Güzel yurdumuzun topraklarının tamamına yakını deprem riski altındadır. Dolayısı ile deprem gerçeğiyle yaşamayı öğrenmek bir seçenek değil zorunluluktur. Elbette devlet kurumları tarafından deprem ve tüm afetlere yönelik bazı hazırlıklar yapılması gerekir. Ancak bizim de vatandaşlar olarak atmamız gereken bazı adımlar ve yapmamız gereken hazırlıklar var. Öncelikle yaşadığımız evlerimiz ve çalıştığımız işyerlerimizin deprem dayanımını tespit ettirmeliyiz.
Binaların deprem dayanım tespiti nasıl yapılır?
Ülkemizdeki deprem yönetmelikleri yıllar içerisinde sürekli güncellendi ve şartları giderek ağırlaştı. Bir bina yapıldığı dönemdeki yönetmeliklere uygun olsa dahi, güncellenen yönetmelik şartlarını sağlamıyor olabilir. Binanın mevcut durumunun deprem dayanımı tespiti, en güncel yönetmeliğimiz olan 2018 tarihli Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne göre (TBDY-2018) yapılmalı.
Bu yönetmeliğin bir tavsiye yazısı veya kılavuz belgesi değil, harfiyen uygulanması gereken bir kanun olduğunu aklımızdan çıkartmamalıyız. Yani deprem tespitinde izlenecek yöntem mutlaka TBDY-2018 şartlarını sağlamalı.
2018 tarihli Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’ne göre bina deprem dayanım tespitinde aşağıdaki aşamalar izlenir:
- Yerinde inceleme: Tüm katlar incelenir ve projeye aykırı durumlar, taşıyıcı sisteme yapılmış müdahaleler ve korozyon gibi olumsuzluklar tespit edilir.
- Hasar tespiti: Deprem veya farklı bir sebeple binada hasar varsa bu durum detaylı şekilde tespit edilir ve uygun şekilde onarımı için hesaplamalar ve projelendirme yapılır.
- Röleve çıkartılması: Binaların projeleri bina sahiplerinde ve/veya bağlı bulundukları belediyelerde mevcuttur. Eğer binanın statik projelerine ulaşılamıyorsa tespit ekibi tarafından binanın mevcut durumunun projesi çıkartılır, yani rölöve çizimi yapılır.
- Zemin etüdü: Bir binanın deprem performansının belirlenmesinde zemin de bina kadar önemlidir. Yönetmeliğe uygun olacak şekilde zemin etüdü çalışması yapılır.
- Malzeme testi: Bina malzemesinin dayanımını tespit etmek için betondan örnek (karot) alınır, çelik donatıdan ise bazı numuneler alınır. Numune alınan bölgeler uygun malzeme ile kapatılır. Bu işlem binaya zarar vermemektedir ve karot alınması kanunen gereklidir.
- Röntgen: Binadaki çelik donatıların yerleri ve aralıkları röntgen cihazı ile tespit edilir.
- Modelleme: Binadan elde edilen bilgiler ile yapısal analiz yazılımları kullanılarak binanın 3 boyutlu modellenmesi yapılır.
- Deprem seviyesi: AFAD tarafından yayınlanmış dijital deprem haritasından, binanın bulunduğu bölgede beklenen deprem ivmesi (yani deprem şiddeti) seviyesi belirlenir.
- Deprem simülasyonu: Yönetmelikte belirtilen yöntemlere göre binanın 3 boyutlu modeline, AFAD haritasından alınmış olan deprem yükleri etki ettirilerek deprem simülasyonu yapılır ve binanın deprem performansı analizleri gerçekleştirilir.
- Sonuç raporu: Yapılan analizler sonucunda, inceleme konusu binanın, zemini, malzemesi ve taşıyıcı sisteminin tamamını kullanarak, bulunduğu bölgede beklenen deprem etkisi altındaki deprem dayanım performansı tespit edilmiş olur.
Karot ve diğer malzeme tespitleri güvenli mi?
Nasıl ki sağlık durumumuzu tespit etmek için kan tahlili yaptırmak zorunlu ise, betonarme bir binanın deprem dayanımını tespit etmek için de karot ve diğer malzeme deneyleri gerekli ve kanunen zorunludur. Karot numunesi yaklaşık olarak bir kahve kupası kadar küçüktür ve karot alınacak bölgede donatı olmadığı röntgen cihazı ile tespit edilir.
Betonarme binaların depreme dayanıklılığının belirlenmesinde, yürürlükteki güncel deprem yönetmeliği olan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018) kapsamında yapılan çalışmaların, binaların mevcut durumunu zayıflatması söz konusu olamaz. Kaldı ki karotlar için açılan delikler, yüksek mukavemetli özel harç malzemesiyle derhal doldurulurlar. Yönetmeliğe göre, bu tespitler tüm taşıyıcı elemanlarda değil, yeterli en az sayıda yapı elemanından alınarak yapılabilir.
Beton dayanımının tespiti sonrasında betonarmenin diğer bileşeni olan donatı çeliğinin miktarını ve korozyon durumunu belirlemek için çok sınırlı miktardaki bölgelerde beton kabuk sıyrılarak altındaki donatılar tespit edilir. Sıyırma yapılan bölgeler de tespit sonrası hızla kapatılır.
Deprem dayanım tespiti yaptık. Şimdi ne olacak?
Yapılan bu analizlerden sonra binanın yönetmelik tarafından öngörülen deprem dayanımı seviyesini sağlamıyorsa, binanızı yıktırıp baştan yaptırabilir veya deprem güçlendirmesi projesi yaptırabilirsiniz. Güçlendirme maliyeti, yıkarak baştan yapma maliyetinin yaklaşık 20-40%ı civarındadır.
Binanın imar durumuna bağlı olarak yıkıp baştan yaptırmak bir seçenek olmayabilir. Böyle durumlarda maliyetine bakmaksızın tek seçenek güçlendirmedir. Buradaki en önemli husus, güçlendirme projesinin uzman bir mühendislik ekibi tarafından hazırlanması ve güçlendirme uygulamasının da projesine uygun şekilde gerçekleştirilmesidir.
Binanız yönetmelik tarafından öngörülen deprem dayanımı seviyesini sağlıyorsa, binanızda güvenle oturabilirsiniz. Elbette yaşam ve çalışma alanlarında bazı tedbirler de almak kaydıyla. Örneğin:
- Depremde üzerimize devrilebilecek mobilyaları duvara sabitlemek gerekir.
- Avize, ayna kaplama, cam/kristal süsler vb depremde kırılarak etrafa saçılabilecek eşya/dekorasyondan ve mermer gibi ağır duvar kaplamalarından kaçınmalıyız.
- Yatakların etrafında bulunan, biz uyurken üzerimize düşebilecek tüm eşyaları düşmeyecek şekilde sabitlenmeliyiz veya tamamen kaldırmalıyız.
- Deprem ve diğer afetler sonrasında bir süre elektrik, su, gaz kullanamayabiliriz. Şehir içinde de gıda ve suya ulaşmak zor olabilir. Bu yüzden evimizde aile fertlerinin sayısına bağlı olarak birkaç hafta yetecek su ve gıda depolamakta fayda var.
- Deprem çantası bizi yıkılan bir binadan kurtarmak için değil, afetten hemen sonraki ilk birkaç gün bizim ve ailemizin en acil ihtiyaçlarını gidermek içindir. Binanızın depreme dayanıklı olduğundan emin olunuz ve sonra deprem çantası hazırlayınız. Çantayı deprem sonrası evden çıkarken unutmadan yanınıza alabileceğiniz bir yerde bulundurunuz.
- Aracınız varsa üzerine bir binanın yıkılma ihtimali olmayan bir yere park etmeye çalışınız ve her zaman en az yarım depo benzin bulundurunuz. Aracınız acil durumlarda sığınağınız olabilir.
Yenilikçi güçlendirme yöntemleri
Mevcut betonarme binaların güçlendirilmesi için dünya çapında kabul görmüş yöntemler var. Bunlara örnek olarak, kolonların ve kirişlerin betonarme veya çelik elemanlarla mantolanması, yapısal sisteme perde duvar ilave edilmesi veya çok kuvvetli bir kumaş olarak düşünebileceğiniz lifli polimerler ile yapısal elemanların sargılanması gösterilebilir.
Bu tür yöntemler etkili olmakla birlikte, binadaki yapısal yetersizliklerin küçük olduğu durumlarda dahi güçlendirme uygulaması sırasında yapılan kapsamlı müdahaleler, binanın büyük oranda veya tamamen kullanımına engel olur.
Yönetmelik şartlarını az farkla sağlamayan binaların güçlendirilmesinde, bina içerisine girmeden ve en az müdahale ile gerçekleştirilebilecek güçlendirme yöntemleri de mevcut.
Bu yöntemler arasında binaya dışarıdan betonarme veya çelik çerçeveler eklenmesi, çerçeveler ile birlikte yapısal sönümleyiciler eklenmesi veya binanın deprem yalıtımlı hale getirilmesi gibi yöntemler sayılabilir. Yenilikçi yöntemler sayesinde bina kullanım durumundayken güçlendirme uygulaması yapılabilir.
Harici çerçeveler ile güçlendirme
Mevcut betonarme bir binanın dışarıdan betonarme çerçeve ilave edilerek güçlendirilmesi, en güncel deprem yönetmeliğimizde de önerilen yöntemlerden biri. Bu yöntemde, büyük çelik çiviler gibi düşünebileceğiniz ankrajlar, mevcut bina ile yeni eklenecek elemanları birbirine sıkıca bağlar. Bu yazıda önerilen dışarıdan güçlendirme yönteminin yenilikçi yönü ise, eklenecek çerçevelerin bağlantısında mevcut bina ile birlikte çalışmayı sağlayacak özel disk başlıklı ankrajlar kullanılmasıdır.
Disk başlıklı ankrajların ülkemizdeki yapı stokuna ve uygulamalara uygun şekilde geliştirilmesi amacıyla, kesme ve çekme dayanımı konusundaki deneyler, teknolojinin Japon ve Türk ortaklarının girişimiyle, TUBİTAK destekli bir araştırma projesi olarak İTÜ Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında gerçekleştiriliyor.
Bu teknik kullanılarak yapılan bir güçlendirme örneği Japonya’daki Hokkaido Üniversitesi kampüsünde bulunan bir binada uygulandı (Şekil 1). Üst katlara çıkıldıkça güçlendirme talebi azaldığı için ilave edilen çerçeve sayısı da buna bağlı olarak azalır. Tüm güçlendirmenin dışarıdan yapıldığı bu yöntemde güçlendirme sırasında bina tamamen çalışır durumda kalmıştı. Ayrıca ankraj deliklerinin açılmasında kullanılan elmas ağızlı özel matkaplar sayesinde gürültü seviyesinin 53dB altında kalmıştı. Bu değer ortalama bir çamaşır makinesi kadar gürültü anlamına gelir, bu ses seviyesinin konut veya okul tipi binalarda içerideki yaşam veya eğitimi olumsuz etkilemediği de tespit edilmiş durumda.
Enerji sönümleyiciler ile güçlendirme
Binaların deprem güçlendirmesinde enerji sönümleyicilerin kullanımı tüm dünyada artıyor. Enerji sönümleyiciler, deprem sırasında binaya giren yıkıcı enerjiyi sönümlerler ve binanın yapısal elemanları depremi hasarsız atlatabilir. Binanın mimarisine ve mevcut durumunun deprem performansına bağlı olarak enerji sönümleyicilerin yalnızca binanın dışından takılması da mümkün.
Binanın deprem performansını arttırmak için bina dışında yapılan bu uygulama bir fırsat olarak değerlendirilerek, binanın enerji verimliliğini arttırmak için sönümleyicilerin üzerinden takılacak yeni bir entegre cephe sistemi önerilebilir. Binanın bulunduğu bölgenin koordinatlarına ve cephe yönüne bağlı olarak panjur veya gölgeleme elemanlarının boyutları, aralıkları ve açıları optimize edilerek, tüm mevsimlerde binanın ısıtma-soğutma ve aydınlatma maliyetleri düşürülebilir. Gölgelik yerine, bölgeye ve ihtiyaca uygun tırmanıcı bitkiler ile yeşil bir cephe oluşturulması da mümkün olabilir.
Bu yöntemde, yeni tasarlanacak olan cephe elemanlarının ve bağlantı aparatlarının da depreme dayanıklı olması ve deprem sırasında bina ile birlikte sorunsuz şekilde çalışabilir olması çok önemlidir. Şekil 2’de görülen örnek uygulama modelinde, mevcut yapı elemanları 1, bina dışında yeni oluşturulan elastik çerçeve 2, enerji sönümleyiciler 3, yeni modüler cephe elemanlarının bağlantı aparatları 4, 5 ve 6, gölgelik elemanlar ise 7 ile gösteriliyor.
Şekil 3’te ise harici olarak enerji sönümleyicilerle güçlendirilmiş ve entegre cephe sistemi uygulanmış bir bina örneği görülüyor.
Sönümleyiciler ile güçlendirme uygulamaları ülkemizde de hızla artıyor. Sönümleyicili güçlendirme uygulamaları elbette geleneksel güçlendirmeye göre daha maliyetli ancak binadaki operasyonu neredeyse hiç etkilemediği için maliyetine bakılmaksızın daha çok okul veya hastane gibi yoğun kullanılan binalarda ve sanayi tesislerinde tercih edilir.
Sismik izolasyon ile güçlendirme
Deprem performansının yetersizliği tespit edilmiş olmasına rağmen mimari özelliklerinden veya ilgili imar mevzuatındaki kısıtlamalardan dolayı yıkılarak yeniden yapılması mümkün olmayan binalarda veya güçlendirme uygulaması sırasında bina kullanımının devam etmesi gereken durumlarda sismik izolasyon yöntemi kullanılabilir.
Dünyada ve ülkemizde bazı önemli yapıların kullanılabilir durumdayken sismik izolasyon ile güçlendirme uygulamaları mevcut. Bu uygulamalarına örnek olarak, tarihi bir yapı olan Tokyo İstasyonu, Los Angeles Belediye Binası ve ülkemizden Marmara Üniversitesi Başıbüyük Hastanesi ile Mecidiyeköy Viyadüğü gösterilebilir.
Binaların sismik izolasyon ile güçlendirmesinde binanın mevcut temeli sismik izolasyona uygun şekilde güçlendirdikten sonra bu seviyenin altına inerek yeni bir temel oluşturulur ve izolatör katı bu iki temel arasında teşkil edilebilir.
Bu yönteme alternatif olarak binanın bodrum veya zemin katlarında kolonlar hidrolik sistemle askıya alınarak üst seviyesinden kesilir ve bu aralığa izolatörler yerleştirilebilir. Tüm bu uygulamalar sırasında kısmi önlemler alarak veya güvenlik açısından binanın bazı bölümlerinde geçici kısıtlamalar yaparak binayı kullanmaya devam etmek mümkün olur. (Şekil 4)
Bir binanın sismik izolasyonla güçlendirilmesi, bütün binanın temelinden veya uygun bir kat seviyesinden kesilerek havaya kaldırılması ve bu arayüzde izolatör yerleştirilmesi gibi kompleks bir mühendislik uygulaması olduğu için, binanın yenilenmesine yakın bir maliyetle karşılaşmak mümkün. Bu tür güçlendirme çalışmalarının, tarihi özelliği olan, operasyonunun kesinlikle aksamaması gereken veya yeniden yapımın veya güçlendirmenin dahi mümkün olmadığı binalarda tercih edilmesi gerekir.
Bu makalede yer alan fikirler yazara aittir ve Fikir Turu’nun editöryel politikasını yansıtmayabilir.
Bu yazı ilk kez 22 Mayıs 2023’te yayımlanmıştır.
