
Betonarme Taşıyıcı Eleman Güçlendirme Sistemleri

Betonarme yapılarda yük taşımak ve aktarmak amacıyla inşa edilen kolon, kiriş ve perde elemanlarının tümüne taşıyıcı eleman adı verilmektedir. Taşıyıcı elemanlardan, başta kendi ağırlıkları olmak üzere, maruz kaldıkları her türlü düşey ve yatay yükleri güvenle taşımaları ve yapı temeline aktarmaları, ayrıca sünek davranış göstermeleri beklenir.
Betonarme taşıyıcı eleman güçlendirmede tercih edilen 3 yaygın yöntem vardır. Bunlar FRP ile güçlendirme, FRCM ile güçlendirme ve mantolama yöntemleridir. FRP ile güçlendirme sistemi, geleneksel bir güçlendirme yöntemi olup, FRP kısaltması İngilizce Fibre-Reinforced Polymer yani elyafla güçlendirilmiş polimerden gelmekte, ayrıca CFRP (Carbon Fibre-Reinforced Polymer) yani karbon elyafla güçlendirilmiş polimer olarak da bilinmektedir. Sistem, karbon elyaftan üretilmiş teknik bir kumaş ya da plakanın epoksi kullanarak betonarme taşıyıcı elemana dışarıdan yapıştırılmasından oluşmaktadır. Geleneksel FRP yöntemine ek olarak dünya genelinde yaygın olarak kullanılan diğer bir sistem, FRCM güçlendirme sistemidir. FRCM güçlendirme sistemi, İngilizce Fabric-Reinforced Cementitious Matrix yani tekstil donatılı çimentolu matris olarak adlandırılan güçlendirme sisteminin baş harflerinden gelmekte olup, onarım ve güçlendirmede modern ve güncel bir yöntemdir. Güçlendirme matrisi, en basit formuyla tekstil donatı (güçlendirme donatısı ya da teknik tekstil olarak da adlandırılır.) ve çimento ya da kireç esaslı bir harçtan oluşmaktadır. Üçüncü yöntem olan mantolama ise betonarme taşıyıcı elemana kimyasal dübel ile filiz ekimi yapılması, ardından yeni donatılar ve beton ile var olan kesitin genişletilmesi yöntemidir.
FRP METODU PRENSİP UYGULAMALARI
FRP güçlendirme sistemleri, taşıyıcı yapı elemanı üzerine etkiyen gerilmelerin karbon polimer malzemesi tarafından da karşılanması, böylelikle taşıma kapasitesinin artırılarak yapının daha güvenli hala getirilmesi prensibine dayanmaktadır. Öte yandan FRCM güçlendirme sistemleri, betonarmede beton ve çeliğin birlikte çalışmasına benzer şekilde harç ve tekstil donatının birlikte çalışmasına dayanmaktadır. Bu bağlamda güçlendirme uygulamasının yapıldığı yapı elemanının taşıma kapasitesine ek olarak basınç gerilmelerini güçlendirme harcının karşılaması, çekme gerilmelerini ise tekstil donatının karşılaması prensibine dayanır. Mantolama ile güçlendirme sistemleri, güçlendirmede en eski yöntem olup, taşıyıcı yapı elemanı kesitinin büyütülmesi ve daha fazla yük taşıyabilen, daha rijit bir eleman eldesine dayanmaktadır.
Betonarme taşıyıcı elemanlarda, malzeme dayanımlarının yetersiz olması, sistem yapısının iyi tasarlanmamış olması, inşa esnasında yapım hataları bulunması, doğru hesap yapılmamış olması gibi nedenlerden ötürü maruz kalınan çeşitli yükler karşısında hasarlar oluşabilir.
Betonarme taşıyıcı eleman hasarları, sistem açısından birincil bir hasar olarak görülmekte ve yapının güvenliği açısından tehlike arz etmektedir. Dolayısıyla onarım ve güçlendirme uygulamalarında gereken hassasiyet gösterilmelidir.
FRP METODU İLGİLİ STANDARTLAR
-
Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2019
-
T.C. Çevre ve Şehircilik İnşaat İşleri Teknik Şartnamesi “Betonarme İşleri” 2019
-
FIB Bulletin 14 “Externally Bonded FRP Reinforcement for RC Structures”
-
FIB Bulletin 35 “Retrofitting of Concrete Structures by Externally Bonded FRPs, with Emphasis on Seismic Applications”
-
ACI 440.3R-12 “Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures”
-
JSCE Concrete Engineering Series, No.41 “Recommendation for Upgrading of Concrete Structures with use of Continuous Fiber Sheets”
-
CNR-DT 200/2004 “Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Existing Structures – Materials, RC and PC Structures, Masonry Structures”
-
ISIS Design Manual No. 4 “Strengthening Reinforced Concrete Structures with Externally—Bonded Fibre Reinforced Polymers (FRPs)”
-
CNR-DT 2000 R1 / 2013 “Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Existing Structure”
-
ACI 549. 4R-13 “Guide to Design and Construction of Externally Bonded Fabric-Reinforced Cementitious
-
Matrix (FRCM) Systems for Repair and Strengthening Concrete and Masonry Structures”
-
ICC-ES AC434 10-2018 “Acceptance Criteria for Concrete and Masonry Strengthening Using
-
Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) and Steel Reinforced Grout (SRG) Composites”
FRP METODU KULLANILAN ÜRÜNLER



FRP UYGULAMA ADIMLARI
-
Uygulama yapılacak olan yüzey, tüm yabancı maddelerden ve tozdan arındırılır.
-
Betonarme yapı elemanı üzerinde tamir gereken bölgeler nemlendirilir ve RPM40 ile tamir edilir.
-
Tamir için RPM40, paket üzerinde belirtilen ölçüde suyla ve belirtilen sürede karıştırıldıktan sonra hasarlı yerlere uygulanır ve güçlendirme için düz bir yüzey elde edilir.
-
EPX Primer A ve B bileşenleri, teknik bilgi föyündeki yönergelere uyarak karıştırılır ve hazırlanır.
-
Hazırlanan EPX Primer astar malzemesi, betonarme yapı elemanı üzerine uygulanır.
-
Karbon Kumaş ile güçlendirme yapılacaksa EPX FRP, Karbon Plaka ile güçlendirme yapılacaksa EPX CP’nin A ve B bileşenleri, teknik bilgi föyündeki yönergelere uyarak karıştırılır ve hazırlanır.
-
Hazırlanan EPX FRP ya da EPX CP epoksi, betonarme yapı elemanı üzerine uygulanır.
-
Karbon Kumaş ya da Karbon Plaka, epoksi uygulanmış yüzeylere yerleştirilir.
-
Karbon Kumaş ile güçlendirme yapılıyorsa, seçilen mekanik ankraj elemanıyla mevcut betonarme yapı elemanına ankre edilir.
-
Ankrajlama sonrası, Karbon Kumaş üzerine son kat EPX FRP uygulanır.
-
RPM40 ya da RPM60, son kat sıvası olarak uygulanır ve güçlendirme tamamlanır.
FRP METODU DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN DETAYLAR
-
Güçlendirme, betonarme taşıyıcı eleman üzerine direkt olarak yapılmalıdır. Yüzeydeki gevşek tabaka, sıva, seramik, boya vb. kaldırılmalıdır. Betonarme elemanda pas payı atması ve donatı korozyonu gözleniyorsa, serbest haldeki pas payı tabakası uzaklaştırılmalı ve donatı yüzeyindeki pas tabakası mekanik yöntemlerle temizlenmeli ve RPM40 ile tamir edilmelidir.
-
Karbon Kumaş ya da Karbon Plaka, gerdirilerek yerleştirilmeli, boşluk bırakılmamalıdır.
-
Ankrajlar, metrekarede minimum 4 adet olacak şekilde yerleştirilmelidir.
-
Harçlara ek olarak çimento vb. diğer katkılar eklenmemeli, su oranı mutlaka teknik bilgi föyündeki yönergeler doğrultusunda kullanılmalıdır. Karıştırma ekipmanı, teknik bilgi föyünde önerilen karıştırma hızına sahip olmalıdır.

FRP METODU KULLANILAN ÜRÜNLER


FRCM METODU UYGULAMA ADIMLARI
-
Uygulama yapılacak olan yüzey, tüm yabancı maddelerden ve tozdan arındırılıp nemlendirilir.
-
Seçilen güçlendirme filesi, uygun kesim aletleri ile istenilen ölçüde kesilir.
-
RPM40 ya da RPM60, paket üzerinde belirtilen ölçüde suyla ve belirtilen sürede karıştırıldıktan sonra mala ya da püskürtme yardımıyla kolon, kiriş ya da perde yüzeyine yaklaşık 5 mm kalınlığında uygulanır.
-
Güçlendirme filesi, yayılan harç yüzeyine el ile yerleştirilir ve yük dağıtma plakası da konularak seçilen mekanik ankraj elemanıyla mevcut betonarme elemana ankre edilir.
-
RPM40 ya da RPM60, son kat kalınlığı minimum 10 mm olacak şekilde yeniden uygulanır ve yüzeyden ankrajlar ya da file görünmeyecek şekilde kapatılır.
FRCM METODU DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN DETAYLAR
-
Güçlendirme, betonarme taşıyıcı eleman üzerine direkt olarak yapılmalıdır. Yüzeydeki gevşek tabaka, sıva, seramik, boya vb. kaldırılmalıdır. Betonarme elemanda pas payı atması ve donatı korozyonu gözleniyorsa, serbest haldeki pas payı tabakası uzaklaştırılmalı ve donatı yüzeyindeki pas tabakası mekanik yöntemlerle temizlenmelidir.
-
Güçlendirme filesi, hiç boşluk bırakılmadan ve yaklaşık 20 cm bindirme yapılarak uygulanmalıdır.
-
Ankrajlar, metrekarede minimum 4 adet olacak şekilde yerleştirilmelidir.
-
Yüzeylerdeki harcın çatlamasını önlemek amacı ile ilk kürlenme tamamlanıp, harç sertleştikten 20 dakika sonra yüzey ıslatılmalıdır.
-
Mümkün olduğu durumlarda güçlendirme filesi, uygulama yapılan düzlemde bitirilmemeli, komşu düzleme 20 cm uzatılarak bu düzlemlerde bitirilmelidir.
-
Harçlara ek olarak çimento vb. diğer katkılar eklenmemeli, su oranı mutlaka teknik bilgi föyündeki yönergeler doğrultusunda kullanılmalıdır. Karıştırma ekipmanı, teknik bilgi föyünde önerilen karıştırma hızına sahip olmalıdır.
MANTOLAMA METODU KULLANILAN ÜRÜNLER

MANTOLAMA METODU UYGULAMA ADIMLARI
-
Mantolama yapılacak olan betonarme yapı elemanı yüzeyleri pas payına kadar sıyrılır ve yüzey pürüzlendirilip temizlenir.
-
Kolon ve perde güçlendirmesi bir üst katta devam edecekse, ilgili kesitin tavan betonu, donatılara zarar vermeyecek şekilde komple kırılır ve temizlenir. Bir üst katta devam etmeyecekse, beton dökümüne olanak verecek şekilde tavan betonu, perdeler için her 1 metrede, kolonlar için kolon köşelerine denk gelecek şekilde dairesel olarak delinir.
-
Filiz ekimi ve ankrajlama uygulamaları için projede belirtilen şekilde, V-500 ya da PE-1000 teknik föylerinde belirtilen çapta delikler açılır.
-
Kimyasal dübel teknik föylerine uygun şekilde delikler temizlenir ve filiz ekimi ya da ankrajlama işlemi yapılır.
-
Güçlendirme projesinde belirtilen kesite uygun kalıplar yapılır.
-
Projede belirtilen şekilde nervürlü çelik donatılar yerleştirilir.
-
Perde ve kiriş birleşim yerlerinde, beton dökümü sonrası GROUT ile doldurulmak üzere 5 cm boşluk bırakılır.
-
İlgili yerlerden beton dökümü yapılır.
-
Kalıp çıkarıldıktan sonra betonun bozuk yüzeyleri, RPM40 ile tamir edilir.
MANTOLOMA METODU DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN DETAYLAR
-
Güçlendirme, betonarme taşıyıcı eleman üzerine direkt olarak yapılmalıdır. Yüzeydeki gevşek tabaka, sıva, seramik, boya vb. kaldırılmalıdır. Betonarme elemanda pas payı atması ve donatı korozyonu gözleniyorsa, serbest haldeki pas payı tabakası uzaklaştırılmalı ve donatı yüzeyindeki pas tabakası mekanik yöntemlerle temizlenmelidir.
-
Filiz ekimi ve ankrajlama uygulamalarında kimyasal dübellerin teknik bilgi föylerindeki yönergelere uyulmalı, ürün ETA’larında belirtilen kürlenme süreleri sonrası demir bağlama işlemine geçilmelidir.
-
Karotlu delimlerde filiz ekimi yapılırken PE-1000 kullanılmalıdır.
-
Donatılar bağlanırken bağ teli kullanılmalı, pas payları metrekarede minimum 4 adet olacak şekilde yerleştirilmelidir.
-
Kalıplar çakılmadan önce mutlaka temizlenmeli ve kalıp yağı ile yağlanmalıdır.
-
Donatılar yerleştirildikten sonra kalıp kapatılırken, kalıp içinde herhangi bir yabancı madde olmadığından emin olunmalıdır.
-
Kendiliğinden yerleşen beton kullanılmadığı durumlarda, yeterli vibrasyonun yapıldığına dikkat edilmeli ve beton en az 3 kademede dökülmelidir.
-
Kalıp söküldükten sonra betonun doğru kürlendiğine emin olunmalıdır.
-
Harçlara ek olarak çimento vb. diğer katkılar eklenmemeli, su oranı mutlaka teknik bilgi föyündeki yönergeler doğrultusunda kullanılmalıdır. Karıştırma ekipmanı, teknik bilgi föyünde önerilen karıştırma hızına sahip olmalıdır.

Örnek Projeler








