Güçlendirme projeleri için örnek teknik rapor

BİLGİSAYAR ANALİZİ İÇİN MODELLEME

 YAPI ÜÇ BOYUTLU OLARAK MODELLENİP ANALİZ EDİLMİŞTİR.

KOLONLAR: TÜM KOLONLAR MEVCUT PROJESİNDE  BELİRTİLEN BOYUT VE KESİTLERDE yerinde kontrol edilerek 3 BOYUTLU OLARAK GİRİLMİŞTİR.

KİRİŞLER: MEVCUT  KİRİŞLER EFEKTİF DÖŞEME BOYLARI TS 500 E GÖRE BELİRLENEN TABLALI KESİT OLARAK MODELE GİRİLMİŞTİR.

DUVARLAR: ANALİZDE DUVARLARIN YAPI RİJİTLİĞİNE KATKILARI GÖZ ARDI EDİLMİŞTİR. SADECE DUVAR YÜKLERİ KİRİŞLER ÜZERİNE YAYILI YÜK OLARAK ETKİTİLMİŞTİR.ANCAK GERÇEKTE DUVARLAR DEPREM ANINDA  VE HASAR GÖRMEDEN ÖNCE DEPREM YÜKLERİNE KARŞI DİRENÇ GÖSTERİR VE BİR MİKTAR DEPREM ENERJİSİ TÜKETİRLER. ANCAK  GÜNÜMÜZDE KULLANILAN BÜTÜN MODERN YAPI ANa LİZ  PROGRAMLARI DOLGU DUVARLARIN BİNA DAVRANIŞINA OLAN ETKİLERNİ GÖZ ARDI ETMEKTEDİR. YAPILAN DENEYSEL ÇALIŞMALARDA YATAY YÜKLER  ALTINDA TUĞLA DOLGU  DUVARLI ÇERÇEVE İLE ÇIPLAK ÇERÇEVE ARASINDA PERYOT,YATAY DEPLASMAN,TABAN KESME KUVVETİ GİBİ YAPISAL ÖZELLİKLERİNDE FARKLILIKLAR OLDUĞU YAPILAN ÇALIŞMALARDA GÖRÜLMÜŞTÜR. AYRICA BU DENEYSEL ÇALIŞMALAR ANALİTİK ÇALIŞMALARLADA ÖRTÜŞMEKTEDİR.

ÖRNEĞİN : TUĞLA DUVARLA DOLGULU SİSTEMİN, DEPLASMANLARININ %56-%85 ORANINDA AZALDIĞI (BERTARA VE BROKKEN ,1981,TÜZÜN 1999),

YATAY YÜK TAŞIMA KAPASİTESİNİN 1.5  KAT DAHA FAZLA OLDUĞU,

YUMUŞAK ZEMİN KATLI DUVARLI ÇERÇEVENİN KOLONLARINDAKİ KESME KUVVETLERİNİN ÇIPLAK ÇERÇEVELİ YUMUŞAK KATLI YAPININ ZEMİN KAT KOLONLARININ KESME KUVVETLERİNE GÖRE OLDUKCA YÜKSEK OLDUĞU, (ASTERİS 2003) KANITLANMIŞTIR.

BÜYÜK MARMARA DEPREMİNDE GÖÇEN YAPI ORANININ SADECE % 4OLMASI  DA BU DURUMU  DESTEKLEMEKTEDİR.TEMEL: YAPININ TEMELLERİ MEVCUT PROJESİNE GÖRE , kotrol edilerek ALINMIŞTIR.

 analiz modelinin oluşturulması

 YAPININ BÜGÜNKÜ DURUMU ,2007 TDY  ŞARTNAMESİNİN ÖNGÖRDÜĞÜ DEPREM YÜKLERİ ALTINDA HESAPLANARAK MEVCUT YAPININ  TAŞIYICI SİSTEMİ GERİYE DÖNÜK OLARAK DEĞERLENDİRİLMİŞTİR.

 kullanılan bina analiz modeli

 a) lineer elastik analiz  olduğundan  bütün kesitlerde çatlamış kesite ait eğilme rijitlikleri kullanılmış ve  dolayısıyla  eleman rijitliklerinde   ise yönetmelik  7.4.6 a ve b deki bağıntılarla bulunan  aşağıdaki değerler  alınmıştır

 

((b-)doğrusal olmayan elastik yöntemle çözüldüğünde ise bütün kesitlerde çatlamış kesite ait  eğilme rijitlikleri kullanılmış ve  dolayısıyla  eleman rijitliklerinde   ise yönetmelik  7.4.6 a ve b deki bağıntılarla bulunan  aşağıdaki değerler  alınmıştır))

Eğilme Rijitlikleri :       ÇATLAMIŞ KESİT

Kirişlerde:                        0.4EI_o

Kolon/Perdelerde:

                N_D / (A_c f_cm)  £  0.10             0.40 EI_o                                  N_D / (A_c f_cm)  ³  0.40        0.80 EI_o

 

 

-yapının mevcut durumu

Mevcut Yapının Özellikleri	2006 Deprem Yönetmeliği Parametreleri
Binanın Projesi (Var / Yok):                                         Var	Deprem bölgesi:              2
Bilgi Düzeyi:                                      ORTA	Deprem bölge katsayısı  0.30
Bilgi Düzeyi Katsayısı:                                   0.90	Bina önem katsayısı:              1.0
Donatı Gerçekleşme Katsayısı:                                0.80	Zemin cinsi:                  Z2
Mevcut Beton Dayanımı (Ortalama – Standart Sapma): 7.4 MPA	ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ:  30 T/M2
Mevcut çelik dayanımı (Ortalama – Standart Sapma):   220 MPa mevcut beton elastise modülü:    22721 MPA mevcut çelik elastise modülü:    200000mpa	ZEMİN YATAK KATSAYISI: 6000 T/M3
Performans Düzeyi : GÖÇME DURUMU  can güvenliği sağlanmıyor güçlendirilmesi zorunlu. türk deprem yönetmeliği madde : 7.7.4.C

 

a)bina geometrisi:

-mevcut binanın b.a projesi mevcuttur. ve aynen uygulanmıştır.

-kısa kolon yoktur

-komşu bina VARDIR.

-temel sistemi KISMİ MÜTEMADİ temeldir.

b)eleman detayları:

-donatı kontrolü  kolonların %20sinde kirişlerin %10 unda  yapıldı

-kolon bindirme boyu kontrolü yapıldı %20 oranında eksik bulundu

-%20 sinde donatı kontrolü cihazla yapıldı

-donatı gerçekleşme katsayısı kolonlar için : 0.80

-donatı gerçekleşme katsayısı kirişler için0.80

c)malzeme özellikleri: 

-HER KATTAN 3  adet olmak üzere HER BİR BLOKTAN  TOPLAM 24 KAROT YÖNETMELİĞE  UYGUN SAYIDA  ALINMIŞTIR   TDY 7.2.6.3

BUNA GÖRE YÖNETMELİK GEREĞİ (tdy 3.2.5.1 )  20 MPA OLMASI İSTENEN BETON DEĞERİ  SAPMA DEĞERİ DÜŞÜLDÜKDEN SONRA C7.4 DİR.Kİ BU OLDUKCA DÜŞÜK BİR DEĞERDİR.

-alınan örnek çeliğin akma dayanımı:              220mpa 

2007 deprem yönetmenliğine göre: 

YÖNETMELİK 7.4.9 A GÖRE BİRLEŞİM BÖLGELERİ SONSUZ RİJİT OLARAK ALINMIŞTIR.

Eşdeğer Statik Deprem Yükleri   R = 1 ve I = 1 kullanılarak  hesaplanacaktır.

Binaya ek dışmerkezlik uygulanmayacaktır.

Deprem Yükleri: Vt = λ W A(T1 ) / Ra(T1)  formülü kullanılarak esaplanmıştır

      λ: 0.85 (yönetmelik ……..)2 kat üzeri olduğundan

      Ra : 1 (yönetmelik………….)

 

mevcut durum da yapı: 

1:MESKEN OLUP  1 BODRUM 1 ZEMİN , 6 NORMAL VE 1 ÇEKME KATTAN OLUŞMAKTADIR.

 BİNA ÜZERİNDE İNCELEME

1: 1 BODRUM 1ZEMİN VE 9 NORMAL KATTAN OLUŞAN YAPININ ÇERÇEVE SİSTEMİNİN DÜZENLİ OLDUĞU SÖYLENEBİLİR..TDY 2007 YÖNETMENLİĞİNDE ÖNGÖRÜLEN RİJİT BODRUM KAT MEVCUT TUR.

 2:MEVCUT PROJESİNE GÖRE YAPIDA KISMİ MÜTEMADİ TEMEL KULLANILMIŞTIR.

MEVCUT YAPININ HESABI

YAPININ STA 4 CAD V12 YAZILIMI İLE TDY 07 E GÖRE,  STATİK VE DİNAMİK ANALİZLERİ YAPILMIŞTIR.

BU ANALİZLERDE.:

1.BETON YOĞUNLUĞU 2.5 T/M3,DÖŞEME KAPLAMALARI 0.2 T/M2,DÖŞEME HAREKETLİ YÜKLERİ 0.5T/M2,DUVAR YÜKLERİ DIŞ DUVARLAR İÇİN 0.864 t/M2 İÇ DUVARLAR İÇİN 0.540 T/M2 YUK OLARAK ALINMIŞTIR.

 2: YAPTIRILAN JEOLOJİK – JEOFİZİK ZEMİN ETÜD RAPORLARINA  GÖRE ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ 30  T/M2 OLARAK ALINMIŞTIR. YİNE BU RAPORA GÖRE ZEMİN YATAK KATSAYISI  6000 T/M3 OLARAK ALINMIŞTIR.

 3:DEPREM KUVVETİNİN DÜŞEY TESİRLERİ SON DEPREMLERDE ÖZELLİKLE KOBE VE MARMARA DEPREMLERİNDE HASARLARA NEDEN OLMUŞTUR. BU ETKİNİNDE HESAPLANABİLMESİ İÇİN YAPI TEMELLERİ 1.00X1.00 M=1.00 M2 OLARAK HESAPLANIP ZEMİN YATAK KATSAYISI 6000 T/M3  X  1.00 M2=6000 T/M LİK SPRİNGLERE(YAYLARA) BİNANIN OTURDUĞU VARSAYILMIŞTIR.

4:   2007 TÜRK AFET YÖNETMENLİĞİNE GÖRE YENİ ELEMANLARDA YAPI TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞ KATSAYISI  R:4  OLARAK ALINMIŞTIR. NEDENİ İSE.MEVCUT YAPININ DEPREM ETKİSİNDE ELEMANLARININ YÜKSEK DEFARMASYONLAR YAPMASINA İZİN VERİLMEMİŞTİR.ÇÜNKÜ ELEMAN  DAVRANIŞILARI SÜNEK DEĞİL KIRILGANDIR. BU KABULUN ANA NEDENİ KOLON ALT BAŞLARINDA ETRİYE SIKLAŞTIRILMASININ BULUNMAMASI DIR.

MEVCUT DURUMU İLE BİNANIN 1998 DEPREM YÖNETMENLİĞİNİN 2. DERECE BÖLGE İÇİN ARADIĞI TDY 2007DE BELİRTİLEN KOŞULLARIN HEPİSİNİ SAĞLAMADIĞI  ANLAŞILMAKTADIR.

GÖÇME PERFORMANS SEVİYESİNDE  OLDUĞU GÖRÜLMÜŞTÜR.

DEPREM YÖNETMELİĞİ MADDE 7.7.4.C YE GÖRE BİNANIN MEVCUT DURUMDA KULLANIMI CAN GÜVENLİĞİ BAKIMINDAN SAKINCALIDIR.

 BELİRLENEN ZAYIFLIKLARIN YANINDA DONATI DÜZENLEMESİNDE VE UYGULAMADA DA YÖNETMENLİK ŞARTLARINDAN UZAKLAŞILMIŞ OLMASI İHTİMALİDE DÜŞÜNÜLDÜĞÜNDE YAPININ , GÜÇLENDİRİLMESİ GEREKMEKTEDİR. 

YUKARIDA SONUÇLARI ÖZETLENEN HESAP, PROJENİN YETERLİ OLUP OLMADIĞINI ARAŞTIRMAYA YÖNELİK OLMAYIP SADECE OLASI DEPREMDE YAPININ DAVRANIŞININ BİLİNMESİ AMACINA YÖNELİKTİR.AYRICA BU HESAP 1998 DEPREM YÖNETMENLİĞİ ŞARTLARINI TEMEL ALMAKTADIR.BUNA KARŞILIK MEVCUT PROJE BU YÖNETMENLİKTEN ÖNCE YAPILMIŞTIR.

 SONUÇ: yapı göçme ÖNCESİ PEDRFORMANS SEVİYESİNDE olup;

                “Can Güvenliği” Performans Düzeyini  sağlamamaktadır.

 DEPREM YÖNETMELİĞİ MADDE 7.7.4.C YE GÖRE BİNANIN MEVCUT DURUMDA KULLANIMI CAN GÜVENLİĞİ BAKIMINDAN SAKINCALIDIR.

YAPININ güçlendirilmiş durumu

 ONARIM VE GÜÇLENDİRME ESASLARI

 MEVCUT YAPI  İÇİN  AŞAĞIDA BELİRTİLEN GÜÇLENDİRME HESAP ÇALIŞMALARI YAPILMIŞTIR.

YUKARIDA ANLATILAN MEVCUT YAPININ DÜŞEY VE ÖZELLİKLE YATAY YÜKLERİNİ TAŞIMADA  YETERSİZLİKLER  GÖSTERDİĞİNDEN   YAPININ YANAL RİJİTLİĞİNİ VE EKSENEL YÜK TAŞIMA KAPASİTESİNİ ARTIRMAK ÜZERE  SİSTEM İYİLEŞTİRMESİ YÖNTEMİ  BENİMSENMİŞTİR.

 YAPILAN GÜÇLENDİRME HESAPLARI SONUCU

YAPININ YANAL RİJİTLİĞİNİ VE EKSENEL YÜK TAŞIMA AKPASİTESİNİ ARTIRMAK ÜZERE YAPIYA TEMELDEN SON KATA KADAR 36 ADET DEPREM PERDESİ  ve 95 adet de  poligon kolon İLAVE EDİLMİŞTİR

  Güçlendirme Perdeleri İÇ VE dış akslara eklenmiştir.  Mevcut BODRUM  perdelerin kalınlığı 20 cm  Güçlendirme Perdeleri 20cm dir

Güçlendirme Perdeleri Beton Dayanımı 30 Mpa KYB dIr.  Bu beton uygulamasında vibratör kullanılmayacaktır.

GÜÇLENDİRME HESAP ÇALIŞMALARI ESNASINDA  tdy 2007 YÖNETMENLİğinin 7.bölümü  esas ALINMIŞTIR.

güçlendirilmiş Yapının Özellikleri	2006 Deprem Yönetmeliği Parametreleri
Binanın Projesi (Var / Yok):                                         Var	Deprem bölgesi:                2
Bilgi Düzeyi:                                      ORTA	Deprem bölge katsayısı  0.30
Bilgi Düzeyi Katsayısı:                                   0.90	Bina önem katsayısı:              1.0
Donatı Gerçekleşme Katsayısı:                                0.80	Zemin cinsi    z2
Mevcut Beton Dayanımı (Ortalama – Standart Sapma): 7.4 mpa	ZEMİN EMNİYET GERİLMESİ: 30 T/M2
Güçlendirme Perdesi Beton/Çelik Dayanımı:   30 / 420 MPa	ZEMİN YATAK KATSAYISI: 6000 T/M3
Mevcut çelik dayanımı (Ortalama – Standart Sapma):   220 MPa
Hedeflenen  ve sağlanan Performans Düzeyi: Can Güvenliği (50 yılda %2)

 BU ÇALIŞMALAR ESNASINDA ZEMİN ETÜD RAPORUNDA VERİLEN ZEMİN PERYODU İLE YAPI PERYODUNUN  AYNI OLMAMASI NA ÖZELLİKLE DİKKAT EDİLMİŞTİR. ÇÜNKİ ÜLKEMİZDEKİ DEPREMLERDE EN ÇOK HASARI 4 İLA 6 KATLI YAPILAR ALMAKTADIR.  BUNUN NEDENİ İSE ZEMİN PERYODU İLE YAPI PERYODUNUN AYNI ARALIKTA OLMASI SONUCU YAPILARDA REZONANS ETKİSİNİN OLUŞMASIDIR.

    2007 DEPREM YÖNETMENLİĞİNDE GETİRİLEN performans seiyelerine göre:

 etki/kapasite  oranlarına göre mevcut durumda göçme seViyesinde iken güçlendirilmiş durumda can güvenliği seiyesine çıkmıştır.

 GÜÇLENDİRİLMİŞ  DURUMU İLE BİNANIN 2007 DEPREM YÖNETMENLİĞİNİN 2. DERECE BÖLGE İÇİN ARADIĞI  tdy 2007 DE BELİRTİLEN KOŞULLARIN HEPİSİNİ SAĞLAYARAK OLASI BİR DEPREMDE CAN KAYBI OLMAYACAK ŞEKİLDE, ÇOK ŞİDDETLİ BİR DEPREMİ HAFİF YAPI HASARLARI İLE ATLATACAK DURUMA GETİRİLMİŞTİR.

AYRICA İMALAT ESNASINDA YAPILMASI ZORUNLU OLAN DEĞİŞİKLİKLERDE PM YETKİLİDİR.

SONUÇ

Güçlendirilmiş yapı ,  “Can Güvenliği”   Performans Düzeyini  sağlamaktadır

 ONAYLI  GÜÇLENDİRME  PROJESİ İLE TEKNİK GEREKLERE TAM  ANLAMIYLA UYGUN BİÇİMDE GERÇEKLEŞTİRİLECEK BİR GÜÇLENDİRME UYGULAMASI SONUCU  YAPININ

 SAĞLIKLI BİR DEPREM VE EKSENEL YÜK TAŞIMA KAPASİTESİNE KAVUŞACAĞI ANLAŞILMAKTADIR.

 

   ııı-tablolar

Tablo 1. mevcut ve güçlendirilmiş durum özet

	mevcut durum	güçlendirilmiş durum	birim
agırlık	1333	4320	T
peryot	2.27	0.99	SN
deprem kuveti x	53	141	T
deprem kuveti y	70	139	T
1.mod	X	X	–
göçme sınırı x	48	121	T
göçme sınırı y	60	153	T
2007 tdy göre p.s®) YE GÖRE	göçme	can güvenliği	–
2007 tdy göre p.s(GÖRELİ KAT  ÖTE)	GÖÇME	can güvenliği	–
EN ÜST KATTAKİ DEPLASMAN	9.4	5.4	CM
A1 DÜZENSİZLİĞİ	YOK	YOK	–

                                                                        Uğur oflaz                                                                                                                                    inşaat / deprem mühendisi

 ıv-ankraj (rot) hesabı

 

Ankraj derinligi İSE Cook (1993)’a göre 40karekök do+ hc olarak verilmektedir. Burada do delik çapi, hc (mm) ise koni biçiminde betonun  kinlmasi olmasi durumunda olusan koninin derinligidir. Burada hc asagidaki denklemle hc =t o.pi .do/1,84karekök fc ile verilmektedir. Burada t o = kullanilan kimyasal yapistircinin aderans gerilmesi, do = deligin çapi, fc = betonun basinç dayanimidir. Uzunluklar mm, gerilmeler iseN/mm2 cinsindendir. Cook ( 1993) yukandaki denklemi, aderans dayanimi 6.3 ile 14.6 N/mm2 arasinda degisen kimyasal malzemeler kullanarak yaptigi deneylerden çikarmistir. Delik çapi do’in çubuk çapindan %10-25 daha büyük olmasi istenmektedir. Yukaridaki denklem kullanilirsa 16 mm çapinda donati ve yukarida bellrtilen aderans dayanimlarinda kimyasal malzeme ile yapilan ankrajlarda gerekli ank raj derinligi, bir diger deyisle gömme derinligi (13-19)xdemir çapi kadar olmaktadir. 20 mm donati çapi için gömme derinligi ise (12.5-17.5)xdonati çapi arasinda degismektedir. tarafımızca yukarıdaki förmüllere göre yapılan hesaplamalar sonucu fi 16lik demirden 30 cm gömme derinliği verilmiştir.

                                                                          Uğur oflaz

                                                                              inşaat / deprem mühendisi

                                                                              proje kontrol müşaviri