Betonarme Binaların Sismik Davranışına Çimento Esaslı Kompozit Plakalar ile Güçlendirilen Dolgu Duvarların Etkisi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Cemil Özkan
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Barış Sayın
Eş Danışman: Mustafa Gençoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Önemli ve hareketli bir deprem bölgesi olan bir coğrafyada yaşadığımız gerçeğini her gün meydana gelen irili ufaklı depremler bize hatırlatmaktadır. Tarihsel olarak bakıldığında büyük ve yıkıcı depremlerin oldukça sık meydana geldiği ve büyük can ve mal kaybına sebebiyet verdiği açıkça görülebilir. Hatta bazı orta ölçekli depremlerin bile ülkemizde yıkıcı etki gösterdiği olmuştur. Bunun en büyük sebebi oldukça yaşlı ve mühendislik hizmeti görmeyen bir yapı stokumuzun olduğudur. Bunun yanında, mevcut yapılardan alınan verilere bakıldığında görülen kalitesiz malzeme kullanımı da orta ölçekli depremlerde bile yıkıcı etkiyi iyice arttırmaktadır. Bu durumun bilincinde olmak ve bu [yıkıcı deprem-mevcut yapı] ilişkisine bir çözüm üretmek bu konularda çalışan araştırmacılar için önemli bir çalışma alanı olmuştur. Bu konular göz önünde bulundurularak bu doktora tezi çalışmasında da mevcut yapıların iyileştirilmesi ve güçlendirilmesi için yeni ve pratik bir güçlendirme yöntemi araştırılmıştır. Bu kapsamda Tekstil Takviyeli Çimento Esaslı Kompozitler (TRCC) ile dolgu duvarlı yapıların güçlendirilmesinin amaç – sonuç ilişkisini ortaya koymak amacıyla hem deneysel hem de analitik olarak çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada dolgu duvarların güçlendirilmesinde kullanılan Tekstil Takviyeli Çimento Esaslı Kompozitler (TRCC), çimento bazlı ince taneli bir matris içerisinde, yüksek dayanımlı sürekli, çift yönlü ve örgülü tekstil ağının yerleştirilmesiyle elde edilen gelişmiş kompozit malzemelerdir. Bu sistemler, geleneksel betonarme yapılarda karşılaşılan korozyon, yüksek ağırlık ve düşük şekil değiştirme kapasitesi gibi sınırlamaları aşmak üzere geliştirilmiştir. TRCC sistemlerinde kullanılan tekstil malzemesi (örneğin AR-Glass, Karbon Elyaf, Pva veya Bazalt Lifleri), iki boyutlu veya üç boyutlu örgülü yapılar halinde matrise yerleştirilebildiği ve bir uyum içinde birleşebildiği için yüksek aderans oluştururlar. Bu durum matrisle tekstil ağının tek bir malzeme gibi çalışmasını sağlamış olur. Örneğin bu doktora tezi kapsamında da kullanılan çok katmanlı tekstil yerleşimi, TRCC sistemlerine üstün çekme ve eğilme performansı kazandırır. Bu kazanım, TRCC sistemlerin güçlendirme elemanı olarak kullanıldığında önemli sonuçlar alınmasına vesile olmaktadır. Bu doktora tezi, TRCC gibi kompozitlerin, duvarlı betonarme yapıların bölme duvarlarının güçlendirilmesinde kullanılarak bölme duvarların da mimari amaçlarının dışında yapıların deprem gibi dinamik yükler karşısındaki direncine katkı sağlayan elemanlar haline getirmeyi amaçlar. Yani bölme veya dolgu duvarlar, ikincil yapı elemanları yerine taşıyıcı elemanlar durumuna getirilerek yük aktarımına katkı sağlayacaktır. Bu amaçla, bu çalışma için 1/3 ölçekli 4 adet tek katlı, tek açıklıklı betonarme çerçeve üretilmiş ve deneysel çalışma programı çerçevesinde denenmiştir. Bu çerçevelerden birisi duvarsız, birisi sadece dolgu duvarlı, diğer ikisi de farklı özellikleri olan TRCC kompozitlerle güçlendirilerek deney çalışmaları için hazır hale getirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar birbiriyle kıyaslanmıştır. Ayrıca betonarme çerçeve numunelerinin deneysel sonuçları TBDY-2018 ve FEMA-306 yönetmelikleri kapsamında analitik olarak da incelenmiş ve analitik sonuçlarla deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu kıyaslama durumuna bakıldığında deneysel sonuçlar ile analitik sonuçların oldukça yakınsak değerler verdiği görülmüştür. Son olarak, deneysel çalışmadaki güçlendirme yöntemleri kullanılarak 14 katlı mevcut bir betonarme bina, TRCC kompozitler ile güçlendirilmiş ve bu güçlendirme yönteminin yapının performans düzeyine etkisi incelenmiştir. Mevcut yapı, güçlendirilmiş ve güçlendirilmemiş durumlarda itme analizi (Pushover) yöntemi kullanılarak analiz edilmiş ve alınan sonuçlar birbiriyle kıyaslanmıştır. Bu çalışmada, yeni bir güçlendirme malzemesi ve yöntemi geliştirilerek sismik aktivitesi oldukça yüksek olan ülkemizde depremlerde göçme riski taşıyan pek çok betonarme binanın mevcut kullanım durumları ve amaçları değiştirilmeden daha hızlı, pratik ve ekonomik bir şekilde güçlendirilmesi amaçlanmıştır. Betonarme çerçeveler içerisindeki dolgu duvarlar üzerine kolaylıkla uygulanabilen bu güçlendirme tekniği ile betonarme binaların mevcut kullanım alanları ve mimarisi değiştirilmeden güçlendirme uygulaması yapılabilecektir. Aynı zamanda bu teknikle yapılacak güçlendirme işlemi sürecinde mevcut yapıların tahliyesine, boşaltılmasına veya yapının içerisinde tahribatlı çalışmalara gerek kalmamaktadır.