Kolon, Kiriş, Perde Hasar Çeşitleri ve Güçlendirme İşlemleri
Betonarme kolonlarda hasar çeşitleri 4 sınıfa ayrılabilir. Bunlardan eğilme kırılması, kolona gelen eğilme moment etkisinin artması (deprem etkisi gibi) sonucu kolon uçlarında mafsallaşma oluşması ile oluşur. Betonarme yapılarda kütle ve rijitlik merkezi çakışık olmadığı durumlarda kolonlarda burulma kırılmaları oluşur. Kolon kesitinin en dış lifinde beton ezilmeye başlandığı anda donatılar, henüz akma birim uzamasına ulaşmamışsa kolonlarda basınç kırılmaları ortaya çıkmaktadır.
Kolonlarda donatıları burkulmamış olması şartıyla betonu gevşemiş veya çatlamış kolonlarda, hasar gören betonları kaldırarak yeni beton şerbetiyle onarımı yapılabilir. Kolonlarda hasar derecesi onarım yapılmayacak kadar ileri seviyede ise kolonlara dört taraftan mantolama yapılarak güçlendirilebilir. Mantolama, mevcut kolon etrafına boyuna takviye donatıları yerleştirilmesi, etriye donatısı ile sarılması ve yerleştirilen demirler mevcut kolon demirleriyle kaynatıp etrafında pas payı kullanılarak kalıp yerleştirilmesi sonucu beton dökülmesine kolon güçlendirmesi yapılabilir. Kolon mantolama işlemi yapılarak kolonun kesit alanı artırılırken, demir yüzdesi de bir miktar artırılmış olur.
Uygulanacak bir başka güçlendirme yöntemi de, mevcut kolonun iki yanına kanat biçiminde perde duvar eklenerek yapılabilir. Bu şekildeki güçlendirme yönteminde perdenin yatay donatısı, kolonun mevcut donatısına kaynakla bağlanması gerekmektedir. Böylece mevcut kolonu betonarme perdeler arasına alınarak kesiti büyütülmüş ve yük taşıma kapasitesini artırılması sağlanmış olunur. Bu şekilde yapılan bir güçlendirme yönteminde dikkat edilmesi gereken bir başka husus da güçlendirme perdesi eklenen mevcut kolonun uçları boşta bırakılmamalı, düzenlenmelidir.
Bir diğer güçlendirme yöntemi çelik takviyeli mantolama yöntemi olup, mevcut kolonlara çelik profiller takviye edilerek güçlendirme yapılır. Bu güçlendirme yönteminde, mevcut kolona takviye olarak çelik profillerin kullanılması kolonun moment ve eksenel yük taşıma kapasitesi artırılmaktadır. Ancak mevcut kolon ve eklenen çelik profil birlikte çalışmadığından yüklerin askıya alınması olarak da kabul edilebilir.
Hasar gören veya dayanım ve rijitliği yeterli olmayan kirişlerin, hasar görme seviyelerine göre onarımı ve güçlendirilmesi yapılabilir. Onarım ve güçlendirme yapılırken kirişlere bağlı veya komşu kolonlarında, güçlü kolon-zayıf kiriş prensibi göz önüne alarak, bu prensibin tersini meydana getirecek kuvvetli kiriş-zayıf kolon türünden birleşim bölgesinin meydana getirilmemesine özen gösterilmelidir.
Kirişler hafif çatlaklı durumlarda, epoksi veya çimento şerbeti enjeksiyonu ile onarılabilir. Bu işlemin başarılı olması için betonun yeterli dayanıma sahip olması gerekmektedir. Kirişlerde, hasar derecesi onarım yapılmayacak kadar ileri seviyede ise güçlendirme yapılır. Kirişlerde güçlendirme, hasarın seviyesine (beton ezilmesi, donatının sıyrılması ve kopması durumuna) bağlı olarak değişir. Betonun ezilmesi veya donatının kopması gibi hasarın ağır olduğu durumlarda, öncelikle hasarlı yerlerin basınçlı su ve hava ile iyice temizlenmesi gerekmektedir. Bu bölgede kopan ve burkulan donatılar kesilerek kaynakla eklendikten sonra betonlanarak güçlendirme işlemi tamamlanır.
Kirişlerde donatının yeterli açıklığa sahip olmadığı durumlarda lif takviyeli karbon levha veya alttan çelik şeritler yapıştırılarak çatlaklıklar onarılıp güçlendirilebilir. Lif takviyeli karbon levha uygulaması kirişlerin yan yüzlere de yapılarak betonu koruyup, donatının kayma eksikliğini giderilebilir ve çürümüş beton ve/veya çatlakları giderebilir. Bu işlemin amacına ulaşması için kirişin sıva tabakası kaldırılarak yan ve alt yüzeylerinde betonun pürüzlendirilmesi gerekmektedir. Kiriş gerekli durumlarda ve hasar seviyesine göre üç veya dört taraftan da beton mantolama yapılarak güçlendirilebilir.
Lif takviyeli karbon uygulaması yönteminde dikkat edilmesi gereken önemli husus, mevcut ve yeni betonun bütünleşmesini sağlamaktır. Bunun için mevcut betonun yüzeyinin kaldırılması ve yüzeyin temizlenmesi gerekmektedir. Güçlendirme işlemlerinde, donatıların uygun boylarla kenetleme ve kaynamasını sağlanmalı, donatıların kirişte açılan deliklerden geçirilerek kirişi çevreleyen etriyelerle sarılmalıdır. Kirişlerde güçlendirme yöntemlerinde bu saydıklarımızın hepsi uygulaması zor ve ince işçilik isteyen işler olup dolayısıyla güçlendirme uygulaması, hassasiyetle ve önemle yapılmalıdır.
Betonarme yapılarda kolon-kiriş birleşim bölgeleri, taşıyıcı sistem için çok hasas bir yer olup dolayısıla deprem esnasında en çok zorlanan, hasar gören ve güçlendirmesi en zor olan bölgedir. Depremden sonra kolon-kiriş birleşim bölgeleri, donatı kenetlemelerinin, kesme kuvvetinin yeterli olmadığı ve etriye aralarının sıklaştırılmadığı durumlarda en çok rastlanan hasar türünün olduğu görülmüştür.
Deprem etkisinden kolon-kiriş birleşim yerlerin de iki tarafın eğilme momentin farklı işarette olması, kiriş kesitinde zıt gerilme oluşmasına ve bundan dolayı donatının birleşim bölgelerinden sıyrılmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle kolon-kiriş birleşim yerlerdeki inşaatı esnasında donatıların kenetlemesine ve ek yerlerine çok özen gösterilmelidir. Bu durumlar neticesinde olabilecek hasarın yerel olması ve çatlaklar şeklinde olması durumlarında, epoksi reçinesi enjekte edilmesi onarım ve güçlendirme için yeterli olabilir. Aderansın çözülmesi gibi ağır hasar durumlarında, aderansı yeniden oluşturmak için çimento şerbetinin yeterli olmadığı ihtimali olup, daha iyi aderansın sağlanması için epoksi enjeksiyonu önerilir. Onarım ve güçlendirme amaçlı kolon kiriş birleşim bölgelerin, lif takviyeli polimer kumaşla sarılması birleşim bölgesinin hem dağılmasını hem de kuvvet iletiminin artırılması yönünden faydalı olabilir.
Hasarın onarım yapılmayacak kadar ileri seviyede olması durumunda güçlendirme yöntemlerine başvurulur. Güçlendirme yöntemlerinden, kolon-kiriş birleşim bölgelerinde çelik şeritler yapıştırılarak veya sarılarak güçlendirilebilir. Bu yöntemle güçlendirme sonucunda; çelik şeritlerin eğilme momenti kapasitesini artırılıp ve oluşturulan enine basınçla betonun sünekliğini artırılmış olunur. Sünekliğin zayıf olduğu yerlerde ve sünekliğini artırmak amaçlı etriyelerin eksik olduğu durumlarda ezilen betonun temizlenip, yüzeylerin düzeltilmesinden sonra özel yapıştırıcılar kullanılarak çelik sargı şeritlerle de sünekliği artırılabilir. Bu uygulama şeklinde sargı şeritlerin döşeme delikleri açıldıktan sonra uygulanır ve sargı şeritlerin bindirme boylarına özen gösterilmelidir. Çelik şeritlerin kalınlığı yeterli ölçüde olması ve aralıkların birbirine uygun aralıkta olması betonda enine basıncın yeterli olması konusunda çok önemlidir. Bu işlemlerden sonra muhtelif yerlerin sıvası yapılarak şeritlerin kapanması gerekir.
Hasar çeşitleri ele alınarak perdelerle güçlendirme kararı alınabilir. Betonarme yapının güçlendirme yöntemlerinden en yaygın ve geleneksel olanı, perdelerle güçlendirme yöntemidir. Perdelerle güçlendirilmiş bir yapıda, yapıya kazandırılan en önemli özellik burulma etkilere karşı güçlendirilmesidir. Burulma etkilere karşı güçlendirmesi için perdeler her iki tarafa en az iki tane olmalıdır. inşaat esnasında perdelerin iki kolon arasında kalmasına özen gösterilmelidir. Perdelerle güçlendirme projesinde yapının kütle ve rijitlik merkezi birbirlerine yakın olmasına mümkün olduğunca özen gösterilmelidir. Perdelerin kolonları da kapsayacak şekilde sürekli veya plak temel oluşturulmalıdır. Yapının komşu tekil temellerle birleşerek perdelere büyük bir temel yapmak gerekir, bu durum mevcut yapı perdelerle birleşmesini sağlayacağı gibi, perde uçlarında meydana gelecek çekme kuvvetini ve kolona gelen basınç kuvveti azalmasını sağlar.
Yapıların taşıyıcı sistemleri betonarme perdeler ile güçlendirilebildiği gibi, çelik çaprazlar da kullanılarak güçlendirilebilir. Çelik profillerle güçlendirme işlemi kolon ve kirişe bitişik konulacak çelik profiller ve bunları birbiriyle bağlayacak çelik çaprazlarla birleştirilerek gerçekleştirilmektedir. Çelik çaprazlar betonarme çerçevenin içinde kullanılacağı gibi, dışında da kullanılabilir. Kolon ve kiriş yanında çelik profillerle beraber çelik çaprazların kullanılması çok önemlidir. Özelikle çelik çaprazlar nedeniyle köşelerde oluşabilecek çekme ve basınç kuvvetlerin taşıyıcı sistemler arasında iletilmesi sağlanmalıdır. Bu sebeple çelik çaprazların bütün katlarda sürekliliğini sağlanması yük dağılımının kattan katta iletilmesini sağlar. Yatay deprem kuvvetlerine karşı direnci artırmak için, betonarme ve çelik kafes sisteminin beraber çalışmasının sağlanması gerekmektedir. Bu nedenle betonarme kolon ve kiriş yanına konulan çelik profiller, betonarme yapıyı ankraj delikleri açılıp epoksi ve ankraj çubuklarla çelik profiller ve betonarme yapının kenetlenmesi, böylelikle beraber çalışması sağlanılabilir. Bu işlem sırasında açılan ankraj delikleri temizlenip kurutulduktan sonra epoksi ile doldurularak bağlantı temin edilmektedir. Hasar çeşitleri iyi bir değerlendirme ve sınıflandırma ile ele alınıp güçlendirme yöntemine karar verilir.
