Tipik Deprem Hasarları ve Nedenleri
Türkiye bir deprem ülkesidir. Yapı pratiğimizi güncel teknolojiye uyarlayarak ve yaşadığımız depremleri hiç bir zaman belleklerimizden silmeden daha güvenli binalar yapmak zorundayız. Bir başka deyimle, son yirmi yıl içerisinde yaşadığımız dört büyük depremden aldığımız derslerle yapılarımızı daha güvenilir düzeylere ulaştırmalıyız.
Depremlerde tamamen çöken yapıların hasar mekanizmalarının anlaşılması pek kolay değildir. Bu nedenle, deprem sonrası yapılan teknik incelemelerde ve hasar tespitlerinde genellikler orta ve ağır hasarlı yapılar üzerinde yoğunlaşılır. Bu yapılarda yapılan incelemeler sonucunda, mühendislik ve uygulama açısından yapılmış olan hatalar tespit edilir. Yapıların tamamen göçmesi veya kat kaybetmesi de genellikle benzer hatalar neticesinde deprem açısından yeterli rijtliği gösterememiş olmaları sonucunda gerçekleşmektedir.
Yapı mühendisliği pratiğinde, yapılan hataların belirlenmesi, sınıflandırılması ve bundan sonraki uygulamalarda önlenmesi gereklidir. Bu şekilde, hiç değilse bizden sonraki kuşakları daha güvenli ve en azından deprem açısından kaygısız bir yaşam düzeyine taşıyacaktır.
Bu makalede binalarımızın depremlerden kolaylıkla zarar görmesine ve hatta göçmesine neden olan tipik proje ve yapım hatalarından bazılarını olabildiğince basit bir dille aktarmaya çalışacağım.
Yapısal Sistemin Oluşturulmasında Yapılan YanlışlarDepreme dayanıklı yapı tasarımı kuralları, deprem yönetmeliğimizde son derece detaylı olarak içerilmektedir. Bu kurallara uyularak projelendirilen ve inşa edilen yapılarda deprem kuvvetleri sonucunda önemli bir hasar oluşması veya göçme meydana gelmesi çok uzak bir olasılıktır. Yapıların deprem kuvvetlerine dayanabilmesi ve özellikle göçme olmaması için yeterli yatay rijitliğe sahip olması gereklidir. Bu rijitliğin sağlanması amacıyla proje aşamasında birkaç basit kurala uyulması bile çoğu zaman yeterli olacaktır.
Kolonlar yapıların asal taşıyıcı elemanlarıdır. Doğru projelendirilmiş ve doğru olarak uygulanmış bir binada, yatay rijitlik, sadece, uygun kesit boyutlarına ve donatıya sahip kolon elemanları ile sağlanabilir. Ancak, çoğu zaman yapım ve detaylandırma kurallarına yeterince uyulmaması ve mimari nedenlerle kolon kesit boyutlarının olabildiğince küçük tutulması gibi nedenlerle kolonlar deprem sırasında yeterli enerji tüketebilme kapasitesine sahip olamamaktadır.
Ülkemizde sıkça rastlanan kolon yerleşim ve detaylandırma hataları sonucunda, sadece kolonlar ile deprem kuvvetlerinin neden olacağı yatay yer değiştirmelerin yeterince önlenemediği gözlemlenmektedir. Sonuç olarak, yatay yer değiştirmelerin elastik sınırları aşması durumunda yapının komple veya kısmen göçmesi olasılığı artmaktadır. Örneğin,
Resim 1'de görülen kat kaybetmiş yapıda hiç deprem perdesi bulunmamaktadır. Duvarların içine saklanma kaygısı içindeki kolonların kesitleri de 20-25cm genişliktedir. Oldukça az donatı kullanılmış olduğu resimde de görülen bu elemanların deprem sırasında yeterli performans gösteremediği aşikardır. Yine de, yeterli oranda deprem perdesi yerleştirilmiş olsaydı, bu bina büyük olasılıklar depremi hafif veya orta hasarlı olarak atlatabilecekti.
Adapazarı, yakın tarihinde önemli depremler yaşamış bir kentimizdir. Resim 2'deki yapının zemin katında hemen hemen hiç duvar bulunmadığı için taşıyıcı sistemi rahatlıkla görülebilmektedir. Yüksekliğinin beş metrenin üzerinde olduğu görülen bu kat, bir galeri olarak tasarlandığı için dış yüzeyleri geniş camekanlarla çevrelenmiştir. Bu yapıyı tasarlayanlar ise herhalde Adapazarı’nın sismik geçmişini unutmuş olacaklar ki, mimari kaygılar nedeniyle binanın ön cephesinde hiç deprem perdesi yerleştirmeyerek hem bir "Yumuşak Kat", hem de yüksek oranda "Burulma" düzensizliği oluşturmuşlar.
Depreme dayanıklı yapı tasarımı açısından uyulması gereken önemli bir kural da, deprem perdelerinin binada dönme yaratmayacak düzende olabildiğince simetrik yerleştirilmesidir. Plan simetrisi göz ardı edilerek yerleştirilen perdelerin bulunduğu yapıların, özellikle kenar kolonları depremden daha fazla etkilenmektedir.
Betonarme Detay Hatalarıİnşaat pratiğimizde yaptığımız önemli uygulama hatalarında biri de, kolon sargı donatılarının yönetmeliklerde belirtildiği gibi yerleştirilmemesidir. Yapının deprem yüklemesi altında performansını etkileyen en önemli faktörlerden biri olan sargı donatıları (etriyeler) ne yazık ki ülkemizin hemen her yerinde bilinçsizce göz ardı edilmektedir. Sargısız kolon manzaralarını son on yılımıza damgasını vuran Erzincan, Dinar, ve Adana Ceyhan depreminde de sıkça gözlemlemiştik.
Deprem Yönetmeliği, sargı demirlerinin kolon uçlarına yakın bölgelerde sıklaştırılmasını öngörmektedir. Bir başka deyimle, kolon açıklığı boyunca tipik olarak 20cm aralıklarla yerleştirilen etriyelelerin, deprem kuvvetlerinin kolon üzerinde en etkin olduğu uç bölgelerde aralığının yaklaşık olarak 10cm'ye indirilerek sargı bölgelerinin oluşumu sağlanmalıdır. Yönetmeliklerin gereklerine uyulmaması suçtur. Kimi zaman inşaat maliyetlerinin bilinçsizce ucuzlatılma kaygıları, kimi zaman da bilgi eksikliği nedeniyle, deprem açısından son derece önemli olan sargı bölgeleri oluşturulmamaktadır.
Resim 3'te görülen hasarlı kolonun boyuna donatılarının miktarı, Düzce'deki bu binayı inşa edenlerin ekonomi kaygılarının olmadığını açıkça gösteriyor. Ancak, kolonların uç bölgelerinde etriyelerin en sık olarak yerleştirilmesi gerekirken, hangi nedenle tek bir etriye bile sarmamış olmaları merak konusudur. Oldukça itinalı olarak inşa edilmiş olduğunu gözlemlediğimiz bu binanın bu tür uygulama hataları içermesinin nedeni herhalde mühendislik bilgisi veya uygulama denetimi eksikliğidir.
Resim 4'te görülen hasarlı kolonda da yine etriyelerin boyuna donatıları sargılamaya yeterli olmadığını görüyoruz.
Yine 12 Kasım 1999 depreminden etkilenen Düzce'deki bir binanın zemin katındaki market içerisinde kalan Resim 5'te görülen kolonuna ne gerekçe ile yapıldığını anlayamadığımız bir boşluk açılmış olduğunu görüyoruz. Düşey yükler altında herhangi bir sorun çıkarmayan bu uygulamanın, deprem sırasında ne denli ciddi hasarlara neden olduğu son derece açıktır.
Zemin Koşulları ve Yer Seçiminin ÖnemiMühendislik açısından yeterli önlem alınırsa ve temel sistemleri zemin koşulları gözönüne alınarak tasarlanırsa, pratik olarak her türlü zemin koşullarında yapı inşa edilebilir. Ancak, yapılaşma bölgesinin bir fay hattına yakınlığı ve kötü zemin koşullarının varlığı, doğal olarak burada yapılacak yapılarını maliyetini de olumsuz yönde etkileyecektir. Prensip olarak, zemin iyileştirmesinin ve yapısal önlemlerin maliyetinin bütçeleri aşması halinde yapılaşma için başka yerleşimler aranmalıdır.
Genelde yapılan yalnış ise, bu tür zemin ve ortam koşullarının var olduğunu bile bile, alınması gereken önlemlerin maliyeti nedeniyle standart radye temeller üzerine apartmanların inşa edilmesidir.
Adapazarında gördüğümüz en önemli sorunlardan biri de zemin koşullarıdır. Bazı bölgelerde, sıvılaşma potansiyeli yüksek olan zemin, depremden kaynaklanan titreşimleri filtreleyerek üstyapıya son derece düşük deprem kuvvetleri aksettirmiştir. Deprem sırasında sıvılaşan zemin katmanları üstündeki ağırlık nedeniyle Resim 6'da görüldüğü gibi yollara doğru taşarak binaların altını boşaltmıştır. Sonuç olarak bu özelliklere sahip zemin üzerine inşa edilmiş olan binalar yalnızca batma ve yan yatma eğilimi göstermiştir. Resim 7'de görülen oldukça ve rijit bir radye temel üzerine inşa edilmiş binanın camlarının bile kırılmamış olması çok düşük deprem kuvvetlerinin etkisi altında kalmış olduğunu göstermektedir.
Yer seçiminin önemini belgeleyen çarpıcı bir örnek de Resim 8'de Gölcük'te görüntülediğimiz sitedir. Önde enkaz haline gelmiş olan yapı arka planda görülen ve hemen hemen hiç hasar görmemiş olan bloklar ile aynı mimariye sahip bir binaydı. Onlarda tek farkı, bir istiad duvarı ile tutulmaya çalışılmış olan bir şevin üzerine temellerinin oturtulmuş olmasıydı. Deprem sırasında, istinad duvarının görevini yapamaması sonucunda temelinin altının boşalması nedeniyle bu bina çukura doğru kaymıştı.
17 Ağustos 1999'dan sonra 12 Kasım'da Düzce, Kaynaşlı ve Bolu'yu etkisi altına alan deprem, yapım sürecindeki sorumluluklarımızı bir defa daha gündeme getiriyor. Bu konuda yapılan yanlışların ve ihmallerin sonuçları ise belleklerimize bir defa daha acı bir anı olarak kazındı.
Kaynak: (Joseph Kubin,İnşaat Yük. Mühendisi, ODTÜ)
DEPREM HASARI SAPTAMASon zamanlarda meydana gelen büyük depremlerin ardından gerek konunun uzmanlarının gerekse yapı sahiplerinin deprem sonrası meydana gelebilecek hasarların tespiti sırasında aşağıdaki detaylar oldukça önem kazanmıştır. Hem yapı sahiplerinin hem de yetkili kişilerin asar tespit sırasında kendi kendine soracağı sorular aşağıda sıralanmaktadır.
1) Gözle yapılan tespitler ve anında alınması gereken önlemler, yapının boşaltılması ya da bazı bölümlerinin askıya alınması
2) Taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan elemanların üzerindeki her türlü hasarın fotograf ya da kroki olarak kağıda geçirilmesi, çatlakların genişliği ve yerlerinin ölçülmesi ve işaretlenmesi, bunların yerlerinin daha sonra karışmaması için numaralandırılması yararlıdır.
3) Düşey elemanlardaki kalıcı yatay ötelemeler ve düşeyden sapmaların ölçülmesi, yatay elemanlardaki düzeçten uzaklaşmalar ve düşey deformasyon ve sehimlerin ölçülmesi
4) Yapı elemanlarının boyutlarının projesinde öngörülenden farklı yapılmış olması durumunda gerçek kesit ve boyutların ölçülerek belirlenmesi
5) Yapıdan malzeme örnekleri alınarak bunların dayanım ve gerilim birim deformasyon özelliklerinin belirlenmesi
6) Gerektiğinde betonarme yapılarda donatıların üstündeki beton örtü kaldırılarak donatım yeri, çap ve miktarının belirlenmesi
7) Yapının deprem ya da hasar öncesi durumu hakkında bilgi toplanması, özellikle hangi koşullarda yapıldığı, daha önce deprem etkisinde kalıp kalmadığı, önceki hasar, onarım ve değişiklikler belirlenmelidir.
Yapının dinamik özelliklerinin, doğal periyot ve sönüm oranı, ölçülmesi, yapı elemanlarına statik yükleme deneylerinin yapılması
9) Yapı çevresindeki zeminin özelliklerinin saptanması, bunun için gereken sondaj, ölçme ve benzeri işlerin yapılması
10) Yakın çevrede benzer yapıların karşılaştırma amacıyla incelenmesi
Kaynak: (Nejat Bayülke'nin 'Depremlerde Hasar Gören Yapıların Onarım ve Güçlendirilmesi adlı' kitabından alınmıştır.)
Deprem Hasarı Gören Binaların Hasar Tespitinde Bulanık Mantık YaklaşımıÜlkemizde uygulanmakta olan, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı normlarına dayanan hasar düzeyi belirleme yöntemi, bir puanlama sistemine dayanmaktadır. Söz konusu yöntemin uygulanması sonucunda yapılarda az hasarlı, orta hasarlı ve ağır hasarlı olmak üzere üç ayrı global hasar düzeyi belirlenmektedir. Hasar düzeyi belirlenmesinde etken olan üç ana unsur ise, yapı ve yakın çevresinin geometrik durumu, yapının taşıyıcı sistem özelliği ve geometrisi ile yapıda mevcut olan şekil değiştirmelerdir. Bu üç ana unsur, kendi içinde bir puanlama mantığı ile değerlendirildikten sonra, yapının Toplam Hasar Puanı (THP) hesaplanıp, bu puanın sayısal olarak belirlenmiş sınırlar çerçevesinde değerlen-dirilmesiyle yapının global hasar düzeyi belirlenmektedir. Söz konusu sınırlar ile global hasar düzeyleri aşağıda gösterilmektedir.
Toplam Hasar Puanı sınırları diğer ülkelerde yapılan benzer uygulamalarla da karşılaştırılmış olup kalibre edilmiştir. Öte yandan, buradaki hasar belirleme metodolojisi hasara etki edebilecek ve onun bir göstergesi olacak unsurların puanlanmasına dayanmaktadır. Üç ana unsurun etken olduğu Toplam Hasar Puanı beş farklı hasar puanından oluşmaktadır. Bunlar; Hasar Arttırıcı Puan (HAP), Sistem Hasar Puanı (SİHP), Katlar Arası Kalıcı Yer değiştirme Puanı (KKYP), Çatı ve Merdiven Hasar Puanı (ÇMHP) ve Aşırı Oturma Puanı (AOP)’dır.
Tüm bu unsurların ayrı ayrı değerlendirilmesi ve puanlandırılmasından sonra, global hasar düzeyini tayin etmekte kullanılan Toplam Hasar Puanı aşağıda belirtilen şekilde hesaplanmak-tadır.
THP=0.80*SİHP+ÇMHP+KKYP+HAP+AOP (1)
Toplam Hasar Puanını hesaplamak için kulanı-lan parametreler ve bunların alabileceği maksi-mum puanlar aşağıda verilmektedir.
SİHP : Sistem Hasar Puanı (SİHP ≤ 100)
ÇMHP : Çatı-Merdiven Hasar Puanı (ÇMHP≤2.5)
KKYP : Katlar Arası Kalıcı Yer Değiştirme Puanı (KKYP ≤ 10)
HAP : Hasar Arttırıcı Puan (HAP ≤ 6)
AOP : Aşırı Oturma Puanı (AOP ≤ 1.5)
Toplam Hasar Puanı, (1) formülü ile hesaplandıktan sonra aşağıda verilmiş olan hangi sınır aralığına düştüğüne bakılmakta ve böylece yapının global hasar düzeyi belirlenmektedir.
0 ≤ THP ≤ 5 Hasarsız
6 ≤ THP ≤ 14 Az Hasarlı
15 ≤ THP ≤ 43 Orta Hasarlı
THP > 43 Ağır Hasarlı
AOP, HAP, KKYP ve ÇMHP’dan oluşan dört ana unsurun alabileceği maksimum değer 20’dir. Öte yandan, SİHP’nın alabileceği maksimum değer 100’dür. Toplam Hasar Puanı için 0 ile 100 arasında değerler öngörülmüştür. Dolayısıyla, SİHP’nın %80’i toplam hasar puanına katılmıştır.
Bulanık MantıkHer insan günlük hayatında kesin olarak bilinemeyen, bazen de önceden sanki kesinmiş gibi düşünülen ama sonuçta kesinlik arz etmeyen durumlarla karşılaşmaktadır. Bu durumlara ait sayısal öngörülerin sistematik bir şekilde önce-den planlanarak yapılması ancak birtakım kabul ve varsayımlardan sonra mümkün olabilmektedir.
Şu ana kadar yapılan mühendislik araştırmalarında ve modellemelerinde varsayım, kabul ve kavramlara kesinlik kazandırmak için değişik çalışmalarda bulunulmuştur.
İncelenen bir sistemin karmaşıklığı ne kadar fazla ise ve yeterli veri bulunamazsa bulanıklık o kadar etkili olur. Bu sistemlerin çözümlerinin araştırılmasında, bulanık olan girdi ve çıktı bilgilerinde bulanık mantık kurallarının kullanılması ile anlamlı ve yararlı çözüm çıkarımlarının yapılması yoluna gidilebilmektedir.
Bulanık ilkeler hakkında ilk bilgiler, Lutfi A. Zadeh tarafından Amerika’da ortaya atılmıştır (Zadeh, 1965). 1970 yıllarından sonra batı ve doğu dünyasında, özellikle de Japonya’da bulanık mantık ve sistem kavramlarına daha çok önem verilmiştir. Bunların teknolojik cihaz yapım ve işleyişinde kullanılması sonrasında, bulanık mantık tüm dünyada bugün
Uydu İle Deprem Hasarı Belirleme Yöntemi500 istasyondan gelen veriler 24 saat izlendi! Yapılara gelen kuvvet böyle ölçüldü
28 Ekim 2011 Cuma, 11:49:26
Van'da meydana gelen depremde yıkılan ve ağır hasarlı binalar, Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığındaki (AFAD), uydu izleme sistemleri ve Deprem Veri Toplama ve Hasar Değerlendirme Merkezi'ndeki çalışmalarla ilk dakikalarda tespit edildi. Kurtarma ekipleri, uydu verileri sayesinde tespit edilen yıkık binalara yönlendirildi.
Uydu verilerinin yazılımlarla işlendiği AFAD'da depremden dakikalar sonra yıkılan binaların yerine ilişkin tahmini raporlar çıkarıldı; iki gün sonra da detaylı tespit raporları yazıldı ve krizin yönetimi için ilgililere iletildi.
Türkiye'deki her türlü afet ve acil durumlarla ilgili hazırlanan plan, program ve raporları onaylamakla görevli kurum olan Başbakanlık bünyesindeki AFAD, kapılarını AA'ya açtı.
AFAD Deprem Dairesi Başkanlığı Deprem Risk Yönetimi Çalışma Grubu Başkanı Demir Akın, AA muhabirine yaptığı açıklamada, AFAD'da Ulusal sismolojik ağ içindeki 500 istasyondan gelen verilerin 24 saat izlendiğini bildirdi.
Akın, bunlardan ulusal sismolojik ağda bulunan 200 istasyonun verisinin depremin büyüklüğünün ve yerinin; 300 kuvvetli yer hareketi gözlem ağı istasyonundan alınan verinin de ivme ile birlikte yapılara gelen kuvveti ölçtüğünü ifade etti.
Bu verilerin hem kamuoyu, hem bilim dünyası ile paylaşıldığını dile getiren Akın, ayrıca bunların deprem tehlike haritalarının ve deprem bölgelerinde yapılacak yapılarla ilgili yönetmeliğin hazırlanmasında da kullanılan birincil veriler olduğunu belirtti.
Türkiye'de en yaygın istasyonun AFAD'da bulunduğunu dile getiren Akın, Türkiye'nin sismik ağlar açısından son on yılda dünyanın en iyileri arasına girdiğini belirterek, ''Şu anda dünyada kullanılan en ileri teknolojiyi kullanıyoruz; ABD, Japonya veya Avrupa'da İtalya'da olduğu gibi. Veri transferimiz uydu kanalları ile kesintisiz online yapılıyor. Aletlerimizin büyük bir kısmı BB denilen en gelişmiş teknoloji ürünü. Deprem çözümü yapan programımız Deprem Dairesi tarafından yapılmış olup aynı zamanda SeisComb ve EarthWorm otomatik yazılım programlarını da kullanarak korrelasyon yapıyoruz'' dedi.
AFAD Deprem Dairesi Başkanlığının, Avrupa Uzay Ajansının Türkiye'de yetkili kullanıcısı olduğunu bildiren Akın, verilerin işlendiği yazılımın da AFAD'da geliştirildiğini belirtti.
Akın, uydu görüntülerinin bir deprem sırasında kullanımına ilişkin şu bilgileri verdi:
''Bir afetten, özellikle bir depremden sonra uydu görüntülerinden elde edilen verileri, buradan alıp analiz ederek, bölgedeki depremin en fazla hasar verdiği merkezi köylerine kadar tespit ediyoruz.
Özel yazılımlarla hasarın büyüklüğü konusunda değerlendirmeler yaptıktan sonra elde edilen bu verileri, illerde afeti yöneten kriz merkezine anında bildiriyoruz. Kriz merkezinde bu konu üzerinde çalışan arkadaşlarımız da bu veriler üzerinden hangi bölgede afetin zararı en fazlaysa özellikle sağlık ve arama kurtarma birliklerini doğrudan doğruya o bölgeye yönlendirir.''
Uydudan gelen verilerin belirli alanlar için büyütülmesinin ve kuvvetli yer hareketi kayıtlarının da incelenmesinin ardından bölgedeki hasarın tespit edildiğini dile getiren Akın, bundan sonra da bunların haritalara aktarıldığını ve hasar gören konutların tek tek haritada saptanabildiğini belirtti.
Uydu görüntülerinin, su baskını, heyelan, orman yangını gibi afet durumlarında da merkezlerine ulaştığını anlatan Akın, bu veriler üzerinde işlem yaparak ilgili kuruluşlara dağıtımını yaptıklarını söyledi.
Akın, bu uydu görüntüleriyle birlikte Japonlarla ortak geliştirilen bir sistem üzerinden binaları etkileyen ivme değerlerini gösteren kuvvetli yer hareketi kayıtlarını kullanarak depremin eş şiddet haritalarının çizildiğini de anlattı. Akın, Japonlarla ortak geliştirilen Deprem Veri Toplama ve Hasar Değerlendirme Merkezi'ne gelen verilerle birlikte, sistemin içinde daha önce depolanmış nüfus, bina sayısı, altyapı, fay yapısı, daha önce bölgede olan depremlerin sonuçları gibi envanter bilgilerin hızla analiz edildiğini anlattı.
Demir Akın, böylece depremin ardından ilk 15-30 dakika içinde ölüm, yaralanma, yıkılan yollar ve köprüler, yıkılan ve hasarlı bina sayısı, barajların durumu gibi tahmini kayıpların hesaplanabildiğini dile getirdi.
Akın, ''Bu bilgilerde depremin tahmini eş şiddet haritası hazırlanır. Hızla kriz merkezine gönderilir. Kriz yöneticileri de ellerindeki güçleri ona göre planlarlar, sevk ederler. İşte bu haritalar, tepe yöneticisinin karar alma yeteneklerini güçlendirmek içindir'' dedi.
Kaynak: (Deprem Veri Toplama ve Hasar Değerlendirme Merkezi)
KAYNAKLARJoseph Kubin,İnşaat Yük. Mühendisi, ODTÜ
Mahmut KÖMÜR, Melike ALTAN İTÜ İnşaat Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü
Nejat Bayülke'nin 'Depremlerde Hasar Gören Yapıların Onarım ve Güçlendirilmesi’ adlı kitabı
Deprem Veri Toplama ve Hasar Değerlendirme Merkezi
