Düşey taşıyıcı elemanlarında ağır hasar oluşmuş betonarme yapılarda yıkım kararı, sürecin yalnızca başlangıcıdır. Kolonları eksenel taşıma kapasitesinin sınırına ulaşmış bir yapıda, yıkım işleminin kendisi de ani ve kontrolsüz göçme riskini beraberinde getirebilir. Bu nedenle yıkım öncesinde yapının geçici bir çelik taşıyıcı sistemle desteklenmesi, yani askıya alınması gerekebilir.
Bu yazıda, Hermes Proje tarafından hazırlanan bir güvenli yıkım amaçlı geçici güçlendirme projesi üzerinden; yapının mevcut durumunun değerlendirilmesi, yük hesabı, geçici sistemin tasarımı, analiz ile doğrulanması ve sahada alınması gereken önlemler ele alınmaktadır.
Mevcut Yapının Durumu ve Hasar Tespiti
Proje konusu yapı, 1970’li yıllarda ruhsat almış, kısmi bodrum + zemin + asma kat + 7 normal kattan oluşan, bitişik nizamlı betonarme bir binadır. Yapının temel özellikleri şunlardır:
- Taşıyıcı sistem: Betonarme çerçeve; çoğu 20 cm genişliğinde kolon ve perdeler.
- Donatı: S220 düz donatı ve Ø6/20 cm sabit aralıklı 90 derece kancalı etriye düzeni.
- Döşeme sistemi: Asma kat üstünde tek doğrultulu dişli (asmolen) döşeme, diğer katlarda kirişli plak.
- Temel sistemi: Bağ kirişleriyle birbirine bağlanmış tekil temeller.
- Kullanım: Zemin ve asma kat ticari, normal katlar konut.
Yapının zemin katındaki bir kolonda beton ezilmesi ve boyuna donatı burkulması şeklinde ağır hasar oluşmuş, yapı tahliye edilerek mühürlenmiştir. Kısa süre sonra aynı katta ikinci bir kolonda da benzer hasar gözlenmiştir. Bu tablo, zemin kat kolonlarının eksenel taşıma kapasitesini tükettiklerini açıkça göstermektedir.
Zemin kat kolonunda beton ezilmesi ve boyuna donatı burkulması.
Yapı tahliye edildikten sonra hasar gören ikinci kolon.
Yetersiz kesit boyutları, düşük beton kalitesi, düz donatı ve seyrek etriye, bu dönem yapılarında sık karşılaşılan zafiyetlerdir. Benzer özellikteki yapıların hasar oluşmadan önce deprem performans analizi ile değerlendirilmesi önemlidir.
Doğrudan Yıkımın Riskleri ve Askıya Alma Gerekliliği
Taşıma kapasitesi tükenmiş bir yapıda yıkım ekipmanlarının oluşturduğu titreşim, eleman sökümü sırasında yük dağılımının değişmesi ve hasarlı kolonlarda ilerleyen ezilme, zincirleme bir göçmeyi tetikleyebilir. Bu durumun başlıca sonuçları şunlardır:
- Yıkım personeli için can güvenliği riski,
- Bitişik yapılara, yola ve altyapıya zarar verebilecek kontrolsüz göçme,
- Kat maliklerinin yapı içindeki mallarını tahliye edememesi.
Yapı için hazırlanan uzman görüşünde de binanın ivedilikle yıkılması gerektiği, ancak yıkımdan önce içten ve dıştan destekli bir yıkım statik projesi ile askıya alınması gerektiği belirtilmiştir.
Yapının kritik durumu nedeniyle mevcut beton dayanımını belirlemek için karot alınması mümkün olmamıştır. Bu tip durumlarda beton dayanımı, yapının mevcut davranışından geriye doğru kestirilerek güvenli tarafta kalan bir değerle kabul edilir. Bu projede zemin kattaki kolonların hasar görmesine rağmen tamamen göçmemiş olmasından hareketle beton basınç dayanımı 5 MPa olarak alınmıştır. Karot alınamayan yapılarda izlenen yaklaşımlar için karot almadan bina performans analizi yazımıza göz atabilirsiniz.
Askıya Alma Projesinin Tasarım Adımları
Askıya alma, yapının düşey yüklerinin hasarlı betonarme kolonlardan bağımsız olarak taşınabilmesi için geçici bir çelik taşıyıcı sistemin oluşturulmasıdır. Tasarım, aşağıdaki adımlarla yürütülür.
1. Kat Ağırlıkları ve Toplam Yapı Yükünün Belirlenmesi
Yapı, belediyeden temin edilen ruhsat projeleri esas alınarak modellenmiş ve kat ağırlıkları hesaplanmıştır. Hareketli yükler TS 498’e göre belirlenmiş; güvenli tarafta kalmak amacıyla tüm kirişler üzerine duvar yükü tanımlanmıştır. Bu kabullerle yapının toplam ağırlığı (G+Q) yaklaşık 29.700 kN (≈ 3.030 ton) olarak elde edilmiştir.
Ruhsat projelerinden oluşturulan mevcut yapı modeli.
Mevcut betonarme kolonların kat bazında toplam eksenel taşıma kapasitesi, üst katlardan gelen kümülatif yükle karşılaştırılmıştır. Zemin katta kullanım oranının %100’ü aştığı, üst katlarda ise %90’ın üzerine çıktığı görülmüştür. Bu sonuç, sahada gözlenen hasarla tutarlıdır.
2. Geçici Çelik Taşıyıcı Sistemin Ön Tasarımı
Askıya almanın aciliyeti göz önünde bulundurularak, piyasadan hızla temin edilebilen HEA200 (S275) profiller düşey taşıyıcı olarak seçilmiştir. Kat yüksekliklerinin yerinde ölçülememesi nedeniyle burkulma boyu güvenli tarafta 3 m alınmıştır. Narinlik ve eğilmeli burkulma sınır durumu kontrollerinden bir kolonun tasarım basınç dayanımı yaklaşık 1.078 kN olarak bulunmuştur.
Yapının toplam yükünü tek başına taşıyabilmek için zemin katta en az 28 adet kolon gerekmektedir. Mimari yerleşim ve süreklilik koşulları nedeniyle zemin ve asma katta 64’er adet çelik kolon kullanılmış, üst katlarda kolon sayısı kademeli olarak azaltılmıştır. Sistem yerleşiminde esas alınan kriterler şunlardır:
- Zemin ve asma kat çelik kolonları yapının toplam yükünü tek başına taşıyacak kapasitededir.
- Kolonlar mümkün olduğunca betonarme kiriş altına yerleştirilmiş, düşey süreklilik temele kadar sağlanmıştır.
- Kolonlar IPE140 kirişlerle çerçeve oluşturacak şekilde birbirine bağlanmış, alt uçları kutu profillerle yatay olarak tutulmuştur.
Kuzey ve batı cephelerinde ek dış çerçeveler oluşturulmuş; dış çerçeve köşelerine X çaprazlar ve zemine dayanan diyagonal dayamalar eklenmiştir.
Mevcut betonarme yapı ve zemin katlarda oluşturulan geçici çelik taşıyıcı sistem.
Zemin ve asma kattaki çelik kolon, kiriş ve çapraz sistemi.
3. Sonlu Elemanlar Analizi ile Doğrulama
Ön tasarımın ardından sistem, sonlu elemanlar yazılımında modellenerek nihai analiz yapılmıştır. Analizde en elverişsiz senaryo esas alınmıştır: Zemin ve asma kattaki betonarme kolonların hiç yük taşımadığı ve yapının tüm yükünün yalnızca çelik sisteme aktarıldığı kabul edilmiştir.
Bu amaçla asma kat üzerinde, dış çerçeve kolonlarını da kapsayan rijit bir transfer döşemesi tanımlanmış ve yapının toplam yükü bu döşemeye düzgün yayılı olarak (yaklaşık 131 kN/m²) uygulanmıştır. Analiz sonucunda hiçbir çelik kolondaki eksenel kuvvetin tasarım dayanımını aşmadığı doğrulanmıştır.
Sabit yük altında çelik elemanlardaki eksenel kuvvet dağılımı.
4. Tamamlayıcı Saha Önlemleri
Çelik taşıyıcı sisteme ek olarak, çalışma ve yıkım güvenliği için aşağıdaki önlemler projeye dahil edilmiştir:
- Teleskopik dikmeler: Zemin ve asma katlara 35’er, diğer katlara 25’er adet teleskopik dikme ile döşemeler ilave olarak desteklenir.
- Hasarlı kolonların güçlendirilmesi: Ağır hasarlı iki kolona çelik sargı ve C30 betonarme mantolama uygulanır.
- Deformasyon izleme: Askıya alma süresince yapının yer değiştirme ve oturma değerleri periyodik olarak ölçülür; limit değerler aşıldığında çalışmalar durdurulur.
Mantolama ve sargı uygulamaları hakkında detaylı bilgi için yapı güçlendirme sayfamızı inceleyebilirsiniz.
Sahada Tamamlanan Askıya Alma Uygulaması
Projede öngörülen çelik taşıyıcı sistem, zemin ve asma katta eksiksiz olarak imal edilmiştir. Cephe boyunca oluşturulan dış çerçeve, HEA kolonlar, kat seviyesinde yatay kirişler ve zemine mesnetlenen diyagonal dayamalardan oluşmaktadır. Bu çerçeve, yapının cephe tarafında beklenmedik bir göçmeye karşı ilave bir güvenlik hattı oluşturur.
Cephede tamamlanan dış çelik çerçeve: HEA kolonlar, yatay bağlantı kirişleri ve zemine mesnetlenen diyagonal dayamalar.
Yapı içinde ise çelik kolonlar betonarme kiriş altlarına yerleştirilmiş, taban plakaları ile zemine oturtulmuş ve yatay çelik kirişlerle birbirine bağlanarak çerçeve davranışı sağlanmıştır. Her kolon, projedeki numarasıyla sahada işaretlenerek yerleşim kontrolü yapılmıştır.
Zemin katta tamamlanan çelik kolon–kiriş sistemi; kolonlar projedeki numaraları ile işaretlenmiştir.
Ek Güvenlik Önlemi: Hasarlı Kolonların Betonarme Mantolanması
Çelik taşıyıcı sistemin tamamlanmasının ardından, ağır hasar alan iki zemin kat kolonu için ilave bir güvenlik uygulaması planlanmıştır. Bu kolonlar önce çelik profillerle sarılarak yanal olarak sınırlandırılmış ve üstteki kirişe çelik başlıklarla yük aktarımı sağlanmıştır.
Ardından kolon kesitleri büyütülerek C30 sınıfı beton ile betonarme mantolama yapılmıştır. Mantolama ile:
- Ezilmiş beton çekirdeği yeni betonla çevrelenerek kesitin bütünlüğü yeniden sağlanır,
- Çelik sargı profilleri beton içinde kalarak korunur ve kompozit bir kesit oluşur,
- Hasarlı elemanların eksenel taşıma kapasitesi, yıkım süresince ilave bir güvenlik payı sağlayacak şekilde artırılır.
Çelik profillerle sarılmış hasarlı kolonun C30 beton ile mantolanması; üst kısımda çelik başlık ve kiriş bağlantısı görülmektedir.
Mantolama tamamlanmış ikinci hasarlı kolon; yeni kesit kiriş altına kadar beton ile doldurulmuştur.
Projenin Kapsamı ve Sınırları
Güvenli yıkım amaçlı askıya alma projeleri, kalıcı güçlendirme projelerinden farklı bir kapsama sahiptir. Bu ayrımın doğru anlaşılması önemlidir:
- Yükleme kapsamı: Analizlerde yalnızca düşey yükler (sabit ve hareketli yükler) dikkate alınır. Deprem ve rüzgâr gibi yatay yükler kapsam dışındadır.
- Kullanım: Askıya alınmış yapı yeniden kullanıma açılamaz. Sistem yalnızca yıkım tamamlanana kadar geçerlidir.
- Bitişik yapı etkileşimi: Bitişik nizamdaki komşu yapı ile etkileşim bu tür hesapların kapsamı dışındadır ve ayrıca değerlendirilmelidir. Dış destekler komşu parsellere taşmayacak şekilde planlanmalı ve yıkımda titreşimi sınırlayan kontrollü yöntemler seçilmelidir.
Askıya Alma Sonrası Tahliye ve Kontrollü Yıkım
Askıya alma uygulaması projeye uygun olarak tamamlandıktan ve uzman görüşü alındıktan sonra, kat maliklerinin kontrollü şekilde yapıya girerek değerli eşyalarını tahliye etmelerine imkân sağlanabilir. Ardından yıkım, yapının iz düşümü ve çevre yapılar dikkate alınarak, yıkım statik projesinde belirlenen sıraya uygun şekilde gerçekleştirilir.
Proje ve uygulama adımlarına eksiksiz uyulduğu takdirde, taşıma kapasitesi tükenmiş bir yapı dahi kontrollü ve güvenli biçimde yıkılabilir. Yıkım sonrası yeni yapılaşma sürecinde kentsel dönüşüm ve statik proje hizmetlerimizden faydalanabilirsiniz.
Yıkım Uygulamasından Görüntüler
Askıya alma ve mantolama işlemlerinin tamamlanmasının ardından yıkım, uzun bomlu yıkım ekskavatörü ile üst katlardan başlanarak kademeli olarak gerçekleştirilmiştir. Yıkım süresince zemin ve asma kattaki çelik sistem yapıyı taşımaya devam etmiş; yapıda kontrolsüz bir göçme yaşanmamış ve bitişik yapılara zarar verilmeden işlem tamamlanmıştır.
Uzun bomlu ekskavatör ile üst katlardan başlayan kontrollü yıkım.
Yıkım ilerlerken zemin kattaki geçici çelik çerçeve yapıyı taşımaya devam etmektedir; bitişik yapı korunmuştur.
Bu sonuç, taşıma kapasitesi tükenmiş bir yapıda doğru tasarlanmış ve eksiksiz uygulanmış bir askıya alma sisteminin, yıkımın güvenli ve kontrollü biçimde tamamlanmasını sağladığını sahada doğrulamaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Binanın askıya alınması hangi durumlarda gereklidir? Düşey taşıyıcı elemanlarında ezilme, donatı burkulması gibi ağır hasar bulunan ve yıkım sırasında ani göçme riski taşıyan yapılarda, yıkım öncesinde askıya alma uygulanması gerekir.
Askıya alma ile güçlendirme arasındaki fark nedir? Güçlendirme, yapının deprem dahil tüm yükler altında kalıcı olarak kullanılabilmesini hedefler. Askıya alma ise yalnızca düşey yükleri dikkate alan ve yıkım tamamlanana kadar geçerli olan geçici bir önlemdir.
Hasarlı kolonu bulunan bir yapıda ilk yapılması gereken nedir? Yapı derhal tahliye edilmeli, ilgili idare bilgilendirilmeli ve yerinde mühendislik incelemesi yapılmalıdır. Hasarlı eleman çevresinde herhangi bir kırım veya tadilat yapılmamalıdır.
Yapının riskli olup olmadığı nasıl tespit edilir? Mevcut yapıların değerlendirmesi Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği esaslarına göre yapılır. Detaylar için TBDY 2018 ve riskli yapı tespiti ile bina deprem performans raporu yazılarımızı inceleyebilirsiniz.
Sonuç
Taşıma kapasitesi tükenmiş yapılarda yıkım, kendi başına mühendislik gerektiren bir süreçtir. Kat yüklerinin doğru belirlenmesi, geçici çelik sistemin en elverişsiz senaryoya göre tasarlanması, analiz ile doğrulanması ve sahada deformasyon izlemesi yapılması; ani göçme riskini ortadan kaldırarak kontrollü yıkımı mümkün kılar.
Hermes Proje olarak Antalya ve çevresinde hasarlı yapıların yerinde incelenmesi, güvenli yıkım amaçlı askıya alma ve geçici destekleme projeleri, deprem performans analizi ve güçlendirme konularında mühendislik danışmanlığı hizmeti vermekteyiz.
Yapınızda taşıyıcı eleman hasarı tespit edildiyse teknik değerlendirme için bizimle iletişime geçebilir veya 0 542 681 16 91 numaralı hattı arayabilirsiniz.