Yapıların Risk Analizi - Yapı jeofiziği Uygulamaları

Bina Risk Analizi aşağıda belirttiğimiz 3 ana başlıktan dolayı oldukça önemlidir.

1- Mevcut Betonarme veya tarihi yapılarda kullanılan malzemelerin dayanımları zamanla çeşitli nedenlerden dolayı azalmaktadır. Kullanılan demir donatılar ise korozyona uğrayabilmektedir. Korozyon etkisi ile betonarme yapılarda çatlamalar meydana gelmekte ve bu durum hem dayanım hem de elastisite modülü değerlerinde çok ciddi azalmalara neden olmaktadır.

2- Özellikle betonarme yapıların imalat sürecinde beton dökme aşamasında kolon ve kirişlerde iyi vibrasyon yapılmadığı veya akışkanlığının çok düşük olması durumunda, işçilik hatalarında kolon ve kirişlerde boşluklar oluşabilmektedir. Ayrıca Özellikle depremlerden sonra yapıda gözle görülür ve görülemeyen tahribatlar olabilir. Bu tahribatların yayılım ve derinliği ?

3- Yapının projesine uygun olarak yapılıp yapılmadığının kontrol edilmesi, projeye aykırı olan durumlar (eksik donatı, donatı çapları, kullanılan beton, temel kalınlığı vb uyumsuzluklar)

Yukarıda belirtilen riskerin irdelenmesi ve ortaya çıkarılması yapı güvenliği açısından oldukça önemlidir.

       1-TEMEL SEVİYESİ ZEMİN KOŞULLARI

Bir yapının inşa edildiği zeminlerde aşağıda belirtilen riskler de olabilir ve bunun ortaya çıkarılması gerekmektedir.
      - Temel Altındaki Zeminin Sıvılaşma Riski,

      - Deprem Esnasında yapının rezonansa girme riski, Rezonans olayı yapı titreşim periyodu ile zemin hakim titreşim periyodunun bir irine çok yakın veya aynı olması durumunda gerçekleşir. Bu durum deprem kuvvetlerinin yapı üzerindeki etkisini arttırmaya, yapının ciddi tahribatlara uğramasına ve yıkılmasına neden olabilir.

      - Temel zeminin özellikle Deprem gibi yanal kuvvetlere karşı mukavemetinin düşük olma riski,

      - Statik veya dinamik (deprem gibi) yükler altında oturma ve/veya şişme riski,

      - Yeraltı su seviyesinin temel seviyesinin üstünde olması ve drenajın iyi yapılmadığı durumlarda betonarme yapı üzerindeki olumsuz etkileri,
      - Yapının konumu, yerleşim planının bölgedeki en büyük depremi oluşturabilecek aktif faya olan uzaklığı,bu fayda meydana gelebilecek depremin yapı üzerindeki riskleri,

Zemin Sıvılaşma Durumunda betonarme yapıda herhangi bir hasar olmaz iken, bu yapı yatabilir ve batabilir. Yukarıda verilen iki yapının durumu en güzel örneklerdendir.

Yukarıda belirtilen zemin riskleri hızlı ve ekonomik şekilde Jeofizik araştırma yöntemlerinden Sismik Kırılma, MASW ve Mikrotremor ölçüm ve değerlendirmeler ile depremsellik risk analizi sonucunda ortaya çıkartılabilir. Proje sahası ve yapı özelliklerine uygun jeofizik ve gerekmesi durumunda mekanik araştırma yöntemleri ile yapı - zemin ilişkisini detaylı olarak irdelemekteyiz.

       2- YAPININ ANA UNSURLARININ İNCELENMESİ

        A-) Temel Geometrisinin Belirlenmesi

       - Jeoradar yöntemi ile temel tipi, temel derinliği, temel altında olası boşluklar veya su birikiminin olup olmadığı belirlenmektedir.
       - Deprem sonucunda temellerde olası kırılmalar jeoradar yöntemi ile belirlenebilir.
       - Temel altında yapılan Jetgrout kolonları, fore kazık kolonların konum ve derinlikleri hakkında bilgiler elde edilebilir.
Bina içindeki jeoradar çalışmaları "ASTM D6432 Yüzey araştırmalarında Jeoradar Yöntemi ile Araştırma Yapılması" standartlarına uygun olarak gerçekleştirmekteyiz.

        B-) Kolon – Kiriş – Perde Beton İncelemeleri

        I-) Beton Dayanımın Belirlenmesi;

       - Ultrasonik sismik yöntem ile betonun elastik davranışı (Elastisite Modülü) ve Sismik puls hızı ile betonun dayanımı belirlenmiş olur. Ayrıca betonda olası kırıklar var ise bunlar da belirlenmiş olur (ASTM C 597-02).
       - Yapı Radarı: kolon/Kriş veya perde Beton derinliği boyunca 3B olarak yapı içindeki donatılar, beton içindeki agrega dağılımı, beton içindeki boşluklar belirlenir. (ASTM Designation D 6087-03 (2005))
       - Schmit Çekici: beton yüzey dayanımı hakkında bir bilgi elde etmek için kullanılan klasik yöntemlerden biridir (ASTM C805–97)

Deprem sonucunda yapılarda olası kırık ve çatlakların kolon/kriş/perde beton içinde gelişip gelişmediği veya ne kadar derine kadar etki ettiği yapı jeofiziği çalışmaları ile ortaya çıkarılabilir.
        II- Donatı Kontrolü:

       - Aşağıdaki yapı jeofiziği uygulamaları gerçekleştirilmektedir.
       - Yapı Radarı uygulaması ile;
             - Paspayı kalınlığının ölçülmesi,
             - Donatı kalınlığı, sayısı ve beton içindeki yerleşim geometrisi ve 3B Model görüntülenir,
             - Kolon ve/veya Kirişlerin 3B Model görüntüleri ile çatlak boşluk yayılımı görüntülenir,
             - 2B veya 3B model ile Entriye kalınlığı ve Etriye aralığı, kriş bağlantı noktalarında sıkılaştırma olup olmadığı belirlenmektedir.

       - Microcovermeter / Ferroscan:

             Donatı sayısı ve kalınlığı, etriye aralıkları.
       - Mikro-Rezistivite:

             Donatıların korozyon durumunun belirlenmesi

3- YAPININ REZONANSA GİRME RİSKİNİN ARAŞTIRMASI:

Deprem anında zeminin salınım periyodu ile yapının periyodunun çakışması durumunda bina rezonansa girer ve çok ciddi hasarlar almasına veya yıkılmasına neden olabilir.

Yapının titreşim periyodu, kolon-kiriş geometrisine, kullanılan beton ve içindeki agrega dağılımına, kullanılan demir miktarı ve özellikleri gibi pek çok faktöre bağlı olarak değişir.

Yapı içinde alınan mikrotremor ölçümleri ile X, Y ve Z yöndeki spektrumu ve H/V spektrumu ile de yapı periyodu belirlenebilir.

Farklı katlarda yapılacak ölçümler ile binanın farklı yönlerdeki salınımları belirlenerek, tasarım aşamasındaki değerler ile uyumu kontrol edilebilir.
       Yapıların Deprem Performans Analizine Yönelik Ölçümler

Yukarıda belirtilen ölçümlere ilave olarak,
             - Yapı rölevesinin alınarak projesine uygunlupunun kontrolü,
             - karot numunesi alınarak basınç testlerinin laboratuvarda yapılması,
             - Donatı kontrolü için sıyırma
çalışmaları yapıldıktan sonra, yapı deprem performans analizi gerçekleştirilmektedir.