Kiriş Güçlendirme

Betonarme yapılarda ya da kiriş gibi yapı elemanlarında kullanıma bağlı olarak zamanla güçlendirme ihtiyacı ortaya çıkabilir. Bu ihtiyaç; deprem nedeniyle meydana geldiği gibi yönetmeliklerin değiştirilmesinden, kullanımdan veya servis yüklerinden de kaynaklanabilir. 

Betonarme yapı elemanlarının onarım ve güçlendirme aşamasında birbirinden farklı yöntemler kullanılmaktadır. Taşıyıcı sisteme yeni betonarme elemanlar eklemenin yanı sıra yapı elemanlarının betonarme mantolanması gibi seçenekler kullanılan yöntemlerin başında gelir. Bu yöntemlerle yapılan güçlendirmenin yapı ağırlığını artırması ve yumuşak zeminlere inşa edilen binalarda taşıma gücünde fazlalığa neden olması nedeniyle hem ilave düzenlemeler gerekebilir hem de maliyet artışları ortaya çıkabilir. 

Kolay ve hızlı uygulanabilen, yapı ağırlığını artırmayan, elemanların kapasitelerine direnç kazandıran FRP uygulamaları; gittikçe popülerleşmektedir. Bu yöntemle taşıyıcı elemanlardan olan kirişlerde hızlı ve etkili bir güçlendirme işlemi gerçekleştirilebilir. Betonarme kiriş güçlendirme uygulamalarında, karbon elyafı çekme yüzeyine epoksi maddesiyle yapıştırmak etkili olabilir. Kirişlerin güçlendirilmesi hem onarım amaçlı hem de yapının meydana gelebilecek yeni depremlere karşı daha güçlü hale getirilmesi amacıyla da uygulanabilir.

Kiriş Güçlendirme Nasıl Yapılır?

Depremde en fazla hasar gören alanlar, kiriş ve kolon birleşim bölgeleridir. Dolayısıyla taşıyıcı sistemin en çok zorlanan ve güçlendirilmesi kolay olmayan kısımlarını bu alanlar oluşturur. Birleşim kısmında farklı doğrultudaki elemanlar bir araya getirildiğinde kesit etkileri de dengelenmiş olur. 

Hasar görmüş, dayanım ve rijitliği yeterli seviyede olmayan kirişler, pek çok teknikle onarılarak güçlendirilir. Güçlendirme teknikleri, hasardaki çatlama, ezilme, sıyrılma ve kopma gibi durumlara bağlı olarak değişir. Hafif çatlaklı kirişlerin epoksi ve çimento karışımından oluşan enjeksiyonla onarılması mümkündür. Betonun ezilmesi, donatının kopması gibi bazı ağır hasarlı durumlarda, geçici şekilde askıya alınma işlemi uygun bir seçenek olabilir. Kiriş güçlendirme aşağıdaki aşamalarla yapılabilir;

• Kiriş güçlendirme çalışmalarını gerçekleştiren uzman ekip, uygulamanın yapılacağı alan üzerinde ölçümleme yaparak işin detaylarını titizlikle belirler. Bu aşamadaki doğru analiz, uygulamanın başarılı sonuçlar sağlaması yönünden önemlidir. 
• Yapılacak analiz sonrasında teknik detaylar belirlenir ve çizim üzerine aktarılır. 
• Kirişler üzerinde çalışma yapılırken, kolonların durumu da mutlaka ele alınmalıdır. İhtiyaç olması halinde kiriş güçlendirme çalışmalarına ek olarak kolon güçlendirme de yapılmalıdır.
• Hasarlı kısımlar öncelikle basınçlı su ve havayla temizlenir. 
• Temizleme sonrasında kopan veya burkulan donatılar kesilerek kaynakla eklendikten sonra betonlanma yoluyla da onarılabilir. Kirişler eğer uygun görülürse dört tarafından beton manto giydirilerek de güçlendirilebilir. Burada amaç mevcut yeni betonun bütünleşmesini sağlamaktır. 
• Mevcut betondaki beton örtü tabakasının kaldırılarak yüzey temizlenme işleminin yapılması gerekir. Kaynaklamayla veya kenetleme plakalarının desteğiyle mutlaka uygun birleştirme sağlanmalıdır. 
• Yeni donatı elemanları döşemedeki delikli kısımlardan geçirilerek kirişi çevreleyen etriyerlerle sarılmalıdır. 
• Güçlendirme donatıları, çubuk ya da çelik plaka desteğiyle mevcut donatılara bağlanmalıdır.
• Kirişin mesnet bölgelerinin güçlendirilmesi işlemi yeterli olacaksa, mesnete yalnzıca döşeme kırılarak açılabilir. Bu işlemde mesnet alanı için gereken ek donatı yerleştirilerek etriyerlerle sarılır. 
• Sonrasında kiriş kesiti, tek veya çift taraflı şekilde genişletilir.

Kiriş Güçlendirirken Kullanılan Yöntemler

Bir binadaki kiriş güçlendirme çalışması için karar verme aşamasında yasal düzenlemeler dikkate alınır. Buna göre betonarme mantolama, çelik konstrüksiyon, betonarme perde ilavesi, fiber takviyeli polimer veya karbon fiber ile güçlendirme yöntemlerinden birine karar verilir.

Fiber Takviyeli Polimer (FRP) ile Kiriş Güçlendirme

Betonarme yapılardaki kiriş güçlendirme ve onarımında Fiber Takviyeli Polimer (FRP) malzemenin kullanımı günden güne yaygınlaşmaya başlamıştır. Yüksek çekme mukavemeti, korozyona karşı dayanıklılık gibi etkenler yapının işleyişine olumlu katkı sağladığından bu özelliklere sahip olan FRP malzeme, sıklıkla tercih edilir. 

Epoksi desteğiyle yapıştırılan FRP malzemelerle yapılan yöntemler; kalıp, beton dökümü, demir donatı ve kalıp söküm zamanı gibi uzun zaman alan üretimlere tabi olmadığı için daha hızlı yöntemlerdir. Uygun şekilde kullanıldığı zaman elemanların yük taşıma kapasitesini ve sünekliğini büyük oranda artırmaktadır. Bu sayede elemanlar daha fazla deplasman yaptığı için deprem enerjisini fazlasıyla sönümleyebilir.

Karbon Fiber ile Güçlendirme Yöntemi

Karbon fiberle kiriş güçlendirme, karbon liflerle güçlendirilmiş polimer malzemelerin uygulanmasıyla binaların yapısal elemanlarının deprem benzsri durumlara karşı güçlendirilmesi işlemidir. Bu yöntem; betonarme, beton, ahşap, çelik, tuğla ve taş gibi tüm yapı elemanlarına dıştan kolaylıkla uygulanabilen güçlendirme malzemesidir. Herhangi bir şekilde paslanmayan ve manyetik alana neden olmayan bu malzeme, aynı zamanda bütçe dostudur. 

Kiriş Güçlendirmenin Avantajları

• Kiriş güçlendirme işlemleri, günümüzde tercih edilen malzemeler ve uygulanan yöntemlerle son derece kısa sürede başarılı sonuçlar sağlar.
• Binanın mevcut halinin korunarak güçlendirilmesi, çalışmanın büyük faydalarından biridir.
• Uygulama yapılan yapılarda ya da alanlarda uzun soluklu çözümler sunar.
• Yüksek oranda alkali dayanımına sahiptir.
• Korozyon gibi risklere neden olmaz.
• Dayanıklılığı yüksektir.
• Hafiftir, uygulaması kolay ve zahmetsizdir.
• Bakıma ihtiyaç duyulmaz.

Kiriş Güçlendirmede Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Kiriş güçlendirme ve onarım yöntemine karar verme sürecinde inşaat güvenliği sağlanmalıdır.
• Sonrasında elemanın kesme güvenliği de kontrol edilerek sürece başlanmalıdır. 
• Örneğin; yüzeye FRP malzeme uygulanacaksa, epoksi harcının aderansını artırmak adına üzeri pürüzlendirilmelidir. Bu uygulamalar, çelik tel fırça, kumlama ya da matkap gibi işlemlerle kolaylıkla yapılabilir. Toz kalmaması için malzemeyi uygulamadan hemen önce yüzey iyi bir şekilde temizlenmelidir.
• Çatlaklara epoksi reçine enjeksiyonu işlemi uygulanırken enjeksiyon dübeli için açılmış olan delikler havayla iyice temizlenmelidir. 
• Yapıştırmada tercih edilen epoksi reçineler çok hızlı katılaştığı için kullanım hızı dikkate alınarak uygun miktarlarda hazırlanmalıdır. 

Uygun Yöntemlerin Seçilmesi

Yapılarda göçme, kolon ve kiriş bölgelerinden kaynaklanı. Yeterli etriye bulunmaması, donatıdaki korozyon, beton kullanım ömrünün dolmasından dolayı kirişlerde gerekli takviyelerin yapılması gerekir. Uygun yöntem seçilirken aşağıdaki detaylara dikkat ederek bir yol haritası belirlenir;

• Yapıyı tanıyarak herhangi bir tehlikenin söz konusu olup olmadığını saptamak gerekir.
• Tehlikeli bir durum yoksa bina içindeyken kiriş güçlendirme yöntemleri rahatlıkla uygulanabilir.
• Tehlikeli bir durum saptanması halinde yapının tümü ya da bir bölümünün askıya alınması gerekebilir. Gerekiyorsa binanın tahliyesine karar verilebilir. Yük azaltmak adına eleman kaldırılması, yapının bir bölümünün ya da bütünün yıkılmasına ihtiyaç duyulabilir.

Uygulamanın Kalitesi ve Denetlenmesi

Deprem gören ve hasarlı binalarda dikkat çeken temel problemler şunlardır; üst üste yıkılma, yan yatma, yana yığılma ve tam kat çökmesi. Bu yıkımların olmaması için doğru zemin tespiti yapılmalı, uygulama kalitesinden ödün verilmemeli, yönetmeliğe uygun projeler çizilmeli, malzeme ve işlemler ilgili birimlerce denetlenmelidir. 

Kiriş Güçlendirmenin Maliyeti

Kiriş güçlendirme uygulamalarında maliyet, onarımı yapılacak kirişin büyüklüğüne, malzeme seçimine ve kalitesine göre değişiklik gösterebilir. Yapılarınızda hasarlı olan, kesilmiş ve kötü durumdaki kirişleri daha dayanıklı hale getirmek için Carbonier’in uzman ekibiyle iletişime geçebilirsiniz. Mühendis standartlarına uygunluk çerçevesinde gerçekleştirilen birbirinden kaliteli çalışmalarımızla yapılarınızı eskisinden daha güçlü hale getirebilirsiniz.