Deprem ve Deprem Güvenliği Dersi 6. Ünite Özet

Giriş

Yıkıcı depremlerin ardından ortaya çıkan en önemli ihtiyaçlardan bir tanesi, binalarda deprem etkisi ile meydana gelen hasarların hızlı ve güvenilir bir şekilde tespit edilmesidir. Yıkıcı bir depremden sonra karşılaşılan en önemli sorunlardan biri barınma problemidir. Depremin ardından korku ile terk edilen binalardan güvenli durumda olanların tekrar kullanılabilmesinin yolu hasar tespit işlemlerinin yapılmasından geçmektedir. Ayrıca ağır hasar görmüş ve tekrar kullanılması mümkün olmayan binaların da hızla tespit edilmesi gerekmektedir. Bu nedenlerle; güvenilir ve tespiti yapan kişiden kişiye değişiklik göstermeyecek bir hasar tespit sisteminin kurulması, depremin ortaya çıkardığı yıkımın ardından hayatın normale dönebilmesi açısından çok önemlidir. Bu sayede; depremden sonraki barınma sorunu hafifletilebilecek, gereksiz yere yıkım kararı verilen binalardan dolayı ortaya çıkan ekonomik kayıplar azaltılabilecektir. Ayrıca, artçı depremlerde meydana gelebilecek can kayıpları önlenebilecek, bina sahipleri ile sigorta şirketleri veya devlet kurumları arasında yaşanabilecek anlaşmazlıklar en aza indirgenebilecektir.

Bina ve Taşıyıcı Sistem Tipleri

Ülkemizde en yaygın olarak bulunan yapı tipleri; betonarme, yığma, çelik ve ahşap yapılardır. Bununla birlikte mevcut bina stokunun büyük bir çoğunluğunu betonarme ve yığma binalar oluşturmaktadır. Betonarme binalar, düşey taşıyıcı sistem elemanları (kolonlar ve perdeler), yatay taşıyıcı sistem elemanları (kirişler ve döşemeler), temeller gibi taşıyıcı sistem elemanları ve bölme duvarları, parapetler (balkon ve çatı kenarlarına yapılan fazla yüksek olmayan koruyucu duvar), kaplamalar, bacalar gibi taşıyıcı olmayan elemanlardan oluşurlar. Yığma binalarda ise düşey taşıyıcı sistem elemanları; duvarlar ve düşey hatıllar iken yatay taşıyıcı elemanlar ise döşeme, kiriş, yatay hatıl gibi elemanlardır.

Depremlerin Binalarda Oluşturduğu Hasarlar

Binalar deprem etkisi altında; depremin şiddetine, binanın üzerinde bulunduğu zeminin özelliklerine ve binanın depreme dayanıklı olarak tasarlanıp tasarlanmamasına bağlı olarak çeşitli düzeylerde hasar görürler. Modern deprem yönetmeliklerinin çoğunda; binalardaki hasarın çeşitli deprem şiddetlerine bağlı olarak ne düzeyde olabileceği tarif edilmektedir. Binaların deprem sırasında hasar görmesi beklenen bir durumdur fakat hangi elemanların hasar göreceği ve hasarın düzeyi binanın kaderini belirlemektedir. Bu noktada deprem hasarlarını yapısal olmayan elemanlarda (betonarme binalarda; dolgu ve bölme duvarları, parapetler, kaplamalar vs.) meydana gelen hasarlar ve yapısal elemanlarda (betonarme binalarda; kolon, perde, kirişler, yığma binalarda ise; taşıyıcı duvarlar, düşey ve yatay hatıllar) meydana gelen hasarlar olarak ikiye ayırabiliriz:

• Yapısal Olmayan Elemanlarda Deprem Etkileri Sonucu Oluşan Hasarlar: Yapısal olmayan elemanlarda gerçekleşen hasarlar bina hasarının ilk aşamasını oluştururlar ve genelde hasarlar çatlakların oluşumu ile başlarlar. Bu nedenle hasar tespiti çalışmalarında çatlakların şekli, yönü ve çatlağın genişliği gibi parametreler çok önemlidir. Çatlak genişliği, çatlak ölçer adı verilen basit bir milimetrik cetvel ile ölçülür. Betonarme binalarda yapısal olmayan eleman hasarlarından en yaygın görülen hasar türü, dolgu ve bölme duvarlarda görülen hasarlardır. Dolgu duvarlar binanın betonarme iskeleti içindeki hacimleri ayırmakta ve binanın dış kabuğunu oluşturmaktadır. Bu nedenle dolgu duvarlar çoğunlukla betonarme çerçevenin (kolon/perde ve kirişlerin birleşiminden oluşan taşıyıcı sistem) açıklıklarını doldurmakta ve betonarme kolonlar ve kirişler tarafından kuşatılmış bir düzlem oluşturmaktadır. Ancak duvarlar bazı durumlarda betonarme çerçeve dışında da yapılabilmektedir. Betonarme çerçevenin dışında kalan bu tür duvarlar bölme duvarları olarak adlandırılabilir.
• Yapı Elemanlarında Deprem Etkileri Sonucu Oluşan Hasarlar: Taşıyıcı yapı elemanlarında oluşan hasarlar, hasara neden olan iç kuvvetin tipi ve hasar oluşum mekanizmasına göre sınıflandırılırlar. Buna göre, depremde betonarme yapı elemanında oluşacak olan eğilme etkisi, kesme etkisi ve eksenel kuvvetin (elemanın ekseni boyunca oluşan basınç ya da çekme kuvveti) düzeyine bağlı olarak eğilme, kesme ve eksenel yük hasarları meydana gelebilir. Bir elemanın hasar biçimi tek olabileceği gibi aynı yapı elemanında iki farklı hasar biçiminin birlikte olduğu durumlarda olabilir. Yığma binalarda deprem sırasında oluşan hasarlar, betonarme binalarda olduğu gibi farklı hasar mekanizmalarının bir veya birden fazlasını içerebilir. Yığma binaların düşey taşıyıcılarını oluşturan duvarlar düzlem elemanlardır ve kendi düzlemleri doğrultusunda (duvar uzun kenarına paralel doğrultuda) gelen yükleri karşılarlar. Ancak deprem esnasında duvar düzlemine dik doğrultuda da yükler etkiyebilir ve binada hasar meydana getirebilir.

Betonarme ve Yığma Binalarda Hasar Tespiti

Ülkemizde yaşanan yıkıcı depremlerin hemen hepsinin ardından hasar tespiti işlemlerinin ne kadar zor olduğu ve bu süreçte bir takım sıkıntıların yaşandığı görülmüştür. Örneğin; bir hasar tespit ekibi, incelemiş olduğu bir binanın hafif hasarlı olduğuna karar veriyor, bina sahibi itiraz ederek ikinci bir inceleme talep ediyor ve ikinci hasar tespit ekibi bu kez aynı bina için ağır hasarlı kararı verebiliyordu. Hafif hasarlı olarak tespit edilen binalar, artçı depremlerde yıkılarak can ve mal kayıplarına yol açıyor ya da gerçekten hafif hasarlı olan kullanılabilecek durumdaki binalar, ağır hasarlı kararı verilerek yıktırılıyor ve ciddi ekonomik kayıplar yaşanıyordu. Bu ve benzeri durumlarla ülkemizde yaşanan geçmiş depremlerden sonra sıkça karşılaşılmıştır. Bunun nedeni, ülkemizde objektif, kişiden kişiye sonuçları değişmeyen, güvenilir bir hasar tespit sisteminin geliştirilmemiş ve bu hasar tespit sistemini sahada uygulayacak ekiplerin titizlikle eğitilmemiş olmasından kaynaklanmaktadır. Deprem aktivitesinin yüksek olduğu ve sık sık yıkıcı depremler yaşayan ülkeler, kendi bina stoklarına, ekonomik ve hukuki yapılarına uygun deprem sonrası hasar tespit yöntemlerini geliştirmişlerdir. Bu yöntemlerin bazıları ve geliştirildikleri ülkeler şu şekilde sıralanabilir;

• ATC-20 (1989), Amerika Birleşik Devletleri
• EMS (1998), Avrupa
• EPPO (1998), Yunanistan
• AeDES (2000), İtalya
• JBDPA (2001), Japonya
• NZSEE (2009), Yeni Zelanda

Ülkemizde ise bu konuda atılan en önemli adımlardan biri Doğal Afet Sigortaları Kurumu (DASK) için hazırlanan “Betonarme ve Yığma Binalar için Hasar Tespit Formu” olmuştur. Bu form İnşaat Mühendisleri Odası Afet Hazırlık ve Müdahale Kurulu tarafından da benimsenerek 2016 yılında “Depremin Etkilediği Betonarme ve Yığma Binalarda Hasar Tespiti” kitapçığı yayınlanarak ilgili formun nasıl kullanılacağı ile ilgili ayrıntılı bilgiler ortaya koyulmuştur.

Aşağıda betonarme ve yığma binalarda hasar tespit işlemleri açıklanmıştır:

• Betonarme Binalarda Hasar Tespiti: Betonarme binalarda hasar tespitindeki ilk aşama genel durumunun ve taşıyıcı sistem elemanlarının durumunun ayrı ayrı ele alındığı iki temel inceleme aşamasından oluşmaktadır. Bu iki aşamadan hemen önce bina ve meydana gelen deprem ile ilgili temel bilgilerin belirtildiği bir bölüm bulunmaktadır. Bina türü (betonarme, yığma), bina türü (apartman, bağımsız ev), dolgu duvar malzeme türü (delikli tuğla, dolu tuğla, briket, taş, hafif beton blok), bina kat adedi gibi veriler girildikten sonra hasar incelemesine başlanır. Birinci aşama incelemede, binanın içine girilmeden dışarıdan yapılan gözlemler ile binada toptan veya bölgesel bir göçme, katlar arası büyük kalıcı yatay yer değiştirmeler veya zeminde farklı oturmalar olup olmadığı tespit edilir. Eğer yapıyı ağır hasarlı olarak sınıflandıracak düzeyde bir durum söz konusu değil ise hasar tespit incelemesinin ikinci aşamasına geçilir. Binanın düşey ve yatay taşıyıcı sistem elemanlarında oluşan hasarlar ölçülerek kaydedilir ve elemanların hasar düzeyleri belirlenir. Her bir taşıyıcı eleman için belirlenen hasar durumu dikkate alınarak binaya ait düşey ve yatay ağırlıklı hasar puanları hesaplanır ve binanın genel hasar durumu hakkında karar verilir.
• Yığma Binalarda Hasar Tespiti: Yığma binalarda hasar tespiti, betonarme binaların hasar tespitinde olduğu gibi, binanın genel durumunun ve taşıyıcı sistem elemanlarının durumunun ele alındığı iki temel inceleme aşamasından oluşmaktadır. Birinci aşamada, binanın içine girilmeden dışarıdan yapılan gözlemler ile yığma binada toptan veya bölgesel bir göçme, katlar arası büyük kalıcı yer değiştirmeler veya zeminde farklı oturmalar olup olmadığı irdelenir. Eğer binayı ağır hasarlı olarak sınıflandıracak düzeyde bir durum söz konusu değil ise hasar tespit incelemesinin ikinci aşamasına geçilir. İkinci aşama inceleme, binanın en çok hasar gören kritik katında gerçekleştirilir. Eğer hangi katın kritik olduğuna gözlemler sonucunda karar verilemiyorsa; olası kritik katların hepsi için hasar tespit formu doldurulur ve en büyük hasarın bulunduğu tespit geçerli kabul edilir. Yığma binaların kritik katlarında taşıyıcı duvarlarda oluşan hasarlar ölçülerek kaydedilir ve elemanların hasar düzeyleri belirlenir. Her bir taşıyıcı eleman için belirlenen hasar durumu dikkate alınarak binaya ait düşey ağırlıklı hasar puanı hesaplanır ve binanın genel hasar durumu hakkında karar verilir.

Aşağıda hasar tespitinde dikkat edilmesi gereken genel hususlara yer verilmiştir:

• Hasar tespitinin üç kişilik ekipler tarafından yapılması uygun olacaktır.
• Ekip üyeleri hasar tespiti konusunda eğitimli ve deneyimli inşaat mühendisleri olmalıdır.
• Bina öncelikle dışardan (binaya fazla yaklaşmadan) gözlemlenmeli ve inceleme esnasında çökme ihtimali olup olmadığı değerlendirilmelidir. Ayrıca inceleme sırasında olabilecek bir artçı deprem sırasında koparak düşebilecek cephe elemanları, parapetler, kalkan duvarlar (çatının iki ucunu kapatan üçgen biçimli duvar) gibi elemanlara dikkat edilmesi gerekmektedir.
• Eğer binada inceleme sırasında bir çökme olmayacağı kanaatine varıldıysa dışarıdan ve içeriden ayrıntılı incelemeye geçilir.
• İncelemeler sırasında üç kişilik ekibin iki üyesi içeride çalışırken bir üyenin dışarıda çalışmasında ve zaman zaman içerideki ve dışarıdaki üyelerin yer değiştirmesinde yarar vardır.
• İnceleme sırasında binanın göçme ihtimali olabileceğinden içerideki ve dışarıdaki üyelerin iletişim kurabilmeleri için cep telefonlarının açık ve telefon pillerinin yeterince dolu olmasına dikkat edilmelidir.
• Hasar tespit çalışmalarında görevli olan her ekipte bir çekiç (1.5-2.0 kg’lık) ve bir adet donatı tarama cihazı (profometre) cihazı bulunmalıdır.
• Binada gözlemlenen çatlakların, taşıyıcı elemanlara geçip geçmediğinin belirlenmesi amacıyla sıvanın mutlaka kaldırılması gerekmektedir. Ayrıca son yıllarda oldukça yaygın bir şekilde eski ya da yeni yapılmış binalarda; taşıyıcı olan ya da olmayan elemanlar çeşitli malzemeler ile kaplanmaktadır. Bu kaplamalar hasarların örtülmesine ve hasar tespit elemanları tarafından görülememesine sebep olmaktadır. Hasar tespit elamanları, özellikle binanın kritik katlarında (genelde zemin veya bodrum katları) taşıyıcı sistem elemanlarını örten bu tür kaplamaların kaldırılmasını sağlayarak taşıyıcı sistem elemanlarındaki hasar durumunu mutlaka kontrol etmelidirler.