Betonarme binaların yapı dışarısından perde duvarlarla güçlendirilmesi

Abstract

Türkiye'nin önemli ve öncelikli sorunlarından birisi de depreme dayanıksız yapı stoğudur. Depreme dayanıksız yapılar özellikle 1992 Erzincan depremi ile başlayan son 15 yıllık dönemde büyük hasarlara ve can kayıplarına yol açmışlardır. En fazla can kaybı da deprem bakımından yetersiz betonarme binalarda yaşanmıştır. Bu sorunun çözülebilmesi için depreme dayanıksız yapıların belirlenmesi ve bu yapıların güçlendirilmesi olmak üzere iki temel konuda ciddi çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Esasen her iki alanda da iyi bir bilgi birikimi oluşmuş olmasına rağmen depreme dayanıksız olduğu belirlenen yapıların güçlendirilmesinde zorluklarla karşılaşılmaktadır. Bu zorluklardan en önemlisi yapının kullanıma kapatılarak güçlendirilme imalatının yapılması gerekliliğidir. Pek çok bina sahibi binasını inşaat esnasında kullanamayacağı için güçlendirmekten kaçınmaktadır. Ayrıca, bina içerisinde yapılacak klasik güçlendirme uygulamaları ince işler nedeniyle maliyeti de oldukça artırmaktadır. Bu çalışmada, Türkiye yapı stokunun önemli kısmını oluşturan betonarme binaların yapı dışarısından betonarme perdelerle güçlendirilmesini sağlayacak bir yöntem geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında üç boyutlu üç adet yapı numunesi tersinir tekrarlı yükler altında denenmiştir. Deney serisi, referans yapı ile hasarlı ve hasarsız iken güçlendirilen yapılardan oluşmaktadır. Yapılan çalışmalar sonucunda dış perdelerin hem hasarlı hem de hasarsız yapılarda başarılı sonuçlar verdiği ve dış perde uygulaması ile yapı kapasitesi ve rijitliği artırılabildiği gösterilmiştir. Yapıya sonradan ilave edilen dış perde ile dış perdenin bağlandığı mevcut yapı elemanlarının tek elemanmış gibi çalışabildiği deneysel olarak gösterilmiştir. Ayrıca, deney modellerinin doğrusal olmayan bilgisayar modelleri de hazırlanarak statik itme analizleri yapılmış ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Doğrusal olmayan modellere donatı sıyrılması, perde kayma davranışı da yansıtılmıştır. Doğrusal olmayan yapı modellerinin gerçekçi sonuçlar verdiği görülmüştür.

One of the important and primary problems of the Turkey is seismically deficient building stock. Due to these vulnerable buildings, great damages and a lot of casualties have been experienced in the 15-year period starting with 1992-Erzincan Earthquake. Most of the casualties are encountered in reinforced concrete buildings. To overcome this problem, serious research is needed mainly in two areas that are determining seismically vulnerable buildings and strengthening these buildings. Actually, in both areas, an extensive literature has been improved. Contrary to this fact, in many cases, engineers come across with some difficulties in seismic strengthening applications. Most important one of these difficulties is the necessity of the building's being out of service for the construction of strengthening members. Most building owners avoid strengthening their building as they have to empty their building. Additionally, classical strengthening applications that require construction inside the building increases construction cost due to finishing works. In this study, a method for strengthening RC buildings, which composes of an important percentage of the Turkish Building Stock, from outside of the building by external shear walls is developed. In this scope, three RC models in 3-D were loaded under cyclic loads statically. Experimental program includes a reference model, and two strengthened models that were damaged/repaired and undamaged. Experimental study showed that using external shear walls is possible to improve capacity and rigidity of both damaged and undamaged RC structures. It is also proved experimentally that, post attached external shear walls behave as a monolithic member of the structure. Additionally, nonlinear analytic models of the experimental models are prepared and static pushover analyses are performed on the models. In models, bond-slip and sliding shear behavior are modeled. Experimental and analytical models are compared with each other. It is seen that, analytical results are reasonable in comparison with the experiments.