Betonarme yapım sistemi, en çok tercih edilen
yapı teknolojilerinden biridir. Bu sistemin tercih
nedeni, ana malzemesi olan betonun olumlu
özellikleridir. Dünyada ve ülkemizde betonarmenin
yoğun olarak kullanımının başlıca nedenleri;
• Kolay bir üretim evresine sahip olması,
• Bir takım ek önlemler almak ve katkı
maddeleri kullanmak şartı ile aşırı olmayan
her türlü çevre koşulunda standart kalitede
üretim yapılabilmesi,
• Maliyetinin düşük olması,
• Hammadde temini ve kalitesi açısından,
tükenmekte olan önemli doğal kaynaklara bağımlı
olmaması şeklinde sıralanabilir. Betonarme yapı
sistemine olan bu yoğun talep, betonarme yapı
miktarının önemli oranda artmasını beraberinde
getirmiştir. Bu anlamda üretilen büyük miktardaki
yapı için çeşitli nedenlerle ihtiyaç duyulan,
onarım, iyileştirme veya güçlendirme adı verilen
rehabilitasyon çalışmaları da önem kazanmıştır.
Son yıllarda, özellikle ülkemizde üretilen betonarme
yapıların, projelendirilmesi, uygulanması
ve kullanılması esnasında yapılan bir takım
hatalar veya verilen yanlış kararlar, yapıya
taşıyıcı eleman ve malzeme açısından yapılması
gereken bir takım müdahale ve değişiklikleri
gerektirmektedir. Betonarme taşıyıcı sistemde
yapılan bu tür değişiklik ve eklemeler, yeri ve
amacına göre onarım, güçlendirme, iyileştirme
adları ile tanımlanarak uygulanmaktadır. Taşıyıcı
sisteme müdahale işleminin, sınırlı bir hasarın
giderilmesi için yapılmasına veya depremde
hasar görüp taşıma gücü azalmış elemanlara
deprem öncesi taşıma gücü değerlerini yeniden
kazandırma işlemine“onarım” denir. Onarım,
güçlendirme ve yenileme iç içe girebilen
işlemlerdir (Özgen, 1990).
Hasar olsun veya olmasın, taşıyıcı sistemin
tümünün ya da belli elemanlarının taşıma gücünü
artırmak veya ekonomik ömrü boyunca muhtemel
bir depremde hasar gören yapının, aynı boyutta
depremlerin birçok kez yinelenmesi beklentisi
karşısında aynı hasarın tekrarlanmaması için
eski durumundan daha güçlü duruma getirilmesi
için yapılan müdahale işlemlerine genel olarak
“güçlendirme” denir. Diğer bir tanıma göre;
tekrar kullanılmak üzere hasarlı binanın onarım
uygulamaları restorasyon (restoration), hasar
görmüş yapıların taşıyıcı kısımlarının performanslarını
orijinal haline yükseltmek amacı ile
yapılan iyileştirme uygulamaları onarım (repair),
hasar görmüş yapıların taşıyıcı kısımlarının
performanslarını orijinalinden daha yukarıya
çıkarmak için yapılan/uygulanan işlemler de
güçlendirme (strengthening) diye tarif edilmektedir
(Fukuyama vd., 2000).
Ülkemiz nüfusunun önemli bölümü (%95)
yüksek derecede deprem riski olan bölgelerde
yerleşmiş durumdadır. Ayrıca mevcut deprem
tehlikesinden başka yapı ömrünün ortalama 50
yıl olduğu dikkate alındığında, taşıyıcı sistemleri
onarım ve güçlendirme uygulaması gerektiren
büyük miktarda yaşlı bina yığınının bulunduğu
bir gerçektir. Bu bağlamda yapılan onarım ve
güçlendirme işlemlerinde, yöntem ve malzemelerin
etkin kullanımları açısından bir takım
bilgi eksiklikleri olduğu görülmektedir. Bu
eksikliklerden dolayı hatalar içeren güçlendirme
uygulamalarında büyük ekonomik kayıplar
meydana gelmektedir. Ülkemizde bu konuyu
anlaşılır ve standart bir işlem dizisi ile ortaya
koyan, uygulama kriterleri ve sınırlarını
belirleyen, ayrıca alternatif yöntemler ile
karşılaştırmayı mümkün kılan çalışmalara
ihtiyaç olduğu açıktır. Bu anlamda söz konusu
yöntemlerden biri olarak günümüzde yoğun
talep gören bir güçlendirme işlemi olan;
“betonarme elemanların dış yüzeylerinden
epoksi reçinesi ile yapıştırılan çelik lamalar
ile betonarme kirişlerin güçlendirilmesi ve
birleştirilmesi” uygulaması, bu çalışmada
deneysel olarak incelenmiştir.
Betonarme yapılarda onarım, güçlendirme gibi
çoğu zaman yapı hizmet halindeyken bile
kolaylıkla uygulanması istenen işlemleri veya
çeşitli nedenlerle yapılacak taşıyıcı sistem
değişikliklerini gerçekleştirmek için kullanılabilecek
çeşitli yöntemler vardır. Bu tür yöntemlerden
elde edilmesi öngörülen performans kriterleri
aşağıda verilmiştir;
Çelik lamalarla güçlendirme
• Taşıyıcı sistemin taşıma gücü değerlerinin
güvenlik sınırlarına yükseltilmesi,
• Uygulama sonunda ulaşılan değerlerin
zaman ve ortam şartlarından etkilenmeden
korunabilmesi,
• Hizmet halinde olan bir yapıda uygulanabilecek
basit bir işlem dizisine sahip olması,
• Uygulandıktan sonra kısa sürede yüksek
taşıma gücü değerlerine ulaşarak hizmete
verilebilmesi,
• Maliyet-performans oranının uygun olması
Çelik elemanlarla güçlendirme
Betonarme taşıyıcı elemanların dış yüzeylerine
yapıştırılan çelik lamalar ile yapılan güçlendirme
işlemi, uzun bir geçmişi olan ve halen yoğun
talebin gözlendiği yöntemlerden biridir. Bu
yöntem ile taşıyıcı sistem bir bütün şeklinde ele
alınarak yapı güçlendirmesi yapılabildiği gibi,
eleman ölçeğinde uygulama yapmak da
mümkündür.
Betonarme elemanların dış yüzeylerinden
yapışkan bağ aracılığı ile güçlendirilmesi işlemi,
taşıyıcı yapı sisteminde yapışma ile birleştirme
tekniğinin ve buna bağlı olarak yüksek taşıma
gücü değerlerine sahip yapı kimyasallarının
ortaya çıkmasını sağlamıştır. Taşıyıcı sistemde
bu tür yapıştırıcıların kullanılmaya başlanması
sayesinde, kısa sürede güvenli iyileştirme ve
güçlendirmelerin yapılabilmesi mümkündür.
Ayrıca bu tür malzemelerin, basit makina ve
aletler ile uygulanabilen bir işlem dizisi
gerektirmeleri, bu alanda uygulama açısından da
kolaylıklar sağlamaktadır.
Asıl olarak taşıyıcı sistemde yapıştırıcı
kullanımı hakkında olumlu ve olumsuz bir çok
görüş vardır. Bu görüşler genellikle, fizikokimyasal
yaklaşımlar kapsamında ele alınarak
değerlendirilmektedir (Mouton, 1999). Genel
olarak yapısal bir yapıştırıcı ile gerçekleştirilen
birleştirme uygulaması, yüksek taşıma gücü
değerleri sağlanması, kolay bir işlem dizisi ile
hızlı bir şekilde hizmete alınabilmesi ve yapı ile
ilgili diğer problemlere etkili çözümler
getirmesi nedeni ile geniş bir kullanıcı kitlesi
tarafından tercih edilen yaygın bir birleştirme
tekniği olarak kabul edilmektedir. Konu ile ilgili
firmaların bünyesindeki yapımcılar tarafından
üretilen yapıştırıcı formülleri, bina onarım
ve güçlendirme teknolojilerinin gelişmesini
sağlamaktadır. Ancak yapıştırma tekniği bazı
ülkelerde, bir çok mimar ve mühendis tarafından
yeterli derecede güvenilir bulunmamaktadır.
Bunun başlıca nedenleri şunlardır:
• Yapıştırılmış birleşimler titreşimler, yorulma
direnci, çevrenin bozucu etkileri ve sürekli
yüksek gerilmelere maruz kalma gibi
nedenlerle zaman içinde fiziksel kararlılıklarını
kaybedebilir.
• Yapıştırılmış birleşimlerde taşıma gücü
tespiti yapılması normal şartlarda tahribatlı
deney yöntemleri ile mümkündür. Tahribatsız
bir kontrol mekanizması ise pahalı cihazlar
ve zahmetli bir işlem dizisi ile sağlanabilir.
Dolayısı ile yapışkan bağın kullanımdayken
sürekli kontrol altında tutulması mümkün
değildir.
• Yapışma tabakasını gerektiğinde ayrıştırmak
için kullanılan cihazlar karmaşık ve pahalıdır.
• Yapıştırıcı bağ yüksek sıcaklık derecelerinden
ve ısınma–soğuma döngüsünden olumsuz
etkilendiği için, sahip olduğu taşıma gücü
değerlerini koruması mümkün olmayabilir.
Bu olumsuz nedenlerden çoğunun kısmen veya
büyük oranda, bazı ek detay önlemleri ve farklı
formül ve katkı kullanımı ile üstesinden
gelinmesi mümkündür; ancak bu yoldan
maliyetin yükselmesi kaçınılmazdır. Dolayısı ile
karar aşamasında maliyet-performans oranı
dikkate alınmalıdır. Bu tekniğe mimar veya
mühendisler açısından bakıldığında, mevcut
olan en uyumlu, kolay uygulanabilen ve düşük
maliyetli kombinasyonları bulmak önemlidir.
Bu nedenle, betonarme elemanları yapıştırarak
birleştirme uygulaması, bu isteklerin tümünü
karşılayabilen bir güçlendirme tekniği olarak
değerlendirilebilir.
Çelik lamaların epoksi reçinesi ile betonarme
taşıyıcı sistem elemanlarına dış yüzeylerinden
bağlanması tekniği, Avrupa’da 1960’ lardan
beri betonarme yapıların güçlendirilmesi ve
elemanlarının onarılması işlemlerinde, etkin
olarak kullanılmaktadı