Yığma bina güçlendirme örneği hesap ve çizimler

YIĞMA BİNA GÜÇLENDİRME PROJE ÖRNEĞİ

 Ülkemiz yapı stoğunun büyük bir bölümünü oluşturan yığma yapılarla ilgili yukarıdaki bölümlerde bilgi verilmişti. Şimdi bazı genel  bilgiler verdikten sonra yığma yapının güçlendirme hesaplarını örnek bir yapıda adım adım yapalım.

Bilindiği üzere yığma yapılar çekme gerilmelerine karşı zayıftırlar ve büyük oranda hasarlarda bu nedenle oluşur. Bu zayıflığı gidermek içinde duvarda donatı kullanılarak bu zayıflık giderilir. Deprem  yönetmenliği bölüm 5 yeni yapılacak yığma binalarla ilgili konsrüktif esaslara ağırlıklı olarak yer verilmiştir. Bu esaslara güçlendirilecek yapımızda uydurulmalıdır. örneğin Güçlendirme imalat aşamasında duvarlarda %35 in üzerinde boşluk varsa  ve özellikle köşelerde pencerelerin köşeye mesafesi 1.5 m den azsa ilave duvarlar örülerek bu zayıflıklar mutlaka giderilmelidir. Yine bir duvarın mesnetlenmiş mesafesi 1.derece deprem bölgelerinde 5.5 m yi geçemez.

Aşağıda verilen 3 katlı yığma yapının güçlendirme hesaplarını yapalım. Yerli programlardan sta4-cad le yaparken aynı zamanda  program olmadan yapacak şekilde de izah edeceğiz.

Deprem çözümlemesi durumunda eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanılabilir. Ve betonarme binalarda olduğu gibi deprem yükü(taban kesme kuvveti  )hesaplanır.

Vt= W .A0 .I  .S / Ra                                                W= toplam Wi = toplam  (G1 +nQ  ) Burada: A0=etkin yer ivme katsayısı deprem bölgesi kaçsa ona göre alınır. Bizim örneğimizde 1.derece deprem bölgesi olsun ve A0 = 0.40            bina önem katsayısı = 1 S = spektrum katsayısı yığma yapılar için = 2.5 tur. Ra= deprem yükü azaltma katsayısıda yığma yapılar için mevcut durumda  2.5 dur. ((yeni yığma bina projesinde t.dy 5.2.1 e göre  2 dir.) W= toplam ağırlığı g ölü ve q hareketli yükler (konutlar için 0.200 kg/cm2) ve n hareketli yük .biz örneğimizde 0.500 alacağız. katılım katsayısı( konutlar için 0:30 ) olarak tanımlanır. Yapılacak hesaplamar sonucunda    kayma gerilmeleri: kerpiç ve biriket duvarlarda  5 kg/cm2 tuğla ve taş duvarlarda  15 kg/cm2 beton bodrum duvarlarına ise  75 kg/cm2  yi geçmemelidir. Esas  itibariyle hesaplama yöntemi şöyledir. Yatay deprem kuvveti hesaplanır  ve katlara dağitılır. O kata ait kesme kuvveti (deprem kuvveti) deprem doğrultusundaki ( x ve y yönü) duvarlara  alanlarına bölünerek dağıtılır ve o duvara ait kayma gerilmesi bulunmuş olur. Bulunan kayma gerilmeleri yukarıda verilen örneğin tuğla duvar için 15 kg/cm2 sınırıyla kıyaslanır eğer geçiyorsa o duvarın  güçlendirilmesine  karar verilir. Örnek binamızı yapalım: 1-düşey yükler Normal kat alanı= 10m x 12.75 m = 127.5 m2 Kat hareketli yükleri =  p1=p2=p3=  0.500 t/m2 127.5 x 0.500 = 63.75 ton bir kattaki hareketli yük. Duvar boyları: Lx  dış (x yönündeki dış duvar toplam uzunluğu)= 8.80 Lx  iç (x yönündeki iç duvar toplam uzunluğu)= 18.90 m Ly  dış (x yönündeki dış duvar toplam uzunluğu)= 25.50m Ly  iç (x yönündeki iç duvar toplam uzunluğu)=  27.50 m Duvar alanları: Ax = 8.80 x 0.25 + 18.90 x 0.20 = 5.98m2 Ay = 25.50 x0. 25 + 27.50 x 0.20 = 11.88m2 Duvar ağırlıkları: G = 0.400  t/m2 (25 cm lik  tuğla duvar birim ağırlığı) x 2.95 (kat yüksekliği) x (25.50 + 8.80 dışduvarların uzunlukları )  + 0.340(20 lik tuğla duvar birim ağırlığı) x 2.95 (kat yüksekliği) X  (18.90+27.50 m iç duvarların tıplam uzunluğu) = 40.47 + 47.90 = 88.38 ton Hareketli yük =  0.30  hareketli yük katılım katsayısı) x 63.75(hareketli yük) = 19 ton Döşeme ağırlığı = 10m x 12.75 m x 0.398 t/m2 (döşeme birim ağırlığı) = 50.74 Toplam kat ağırlığı=88.38ton (ölü yük)+19 ton(hareketli yük)+50.74 (döşeme ağır) =158t Toplam bina ağırlığı = 3 kat x 158 ton = 474 ton   2-deprem yükü: R= 2.5        S = 2.5          yığma yapılarda bu değerler kullanılır. Vzemin = 0.40 x S x toplamWi / R ………V zemin= 0.40 x 2.5 x 474 t /2.5 = 189 ton F3.kat =Vt   x 3.kat ağırlığı x3kat x 2.95m kat yüksekliği / 3. kat ağırlığı x 3 kat X 2.95 kat yüksekliği + 2.kat ağırlığı x 2 kat x 2.95 kat yüksekliği + 1.kat ağırlığı x 1kat x 2.95 kat yüksekliği F3.kat = 189x 158 x 8.85 / 158 x 8.85 + 158 x 5.90 + 158 x 2.95 =264278/ 1398+932 +466 F3.kat =264278 / 2796= 94 ton F2.kat= 189 x158 x 2kat x 2.95 / 158x 8.85 +158 x 5.90 + 158 x 2.95 = 176185/2796= 63t F1.kat= 189×158 x 1kat x 2.95 / 158 x 8.85 +158x 5.90 + 158 x 2.95 = 88092/2796 = 32t F 1.kat=32 ton         F2.kat=63 ton          F3.kat=94ton Vt=32+63+94= 189 ton            V2.kat =63+94= 157 ton            V3.kat= 32 ton    3- kayma gerilmeleri: X yönü: Zeminkat x yönü kayma gerilmesi = 189 (Vt )/ 5.98 m2(x yönü duvar alanı)=31.6t/m2 1.kat x yönü kayma gerilmesi = 157 (V2)/ 5.98 m2(x yönü duvar alanı)=26.25/m2 2.kat x yönü kayma gerilmesi = 32 (V3 )/ 5.98 m2(x yönü duvar alanı)=5.35t/m2 yyönü: Zeminkat y yönü kayma gerilmesi = 189 (Vt )/ 11.88 m2(y yönü duvar alanı)=16t/m2 1.kat y yönü kayma gerilmesi = 157 (V2)/ 11.88 m2(y yönü duvar alanı)=13.2/m2 2.kat y yönü kayma gerilmesi = 32 (V3 )/ 11.88 m2(y yönü duvar alanı)=2.7t/m2  Yapımız mimariden görüldüğü üzere x yönünde zayıftı. Bunun sonucundada maksimim gerilme sınırı olan 15 t/m2 yi  x yönünde zemin ve birinci katlar  y  yönünde ise zemin kat kayma gerilme sınırını aştıklarından yapının güçlendirilmesi gerekir. Güçlendirme: Yukarıdada bahsedildiği üzere yığma yapıların en çok zorlanan ve dolayısıyla en kritik bölgeleri köşe birleşimleridir. Bundan dolayı binamızın dört köşesine içden ve dıştan (bitişik yapılarda sadece içten) ayrıca yaptığımız hesap sonucu kayma gerilmeleri yersiz çıkan  yukarıda belirttiğimiz akslara   hasır çelik üzeri püskürtme beton uygulaması yapacağımızı düşünerek hesap yapalım. Eğer yine kayma gerilmeleri yetersiz çıkarsa güçlendireceğimiz duvar adedini artıralım. 1-güçlendirilmiş durumda deprem kuvvetleri: Vt = W A0 I St/R        =  474 ton x 0.40 x 1 x 2.5/ 3.5     = 135 ton *güçlendirilmiş durumda  R katsayısını 3.5 aldık         St ise yine 2.5 F3.kat =Vt   x 3.kat ağırlığı x3kat  x 2.95m kat yüksekliği / 3. kat ağırlığı x 3 kat X 2.95 kat yüksekliği + 2.kat ağırlığı x 2 kat x 2.95 kat yüksekliği + 1.kat ağırlığı x 1kat x 2.95 kat yüksekliği = F3.kat = 135x 158 x 8.85 / 158 x 8.85 + 158 x 5.90 + 158 x 2.95 =188770/ 1398+932 +466 F3.kat =2188770/ 2796 =  67 ton F2.kat= 135×158 x 2kat x 2.95 / 158x 8.85 +158 x 5.90 + 158 x 2.95 = 125847/2796 =  45t F1.kat= 135×158 x 1kat x 2.95 / 158 x 8.85 +158x 5.90 + 158 x 2.95 = 62923/2796 = 22t F 1.kat=22 ton         F2.kat=45 ton          F3.kat=67ton Vt=22+45+67= 134 ton            V2.kat =45+67= 113 ton            V3.kat= 22 ton  Her bir katta püskürtme beton alanı ve kayma gerilmeleri : Ax zemin=0.90+0.90+2.90+2.90+0.95+0.95+3.25+3.25+3.25+3.25+ (6×2.90)2.75+3.85=46.5mt   X 0.007m(püskürtme beton kalınlığı) = 3.26m2 Ay zemin= 8 x1 =8 m x0.007  = 0.56m2 Zeminkat X yönü kayma gerilmesi = 134 (Vt )/ 5.98 m2(x yönü duvar alanı)+ 3.62m2 ( 7 cm  kalınlığında yapılan hasır çelikli püskürtme beton kalınlığı) = 134/9.60 = 13.95 t/m2 sınır değer olan 15 t/m2 den küçük olduğundan x zemin kat x yönü güçlendirmesi tamam demektir. Zeminkat Y yönü kayma gerilmesi = 134 / 11.88(y yönü duvarkesit alanı)+0.56m2 (7 cm  kalınlığında yapılan hasır çelikli püskürtme beton kalınlığı) = 134 /12.44 =  10.77m2  sınır değer olan 15 t/m2 den küçük olduğundan x zemin kat x yönü güçlendirmesi tamam demektir.  uğur oflaz 2012 istanbul