Deprem Yönetmeliğine Uygun Yapı Nedir? Depreme Dayanıklı Yapı Nedir? İnş. Müh. Ahmet ÇELİKKOLLU
Giriş
Deprem Kuvveti Mantığı (F = m · a)
Kullanılabilecek şeyler var ama bu yönetmeliğin bir kötü tarafı da çok kafa karıştırıcı ve anlaşılması zor olmasıdır.
Deprem kuvvetine bizim yönetmeliğimiz, TBDY 2018, şöyle karar vermiş: m x Sae diye bir kuvvet vermiş. Yönetmeliklerde farklı indisler olabilir, önemli değil. Yani kütleyle ivmeyi çarparsan oradaki deprem kuvvetini bulursun demiş. Bu zaten Newton'un yıllar önce bulduğu bir formül: Kütle çarpı ivme (F = m · a). İlgili yerdeki atalet kuvvetini —parantez içinde buna deprem kuvveti diyorum— bulmak için ilgili elemanın ivmesiyle kütlesini çarpmanız yeterlidir.
JPG+ 3
Mesela şu masadaki deprem kuvvetini bulmak istiyorum; bana bu masanın kütlesi ve bu masadaki ivme lazım. Binanın deprem kuvveti lazımsa binada oluşan ivme ve binanın kütlesi lazım. Veya kişinin kendisinde oluşan deprem kuvveti için kişinin kütlesi ve kişinin ivmesi lazım. Büyük yer hareketlerini düşünün; 10 milyon metreküp çok büyük alanları düşünün. O yerin kütlesi ile o yer hareketindeki ivmeyi çarparsanız o yerdeki kuvveti bulursunuz.
JPG+ 4
Burada neyi anlatmak istiyorum? Neredeki deprem kuvvetini veya atalet kuvvetini bulacaksanız ivme oranın ivmesidir. İçinde bulunduğunuz bina bir zeminin üzerinde yer alıyor. Zeminin ivmesi ayrıdır, içinde bulunduğunuz binanın ivmesi ayrıdır. Eğer zemindeki kuvveti bulmak istiyorsan zeminde oluşan ivmeyle o zeminin kütlesini çarpmak zorundasın; 10 milyon metreküp, 20 milyon metreküp her neyse. Binada oluşan kuvveti bulmak istiyorsan binadaki ivmeyi sadece binanın kütlesiyle çarpmak zorundasın.
Bu ivme mutlak bir değer değildir. "Zeminde bir ivmem var, üstündeki binada da zeminde de her yerde aynı değerle çarparım ve kuvveti bulurum" diye bir durum yoktur. Tahtadaki deprem kuvvetini bulacaksam tahtanın kütlesiyle tahtada oluşan ivmeyi çarparım. Çünkü yerdeki ivme olduğu gibi tahtaya geçmez.
İvmeyi (a) birisinin bize vermesi lazım. Peki kütleyi (m) kim verecek? Kütleyi mühendis olarak siz bulursunuz, sizin işiniz o. Kütleyi bulduktan sonra deprem kuvvetini hesaplarsınız. Bu deprem kuvveti yönetmeliklerin yeniden icat ettiği bir şey değildir; Newton'un formülüdür. Deprem mühendisliği veya inşaat fakültesinde 3-4 sene boyunca öğrenmeye çalıştığımız şey aslında m x a'dır. Bunu kimse doğrudan m x a diye anlatmaz; garip indislerle verir. Halbuki lisede öğrendiğimiz Newton prensibidir. Yönetmeliklerde işi karıştırmaya devam ediyoruz; en son m x Sae demişler. Şuna m x a desek herkes anlayacak.
Deprem kuvvetinde ivmeyi harita veriyor, kütleyi siz belirliyorsunuz ve bir kuvvet oluşuyor. Bu mutlak bir değer değildir. İvmede (a) bir inisiyatifiniz var mı? Yok. Kütlede (m) inisiyatifiniz var mı? Var. Tasarımcı mühendis olarak kütleye müdahale etme yetkiniz ve tasarrufunuz vardır. Kütleyle oynayarak yapıdaki deprem kuvvetine bizzat kendiniz karar verirsiniz. Kütleyi büyük yaparsanız büyük deprem kuvveti, küçük yaparsanız küçük deprem kuvveti oluşur.
Kütlesiz bina yapamayız, bunun elbette sınırları var; fakat kütleyi azaltma imkanımız vardır. Nasıl azaltacaksınız? Binanızda mermer kullanmayın. Türkiye'de yaşıyorsunuz, 500 tane aktif fay var; binada birim hacim ağırlığı 2.7 ton/m³ olan mermeri kullanıyorsunuz. Mozaik kullanmayın. Dışarıdan çok güzel görünen ağır dış cephe kaplamaları yapmayın. Dış cephe kaplaması demek kütleyi artırmak demektir; kütle arttıkça deprem kuvveti artar. Kütlesiz bina yapabilseydiniz binanızda deprem kuvveti oluşmazdı; madem bunu yapamıyorsunuz, o halde kütlesi az olan yapılar tasarlayın. 1.5g - 2.0g ivmelerle çalışan bir ülkede mermer, mozaik veya ağır mansard çatılar kullanmak doğru bir yaklaşım değildir.
Dayanak 1: Deprem Tehlike Haritaları, Zemin ve Spektral İvmeler
Kütleyi mühendis olarak ayarlayabiliyoruz. İvmeyi (a) ise Türkiye Deprem Tehlike Haritaları verir. E-Devlet üzerinden koordinatları girdiğinizde PGA, SS, S1 gibi değerler alırsınız ve tasarımınızı buna göre yaparsınız.
Deprem tehlike haritalarındaki bütün ivmeler ZB zemini (anakaya, Vs = 760 m/s) için tanımlanmıştır. Haritaya göre Türkiye'nin her yeri ZB kabul edilir; İstanbul da ZB'dir, Ankara da Bartın da. Anakaya orasıdır. Örneğin PGA = 0.449 ve SS = 1.069 değerlerini ele alalım. PGA, ZB zemininde oluşan en büyük yer ivmesidir. PGV ise yer kütlesinin hızıdır.
Fay hattı üzerindeki büyük yer kütlesinin deprem kuvvetini bulmak istiyorsanız toprağın kütlesiyle 0.449'u çarparsınız; ancak bu binanın tasarımı için doğrudan işimize yaramaz. Bize binadaki ivme lazımdır. Binayı ZB zemin üzerine yaparsanız oluşan ivme SS = 1.069'dur. Fakat Türkiye'nin her yeri ZB değildir. Binayı ZC, ZD veya ZE gibi zeminlere yapacaksanız anakayadaki bu değeri üste taşımanız gerekir.
Yönetmelik bu taşıma işlemi için Fs zemin etki katsayılarını tanımlamıştır. Anakayadaki SS değerini Fs ile çarparak yapının temel kotundaki SDS değerine ulaşırsınız: SDS = SS x Fs
SS, anakaya üzerindeki yapının ivmesi; SDS ise kendi zemin koşullarınızdaki yapının ivmesidir.
Burada spektrum eğrisinde periyodun 0 olduğu noktaya (T = 0) dikkat edin. 0 saniye periyoda denk gelen ivme 0.4 SDS'dir. Teorik olarak 0 periyot demek yapının sonsuz rijit olması demektir. Aslında bu değer zemindeki ivmedir, yani PGA'dır. Spektrum platosundaki değer olan 1.0 SDS'ye ulaşmak için bu değer 2.5 ile çarpılır (0.4 x 2.5 = 1.0).
Yönetmelik ZB zemini için zemin etki katsayısını 1.0 yapmak yerine 0.9 gibi katsayılar belirlemiştir. Halbuki harita zaten 760 m/s kayma dalgası hızına sahip ZB zeminine göre hazırlanmıştır. Kayma dalgası hızı zemin kalitesinin temel göstergesidir. Sıkı, homojen kaya zeminlerde sinyal hızla ilerler (760 - 1000 m/s); boşluklu, zayıf zeminlerde dalga yavaşlar (100 m/s). Jeofizik rapordaki kayma dalgası hızına bakarak zeminin niteliğini hemen anlayabilirsiniz.
Fay Tipleri ve İvmenin Vektörel Doğası
Faylar çeşitlidir: Doğrultu atımlı faylar, normal faylar ve ters (bindirme) faylar vardır. Kuzey Anadolu Fay Hattı sağ yönlü, Doğu Anadolu Fay Hattı sol yönlü doğrultu atımlı faylardır; buralarda hareket ağırlıklı olarak yataydır. Batı Anadolu'da normal faylar hakimdir; bloklardan biri aşağı iner, hareket düşeydir. Bitlis bindirme kuşağında ise ters faylar bulunur; bir kütle diğerinin üzerine biner.
İvme skaler değil, vektörel bir büyüklüktür; yönü ve şiddeti vardır. Doğrultu atımlı fayda yatay ivmeler hakimken, normal ve ters faylarda ciddi düşey ivmeler meydana gelir. Düşey hareketin baskın olduğu bir bölgede düşey deprem yükü kritik önem taşır. Ancak deprem tehlike haritaları fay tipinden bağımsız olarak herkese yatay ivme spektrumunu verir. Gerçekte deprem üç boyutludur; aynı anda X, Y ve Z bileşenleri oluşur.
Geometrik Ortalama Problemi
Deprem sırasında sahada her doğrultuda farklı ivmeler ölçülür. Deprem tehlike haritası bu ivmelerden hangisini esas almaktadır? Harita, birbirine dik iki yatay ivmenin geometrik ortalamasını esas alarak hazırlanmıştır.
Örneğin bir noktada X yönünde 0.20g, Y yönünde 0.40g ivme ölçülmüş olsun:
Geometrik Ortalama = √(0.20 x 0.40) ≈ 0.283g
Matematiksel bir kural olarak, iki değer birbirine eşit olmadığı sürece geometrik ortalama her zaman aritmetik ortalamadan küçüktür ve daima ölçülen maksimum değerin altındadır. Yukarıdaki örnekte aritmetik ortalama 0.30g, maksimum ivme ise 0.40g'dir; ancak mühendise verilen değer 0.283g'dir.
Başka bir örnekte X yönünde 0.30g, Y yönünde 0.35g ölçüldüğünde geometrik ortalama 0.324g çıkmaktadır. Tasarıma esas alınan ivme sahadaki en büyük bileşenin altındadır. Bazı ülkeler maksimum ivmeyi esas alırken bizim sistemimizde geometrik ortalamanın kullanılması, gerçekte oluşabilecek pik ivmelerin gerisinde kaldığımızı göstermektedir. Tokat Erbaa'da haritada SDS = 2.0 görüyorsanız, geometrik ortalaması 2.0 olan bu hareketin bileşenlerinden en az biri 2.0g'den daha büyüktür. Dolayısıyla tehlike haritalarındaki ivmelerin gerçeğe kıyasla düşük kaldığının bilincinde olarak tasarım yapılmalıdır.
Dayanak 2: Performansa Dayalı Tasarım ve Dayanıma Göre Tasarım Çelişkisi
TBDY 2018 Bölüm 7'ye göre yeni bir bina tasarladığınızda, yönetmelik kurallarına uyarak "Kontrollü Hasar" (KH) performans düzeyini sağladığınız varsayılır. Peki deprem performansı gerçekte nedir?
Deprem performansı; tasarım depremi meydana geldiğinde, daha deprem olmadan önce hangi kolonun veya kirişin neresinde ne kadarlık bir çatlak oluşacağını, ne kadar şekil değiştirme ve dönme meydana geleceğini hesapla bilmektir. Deprem olmadan önceki hasar tespitidir.
Bölüm 7'deki dayanıma göre tasarımda ise çatlak genişlikleri veya birim şekil değiştirmeler hesaplanmaz. Kesit tesirleri bulunur, sınır değerlerle karşılaştırılır, elastik deprem yükü R katsayısına (6, 7, 8) bölünerek küçültülür ve donatı yerleştirilir. Bu hesap tarzıyla kolon veya kirişte kaç milimetre çatlak oluşacağını söyleyemezsiniz.
Gerçek performans hesabı şekil değiştirmeye dayanır:
Eğrilik (φ): Birim dönmedir. Kesitteki beton basınç kısalması (εc) ve donatı çekme uzaması (εs) üzerinden tarafsız eksen dengesiyle bulunur.
Donatı Uzaması (ΔL): Doğrudan betondaki çatlak genişliğini belirler. Çelikte 1 mm uzama varsa betonarme eleman o noktada 1 mm açılmış demektir.
Çeliğin gerilme-şekil değiştirme grafiğinde elastik bölge (ε ≤ 0.0021), akma platosu ve pekleşme bölgesi yer alır. Çeliğin kopma uzaması (εsu) yaklaşık %8 - %10 (0.08) mertebesindedir. Performans kriterlerinde kopma uzamasının belirli yüzdelerine göre Sınırlı Hasar, Kontrollü Hasar ve Göçme Öncesi sınırları tanımlanır.
Dayanıma göre tasarım yaptığınızda deprem kuvvetini R katsayısına bölerek sistemin akacağını ve doğrusal olmayan davranış sergileyeceğini baştan kabul edersiniz; ancak eleman bazında birim şekil değiştirmeleri tek tek kontrol etmezsiniz. Dayanıma göre tasarlanan bir binayı Bölüm 15'e göre doğrusal olmayan performans analizine soktuğunuzda şartların her zaman sağlanamadığı görülür. Yönetmelik hukuki sorumluluğu üzerinizden alır; ancak gerçek anlamda kontrollü hasarın sağlandığını garanti etmez.
Dayanak 3: Süneklik, Esneklik ve Güçlü Kolon Kontrolü
Süneklik ile esneklik birbirine karıştırılmamalıdır:
Esneklik: Yapı deprem yükü altında ötelenir, deprem bittiğinde enerji geri verilir ve yapı ilk konumuna döner. Cetveli eğip bıraktığınızda eski yerine gelmesi esnekliktir. Esneklikte enerji yutulmaz, potansiyel olarak depolanır. Donatı akmaz.
Süneklik: Yapı elastik sınırı aşar, donatı akar, kalıcı plastik şekil değiştirmeler oluşur. Cetveli biraz daha zorladığınızda çatlayıp kalıcı eğrilik alması sünekliktir. Deprem enerjisi plastik şekil değiştirme ve ısıya dönüşerek yutulur (absorbe edilir).
Yönetmelik esnek bina değil, sünek bina istemektedir. Sünekliğin ön şartı donatının akmasıdır. Donatı akmasından korkulmamalıdır; ancak akma kolonlarda değil kirişlerde gerçekleşmelidir. Mesnetlere gereğinden fazla donatı koymak akmayı zorlaştırır ve elemanı gevrekleştirir. Sünekliği sağlamak için donatı fazlalığından kaçınılmalıdır.
Tablo 4.1'de verilen taşıyıcı sistem davranış katsayıları (R), seçilebilecek en büyük üst sınırlardır. R = 8 yerine R = 6, 4 veya 1 seçebilirsiniz. R küçüldükçe tasarıma esas deprem kuvveti artar, kesitler büyür; fakat yapının güvenlik marjı ve dayanımı yükselir.
Güçlü Kolon Kontrolünün Kritik Değerlendirmesi
Yüksek sünek bir çerçevede amaç mafsalların kiriş uçlarında oluşması, kolonların ise elastik kalarak ayakta durmasıdır. Yönetmelik birleşim bölgesinde kolonların moment taşıma kapasiteleri toplamının, kirişlerin moment kapasiteleri toplamından en az %20 fazla olmasını ister: ΣMc ≥ 1.2 ΣMb
Bu formülasyonda gözden kaçan kritik bir durum vardır. Aşağıdaki sayısal örneği inceleyelim:
Kolon: 30 x 30 cm kesitinde, 6Φ18 donatılı. Paspayları çıktıktan sonra faydalı yükseklik/kol yaklaşık 25 cm. Çekme donatısı tarafında 3Φ18 ≈ 7.5 cm².
Çekme Kuvveti = 7.5 cm² x 3650 kg/cm² ≈ 27.375 kg
Kolon Moment Kapasitesi (Mc) = 27.375 kg x 0.25 m ≈ 6.84 ton·metre
Üst ve alt kolon toplam kapasitesi: ΣMc = 6.84 + 6.84 = 13.68 ton·metre
Kiriş: 30 x 50 cm kesitinde, mesnette 4Φ12 üst donatılı. Faydalı yükseklik kolu yaklaşık 45 cm. 4Φ12 ≈ 4.52 cm².
Çekme Kuvveti = 4.52 cm² x 3650 kg/cm² ≈ 16.500 kg
Kiriş Moment Kapasitesi (Mb) = 16.500 kg x 0.45 m ≈ 7.42 ton·metre
Kiriş kapasitesinin 1.2 katı: 1.2 x 7.42 ≈ 8.90 ton·metre
Kontrol yapıldığında:
ΣMc = 13.68 ton·metre > 1.2 ΣMb = 8.90 ton·metre
Şart toplam bazında fazlasıyla sağlanmaktadır ve yönetmeliğe uygundur. Ancak tekil eleman bazında bakıldığında:
Mb = 7.42 ton·metre > Mc = 6.84 ton·metre
Tekil bir kolonun kapasitesi, bağlanan kirişin kapasitesinden daha düşüktür. Özellikle kolonun zayıf yönünde veya benzer kesitlerde tekil kolonun kirişten zayıf kalması plastik mafsalın kolonda oluşma riskini doğurur. Bu nedenle yalnızca toplamı değil, tekil moment kapasitelerini de kıyaslamak mühendislik açısından hayati önem taşır.
Dayanak 4: Asmolen / Dişli Döşemeler ve Kaset Döşeme Yanılgısı
Piyasada çift doğrultulu dişli döşemelere "kaset döşeme" denilerek çerçeve sistemi gibi gösterilmeye çalışılmaktadır. Türk standartlarında veya deprem yönetmeliğinde asmolenden bağımsız, ayrıcalıklı bir "kaset döşeme" tanımı yoktur.
Asmolen döşemelerin asıl problemi ağırlıktan ziyade öteleme (rijitlik) zafiyetidir.
Normal kirişli bir çerçevede (örneğin 30 x 60 cm kirişler), kolon-kiriş düğüm noktaları momenti aktarır ve yapının yatay ötelenmesi sınırlı kalır.
Kiriş yüksekliği 30 - 32 cm olan yastık kirişli asmolen sistemlerde ise kirişin eğilme rijitliği (EI) çok düşüktür. Kiriş rijitliği azaldıkça birleşim bölgesi momenti aktaramaz ve mafsallı prefabrik birleşimlere yakın davranmaya başlar.
Mafsallı sistemlerde çerçeve davranışı kaybolur; yatay kuvvet altında kat ötelenmesi (drift) aşırı derecede büyür.
Asmolen binalar aşırı yanal ötelenme nedeniyle P-Delta etkileri ve mafsallaşma sonucunda yıkılmaktadır. Bu zafiyeti gidermenin tek yolu, yönetmeliğin de zorunlu kıldığı üzere yatay yükün en az %75'ini karşılayacak rijit betonarme perdeler yerleştirmektir.
Dayanak 5: Taşıyıcı Sistem Geometrisi ve Çerçeve Sürekliliği
Mevcut yönetmelik kolon boyutu, donatı oranı gibi eleman bazlı koşullar getirmesine rağmen taşıyıcı sistem plan geometrisine dair net kurallar tanımlamamaktadır. Oysa deprem davranışını doğrudan plan geometrisi belirler:
Çerçeve Sürekliliği: Bir yapıda her iki doğrultuda aksların en az %70 - %75'i süreklilik gösteren tam çerçevelerden oluşmalıdır. Kolonların arasına rastgele tekil kirişler atılarak çerçeve oluşturulamaz. Çerçevesi kesintiye uğrayan binalarda yatay kuvvet döşemelere dağılır ve gerilme yığılmalarına yol açar.
Kolona Yakın Saplama Kirişler: Kolon yüzüne 2h (h: kiriş yüksekliği) mesafesinden daha yakın saplama kiriş yapılmamalıdır. Bu durum mesnette kesme kuvveti sıçramalarına neden olur.
Kiriş Üstüne Kolon ve Eğik Kolon: 1.5g - 2.0g ivmelerle çalışan bir deprem bölgesinde kiriş üstüne oturan kolon veya düşey yük bileşeni oluşturan eğik kolon uygulamaları yapılmamalıdır.
Taşıyıcı Sistem Akslarının Açısı: Taşıyıcı sistemin ana aksları birbirine mutlak surette 90° dik olmalıdır. Binanın arsa sınırı yamuk veya dairesel olabilir; ancak taşıyıcı kolon ve kiriş eksenleri ortogonal (90°) kurulmalıdır. Açı saptığı zaman X ve Y deprem kuvvetlerinin izdüşümleri dengesizleşir; bina bir yönde gereksiz rijit olurken diğer yönde zayıf kalır. İki ana yönün yanı sıra 45° açılı deprem yüklemesinin de analiz edilmesi önerilir.
Plan Sadeliği: 15 x 18 m (270 m²) boyutlarında, aksları 5 metrede bir düzenli geçen bir binada SDS = 1.0 için toplam 270 tonluk deprem yükünü çerçevelere 45 ton - 90 ton şeklinde dakikalar içinde paylaştırıp çözebilirsiniz. Elle kolayca modellenebilen yapı, deprem anında da öngörüldüğü gibi davranır. Geometrisi kırık dökük, açılı ve düzensiz yapıları yazılımlarla yüzlerce sayfa rapor alarak çözseniz dahi gerçek deprem davranışını kestiremezsiniz. Belirli bir yükseklikten sonra basit prizmatik (dikdörtgen/kare) geometri zorunluluğu getirilmelidir.
Dayanak 6: Mevcut Yapılarda Kat Bazlı Beton Dayanımı (Bölüm 15)
TBDY 2018 Bölüm 15'e göre mevcut bina performans analizi yapılırken en az 9 adet karot alınır ve bina geneli için tek bir karakteristik beton dayanımı hesaplanır:
fcm - s veya 0.85 x fcm
Bu yaklaşım katlar arası kalite farklarını gizlemektedir. Örneğin bir binada:
Kat karotları: 25, 26, 24 MPa
Kat karotları: 14, 16, 13 MPa
Kat karotları: 21, 22, 23 MPa
Tüm binanın ortalamasını alıp standart sapmayı düştüğünüzde genel bir C20 değeri bulursunuz. Fakat 2. kat belirgin şekilde zayıftır ve yumuşak/zayıf kat mekanizması oluşturmaya adaydır. Bu nedenle mevcut bina değerlendirmelerinde ve güçlendirme projelerinde bina geneline tek bir beton sınıfı atamak yerine her kat için ayrı beton dayanımı belirlenmeli ve analiz kat bazlı değerlerle yürütülmelidir.
Soru - Cevap Bölümü
Soru (Ümit Bey): İkinci katta 3 karot aldık diyelim. Yönetmelik en az 9 karot istiyor; kat bazında ayrı sınıf tanımlarken bu durum nasıl yönetilmeli?
Cevap: Yönetmelik her kattan ayrı karot alınmasını engellemez. Eğer bağımsız bir eleman grubundan veya kattan 3 karot alıyorsanız en küçük değeri esas alabilirsiniz. İstenirse o kattan daha fazla karot alınarak da güvenilirlik artırılabilir. Kat bazında çalışmak her zaman bina geneli tek değer almaktan çok daha sağlıklı sonuç verir.
Soru: 5 katlı bir binada beton basınç dayanımı 10 MPa'nın altında çıkarsa mantolama ile güçlendirme yapılabilir mi?
Cevap: Güçlendirmede öncelik tekil eleman mantolaması değil, sisteme yeni betonarme perdeler ekleyerek sistem bazlı güçlendirme olmalıdır. Beton dayanımı 10 MPa'nın altına düştüğünde (örneğin 7-8 MPa) ekilen kimyasal ankrajlar betondan sıyrılır ve birlikte çalışmaz. Gerekli ankraj boyu kolon boyutunu aşar. 10 MPa altındaki betona sahip binalarda geleneksel manto veya ankrajlı güçlendirme teknikleri uygulanabilir değildir.
Soru (Murat Bey - Canlı Yayın): Yapının arazideki yerleşimi her defasında 0 veya 90 derece olmak zorunda mıdır?
Cevap: Yapının parsele veya araziye oturumuyla ilgili bir zorunluluk yoktur; arsa açılı olabilir. Önemli olan yapının kendi içindeki taşıyıcı sistem elemanlarının birbirine 90° dik olmasıdır.
Soru (Filiz Hanım - Canlı Yayın): Piyasada çift doğrultuda çalışan dişli döşemeye "kaset döşeme" deyip R = 8 alarak tasarlanan binalar hakkında ne düşünüyorsunuz?
Cevap: O binalardan daire kiralanmamasını tavsiye ederim. Standartlarda böyle bir ayrıcalık yoktur; rijitlik zafiyeti olan sistemlerdir.
Soru: Yüksekliğin taban enine oranı 3'ü geçen narin binalarda devrilme riski nasıl engellenir?
Cevap: Devrilmeyi sadece üstyapının en/boy oranı belirlemez; dönme noktası temel geometrisiyle kontrol edilir. Temel ampatmanını dışarıya doğru uzatarak devrilme noktasını dışa kaydırabilir, binanın kendi zati ağırlığının oluşturduğu dengeleyici momenti artırarak devrilme güvenliğini sağlayabilirsiniz.
Katkı (İnşaat Mühendisi / Avukat Katılımcı): Cumhuriyetten bu yana 10'dan fazla deprem yönetmeliği değişti; kurallar değişse de depremin fiziksel davranışı değişmiyor. 6 Şubat depremlerindeki yargı süreçlerinde, zamanın yönetmeliğine uygun yapılmış olsa dahi mühendislik ilkelerine aykırı davranılan binaların sorumluluğu inşaat mühendislerine yüklendi. Dolayısıyla yönetmeliğin izin verdiği asgari sınırlarla yetinmeyip mühendislik ilmini ve vicdanını esas almak zorundayız.
Cevap: Tamamen doğru. Bilirkişi raporlarında "Yönetmelikte zorunlu değildi ama şuraya perde konsaydı bina yıkılmazdı" tespiti yapıldığı anda hukuki ve vicdani sorumluluk doğmaktadır.
Soru (Canlı Yayın): Her projede bina önem katsayısını I = 1.5 alıp R katsayısını olabildiğince düşük seçmek doğru bir yaklaşım mıdır?
Cevap: Kesinlikle doğrudur. İmkân varsa R = 1 alınmalıdır; kesitler büyür fakat yapı güvende kalır. R = 8 yerine en azından yönetmelik katsayılarının yarısını hedeflemek güvenlik açısından büyük avantaj sağlar.
Soru (Serdar Bey - Canlı Yayın): Perdeli-çerçeveli sistemlerde devrilme momenti kontrollerinde R'nin 0.8 ile çarpılarak azaltılması kuralı her durumda zorunlu mudur?
Cevap: Yönetmelikteki bu kural deprem etkilerinin tamamının perdelerce karşılandığı saf perdeli sistemleri hedefler. Ancak karma bir sistemde dahi R katsayısını 0.8 ile çarparak küçültmek deprem yükünü büyüteceğinden yapıyı daha güvenli tarafta tutar.
Soru: Bir şantiyede dairesel kolonun üst katlarda kareye dönüştüğünü ve yastık kirişe oturduğunu gördüm, buna yorumunuz nedir?
Cevap: Mühendislik açısından yorumlanacak bir tarafı yoktur; tartışmaya dahi kapalı, tamamen hatalı bir uygulamadır.
Soru: Mevcut kolonlar mantolama yerine çelik giydirme ile güçlendirilebilir mi?
Cevap: Prensip olarak deprem yükü altında gerilme-şekil değiştirme (σ - ε) ilişkileri birbirinden tamamen farklı olan malzemelerin (betonarme ve çelik) kompozit çalıştırılmasına mesafeliyim. İki malzemenin uyumu laboratuvardaki gibi gerçekleşmeyebilir; sistemi kendi öz malzemesiyle güçlendirmek esastır.
Soru: Japonya, Amerika ve Şili bu problemleri nasıl çözüyor?
Cevap: Şili örneği çok önemlidir. Şili'de mühendis karmaşık kesit kontrolleriyle vakit kaybetmeden önce, binanın taban alanına ve kat adedine bağlı olarak X ve Y yönlerinde belirli bir asgari perde alanını (örneğin kat alanının belirli bir yüzdesi kadar) projeye baştan koymak zorundadır. Şili deprem hasarlarını bu basit geometrik zorunlulukla önlemiştir. Ülkemizdeki 1975 yönetmeliği dahi doğru uygulandığında (etriye sıklaştırması, 135° kanca vb.) binalar ayakta kalabilmektedir; asıl mesele yönetmelik asgarisini değil, doğru mühendislik ilkelerini sahaya yansıtmaktır.
Yorumlar