SİVRİHİSAR MERKEZİNDEKİ YAPILARIN DEPREM RİSKİNİN BELİRLENMESİ

Transkript

1 ÖZET: SİVRİHİSAR MERKEZİNDEKİ YAPILARIN DEPREM RİSKİNİN BELİRLENMESİ E.GÜLER 1, M.CANBAZ 2 1 Öğr.Gör., Sivrihisar MYO, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir 2 Yrd.Doç.Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir eguler@ogu.edu.tr Deprem riski olan bölgelerde tüm yapıların gerçek deprem riskini belirlemek imkânsız denecek kadar zordur. Bu nedenle yapılar sokak taraması ile kısa sürede ön kontrolden geçirilerek riskler tahmin edilebilir. Böylece kontrol edilecek bina sayısı önemli ölçüde düşürülebilmektedir. Bu çalışmada Eskişehir İli Sivrihisar İlçe merkezinde bulunan yığma ve karma binaların sokak taraması yapılarak deprem risklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla önce sokak taraması yöntemi anlatılmış, daha sonra belirlenen kriterlere göre yapılara puan verilmiş, olumsuz durumlar bu puandan düşürülmüş ve her binanın deprem riski belirlenmiştir. Bu risk sadece bina dışından belirlendiği için tahminidir. Ancak yapılarda gerçek riskin belirlenmesi deneysel olarak, projesine bakılarak detaylı incelemeler sonucu yapılmalıdır. Bu çalışma sonucunda hangi binalarda öncelikle bu detaylı araştırmanın yapılması gerektiği önerilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Sivrihisar, Deprem Riski, Bina. ABSTRACT: EARTHQUAKE RISK ASSESSMENT OF BUILDINGS IN SİVRİHİSAR CENTER In regions with risk of earthquakes, it is difficult to determine the real earthquake risk of all structures. For this reason, the buildings can be preliminarily inspected by street inspection and the risks can be estimated. Thus, the number of buildings to be controlled can be significantly reduced. In this study, it was aimed to determine the earthquake risks by performing street search of masonry and mixed buildings located in the center of Sivrihisar District in Eskişehir. For this purpose, firstly street survey method was explained, secondly points were given to each building according to the identified criterias, and earthquake risk of each building was determined by substracting negative points from total score. Because this risk is estimated only from outside the each building, it is not accurate risk. However, in order to determine the accurate earthquake risk of the structures, it is necessary to make a detailed examination by looking at the project. As a result of this study, it is suggested to which of these buildings detailed investigation should be done firstly. KEYWORDS: Sivrihisar, Earthquake Risk, Building

2 1. GİRİŞ Türkiye nin nüfusunun %95 inin farklı derecelerdeki deprem etkisi altındadır. Deprem nedeniyle meydana gelen can ve mal kayıpları, ciddi tedbirlerin alınması gerekmektedir [1]. Aktif deprem kuşağı üzerinde olmasına rağmen buna uygun bir yapılaşma gerçekleştirememiştir [2]. Bunun sonucunda risk altında bulunan pek çok yerleşim biriminin muhtemel bir depreme ne ölçüde hazır olduğu tartışılmaktadır. Dolayısıyla deprem öncesi ve sonrası için sorunun teşhisine yönelik çalışmalar günümüzde önem verilmesine sebep olmuştur [3]. Geçmişten günümüze meydana gelen deprem bilgileri dikkate alınarak incelendiğinde Eskişehir ilinde 2030 yılına kadar deprem olması muhtemeldir. Eskişehir in güneyinden geçen ve şuan aktif olan Eskişehir faylarının bu depremi üreteceği tahmin edilmektedir. Eskişehir in kuzeyinde ise Kuzey Anadolu Fay hattı bulunmakta ve bu hattın Eskişehir e uzaklığı yaklaşık km dir. Bu nedenle Eskişehir in depremden etkilenmesi muhtemeldir [4]. Bu çalışmada Eskişehir ili Sivrihisar ilçesi merkezi incelenmiştir. Sivrihisar ilçesi 3.derece deprem bölgesinde yer almaktadır. İlçenin çok geçmiş yıllara dayanan tarihi nedeniyle depreme karşı dayanıksız pek çok yapı olduğu tahmin edilmektedir. Sivrihisar da bulunan yığma ve karma binaların sokak taraması yapılarak deprem risklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla önce sokak taraması yöntemi anlatılmış, daha sonra belirlenen kriterlere göre yapılara puan verilmiş, olumsuz durumlar bu puandan düşürülmüş ve her binanın deprem riski belirlenmiştir. Bu risk sadece bina dışından belirlendiği için tahminidir. Ancak yapılarda gerçek riskin belirlenmesi deneysel olarak, projesine bakılarak detaylı incelemeler sonucu yapılmalıdır. Bu çalışma sonucunda hangi binalarda öncelikle bu detaylı araştırmanın yapılması gerektiği önerilmiştir. 2.YÖNTEM 2.1.İncelenen Bölgenin Özellikleri Sivrihisar, Eskişehir in güney doğusunda yer alan ve nüfusu i geçen en büyük ilçesidir (Şekil 2.1a). Yüzölçümü km2 dir. İlçe merkezi, Ankara, Eskişehir ve İzmir karayollarının kesişme noktasındadır [5]. Sivrihisar ilçesinin doğusunda Günyüzü, batısında Mahmudiye ve Çifteler, kuzeyinde Mihalıççık, güneyinde ise Emirdağ ve Çeltik ilçeleri bulunmaktadır [6]. Genel olarak 3. deprem bölgesinde yer almakta olan Sivrihisar da son on yıl içerisinde 2-3 büyüklüğü arasında on beş adet deprem meydana gelmiştir [7]. Sivrihisar ilçesine ait deprem haritası Şekil 2.1b de gösterilmiştir a. b. Şekil 2.1. a.) Eskişehir İlçelerinin Yerleşimi [7]. b.) Deprem haritası [8]

3 2.2.Sokak Taraması Bu çalışmada Eskişehir ili Sivrihisar ilçesinde farklı bölgelerden seçilen sekiz adet cadde ve sokak taranmış ve elde edilen veriler değerlendirilmiştir. İlçede cadde ve sokak seçiminde yapı ve kullanım yoğunluğunun fazla olmasına dikkat edilmiştir. Sivrihisar ilçesinin genel görünümü Şekil 2.2 de gösterilmiştir. Şekil 2.2. Sivrihisar ilçesinin genel görünümü [5]. Mevcut binaların hasar risklerini belirlemek için tüm binaları detaylı incelemek mümkün olmamaktadır. Detaylı inceleme için önceliğin hangi yapılara verilmesi gerektiğini belirlemek için hızlı tarama yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biride sokak taraması yöntemidir. Sokak taraması yönteminde coğrafi konum, yerel zemin özellikleri, faya olan uzaklığa bağlı olarak hız bölgesi puanı belirlenir. İncelenen her binaya kat sayısı ve üzerinde bulunduğu hız bölgesine göre bir artı puan verilmekte ve her olumsuzluk parametresi için belli değerler göz önüne alınarak puanlar azaltılmaktadır [9]. Eskişehir ili Sivrihisar İlçe merkezinde yapılan sokak taramasında her bina gözlemsel olarak incelenip Tablo 1 doldurulmuştur. Tablo 1.Yapı değerlendirme KOD: TÜRÜ BİNA YAŞI KAT ADEDİ DUVAR BOŞLUK ORANI DUVAR BOŞLUK DÜZENI ÇARPIŞMA ETKİSİ TOPOGRAFİK ETKİ GÖRÜNEN YAPI KALİTESİ Türü: Normal kat taşıyıcı duvar malzemesi boşluklu tuğla ise ise (0), harman tuğlası ise (1), gazbeton ise (2), beton briket (3), taş ise (4), kerpiç ise (5), ahşap ve diğer dolgu malzemeleri ise (6), farklı bir dolgu malzemesi (7) kodlanmıştır. Bodrum taşıyıcı sistem malzemesi taş (kesme veya moloz) ise (A), betonarme duvar ise (B), tuğla ise (C), beton briket ise (D), kerpiç ise (E), farklı bir malzeme ise (F) kodlanmıştır. Tür kısmına kod yazarken 1A, OC, 6E vb gibi iki etki birlikte değerlendirilmiştir.

4 Bina Yaşı: Binanın yaşı dolayısıyla yapıldığı tarihte yürürlükte olan deprem yönetmeliği ve inşaat teknikleri ile pratiği yapının deprem riskinin belirlenmesinde önemli bir yer tutar. Kat Adedi: Temel üzerindeki toplam kat adedi sayılmıştır. Kademeli binalarda, en fazla kat adedinin olduğu kısım geçerli sayılmıştır. Çatı katı, bodrum veya ara kat varsa, tam kat olarak kat adedine eklenmiştir. Duvar Boşluk Oranı: Kapı ve pencere boşluklarının en fazla olduğu cephe, muhtemelen sokağa bakan giriş cephesidir. Bu cephedeki boşlukların toplam cephe yüzeyine oranı az (0), orta (1) veya çok (2) olarak sınıflanmıştır. Eğer zemin kattaki boşlukların uzunluğu cephe uzunluğunun 1/3 ünden az ise boşluk oranı az, 1/3 ve 2/3 arasında ise orta, 2/3 ünden fazla ise boşluk oranı çok olarak tanımlanmıştır. Bu değerler göz kararı ile seçilmiştir. Duvar Boşluk Düzeni: İki ve daha fazla katlı yığma ve karma binalarda duvar boşluklarının üst üste gelmesi düzenli bir durumdur. Üst üste katlardaki boşlukların izdüşümünün tamamen birbirinin dışında olması düzensiz durumdur. Aradaki durumlar ise az düzenli durumdur. Bu işlem sokaktan görülen duvarlar için düzenli (0), az düzenli (1), düzensiz (2) olarak kodlanmıştır. Çarpışma Etkisi: Eğer bitişik durumdaki binaların kat adetleri farklıysa ve döşeme seviyeleri de farklıysa, çarpışma etkisi ortaya çıkar. Çarpışma etkisi var ise (1), yok ise (0) şeklinde kodlanmıştır. Topoğrafik Etki (Tepe/Yamaç Etkisi): Binanın belirgin bir tepe üstünde olması veya yüksek eğimli (30 dereceden fazla) bir yamaçta olması durumunda topoğrafik etki vardır ve (1) şeklinde kodlanmıştır. Böyle bir durum gözlenmiyorsa topoğrafik etki yoktur ve (0) şeklinde kodlanmıştır. Görünen Yapı Kalitesi: Binanın yapımındaki işçilik ve malzeme kalitesi ile bakımına gösterilen özen, mevcut kalitesini yansıtır. Binanın görünen kalitesini iyi (0), orta (1) veya kötü (2) olarak sınıflanmıştır. Hız Bölgesi Puanı: Sert zemin, deprem magnitüdü 5.5 ve faylara uzaklık 20 km için PGV/PGA=44 olarak bulunmuştur. İncelenen bölge 3. Deprem bölgesi olduğu için PGA 0.3 g ve buradan PGV= 44x0.3=13.2 olarak bulunmuştur. Bu değer 4 hız bölgesine (10<PGV<20) düşmektedir. 4 hız bölgesinde bina kat sayısına göre hız bölgesi puanları aralığında alınmıştır. Tablo 2. Risk Faktörleri Kat Hız Risk Faktörleri Adedi Bölgesi Duvar Duvar Çarp. Top. Görü. Türü Bina Yaşı Puanı Boşluk Boşluk Etkisi Etki Oranı Düzeni Yapı Kali A B C D E-F Her bina için puanlama işlemi Tablo 2 ye göre gerçekleştirilmiştir. Burada her bir binanın katsayısı ve hız bölgesine göre bir artı puan verilmiş ve her olumsuzluk parametresi için bu puan azaltılmış ve binanın deprem puanına ulaşılmıştır. Her bir bina için daha önce doldurulan gözlemsel olarak verilen (0, 1, 2) puanlar risk faktörü puanları ile çarpılıp deprem puan hesabı tablosuna işlenerek risk hesabında kullanılmıştır. Güvenilirlik indeksi= Hız bölgesi puanı + (risk faktörü x risk puanı) Güvenilirlik indeksi her bir bina için hız bölgesi puanı ile bulunan risk faktörleri puanları ile toplanarak bulunur. Tablo 3 ten de görülüğü gibi güvenilirlik indeksi 30 dan küçükse bina yüksek, 30 ile 70 arasındaysa orta,70 ile 100 arasındaysa düşük riskliyken güvenilirlik indeksi 100 den büyükse risk bulunmamaktadır.

5 Tablo 3.Bina Güvenilirlik İndeksi BİNA GÜVENİLİRLİK İNDEKSİ I < < I < < I < < I RİSK YÜKSEK ORTA DÜŞÜK YOK 3. DEĞERLENDİRME Yapılan çalışma kapsamında belirlenen bölgede 148 bina incelenmiştir. Bu binalara ait değerlendirme Tablo 4 te gösterilmiştir. Bina Yaşı Kat Adedi Duvar Boşluk Oranı Duvar Boşluk Düzeni Görünen Yapı Kalitesi Çarpışma Etkisi Topografik Etki az az orta çok düzensiz düzenli kötü orta iyi var yok var düzenli yok Binanın yaşı dolayısıyla yapıldığı tarihte yürürlükte olan deprem yönetmeliği ve inşaat teknikleri ile pratiği yapının deprem riskinin belirlenmesinde önemli bir yer tutar. Şekil 2 de verilen bina yaşları irdelendiğinde incelenen binaların % 89 gibi büyük bir kısmı 30 yaşının üstünde iken yeni bina yoktur. Yapılaşma merkezden daha çok merkez çevresinde yoğunlaşmıştır % 10% 0% 89% Şekil 2. Bina yaşı 1999 depremleri sonrasında yapılan gözlemler binalarda kat adedi ile bina hasarı arasında bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur. Binalarda kat adedinin, dolayısıyla kütlenin ve kütle etki mesafesinin artmasıyla deprem kuvvetleri artmaktadır. Ülkemizdeki mevcut yapıların çoğu uygun deprem tasarımına sahip olmadığından, kat adedi arttıkça hasar oranı da genelde artmaktadır. Şekil 3 te incelenen yığma ve karma yapıların kat adetleri görülmektedir. Özellikle 3 ve daha yüksek katlı yapıların % 15 gibi azımsanmayacak rakamlarda olduğu görülmüştür.

6 Taşıyıcı sistemi duvarlar olan yığma yapılarda kapı ve pencere gibi gereksinimler için açılan boşluk miktarı arttıkça yapının düşey ve yatay kuvvetler karşısında taşıyıcılık özeliği azalmaktadır. Şekil 4 tende görüleceği gibi incelenen yapıların % 9 unda cephe uzunluğunun 2/3 den daha fazla boşluk görülürken, % 63 ünde cephe uzunluğunun 1/3 ünden az boşluk görülmüştür. 15% az orta çok 9% 43% 28% 42% 63% Şekil 3. Kat adedi Şekil 4. Duvar boşluk oranı Çok katlı yığma ve karma binalarda duvar boşluklarının şaşırtmalı olması, deprem yüklerinin dolu duvar parçalarına eşit olmayan şekilde dağılımına neden olur ve hasar riskini arttırır. Şekil 5 tende görüleceği gibi incelenen çok katlı yapıların hemen hemen tamamına yakınında azda olsa duvar boşluğu düzensizliği vardır. Düzenli olarak gösterilen %44 lük kısmın % 43 ü tek katlı binalardır. Yapı kalitesi ile hasar riski arasında bir ilişki vardır. Dıştan gözlemlenen kalitesi iyi olmayan bir binanın malzeme dayanımı da düşük olur. Yalıtım amaçlı yapılan dış cephe kaplamaları görünen kaliteyi yüksek gösterebilir, bu durum yanıltmamalıdır. Taşıyıcı sistem ve duvarlarda gözlenen çatlaklar ipucu verebilir. Şekil 6 danda görüleceği gibi incelenen binaların yarısından fazlasının görünen yapı kalitesinin kötü olduğu belirlenmiştir. düzenli az düzenli düzensiz 10% kötü orta iyi 3% 46% 44% 41% 56% Şekil 5. Duvar boşluk düzeni Şekil 6. Görünen yapı kalitesi

7 Bitişik şekilde inşa edilmiş yapılarda, bina deprem performanslarının birbirini etkileyeceği şüphesizdir. Çarpışan binaların üst katları daha fazla hasar görür. Çarpışma etkisi ara kat çökmelerine neden olabilmektedir. Şekil 7 dende görülebileceği gibi incelenen yapıların % 43 de çarpışma etkisi vardır. Topografik etki yok denecek kadar azdır. çarpışma etkisi var yok topografik etki var yok 1% 43% 57% 99% Şekil 7. Çarpışma ve topografik etki Bina risk analizi binanın özellikleri ve binada bulunan olumsuzluklar dikkate alınarak yapılmıştır. Bina yaşı, kat sayısı, duvar boşluk oranı ve düzeni, çarpışma ve topografik etki, görünen yapı kalitesi göz önüne alınarak bir puanlandırma sistemi oluşturulmuş ve toplam puan üzerinden deprem riski yok, düşük orta ve yüksek olarak sınıflandırılarak Şekil 8 de verilmiştir. Şekil 8 incelendiğinde sokak taraması yapılan 148 binanın % 27.7 sinin yüksek, % 14.9 orta, % 19.6 sının düşük riskli olduğu, % 37.8 nin ise riskli olmadığı belirlenmiştir. Şekil 8. Bina güvenirlik indeksleri ve riskler

8 4.SONUÇ VE ÖNERİLER Eskişehir ili Sivrihisar ilçesi merkezinde bulunan 148 bina incelemesi sonucunda şu sonuçlara ulaşılmıştır: Bu bölgede 15 yaşın altında bina yok denecek kadar az iken binaların geneli 30 yaşının üstündedir. İncelenen yığma ve karma yapıların % 85 i 1-2 katlı yapılar iken, 3 kat üstü yapı sayısı % 15 civarındadır. Duvar boşluk oranı dikkate alındığında yapıların % 37 sinde cephe uzunluğunun üçte birinden fazla boşluk görülmüştür. Çok katlı yığma ve karma yapıların ancak % 2 inde duvar boşluk düzensizliği yoktur. İncelenen yapıların % 3 ünün görünen yapı kalitesi iyidir. Bu yapılarda topografik etki % 1 iken, çarpışma etkisi % 43 olarak belirlenmiştir. Bina güvenirlik indeksi puanlarına göre incelenen yapıların % 27.7 yüksek riskli olarak tespit edilirken, % 37.8 inde risk olmadığı tespit edilmiştir. Burada risk analizine yönelik yapılan tespitler gözlemsel değerlerdir. Gerçekçi değerler olmadığı için bölgede olası bir deprem sonunda riskli olarak tespit edilen bina yıkılmayabilir veya risk yok olarak belirlenen bina yıkılabilir. Daha gerçekçi tespitler için yapının ayrıntılı incelenmesi, gözlem, ölçüm ve deneyler sonucu elde edilen sonuçlar yardımı ile güvenli olmayan ve güçlendirilmesi ekonomik olmayan yapıların yıktırılması, güçlendirilmenin yeterli olduğu yapılarda gerekli mühendislik çalışması yapılarak hazırlanan projelerle güçlendirilmesi mümkündür. Bu çalışma, bu tür ayrıntılı incelemeye hangi binalardan başlanması gerektiği, hangi binalara öncelik verilmesi gerektiğine yönelik yapılmıştır. Bu tür çalışmaların yaygınlaşıp deprem riski olan bölgelerde yüksek riskli yapıların tespit edilip bu yapılarda yapılacak ayrıntılı çalışma ile bu risklerin azaltılması dolayısı ile olası depremlerde can ve mal kaybının azaltılması sağlanabilecektir. KAYNAKLAR 1. Ünal, O., Yurtcu Ş. (2006). Binaların Deprem Risk Değerlendirmesi İçin Anket Çalışması. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi. 2006:2, Akbulut, M.T. Aytuğ A. (2005). Deprem Hasar Görebilirlik Riskinin Gözleme Dayalı Belirlenmesine Yönelik Öneri Değerlendirme Yaklaşımı. MEGARON,YTÜ Mim. Fak. E-Dergisi 1:1 3. Şenel, Ş.M., İnel, M. Toprak S. Manav Y. (2007), Depremde Oluşacak Bina Hasarlarının Envarter Bilgilerine Dayalı Tahmini, Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı 4. Yıldırım, M.Ş. Çelik, M.H. (2010), Olası Bir Depremde Eskişehir İlinde Bulunan Yapılarda Meydana Gelebilecek Hasar Tahmini (Cumhuriyet Mahallesi). Kırgızistan-Türkiye Manas Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. Sayı: Aytekin, O. (2013) Eskişehir İli Sivrihisar İlçesi Kapaklıkaya Evi Restorasyon Önerisi. Yüksek Lisans Tezi. Mimarlık Böl., Gazi Üniversitesi, Ankara