Çelik elemanlarla mevcut yapıların güçlendirilmesinde genelde kullanılan 2 yöntem bulunmaktadır. Bunlardan birincisi, düşey yükte yetersizlik gösteren düşey taşıyıcı elemanların köşebent ve lamalar ile belirli aralıklarla kuşaklanması yöntemiyle taşıyıcı elemanın eksenel yük taşıma kapasitesinin arttırılması sağlanmaktadır.
Fakat eksenel yük taşıma kapasitesi arttırılan kolonun rijitliğinin kirişe oranla çok artacak olması sebebiyle, yapılacak hesaplar doğrultusunda kiriş-kolon birleşim bölgelerininde çelik kuşaklama yöntemiyle sarılması ve birleşimin deprem esnasında sünek eleman olarak çalışması sağlanmalıdır.
Kullanılan ikinci yöntem olarak, mevcut yapı güçlendirmesinde betonarme deprem perdelerine alternatif olarak , çelik çaprazlı deprem perdeleri oluşturulmasıdır. Uygulamasının kolaylı sebebiyle tercih edilmekte olup özellikle kaynaklı birleşimlerdeki işçilik hataların önüne geçilmesi durumunda ekonomik ve sağlıklı bir çözüm yöntemi olarak ortaya çıkmaktadır.
Ülkemizde, betonarme binalarda daha çok kolon mantolama ve perde sistemleri kullanılmaktadır. Bunu çelik mantolama ve çelik kafes perde sistemler izlemektedir. Dünyanın genelinde ise bunlara ilaveten daha farklı sistemler de kullanılmaktadır. CFRP ( Karbon Fiber Takviyeli Polimerler) isimli kompozitler ile güçlendirme ülkemizde de yaygınlasmaktadır.
Düsük beton kalitesi ve yetersiz sargı donatısı, mevcut yapılarda en sık karsılasılan sorunların basında gelmektedir. Bu eksikliklerin giderilmesi amacı ile karbon lif takviyeli polimer (CFRP) kompozit malzemelerin kullanımı giderek yaygınlasmaktadır.
Daha çok karborfiber ( karbon lifi) adıyla tanınan bu malzemeler hafif, yüksek mukavemetli , liflerin dizilim yönleri degistirilerek mukavemeti ayarlanabilen, beton ve çeligin giremeyecegi yerlere girebilen, ince , uygulaması hızlı ve pratik, korozyona dayanıklı, uzun ömürlü yeni nesil malzemelerdir.
Amerika, Avrupa ve Japonyada ilk olarak havacılık otomotiv ve denizcilik sektöründe kullanılan 1990 lardan sonra yaygın olarak (bilhassa karayolu köprülerinde) kullanılan bu malzemeler ülkemiz için çok önem tasımaktadır. Tarihi eserlerimizin bir çogu deprem kusagında yıkılma tehlikesiyle karsı karsıyadır. Bu malzemelerle tarihi dokuyu bozmayacak şekilde tarihi yapılar güçlendirilebilmektedir.
Bu malzemelerle proje sonucu yetersizligi tesbit edilen yapı elemanları sarılarak 1cm bile kalınlasmadan güçlendirilebilir. Beton ve çelige göre biraz pahalıdır ama bir otelde, devremülkte, restoranda, turistik ve tarihi eserlerde yani kullanımında daralma olması istenmeyen, zamanın çok sınırlı olduğu, çirkin ve kaba görüntülere müsaade edilemeyecek yerlerde bu malzemeler kullanılabilir.
Betonarme perdelerle güçlendirmede, mevcut sistemin kapasite bakımından deprem güvenliği arttırılırken, taşıyıcı sistemdeki yanal değişmelerde sınırlandırılır. Güçlendirme için öngörülen yeni perdeler tüm taşıyıcı sistemin rijitliğini arttıracağı için, genellikle binaya gelen toplam deprem kuvveti de artar ve etkiler sistemde değişik bir dağılımla ortaya çıkar. Güçlendirme perdelerinin bina içinde düzgün dağıtılmasıyla, etkilerin belirli bölgede yığılması ve istenmeyen burulma etkilerinin meydana gelmesi önlenebilir.
Betonarme yapı güçlendirme mantığı olarak, yapıya olası deprem esnasında gelecek deprem kuvvetlerini karşılayacak sönümleyici mekanizmanın oluşturulması ve yapıdaki betonarme taşıyıcı elemanların yapı mevcut yüklerini karşılayabilecek kapasiteye ulaştırılmasıdır.
Bu mantıkla betonarme yapıya gelecek deprem kuvvetinin karşılanması amacıyla yapıya ilave burulmalara sebebiyet vermiyecek şekilde temelden en üst kat tavan döşemesine kadar devam ettirilecek deprem perdelerinin her iki doğrultuda da eşit oranlarda olmasına dikkat edilerek oluşturulması gerekmektedir. Betonarme perdeler oluşturulurken mevcut temel tipide göz önünde bulundurularak yapılacak statik hesaplar doğrultusundada temel takviyesi yapılmasıda gerekebilecektir.
2007 Türk Deprem Yönetmeliği uyarınca yapıda bulunan deprem perdelerinin gelen deprem kuvvetinin %70'ini karşılaması istenmektedir. Bu mantık çerçevesinde yapının her tarafını betonarme perdelerle çevirmenin profesyonel bir güçlendirme olmayacağı aşikardır. Bu sebeple konusunda uzman kişilerce hazırlanacak güçlendirme projelerinde 2007 Türk Deprem Yönetmeliği uyarınca istenen yeter koşullar dikkate alınarak statik gereklilikleri sağlayan ekonomik çözümlerin oluşturulması mümkün olacaktır.
Yapı mevcut düşey taşıyıcı elemanların (kolonların) güçlendirilmesi;
1. Yapılacak yapı analizi neticesinde yapının can güvenliğinin sağlanması amacıyla statik hesaplar neticesinde yetersizliklerin bulunması
2. Elemanların mevcut yükler altında yetersizlik gösterdiği, beton bütünlüğünün bozulduğu (patladıgı)
3. Donatılarda oluşan korozyon nedeniyle donatılarda kesit kaybının ileri düzeyde olması ve beton bütünlüğünü bozması (paspayının çatlaması,dökülmesi)
durumlarında gerekmektedir. Bu durumda yapılacak güçlendirme yöntemi olarak etriye yetersizliği olan ve mevcut düşey yükler altında yetersiz kolonlara ilave kesit artışı yapılarak yani kolonu mümkünse dört taraflı olarak min.10 cm olacak , tercihen 15 cm olacak şekilde mantolanması gerekecektir. Yapılacak betonarme mantolamada dikkat edilecek nokta ilave edilecek yeni kesitteki boyuna donatıların delinecek döşemeler ve kirişlerden geçirilerek yapı boyunca sürekliliğinin sağlanmasıdır.
Korozyon nedeniyle kolon boyuna donatılarındaki kesit kaybının önüne geçilmesi ve paspayının oluşturulması amacıyla kolon yüzeyinin sıyrılarak boyuna donatılardaki korozyon oluşumunun nötrlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla boyuna donatılar pastan temizlenerek korozyon önleyici kimyasalların donatılara uyğulanması ve aderans yüzeyi oluşturarak rötresiz, dayanımı yüksek harçlarla dökülen paspayının oluşturulması gerekmektedir. İleri derecede korozyon oluşumu olan kolonlarda gerekli korozyon nötrleme işlemlerinin yapılmasından sonra donatı ilavesi yapılabilecegi gibi tercihen betonarme mantolama yapılması daha doğru bir çözüm metodu olacaktır.
Güçlendirme perdelerinin yerlerinin, mevcut perde ve kolon düzenine dikkat edilerek belirlenmesi gerekir. Perdenin iki kolon arasında bulunması tercih edilmelidir. Böylece perde uç bölgelerinin oluşturulması kolay olur. İki taraftan da kolona bitişik olmayan doğrudan döşemeyi delip geçen perde ile döşeme arasında çok büyük gerilme yığılmaları oluşacağı için uygun değildir.
Zemin güvenlik gerilmesinin yeterli olmadığı yerlerde, temel genişletmesinin yanında, zeminin iyileştirilmesi de düşünülebilir. Bunun gibi, deprem etkisi durumunda, etkinin kısa süreli olması nedeniyle zemin emniyet gerilmesinin üstündeki bazı yerel gerilme artışlarına müsaade edilebilir. Perde için yapılan yeni temellerin mevcutlarla beraber çalışması ve perdenin ana donatılarının temele kenetlenmesi sağlanmalıdır. Bu amaçla temelin ortak yüzeyine epoksi sürülmesi ve dikiş donatıları yerleştirilmesi önerilir. Güçlendirme perdeleri plandaki durumlarına göre değişik şekillerde ortaya çıkabilmektedir.
