Temel Afet Bilgisi Dersi 6. Ünite Özet
Deprem Ve Binalar
Açıköğretim ders notları öğrenciler tarafından ders çalışma esnasında hazırlanmakta olup diğer ders çalışacak öğrenciler için paylaşılmaktadır. Sizlerde hazırladığınız ders notlarını paylaşmak istiyorsanız bizlere iletebilirsiniz.
Açıköğretim derslerinden Temel Afet Bilgisi Dersi 6. Ünite Özet için hazırlanan ders çalışma dokümanına (ders özeti / sorularla öğrenelim) aşağıdan erişebilirsiniz. AÖF Ders Notları ile sınavlara çok daha etkili bir şekilde çalışabilirsiniz. Sınavlarınızda başarılar dileriz.
Deprem Ve Binalar
Depremin Tanımı
Yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini sarsma olayına deprem denir. Deprem, insanın hareketsiz kabul ettiği ve güvenle ayağını bastığı toprağın da oynayacağını ve üzerinde bulunan tüm yapılarında hasar görüp, can kaybına uğrayacak şekilde yıkılabileceklerini gösteren bir doğa olayıdır. Depremin nasıl oluştuğunu, deprem dalgalarının yer içinde ne şekilde yayıldıklarını, ölçü aletleri ve yöntemlerini, kayıtların değerlendirilmesini ve deprem ile ilgili diğer konuları inceleyen bilim dalına sismoloji denir.
Depremin Konumu
Depremin konumunu ifade eden kavramlardan “Odak Noktası” (Hiposantr) yerin içinde depremin enerjisinin ortaya çıktığı noktadır. Bu noktaya odak noktası veya iç merkez de denir. Gerçekte, enerjinin ortaya çıktığı bir nokta olmayıp bir alandır, fakat pratik uygulamalarda nokta olarak kabul edilmektedir. Odak noktasının yer yüzeyindeki izdüşüm noktasına dış merkez (Episantr) denir. Bir gözlemci ile dış merkez arasındaki uzaklığa dış merkez uzaklığı; gözlemci ile odak noktası arasındaki mesafeye ise odak uzaklığı veya iç merkez uzaklığı denir. Depremde enerjinin açığa çıktığı odak noktasının yeryüzünden en kısa uzaklığı, depremin odak derinliği olarak adlandırılır.
Depremin Büyüklüğü
Deprem, yerkabuğunun gerilme etkisi sonuncu, belirli bir derinlikte kırılması olarak tanımlanabilir. Depremin büyüklüğü ise kırılan yüzeyin büyüklüğünü ve dolayısıyla ortaya çıkan enerjinin düzeyini belirten bir ölçüdür. Depremin ortaya çıkardığı toplam enerjiyi karakterize eden, aletsel ölçüm ve hesaplama sonucunda bulunan değerdir. Farklı sismik dalga verilerini ve belirli kriterleri kullanarak çeşitli deprem büyüklüğü hesaplama yöntem ve formülleri geliştirilmiştir. Md, Ms, Ml, Mb, Mw şeklindeki kısaltmalarla ifade edilirler.
Depremin Şiddeti
Depremin yer yüzeyindeki etkileri depremin şiddeti olarak tanımlanır. Şiddeti tanımlamak için birçok ölçek geliştirilmiştir. Bunlardan en yaygın olarak kullanılanı Değiştirilmiş Mercalli Şiddet Ölçeği’dir. Bu ölçek, Romen rakamları ile belirlenen 12 düzeyden oluşur. Hiçbir matematiksel temeli olmayıp bütünü ile gözlemsel bilgilere dayanır.
Türkiye’de Meydana Gelen Büyük Depremler
Türkiye’de bugüne kadar çeşitli büyüklüklerde depremler meydana gelmiştir. Ülkemizde, ölçümlerin yapılmaya başlandığı 1900 yılından bu yana en büyüğü 7.9 olarak kaydedilen 90 büyük depremde, resmi verilere göre 82 bin 372 kişi hayatını kaybetmiştir. 1903 Malazgirt depreminde 2626 kişi hayatını kaybetmiş,12.000 bina yıkılmıştır. 1939 yılında meydana gelen Erzincan depreminde 32.962 kişi hayatını kaybetmiş, 116.720 bina yıkılmıştır. 1942’de Erbaa’daki deprem, 3000’e yakın kişinin ölmesine ve 5000 binanın yıkılmasına neden olmuştur. 2394 kişinin hayatını kaybettiği, 108.000 kişinin evsiz kaldığı 1966’daki Varto depremini 1971’de meydana gelen Bingöl depremi takip etmiştir. Bu depremde, kentteki bina stokunun %90’ı hasar almış ve yıkılmıştır. 1992’de meydana gelen 6.8 büyüklüğündeki Erzincan depreminde ise 8057 bina hasar görmüş ve yıkılmıştır. 1995 Dinar depremi ise 96 kişinin ölümüne ve 14.156 binanın yıkılmasına neden olmuştur. Geçtiğimiz yüzyılın sonunda meydana gelen 7.4 büyüklüğündeki Kocaeli depreminde 17000’den fazla insan hayatını kaybetmiş ve 20 milyar dolarlık ekonomik kayıp meydana gelmiştir.
Binaları Oluşturan Yapı Elamanları
Depremlerin, yerleşim yerlerinde afete dönüşmesine neden olan başlıca faktör depreme dayanıklı olmayan binaların, yıkılarak can ve mal kayıplarına neden olmasıdır. Bina sistemini iki ana bileşen olarak ele almak gerekir. Birinci bileşen, yer altında bulunan ve binanın bütün yükünü zemine aktaran temel sistemidir. İkinci bileşen ise binanın yer yüzeyinin üstünde bulunan, yani görünen bölümüdür.
Bu iki bileşeni alt-yapı ve üst-yapı olarak adlandırmak mümkündür.
Temel Sistemleri
Temeller, binanın düşey taşıyıcı elemanlarının yükünü yer yüzeyine (zemine) aktaran elemanlardır. Betonarme binalarda kolonlar, kendi yüklerini ve kirişlerden gelen yükleri taşıyabilecek şekilde tasarlanmaktadır. Ancak binanın oturduğu zeminin dayanımının bu taşıyıcı sistemlerin oluşturduğu gerilmeye oranla düşük olması nedeniyle zeminle taşıyıcı sistem elemanları arasında, oluşan gerilmeleri taşıyabilecek kadar büyük olan betonarme elemanlar inşa edilmektedir. Bu yapı elemanlarına “temel” adı verilmektedir.
Temeller genel olarak tekil, sürekli, radye ve kazıklı temel olmak üzere dörde ayrılmaktadır. Tekil, sürekli ve radye temeller, yüzeysel temeller olarak adlandırılırken kazıklı temel, derin temel tipine örnektir.
Tekil Temel: Binanın düşey taşıyıcı elemanlarının altında, bu elemanların kesitlerinden daha büyük bir betonarme pabuç yapılarak oluşturulan temel tipidir. Deprem kuvvetini aktarması için pabuçlar, bağ kirişleri ile birbirine bağlanmaktadır.
Sürekli Temel: İkiden fazla düşey taşıyıcı elemanın yüklerini bir bütün olarak zemine aktarabilen temeller sürekli temel olarak adlandırılmaktadır. Kolon ve perde duvar yükleri, bir bütün olarak kirişlere, kirişlerden de pabuca aktarılmaktadır.
Radye Temel: Binanın zemine oturduğu alanı boydan boya kaplayan betonarme temellere “radye temel” adı verilmektedir. Kirişli ve kirişsiz olmak üzere iki şekilde uygulanmaktadır. Binanın tüm kolonlarının altına, inşaat alanını örten bir plak (betonarme döşeme) yapılıp kolonlar doğrudan bu plağa oturtulduğunda kirişsiz radye temel elde edilirken, plak üstünde kirişler yapılıp kolonların bu kirişlere oturtulmasıyla kirişli radye temel oluşturulur.
Kazıklı Temel: Çok zayıf zeminlerde sağlam zemine ulaşılıncaya kadar çakılan veya delip yerinde dökülen kazıkların üstüne zemin seviyesinde bir platform oluşturulmakta ve kolonlar bu platforma oturtulmaktadır.
Üst-Yapı Elemanları
Üst yapı elemanlarını; Kolonlar/Perdeler, Kirişler, Döşemeler ve Duvarlar olarak sıralayabiliriz.
Kolonlar/perdeler: Taşıyıcı sistemin düşey elemanları kolon ve perdelerdir. Bu elemanlar, binanın bacakları olarak değerlendirilebilir. Kolonun binadaki görevleri; kiriş ve döşemeleri taşıyarak bu elemanlardan gelen düşey yükleri temel sistemine aktarmak, kirişlerle birlikte düzenli çerçeveler oluşturularak yatay deprem kuvvetlerine direnmektir. Perdeler; özel bir kolon türüdür, bir kenarı diğer kenarının yedi katından büyük veya eşit olan düşey taşıyıcı elmanlardır. Perdeler; boyutları nedeniyle kolonlara göre daha rijit (şekil değiştirmeye dirençli) yapı elemanlarıdır. Deprem sırasında rijitliklerinden dolayı deprem yüklerini bir “sünger” gibi üzerlerine çekerler; bu sayede binadaki kolon ve kirişlerin daha az zorlanmasını sağlarlar. Bir binada doğru yerlerde ve yeterli boyutlarda perde kullanılırsa; perdeler, deprem sırasında yatay deprem yüklerine çok iyi direnerek, binanın aşırı deplasman (yer değiştirme) yapmasını ve sonucunda göçerek can ve mal kaybına yol açmasını önlerler.
Kirişler: Kirişler, üstlerinde bulunan duvarları ve döşemeleri taşıyarak duvar ve döşeme yüklerini kolonlara aktarırlar. Kirişler, kolon ve perdeleri birbirine bağlayarak çerçeve oluşumunda rol oynar ve döşemelerle birlikte yatay deprem kuvvetlerinin kolon ve perdeler arasında güvenle aktarılmasını sağlarlar. Kolon ve perdelerin kirişlerle birbirine bağlandığı düzenli ve sürekli çerçeveler oluşturmak yerine kolonlar kirişlere veya kirişler kirişlere bağlanmak suretiyle oluşturulan “saplamalar” deprem kuvvetlerinin bir an önce binayı terk etmesi yerine bina içinde gereksiz yere dolaşmasına ve hasar oluşturmasına neden olmaktadır.
Döşemeler: Üzerindeki yükleri kolon ve kirişlere aktaran, kirişlerle birlikte yatay deprem kuvvetlerinin kolon ve perdeler arasında iletilmesine katkı sağlayan yapı elemanlarıdır. Döşemeler; Kirişli döşemeler, kirişsiz (mantar) döşemeler, dişli (nervürlü) döşemeler, asmolen döşemeler ve kaset-(ızgara)-kiriş döşemeler olmak üzere sınıflandırılabilirler.
Duvarlar: Ülkemizde çok yaygın olan betonarme karkas tipi binalarda duvarların taşıyıcı özelliği yoktur. Yalnızca hacimleri (odaları, daireleri) bölmek, birbirinden ayırmak amacıyla kullanılmaktadır. Daireleri birbirinden ve dış mekânlardan ayıran duvarlar tam duvarlar olarak adlandırılır. Daire içindeki odaları birbirinden ayıran duvarlar ise yarım duvarlar olarak adlandırılırlar.
Depremde Binaların Yıkılma Nedenleri
Depremde yıkılan ve ağır hasar gören binalar incelendiğinde; bu binaların bazı ortak problemleri olduğu görülmüştür. Düzensizlikler ve yapısal kusurlar olarak ikiye ayrılabilecek olan bu problemlerin çok iyi anlaşılması ve binalarda bu problemlerin ya hiç bulunmaması ya da kaçınılamayan durumlarda Dep. Yön. 2007’de tanımlanan gerekli tedbirlerin mutlaka alınması gerekmektedir. Binaların tasarımında ve inşasında kaçınılması gereken, planda ve düşey doğrultudaki yapısal düzensizlikler, Dep. Yön. 2007’de tanımlanmıştır. Planda düzensizlik durumları “A” ile adlandırılırken düşey doğrultudaki düzensizlikler “B” harfi ile ifade edilmiştir.
Planda Düzensizlik Durumları
Binanın planından kaynaklanan düzensizlikler Dep. Yön. 2007’de planda düzensizlik durumları olarak ele alınmıştır.
Burulma (A1) Düzensizliği: Her binada kütle ve rijitlik merkezi bulunmaktadır. Kütle merkezi, yaklaşık olarak binanın geometrik merkezidir. Rijitlik merkezi ise kolon ve perde kesme kuvvetlerinin bileşkesinin geçtiği noktadır. Kütle merkezi ile rijitlik merkezinin üst üste çakışmaması binada dönmeye neden olmaktadır Buna eksantrisite adı verilmektedir. Bu durum binada burulma momentlerinin oluşmasına ve olası bir depremde burulmaya bağlı hasarlara neden olmaktadır. Burulma etkileri, binadaki kütle düzenlemesi ile direnen elemanların konumları arasında denge olmaması durumunda ortaya çıkmaktadır. Bu düzensizliğin varlığı durumunda, taşıyıcı sistem elemanları olan kolon ve perdelerin binanın rijitliğini artıracak şekilde düzenlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde depremin etkisiyle rijitlik merkezi etrafında dönen ve ötelenen binanın hasar alması kaçınılmazdır.
Döşeme Süreksizlikleri (A2): Binanın kat planında, merdiven ve asansör boşlukları dâhil, boşluk alanlarının toplamı, o katın brüt alanının üçte birini geçtiği takdirde o binada döşeme süreksizliğinden söz edilebilir. Binadaki bu boşluklar, deprem yüklerinin kolon ve perdelere düzenli bir şekilde aktarılmasını engellemektedir. Yerel döşeme boşlukları da bu düzensizliğe neden olmaktadır. Ayrıca ani rijitlik azalmaları, döşeme süreksizliği kapsamında değerlendirilmektedir.
A2.I Düzensizliğine asma kat gibi kat içerisinde büyük döşeme boşlukları oluşturan durumlarda rastlanmaktadır. A2.II Düzensizliği aydınlık, merdiven ve asansör boşluğu gibi yerel döşeme süreksizlikleri sonucu oluşmaktadır. Döşeme kalınlığındaki ani değişimler ise A2.III Düzensizliğine yol açmaktadır. Döşeme, deprem yükleri nedeniyle en az hasar alan taşıyıcı sistem elemanıdır. Ancak döşeme süreksizlikleri, yüklerin taşıyıcı sistem elemanları arasında düzenli dağılmasını engellediği için sakıncalıdır.
Planda Çıkıntı (A3) Düzensizliği: Bu düzensizliğin bulunduğu binalarda, yatay deprem kuvvetleri düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenle aktarılamamaktadır. Düzensiz yük dağılımı, binalarda burulma hasarlarına neden olmaktadır. Girinti çıkıntı oluşmasını engellemek için binalar, deprem derzi ile ayrılmalıdır. Aksi takdirde binalar, yatay yükler altında burulmakta ve hasar görmektedir.
Düşey Doğrultuda Düzensizlik Durumları
Binanın yüksekliği boyunca oluşan düzensizlikler Dep. Yön. 2007’de düşey doğrultuda düzensizlik durumları olarak ele alınmıştır.
Zayıf Kat (B1) ve Yumuşak Kat (B2) Düzensizliği: Dolgu duvarlar, kolon ve kirişlere gelen deprem yükünü paylaşarak olası ağır hasarları azaltabilmektedir. Ancak genellikle zemin katları işyeri olarak kullanılan binalarda cephelerde dolgu duvarlar yerine camekânlar yapılmaktadır. Bu durumda bina giriş katları, yanal ötelenmeler açısından diğer katlara nazaran daha az rijit davranmaktadır. Kolonları, perde duvarları, taşıyıcı duvarları veya dolgu duvarları temelinden en üst katına kadar süreklilik göstermeyen ve duvarsız giriş katları diğer katlarından daha yüksek olan binalarda, bu elemanların kesintiye uğradığı kat yanal yüklerin etkisiyle aşırı ötelenerek hasar görmektedir. Bu kata, “Yumuşak Kat” adı verilmektedir.
Yumuşak kat düzensizliği Dep. Yön. 2007’de şu şekilde tanımlanmıştır: “Birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi biri için, herhangi bir i’inci kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranının bir üst veya bir alt kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranına bölünmesi ile tanımlanan Rijitlik Düzensizliği Katsayısı ?ki’nin 2.0’den fazla olması durumu”.
Taşıyıcı Sistem Düşey Elemanlarının Süreksizliği (B3)
Bazı cephe kolonlarının konsol kirişlere ya da guselere oturtulması, bazı kolonların aşağı katlarda kaldırılarak kirişlere oturtulması, perdenin alt kat kolonlarına oturtulması ve perdenin alt kat kiriş açıklığına oturtulması durumlarında binalarda taşıyıcı sistem düşey elemanlarının süreksizliği meydana gelmektedir.
Zayıf ve yumuşak kat düzensizliklerinin varlığı çok katlı binaların depremde yıkılmasının önemli nedenlerindendir. Zayıf kat ve yumuşak kat düzensizlikleri, üst katları hasar almasa bile giriş kattaki hasar nedeniyle binaların yıkılmasına neden olmaktadır. Deprem kuvvetinden oluşan yatay yer değiştirmenin %70-80’ i yumuşak katta oluşmaktadır. Yumuşak kat kolonları aşırı yatay yer değiştirerek kırılmakta ve bina aniden yıkılmaktadır. Bu düzensizliklerin etkilerini azaltmak için sistemde perde elemanlar tercih edilmeli ve perde duvarlar bina cephelerine yerleştirilerek bina rijitliğinin artırılması hedeflenmelidir.
B3 düzensizliği, olası bir depremde yatay yüklerin taşıyıcı elemanlar arasında düzenli dağılmasına engel olmakta ve buna bağlı hasarlara neden olmaktadır. Bu durumu önlemek için Dep. Yön. 2007’de birtakım zorunluluklar ve yasaklar belirtilmiştir. Buna göre kolonun iki ucundan kirişe oturtulması durumunda bu kirişin düğüm noktalarına birleşen kiriş ve kolonların tüm kesitlerinde düşey ve yatay yüklerin oluşturduğu tüm iç kuvvetler %50 oranında artırılmalıdır. Ayrıca perdenin kolonlara ve kiriş açıklığına ve kolonların konsollara ve guselere oturtulması durumu kesin olarak yasaklanmıştır.
Güçlü Kiriş-Zayıf Kolon Problemi: Dep. Yön. 2007’ye göre kolonlar, kirişlerden daha güçlü olmalıdır. Ancak, eski binaların çoğunda, kirişler kolonlara nazaran daha büyük kesitli ve daha kuvvetli donatılmışlardır. Bu problem, kolonların büyük kesme kuvvetlerine maruz kalarak hasar görmesine ve binanın göçmesine neden olmaktadır Ülkemizde meydana gelen yıkıcı depremlerde, bu yapısal kusur nedeniyle hasar almış çok sayıda bina bulunmaktadır.
Kısa Kolon Problemi: Kısa kolonlar, taşıyıcı sistem nedeni ile veya dolgu duvarlarında kolonlar arasında bırakılan boşluklar nedeni ile oluşabilmektedir. Ayrıca tesisat katı, asma kat, merdiven ara sahanlıkları, yüksek kiriş, guseli kiriş ya da kolonlar, kat ara kirişleri ve kademeli temeller de bu probleme neden olmaktadır. Kolonun boyu ne kadar kısa olursa, üzerine alacağı kesme kuvveti de o oranda büyük olmaktadır.
Bu nedenle kısa kolonlar, diğer kolonlara göre daha rijit davranmakta ve büyük kesme kuvvetlerine maruz kalmaktadır. Bu durum kolonda kesme çatlaklarına ve ağır hasara neden olmaktadır. Bu problemin varlığı durumunda, kısa kolonların kat yüksekliğince sık etriye ile sarılması gerekmektedir.
Köşe Kolon Problemi: Köşe kolon problemi; deprem yüklerinin diğer kolonlara aktarımının zorlaşmasına, binanın bu bölgesinin esnek davranmasına, yatay yüklerin etkisiyle köşe kolon uçlarının zarar görmesine neden olmaktadır. Düşey yükler altında ya da deprem yüklerinin etkisiyle köşe kolonların hasar görmesi tüm taşıyıcı sistemi etkileyecektir. Köşe kolon problemi sadece düşey yükler altında bile binanın yıkılmasına neden olabilmektedir.
Çerçeve Süreksizliği Problemi: Betonarme binalarda kirişler, kolonları birbirine bağlamalı ve aks boyunca devam etmelidir. Böylece kiriş yükleri en kısa yoldan kolonlara aktarılacaktır. Kirişin kolona değil bir başka kirişe oturması, saplama kiriş problemine neden olmaktadır.
Saplama kirişlerin ve kolon aksları dışında kirişlerin varlığı, çerçeve süreksizliği oluşturmaktadır. Süreksiz çerçeve, kiriş yüklerinin kolonlara düzenli aktarılmasını engelleyerek yüklerin bina içinde dolanmasına ve saplandıkları kirişte aşırı yüke yol açtığından sakıncalıdır. Ayrıca deprem yüklerini kolonlara aktarmak yerine bir başka kirişe aktardığı ve bu kirişte, analizde dikkate alınmayan burulma momenti ve yanal kesme kuvvetlerine yol açtığı için sakıncalı bulunmaktadır. Kolonlardan bağımsız kirişler, kolon ve kiriş akslarının çakışmaması sonucu binada dış merkezliğe neden olmaktadır. Yapışık kirişler yüklerin aktarımını zorlaştırarak çerçeve davranışını ortadan kaldırmaktadır.
Bu yapısal kusurun ortadan kaldırılması için tüm kirişlerin kolonlara oturtulması, kirişlerin akslar boyunca aynı kesitte ve sürekli olarak düzenlenmesi gerekmektedir. Eğer saplama kiriş yapılması engellenemiyorsa saplaması olan kiriş, sık etriye ile sarılmalıdır.
Yetersiz Etriye Sıklaştırması: Etriye, kolon ve kirişlerin içinde bulunan ve boyuna donatıları saran donatılar olarak tanımlanmaktadır. Deprem bölgelerinde, etriyeler çok önem taşıdığından, bunların deprem yönetmeliklerine uygun olarak yapılması gerekmektedir. Bu sebeple, çoğunlukla deprem etriyesi olarak da adlandırılırlar. Sargı donatısı olarak da ifade edilen etriye, kolon, perde ve kirişlerde boyuna donatıları sararak bu taşıyıcı elemanlarda kesme çatlaklarını önlemek için düzenlenmektedir. Ayrıca boyuna donatıların çok fazla eğilerek burkulmasını da önlemektedir. Etriyeler, düşey ve yatay taşıyıcı sistem elemanlarında boydan boya yerleştirilmekte, uçlarda ise sıklaştırılmaktadır. Etriye sıklaştırması, kolonlarda en az kolon uzun kenarı kadar, kirişlerde ise en az kiriş yüksekliğinin iki katı kadar bir bölgede yapılmalıdır.
Kolonda etriye sıklaştırması: Kolonlarda etriye, kesme kuvvetlerini karşılamakta ve boyuna donatıların burkulmasını önlemektedir. Kolon etriyelerinin uçlarının 135 derecelik açıyla bükülmesi gerekmektedir. Böylece bükülen bu uçlar, kolonun ortasından betonu kavrayabilmektedir. Etriyeler, uygun şekilde bükülmedikleri zaman, deprem kuvvetlerinin etkisiyle açılmakta ve bu durum, kolonun hasar almasına, boyuna donatıların burkulmasına neden olmaktadır. Kolonlar ile kirişler bağlantı bölgeleri, deprem sırasında etkiye en fazla maruz kalan yerler olduklarından bu bölgelerin, daha sık etriye ile sarılması gerekmektedir. Aksi takdirde zayıf kolon-kiriş bağlantısı nedeniyle hasarlar meydana gelecektir.
Kirişte etriye sıklaştırması: Kirişte etriye, kesme çatlaklarını önlemektedir. Kiriş boyunca ve kirişlerin kolonlarla birleştiği bölgede etriye sıklaştırması zorunludur. Etriyeler, kolonda olduğu gibi kirişte de 135 derece içe bükülerek düzenlenmelidir. Böylece etriyenin boyuna donatıları ve betonu sarması mümkün olacaktır. Aksi takdirde deprem yükleriyle kirişte hasar meydana gelecektir.
Ağır Çıkmalı Binalar
Bazı binalarda üst katlar, bodrum ve zemin katlara nazaran daha büyük alana sahiptir. Deprem açısından sakıncalı olan bu mimari “çıkma” olarak adlandırılmaktadır. Çıkmalı binalarda, üst kat yükleri daha fazla olduğundan binanın kütle merkezi çıkmalı katlara kaymaktadır. Ayrıca alt katlar yumuşak kat gibi davranmakta, bu kattaki taşıyıcı elemanlar, düşey yükler altında dahi zorlanmaktadır. Bu binalarda kısa kolon, köşe kolon ve çerçeve süreksizliği problemleri de oluşmaktadır.
Yetersiz Deprem Derzi ve Çarpışma Tehlikesi
Binalar arasında bırakılan boşluğa derz adı verilmektedir. Depremde binaların çarpışmasını önlemek için bırakılan boşluk, deprem derzi olarak adlandırılmaktadır. Şehir içinde genelde bitişik nizam (yan yana) yapılan binalar, deprem esnasında farklı salınarak birbirlerine hasar verebilmektedir. Deprem derzi, komşu iki bina arasında deprem hasarlarını önlemek için bırakılmaktadır. Amaç; binaların depremde çarpışarak deprem yatay yüklerini birbirlerine aktarmasına engel olmak, birbirlerinden bağımsız hareket etmelerine olanak sağlamaktır.
Malzeme ve İşçilik Kusurları
Betonarme binalarda, binanın deprem güvenliğini doğrudan etkileyen en önemli yapı malzemeleri; beton ve donatı(demir)dır. Depremlerde yıkılan ve ağır hasar gören binaların ortak özelliklerinden biri de beton ve donatının hem kalitesinin iyi olmaması hem de özenli işçilik uygulanmamış olmasıdır.
Düşük Kaliteli Beton: Depreme dayanıklı bir binanın yeterli dayanım, rijitlik ve sünekliğe sahip olması gerekmektedir. Binalarda kullanılan betonu oluşturan her malzemenin bir işlevi vardır. Kaliteli bir betonun üretilmesi, kaliteli malzemeler kullanılmasına bağlıdır. Beton kalitesi, binanın dayanımı üzerinde doğrudan etkili olduğundan, düşük beton kalitesi kullanılarak inşa edilen binaların depremde hasar alması olasıdır.
Donatıda Korozyon: Korozyon, metallerin çevreleri ile girdikleri bir elektro-kimyasal reaksiyon sonucu aşınmaya ve bozunmaya uğramasıdır. Betonarme binalarda donatıyı(demirleri) örten net beton örtüsünün yetersiz olması nedeniyle donatılar; su, hava ve diğer kimyasal maddelerin etkisiyle paslanmaktadır. Betonarme binalar, betonun bozulma sürecini yavaşlatmak ve içindeki donatının paslanmasını önlemek için, dikkatli bir şekilde korunmalıdır.
Binalarda Kullanıcıların Neden Olduğu Hasarlar
Kullanıcıların, binaların taşıyıcı sistem elemanlarında hasara neden olan müdahalelerde bulundukları belirlenmiştir. Bu müdahalelerden en yaygın olanı, tesisat borularının, kiriş donatılarının arasından geçirilmesi suretiyle kirişte oluşturulan hasarlardır.
Bu yapısal kusurun varlığı durumunda taşıyıcı sistemde kolonlar yerine perde duvarlar tercih edilmeli, köşe kolon ve ona bağlanan kirişler sık etriye ile sarılmalıdır.
Depremin Tanımı
Yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini sarsma olayına deprem denir. Deprem, insanın hareketsiz kabul ettiği ve güvenle ayağını bastığı toprağın da oynayacağını ve üzerinde bulunan tüm yapılarında hasar görüp, can kaybına uğrayacak şekilde yıkılabileceklerini gösteren bir doğa olayıdır. Depremin nasıl oluştuğunu, deprem dalgalarının yer içinde ne şekilde yayıldıklarını, ölçü aletleri ve yöntemlerini, kayıtların değerlendirilmesini ve deprem ile ilgili diğer konuları inceleyen bilim dalına sismoloji denir.
Depremin Konumu
Depremin konumunu ifade eden kavramlardan “Odak Noktası” (Hiposantr) yerin içinde depremin enerjisinin ortaya çıktığı noktadır. Bu noktaya odak noktası veya iç merkez de denir. Gerçekte, enerjinin ortaya çıktığı bir nokta olmayıp bir alandır, fakat pratik uygulamalarda nokta olarak kabul edilmektedir. Odak noktasının yer yüzeyindeki izdüşüm noktasına dış merkez (Episantr) denir. Bir gözlemci ile dış merkez arasındaki uzaklığa dış merkez uzaklığı; gözlemci ile odak noktası arasındaki mesafeye ise odak uzaklığı veya iç merkez uzaklığı denir. Depremde enerjinin açığa çıktığı odak noktasının yeryüzünden en kısa uzaklığı, depremin odak derinliği olarak adlandırılır.
Depremin Büyüklüğü
Deprem, yerkabuğunun gerilme etkisi sonuncu, belirli bir derinlikte kırılması olarak tanımlanabilir. Depremin büyüklüğü ise kırılan yüzeyin büyüklüğünü ve dolayısıyla ortaya çıkan enerjinin düzeyini belirten bir ölçüdür. Depremin ortaya çıkardığı toplam enerjiyi karakterize eden, aletsel ölçüm ve hesaplama sonucunda bulunan değerdir. Farklı sismik dalga verilerini ve belirli kriterleri kullanarak çeşitli deprem büyüklüğü hesaplama yöntem ve formülleri geliştirilmiştir. Md, Ms, Ml, Mb, Mw şeklindeki kısaltmalarla ifade edilirler.
Depremin Şiddeti
Depremin yer yüzeyindeki etkileri depremin şiddeti olarak tanımlanır. Şiddeti tanımlamak için birçok ölçek geliştirilmiştir. Bunlardan en yaygın olarak kullanılanı Değiştirilmiş Mercalli Şiddet Ölçeği’dir. Bu ölçek, Romen rakamları ile belirlenen 12 düzeyden oluşur. Hiçbir matematiksel temeli olmayıp bütünü ile gözlemsel bilgilere dayanır.
Türkiye’de Meydana Gelen Büyük Depremler
Türkiye’de bugüne kadar çeşitli büyüklüklerde depremler meydana gelmiştir. Ülkemizde, ölçümlerin yapılmaya başlandığı 1900 yılından bu yana en büyüğü 7.9 olarak kaydedilen 90 büyük depremde, resmi verilere göre 82 bin 372 kişi hayatını kaybetmiştir. 1903 Malazgirt depreminde 2626 kişi hayatını kaybetmiş,12.000 bina yıkılmıştır. 1939 yılında meydana gelen Erzincan depreminde 32.962 kişi hayatını kaybetmiş, 116.720 bina yıkılmıştır. 1942’de Erbaa’daki deprem, 3000’e yakın kişinin ölmesine ve 5000 binanın yıkılmasına neden olmuştur. 2394 kişinin hayatını kaybettiği, 108.000 kişinin evsiz kaldığı 1966’daki Varto depremini 1971’de meydana gelen Bingöl depremi takip etmiştir. Bu depremde, kentteki bina stokunun %90’ı hasar almış ve yıkılmıştır. 1992’de meydana gelen 6.8 büyüklüğündeki Erzincan depreminde ise 8057 bina hasar görmüş ve yıkılmıştır. 1995 Dinar depremi ise 96 kişinin ölümüne ve 14.156 binanın yıkılmasına neden olmuştur. Geçtiğimiz yüzyılın sonunda meydana gelen 7.4 büyüklüğündeki Kocaeli depreminde 17000’den fazla insan hayatını kaybetmiş ve 20 milyar dolarlık ekonomik kayıp meydana gelmiştir.
Binaları Oluşturan Yapı Elamanları
Depremlerin, yerleşim yerlerinde afete dönüşmesine neden olan başlıca faktör depreme dayanıklı olmayan binaların, yıkılarak can ve mal kayıplarına neden olmasıdır. Bina sistemini iki ana bileşen olarak ele almak gerekir. Birinci bileşen, yer altında bulunan ve binanın bütün yükünü zemine aktaran temel sistemidir. İkinci bileşen ise binanın yer yüzeyinin üstünde bulunan, yani görünen bölümüdür.
Bu iki bileşeni alt-yapı ve üst-yapı olarak adlandırmak mümkündür.
Temel Sistemleri
Temeller, binanın düşey taşıyıcı elemanlarının yükünü yer yüzeyine (zemine) aktaran elemanlardır. Betonarme binalarda kolonlar, kendi yüklerini ve kirişlerden gelen yükleri taşıyabilecek şekilde tasarlanmaktadır. Ancak binanın oturduğu zeminin dayanımının bu taşıyıcı sistemlerin oluşturduğu gerilmeye oranla düşük olması nedeniyle zeminle taşıyıcı sistem elemanları arasında, oluşan gerilmeleri taşıyabilecek kadar büyük olan betonarme elemanlar inşa edilmektedir. Bu yapı elemanlarına “temel” adı verilmektedir.
Temeller genel olarak tekil, sürekli, radye ve kazıklı temel olmak üzere dörde ayrılmaktadır. Tekil, sürekli ve radye temeller, yüzeysel temeller olarak adlandırılırken kazıklı temel, derin temel tipine örnektir.
Tekil Temel: Binanın düşey taşıyıcı elemanlarının altında, bu elemanların kesitlerinden daha büyük bir betonarme pabuç yapılarak oluşturulan temel tipidir. Deprem kuvvetini aktarması için pabuçlar, bağ kirişleri ile birbirine bağlanmaktadır.
Sürekli Temel: İkiden fazla düşey taşıyıcı elemanın yüklerini bir bütün olarak zemine aktarabilen temeller sürekli temel olarak adlandırılmaktadır. Kolon ve perde duvar yükleri, bir bütün olarak kirişlere, kirişlerden de pabuca aktarılmaktadır.
Radye Temel: Binanın zemine oturduğu alanı boydan boya kaplayan betonarme temellere “radye temel” adı verilmektedir. Kirişli ve kirişsiz olmak üzere iki şekilde uygulanmaktadır. Binanın tüm kolonlarının altına, inşaat alanını örten bir plak (betonarme döşeme) yapılıp kolonlar doğrudan bu plağa oturtulduğunda kirişsiz radye temel elde edilirken, plak üstünde kirişler yapılıp kolonların bu kirişlere oturtulmasıyla kirişli radye temel oluşturulur.
Kazıklı Temel: Çok zayıf zeminlerde sağlam zemine ulaşılıncaya kadar çakılan veya delip yerinde dökülen kazıkların üstüne zemin seviyesinde bir platform oluşturulmakta ve kolonlar bu platforma oturtulmaktadır.
Üst-Yapı Elemanları
Üst yapı elemanlarını; Kolonlar/Perdeler, Kirişler, Döşemeler ve Duvarlar olarak sıralayabiliriz.
Kolonlar/perdeler: Taşıyıcı sistemin düşey elemanları kolon ve perdelerdir. Bu elemanlar, binanın bacakları olarak değerlendirilebilir. Kolonun binadaki görevleri; kiriş ve döşemeleri taşıyarak bu elemanlardan gelen düşey yükleri temel sistemine aktarmak, kirişlerle birlikte düzenli çerçeveler oluşturularak yatay deprem kuvvetlerine direnmektir. Perdeler; özel bir kolon türüdür, bir kenarı diğer kenarının yedi katından büyük veya eşit olan düşey taşıyıcı elmanlardır. Perdeler; boyutları nedeniyle kolonlara göre daha rijit (şekil değiştirmeye dirençli) yapı elemanlarıdır. Deprem sırasında rijitliklerinden dolayı deprem yüklerini bir “sünger” gibi üzerlerine çekerler; bu sayede binadaki kolon ve kirişlerin daha az zorlanmasını sağlarlar. Bir binada doğru yerlerde ve yeterli boyutlarda perde kullanılırsa; perdeler, deprem sırasında yatay deprem yüklerine çok iyi direnerek, binanın aşırı deplasman (yer değiştirme) yapmasını ve sonucunda göçerek can ve mal kaybına yol açmasını önlerler.
Kirişler: Kirişler, üstlerinde bulunan duvarları ve döşemeleri taşıyarak duvar ve döşeme yüklerini kolonlara aktarırlar. Kirişler, kolon ve perdeleri birbirine bağlayarak çerçeve oluşumunda rol oynar ve döşemelerle birlikte yatay deprem kuvvetlerinin kolon ve perdeler arasında güvenle aktarılmasını sağlarlar. Kolon ve perdelerin kirişlerle birbirine bağlandığı düzenli ve sürekli çerçeveler oluşturmak yerine kolonlar kirişlere veya kirişler kirişlere bağlanmak suretiyle oluşturulan “saplamalar” deprem kuvvetlerinin bir an önce binayı terk etmesi yerine bina içinde gereksiz yere dolaşmasına ve hasar oluşturmasına neden olmaktadır.
Döşemeler: Üzerindeki yükleri kolon ve kirişlere aktaran, kirişlerle birlikte yatay deprem kuvvetlerinin kolon ve perdeler arasında iletilmesine katkı sağlayan yapı elemanlarıdır. Döşemeler; Kirişli döşemeler, kirişsiz (mantar) döşemeler, dişli (nervürlü) döşemeler, asmolen döşemeler ve kaset-(ızgara)-kiriş döşemeler olmak üzere sınıflandırılabilirler.
Duvarlar: Ülkemizde çok yaygın olan betonarme karkas tipi binalarda duvarların taşıyıcı özelliği yoktur. Yalnızca hacimleri (odaları, daireleri) bölmek, birbirinden ayırmak amacıyla kullanılmaktadır. Daireleri birbirinden ve dış mekânlardan ayıran duvarlar tam duvarlar olarak adlandırılır. Daire içindeki odaları birbirinden ayıran duvarlar ise yarım duvarlar olarak adlandırılırlar.
Depremde Binaların Yıkılma Nedenleri
Depremde yıkılan ve ağır hasar gören binalar incelendiğinde; bu binaların bazı ortak problemleri olduğu görülmüştür. Düzensizlikler ve yapısal kusurlar olarak ikiye ayrılabilecek olan bu problemlerin çok iyi anlaşılması ve binalarda bu problemlerin ya hiç bulunmaması ya da kaçınılamayan durumlarda Dep. Yön. 2007’de tanımlanan gerekli tedbirlerin mutlaka alınması gerekmektedir. Binaların tasarımında ve inşasında kaçınılması gereken, planda ve düşey doğrultudaki yapısal düzensizlikler, Dep. Yön. 2007’de tanımlanmıştır. Planda düzensizlik durumları “A” ile adlandırılırken düşey doğrultudaki düzensizlikler “B” harfi ile ifade edilmiştir.
Planda Düzensizlik Durumları
Binanın planından kaynaklanan düzensizlikler Dep. Yön. 2007’de planda düzensizlik durumları olarak ele alınmıştır.
Burulma (A1) Düzensizliği: Her binada kütle ve rijitlik merkezi bulunmaktadır. Kütle merkezi, yaklaşık olarak binanın geometrik merkezidir. Rijitlik merkezi ise kolon ve perde kesme kuvvetlerinin bileşkesinin geçtiği noktadır. Kütle merkezi ile rijitlik merkezinin üst üste çakışmaması binada dönmeye neden olmaktadır Buna eksantrisite adı verilmektedir. Bu durum binada burulma momentlerinin oluşmasına ve olası bir depremde burulmaya bağlı hasarlara neden olmaktadır. Burulma etkileri, binadaki kütle düzenlemesi ile direnen elemanların konumları arasında denge olmaması durumunda ortaya çıkmaktadır. Bu düzensizliğin varlığı durumunda, taşıyıcı sistem elemanları olan kolon ve perdelerin binanın rijitliğini artıracak şekilde düzenlenmesi gerekmektedir. Aksi takdirde depremin etkisiyle rijitlik merkezi etrafında dönen ve ötelenen binanın hasar alması kaçınılmazdır.
Döşeme Süreksizlikleri (A2): Binanın kat planında, merdiven ve asansör boşlukları dâhil, boşluk alanlarının toplamı, o katın brüt alanının üçte birini geçtiği takdirde o binada döşeme süreksizliğinden söz edilebilir. Binadaki bu boşluklar, deprem yüklerinin kolon ve perdelere düzenli bir şekilde aktarılmasını engellemektedir. Yerel döşeme boşlukları da bu düzensizliğe neden olmaktadır. Ayrıca ani rijitlik azalmaları, döşeme süreksizliği kapsamında değerlendirilmektedir.
A2.I Düzensizliğine asma kat gibi kat içerisinde büyük döşeme boşlukları oluşturan durumlarda rastlanmaktadır. A2.II Düzensizliği aydınlık, merdiven ve asansör boşluğu gibi yerel döşeme süreksizlikleri sonucu oluşmaktadır. Döşeme kalınlığındaki ani değişimler ise A2.III Düzensizliğine yol açmaktadır. Döşeme, deprem yükleri nedeniyle en az hasar alan taşıyıcı sistem elemanıdır. Ancak döşeme süreksizlikleri, yüklerin taşıyıcı sistem elemanları arasında düzenli dağılmasını engellediği için sakıncalıdır.
Planda Çıkıntı (A3) Düzensizliği: Bu düzensizliğin bulunduğu binalarda, yatay deprem kuvvetleri düşey taşıyıcı sistem elemanlarına güvenle aktarılamamaktadır. Düzensiz yük dağılımı, binalarda burulma hasarlarına neden olmaktadır. Girinti çıkıntı oluşmasını engellemek için binalar, deprem derzi ile ayrılmalıdır. Aksi takdirde binalar, yatay yükler altında burulmakta ve hasar görmektedir.
Düşey Doğrultuda Düzensizlik Durumları
Binanın yüksekliği boyunca oluşan düzensizlikler Dep. Yön. 2007’de düşey doğrultuda düzensizlik durumları olarak ele alınmıştır.
Zayıf Kat (B1) ve Yumuşak Kat (B2) Düzensizliği: Dolgu duvarlar, kolon ve kirişlere gelen deprem yükünü paylaşarak olası ağır hasarları azaltabilmektedir. Ancak genellikle zemin katları işyeri olarak kullanılan binalarda cephelerde dolgu duvarlar yerine camekânlar yapılmaktadır. Bu durumda bina giriş katları, yanal ötelenmeler açısından diğer katlara nazaran daha az rijit davranmaktadır. Kolonları, perde duvarları, taşıyıcı duvarları veya dolgu duvarları temelinden en üst katına kadar süreklilik göstermeyen ve duvarsız giriş katları diğer katlarından daha yüksek olan binalarda, bu elemanların kesintiye uğradığı kat yanal yüklerin etkisiyle aşırı ötelenerek hasar görmektedir. Bu kata, “Yumuşak Kat” adı verilmektedir.
Yumuşak kat düzensizliği Dep. Yön. 2007’de şu şekilde tanımlanmıştır: “Birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi biri için, herhangi bir i’inci kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranının bir üst veya bir alt kattaki ortalama göreli kat ötelemesi oranına bölünmesi ile tanımlanan Rijitlik Düzensizliği Katsayısı ?ki’nin 2.0’den fazla olması durumu”.
Taşıyıcı Sistem Düşey Elemanlarının Süreksizliği (B3)
Bazı cephe kolonlarının konsol kirişlere ya da guselere oturtulması, bazı kolonların aşağı katlarda kaldırılarak kirişlere oturtulması, perdenin alt kat kolonlarına oturtulması ve perdenin alt kat kiriş açıklığına oturtulması durumlarında binalarda taşıyıcı sistem düşey elemanlarının süreksizliği meydana gelmektedir.
Zayıf ve yumuşak kat düzensizliklerinin varlığı çok katlı binaların depremde yıkılmasının önemli nedenlerindendir. Zayıf kat ve yumuşak kat düzensizlikleri, üst katları hasar almasa bile giriş kattaki hasar nedeniyle binaların yıkılmasına neden olmaktadır. Deprem kuvvetinden oluşan yatay yer değiştirmenin %70-80’ i yumuşak katta oluşmaktadır. Yumuşak kat kolonları aşırı yatay yer değiştirerek kırılmakta ve bina aniden yıkılmaktadır. Bu düzensizliklerin etkilerini azaltmak için sistemde perde elemanlar tercih edilmeli ve perde duvarlar bina cephelerine yerleştirilerek bina rijitliğinin artırılması hedeflenmelidir.
B3 düzensizliği, olası bir depremde yatay yüklerin taşıyıcı elemanlar arasında düzenli dağılmasına engel olmakta ve buna bağlı hasarlara neden olmaktadır. Bu durumu önlemek için Dep. Yön. 2007’de birtakım zorunluluklar ve yasaklar belirtilmiştir. Buna göre kolonun iki ucundan kirişe oturtulması durumunda bu kirişin düğüm noktalarına birleşen kiriş ve kolonların tüm kesitlerinde düşey ve yatay yüklerin oluşturduğu tüm iç kuvvetler %50 oranında artırılmalıdır. Ayrıca perdenin kolonlara ve kiriş açıklığına ve kolonların konsollara ve guselere oturtulması durumu kesin olarak yasaklanmıştır.
Güçlü Kiriş-Zayıf Kolon Problemi: Dep. Yön. 2007’ye göre kolonlar, kirişlerden daha güçlü olmalıdır. Ancak, eski binaların çoğunda, kirişler kolonlara nazaran daha büyük kesitli ve daha kuvvetli donatılmışlardır. Bu problem, kolonların büyük kesme kuvvetlerine maruz kalarak hasar görmesine ve binanın göçmesine neden olmaktadır Ülkemizde meydana gelen yıkıcı depremlerde, bu yapısal kusur nedeniyle hasar almış çok sayıda bina bulunmaktadır.
Kısa Kolon Problemi: Kısa kolonlar, taşıyıcı sistem nedeni ile veya dolgu duvarlarında kolonlar arasında bırakılan boşluklar nedeni ile oluşabilmektedir. Ayrıca tesisat katı, asma kat, merdiven ara sahanlıkları, yüksek kiriş, guseli kiriş ya da kolonlar, kat ara kirişleri ve kademeli temeller de bu probleme neden olmaktadır. Kolonun boyu ne kadar kısa olursa, üzerine alacağı kesme kuvveti de o oranda büyük olmaktadır.
Bu nedenle kısa kolonlar, diğer kolonlara göre daha rijit davranmakta ve büyük kesme kuvvetlerine maruz kalmaktadır. Bu durum kolonda kesme çatlaklarına ve ağır hasara neden olmaktadır. Bu problemin varlığı durumunda, kısa kolonların kat yüksekliğince sık etriye ile sarılması gerekmektedir.
Köşe Kolon Problemi: Köşe kolon problemi; deprem yüklerinin diğer kolonlara aktarımının zorlaşmasına, binanın bu bölgesinin esnek davranmasına, yatay yüklerin etkisiyle köşe kolon uçlarının zarar görmesine neden olmaktadır. Düşey yükler altında ya da deprem yüklerinin etkisiyle köşe kolonların hasar görmesi tüm taşıyıcı sistemi etkileyecektir. Köşe kolon problemi sadece düşey yükler altında bile binanın yıkılmasına neden olabilmektedir.
Çerçeve Süreksizliği Problemi: Betonarme binalarda kirişler, kolonları birbirine bağlamalı ve aks boyunca devam etmelidir. Böylece kiriş yükleri en kısa yoldan kolonlara aktarılacaktır. Kirişin kolona değil bir başka kirişe oturması, saplama kiriş problemine neden olmaktadır.
Saplama kirişlerin ve kolon aksları dışında kirişlerin varlığı, çerçeve süreksizliği oluşturmaktadır. Süreksiz çerçeve, kiriş yüklerinin kolonlara düzenli aktarılmasını engelleyerek yüklerin bina içinde dolanmasına ve saplandıkları kirişte aşırı yüke yol açtığından sakıncalıdır. Ayrıca deprem yüklerini kolonlara aktarmak yerine bir başka kirişe aktardığı ve bu kirişte, analizde dikkate alınmayan burulma momenti ve yanal kesme kuvvetlerine yol açtığı için sakıncalı bulunmaktadır. Kolonlardan bağımsız kirişler, kolon ve kiriş akslarının çakışmaması sonucu binada dış merkezliğe neden olmaktadır. Yapışık kirişler yüklerin aktarımını zorlaştırarak çerçeve davranışını ortadan kaldırmaktadır.
Bu yapısal kusurun ortadan kaldırılması için tüm kirişlerin kolonlara oturtulması, kirişlerin akslar boyunca aynı kesitte ve sürekli olarak düzenlenmesi gerekmektedir. Eğer saplama kiriş yapılması engellenemiyorsa saplaması olan kiriş, sık etriye ile sarılmalıdır.
Yetersiz Etriye Sıklaştırması: Etriye, kolon ve kirişlerin içinde bulunan ve boyuna donatıları saran donatılar olarak tanımlanmaktadır. Deprem bölgelerinde, etriyeler çok önem taşıdığından, bunların deprem yönetmeliklerine uygun olarak yapılması gerekmektedir. Bu sebeple, çoğunlukla deprem etriyesi olarak da adlandırılırlar. Sargı donatısı olarak da ifade edilen etriye, kolon, perde ve kirişlerde boyuna donatıları sararak bu taşıyıcı elemanlarda kesme çatlaklarını önlemek için düzenlenmektedir. Ayrıca boyuna donatıların çok fazla eğilerek burkulmasını da önlemektedir. Etriyeler, düşey ve yatay taşıyıcı sistem elemanlarında boydan boya yerleştirilmekte, uçlarda ise sıklaştırılmaktadır. Etriye sıklaştırması, kolonlarda en az kolon uzun kenarı kadar, kirişlerde ise en az kiriş yüksekliğinin iki katı kadar bir bölgede yapılmalıdır.
Kolonda etriye sıklaştırması: Kolonlarda etriye, kesme kuvvetlerini karşılamakta ve boyuna donatıların burkulmasını önlemektedir. Kolon etriyelerinin uçlarının 135 derecelik açıyla bükülmesi gerekmektedir. Böylece bükülen bu uçlar, kolonun ortasından betonu kavrayabilmektedir. Etriyeler, uygun şekilde bükülmedikleri zaman, deprem kuvvetlerinin etkisiyle açılmakta ve bu durum, kolonun hasar almasına, boyuna donatıların burkulmasına neden olmaktadır. Kolonlar ile kirişler bağlantı bölgeleri, deprem sırasında etkiye en fazla maruz kalan yerler olduklarından bu bölgelerin, daha sık etriye ile sarılması gerekmektedir. Aksi takdirde zayıf kolon-kiriş bağlantısı nedeniyle hasarlar meydana gelecektir.
Kirişte etriye sıklaştırması: Kirişte etriye, kesme çatlaklarını önlemektedir. Kiriş boyunca ve kirişlerin kolonlarla birleştiği bölgede etriye sıklaştırması zorunludur. Etriyeler, kolonda olduğu gibi kirişte de 135 derece içe bükülerek düzenlenmelidir. Böylece etriyenin boyuna donatıları ve betonu sarması mümkün olacaktır. Aksi takdirde deprem yükleriyle kirişte hasar meydana gelecektir.
Ağır Çıkmalı Binalar
Bazı binalarda üst katlar, bodrum ve zemin katlara nazaran daha büyük alana sahiptir. Deprem açısından sakıncalı olan bu mimari “çıkma” olarak adlandırılmaktadır. Çıkmalı binalarda, üst kat yükleri daha fazla olduğundan binanın kütle merkezi çıkmalı katlara kaymaktadır. Ayrıca alt katlar yumuşak kat gibi davranmakta, bu kattaki taşıyıcı elemanlar, düşey yükler altında dahi zorlanmaktadır. Bu binalarda kısa kolon, köşe kolon ve çerçeve süreksizliği problemleri de oluşmaktadır.
Yetersiz Deprem Derzi ve Çarpışma Tehlikesi
Binalar arasında bırakılan boşluğa derz adı verilmektedir. Depremde binaların çarpışmasını önlemek için bırakılan boşluk, deprem derzi olarak adlandırılmaktadır. Şehir içinde genelde bitişik nizam (yan yana) yapılan binalar, deprem esnasında farklı salınarak birbirlerine hasar verebilmektedir. Deprem derzi, komşu iki bina arasında deprem hasarlarını önlemek için bırakılmaktadır. Amaç; binaların depremde çarpışarak deprem yatay yüklerini birbirlerine aktarmasına engel olmak, birbirlerinden bağımsız hareket etmelerine olanak sağlamaktır.
Malzeme ve İşçilik Kusurları
Betonarme binalarda, binanın deprem güvenliğini doğrudan etkileyen en önemli yapı malzemeleri; beton ve donatı(demir)dır. Depremlerde yıkılan ve ağır hasar gören binaların ortak özelliklerinden biri de beton ve donatının hem kalitesinin iyi olmaması hem de özenli işçilik uygulanmamış olmasıdır.
Düşük Kaliteli Beton: Depreme dayanıklı bir binanın yeterli dayanım, rijitlik ve sünekliğe sahip olması gerekmektedir. Binalarda kullanılan betonu oluşturan her malzemenin bir işlevi vardır. Kaliteli bir betonun üretilmesi, kaliteli malzemeler kullanılmasına bağlıdır. Beton kalitesi, binanın dayanımı üzerinde doğrudan etkili olduğundan, düşük beton kalitesi kullanılarak inşa edilen binaların depremde hasar alması olasıdır.
Donatıda Korozyon: Korozyon, metallerin çevreleri ile girdikleri bir elektro-kimyasal reaksiyon sonucu aşınmaya ve bozunmaya uğramasıdır. Betonarme binalarda donatıyı(demirleri) örten net beton örtüsünün yetersiz olması nedeniyle donatılar; su, hava ve diğer kimyasal maddelerin etkisiyle paslanmaktadır. Betonarme binalar, betonun bozulma sürecini yavaşlatmak ve içindeki donatının paslanmasını önlemek için, dikkatli bir şekilde korunmalıdır.
Binalarda Kullanıcıların Neden Olduğu Hasarlar
Kullanıcıların, binaların taşıyıcı sistem elemanlarında hasara neden olan müdahalelerde bulundukları belirlenmiştir. Bu müdahalelerden en yaygın olanı, tesisat borularının, kiriş donatılarının arasından geçirilmesi suretiyle kirişte oluşturulan hasarlardır.
Bu yapısal kusurun varlığı durumunda taşıyıcı sistemde kolonlar yerine perde duvarlar tercih edilmeli, köşe kolon ve ona bağlanan kirişler sık etriye ile sarılmalıdır.