TBDY 2018 Madde 15.10.5.3: Betonarme Taşıyıcı Sistemlerin Yerinde Dökme Betonarme Perdeler ile Güçlendirilmesi — 15.10.5.3

Perde ucunda mevcut kolon bulunmaması dur umunda 7.6.5 ’e göre perde uç bölgesi oluşturulacaktır. Perde ucunda mevcut kolon bulunması durumunda mevcut kolondan uç bölgesi olarak yararlanılabilir. Gerekli durumlarda mevcut kolon 15.10.2 ’ye göre büyütülerek perde uç bölgesi oluşturulacaktır. Perdenin altına 16.7 ve 16.8 ’de verilen esaslar uyarınca temel yapılacaktır. Perde temeli, perde tabanında oluşan iç kuvvetleri temel zeminine güvenle aktaracak şekilde boyutlandırılacaktır. Perde temelinde oluşabilecek dış merkezliği azaltmak amacıyla perde temeli komşu kolonları içerecek şekilde genişletilerek mevcut kolonların eksenel basınç kuvvetlerinden yararlanılabilir. Perde temelinin mevcut temel sistemi ile birlikte çalışması için gerekli önlemler alınacaktır. 15.10.6. Betonarme Sisteme Yeni Çerçeveler Eklenmesi Betonarme sistemin dışına eklenecek çerçevelerin temelleri mevcut binanın temelleri ile birlikte düzenlenecektir. Yeni çerçevelerin mevcut binanın taşıyıcı sistemi ile birlikte çalışması için bu çerçeveler mevcut binanın döşemelerine gerekli yük aktarımını sağlayacak şekilde bağlanacaktır. 15.10.7. Betonarme Sistemin Kütlesinin Azaltılması Deprem yüklerinin azaltılması amacıyla uygulanabilecek en etkin yöntemler binanın üst katının veya katlarının iptal edilerek kaldırılması, mevcut çatının hafif bir çatı ile değiştirilmesi, çatıda bulunan su deposu vb. tesisat ağırlıklarının zemine indirilmesi, ağır balkonların, parapetlerin, bölme duvarların, cephe kaplamalarının daha hafif elemanlar ile değiştirilmesidir. 324 EK 15A – DOĞRUSAL YÖNTEMLER İLE HESAPTA KOLON, PERDE VE KİRİŞ ELEMANLARINDA YERDEĞİŞTİRMİŞ EKSEN DÖNMELERİNİN TANIMI 15A.0. SİMGELER  = Eleman toplam boyu c  = Eleman net açıklığı s  = Kesme açıklığı (kesitteki moment/kesme kuvveti oranı) y M = Etkin akma momenti yi M = i ucundaki etkin akma momenti yj M = j ucundaki etkin akma momenti Δ = Kat arası ötelenme i θ = i dü ğüm noktası dönmesi j θ = j dü ğüm noktası dönmesi ki θ = i ucundaki yerdeğiştirmiş eksen dönmesi kj θ = j ucundaki yerdeğiştirmiş eksen dönmesi pi θ = i ucundaki plastik dönme y θ = Akma dönmesi yi θ = i ucundaki akma dönmesi yj θ = j ucundaki akma dönmesi 15A.1. TANIMLAR Çift eğrilikli eğilme altındaki tipik bir eğilme elemanının şekildeğiştirme özellikleri Şekil 15A.1 ’de gösterilmektedir. Burada  elemanın toplam boyunu, c  net açıklığını, Δ kat arası ötelenmeyi, i θ ve j θ sırasıyla i ve j düğüm noktalarının dönmelerini, ki θ ve kj θ sırasıyla i ve j uçlarındaki yerdeğiştirmiş eksen dönmelerini göstermektedir. 15A.2. YERDEĞİŞTİRMİŞ EKSEN DÖNMESİ Eğilme elemanı doğrusal elastik şekildeğiştirme durumunda iken, i ucundaki yerdeğiştirmiş eksen ve düğüm noktası dönmeleri ile kat arası ötelenmenin ilişkisi Denk.(15A.1) ’de tanımlanmıştır. ki i c θ θ ∆ = −  (15A.1) 325 Şekil 15A.1 Kiriş elemanlarında kat arası ötelenme değeri genel olarak sıfır alınabilir ( 0 ∆= ). Elemanın i ucunda akma meydana geldiğinde i ucundaki toplam yerdeğiştirmiş eksen dönmesi, bu uçtaki akma dönmesi ve plastik dönmenin toplamına eşittir. ki yi pi θ θ θ = + (15A.2) 15A.3. ÇERÇEVE ELEMANLARINDA AKMA DÖNMESİ Her iki ucunda akma durumuna geçen bir eğilme elemanının i ve j uçlarındaki uç akma dönmeleri ve uç momentler arasındaki ilişkiler Denk.(15A.3) ’de verilmektedir. Akma dönmelerinin her iki ucu akma durumunda olan elemanlar için tanımlanması, 15.5.4 ’e göre birim şekildeğiştirme taleplerinin hesabında en elverişsiz duruma karşılık gelmektedir. yi c yj yi yi θ 1 3 2 M M EI M   = −        (15A.3a) yj c yi yj yj θ 1 3 2 M M EI M   = −        (15A.3b) Denk.(15A.3) ’de EI çatlamamış kesite ait eğilme rijitliği, yi M ve yj M sırasıyla i ve j uçlarındaki etkin akma momentleri ’dir. Akma momentlerinin yönleri ters saat yönünde artı, saat yönünde eksidir. Dolayısıyla Denk.(15A.3) hem çift, hem de tek eğrilikli eğilme durumlarını kapsamaktadır. Etkin akma momenti y M , EK 5A.1 ’de verilen tanıma uygun olarak e lde edilecektir. 15A.4. PERDE ELEMANLARINDA AKMA DÖNMESİ 4.5.3.2 ’ye göre perde olarak tanımlanan bir eğilme elemanının binanın herhangi bir katındaki alt ucunda akma dönmesi ve akma momenti arasındaki ilişki Denk.(15A.4) ’de verilmektedir. 326 y y s θ 3 M EI =  (15A.4) Burada s  kesme açıklığı (kesitteki moment/kesme kuvveti oranı)’dır. Yaklaşık olarak her katın tabanından perde tepesine olan uzaklığın yarısı olarak alınabilir. 327 EK 15B – LİFLİ POLİMER İLE SARGILANAN KOLONLARDA DAYANIM VE SÜNEKLİK ARTIŞININ HESABI 15B.0. SİMGELER s A = Kolon donatı alanı (tek çubuk için) sh A = Enine donatı alanı b = Kesit genişliği w b = Kiriş gövde ya da kolon genişliği d = Kesitin faydalı yüksekliği d ′ = Beton örtüsü kalınlığı f E = Lifli polimerin elastisite modülü s E = Çelik donatı elastisite modülü cc f = Lifli polimerle sargılanmış betonun basınç dayanımı cd f = Beton basınç dayanımı cm f = 15.2.4.3 ’e göre tanımlanan mevcut beton basınç dayanımı hs f = Enine donatıda 0.001’lik birim uzamaya karşılık gelen yanal basınç hs  f = Enine donatıda ki 0.001’lik birim uzama durumunda enine donatı ve lifli polimerin sağlaması gereken toplam yanal basınç ym f = 15.2.4.3 ’e göre tanımlanan mevcut çelik akma dayanımı l f = Lifli polimerin sağladığı yanal basınç h = Ça lışan doğrultudaki kesit boyutu LP = Lifli polimer s L = Mevcut bindirme boyu n = Bindirme yapılmış donatı sayısı f n = Tek yüzdeki LP sargı tabaka sayısı p = Çekirdek kesiti çevresi c r = Köşelerde yapılan yuvarlatma yarıçapı f s = Lifli polimer şeritlerin eksenden eksene aralığı f t = Bir tabaka lifli polimer için etkili kalınlık (yetersiz bindirme boyu için yapılan sargılamada gerekli lifli polimer etkili kalınlığı) c V = Kesme kuvveti dayanımına betonun katkısı f V = Lifli polimerin kesme kuvveti dayanımına katkısı max V = Asal basınç gerilmelerini sınırlamak için tanımlanan kesme kuvveti r V = Kolon veya kirişin kesme dayanımı w V = Kesme kuvveti dayanımına enine donatının katkısı 328 f w = Lifli polimer şeritinin genişliği cc ε = Sargılanmış beton basınç dayanımına karşı gelen birim kısalma f ε = Lifli polimerin etkin birim uzama sınırı fu ε = Lifli polimerin kopma birim uzaması a κ = Kesit şekil etkinlik katsayısı φ = Boyuna d onatı çapı f ρ = Lifli polimerin hacimse l oranı sh ρ = Enine donatı oranı , sh sh w ρ A sb = 15B.1. KOLONLARIN KESME DAYANIMININ ARTTIRILMASI LP ile sargılanmış kolonların ve kirişlerin kesme kuvveti dayanımı Denk.(15B.1) ile hesaplanır. r c f max w V V V V V = + + ≤ (15B.1) Kesme kuvveti dayanımına betonun katkısı c V , enine donatının katkısı w V ve asal basınç gerilmelerini sınırlamak üzere tanımlanan max V değerleri TS 500 tarafından önerilen denklemler ile, ancak 15.2 ’ye göre belirlenen mevcut malzeme dayanımları kullanılarak hesaplanacaktır. Kesme kuvveti dayanımına LP sargının katkısı f V sargılamanın şeritler halinde olması durumunda Denk.(15B.2) ile hesaplanacaktır. f f f f f f f 2 n t w E d V s ε = (15B.2) Denk.(15B.2) ’de f n tek yüzdeki LP sargı tabaka sayısını, f t bir tabaka LP için etkili kalınlığı, f w LP şeridinin genişliğini, f E LP elastisite modulünü, f ε LP etkin birim uzama sınırını, d eleman faydalı yüksekliğini, f s ise LP şeritlerin, eksenden eksene olmak üzere, aralıklarını göstermektedir ( Şekil 15B.1 ). Sargılamanın sürekli yapılması durumunda, f f w s = alınacaktır. Etkin birim uzama değeri Denk.(15B.3) ve Denk. (15B.4) ’e göre belirlenen değerlerin küçük olanı olarak alınacaktır. 004 .0 f ≤ ε (15B.3) fu f 50 .0 ε ≤ ε (15B.4) Denk.(15B.4) ’de fu ε LP kopma birim uzamasıdır. Süreksiz (şeritler halinde) LP kullanılması durumunda LP şeritlerin aralıkları f s , f ( 4) w d + değerini geçmeyecektir. 329 Şekil 15B.1 15B.2. KOLONLARIN EKSENEL BASINÇ DAYANIMININ ARTTIRILMASI LP sargılama ile kolonların eksenel basınç dayanımlarının arttırılabilmesi için, kolon kesitinin uzun boyutunun kısa boyutuna oranı iki buçuktan fazla olmamalıdır. Kolonların enkesitleri dikdörtgenden elipse dönüştürülerek LP’nin etkinliği arttırılabilir. Elips kesitlerde uzun boyutun kısa boyuta oranı en fazla üç olabilir. LP ile sargılanmış bir kolonun eksenel yük dayanımı hesaplanırken beton basınç dayanımı için cd f yerine Denk.(15B.5) ile belirlenen cc f değeri kullanılacaktır. [ ] cc cm 1 cm cm 1+2.4( / ) 1.2 f f f f f = ≥ (15B.5) Denk.(15B.5) ’de cm f sarılmamış betonun mevcut basınç dayanımı , l f LP sargının sağladığı yanal basınç miktarıdır. l f Denk.(15B.6) ’e göre hesaplanacaktır. l a f f f 1 κ ρ ε 2 f E = (15B.6) Denk.(15B.6) ’da f ε Denk.(15B.3) ve Denk. (15B.4) ’ten küçük olanıdır. Bu denklemde a κ kesit şekil etkinlik katsayısı, f ρ LP hacimse l oranıdır. a κ çeşitli kesitler için Denk.(15B.7) ’de verilmiştir. ( ) ( ) a 2 2 c c 1 Dairesel kesit / Elips kesit κ 2 2 1 Dikdörtgen kesit 3 b h b r h r bh       =   − + −   −     (15B.7) Denk.(15B.7) ’da b ve h dik dörtgen kesitler için kısa ve uzun kenar boyutları, eliptik kesitlerde kısa ve uzun boyutlar için elipsin ilgili boyutları, c r ise dikdörtgen kesitlerde köşelerde yapılan yuvarlatmanın yarıçapıdır ( Şekil 15B.2 ). a) Kolonlar b) Kirişler d Lifli polimer tam sargı w f s f r c Tabla 330 Şekil 15B.2 15B.3. KOLONLARIN SÜNEKLİĞİNİN ARTTIRILMASI LP sargılama ile kolonların sünekliğinin arttırılabilmesi için, kolon kesitinin uzun boyu tunun kısa boyutuna oranı iki buçuktan fazla olmamalıdır. Elips kesitlerde uzun boyutun kısa boyuta oranı en fazla üç olabilir. LP ile sargılanmış bir kolonda sargılanmış beton basınç dayanımına karşı gelen birim kısalma ( cc ε ) Denk.(15B.8) ile belirlenebilir. 0.75 cc 1 cm ε = 0.002 1 15( ) f f   +   / (15B.8) Kolonlarda sünekliğin arttırılması amacı ile LP sargılanması durumunda Denk.(15B.5) ve Denk.(15B.8) ’de 1 f Denk.(15B.6) ile hesaplanacaktır. Denk.(15B.6) ’da f ε Denk.(15B.4) ile hesaplanan değer ve 0.01’den küçük olanı olarak alınacaktır. (a) Doğrusal hesap yöntemleri kullanılırken herhangi bir kolonda Denk.(15B.8) ile hesaplanan cc ε değerinin 0.018 değerinden büyük olması durumunda sözkonusu kolonun sargılanmış olduğu, aksi halde sargılanmamış olduğu kabul edilir. (b) Doğrusal olmayan hesap yöntemleri için LP ile sargılanmış kesitlerin moment - eğrilik ilişkisi elde edilirken, LP ile sargılanmış beton için iki doğrudan oluşacak şekilde idealleştirilmiş bir gerilme - şekildeğiştirme ilişkisi kullanılabilir. Bu ilişkide büküm noktasında gerilme ve şekildeğiştirme değerleri cm f (kapasite ) ve 0.002 alınabilir. Gerilme - şekildeğiştirme ilişkinin son noktasındaki değerler Denk.(15B.5) ve Denk.(15B.8) ile hesaplanır. Plastik şekildeğiştirmelerin meydana geldiği LP ile sargılanmış betonarme taşıyıcı sistem elemanlarında, performans düzeylerine göre izin verilen maksimum beton birim kısalma değerleri kesit göçme öncesi hasar sınırı için Denk.(15B.8) ile hesaplanan değere eşit, kontrollü hasar sınırı için Denk.(15B.8) ile hesaplanan değerin %75’i, sınırlı hasar sınırı için ise 0.004 alınacaktır. Bu değerler ve kesitteki donatı çeliğinin birim uzama değerleri 5.8 ’de belirtilen üst sınırları aşamaz. 15B.4. KOLONLARDA YETERSİZ BİNDİRME BOYU İÇİN SARGILAMA Kesit boyut oranı ikiden büyük olan veya boyuna donatıları düz yüzeyli olan kolonlar için sargı etkisi yetersiz olacağından bindirme bölgelerinin güçlendirmesi LP sargısı ile yapılamaz. Boyuna donatıları nervürlü olan kolonlarda bindirme boyu yetersizliğin i gidermek üzere gereken LP kalınlığı Denk.(15B.9) ’a göre hesaplanır. a)Dairesel Kolon b) Dörtgen Kolon c) Eliptik Kolon h b r c h b Dolgu beton h r c r c 331 w hs hs f f ( ) 2 0.001 b f f t E − =  (15B.9) Denk.(15B.9) ’da w b büyük olan kesit genişliği, hs f enine donat ıda 0.001 birim uzamaya karşı gelen yanal basınçtır . Denk.(15B.9) ’daki hs f Denk.(15B.10) ’a, hs  f Denk.(15B.11) ’e göre hesaplanacaktır. hs sh s 0 001 . = ρ f E (15B.10) s ym c hs w s 2 2 2 ( ) =   ′ + φ +      A f r f p b d L n (15B.11) Denk.(15B.10) ’da sh ρ enine donatı oranı (iki doğrultu için elde edilen değerlerden küçüğü) , s E donatı çeliği elastisite modülüdür. Denk.(15B.11) ’de s A kolon boyuna donatı alanı (bindirmeli ek yapılan en büyük çaplı tek çubuk için), ym f boyuna donatı için mevcut çelik akma dayanımı, p çekirdek kesiti çevresi, n bindirme yapılmış donatı sayısı, φ boyuna donatı çapı (farklı çaplı donatılar varsa, bindirmeli ek yapılan en büyük çaplı donatının çapı) , d ′ beton örtüsü kalınlığı ve s L mevcut bindirme boyudur. c r köşelerde yapılan yuvarlatmanın yarıçapı, w b kesitin uzun doğrultudaki boyutudur. 15B.5. KOLON- KİRİŞ BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN LP İLE GÜÇLENDİRİLMESİ Betonarme kolon- kiriş birleşim bölgeleri, liflerin asal çekme gerilmelerine paralel doğrultuda yapıştırılması ile güçlendirilebilir. Uygulanacak güçlendirme detaylarının etkinliği deneysel olarak kanıtlanmış olmalıdır. Hesaplarda dikkate alınacak LP etkin birim uzama değeri Denk. (15B.3) ’deki şartı sağlamalıdır. 332 EK 15C – DOLGU DUVARLARININ GÜÇLENDİRİLMESİ 15 C.0. SİMGELER d A = Dolgu duvarının yatay kesit alanı d a = Eşdeğer basınç çubuğunun genişliği [mm] c E = Çerçeve betonunun elastisite modülü d E = Dolgu duvarının elastisite modülü f E = L ifli polimer şeritin elastisite modülü d f = Dolgu duvarının basınç dayanımı yd f = Hasır donatı çeliğinin tasarım akma dayanımı d h = Dolgu duvarının yüksekliği [mm] k h = Kolon boyu [mm] k I = Kolonun atalet momenti [mm 4 ] d k = Eşdeğer basınç çubuğunun eksenel rijitliği t k = Çekme çubuğunun eksenel rijitliği min  = Ankraj çubuğu minimum derinliği LP = Lifli polimer d r = Dolgu duvarının köşegen uzunluğu [mm] max s = Ankraj çubuğu maksimum aralığı d t = Dolgu duvarının kalınlığı [mm] f t = Lifli polimer şeritin kalınlığı f T = Çekme çubuğunun çekme dayanımı d V = Dolgu duvarının kesme kuvveti dayanımı f w = Lifli polimer şeritin genişliği min φ = Ankraj çubuğu minimum çapı d λ = Eşdeğer basınç çubuğu katsayısı sh ρ = Perdede ve duvarda yatay gövde donatılarının perde gövdesi brüt enkesit alanına oranı θ = Eşdeğer basınç çubuğunun yatay ile olan açısı d τ = Dolgu duvarının kayma dayanımı 15 C.1. DOLGU DUVARLARININ GÜÇLENDİRİLMESİ 15.10.4 ’e göre, temel üstünden yukarıya kadar üst üste süreklilik gösteren betonarme çerçeve içindeki dolgu duvarlarının rijitliği ve kesme dayanımı, aşağıda tanımlanan güçlendirme yöntemleri ile arttırılabilir. 333 15 C.2. DOLGU DUVARLARIN HASIR ÇELİK DONATILI ÖZEL SIVA İLE GÜÇLENDİRİLMESİ Dolgu duvarlarının rijitliği ve kesme dayanımı, duvar yüzüne uygulanan hasır çelik donatılı, özel karışımlı sıva tabakası ile arttırılabilir. (a) Sıva tabakasının kalınlığı en az 30 mm, hasır donatı beton örtüsü ise en az 20 mm olmalıdır. Sıvanın basınç dayanımı en az 5 MPa olacaktır. (b) Güçlendirilecek duvarların köşegen uzunluğunun güçlendirme öncesi kalınlığına oranı 30’dan küçük olmalıdır. Bu türlü uygulamalarda mevcut çerçeve içinde basınç çubuğu oluşumu sağlanmalı ve çerçeveye yük aktarımı için gerekli ankrajlar düzenlenmelidir. Bun un için uygulamanın yapılacağı duvar yüzü ile çerçeve elemanlarının dış yüzü arasında en az 30 mm derinliğinde boşluk olmalıdır ( Şekil 15C.1 ). Aksi halde bu tür duvar güçlendirmesi uygulanamaz. (c) Donatılı sıva tabakası ile çerçeve elemanları arasında kullanılacak çerçeve ankraj çubuğunun en küçük çapı 12 mm, en az ankraj derinliği çubuk çapının on katı ve en geniş çubuk aralığı 300 mm olmalıdır. Ayrıca donatılı sıva tabakası ile mevcut dolgu duvarın birlikte çalışmasının sağlanması için duvar düzlemine dik yönde, her bir metrekare duvar alanında dört adet gövde ankrajı yapılacaktır. Duvara dik yönde yapılacak gövde ankraj çubukları dolgu duvarın harç derzleri içine gömülecek ve çubuk çapı en az 8 mm, ankraj derinliği çubuk çapının en az on katı olacaktır. Duvar düzlemine paralel ve dik doğrultuda yapılacak tüm ankraj çubukları açılacak deliklere epoksi esaslı bir malzeme ile ekilecek ve uçları L şeklinde 90 derece bükülerek hasır donatının içine geçirilecektir. Uygulama detayları Şekil 15C.1 ’de gösterilmektedir. (d) Güçlendirilen dolgu duvarlarında oluşan kuvvetlerin zemine güvenle aktarılması için gerekli olan temel düzenlemesi yapılmalıdır. Hasır çelik donatı ile güçlendirilen duvarlar aşağıda verilen esaslara göre yapı modeline katılacaktır.