Mevcut Yapıların Deprem Yüklerine Karşı Güçlendirilmesi
Çıkmalı binaların depreme karşı güvensizliği ve
mevzuatta düzeltilmesi gereken hususlar.

Doç. Dr. Seyit Ali Kaplan
İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi



1. GİRİŞ

Deprem konusunda araştırma yapmayan bir kişiyi, depremin nesi ne kadar ilgilendirir bunu tartışmakla başlamak gerekir diye düşünmekteyim. Merakımızı gidermek için yapılan sismik çalışmaları takip edelim ancak gerçek verilere ulaşarak mı takip ediyoruz yoksa günlük haber bazında yapılan tahminlerle mi zaman geçiriyoruz. İsterseniz ilk sorumuzu şöyle soralım. Deprem can ve mal kaybına sebep oldu. Ve hatta ülkemiz için unutması zor felaketlere sebep oldu. Öksüz kalan çocuklar, yavrusunu kaybeden anneler babalar unutulmayan acılarla yaşamaktalar ve hiç kimse bu acıyı dindiremez. Peki bunlara ne sebep oldu. Depremde gaz çıkarak mı zehirlendiler yoksa depremde evlerinin göçükleri altında kalarak mı can verdiler. Bildiğim kadarı ile kendi barınakları olan evler yıkıldı eşyaları bir anda yok oldu ve en sevdikleri canlarını kaybettiler. Yani mutlu yuva mezar oldu.

İnsanlarımızın dikkatini öncelikle kendi oturduğu binalara çekmek gerekir. Oturulan yapı depreme karşı güvende midir. Statik sistemi depreme karşı güvenlimidir. Şayet tasarım olarak taşıyıcı sistem hatalı değil ise ikinci kontrol durumunda olan demirlerinde korozyon var mıdır varsa hangi mertebede bulunmaktadır , beton mukavemeti yeterlimidir ve binanın enerji yutma kabiliyeti nedir. Bütün bunlar tetkik edilerek olası bir depremde beklenen şiddet altında can kaybının olmaması en azından garanti altına alınmak zorunlu olmalıdır diye düşünülmesi gerekir.

Bütün bu gerçekler açık ve ortada iken, tedbirlerin zaman geçirmeden alınması gerekir. İnsanların dikkatini gerçek konudan uzaklaştırmak mantıklı bir yaklaşım olmasa gerek.

Mevcut binaların çoğunluğu çıkmalı binalardır ve ilk yapım sırasında zemin kat üzerindeki katların daha geniş alana yayılmasına müsaade edilmesi sonucu bu yapılar ortaya çıkmıştır. Çıkmalı yapılara bir örnek Şekil.1 de görülmektedir.


Şekil 1

Çıkmalı yapılarda deprem açısından çok önemli bir tehlike gizlenmiş bulunmaktadır. Yasal olarak ruhsat verilerek yapılmasını sağlayan yetkililer bu tehlikeyi görmezden gelmişler veya gözden kaçan çok önemli bir yanlışlık yapılmış bulunmaktadır.


Bir yapının deprem etkisine karşı projelendirilebilmesi ve emniyetin sağlanması için her şeyden önce bilinmesi gereken hususlar vardır. Bunlar aşağıdaki gibi sıralanabilir.

  1. Yapının oturduğu zeminden binaya gelecek ivme etkisi miktarı ne kadar olabilir. Bu miktarın tespit edilebilmesi için alt tabakaların kalınlığı ve cinsi nedir, fay hattına mesafe nedir, deprem dalgalarının yansıma durumu var mıdır gibi soruların yanıtı aranır bulunur ve yapının projelendirilmesinde veri olarak kullanılır. Bu değerlerin tespiti sadece birinci derece deprem bölgesi demekle olmaz. Bu değerin sağlıklı olarak tespit edilmesi gerekir.

  2. Diğer önemli bir etken yapının bizzat kendi içindeki tasarımıdır. Kolonların kirişlerle birleşmesi, taşıyıcı sistemin çerçeve oluşturarak deprem etkisine karşı koyabilmesi, deprem sırasında yapıda oluşacak enerjinin yapıda kullanılan taşıyıcı olmayan elemanların da desteği ile emilmesi ve sonuç olarak en azından can kaybı olmadan binanın içindekileri koruyacak kabiliyete sahip tasarım yapılması gerekir.

  3. Tasarım ne kadar isabetli olsa da sonuç olarak projenin sağlıklı olarak gerçekleştirilmesi gerekir. Aksi halde iyi projelendirilmiş ve kötü yapılmış bina olarak depremden kurtulamaz ve felaketle sonuçlanır.

Yeni yapılacak binalar ile önceden yapılmış mevcut binaların durumunu birbirinden ayrı tutmak gerekir. Mevcut binaların durumunu kurtarmak zorunludur, çünkü bütün insanlarımızın yaşadığı binalar emniyetsiz ise gereken acilen yapılmalıdır. Mevcut binaların durumu daha fazla düşündürücüdür çünkü yapılırken birçok hatalar yapılmıştır ve önceki deprem yönetmeliklerinin kapsamı içinde düşünülmüştür ve çoğunlukla yeterli olmadığı anlaşılmaktadır.

Mevcut binaların durumunu açıklamak ve güçlendirilebilmesi için önemli noktaları açıklamak amacı ile Deprem , Zemin Büyütmesi , Binalardaki Tasarıma Göre Deprem Etkisi gibi hususları sırası ile açıklayarak yapılacak güçlendirmeye esas teşkil edecek önerileri vermenin yararlı olacağı kanısındayım.

2. DEPREM NEDİR

Deprem, gerilim altında bulunan fay hattının ani kırılması sonucu oluşan enerji dalgalarının yayılarak çevresindeki kaya ve diğer zemin tabakalarında üç boyutlu hareket meydana getirmesidir. Zemini oluşturan maddesel noktalar birbirlerini harekete geçirirler. Fay kırılmasından çıkan enerji yer küresi içinde dalgalar halinde yayılır.

Depremin oluşturduğu üç boyutlu titreşim hareketi her bir eksen üzerinde ivme değerleri ile belirlenir. Depremde ivmenin en büyük değeri ile titreşim süresi yapıların hasar ve göçmesi açısından önemlidir.

Genellikle deprem hesaplarında yer hareketinin yatay bileşeni ön planda tutularak depreme karşı hesap esasları geliştirilmiştir. Yer hareket edince, Yerçekimi etkisindeki kütle yapıyı bulunduğu yerde tutmak ister. Şekil 2 de görüldüğü gibi yatay deplasman durumu meydana gelir ve oluşan kuvvetler yapıyı etkiler.

 

Şekil 2 Yatay hareket eden zemin üzerindeki yapının kütle hareketi


3. ZEMİN ETKİSİ

Yapının oturduğu zemin tabakalarının öz maddesi ve kalınlıkları titreşim periyodunu ve enerji kabiliyetini etkiler. Temel kayadan gelen dalgaların üst tabakanın durumuna göre hem frekansı değişebilir hem de şiddeti birkaç misli artarak yüzeye varabilir (Şekil.3) . Sert zeminlerde büyütmeler azdır fakat yumuşak zeminlerde yüzeydeki yer değiştirmeler ana kayadakinin birkaç misli olabilir.

Yapı altındaki zeminin ileri geri hızla gidip gelmesi yapının temelinde ivme oluşturur. Eğer yapı tamamen rijit ise , yapı içerisinde oluşan kuvvetin değeri dır . Burada m = yapının kütlesidir. Gerçek yapı tamamen rijit olmadığından kuvvetin gerçek değeri nin verdiği değerden farklıdır. Deprem frekans ve ivme olarak çok farklı değerler alır ve bu da yapıda oluşan kuvvetin hesabını zorlaştırır.


Şekil 3 Farklı zeminde yayılan gerilme dalgalarının
değişim
göstermesi ve yüzeye farklı çıkışı. (Ref-1)


4. YAPI TASARIMININ ETKİSİ

Bir depremin farklı yapılar üzerindeki etkisi farklıdır. Eğer titreşim periyotları farklı olan yapılar Şekil .4 gibi temsil edilirse , aynı depremin her bir yapıda oluşan maksimum ivme değeri yapı periyoduna göre çizilebilir.

Şekil. 4 Titreşim periyotları ve sönüm oranları farklı olan yapıların
aynı
deprem ivmesi altında oluşturdukları ivme değerleri

Grafiklerde düşey eksende ivme = 1 değeri yer sarsıntısı sırasında depremin sebep olduğu maksimum yer ivmesini temsil eder. Eğer bir yapının verilen bir periyodu için ivme =2 ise, zemindeki ivmenin iki misli ile yapının sarsıldığı anlaşılmaktadır.

Sönüm, yapı içindeki enerjinin emilerek yok olmasının bir ölçüsüdür. Örneğin, betonarme bir yapı depremden önce % 1 ila %2 oranında sönüm özelliğine sahiptir . Kolonlar, kirişler, döşemeler, taşıyıcı olmayan duvarlar ve diğer elemanlarda oluşan çatlaklar ve bozulmalar sönüm oranını yükseltir.

Şekil 5 Periyotları aynı sönüm oranları farklı olan yapıların
aynı deprem
ivmesi a
ltında oluşturdukları ivme değerleri

Sönüm kabiliyeti fazla olan bina depremden daha az etkilenir (Şekil.5). Dolaysiyle bina tasarımının ne kadar önemli olduğu ortaya çıkmaktadır. Aynı malzeme kullanılan iki binadan birisinde kiriş ve kolon arasına duvarları koyarak binanın kabiliyetini artırırken, diğerinde duvar kolon ve kirişleri isabetli düzenlenmediği için deprem etkisini kendi içinde yükselterek sanki dört misli hatta daha fazla şiddet geliyor gibi algılar. Bu denli büyük bir hadise yapının tasarımını yapan mühendisin deprem bilgisine bağlıdır.

Binalarda kolonlar ve kirişler birlikte çalışmak zorundadır. Kiriş başka yerde kolon başka yerde ise ve kolon kiriş düzenlemesi isabetli bir çerçeve oluşturmuyor ise kolonların varlığı binayı depremde koruyacak anlamına gelmez.

 

Şekil 6 Elastik ve Elasto Plastik çerçevenin enerji durumu ve
sistemde oluşan kuvvet seviyesi

Kolon kirişle birlikte çalışırsa yatay yüke karşı koyabilir. Çerçeve içi tuğla gibi bir malzeme ile dolu ise yatay harekette etkiyi öncelikle duvar elemanlar alır ve enerji duvarların çatlaması kırılması ezilmesi sonucu önemli oranda yok olur. Duvarların kolon ve kirişler kadar elastik davranamayışından dolayı gelen deprem etkisi taşıyıcı olmayan duvarlarda tahribat yapmak zorunda kalır ve taşıyıcı olmayan elemanlar tarafından enerji emildiğinden taşıyıcı sistem korunmuş olur. Bu davranış yapının bütünü içinde elasto plastik bir davranış sergiler ve bu sayede taşıyıcı elemanlarda oluşan yük seviyesi ve titreşim süresi azalır (Şekil 6).

Elastik davranan binalarda yatay deprem yükü binanın kendi ağırlığı kadar hatta daha fazla değere yükselebilir. Ancak yapılardaki elastik olmayan davranışlar nedeniyle deprem kuvvetinin bir miktarı harcanmaktadır. Sönüm aygıtı konulmamış bir çerçeve salınım yaptığında , çerçeve kolonu içinde oluşan deformasyon enerjisidir. Depolanan enerji Şekil 6a gösterilen taralı alana eşittir. Çerçevenin orijinal konuma dönmesine müsaade edildiğinde, bu enerji sisteme hız enerjisi ( kinetik enerji)olarak girer ve sistemin diğer tarafa salınım yapmasına sebep olur. Çerçeve şekilde görüldüğü gibi yük - deformasyon eğrisi boyunca ileri geri gider gelir.

Gerçekte tam elastik bina olmaz fakat teorik olarak var olduğu kabul edilerek, elastik ve elasto-plastik binalar yapılan deneysel çalışmalardan farklı deprem şiddeti altında elastik ve elasto-plastik binalarda maksimum yatay yerdeğişim miktarı yaklaşık olarak aynı değere sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Süneklik oranı dört için , elasto-plastik yapıya etkiyen yatay yük , elastik yapıya etkiyen yatay yükün dörtte biri ve her bir gidiş dönüş çevrimde geri dönen enerji on altıda biridir. Bu değerlerden kolaylıkla anlaşılmaktadır ki binalarda sönüm oranının yüksek olması hayati önem taşımaktadır. Sönüm malzemesi binalarda neler olabilir sorusuna cevap taşıyıcı çerçeveler arasına gelecek tuğla duvarlardır denilebilir. Yatay etkiye karşı binanın enerji yutma kabiliyetini artırmak için tuğla duvarları çerçeve içine gelecek şekilde mimari tasarımı yapmak gerekir. Diğer yandan çerçeve arasına tuğla duvarlar geldiğinde taşıyıcı çerçevelerin yük taşıma kapasitesi de önemli derecede artmaktadır ve aşağıda bununla ilgili yapılmış deney sonuçlarına yer verilmektedir.

 

5. ÇERÇEVE ARASI TUĞLA DUVAR ETKİSİ

Deneysel çalışmalar çerçeve arasına duvarların gelmesi halinde çerçevenin yük taşıma kabiliyetini artırdığını göstermektedir.


Şekil 7.
Çerçeve içinde tuğla duvar bulunması halinde kesme kuvveti kapasitesi artışı


İstanbul Teknik Üniversitesi Deprem Laboratuarında yapılan deneylerden çerçeve içine duvar örüldüğünde çerçevenin aynı miktarda yatay deplasman için taşıyabildiği yük iki kat artmaktadır. Çerçeve ile duvar arasında kenetlenmenin iyi yapılması durumunda çerçevenin kabiliyeti dört kat artmaktadır (Şekil 7) (Ref-2).

 

Şekil 8 Çerçeve arasındaki dolgu türüne
göre
kayma kapasitesi artış oranları
(Ref-3)

Orta Doğu Teknik Üniversitesi Laboratuarında yapılan deneylerden benzer sonuçlar elde edilmiştir ( Şekil 8) (Ref-3). Bir yapıda tuğla duvar alanı perde alanının dört katı olsa, tuğla duvar perde kadar yatay yük alır ifadesiyle elde edilen deneysel sonuçlar açıklanmıştır. Buradan tuğla duvarların çok önemli rol oynadığı ortaya çıkmaktadır.

Yabancı kaynaklı deneylerden de benzer sonuçlar elde edilmiştir. Şekil 9 dan görüleceği gibi Çerçeve arasında donatısız dolgu var ise yaklaşık üç kat daha fazla yük taşınmaktadır.


Şekil 9. Çerçeve içindeki dolgu cinsine göre mukavemet artışı


Üzerinde durulması gereken önemli nokta şudur ki, binada duvarlar enerji alır durumda ise, zeminden etkiyen deprem ivmesi bina içinde azalır. Buna karşın duvarlar enerji alır durumda değilse bina deprem ivmesini kendi içinde yükseltir. Buna ilaveten duvarlar çerçeve arasına dolgu olarak geldi ise çerçevenin yük taşıma kabiliyeti artar. Yani, duvarlar bir yandan binaya gelen deprem ivmesini azaltıcı rol oynuyor, diğer yandan binanın savunmasını yapacak çerçevelerin kabiliyetini katlı katlı artırıyor ve bununla da kalmıyor duvarın kendisi de bizzat perde gibi çalışarak betonarme sisteme ilave bir katkı sağlıyor. Bütün bunları yapan elemanlara aslında binanın fedaisi ve hatta kurtarıcısı olarak bakılsa fazla abartılmamış olur. Binadaki tuğla duvarların bu denli etkili olmasına karşın acaba mevcut binalarda durum nedir ve duvarlar etkili olabilecek şekilde bina içerisinde bulunmakta mıdır, duvarlardan yeteri yarar sağlayıcı tasarım yapılmış mıdır gibi soru akla gelmektedir.

6. MEVCUT BİNALARDA TAŞIYICI SİSTEMİN DURUMU

Daha önce açıklandığı gibi mevcut binalarda çoğunlukla zemin kat üzerindeki normal katlar konsol kirişler üzerindedir. Mimari nedenlerden dolayı da normal katlarda konsolları taşıyan kolonlar arasında sarkan kiriş bağlantısı yapılmaz (Şekil 10) Zira salon ortasında sarkan kirişlerin bulunması istenmediğinden sarkan kirişler dış duvarlar hizasındadır ve kolonlar arasında sarkan kiriş bağlantısı bulunmaz.

Şekil 10.
Konsol çıkmalara oturan binanın iç görünüşü. Konsolları taşıyan kolonlar arasında sarkan kiriş bağlantısı yoktur ve duvarlar ile çevre kirişlerin düşey taşıyıcılar ile doğrudan bağlantılı değildir.

Zemin üzerinde çıkma yapıldıktan sonra sarkan kirişlerin kolonlar ile ilişkileri kesilmiştir. Çevre kirişlerin kolonlardan ayrılması ve dış duvarların kolon – kiriş sistemi arasında yer almayışı bina enerji yutma kapasitesi açısından ve yatay yüke karşı savunma sistemi gücü açısından telafisi mümkün olmayan bir hata yapılmış olmaktadır . Yani proje aşamasında depreme karşı en zayıf bina yapımına karar verilmiş olunmaktadır ki bu, bir nevi yapının intiharı demektir.


Şekil 11 Çıkmalı Binalarda taşıyıcıların durumu

Şekil 11.c den görüleceği gibi konsolları taşıyan kolonlar arasında sarkan kiriş bağlantısının bulunmayışı taşıyıcı sistemi yatay deprem yüküne karşı savunmasız bırakmaktadır. Şekilde konsol içerisinde kirişlerin kesintiye uğramadığı gösterilmiştir. Aslında gerçek binalarda durum daha da acıklıdır. Sanal olarak üretilmiş bu binada iç kısımda kirişlerin devamlılığı varken, gerçek binalarda merdiven , mutfak oda gibi kullanım alanlarına göre kirişlerin yerleşmesi nedeniyle taşıyıcı sistem kesintilere, saplamalara, hatta kendi başına bırakılmış durumdadır.

Şekil 12 de gerçek binanın kiriş ve kolonlarından oluşan sistemin üstten görünüşü verilmiştir. Şekil de görülen sistem gerçek binanın sistemidir ve içinde yaşayanlar için tuzak olarak bekleyen bir binadır. Binada merdivenler kaplamalar dairelerin manzarası hiç söz ettirmeyecek durumdadır ama taşıyıcı sistem olarak binayı tanımlayacak en güzel ad mantar kondu olabilir. Zira deprem etkisine karşı mantar kadar zayıf bir sistemdir.

Şekil 12 İstanbul'da yaşanmakta olan gerçek bir binanın kolon ve
kirişlerinin üstten iki farklı açıdan görünüşü (bina 6 normal katlıdır.)


Şekilden görüleceği gibi taşıyıcı sistem diye bir şeyden bahsedilmesi çok zor olan bu yapının içinde halen yüzlerce kişi yaşamaktadır. Belki de kendi oturdukları binanın durumundan hiç haberleri yoktur ve ilgilerini Marmara denizinde araştırma yapan gemiye veya deprem olacak mı olamayacak mı gibi söylentilerin hangisi doğru acaba diye zaman kaybetmektedirler. Verilen örnek gerçek bir binadır ve İstanbul’da bulunmaktadır. Binanın hangi bina olduğunu merak etmeye gerek olduğunu sanmıyorum, çünkü İstanbul’daki binaların binlercesi, on binlercesi ve hatta yüz binlercesi bu binaya eşdeğer taşıyıcı sisteme sahip durumdadır. Bu denli tehlikeli tuzak binalarda yaşıyorken depremi beklemek yerine, acilen önlem almak gerekmez mi. Depremin olmasını bekleyip yıkık dökük arasından göstermelik kurtarma çalışmaları yapmak yerine fırsat varken bina yıkılmadan gerçek anlamda emniyete kavuşturmak gerekmez mi, bu bilinci yaratacak yayınlar yaparak gerçekleri herkesin anlamasını ve tedbir almasını sağlamak gerekmez mi . Böyle bir acil durum ve tehlike varken insanlarımız bu denli tehlike altında bulunuyor iken rant kavgaları ne denli insanlık duyguları ile bağdaşabilir.

    Yukarıda açıklanan birkaç nokta mevcut binalarda yaşayan milyonlarca insanımızın tehlike altında olduğunu göstermektedir. Mevcut binalarda ikincil derecede tehlike yaratan başka parametrelerde vardır.

      İkinci derece parametre diye tabir edilen de binada önemli risk oluşturmaktadır fakat mantar kondu olarak bina sistemi yapılmış ise başka parametrelere bakmaya gerek yoktur bina tehlikelidir emniyetten bahsedilemez ancak başka neler olabilir sorusuna yanıt olmak üzere diğer parametrelerden bahsedilebilir ve bunların her biri kendi başına binanın yıkılmasına neden olabilen parametrelerdir. Örneğin mevcut binaların betonları genelde ayrışıp bozulmuştur. Özelliği bozulan betonun içerisinde donatılar korozyona uğramıştır ve adeta yok olmuştur. Depreme karşı savunmayı oluşturan etriyeleri korozyon yemiş tüketmiş sadece pas kırıntıları arasında tel kalmıştır. Boyuna donatı çaplarının önemli miktarı kaybolmuştur.


      7. DEPREMİN YAPIYA AKTARDIĞI ETKİLER

      Deprem hakkında yukarıda bazı bilgiler verildi fakat daha kolay anlaşılmasını sağlamak için deprem etkisiyle yapılarda oluşan hareketlerin türlerini ayrı ayrı incelersek konu daha aydınlanmış olacaktır.

        Depremde oluşan S dalgasının yarattığı etki Şekil 13 de görülmektedir.


          Şekil 13 Depremde oluşan S dalgasının meydana getirdiği titreşim hareketi


          Şeklin sol tarafındaki yapı normal konumda durmakta iken temeldeki düzgünlük depremin oluşturduğu
          S dalgası etkisi ile biçimsel olarak değişir ve yapıya eğilme silkeleme hareketi aktarır. Bina tabanındaki ileri geri hareket, binanın her bir katının eğilmesi ve yer değişimi oluşturur. Ancak her katın hareket yönü ve yeri farklıdır ve zeminden gelen etki de depremin farklı hareketinden dolayı karmaşıktır. Yerden gelen karmaşık etki, binanın tasarımından doğan farklılık olayı daha da karmaşık hale getirir.

          Depremin başka etkisi P dalga türü olarak adlandırılır. P dalgası zeminde akordiyon gibi hareket eden türdür ve S dalgasından daha hızlı yayılır. Bu dalganın binaya etkisi Şekil 14 de görülmektedir.

          Şekilde arka planda görülen binalar kendi halinde durmakta iken depremden dolayı oluşan P dalgası zemini genişletme - sıkıştırma hareketi yaptırdığından binaların temelleri akordiyon gibi açılıp kapanmaktadır.


          Şekil 14 Depremde oluşan P dalgası hareket ettiği yönde sıkışma ve genişleme
          etkisi yaparak ilerler. Yapı tabanında genişleme ve daralma oluşur.

          Bu hareket zemindeki temel pabuçlarını bağlayan kirişleri koparmakta ve dolaylı olarak binanın taşıyıcı sistemini etkilemektedir. Şekilde düzenli eksenden geldiği duruma göre çizilmiş olan hareket aslında uzay hareketi olarak binaya geldiğinden çok daha olumsuz sonuçlara sebep olmaktadır.

          Diğer bir etki dalgası Depremin oluşturduğu kayma dalgalarıdır. Şekil 15 de kayma dalgalarının binaya aktardığı hareket görülmektedir.

          Şekil 15 Kayma Dalgasının binada oluşturduğu etki

          Şekilde arka planda görülen yapılar normal konumlarında iken kayma dalgaları geldiğinde adeta teneke gibi katlanan hareket yapmak zorunda kalmaktadır. Kayma dalgasının sebep olduğu hareket belki de en fazla tahrip meydana getiren etkidir.

          Aslında deprem etkileri sıra ile düzenli şekilde binaya gelmez. Bunların hepsi birlikte binaya etki yapar. Dolaysile deprem yukarıda tek tek aktarılan etkilerden daha fazla tahrip yapma kudretine sahiptir.

          Rijitlik merkezi ile ağırlık merkezi çakışmadığı durumlarda Deprem dalga hareketlerine maruz kalan bina kendi dengesizliğinden dolayı farklı davranış gösterir ve bina aynı zamanda burulma hareketi yapar ( Şekil 16).


          Şekil 16 Ağırlık ve Rijitlik merkezlerinin çakışmaması halinde diğer etkilere ilave burulma etkisi oluşur.
          Bina bir tarafa sonra diğer tarafa eğilir aynı zamanda burulma yaparak yıkıcı etki altına girer

          Şekilde gösterilen hareket tersinir olarak ard arda devam eder ve köşe kolonlara çok fazla etki getirdiğinden merkeze en uzak kolonlardan başlayarak kolon göçmeleri olur ve takiben binanın yorulup tamamen göçmesi ile sonuçlanır. Şekil 17 de burulma dengesizliği bulunan bir yapının köşe kolonuna gelen kuvvetler ve yıkılmış bir binanın durumu görülmektedir.


          Şekil 17.
          Burulma dengesizliği bulunan binaların köşe kolonlarına fazla etki gelir ve burulma etkisi için
          daha farklı donatı tertibi getirdiği için çoğunlukla burulma etkisi daha yıkıcı özelliğe sahiptir.

          Burulmanın oluşması bina tasarımını yapan mühendisin inisiyatifindedir ve hesapları bilinçli ve doğru yapmış ise binada burulma etkisinin meydana gelmesi önlenir. Diğer etkilerin yanında burulma hareketinin oluşmasının fazla etken olmadığı düşünülmemelidir. Kaldı ki burulma etkisi en yıkıcı güce sahip olan etkidir. Burulma etkisi güçlendirilmiş bir binada dahi çok etkili olabilir. Örneğin Şekil 18 de bir kolonun mantolanmış donatıları gösterilmiştir.



          Şekil 18
          Mantolanmış kolonda boyuna donatılar ve etriyelerin tertibi

          Burulma hareketi öncelikle kolon kesitindeki köşelerin çatlamasına sebep olur ve ilk çatlak oluşan köşe ise etriye kancalarının bulunduğu köşedir. Etriye kancaları kolon içine doğru eğilmiş değilse çatlak oluşması sonrasında etriye kancaları aderansı kaybeder ve etriyeler görev yapamaz duruma düşer. Etriyelerin görev yapmayışı boyuna donatıyı etkiler ve dolaylı olarak binanın göçmesine sebep olur.

          Koskocaman bir yapı çekilen bunca emek sadece küçük bir ayrıntı yani etriye kancalarına dikkat edilmediği ve etriye kanca uçları kolon içine gömülmediği için, yapı göçmektedir. Bu örnekler yapım sırasında ne denli dikkat isteyen bir uygulama olması gerektiğini vurgulamak için verilmiştir ve dolaysiyle hakkı ile emniyet sağlanması isteniyorsa her önüne gelen kişiye güvenmenin manası olmayacağının açık ifadesidir.

            Bir kez daha vurgulamak gerekir ki, mevcut binaların depreme karşı güçlendirilmesinin ne denli hassas olduğu ve gerekli önem ve titizlik olmadan bina emniyeti sağlanamaz. Güçlendirme projelerinin hazırlanması sırasında mevcut yapının tüm yapısal kusurları giderilmelidir, dengesizliği varsa dengeli hale getirilmelidir, zemin etki durumunu, deprem sonrası kaybedilen gücü, oluşan çatlakları ve buna benzer etkenlerin tamamını masa üzerine yatırıp teknolojinin verdiği bütün imkanları seferber ederek ve en kabiliyetli bilgisayar programları kullanılarak çeşitli çözümler üreterek en ekonomik fakat emniyet açısından en garanti çözümün bulunması gerekir.

              Aslında mevcut bir yapının güçlendirilmesi bir tür kurtarma operasyonu olarak algılanmalıdır. Binada yaşayan kişilerin kurtulabilmesinin güçlendirilmekte olan binanın gerçekçi yapımına bağlı olduğu düşünülürse güçlendirmenin bir nevi kurtarma operasyonu olduğunu anlamak zor değildir. Korozyonla kaybolan donatı yetmezliği, ayrışan beton, burulmaya göre dengesiz yapılmış yapı, sonradan eklenen ilave katlar ve saire ... bütün bunların üstesinden gelmek ve insanların hayatını emniyete almak için bilinçli ve kararlı olmak gerekir.

                Mevcut yapıların ruhsatı verilirken zemin üzerindeki katların çıkma konsollar üzerine oturtulmasına müsaade edilmiş ve böylece taşıyıcı sistemin yanlış yapılmasına yol verilmiştir. Yani mevcut binalar mevzuatın kurbanı olmuştur. Ne gariptir ki aynı mevzuat bu gün güçlendirme yapmak isteyen ve binalarını depreme karşı emniyete kavuşturmak isteyen kişilerin önünde en büyük engeldir.

                  Mevzuat, düşey taşıyıcıların konsol ucundaki çevre kirişlerle birleşerek çıkma altına inmesine müsaade etmez. İnsanların hayatını kurtarmak için statik zorunluluk var ise katların üstten eksiltilmesi veya binanın tamamen yıkımına karar verilmesi, gerekiyorsa mimari düzenlerden fedakarlık yapılarak emniyetin sağlanması gerekirken, güçlendirme perdelerinin olması gereken yerde yapılması yasal olarak engellenmesi çok üzücüdür.

                  8. GÜÇLENDİRME İÇİN YASAL ENGEL

                  Kolonlar arasında sarkan kirişlerin bulunmayışı ve sarkan kirişlerin de bina dışında atıl durumda kalarak depremde binanın savunmasına yardımcı olamadığı ve ilaveten dış duvarların da çerçeve arasına getirilemediği için deprem kuvvetlerine karşı atıl durumda kalması yapının depremde hasar görmesine veya göçerek önüne geçilemeyen felakete sebep olması hiç kimsenin istemediği bir durumdur. Ancak mevcut yapıların durumu maalesef budur.


                  Şekil 19. Çıkmalı binada atıl durumdaki dış kirişleri çalışır duruma getirecek
                  düşey taşıyıcıların ilave edilmesi.

                  Güçlendirme için proje yaparken öncelikle atıl durumdaki dış çevre kirişlerin ve dış duvarların devreye sokulması gerekmektedir. Söz konusu elemanların çalışır duruma gelebilmesi için öncelikle Şekil 19 de gösterildiği gibi yeni perdelerin kirişleri ve dış duvarları yük alabilir duruma getirmesi gerekir. Böylece bina takviyesi için konulacak betondan daha fazlası ilave edilmiş gibi binaya güç kazandıracaktır. Zira atıl durumda bulunan kirişler binanın savunma sisteminde çalışır duruma getirilmiş ve aynı zamanda dış duvarların da etkisi ile daha fazla savunma gücü sağlanmış olur.

                  Dış kirişleri sisteme kazandırmak için şekilde gösterildiği gibi kolonlar ile bağlantılı olması veya yüzeye dik perdelerin konulması mecburiyeti yoktur. Mimari yerleşimi ön planda gözetebilmek için dış duvar konumunda olan yerlere duvar yerine perde yapılarak sisteme gerekli güç kazandırılabilir. Şekil.19 ve Şekil 20 de gösterilen sadece örnektir. Dış duvar hizasında yapılacak perdeler binanın burulmaya karşı dengesini sağlamak için de önemlidir. Burulma dengesini sağlamak için en etkili konum bina dış çevresine perdelerin yerleştirilmesidir. Fakat ne var ki mevcut imar mevzuatı bu olanağa yasal olarak engel olmaktadır.


                  Şekil 20. Güçlendirme amacı ile ilave edilecek perdeler farklı kesitli yapılabilir.
                  Özellikle burulma dengesinin sağlanması için dış duvar hizasında genişliği farklı
                  perdeler yardımı ile istenen denge sağlanabilir.

                  Bu kadar önem arz eden ve statik zorunluluk olan durum için mevcut yasa çıkmaların altına inilmesine karşı çıkmaktadır. Yasal engele takılmasın güçlendirme projemi yapıp paramı alayım mantığı ile değil yapılan proje hayat kurtarsın ve emniyeti garanti altına alsın deniliyor ise mevzuatın mutlaka düzeltilmesi gerekmektedir.

                  Şehirlerin düzeni bozulur, yolların yaya geçidi kapanır, gibi bahaneler bulunur ancak geçişi engelleyecek konumda bulunan binaların sayısı çok azdır ve zaten çıkma altına rastlayan yerlerde bodrum kata merdiven yapılmış olması geçişi engeller durumdadır. Yola cephe olacak binalarda çoğunlukla bir cephe engel teşkil edebilir ve diğer taraflarda çıkma altında inilmesine hiç bir sakınca yoktur.

                  Çıkmalı binaların sağlıklı olarak güçlendirilebilmesi için çıkma altına perdelerin devam etmesine müsaade edilmesi gerekir ancak daire genişletmek gibi maksatlı çıkarlara alet etmek ve dolaysiyle amaçtan saptırılması da kontrol altına alınmalıdır. Mühendis inandırıcı nedenlerini bilgisayar ortamında göstermek suretiyle ve sorumluluğu da kendi üzerine alması halinde müsaade edilmeli, maksatlı kişilerce istismar edilmesine müsaade edilmeden binaları emniyete kavuşturmak gerekir.

                  9. İRDELEME ve DEĞERLENDİRME

                  Depremin öğrettiklerinden bazıları aşağıdaki gibi özetlenebilir ;

                  1. Deprem değil binalar insanları öldürmektedir. Ülke genelinde yapılan ve ilgili yasa ve yönetmeliklerle desteklenen yapılar, çoğunlukla, giriş katından sonra konsol çıkmalara oturmaktadır ve taşıyıcı kolonlar arasında sarkan kiriş bağlantısı yoktur. Mantara benzeyen görüntüsü ile deprem etkisine karşı çok zayıf ve emniyetsiz yapılardır. Statik gerçekleri saf dışı bırakmış yaşayanlar için ölümcül tuzak oluşmuştur. Çıkmalı yapılar deprem etkisini kendi içinde artırarak felakete sebep olan yapılardır ve güçlendirilerek insanlar emniyete kavuşturulmalıdır.
                  1. Mevcut çıkmalı yapıların depreme dayanıklı hale getirilmesi olanaklıdır. Fakat perdelerin çıkma altında devam etmesine imar mevzuatı engel olmaktadır. Düşey taşıyıcıların çıkma hizasında inmesi, binaların gerçek manada güçlendirilmesi için statik zorunluluktur. İnsanlarımızın zayi olmasına seyirci kalınamaz. Bilimin gereği uygulanmalıdır. Yanlış mevzuat acilen düzeltilmeli, engel kaldırılmalıdır. Gerçek anlamda güçlendirilmiş binalar hayat kurtaracaktır ve her saniye deprem korkusu içinde olan insanlarımızı huzura kavuşturacak psikolojik rahatlama getirecektir.
                  1. Yapının az ya da çok katlı olması deprem riskinin asıl sebebi değildir. Emniyetli bina için öncelikle proje safhasında taşıyıcı sistem doğru tasarlanmalıdır, fakat yetmez. Yapılan projenin tecrübeli ustalar tarafından uygulanması gerekir. Doğru proje yapılsa bilen ustalar da iş işi yapsa da yeterli değildir. Çünkü yapma becerisi olan ustalar işi yaparken sürekli denetim altında tutulmadığı taktirde çok önemli hatalar yapılabileceği unutulmamalıdır. Tatbikatı gerçekleştirecek ekibin sürekli denetimi yapılmalıdır, fakat denetim yaptırmakla da arzu edilen sonuca ulaşılmasını beklemek çok iyimser bir yaklaşım olur. Zira kontrol eden mühendisin inisiyatifine kalmış olmaktadır ve yapılacak yapının ahbap ilişkisi içinde olumsuz sonuca varması olanaklıdır.
                    Yapılan imalatın beton dökümünden önce fotoğraf türü belgelerle ortaya konulması ve bu belgelerin belediyedeki sorumlu kişilere teslim edilerek yapının imalat safhası ciddi denetim altında tutulmalıdır. İyi proje , bilen kişilerce kontrollü uygulama , yapılan imalatın tüm safhasının açık delilleri ile hazırlanması ve yapı tamamlandıktan sonra yapılanın ne olduğunu kontrol edebilme imkanı verilmesi sağlanırsa, hem iş ciddiye alınmış olacak hem de yanlışlar beton içine gizlenerek ört bas edilemeyecek dolaysiyle de arzu edilen emniyet sağlanmış olacaktır.

                  1. Depremde yıkılan binaların tetkikinden ortaya çıkan gerçekler aşağıdaki gibi sıralanabilir. Donatı gerekli olandan az kullanılmış, donatıların tertibi yanlış, temel pabuç alanı yetersiz ve bağlantılara önem verilmemiş, rijitlik dağılımı dengesiz, bitişik düzende kat yükseklikleri farklı yapılmış, kısa kolon durumu oluşmuş, dükkan amacı ile duvarlar yapılmamış veya kaldırılmış, hesaplarda itibara alınmamış kaçak kat ilave edilmiş, donatı filiz boyu kısa ve yanlış tertiplenmiş, kiriş ve kolon kesit boyutları hesap edilenden daha küçük boyutlarda yapılmış, etriyeler yetersiz ve etriye sıklaştırılması yapılmamış, betonda deniz kumu kullanılmış, beton ayrışmış, donatıda korozyon oluşmuş, boyuna donatı hem yetersiz hem de deprem etkisine göre yanlış yerleştirilmiş, boyuna donatı ve etriyelerde kanca uçları yetersiz ve yanlış tertiplenmiş gibi işçilik ve imalat hataları olduğu anlaşılmıştır.

                    Bütün bu tasarım ve işçilik hataları yapılmamış olsa bile, sadece yapının çıkmalı olarak yapılması ve kolonların arasında sarkan kirişlerin bulunmaması ve duvarların sönüme katkısının bulunmaması binanın risk taşıması için yeterli sebeptir. Kısaca yazmak gerekirse önce çıkma tehlikesinden kurtulmak gerekir sonra dikkat edilecek hususlar gelir. Kolonlarla kirişler birlikte çalışamıyor ise bina tuzak demektir.


                    Şekil 21

                  1. Çıkmalı yapılarda sistemin yanlış kurulduğu, önüne geçilemez hatalar oluştuğu ve bu mevcut binaların mutlaka güçlendirilmesi gerektiği vurgulanmıştı. Statik sistemi düzgün yapmak için mimari görünüşü unutalım anlamı çıkarılmamalıdır. Taşıyıcı sistemin düzgün olması mimari yerleşimi engellemez. Örnek olarak İstanbul’da birçok eski yapı var ki çıkmalar statik sistemi tehlikeye sokmadan yapılabilmiştir. Bir örnek olmak üzere yeni yapılacak bina için çıkmalı balkonlar ve diğer dekoratif görünüm Şekil 21 de görüldüğü gibi yapılabilir.
                  1. Mevcut çıkmalı yapılar deprem enerjisinin bina içinde yok edilmesi açısından da tehlikeli yapılardır. Zira çerçeveler teşekkül etmediği gibi binanın titreşim enerjisi taşıyıcı sistemde yok olur. Depremden oluşan titreşim hareketi taşıyıcıları yıpratıp yormak suretiyle binanın yıkılmasına sebep olur ( Şekil 22 ).


                    Şekil 22.
                    Duvar olmayan katlarda enerji kolonlar tarafından
                    alındığı için kolon diplerinde mafsal oluşur.

                  Titreşim hareketi başladıktan sonra enerjinin binada hangi elemanlarda yok edileceği son derece önemlidir ve projelendirme safhasında bu durum itibara alınarak tasarım yapılmalıdır. Mevcut yapıların çoğunluğunda giriş katında duvar olmayışından dolayı enerji kolonlarda tüketilmekte ve dolaysiyle giriş kat hasar görerek göçmektedir. Deprem sonrası göçmüş binaların çok sayıdaki nedeni giriş kat enerji kapasitesinin yeterli olmayışından kaynaklanmıştır (Şekil.23 ).

                  Şekil 23

                  1. Depremde diğer önemli hasar nedenleri olarak ; Yönetmelikte belirtilen değerler minimum değerlerdir, depremde beklenenden fazla ivme gelmesi hasara sebep olmaktadır. Dolgular üzerinde inşa edilmiş yapıların zemininde deprem sırasında oluşan dinamik sıkışma hasara sebep olabilmektedir. Zeminin sıvılaşması yapıda hasar oluşturmaktadır. Yapının fay üzerinde veya çok yakınında bulunması tasarımda ön görülen etkilerden daha fazla ivme gelmesine dolaysiyle hasara neden olmaktadır. Heyelan oluşması halinde yapının durumu iyi de olsa istenmeyenler olmuştur. Kumlu zemine oturan yapılarda dönme yatma oluşabilir. Yönetmeliklerdeki yetersizlik önemli hataların oluşmasına sebep olabilir, gibi nedenleri sıralamak mümkündür.


                  10. SONUÇ

                  1. Çıkmalı yapılar depreme karşı en zayıf yapılardır. Statik sistemden yoksundur , depremi bekleyen tuzak gibi ölüm makinesidir.

                  2. Çıkmalı yapılarda kolanlar arasında sarkan kiriş bağlantısı yoktur ve mevcut kirişler çıkma ucunda kaldıklarından düşey taşıyıcıların çıkma ucundaki kirişlerle birleşerek binayı depreme karşı koruması statik bir zorunluluktur.

                  3. Mevcut imar mevzuatı çıkma altına inilmesine müsaade etmediği için sağlıklı güçlendirme projesi yapılmasını engellemektedir ve emniyete kavuşmanın önünü dolaylı olarak tıkanmaktadır.

                  4. Çıkmalı yapıların güçlendirilmesinde statik zorunluluk varsa, çıkma altına düşey taşıyıcıların inmesine müsaade edilmelidir. Çıkma altına inilemez mevzuatının yanlışlığı düzeltilerek güvenli güçlendirmenin önü açılmalıdır.

                  5. İstanbul’daki binaların betonu ayrışmış, donatısı paslanmış etriyeleri yok olacak seviyede etkilenmiş bulunmaktadır. Yurt dışı yayınlardan alınan detay ve malzemeler betonun kalitesinin bu denli düşük olması durumuna göre değildir. İstanbul’daki mevcut koşulları itibara alarak güçlendirme tekniklerine yönelik araştırmalara olanak sağlanmalıdır.

                  6. Güçlendirme projeyi yapacak mühendislerin , uygulamayı yapacak ustaların , denetimi yapacakların, neler yapması gerektiği, nasıl yapması gerektiği gerçekçi eğitim ve tatbiki kurslarla öğretilmelidir. Yeterliliği belgelerle kanıtlanmayan kişilerin olumsuz girişimleri engellenmelidir.
                  1. Detayları düşünülüp geçerliliği ve kullanım gerçekçiliğinden emin olunmadan hiç bir mevzuat yürürlülüğe sokulmamalıdır. Zira bugün için insanlarımızın hayatını riske sokan çıkmalı yapıların oluşmasına mevzuatın kendisi sebep olmuştur.



                    Kaynaklar

                    1. P.Gülkan, H. Sucuoğlu
                    "Kırsal Yapılarda Deprem Hasarlarının Tayini"
                    Deprem Araştırma Bülteni No.62 , Sayfa 5- 44

                    2. E.Yüksel, A. İlki, H.F. Karadoğan
                    "Brick Masonry infill walls integrated to the peripheral RC element & Strengthening"
                    Second Japan - Turkey Workshop on Earthquake Engineering , Feb. 1998 , İstanbul Vol.1 Page 309- 317

                    3. U. Ersoy, T.Tankut
                    "ODTU Yapı Mekaniği Laboratuvarında Depremle İlgili Deneysel Araştırmalar"
                    Türkiye İnşaat Mühendisliği XII. Teknik Kongresi 1993- Sayfa 1- 24.