Bina Güçlendirme Yöntemleri: Mantolama, Perde İlavesi, Karbon Lif ve Çelik Çapraz Karşılaştırması

Kısa cevap: Tek bir “en iyi” güçlendirme yöntemi yoktur; yöntem, binanın deprem performans analizinde ortaya çıkan eksiğe göre seçilir ve çoğu binada birkaç yöntem birlikte kullanılır. Betonarme perde ilavesi binanın tamamını güçlendirir ve yatay rijitliği yetersiz binalarda genellikle en etkili çözümdür. Mantolama (boyuna donatısı katlar arasında sürekli kesit büyütme) kolonların dayanımını, rijitliğini ve sünekliğini birlikte artırır ama çok sayıda kolona müdahale gerektirir. Karbon lif (lifli polimer) sargı en az müdahaleyle kolonların sünekliğini ve kesme dayanımını artırır; ancak kolonun eğilme kapasitesini ve binanın rijitliğini artırmaz, bu yüzden tek başına çoğu zaman yetmez. Çelik çapraz hafif ve temiz bir çözümdür, özellikle zayıf zemin katlarda etkilidir. Bunların yanında kütle azaltma, dolgu duvarların güçlendirilmesi, çelik sargı ve deprem yalıtımı gibi yöntemler de vardır. Doğru seçim için önce binanın TBDY 2018’e göre analiz edilmesi gerekir.

Güçlendirme neyi çözer? Önce eksiği doğru tanımlamak

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), güçlendirmeyi binanın deprem hasarına yol açacak kusurlarının giderilmesi, yeni elemanlar eklenmesi, kütlenin azaltılması, mevcut elemanların deprem davranışının iyileştirilmesi ve kuvvet aktarımında sürekliliğin sağlanması olarak tanımlar (madde 15.9). Yönetmelik güçlendirmeyi iki kapsamda ele alır (madde 15.9.3):

  • Eleman güçlendirmesi: Kolon, kiriş, perde ve birleşim bölgesi gibi tek tek elemanların dayanım ve şekil değiştirme kapasitesinin artırılması. Mantolama, karbon lif sargı ve çelik sargı bu gruptadır.
  • Sistem güçlendirmesi: Binanın taşıyıcı sisteminin bütün olarak güçlendirilmesi; yeni perde, çapraz veya çerçeve eklenmesi, birleşim bölgelerinin güçlendirilmesi ve kütlenin azaltılması bu gruptadır.

Güçlendirme yöntemleri, analizde ortaya çıkan başlıca üç eksiklik türünden farklı olanları iyileştirir. Yumuşak kat, burulma ve kısa kolon gibi düzensizlikler ile düşük beton dayanımı da bu eksikliklere yol açan başlıca nedenler arasındadır:

  • Dayanım eksikliği: Elemanların taşıyabileceği kuvvetin, depremde gelen kuvvetten az olması.
  • Rijitlik eksikliği: Binanın deprem sırasında katlar arasında çok fazla ötelenmesi, yani “fazla sallanması”. Bu durum özellikle perdesiz ve yumuşak katlı binalarda görülür.
  • Süneklik eksikliği: Elemanın göçmeden önce şekil değiştirebilme, yani enerji tüketebilme kapasitesinin düşük olması. Eski binalarda seyrek etriye nedeniyle en sık görülen sorunlardan biridir.

Hangi eksiğin hangi elemanlarda ve ne ölçüde olduğu ancak deprem performans analizi ile ortaya çıkar. Analiz yapılmadan seçilen bir yöntem gereksiz masrafa yol açabilir ya da asıl zayıflığı çözmeyebilir.

Bina güçlendirme yöntemleri karşılaştırma tablosu

Artar belirgin katkıKısmen sınırlı veya koşullu katkıArtmaz katkı yok— bu yöntemin amacı değil
Yöntem Dayanım Rijitlik Süneklik Nereye uygulanır? Binada yaşam devam eder mi? En uygun olduğu durum Dikkat edilecek nokta
Betonarme perde ilavesi Artar
Büyük artış
Artar
Büyük artış
Artar Seçilen akslarda, temelden itibaren Çoğunlukla kısmen; müdahale belirli bölümlerle sınırlı Perdesiz, rijitliği düşük, yumuşak katlı binalar Simetrik yerleşim, yeni temel, ankraj detayları
Mantolama (kesit büyütme) Artar
Eğilme, kesme ve basınç dayanımında artış
Artar Artar Kolonların çevresi, döşemelerden geçerek Zor; mantolanan kolonun çevresindeki mekânlar boşaltılır Çok sayıda zayıf kolon, kapsamlı tadilat yapılacak binalar Döşeme ve kirişlerin delinmesi, temel bağlantısı, mimari kayıp
Betonarme sargı Kısmen
Kesme ve basınç dayanımında artış; eğilme kapasitesi artmaz
Kısmen
Bir miktar artış (kesit büyür)
Artar Kolonun iki döşeme arası Kısmen Kesme dayanımı ve sünekliği yetersiz kolonlar Eğilme kapasitesini artırmaz; en az 100 mm kalınlık
Karbon lif (LP) sargı Kısmen
Kesme dayanımında artış; kesit oranı 2,5’i aşmıyorsa basınç dayanımında da artış
Artmaz
Yok denecek kadar az
Artar
Belirgin artış
Kolon ve kiriş yüzeyi Evet, en az müdahaleli yöntemdir Sünekliği ve kesme dayanımı yetersiz, ama sistemi yeterli binalar Eğilme ve rijitlik artmaz; yüzey hazırlığı, yangın koruması
Çelik çapraz Artar Artar Kısmen
Doğru tasarlanırsa artış
Seçilen çerçeve gözleri Çoğunlukla evet; tozlu beton işi azdır Zayıf zemin kat, dükkânlar, işyerleri, okullar Bağlantı ve kaynak kalitesi, burkulma, yer bulma
Çelik sargı Kısmen
Kesme dayanımında artış
Kısmen
Sınırlı
Artar Kolon köşeleri Kısmen Kesme ve bindirme sorunu olan kolonlar Eğilme artışı için özel detay ve hesap gerekir; korozyon
Dolgu duvar güçlendirme Kısmen
Kesme dayanımında artış
Artar Artmaz
Artmaz
Temelden itibaren sürekli çerçeveler içindeki duvarlar Kısmen Az katlı binalar Ana yöntem olarak yalnızca bodrum hariç en fazla üç katlı binalarda; Ek 15C koşulları sağlanmalı
Kütle azaltma — — — Üst kat, çatı, ağır elemanlar Duruma göre Kaçak kat, ağır çatı veya su deposu olan binalar Çoğu zaman tek başına yetmez
Deprem yalıtımı Talebi azaltır
Deprem kuvvetini azaltır
— — Yalıtım arayüzü (temel üstü veya bodrum) Büyük ölçüde; iş çoğunlukla yalıtım seviyesinde yapılır Hastane gibi kesintisiz hizmet vermesi gereken ayrık binalar, değerli içerikli yapılar Yüksek maliyet, çevrede hareket boşluğu, uzmanlık; üst yapının yeterliği ayrıca kontrol edilir

Telefonda tabloyu yana kaydırarak tüm sütunları görebilirsiniz; yöntem sütunu sabit kalır.

Tablo genel eğilimleri gösterir. Her yöntemin bir binada ne kadar etkili olacağı, binanın taşıyıcı sistemine ve analiz sonuçlarına göre değişir.

Betonarme perde ilavesi

Perde ilavesi, binaya büyük boyutlu yeni betonarme duvarlar eklenerek yapılır ve çoğu binada en etkili sistem güçlendirme yöntemidir. Yeni perdeler çok rijit olduğu için deprem kuvvetinin büyük bölümünü üzerine alır; böylece mevcut kolon ve kirişlere gelen kuvvetler ve katlar arası ötelenmeler belirgin şekilde azalır. Mevcut elemanlar çoğunlukla düşey yükleri taşıyan ikincil bir role geçer ve birçoğuna ayrıca müdahale etmek gerekmeyebilir.

TBDY 2018’e göre perdeler mevcut çerçevenin içine (çerçeve düzlemi içinde) veya çerçevenin dışına, çerçeveye bitişik olarak eklenebilir (madde 15.10.5). Her iki durumda da yönetmelik şunları ister:

  • Perde temelden başlamalı ve bittiği seviyeye kadar kesintisiz devam etmelidir; perde uç bölgelerindeki boyuna donatıların katlar arasında sürekliliği sağlanmalıdır.
  • Perde, mevcut kolon ve kirişlere ankraj çubuklarıyla bağlanmalıdır. Ankraj çubuğu çapı en az 16 mm, ankraj derinliği en az çubuk çapının on katı, çubuk aralığı en fazla 400 mm olmalıdır. Bunlar alt sınırlardır; ankrajların sayısı ve aralığı, birleşim yüzeyindeki kayma gerilmelerine göre TS 500’deki sürtünme kesmesi esaslarıyla hesaplanır.
  • Perde ucunda kolon yoksa yeni bir uç bölgesi oluşturulmalı, varsa mevcut kolon gerekirse büyütülerek kullanılmalıdır.
  • Perdenin altına, perde tabanındaki kuvvetleri zemine güvenle aktaracak yeni bir temel yapılmalı ve bu temel mevcut temel sistemiyle birlikte çalışacak şekilde düzenlenmelidir.

Avantajları: Binanın genel davranışı köklü şekilde iyileşir; müdahale tüm kolonlara değil, seçilen akslara yapılır. Perdeler dış cepheye yerleştirilebiliyorsa iç mekânlara müdahale azalır ve binada yaşam büyük ölçüde sürebilir. Depremde katlar arası ötelenme azaldığı için duvar, cephe ve tesisat gibi taşıyıcı olmayan elemanların hasarı da azalır.

Dikkat edilmesi gerekenler: Perdelerin her iki doğrultuda ve planda mümkün olduğunca simetrik yerleştirilmesi gerekir. Perdeleri binanın yalnızca bir tarafına toplamak burulma etkisi yaratır ve binanın diğer tarafındaki kolonları daha da zorlayabilir. Perdeler genellikle binanın tüm yüksekliği boyunca sürdürülür; yalnızca alt katlarda bırakılırsa oluşabilecek düzensizlik analizle kontrol edilmelidir. Yeni perde temelleri zemin katta kazı ve kırım gerektirir; bitişik nizamlı binalarda uygun yer bulmak zor olabilir.

Çerçeve düzlemi içinde perde eklenmesi (madde 15.10.5.1), uygulamada çoğunlukla çerçeve gözündeki tuğla duvarın kaldırılıp yerine betonarme perde dökülmesiyle yapılır. Bu durumda da yukarıdaki tüm perde kuralları geçerlidir: perde temelden itibaren sürekli olmalı, ankrajları ve uç bölgeleri yönetmeliğe uygun düzenlenmeli ve yeni temeli yapılmalıdır. Perdenin çevresindeki kolon ve kirişlerin de perdeden gelen kuvvetleri aktarabilecek kapasitede olması gerekir; eski binalarda bu elemanlar çoğu zaman ayrıca güçlendirilir.

Mantolama: kolonların betonarme ile sarılması ve büyütülmesi

Mantolama, mevcut kolonun çevresine yeni boyuna donatı, etriye ve beton eklenmesidir. Uygulamada “mantolama” denilince iki farklı iş kastedilebilir ve aralarındaki fark önemlidir. TBDY 2018 bu ikisini ayrı maddelerde tanımlar:

Betonarme sargı (madde 15.10.1.1) Kesit büyütme (madde 15.10.2)
Amacı Kolonun kesme dayanımını, basınç dayanımını ve sünekliğini artırmak; bindirmeli eklerin zayıflığını gidermek Kolonun eğilme, kesme ve basınç kapasitesini ve rijitliğini artırmak
Boyuna donatı Katlar arasında sürekli değildir; sargı döşeme üstünde başlar, üst döşemenin altında biter Döşemelerde açılan deliklerden geçirilerek katlar arasında sürekli yapılır
Eğilme kapasitesi Artmaz Artar
Kalınlık En az 100 mm Eklenen donatıyı örtecek yeterli kalınlıkta

Her iki yöntemde de mevcut kolonun sıvası sökülür, beton yüzeyi pürüzlendirilir ve yeni beton ile eski beton arasında aderans sağlanır. Kesit büyütmede kolon–kiriş birleşimlerinde kirişler delinerek veya kirişlere ankraj yapılarak etriye yerleştirilir. Yönetmelik, kesit büyütmede büyütülmüş kesitin eğilme, kesme ve basınç dayanımlarının ve eğilme rijitliğinin hesapta 0,9 ile çarpılarak azaltılmasını (madde 15.10.2), betonarme sargıda ise sarılmış kolonun kesme ve basınç dayanımlarının 0,9 ile azaltılmasını ister (madde 15.10.1.1). Uygulamada kalıp içine beton dökülebileceği gibi püskürtme beton da kullanılabilir. Kesit büyütme uygulanan kolonlarda ani rijitlik değişimini önlemek ve yükü güvenle aktarmak için manto genellikle temele kadar devam ettirilir.

Avantajları: Kolonun dayanımı, rijitliği ve sünekliği birlikte artar. Eski binalarda bu üç özellik çoğu zaman birlikte yetersiz olduğundan mantolama etkili bir çözümdür. Malzeme ve işçilik yaygın olarak bulunur.

Dikkat edilmesi gerekenler: Mantolama tek tek kolonlara uygulandığından, ana yöntem olarak seçildiğinde genellikle en azından alt katlardaki kolonların tamamına veya çoğuna uygulanması gerekir. Bu da döşeme, fayans, mutfak, banyo ve duvarlarda çok sayıda kırım ve onarım demektir. Kolonun büyümesi pencere ve kapı açıklıklarını daraltabilir, kullanım alanı azalır. Bu nedenlerle mantolama, binanın boşaltılıp kapsamlı tadilat yapılacağı durumlarda en avantajlı hâle gelir.

Karbon lif (lifli polimer, FRP) sargı

Lifli polimer (LP) sargı, karbon, cam veya aramid liflerden üretilen kumaşların özel yapıştırıcılarla kolon veya kirişin çevresine sarılmasıdır. Halk arasında “karbon fiber” veya “FRP” olarak da bilinir. TBDY 2018’e göre LP sargı, kolonların sünekliğini, kesme ve basınç dayanımını ve boyuna donatı bindirme boyunun yetersiz olduğu durumlarda kenetlenme dayanımını artırır (madde 15.10.1.3). Yönetmelik, kolon sargı yöntemlerinin tümünü kapsayan 15.10.1 maddesinde bu yöntemlerle kolonların eğilme kapasitesinin artırılamayacağını açıkça belirtir.

Yönetmeliğin LP uygulamaları için koyduğu başlıca şartlar şunlardır:

  • Kesitin tüm çevresi sarılmalı (tam sargı) ve sargı sonunda en az 200 mm bindirme yapılmalıdır.
  • Dikdörtgen kolon ve kirişlerde köşeler en az 30 mm yarıçapla yuvarlatılmalıdır.
  • Basınç dayanımı ve süneklik artışı için kolon kesitinin uzun kenarının kısa kenarına oranı 2,5’i geçmemelidir (Ek 15B).
  • Kesit oranı 2’den büyük olan veya boyuna donatısı düz (nervürsüz) olan kolonlarda bindirme bölgesinin güçlendirilmesi LP sargısıyla yapılamaz (Ek 15B.4). Bu kural, düz donatının yaygın olduğu eski binalar için özellikle önemlidir.
  • Uygulama, üreticinin önerdiği yönteme uygun yapılmalıdır.

Avantajları: Malzeme çok ince ve hafiftir; kolon boyutu neredeyse değişmez, kullanım alanı kaybı olmaz. Beton dökümü ve kalıp gerektirmediği için temiz ve hızlı bir yöntemdir; binada yaşam ve iş çoğu zaman sürebilir. Korozyona karşı dayanıklıdır, bu da kıyı bölgeleri için avantajdır.

Sınırlamaları: LP sargı binanın rijitliğini artırmaz. Bu yüzden sorunun kaynağı binada yeterli perde bulunmaması, yani aşırı ötelenme ise, tek başına karbon lif sargı genellikle yeterli olmaz ve perde veya çapraz gibi bir sistem güçlendirmesiyle birlikte kullanılır. Yapışma kalitesi yöntemin başarısını belirler: yüzeyin temizlenmesi, düzeltilmesi ve zayıf betonun onarılması şarttır. Lifli polimerin bağlı olduğu yapıştırıcı yüksek sıcaklıkta dayanımını hızla kaybeder; bu nedenle yangına karşı koruyucu kaplama gerekebilir. Çok düşük dayanımlı betonda yapışma sınırlı kalabilir.

Lifli polimer yalnızca kolon sargısı olarak değil, kirişlerin kesme dayanımını artırmak için kiriş sargısı (madde 15.10.3.2) ve kolon–kiriş birleşim bölgelerinin güçlendirilmesi (Ek 15B.5) için de kullanılabilir. Döşeme ve kirişlerin altına yapıştırılan LP plakalar ise açıklıkta eğilme dayanımını artırmak için kullanılabilir. Bu uygulama TBDY 2018’de ayrıca tarif edilmez ve yalnızca 15.10 maddesinin genel hükmü kapsamında yapılabilir; kiriş uçlarındaki deprem momentlerine katkısı, kolona ankraj güçlüğü nedeniyle sınırlıdır.

Çelik çapraz ile güçlendirme

Çelik çapraz yönteminde, betonarme çerçevenin seçilen gözlerine çelik profillerden çaprazlar yerleştirilir ve bu çaprazlar mevcut kolon ve kirişlere ankrajlı bağlantılarla birleştirilir. Çaprazlar binaya yatay dayanım ve rijitlik kazandırır; böylece perdeye benzer şekilde mevcut elemanlara gelen kuvvetleri azaltır, ancak bu etki genellikle betonarme perdelere göre daha sınırlıdır.

Avantajları: Çapraz sayısı ve boyutu değiştirilerek kazandırılacak rijitlik kolayca ayarlanabilir. Bu yüzden yalnızca bir katı güçlendirmek gerektiğinde, örneğin zemin katı dükkân olarak kullanılan binalarda zayıf zemin katın güçlendirilmesinde uygun bir çözümdür. Binaya eklenen ağırlık çok azdır, kullanım alanı kaybı sınırlıdır ve kapı, pencere açıklıklarına uyum sağlanabilir. Beton dökümü olmadığı için temiz ve hızlı bir yöntemdir; temel müdahalesi perdelere göre genellikle daha küçüktür.

Dikkat edilmesi gerekenler: Çaprazlar planda simetrik ve dengeli yerleştirilmelidir; uygun göz bulmak her binada mümkün olmayabilir. Basınca çalışan çaprazların burkulması, bağlantıların ve kaynakların kalitesi yöntemin başarısını belirler. Betonarme ile çelik arasındaki bağlantı detayları özenle tasarlanmalıdır. Çelik elemanlar korozyona ve yangına karşı korunmalıdır. Büyük betonarme perdeleri olan rijit binalarda çaprazlar etkili değildir.

Çelik çapraz ile güçlendirme, TBDY 2018’in 15.10 maddesinde ayrıca tarif edilen yöntemler arasında yer almaz. Yönetmelik, burada kapsanmayan güçlendirme türlerinin, bölümün genel yaklaşımına ve ilkelerine uymak koşuluyla uygulanabileceğini belirtir (madde 15.10). Güçlendirme amacıyla eklenen yeni elemanlar, Bölüm 15’teki özel kurallarla birlikte betonarme elemanlar için Bölüm 7, çelik elemanlar için Bölüm 9 ve yürürlükteki diğer standart ve yönetmeliklere göre tasarlanır (madde 15.9.2). Binanın dışına yeni çerçeveler eklenmesi de bir sistem güçlendirmesi yöntemidir; bu durumda yeni çerçevelerin temelleri mevcut temellerle birlikte düzenlenir ve çerçeveler döşemelere yük aktaracak şekilde bağlanır (madde 15.10.6).

Diğer güçlendirme yöntemleri

Çelik sargı (köşebentli çelik mantolama)

Dikdörtgen kolonların dört köşesine boyuna köşebentler yerleştirilip bunların belirli aralıklarla yatay plakalarla kaynaklanmasıyla yapılır (madde 15.10.1.2). Kolonun kesme dayanımını ve sünekliğini artırır, bindirmeli eklerin zayıflığının giderilmesinde de kullanılabilir. Köşebentler döşemeler arasında sürekli yapılmadıkça ve basınç aktarımı hesapla gösterilmedikçe kolonun eğilme kapasitesini artırmaz. Aynı amaçla bugün lifli polimer de sıkça kullanılır; çelik sargı korozyona karşı korunmalıdır.

Kirişlere dıştan etriye eklenmesi

Kesme dayanımı yetersiz kirişlerin mesnet bölgelerinde, kirişin iki yüzüne dıştan etriye çubukları eklenir (madde 15.10.3.1). Yönetmeliğe göre bu yöntem kirişin kesme dayanımını artırır ancak sargılama etkisi yoktur, sünekliği ve eğilme kapasitesini artırmaz.

Dolgu (bölme) duvarlarının güçlendirilmesi

Temelden yukarıya üst üste süreklilik gösteren betonarme çerçevelerin içindeki dolgu duvarlar, hasır çelik donatılı özel sıva veya lifli polimerlerle güçlendirilerek binanın rijitliğine ve dayanımına katkı sağlayabilir (madde 15.10.4 ve Ek 15C). Hasırlı sıva tabakası en az 30 mm kalınlıkta olmalıdır. Yöntemin uygulanabilmesi için duvar yüzü ile çerçeve elemanlarının dış yüzü arasında en az 30 mm derinliğinde boşluk bulunmalı, duvarın köşegen uzunluğunun kalınlığına oranı 30’dan küçük olmalı ve duvarla çerçeve arasındaki ankrajlar ile duvar altındaki temel düzenlemesi yönetmeliğe uygun yapılmalıdır; lifli polimer uygulamasında ise duvarın uzunluğunun yüksekliğine oranı 0,5 ile 2 arasında olmalıdır (Ek 15C). Binanın güçlendirilmesi esas olarak bu yöntemle yapılıyorsa, yöntem yalnızca bodrum hariç en fazla üç katlı binalarda uygulanabilir. Bu yöntem binanın rijitliğini ve kesme dayanımını artırır, sünekliğini artırmaz.

Kütle azaltma

Deprem kuvveti büyük ölçüde binanın kütlesine bağlıdır. Yönetmelik, deprem yüklerini azaltmak için en etkin yöntemler olarak üst katın veya katların kaldırılmasını, ağır çatının hafif bir çatıyla değiştirilmesini, çatıdaki su deposu gibi ağırlıkların zemine indirilmesini ve ağır balkon, parapet, bölme duvar ve cephe kaplamalarının daha hafif elemanlarla değiştirilmesini sayar (madde 15.10.7). Özellikle projesiz eklenmiş kaçak katlarda kat iptali, güçlendirme ihtiyacını belirgin şekilde azaltabilir. Kütle azaltma çoğu zaman tek başına yetmez, diğer yöntemlerle birlikte kullanılır.

Deprem (sismik) yalıtımı

Deprem yalıtımında yalıtım birimleri, üst yapının altındaki bir yalıtım arayüzüne yerleştirilir; mevcut binalarda bu arayüz çoğunlukla temel üstünde veya bodrum kolonları seviyesindedir. Amaç, binanın titreşim periyodunu uzatarak ve enerji tüketerek üst yapıya gelen deprem kuvvetlerini azaltmaktır. TBDY 2018’in 14. bölümü, deprem yalıtımı uygulanarak güçlendirilecek mevcut binaları da kapsar. Yöntemin büyük avantajı işlerin büyük ölçüde yalıtım seviyesinde yapılmasıdır; bu yüzden hastaneler ve değerli içeriği olan binalar için uygundur. Ancak azalan deprem kuvvetlerine karşı üst yapının yeterliği ayrıca kontrol edilir; zayıf bir üst yapıda ek güçlendirme gerekebilir. Yöntem diğerlerine göre çok daha pahalıdır ve uzmanlık gerektirir. Hesaplanan en büyük yerdeğiştirme kadar serbest hareket boşluğu gerektiğinden, yeterli derzi olmayan bitişik nizamlı binalarda uygulanamaz. Tarihi ve kültürel değeri olan tescilli yapıların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi TBDY 2018’in tamamının kapsamı dışındadır; bu yapılarda koruma mevzuatı esas alınır.

Sönümleyiciler (damperler)

Viskoz veya sürtünmeli sönümleyiciler, depremde enerjiyi tüketerek binanın titreşimini ve elemanlara gelen kuvvetleri azaltır. Genellikle çaprazlarla birlikte ve daha büyük yapılarda kullanılır.

Temel güçlendirme

Yeni perdelerin ve büyütülen kolonların yüklerini zemine aktarmak için temeller genişletilir veya yeni temel elemanları eklenir. Eski binalarda temellerin projeye göre eksik yapılmış olabileceği unutulmamalı, gerekirse temeller açılarak incelenmelidir.

Onarım: korozyon onarımı ve epoksi enjeksiyonu

Paslanmış donatının temizlenmesi, gerekirse ilave donatı konulması ve özel onarım harçlarıyla beton örtüsünün yenilenmesi ya da çatlaklara epoksi enjeksiyonu, elemanı eski hâline getirmeye yönelik onarım işleridir. Bunlar tek başına binayı güçlendirmez; korozyon veya çatlak varsa güçlendirmeden önce yapılmalıdır. Beton ayrışması gibi yapım kusurlarının onarımını Segregasyon Onarımı yazımızda anlattık.

Hangi bina için hangi güçlendirme yöntemi?

Binanın durumu Genellikle öne çıkan çözüm Neden?
Perdesiz, katlar arası ötelenmesi büyük apartman Betonarme perde ilavesi Asıl eksik rijitliktir; sargı türü eleman güçlendirmeleri bunu çözmez, kesit büyütme ise ancak çok sayıda kolona uygulanırsa yeterli olur
Zemin katı dükkân, üst katları dolu (yumuşak kat) Zemin katta çelik çapraz veya perde; gerekirse kolonlarda sargı Zayıflık bir katta yoğunlaşmıştır; müdahale o kata odaklanabilir
Sistem yeterli, ama kolonlarda etriye seyrek ve kesme dayanımı düşük Karbon lif sargı veya betonarme sargı Eksik süneklik ve kesme dayanımıdır; en az müdahaleli çözüm yeterli olabilir
Çok sayıda kolonda dayanım düşük, bina boşaltılıp yenilenecek Mantolama (kesit büyütme), gerekirse perde ile birlikte Tadilat zaten yapılacağı için kırım ve onarımın getirdiği ek yük görece azdır
Kolonlarda düz donatı ve yetersiz bindirme boyu Betonarme sargı veya çelik sargı; sistem güçlendirmesi Yönetmeliğe göre düz donatılı kolonlarda bindirme sorunu LP sargıyla giderilemez
Projesiz eklenmiş kat bulunan bina Kat iptali ile kütle azaltma, ardından gerekli güçlendirme Gereksiz yük kaldırılınca güçlendirme ihtiyacı azalır
Temelden itibaren sürekli çerçeveler içinde uygun dolgu duvarları bulunan, bodrum hariç en fazla üç katlı bina Dolgu duvar güçlendirme (Ek 15C koşulları sağlanıyorsa) ve yerel önlemler Yönetmelik bu yöntemin ana yöntem olarak yalnızca az katlı binalarda kullanılmasına izin verir
Hastane veya kullanımı kesintiye uğramaması gereken ayrık yapı Deprem yalıtımı Üst yapıya müdahale genellikle azdır; maliyeti yüksektir

Bu tablo bir başlangıç noktasıdır. Uygulamada çoğu zaman önce perde veya çapraz gibi bir sistem güçlendirmesi yapılır, ardından hâlâ yetersiz kalan kolon ve kirişler sargı veya mantolama ile güçlendirilir. Sistem güçlendirmesi seçildiğinde, güçlendirilmeyen kolon ve kirişlerin de güçlendirilmiş binanın ötelenmeleri altında performans koşullarını sağladığı analizle gösterilmelidir (madde 15.9.1). Özellikle kesme kırılmasına yatkın tek bir kolon bile binanın göçme riskini belirleyebilir.

Güçlendirmede sık yapılan hatalar

  • Analiz yapmadan yöntem seçmek: “Kolonları karbonla saralım” gibi hazır çözümler, binanın asıl eksiği rijitlikse sorunu çözmez.
  • Yeni elemanları tek tarafa toplamak: Perde veya çaprazların planda dengesiz yerleştirilmesi burulmayı artırır ve bazı kolonları daha da zorlayabilir.
  • Temeli unutmak: Yeni perdenin kuvvetini zemine aktaracak temel yapılmazsa perde beklenen etkiyi göstermez.
  • Mantoyu döşemede kesmek: Eğilme kapasitesini artırmak için yapılan kesit büyütmede boyuna donatının katlar arasında sürekli olması gerekir; aksi hâlde yalnızca sargı etkisi elde edilir.
  • Yüzey hazırlığını ihmal etmek: Sıvası tam sökülmemiş, pürüzlendirilmemiş veya zayıf betonu onarılmamış yüzeyde ne manto ne de karbon lif doğru çalışır.
  • Korozyonu onarmadan güçlendirmek: Paslanmış donatı temizlenmeden yapılan güçlendirme, sorunu yalnızca örter.
  • Güçlendirilmiş binayı yeniden analiz etmemek: TBDY 2018’e göre güçlendirilen binanın deprem güvenliği, mevcut binalar için verilen yöntemlerle yeniden hesaplanmalıdır (madde 15.9.1). Yeni elemanlar binanın davranışını değiştirir; bir yeri güçlendirirken başka bir yer zayıflayabilir.
  • İzinsiz ve denetimsiz uygulama: Taşıyıcı sisteme yapılan müdahaleler projeye dayanmalı ve ilgili idarenin onayıyla yapılmalıdır.

Güçlendirme süreci nasıl işler?

  1. Deprem performans analizi: Yerinde inceleme, karot alımı ve donatı tespitiyle binanın mevcut durumu belirlenir. Kaç karot alınacağını Binadan Kaç Karot Alınır? yazımızda anlattık. Karot sonuçları tek başına yalnızca fikir verir; binanın durumuna analiz karar verir.
  2. Seçeneklerin karşılaştırılması: Uygun yöntemler teknik etki, maliyet, uygulama süresi ve binada yaşamın sürüp süremeyeceği açısından karşılaştırılır. Güçlendirme ile yeniden yapım seçenekleri de bu aşamada değerlendirilir.
  3. Güçlendirme projesi: Seçilen çözümün hesapları ve uygulama detayları hazırlanır. Güçlendirilmiş bina, TBDY 2018’in 15. bölümüne göre yeniden analiz edilerek hedeflenen performansı sağladığı gösterilir.
  4. Kat malikleri kararı ve izin: Kat Mülkiyeti Kanunu’nun 19. maddesine göre ortak yerlerde inşaat ve onarım için bütün kat maliklerinin beşte dördünün yazılı rızası gerekir; ancak anayapının güçlendirilmesinin zorunlu olduğu mahkemece tespit edilmişse, güçlendirmenin projesine ve tekniğine uygun yapılması için kat maliklerinin rızası aranmaz. Güçlendirme giderlerine kat malikleri, aralarında başka bir anlaşma yoksa arsa payları oranında katılır (madde 20). Riskli yapı tespiti yapılmış binalarda ise 6306 sayılı Kanun’un ayrı karar usulleri uygulanabilir. Proje, ilgili idarenin onayına sunulur. Yapı kayıt belgeli binalardaki özel durumu Yapı Kayıt Belgeli Binada Deprem Raporu yazımızda anlattık.
  5. Uygulama ve denetim: Uygulama, projeye uygunluğu kontrol edilerek yürütülür. Ağır hasarlı binalarda işe başlamadan önce geçici destekleme gerekebilir; ayrıntılar için Binanın Askıya Alınması yazımıza bakabilirsiniz.
  6. Belgeleme: Yapılan işler ve güçlendirilmiş binanın son durumu raporlanır.

Güçlendirme maliyetini neler belirler?

Güçlendirmenin bedeli yalnızca beton, donatı veya karbon lif miktarına bağlı değildir. Toplam maliyeti şunlar belirler:

  • Seçilen yöntem ve müdahale edilen eleman sayısı: Birkaç aksa perde eklemek ile tüm kolonları mantolamak arasında büyük fark vardır.
  • Temel işleri: Yeni temeller ve kazı, özellikle perde ilavesinde maliyetin önemli bir kalemidir.
  • Taşıyıcı olmayan işlerin onarımı: Kırılan fayans, döşeme, mutfak, banyo, sıva ve boya onarımları çoğu zaman taşıyıcı işin kendisi kadar önemli bir maliyet kalemidir.
  • Binanın dolu olup olmaması: Kullanılan bir binada iş bölüm bölüm yapılır, süre uzar; boş binada iş daha hızlı ilerler.
  • Kullanım kaybı: İşyerlerinde işin durması, konutlarda kira veya taşınma gideri de hesaba katılmalıdır.

Bu nedenle en ucuz görünen yöntem her zaman en ekonomik yöntem değildir. Güçlendirme maliyeti yeniden yapım maliyetine yaklaşıyorsa riskli yapı tespiti ve kentsel dönüşüm seçeneği de değerlendirilmelidir. Analiz bedelini etkileyen unsurları Deprem Performans Analizi Fiyatları yazımızda anlattık.

İlgili yazılar

Binanız için doğru güçlendirme yöntemini birlikte belirleyelim

Elinizde bir performans raporu varsa onu, yoksa binanızın adresini ve yapım yılını iletin. Seçenekleri teknik etki, maliyet ve binada yaşamın sürüp süremeyeceği açısından karşılaştırarak size sunalım. Bakanlık lisanslı kuruluş olarak Antalya’nın tüm ilçelerinde hizmet veriyoruz.

Sık sorulan sorular

En iyi bina güçlendirme yöntemi hangisidir?

Her bina için geçerli tek bir en iyi yöntem yoktur. Yöntem, deprem performans analizinde ortaya çıkan eksiğe göre seçilir. Rijitliği yetersiz binalarda betonarme perde ilavesi, kolonlarda süneklik ve kesme dayanımı eksik olan binalarda sargı yöntemleri, zayıf zemin katlarda çelik çapraz öne çıkar. Çoğu binada birkaç yöntem birlikte kullanılır.

Karbon lif (FRP) ile güçlendirme yeterli mi?

Karbon lif sargı kolonların sünekliğini, kesme ve basınç dayanımını artırır; ancak TBDY 2018’e göre kolon sargı yöntemleriyle kolonun eğilme kapasitesi artırılamaz ve sargı binanın rijitliğini değiştirmez. Binanın asıl sorunu yetersiz perde ve aşırı ötelenme ise karbon lif tek başına yeterli olmaz; perde veya çapraz gibi bir sistem güçlendirmesiyle birlikte kullanılır.

Mantolama ile perde ilavesi arasındaki fark nedir?

Mantolama (kesit büyütme) tek tek kolonları güçlendiren bir eleman güçlendirmesidir ve genellikle çok sayıda kolona uygulanması gerekir. Perde ilavesi ise binaya yeni ve rijit duvarlar ekleyerek deprem kuvvetinin büyük bölümünü bu duvarlara aktaran bir sistem güçlendirmesidir; müdahale seçilen akslarla sınırlı kalır ama yeni temel gerektirir.

Binada oturulurken güçlendirme yapılabilir mi?

Yönteme bağlıdır. Karbon lif sargı, çelik çapraz ve dış cepheye eklenen perdeler binanın kullanımını büyük ölçüde sürdürmeye izin verir. Tüm kolonların mantolanması gibi iç mekânlarda kapsamlı kırım gerektiren işlerde ilgili bölümlerin boşaltılması gerekir. Uygulama planı bu dikkate alınarak hazırlanır.

Güçlendirme için kat maliklerinin ne kadarının onayı gerekir?

Kat Mülkiyeti Kanunu’nun 19. maddesine göre ortak yerlerde inşaat ve onarım için bütün kat maliklerinin beşte dördünün yazılı rızası gerekir. Anayapının güçlendirilmesinin zorunlu olduğu mahkemece tespit edilmişse, güçlendirmenin projesine ve tekniğine uygun yapılması için kat maliklerinin rızası aranmaz. Somut durum için hukuki destek alınması önerilir.

Güçlendirilen bina yeniden analiz edilir mi?

Evet. TBDY 2018’e göre güçlendirilen binaların ve elemanlarının deprem güvenliği, mevcut binalar için verilen hesap yöntemleri ve değerlendirme esaslarıyla yeniden hesaplanır. Böylece güçlendirmenin hedeflenen performansı sağladığı ve başka bir bölgede yeni bir zayıflık oluşturmadığı gösterilir.

Deprem yalıtımı (sismik izolatör) apartmanlarda uygulanabilir mi?

TBDY 2018, deprem yalıtımı uygulanarak güçlendirilecek mevcut binaları da kapsar. Ancak yöntem pahalıdır, uzmanlık gerektirir ve hesaplanan en büyük yerdeğiştirme kadar serbest hareket boşluğu ister. Bu nedenle yeterli derzi olmayan bitişik nizamlı apartmanlarda uygulanamaz; daha çok hastaneler ve ayrık yapılar için tercih edilir. Azalan deprem kuvvetlerine karşı üst yapının yeterliği de ayrıca kontrol edilir.

Yönetmelik maddeleri

  • TBDY 2018, madde 15.9: Binaların güçlendirilmesi, eleman ve sistem güçlendirmesi.
  • TBDY 2018, madde 15.10.1–15.10.7: Kolonların sarılması, kolonların eğilme kapasitesinin artırılması, kirişlerin sarılması, bölme duvarlarının güçlendirilmesi, betonarme perde eklenmesi, yeni çerçeve eklenmesi, kütlenin azaltılması.
  • TBDY 2018, Ek 15B ve Ek 15C: Lifli polimer ile sargılanan kolonlar ve dolgu duvarlarının güçlendirilmesi.
  • TBDY 2018, Bölüm 14: Deprem yalıtımlı binalar.
  • 634 sayılı Kat Mülkiyeti Kanunu, madde 19 ve 20.

Bu yazı genel bilgilendirme amaçlıdır ve bir güçlendirme projesinin yerine geçmez. Binanıza uygun yöntem ancak yerinde inceleme ve TBDY 2018’e göre yapılan analizle belirlenebilir. Raporlarımız ve projelerimiz, Yüksek İnşaat Mühendisi Uğur Özmen (İMO Sicil No: 78711) sorumluluğunda hazırlanır.

Binanız için mühendislik desteği mi gerekiyor?

Hermes Proje, Antalya merkezli ve Bakanlık lisanslı bir riskli yapı tespit kuruluşudur. Binanızın adresini iletin, süreci birlikte planlayalım.

Deprem performans analizi hakkında bilgi →

Yazar hakkında

Uğur Özmen

Yüksek İnşaat Mühendisi (İMO Sicil No: 78711), Hermes Proje’nin kurucusu. 2009’dan bu yana betonarme ve çelik yapıların statik projelendirilmesi, mevcut yapıların deprem performans analizi, riskli yapı tespiti ve güçlendirme projeleri üzerine çalışmaktadır. İnşaat mühendisliği alanında doktora çalışmasını sürdürmektedir.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Hemen Ara WhatsApp