engin girgin
03-06-2007, 23:53
GÜÇLENDİRME YÖNTEMLERİ
Betonarme kolonlanrın güçlendirilmesi onların eksenel yük, moment ve kesme kuvveti taşıma güçlerinin artırılmasıdır. Bu işlem genellikle ya betonarme kesitin artırılması, kolona yeni donatılı en kesit eklenmesi yada kolonun çelik bir kafes içine alınarak betona yandan destek verilerek taşıma gücünün artırılmasıdır. Konulan çelik çerçeve de düşey yük taşıma gücünü artıracaktır.
Betonarme kesitin artırılması ya kolonun bütün çevresinde olur buna "mantolama" yada "gömlek geçirme" denir; ya da kolonun yalnızca iki kenarına yeni kesitler eklenir. Bu yöntem de "kanat ekleme" olarak nitelenir.
Çelik kafes içine alarak güçlendirmede birbirinden farklı iki malzemenin birlikte çalışması için çelik kafes ile beton arasında tam bir yapışma ve çelik kafesin kolonun eksenel yükünden payı alacak biçimde kirişlere de bağlanmasıdır.
MANTOLAMA
Betonarme kolonun betonarme elemanlarla onarımı ya da güçlendirilmesi kolonun beton en kesidinin ve boyuna donatısının artırılmasıdır. Donatı miktar olarak artırılır ancak yüzde olarak aynı kalabilir ya da artırılabilir. Mantolamada üzerinde durulacak ayrıntılar eski ve yeni betonun kaynaştırılması, yeni boyuna donatı ile eski boyuna donatının ankrajı olarak sıralanabilir. Güçlendirmede en önemli nokta kolona eklenen bölüme eski var olan bölümden yük aktarılmasıdır. Mantolamanın temel amacı kolonun düşey yük taşıma kapasitesini artırarak düşey yüklere karşı güvenlik payını yükseltmektir.
Eski ve Yeni Betonu Kaynaştırma
Kolon güçlendirmesinde kolonun üzerindeki hasarlı bölümler etriyeler ve boyuna donatı ile belirlen kolon "çekirdek" bölümüne kadar kazınmalıdır. Var olan beton varsa basınçlı su ile yıkanarak toz ve gevşek malzemeden temizlenmelidir. Mantolama sırasında eklenen yeni bölümlerin kalınlığı 5 ya 10 cm olacaktır. 5 cm kalınlığında gömlek geçirme ile küçük kolonlarda (25 x 25 cm) % 96, büyük kolonlarda (40 x 40 cm) % 56 kadar en kesit artışı olmaktadır. Buna karşılık 10 cm'lik gömlek geçirme ile küçük kolonlarda % 224, büyÜk kolonlarda ise % 125 en kesit artışı sağlanmaktadır. Bu açıdan pek çok durumda 5 cm 'lik gömlek geçirme ile önemli miktarda düşey yük taşıma kapasitesı artışı sağlanabilecektir.
Eski ve yeni betonu kaynaştırmak için daha önce verilen "eski ve yeni betonu kaynaştırma yöntemleri" kullanılabilir. Var olan kolonun betonunda açılacak dişlerin kuvvet aktarmaya olumlu katkısı vardır. Eski ve yeni betonu kaynaştırmak için betonda diş açılması yanında eski kolonun çekirdeğinin içinden geçen çiroz etriyelerde yararlı olur.
Donatıların Bağlanması ve Ankrajı
Kolonun eski ve yeni mantolanan bölümdeki donatıları arasındaki bağlantı [ Şekil-2 ] 'de verilen yöntemlerle yapılabilir. [ Şekil-2 ] 'den görüleceği gibi donatıların birbirine bağlantısı esnek ya da rijit bağlantıdan biri olacaktır. Rijit bağlantı 5 cm kalınlığında, esnek bağlantı ise 1O cm kalınlığında gömlek geçirmede uygulanmalıdır.
[Only registered and activated users can see links]
Kolon güçlendirmesinin bir başka ayrıntısı da kolon boyuna donatılarının ankrajıdır. Bodrum katta mantolanan bölümün boyuna donatıları temel pabucunda açılacak yuvalara [ Şekil-a16 ]'da gösterilen biçimde özel harçlı olarak yerleştirilebilir. [ Şekil-3 ] 'de mantolama işleminin üst katlarda da yapılması durumunda kat düzeyini geçerken boyuna donatıların bindirme ayrıntısı verilmektedir.
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
Mantolama işlemi üst katta devam etmiyorsa kolon boyuna donatılarının üst uçlarının ankrajlanmasında [ Şekil-4 ] de gösterilen yöntemler uygulanabilir. [ Şekil-4 ] 'de sol tarafta görülen yöntem mekanik ankraj olarak nitelenebilir. Sağ taraftaki yöntem ise betonun içinde ankraj olarak nitelenebilir. Burada da boyuna donatının bindirildiği yerlerde kaynaklanması gerekir. [ Şekil-5 ] 'de ise köşebentlerle kaynaklı olarak yapılan bir başka tür kolon boyuna donatısının ucunun mekanik ankraj biçimi verilmektedir (Tankın, Ersoy ve Aksan 1989).
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
Güçlendirme için yeniden eklenen bölümlerde enine donatıların bağlanması ve betonu ve boyuna donatıları sıkıca sarması gerekir. Bilindiği gibi etriyelerin, boyuna donatıların burkulmalarını önlemek, kesme gerilmelerini taşımak, betonu sararak yanal destek sağlayarak basınç dayanımını artırmak gibi görevleri vardır. Bunun için yeniden sarılan etriyelerde bir bolluk olmaması gerekir. Bu amaçla konulacak etriyelerin uçlarında bindirmeli kanca yerine kaynak ya da bidonla sıkıştırmalı bağlantı yapmak çok daha etkili olacaktır. Bu ayrıntılar [ Şekil-6 ] 'da verilmektedir. Bu arada enine donanım dairesel fret biçiminde olması daha etkilidir.
[Only registered and activated users can see links]
Kolona eklenecek yeni mantoda etriye ve boyuna donatı olarak hasır çelik de kullanılabilir. [ Şekil-7 ] 'de eklenen yeni beton kesitte hasır çelik kullanılmış en kesit görünüşü verilmektedir. Bu biçimde mantolama [ Şekil-9 ] 'da gösterilen kolonun kesme kuvveti taşıma gücünü artırmayı öngören bir onarım için uygundur.
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
Mantolama İle Kolon Güçlendirmesi Üzerine Öneriler
1- Kolonların betonarme mantolama ile güçlendirilmesinde boyuna donatı yüzdesi % 1'den az olamayacağı gibi, % 1'in çok üzerine de çıkılmamalıdır. Çünkü donatı yüzdesi % 1 olan kolonların sünek davranan en ekonomik donatı yüzdeli kolonlar olduğu deneysel olarak çıkarılmıştır.
2- Mantolama ile kolon güçlendirmesi için gereken en kesit ve donatı miktarının hesabı yapılabilir. Bu hesap yaklaşımı ile gereken en kesit hesabı ve seçilen et kalınlığı ve donatının taşıyabileceği yük hesaplanmalıdır. Yeni eklenen bölüm ile eski bölüm arasında tam bir kaynaşma, kuvvet aktarımı, olmasını beklemek gerçekçi olamaz.Bu nedenle güçlendirme için eklenen bölümün yük taşıma kapasitesinin teorik olarak hesaplanan miktarının en çok % 70'inin pratik olarak kullanılabileceği düşünülerek gereken en kesit ve donatı miktarı seçimi yapılmalıdır.
3- Beton kabuğu tümü ile dökülmüş, boyuna donatıları burkularak eğilmiş, bazı etriyeleri açılmış kolonların, bir diğer deyişle mafsallaşmanın son aşamasında ( [ Şekil-8 ] ) kolonlarında onarımı yapılabilir. Önce bütün paralanmış beton temizlenir. Bu arada kolonun askıya alınmış olması gerekir Kolon askıya alındığı zaman üzerindeki yük kalkmış olan boyuna donatılar kendiliğinden düzelebilir ya da burkulmuş boyuna donatılar ısıtılarak ya da başka yöntemlerle düzeltilir. Isıtma ile donatı düzeltilmesinde demire uygulanan ısı 500°C den fazla olmamalıdır. Düzeltilen boyuna donatılara yeni donatı parçaları [ Şekil-8 ] 'de gösterildiği gibi kaynakla eklenir. Bu eklenen yeni donatıların çapları eski düzeltilmiş donatıların aynısı olabileceği gibi daha büyük çaplı donatı da konulabilir. Daha sonra bu bölüme yeniden sık aralıklarla ve çift etriye yerleştirilir. Son olarak bu bölüme yüksek dayanımlı beton doldurulur. Betondaki agrega boyutlarının büyük olmaması betonun bütün donatıları sarabilmesi için gereklidir. Kolondaki mafsallaşmanın derecesine göre bu onarım biçiminin çeşitli aşamaları vardır. Eğer boyuna donatı burkulup üzerindeki beton dökülmemiş ise yalnızca parçalanmış beton temizlenip bir miktar daha yeni etriye eklenmesi ve yeniden betonlama ile yetinilebilir. Bu onarım yönteminin etkinliğini belirlemek için yapılan deneylerde kolonların hasar öncesi dayanımlarının yeniden sağlanabildiği laboratuvar koşullarında gözlenmiştir (Augusti ve diğerleri 1980}.
[Only registered and activated users can see links]
4- Kolonların güçlendirilmesi sırasında kullanılacak betonun agrega boyutları hem eklenen en kesit alanının et kalınlığına hemde boyuna donatılar arasındaki aralığa bağlıdır. Genellikle kullanılan agreganın en büyük tane çapı, bu sözü edilen et kalınlığının yarısından büyük olmamalıdır. Yoksa donatıların arasına beton girmez, donatı ile tam olarak sarılmaz ve donatı ile beton arasındaki kenetlenme (aderans) gerçekleşmez.
5- [ Şekil-9a ]'da gösterilen biçimde onarım ile kolonun kesme kuvveti taşıma kapasitesi artarken moment ve eksenel yük taşıma gücünde bir artış olmaz. Buna karşılık [ Şekil-9b ]'deki gibi bir onarım ile mantolanmış bölüm boyuna donatılarının mevcut kolon boyuna donatıları ile bağlantısı sağlanmış ise kesme kuvveti taşıma gücünün artışı yanında moment ve eksenel yük taşıma gücünde de artışlar beklenmelidir. Ancak moment taşıma gücünü artırmak için kolon güçlendirilmesi öngörülmemektedir. Bu amaç için çerçeve açıklıklarına perde duvar yerleştirme yöntemi kullanılmalıdır.
[Only registered and activated users can see links]
Betonarme kolonlanrın güçlendirilmesi onların eksenel yük, moment ve kesme kuvveti taşıma güçlerinin artırılmasıdır. Bu işlem genellikle ya betonarme kesitin artırılması, kolona yeni donatılı en kesit eklenmesi yada kolonun çelik bir kafes içine alınarak betona yandan destek verilerek taşıma gücünün artırılmasıdır. Konulan çelik çerçeve de düşey yük taşıma gücünü artıracaktır.
Betonarme kesitin artırılması ya kolonun bütün çevresinde olur buna "mantolama" yada "gömlek geçirme" denir; ya da kolonun yalnızca iki kenarına yeni kesitler eklenir. Bu yöntem de "kanat ekleme" olarak nitelenir.
Çelik kafes içine alarak güçlendirmede birbirinden farklı iki malzemenin birlikte çalışması için çelik kafes ile beton arasında tam bir yapışma ve çelik kafesin kolonun eksenel yükünden payı alacak biçimde kirişlere de bağlanmasıdır.
MANTOLAMA
Betonarme kolonun betonarme elemanlarla onarımı ya da güçlendirilmesi kolonun beton en kesidinin ve boyuna donatısının artırılmasıdır. Donatı miktar olarak artırılır ancak yüzde olarak aynı kalabilir ya da artırılabilir. Mantolamada üzerinde durulacak ayrıntılar eski ve yeni betonun kaynaştırılması, yeni boyuna donatı ile eski boyuna donatının ankrajı olarak sıralanabilir. Güçlendirmede en önemli nokta kolona eklenen bölüme eski var olan bölümden yük aktarılmasıdır. Mantolamanın temel amacı kolonun düşey yük taşıma kapasitesini artırarak düşey yüklere karşı güvenlik payını yükseltmektir.
Eski ve Yeni Betonu Kaynaştırma
Kolon güçlendirmesinde kolonun üzerindeki hasarlı bölümler etriyeler ve boyuna donatı ile belirlen kolon "çekirdek" bölümüne kadar kazınmalıdır. Var olan beton varsa basınçlı su ile yıkanarak toz ve gevşek malzemeden temizlenmelidir. Mantolama sırasında eklenen yeni bölümlerin kalınlığı 5 ya 10 cm olacaktır. 5 cm kalınlığında gömlek geçirme ile küçük kolonlarda (25 x 25 cm) % 96, büyük kolonlarda (40 x 40 cm) % 56 kadar en kesit artışı olmaktadır. Buna karşılık 10 cm'lik gömlek geçirme ile küçük kolonlarda % 224, büyÜk kolonlarda ise % 125 en kesit artışı sağlanmaktadır. Bu açıdan pek çok durumda 5 cm 'lik gömlek geçirme ile önemli miktarda düşey yük taşıma kapasitesı artışı sağlanabilecektir.
Eski ve yeni betonu kaynaştırmak için daha önce verilen "eski ve yeni betonu kaynaştırma yöntemleri" kullanılabilir. Var olan kolonun betonunda açılacak dişlerin kuvvet aktarmaya olumlu katkısı vardır. Eski ve yeni betonu kaynaştırmak için betonda diş açılması yanında eski kolonun çekirdeğinin içinden geçen çiroz etriyelerde yararlı olur.
Donatıların Bağlanması ve Ankrajı
Kolonun eski ve yeni mantolanan bölümdeki donatıları arasındaki bağlantı [ Şekil-2 ] 'de verilen yöntemlerle yapılabilir. [ Şekil-2 ] 'den görüleceği gibi donatıların birbirine bağlantısı esnek ya da rijit bağlantıdan biri olacaktır. Rijit bağlantı 5 cm kalınlığında, esnek bağlantı ise 1O cm kalınlığında gömlek geçirmede uygulanmalıdır.
[Only registered and activated users can see links]
Kolon güçlendirmesinin bir başka ayrıntısı da kolon boyuna donatılarının ankrajıdır. Bodrum katta mantolanan bölümün boyuna donatıları temel pabucunda açılacak yuvalara [ Şekil-a16 ]'da gösterilen biçimde özel harçlı olarak yerleştirilebilir. [ Şekil-3 ] 'de mantolama işleminin üst katlarda da yapılması durumunda kat düzeyini geçerken boyuna donatıların bindirme ayrıntısı verilmektedir.
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
Mantolama işlemi üst katta devam etmiyorsa kolon boyuna donatılarının üst uçlarının ankrajlanmasında [ Şekil-4 ] de gösterilen yöntemler uygulanabilir. [ Şekil-4 ] 'de sol tarafta görülen yöntem mekanik ankraj olarak nitelenebilir. Sağ taraftaki yöntem ise betonun içinde ankraj olarak nitelenebilir. Burada da boyuna donatının bindirildiği yerlerde kaynaklanması gerekir. [ Şekil-5 ] 'de ise köşebentlerle kaynaklı olarak yapılan bir başka tür kolon boyuna donatısının ucunun mekanik ankraj biçimi verilmektedir (Tankın, Ersoy ve Aksan 1989).
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
Güçlendirme için yeniden eklenen bölümlerde enine donatıların bağlanması ve betonu ve boyuna donatıları sıkıca sarması gerekir. Bilindiği gibi etriyelerin, boyuna donatıların burkulmalarını önlemek, kesme gerilmelerini taşımak, betonu sararak yanal destek sağlayarak basınç dayanımını artırmak gibi görevleri vardır. Bunun için yeniden sarılan etriyelerde bir bolluk olmaması gerekir. Bu amaçla konulacak etriyelerin uçlarında bindirmeli kanca yerine kaynak ya da bidonla sıkıştırmalı bağlantı yapmak çok daha etkili olacaktır. Bu ayrıntılar [ Şekil-6 ] 'da verilmektedir. Bu arada enine donanım dairesel fret biçiminde olması daha etkilidir.
[Only registered and activated users can see links]
Kolona eklenecek yeni mantoda etriye ve boyuna donatı olarak hasır çelik de kullanılabilir. [ Şekil-7 ] 'de eklenen yeni beton kesitte hasır çelik kullanılmış en kesit görünüşü verilmektedir. Bu biçimde mantolama [ Şekil-9 ] 'da gösterilen kolonun kesme kuvveti taşıma gücünü artırmayı öngören bir onarım için uygundur.
[Only registered and activated users can see links]
[Only registered and activated users can see links]
Mantolama İle Kolon Güçlendirmesi Üzerine Öneriler
1- Kolonların betonarme mantolama ile güçlendirilmesinde boyuna donatı yüzdesi % 1'den az olamayacağı gibi, % 1'in çok üzerine de çıkılmamalıdır. Çünkü donatı yüzdesi % 1 olan kolonların sünek davranan en ekonomik donatı yüzdeli kolonlar olduğu deneysel olarak çıkarılmıştır.
2- Mantolama ile kolon güçlendirmesi için gereken en kesit ve donatı miktarının hesabı yapılabilir. Bu hesap yaklaşımı ile gereken en kesit hesabı ve seçilen et kalınlığı ve donatının taşıyabileceği yük hesaplanmalıdır. Yeni eklenen bölüm ile eski bölüm arasında tam bir kaynaşma, kuvvet aktarımı, olmasını beklemek gerçekçi olamaz.Bu nedenle güçlendirme için eklenen bölümün yük taşıma kapasitesinin teorik olarak hesaplanan miktarının en çok % 70'inin pratik olarak kullanılabileceği düşünülerek gereken en kesit ve donatı miktarı seçimi yapılmalıdır.
3- Beton kabuğu tümü ile dökülmüş, boyuna donatıları burkularak eğilmiş, bazı etriyeleri açılmış kolonların, bir diğer deyişle mafsallaşmanın son aşamasında ( [ Şekil-8 ] ) kolonlarında onarımı yapılabilir. Önce bütün paralanmış beton temizlenir. Bu arada kolonun askıya alınmış olması gerekir Kolon askıya alındığı zaman üzerindeki yük kalkmış olan boyuna donatılar kendiliğinden düzelebilir ya da burkulmuş boyuna donatılar ısıtılarak ya da başka yöntemlerle düzeltilir. Isıtma ile donatı düzeltilmesinde demire uygulanan ısı 500°C den fazla olmamalıdır. Düzeltilen boyuna donatılara yeni donatı parçaları [ Şekil-8 ] 'de gösterildiği gibi kaynakla eklenir. Bu eklenen yeni donatıların çapları eski düzeltilmiş donatıların aynısı olabileceği gibi daha büyük çaplı donatı da konulabilir. Daha sonra bu bölüme yeniden sık aralıklarla ve çift etriye yerleştirilir. Son olarak bu bölüme yüksek dayanımlı beton doldurulur. Betondaki agrega boyutlarının büyük olmaması betonun bütün donatıları sarabilmesi için gereklidir. Kolondaki mafsallaşmanın derecesine göre bu onarım biçiminin çeşitli aşamaları vardır. Eğer boyuna donatı burkulup üzerindeki beton dökülmemiş ise yalnızca parçalanmış beton temizlenip bir miktar daha yeni etriye eklenmesi ve yeniden betonlama ile yetinilebilir. Bu onarım yönteminin etkinliğini belirlemek için yapılan deneylerde kolonların hasar öncesi dayanımlarının yeniden sağlanabildiği laboratuvar koşullarında gözlenmiştir (Augusti ve diğerleri 1980}.
[Only registered and activated users can see links]
4- Kolonların güçlendirilmesi sırasında kullanılacak betonun agrega boyutları hem eklenen en kesit alanının et kalınlığına hemde boyuna donatılar arasındaki aralığa bağlıdır. Genellikle kullanılan agreganın en büyük tane çapı, bu sözü edilen et kalınlığının yarısından büyük olmamalıdır. Yoksa donatıların arasına beton girmez, donatı ile tam olarak sarılmaz ve donatı ile beton arasındaki kenetlenme (aderans) gerçekleşmez.
5- [ Şekil-9a ]'da gösterilen biçimde onarım ile kolonun kesme kuvveti taşıma kapasitesi artarken moment ve eksenel yük taşıma gücünde bir artış olmaz. Buna karşılık [ Şekil-9b ]'deki gibi bir onarım ile mantolanmış bölüm boyuna donatılarının mevcut kolon boyuna donatıları ile bağlantısı sağlanmış ise kesme kuvveti taşıma gücünün artışı yanında moment ve eksenel yük taşıma gücünde de artışlar beklenmelidir. Ancak moment taşıma gücünü artırmak için kolon güçlendirilmesi öngörülmemektedir. Bu amaç için çerçeve açıklıklarına perde duvar yerleştirme yöntemi kullanılmalıdır.
[Only registered and activated users can see links]