Kolon Güçlendirme

Yapım, detay hatalarında, eksik malzeme ve deprem gibi koşullar sonucu hasar gören betonarme kolon, perde ve kirişlerin onarımı amacıyla çeşitli teknikler geliştirilmiştir. Bu teknikler, kalıcı deformasyona uğramamış elemanların rijitliğinin ve sünekliğinin arttırılması amacıyla uygulanmaktadır.

 

Betonarme kolonun, betonarme elemanlarla onarımı ya da güçlendirilmesi kolonun beton en kesitinin ve boyuna donatısının artırılmasıdır. Donatı miktar olarak artırılır, fakat yüzde olarak aynı kalabilir ya da artırılabilir. Mantolamada üzerinde durulacak ayrıntılar eski ve yeni betonun kaynaştırılması, yeni boyuna donatı ile eski boyuna donatının ankrajı olarak sıralanabilir.

 

Güçlendirme yapılırken en dikkat edilmesi gereken husus, kolona eklenen bölüme eski, var olan bölümden yük aktarılmasıdır. Mantolama işleminin temelini kolonun düşey yük taşıma kapasitesini artırarak, düşey yüklere karşı güvenlik payını yükseltmek oluşturur. Eski ve yeni betonu kaynaştırma kolon güçlendirme ile, kolonun üzerindeki hasarlı bölümler etriyeler ve boyuna donatı ile belirlen kolon çekirdek bölümüne kadar kazınmalıdır. Var olan beton varsa basınçlı su ile yıkanarak toz ve gevşek malzemeden temizlenmelidir. Mantolama sırasında eklenen yeni bölümlerin kalınlığı 5 ya 10 cm olacaktır. 5 cm kalınlığında gömlek geçirme ile küçük kolonlarda (25 x 25 cm) % 96, büyük kolonlarda (40 x 40 cm) % 56 kadar en kesit artışı olmaktadır. Buna karşılık 10 cm’lik gömlek geçirme ile küçük kolonlarda % 224, büyük kolonlarda ise % 125 en kesit artışı sağlanmaktadır. Bu açıdan pek çok durumda 5 cm ‘lik gömlek geçirme ile önemli miktarda düşey yük taşıma kapasitesi artışı sağlanabilecektir.

 

Eski ve yeni betonu kaynaştırmak için var olan kolonun betonunda açılacak dişlerin kuvvet aktarmaya olumlu katkısı vardır. Eski ve yeni betonu kaynaştırmak için betonda diş açılması yanında eski kolonun çekirdeğinin içinden geçen çiroz etriyelerde yararlı olur.

Kolon güçlendirme de uygulanan diğer bir yöntem de, kolonun iki yanına kanat biçiminde perde duvar eklenmesidir. Bu yöntem ile perdenin yatay donatısı kolonun yatay donatılarına kaynaklanmaktadır. Daha sonra betonlama ile eski kolon betonunun yeni perde betonu ile tek parça olarak birlikte çalışması sağlanmaktadır.

Eklenen kanatlarla kolon bir perdeye dönüştürülmeli,

Kanalların uçlarında özel olarak kısıtlanmış uç elemanları olmalı,

Kanatların kalınlığı uçlardaki beton çekirdek alanının etriyelerle kısıtlayabilecek kadar olmalı ve

Kanat çekirdek betonu alanı toplanı kanal alanına yakın olmalıdır. Kanat eklenmiş kolonların davranışı başlangıçta perde duvar davranışına yaklaşmakta daha sonra kanatların hasarının gelişmesinden sonra kanatsız kolonun davranışına yaklaşmaktadır

Kolonların betonarme mantolama ile güçlendirilmesinde boyuna donatı yüzdesi % 1′den az olamayacağı gibi, % 1′in çok üzerine de çıkılmamalıdır.

Kolon güçlendirme için gereken en kesit ve donatı miktarının hesabı yapılabilir. Bu hesap yaklaşımı ile gereken en kesit hesabı ve seçilen et kalınlığı ve donatının taşıyabileceği yük hesaplanmalıdır. Yeni eklenen bölüm ile eski bölüm arasında tam bir kaynaşma, kuvvet aktarımı, olmasını beklemek gerçekçi olamaz. Bu nedenle güçlendirme için eklenen bölümün yük taşıma kapasitesinin teorik olarak hesaplanan miktarının en çok % 70′inin pratik olarak kullanılabileceği düşünülerek gereken en kesit ve donatı miktarı seçimi yapılmalıdır.

 

Beton kabuğu tümü ile dökülmüş, boyuna donatıları burkularak eğilmiş, bazı etriyeleri açılmış kolonların son aşamada kolonlarında onarımı yapılabilir. Önce bütün paralanmış beton temizlenir. Bu arada kolonun askıya alınmış olması gerekir Kolon askıya alındığı zaman üzerindeki yük kalkmış olan boyuna donatılar kendiliğinden düzelebilir ya da burkulmuş boyuna donatılar ısıtılarak ya da başka yöntemlerle düzeltilir. Isıtma ile donatı düzeltilmesinde demire uygulanan ısı 500°C den fazla olmamalıdır.

 

Kolon güçlendirme sırasında kullanılacak betonun agrega boyutları hem eklenen en kesit alanının et kalınlığına hem de boyuna donatılar arasındaki aralığa bağlıdır. Genellikle kullanılan agreganın en büyük tane çapı, bu sözü edilen et kalınlığının yarısından büyük olmamalıdır. Yoksa donatıların arasına beton girmez, donatı ile tam olarak sarılmaz ve donatı ile beton arasındaki kenetlenme gerçekleşmez.

 

Onarım ile mantolanmış bölüm boyuna donatılarının mevcut kolon boyuna donatıları ile bağlantısı sağlanmış ise kesme kuvveti taşıma gücünün artışı yanında moment ve eksenel yük taşıma gücünde de artışlar beklenmelidir. Ancak moment taşıma gücünü artırmak için kolon güçlendirilmesi öngörülmemektedir. Bu amaç için çerçeve açıklıklarına perde duvar yerleştirme yöntemi kullanılmalıdır.