ACI 440.2R-17 kapsamında yüzey hazırlama sonrası epoksi çekme dayanımı testi yapılması önerilmektedir.
9. Şantiye Uygulama Aşamaları ve Denetim
Elmas uçlu karot delme makinesi ile mevcut betonarme döşemeden TS EN 12504-1:2019 kapsamında karot numunesi alımı; kırmızı motor gövdeli ekipman ve yatay destek ayağıyla sabitlenmiş sondaj düzeneği görülmektedir.
9.1 Uygulama Sırası
- Proje onayı ve kontrol mühendisi atanması (4708 sayılı Kanun)
- Şantiye İSG planı hazırlanması (6331 sayılı Kanun)
- Malzeme sertifikaları ve depo denetimi
- Aşamalı uygulama (eleman bazlı)
- Her aşama sonrası kontrol ve belgeler
- Sonraki değerlendirme — karot alma veya yük testi
- Güçlendirme tamamlandı raporu
9.2 Sonraki Değerlendirme (Post-Strengthening Evaluation)
Güçlendirme tamamlandıktan sonra TBDY 2018 Madde 15.5 kapsamında güçlendirilmiş sistemin performans analizi yeniden yapılmalıdır. Gerekirse ek karot alma veya yük testi uygulanır.
10. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları
Mevcut betonarme kolonun CFRP kumaş sarma ile güçlendirilmesi; koyu siyah karbon fiber tabakalar kolon yüzeyine epoksi yapıştırıcıyla uygulanmış, yatay sarma yönü boyunca fiber örtüşme bölgeleri görülmektedir.
10.1 İklim ve Don Derinliği
Güçlendirme çalışmalarında CFRP epoksisi düşük sıcaklıkta uygulanamaz. KGM haritalarına göre Türkiye'deki don derinliği bölgelere göre değişmektedir:
Tablo 12: İklim ve Don Derinliği
| İklim Bölgesi | Don Derinliği (cm) | Örnek İller |
|---|---|---|
| Marmara, Ege Kıyısı | 40–60 | İstanbul, İzmir |
| Karadeniz Kıyısı | 50–70 | Rize, Trabzon |
| İç Anadolu | 80–120 | Ankara, Konya, Sivas |
| Doğu Anadolu | 100–150 | Erzurum, Kars |
Saha Notu: Doğu Anadolu illerinde kış aylarında (+5°C altında) CFRP uygulaması yapılamaz; epoksi kürü yeterli sıcaklık olmadan gerçekleşmez. Kış uygulaması zorunluysa şantiyede ısıtma çadırı kurulmalıdır.
10.2 Deprem Bölgesi Parametreleri
TBDY 2018 kapsamında her il için deprem tehlike haritasından alınan Ss (kısa periyot) ve S1 (1 saniye periyot) spektral ivme değerleri ve yerel zemin koeffisyenleri kullanılarak tasarım spektrumu oluşturulur. Mevcut bina değerlendirmesinde DD-2 (50 yılda %10 aşılma olasılığı) depremi esas alınır.
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
Mevcut betonarme binanın güçlendirme şantiyesinde kolon mantolama kalıpları ve iskele sistemi; kat yüksekliği boyunca yerleştirilen kalıplar ve beton dökümüne hazır kolon yapısı görülmektedir.
Problem 1 — 🟢 Kolay: CFRP Sargı ile Beton Dayanım Artışı
Veriler:
- Kolon boyutu: b = h = 400 mm (kare kesit)
- Mevcut beton dayanımı: f'co = 20 MPa (karot deneyi ortalaması)
- CFRP özellikleri: E_f = 230.000 MPa, ε_fu = 0.017, t_f = 0.165 mm/tabaka
- Tabaka sayısı: n = 2
- Kesit tipi: Kare (κ_a = 1.0, κ_ε = 0.586)
- CFRP güvenlik katsayısı: ψ_f = 0.95
İstenen: Güçlendirme sonrası kısıtlı beton dayanımı (f'cc) hesaplanacak.
Çözüm:
Adım 1 — Efektif CFRP kopma gerinmesi (ACI 440.2R-17 Denklem 12.1):
Adım 2 — CFRP sargı baskı gerilmesi (ACI 440.2R-17 Denklem 12.2):
Burada D = köşegen = 400 mm (kare kesit için b kullanılır).
Adım 3 — Kısıtlı beton dayanımı (ACI 440.2R-17 Denklem 12.3):
Sonuç: f'cc = 31.84 MPa (C32/40 sınıfına denk)
Kontrol: Dayanım artışı = (31.84 – 20)/20 = %59 — ACI 440.2R-17 kısıtlaması f_l/f'co ≥ 0.08 → 3.78/20 = 0.189 > 0.08
Problem 2 — 🟡 Orta: CFRP Sarma ile Kesme Kapasitesi Takviyesi
Veriler:
- Kolon boyutu: b = h = 350 mm, Hk = 3.00 m
- Mevcut beton sınıfı: C14/18 (fck = 14 MPa, fctd = 0.873 MPa)
- Mevcut donatı: 8Ø16 boyuna, Ø8/250 etriye (yetersiz süneklik)
- Analiz kesme talebi: VEd = 95.0 kN
- CFRP: Ef = 230.000 MPa, ε_fu = 0.015, t_f = 0.167 mm/tabaka, κ_v = 0.75
İstenen: 2 katman tam sargı CFRP ile toplam kesme kapasitesi hesaplanacak.
Çözüm:
Adım 1 — Mevcut kesme kapasitesi (TS 500:2000 Denklem 8.4): VEd = 95.0 kN > Vcr,mevcut = 61.5 kN → Güçlendirme gerekli
Adım 2 — Efektif CFRP gerinmesi (kesme için ACI 440.2R-17 Denklem 11.3):
Adım 3 — CFRP kesme katkısı (tam sargı, sf = wf, n = 2 tabaka):
Adım 4 — Toplam kesme kapasitesi (ACI 440.2R-17 Denklem 11.1):
Sonuç: Vn = 132.0 kN > VEd = 95.0 kN → Kapasite sağlandı
Kontrol: C/D = 132.0/95.0 = 1.39 ≥ 1.0 (TBDY 2018 Md. 15.5)
Problem 3 — Zor: Karot Verisiyle Mevcut Beton Dayanımı Tespiti ve Güçlendirme Gerekliliği Analizi
Veriler:
- Bina: 4 katlı, 1990 yapımı, zemin sınıfı ZD (Vs30 = 230 m/s)
- Kolon boyutu: 400×400 mm, Mevcut donatı: 8Ø16, Ø8/250 etriye
- Karot deneyi sonuçları (10 adet, TS EN 12504-1 uyumlu):
- Ortalama: fcm,is = 18.4 MPa; Standart sapma: s = 2.2 MPa
- TBDY 2018 DD-2 depremi altında analiz: VEd = 112 kN, NEd = 420 kN
- Performans hedefi: KH (Kontrollü Hasar) altında DD-2 depremi
İstenen:
- Mevcut beton karakteristik dayanımı (TS EN 13791:2021)
- C/D oranı kontrolü
- Güçlendirme gerekli mi?
Çözüm:
Adım 1 — Mevcut beton karakteristik dayanımı (TS EN 13791:2021 Madde 7.3.2):
Yöntem A (n ≥ 10 karot):
kn = 1.48 (n=10 için TS EN 13791:2021 Tablo 2):
→ Mevcut beton sınıfı C14/18 (C20 hedefinin altında; düşük dayanım)
Adım 2 — Bilgi Düzeyi Katsayısı:
10 karot + rölöve mevcut → Bilgi Düzeyi KL2 → CF = 1.20 (TS EN 1998-3:2005 Tablo 3.1)
Hesapta kullanılacak tasarım dayanımı:
Adım 3 — Mevcut kesme kapasitesi (TS 500:2000 Madde 8.3):
fctd = 0.35√(fck,is) / γc = 0.35×√14.4/1.5 = 0.35×3.79/1.5 = 0.884 MPa
Adım 4 — Kapasite / Talep oranı:
Adım 5 — Güçlendirme kararı:
C/D = 0.74 < 1.0 (TBDY 2018 Md. 15.5) → Güçlendirme zorunludur.
Önerilen yöntem: 2 katman CFRP sarma (Efektif ε_fe = 0.01125, Ef = 230.000 MPa, tf = 0.167 mm) → Problem 2 yaklaşımıyla Vn = 132 kN > VEd = 112 kN → C/D = 1.18 ≥ 1.0
Sonuç: Mevcut beton dayanımı C14/18, kesme kapasitesi yetersiz; 2 katman CFRP sarma güçlendirmesi ile kapasite sağlanmaktadır. Güçlendirme sonrası TBDY 2018 Bölüm 15 kapsamında tam yapı performans analizi yapılması zorunludur.
Kontrol: ZD zemini için TBDY 2018 spektrum büyütme katsayıları uygulanmış; göreli kat ötelemesi δhi/hi ≤ 0.02 sınırı da CFRP sarma sonrası yeniden kontrol edilmeli.
Sık Yapılan Hatalar
TS EN 12504-1:2019 kapsamında beton döşemeden karot alımı sonrası görünüm; dairesel karot deliği ve yanına yerleştirilmiş silindirik numune, numune yüzeyinde agrega dağılımı açıkça görülmektedir.
-
Güçlendirme öncesi performans değerlendirmesini atlamak — Güçlendirme yöntemi seçilmeden önce TBDY 2018 Bölüm 15 kapsamında sismik performans analizi yapılması zorunludur. Yeterli analiz yapılmadan yöntem seçmek, gerekliyi değil kolay uygulamak anlamına gelir.
-
Karot sonuçlarını temsili olmayan konumlardan almak — Hasar görmüş veya yüzey bozulmuş bölgelerden alınan karotlar mevcut beton dayanımını düşük gösterir. Her yapı katından ve her element tipinden en az 3 karot, uygun konumlardan alınmalıdır (TS EN 13791:2021).
-
CFRP epoksi bağ dayanımını test etmeden kabul etmek — Yüzey hazırlama kalitesi CFRP etkinliğinin temelidir. Ra ≥ 2.5 mm kum püskürtme uygulanmadan ve çekme testi yapılmadan (≥ 1.4 MPa) CFRP uygulamak yapışma kaybına ve güçlendirmenin etkisiz kalmasına neden olur.
-
Perde eklemenin temel kapasitesine etkisini görmezden gelmek — Yeni perde sisteme önemli miktarda yasal yük ve eksenel yük ekler. Mevcut temel bu ek yükleri karşılayamıyorsa temel güçlendirmesi de planlanmalıdır.
-
Güçlendirme sonrası analizi yapmadan tamamlandı kabul etmek — TBDY 2018 Madde 15.5 kapsamında güçlendirilmiş sistemin yeniden performans değerlendirmesi yapılması zorunludur; yeterli güçlendirme ancak analizle doğrulandıktan sonra kabul edilebilir.
İlgili Hesap Araçları
CFRP kumaş sarma için kolon kesit köşe yarıçapı seçenekleri: r=0 (keskin köşe, CFRP için uygunsuz), r=30 mm, r=45 mm (yuvarlatılmış) ve dairesel kolon karşılaştırması; köşe pahlama sarma etkinliğini doğrudan etkiler.
Kaynaklar
- 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.
- TS EN 1998-3:2005. Depreme Dayanıklı Yapıların Tasarımı — Bölüm 3: Mevcut Binaların Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
- TS EN 13791:2021. Yapıda veya Yapı Elemanlarında Beton Basınç Dayanımının Değerlendirilmesi. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
- TS EN 12504-1:2019. Yapılarda Beton Deneyleri — Bölüm 1: Karot Numuneleri. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
- TS EN 12504-2:2004. Yapılarda Beton Deneyleri — Bölüm 2: Tahribatsız Deney — Geri Sıçrama Sayısı Tayini. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
- TS 500:2000. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
- ACI 440.2R-17. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. Farmington Hills: American Concrete Institute.
- Sucuoğlu, H. ve Akkar, S. (2014). Basic Earthquake Engineering. Springer.
- Karaca, N. (2022). Mevcut Betonarme Bir Okul Binasının Deprem Performansının Değerlendirilmesi ve Güçlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi.
- 4708 Sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun. Resmi Gazete, 13.07.2001 tarih, 24461 sayılı.
- 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu. Resmi Gazete, 30.06.2012 tarih, 28339 sayılı.
- Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. (2025). 2025 Yılı Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri Hakkında Tebliğ. Resmi Gazete, 31.01.2025 tarih, 32799 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.