Binaların deprem etkisine karşı güvenli olup olmadığı nasıl anlaşılır?
Bu yazıyı okumaya başlamadan önce “Sağlam bina nedir? Sağlam binanın sahip olması gereken özellikler nelerdir?” başlıklı yazıyı okumanızı öneriyorum. Çünkü, neden binalar için sağlam yerine güvenli sıfatını kullanmamız gerektiği ve yapısal tasarımla başlayıp imalatın sonuna kadar geçen sürecin ayrıntıları o yazıda yer alıyor.
Hatta bu yazıya oradan bir alıntıyla başlayabiliriz: “Özellikle bir deprem tehlikesi atlattıktan sonra aklımızı şu soru kurcalamaya başlar: ‘Acaba oturduğum bina, çalıştığım bina ve çocuklarımın okul binası sağlam mı?’.” Ardından, muhtemelen bir soru daha sorarız: ”Acaba biz de binamıza bir baktırsak mı?” Bu talep için “baktırmak” fiilinin kullanılması, bina güvenliğinin değerlendirilmesi işinin çok basit testlerle yapılabildiğine yönelik oluşturulan yanlış algının sonucu. Hatta bu işin, binanın çeşitli yerlerinden karot numuneler alınmasından ve bunların test edilmesinden ibaret olduğunu düşünenler olabilir. Bu algının oluşmasının sebebi ticari kaygılarla yapılan yanlış yönlendirmeler. İşte bu yazı, bir binanın deprem etkisine karşı güvenli olup olmadığının nasıl belirleneceği konusunda bilgilendirmeyi amaçlıyor.
Yine önceki yazıdan alıntıyla bir hatırlatma yapalım: “Her bina belirli bir deprem etkisi altında belirli bir performans hedefini sağlayacak şekilde tasarlanır.”. Dolayısıyla, bir binanın güvenliği belirlenirken tasarıma esas deprem etkisi dikkate alınmalı. Örneğin, konut olarak kullanılan bir binanın deprem etkisi karşısında güvenli olmasının ölçütü, herhangi bir 50 yıllık süre diliminde %10 ihtimalle yaşanacak şiddetli depremi hiçbir can kaybı yaşanmadan, çok ağır olmayan ve çoğunlukla onarılması mümkün olan hasarlar ile atlatmasıdır. Ancak, depremden hemen sonra kullanılması gereken bir hastane veya insanların uzun süreli ve yoğun olarak bulunduğu bir okul binası için bu yeterli değil. Örneğin, bir hastane binası aynı depremde hemen hemen hiç yapısal hasar almamalı veya oluşan hasar çok sınırlı kalmalı ki bina kullanılmaya devam etsin. Dolayısıyla, bu önemdeki binaların iki farklı deprem etkisine karşı iki farklı düzeyde performans göstermesi gerekir. Bu tür bir bina incelenirken, 50 yılda %10 ihtimalle gerçekleşebilecek depremi, kullanımı aksatmayacak çok hafif hasarla, ve buna ilave olarak, 50 yılda %2 ihtimalle gerçekleşebilecek en büyük depremi ise can kaybı yaşanmadan, çok ağır olmayan hasarla atlatabileceği hesaplarla gösterilmelidir.
Kullanım şekli ne olursa olsun, bir binanın deprem etkisi karşısındaki güvenliği/performansı iki aşamada belirlenir; bina taşıyıcı sistem eleman kapasitelerinin mevcut durum dikkate alınarak hesaplanması ve deprem etkisi altında yapılacak hesaplarla bu kapasitelerin yeterli olup olmadığına karar verilmesi.
Bina taşıyıcı sistem elemanlarının mevcut kapasitelerinin belirlenmesi için, öncelikle binadan bilgi toplanması gerekir. Binadan toplanacak bilginin kapsamı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde (TBDY 2018) ayrıntılı bir şekilde yer alıyor. Bu kapsam aşağıdaki gibi özetlenebilir;
- Taşıyıcı sistem plan rölevesi hazırlanarak kolon, kiriş ve perde boyutları elde edilir. Eğer varsa binanın projeleriyle röleve karşılaştırılarak, binanın projesine uygun yapılıp yapılmadığı da anlaşılmış olur. Binanın temel sistemi de bina içinde veya dışında açılacak yeterli sayıda inceleme çukuru ile belirlenir.
- Belirli sayıda kolon ve perde elemanında beton dış yüzeyi ile donatılar (demirler) arasında kalan beton örtüsü kırılarak donatılar tespit edilir. Kırılan yüzeyler daha sonra yüksek dayanımlı tamir harcıyla kapatılır. Buna ilave olarak, yine belirli sayıda kolon ve perde elemanında beton örtüsü kırılmadan donatı tespit çalışmaları yapılır.
- Kolon ve perdelerden TS EN 12504-1’de belirtilen koşullara uygun olarak beton örneği (karot) alınarak test edilir ve mevcut beton dayanımı belirlenir.
- Binanın konumlandığı sahanın zemin özellikleri tespit edilir.
Saha çalışmaları sonucunda elde edilen bu bilgiler doğrultusunda, kolon, kiriş ve perdelerin kapasiteleri belirlenir. Toplanabilen bilgilerin niteliği ve miktarı bu kapasitelerin doğruluk derecesini belirler.
Binalardan bilgi toplanmasının ardından, uygun bir hesap yöntemi ile deprem etkisi altında hesaplar yapılarak taşıyıcı sistem eleman kapasitelerinin yeterli olup olmadığı araştırılır. Bunun için kullanılabilecek en gelişmiş yöntem Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi’ dir. Bu yönteme göre, saha çalışmaları ile elde edilen bilgiler doğrultusunda binanın taşıyıcı sistem elemanları (kolon, kiriş, perde ve döşemeleri) bir yazılım ile modellenir. Binanın bulunduğu konumda gerçekleşebilecek depremler belirlenir ve ivme-zaman ilişkisi şeklinde hesap yazılımında tanımlanır. Bu depremler belirlenirken, binanın bulunduğu konumun o bölgede etkinlik gösterebilecek faylara olan uzaklığı, o fayların üretebileceği depremler ve sahanın zemin özellikleri dikkate alınır. Bina modeli, servis durumunda maruz kaldığı düşey yükler ve depremin ortak etkisi altında analiz edilir. Yapılan hesap sonucunda, binanın kolon-perde veya kirişlerinde meydana gelebilecek hasarın türü, miktarı ve yaygınlığı doğrudan elde edilmiş olur. Eğer, sonuçlar TBDY 2018’de verilen sınırlar içerisinde kalıyorsa, bina beklenen güvenliği/performansı sağlıyordur. Eğer sağlamıyorsa, binanın yıkılması veya sağlayacak şekilde güçlendirilmesi gerekir.
Görüldüğü gibi, bir binanın deprem etkisi karşısındaki güvenliğinin belirlenmesi için ayrıntılı bir çalışma gerekiyor. Bu çalışmanın hem sahadan bilgi toplanması aşaması hem de deprem etkisi altında hesap aşaması, bu konularda yetkinliği olan inşaat mühendisleri tarafından gerçekleştirilmeli. Çalışmanın sonucunda doğru bir tespit yapılabilmesi için her iki aşamanın da sağlıklı yürütülmesi şart. Ülkemizde, saha çalışmalarında tecrübe sahibi firmalar olduğu gibi, ikinci aşamadaki hesapları yapabilecek yapısal tasarım (proje) firmaları da mevcut. Kat malikleri, oturdukları binanın güvenli olup olmadığı konusunda kaygılılarsa, yukarıda ayrıntılı olarak açıkladığım süreci yürütmeliler. Bunun için, kararlı bir tutum ve birlik içerisinde bu işleri yapacak firmaları araştırmalı, yapılan işleri titizlikle takip etmeli ve sonuçlarına göre binaları hakkında karar vermeliler. Yukarıda bahsettiğim işlerin daire başına düşen maliyeti, her bir dairenin iki-üç yıllık elektronik eşya veya restoran harcamasından daha yüksek değil!
Bir binanın deprem etkisi karşısında güvenliğinin belirlenebilmesi için çok daha basit, ancak kaba sonuçlar veren yöntemler de var. Bu basit yöntemler, yukarıda ayrıntılarıyla anlattığım yönteme kesinlikle alternatif değil! Devlet Yönetimi veya Yerel Yönetimler riskli yapı stoğunu belirlemek amacıyla kullanırlar. Bu yöntemler, analitik çalışmalardan, testlerden ve deprem sonrası gözlemlenen hasardan edinilen tecrübeyle geliştirilmiştir. Binanın sahip olduğu olumlu veya olumsuz özellikler sınırlı miktarda saha çalışması ve gözlemle belirlenir. Her bir özellik, binanın depreme karşı güvenliğine olan etkisi ölçüsünde puanlanır ve binanın toplam puanı elde edilir. Toplam puan belirli bir sınırın altındaysa bina güvensizdir, yıkılmalıdır. Bu yöntemlerle yapılan tespitin sonunda, sadece deprem gerçekleştiğinde yıkılması kuvvetle muhtemel, çok güvensiz yapılar belirlenmiş olur. Amaç, bu çok riskli yapıların bir an önce, deprem gerçekleşmeden kontrollü olarak yıkılması ve olası can kaybının engellenmesidir.
Sonuç olarak, bir binanın belirli bir deprem etkisi karşısında güvenli olup olmadığı (performansı), titizlikle yürütülecek saha çalışmaları ve ayrıntılı hesaplarla belirlenir. Donatı tespitleri ve beton karot testleri gibi saha çalışmalarıyla elde edilen veriler sonuç değil, sadece hesaplarda dikkate alınan bilgilerdir. Bir binanın güvenli olarak tasarlanması ve inşa edilmesi için doğru mühendislik hizmeti görmesi ne kadar önemliyse, mevcut bir binanın güvenliğinin tespiti için de doğru mühendislik hizmeti verilmesi o kadar önemlidir.
