Ülkemizde daha çok betonarme bina inşaatı yapıldığı ve gerçekleşen Kahramanmaraş depremlerinde hasar alan konutların büyük çoğunluğunun betonarme binalar olması nedeniyle bu yazımızda betonarme binaların hasar durumları değerlendirilecektir.
Bir inşaat mühendisi statik proje çizerken çeşitli kararlar alması ve projesini almış olduğu bu kararlara göre şekillendirmesi gerekir. Mühendis, öncelikle tasarlayacağı binanın süneklik düzeyine karar verir. Deprem yönetmeliğimizde 3 çeşit süneklik düzeyi tanımlanmıştır. Bunlar; süneklik düzeyi yüksek taşıyıcı sistemler, süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler ve süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistemlerdir.
Mühendisin statik proje çizerken belirleyeceği bir diğer parametre ise R katsayısıdır. R katsayısı taşıyıcı sistem davranış katsayısıdır. Bir başka ifadeyle R katsayısı, taşıyıcı sistemdeki yatay kuvvetlerin ne kadarının dayanımla, ne kadarının şekil değiştirmeyle karşılanacağını belirleyen bir parametredir. Binalar genellikle yer çekimine zıt yönde inşa edildiğinden bir binaya etkiyen yatay kuvvetlerin büyük bir kısmının deprem yükleri olduğunu söylemek gerekir. Yatay yüklere, rüzgar yükü de örnek verilebilir.
R katsayısı binanın süneklik düzeyini etkileyen bir parametre olsa da doğrudan süneklik düzeyine karar verilebilmesi için yeterli değildir. R katsayısının düşük olması tasarlanan binanın yatay kuvvetleri dayanımla, yüksek olması ise şekil değiştirme ile karşılayacağı anlamına gelmektedir.
Bir binada R katsayısı 4 iken yüksek sünek olabilir. Ancak mühendisler sadece R katsayısına bakarak bir binanın süneklik düzeyine karar verme hatasına düşmemelidirler. Süneklik düzeyi mühendislik bilgisi ve tasarımla ilgili bir konudur. Bir binada statik proje aşamasında yapılan analiz sonucunda güçlü kolon kontrolleri ve kolon kiriş kesme güvenlikleri sağlanabiliyorsa R katsayısı düşük olsa dahi bina yüksek sünek olabilir.
Bir mühendis proje tasarımı yaparken dilediği gibi süneklik düzeyine karar veremez. Deprem yönetmeliğimiz hangi süneklik düzeyine göre tasarım yapılacağını çeşitli şartlara bağlamıştır. Bu şartlara, deprem tasarım sınıfı (DTS), bina yükseklik sınıfı (BYS) ve çeşitli tasarımsal tercihler örnek verilebilir.
Örneğin;
DTS=1a, DTS=2a, DTS=3a ve DTS=4a olarak sınıflandırılan binalarda süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler inşa edilemez.
BYS ≤ 6 olan ve DTS=1a ve DTS=2a olarak sınıflandırılan binalarda süneklik düzeyi karma taşıyıcı sistemler inşa edilemez.
Deprem etkilerinin tamamı moment aktaran süneklik düzeyi sınırlı betonarme çerçevelerle karşılanan taşıyıcı sistemler sadece DTS=3 ve DTS=4 olan binalarda inşa edilebilir.
Dolgulu (asmolen) veya dolgusuz tek doğrultulu dişli döşemeli betonarme çerçevelerden oluşan taşıyıcı sistemler de, perde içermedikleri takdirde, süneklik düzeyi sınırlı taşıyıcı sistemler olarak sınıflandırılır ve sadece DTS=3 ve DTS=4 olan binalarda kullanılmasına izin verilir.
Dolgulu (asmolen) veya dolgusuz tek doğrultulu dişli döşemeli betonarme çerçevelerden oluşan taşıyıcı sistemler de, perde içermedikleri takdirde, süneklik düzeyi yüksek betonarme bağ kirişli (boşluklu) ve/veya boşluksuz perdeler veya süneklik düzeyi yüksek çelik dışmerkez ve/veya merkezi çaprazlı çerçeveler ile birlikte düzenlenerek süneklik düzeyi karma sistemler olarak yapılmasına izin verilir.
Sadece kirişsiz döşemeleri içeren taşıyıcı sistemlerde, deprem etkilerinin tamamı betonarme binalarda süneklik düzeyi yüksek bağ kirişli (boşluklu) ve/veya boşluksuz perdeler veya süneklik düzeyi sınırlı boşluksuz perdeler tarafından karşılanacaktır maddesine istinaden süneklik düzeyi karma inşata izin verilmez.
Depremden sonra binaya gidip inceleme yapıldığında taşıyıcı sistemde bulunan her çatlak, her kırık, her donatı deformasyonu binanın kötü inşa edildiği anlamına gelmez. Bunun nedeni binaların çesitli süneklik düzeyine göre inşa edilebilecek olmasıdır.
Deprem yönetmeliğine uygun inşa edilmiş bir bina da, Kahramanmaraş depremlerinde olduğu gibi gercekleşebilecek büyük depremlerde ağır hasar alabilir. Büyük depremlerde esas hedef binanın göçmemesi ve içindekileri canlı olarak çıkarmasıdır. Konutların bina önem katsayısı düşüktür. Okul, hastane gibi binalardan farklı degerlendirilmelidir. Bina önem katsayısına değindiğimiz yazımıza buradan ulaşabilirsiniz. Yüksek sünek tasarlanmış binalarda tasarımlarının gereği olarak şiddetli depremlerde kolon veya kirişlerde kabuk betonu kırılabilir, kesme kırıkları oluşabilir, donatı deformasyona uğrayarak elastik ötesi davranışta bulunabilir. Bu içinde yaşayan insanları canlı olarak dışarı çıkarabilmek için mühendisin tasarladığı bir durumdur. Zira bina yüksek sünek davranış göstermese aniden göçebilir. Bu nedenle her ağır hasarlı binanın kötü inşa edildiğini söylemek mümkün değildir. Binalar birbirleri ile mukayese edilirken projeleri incelenmeli, mühendislerin farklı tasarımlar yapabileceği, ceşitli zorunluluklar nedeniyle (özellikle zemin değerleri) farklı performans hedefleri isteyebilecekleri akıldan çıkarılmamalıdır. Bir binanın ağır hasar almasında imalatın kötü olduğunu iddia edebilmek için ciddi araştırmalar yapmak, özellikle statik projeyi ve zemin etüd raporunu incelemek, süneklik düzeyi ve R katsayısı gibi değerlere bakmak gerekmektedir.
Bu yazı ilginizi çektiyse tüm yazılarımızı buradan okuyabilirsiniz.
İnşaat Mühendisi
Mehmet Emin Paköz
Bir yanıt yazın