Yığma duvarların dıştan güçlendirilmesi amacıyla kullanılan prekast panel ve ankrajların performansı üzerine bir araştırma

Abstract

Yığma yapılar taş, tuğla, kerpiç, briket, ahşap gibi yapı malzemelerinin üst üste yerleştirilip bazılarında örgü harcı kullanılarak duvar, kemer, kubbe, tonoz, sütun gibi taşıyıcı elemanlar oluşturması şeklindeki yapılardan oluşmaktadır. Günümüzde Türkiye'de şehir merkezlerinde imarlaşmanın dört katın üzerinde olması nedeniyle yığma yapılar her ne kadar az tercih edilir olsa da kırsal kesimlerde hâlâ tercih edilmektedir. Ülkemizin aktif fay hatları üzerinde bulunması nedeniyle çoğunluğu geçmiş yıllarda mühendislik hizmeti almadan yapılan bu binalar depremlerde büyük oranda yıkılma tehlikesiyle karşı karşıyadır. Deprem anında yaşanabilecek can ve mal kaybını en az indirmek için 2012 yılından bugüne ülkemizde kentsel dönüşüm politikası uygulanmaktadır. Ancak mevcut binaların yıkılarak yeniden yapılması hem yüksek maliyetli olması hem de süreç olarak vatandaşlar tarafından tercih edilmemesi nedeniyle bunun yerine hem daha ekonomik hem de insanları az rahatsız edici ve hızlı olması bakımından dışarıdan güçlendirme yöntemi tercih edilir olacaktır. Ancak mevcut güçlendirme yöntemleriyle bina sakinlerinin hanelerini boşaltması gerektiğinden ve maliyetinin yüksek olmasından dolayı bina sakinleri güçlendirme yapmayı tercih etmemektedir. Bu nedenle, binaların daha hızlı, az rahatsız edici ve daha ekonomik bir şekilde dıştan güçlendirilmesi tercih edilir bir yöntem olacaktır. Bu çalışmada, betonarme hatıl ve döşemeye sahip donatısız yığma bina duvarlarının dışarıdan ön üretimli panellerle yatay kuvvetlere karşı güçlendirilmesi konusunda bir alternatif yöntemi geliştirilmesi amaçlanmıştır. Önüretimli panellerle hatıldan hatıla tutturularak duvara rijitlik ve süneklik kazandırması hedeflenen bu yöntemde panel, duvara ve hatıla sadece mekanik dübellerle tutturularak duvarın yatay kuvvetlere karşı yük aktarımının sağlanması hedeflenmektedir. Bu binaların beton kalitesi düşük olduğundan ve mekanik dübellerin düşük dayanımlı betonlarda nasıl bir performans gösterdiği tam olarak bilinmemektedir. Bu yüzden düşük ve normal dayanımlı betonlarda tercih edilen borulu cıvatalı çelik dübellerin farklı gömme derinlikleri için, kesme davranışı incelenmiştir. Daha sonra dübel sayısı ve panel kalınlığı değişken tutularak yığma duvar güçlendirme çalışması yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda dübellerin düşük dayanımlı betonlarda enerji tüketme kapasitesinin arttığı, harç dayanımına sahip betonlarda (5 MPa ve altı) dübel kullanımının uygun olmadığı, maksimum efektif gömme derinliğinin 205 mm olduğu tespit edilmiştir. Güçlendirmesi yapılan 20'lik duvarlarda, duvar dayanımının ve enerji tüketme kapasitesinin arttığı, optimum dübel sayısının her bir metre duvar uzunluğu için 10 adet, optimum panel kalınlığınınsa 60 mm olduğu tespit edilmiştir.

Masonry structures consist of structures in which building materials such as stone, brick, adobe, briquette, wood are placed on top of each other and some of them are used to form carrier elements such as walls, arches, domes, vaults and columns. Although masonry buildings are less preferred, they are still preferred in rural areas due to the fact that the zoning in city centers in Turkey is over four story today. Due to the fact that our country is located on active fault lines, these buildings, most of which were built without engineering service in the past years, are in great danger of collapse in earthquakes. In order to minimize the loss of life and property during an earthquake, an urban transformation policy has been implemented in our country since 2012. However, demolishing and reconstructing existing buildings would be preferable, as it is both more costly and not preferred by the citizens as a process, instead, the method of strengthening from the outside will be preferred, as it is both more economical and less inconvenient and fast. However, the residents do not prefer to strengthening because of the high cost and the need for the residents to evacuate their houses with the existing strengthening methods. Therefore, external strengthening of buildings which is a faster, less inconvenient and more economical way would be a preferred method. In this study, it is aimed to develop an alternative method for strengthening un-reinforced masonry building walls with reinforced concrete beams and floors against horizontal forces with external precast panels. In this method, which is aimed to provide rigidity and ductility to the wall by attaching it from the beam to the beam with precast panels, it is aimed to ensure the load transfer of the wall against the horizontal forces by attaching the panel to the wall and the beam only with mechanical anchors. Since the concrete quality of a building is low, it is not known exactly how mechanical anchors perform in low strength concrete. Therefore, the shear behavior of sleeve anchors which are preferred in low and normal strength concretes, for different embedment depths has been investigated. Then, the masonry wall reinforcement work was carried out by keeping the number of anchors and the panel thickness variable. As a result of these studies, it was determined that the energy absorption capacity of the anchors increased in low strength concrete, the use of anchors in concretes with mortar strength (5 MPa and below) was not appropriate, and the maximum effective embedment depth was 205 mm. It has been determined that the wall strength and energy absorption capacity increase in the reinforced 20 cm walls, the optimum number of anchors is 10 for each meter of wall length, and the optimum panel thickness is 60 mm.