Kısa Kolon Etkisindeki Betonarme Çerçevelerin Sıfcon Panellerle Güçlendirilmesi

Ülkemizde yaşanan büyük depremler neticesinde binalarda oluşan hasarlar tahlil edilmekte ve hasar türlerinin benzer nitelikte olduğu görülmektedir. Bunlardan biri de kısa kolon etkilerinin oluşturduğu hasarlardır. Kısa kolon oluşturabileceği tahmin edilen kolon boylarında üretim aşamasında önlem almak mümkündür. Fakat yapımı tamamlanmış binalarda özellikle zemin ve bodrum katlarda açılan bant pencereler, proje aşamasında öngörülmeyen asma katlar, kolona mesnetlenen merdiven sahanlıkları, rijit döşeme ve kirişler ile kolon boylarının proje tasarımından farklı olmasına, azalan kolon boyuna gelen kesme gerilmelerinin artış göstermesine sebep olmaktadır. Kolonlarda artan bu kesme gerilmelerinin olduğu bölgelerde tasarımda yeterli detaylandırma yapılmadığı durumda ise kesme hasarları gibi ciddi hasarlar görülmektedir. Yapılan bu çalışma ile kolonlarda olası kısa kolon kesme hasarlarına karşı yeni bir güçlendirme yöntemi denenmiştir.

Bu amaç doğrultusunda ülkemizdeki yapı stokunu temsilen zemin kat yüksekliği normal kata göre daha fazla olan ve zemin kat dolgu duvar boyları birbirinden farklı olan 1/3 geometrik ölçekli 14 adet betonarme çerçeve üretilmiştir. Bu çerçevelerin 5 tanesi referans numune olarak üretilmiş, 9 numunede ise ultra performanslı özel bir beton olan SIFCON (Slurry Infiltrated Fiber Concrete-Çimento Şerbeti Emdirilmiş Lifli Beton) kullanılarak elde edilen çeşitli panel tipleri ile betonarme çerçevedeki kısa kolonlar güçlendirilmiştir. Tüm deney elemanları laboratuvarda deprem yüklerini benzeştirilen tersinir tekrarlanır yatay yüklemeye maruz bırakılmıştır. Elde edilen verilere göre alt katta tuğla dolgu duvar örülmeyen çerçeve bölgesinin tüm yüzeylerine bir bütün olarak yerleştirilmiş S3 tipi panellerin diğer panel türlerine göre kısa kolon davranışına bağlı hasarları daha çok engellediği görülmüştür.

Ülkemizde genellikle zemin katı işyeri olarak tasarlanan binalarda projelendirme aşamasında öngörülmeyen asma katlar teşkil edilebilmektedir. Asma kata sahip binalarda ise bu katta yer alan kolonlar, kirişler tarafından tutulduğu ve yatay yük altında hareketi engellendiği için kısa kolon etkileri oluşabilmektedir. Benzer şekilde yapıda yer alan kolonlara döşemelerin ya da merdiven kirişlerinin mesnetlenmesiyle kolon hareketleri sınırlandırılarak kısa kolon oluşumuna sebebiyet verebilmektedir. Bir diğer durum ise yapı zemin katında havalandırma ve ışık ihtiyacını karşılamak üzere bant pencereler açılması ile benzer etkilerin ortaya çıkmasıdır. Sonradan açılan bant pencereler katın yüksek noktasında, kolon yüzeyleri arasında yerleştirilmektedir. Dolayısıyla bu kısımlarda dolgu duvarlar kaldırılarak boş alan oluşturulmaktadır. Özellikle yapılar yatay yük etkisine maruz kaldığında ise rijit duvarların bulunmadığı bu bölgelerde ötelenme daha fazla olmakta, kesme hasarları oluşmaktadır. Bant pencerelerin varlığı, kolon boylarının proje tasarımından farklı olarak azalması durumunu ortaya çıkarmaktadır. Boyları kısalan kolonda ise kesme gerilmeleri kolon-duvar birleşim bölgesinde yoğunlaşmaktadır. Kolon boyunun azalması kolona uygulanan kesme kuvvetinin artmasına sebep olmaktadır. Tasarımda yoğun kesme/kayma gerilmeleri dikkate alınmadığı için yeterli düzeyde kesme donatısı ile tasarlanamamış kolonda kesme kırılması oluşarak kolon taşıma gücünü kaybetmektedir.

Deneyler