Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması

Transkript

1 Sonuç Raporu Ana Rapor Kısım 9. Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9.1. Binalar Bina Projelendirme ve Yapımına İlişkin Genel Durum (1) Yapım İşlemleri ve Kalite Kontrol Türkiye de binaların hasargörebilirliği yaygın olarak bilinmektedir, bununla birlikte özellikle konut olarak böyle zayıf binalar inşa edilmesinin nedeni açık değildir. Yapım süresince ne tür düzenlemeler ve kalite kontrollerinin yapıldığının anlaşılması önemlidir. Bu bölümde, binaların güçlendirme ve büyük bir depremde can kayıplarını minimize etmenin yollarının bulunması amacıyla, İstanbul daki yapım işlemlerindeki sorunlar açık olarak tanımlanacaktır. a. Bina Ruhsatları Yeni binaların yapım süreci için, bina inşaat ruhsatları inşaat alanının yönetim sınırları içerisinde bulunduğu İlçe Belediyeleri tarafından onaylanmalıdır. İBB, İmar Daire Başkanlığı, İmar ve Planlama Müdürlüğü de kayıt formlarını ve ek dökümanları rasgele seçip kontrol ederek İlçe Belediyelerinden gelen dökümanların güvenirliğini denetlemektedir. Planlama ve İmar Müdürlüğü ile yapılan toplantıda, 1999 Kocaeli Depremi nden sonra bina ruhsatları konusunda sınırlamalardan söz edilmiştir. Sonuç olarak daha fazla sayıda ruhsatsız bina inşa edilmiş ve bina ruhsatı için başvuruların sayısı önemli ölçüde düşmüştür. Gerçekte bina ruhsatlarındaki sınırlamalar beklenenin tersine zayıf binaların sayısını arttırmıştır. b. Yapım Kocaeli Depremi nden önce, şantiyede hiç yapı denetim uygulaması yoktu ve sorumluluklar net bir şekilde tanımlanmamıştı. Bundan dolayı, sadece büyük ve ekonomik olarak güçlü şirketler tarafından inşa edilen ofis binaları, alışveriş merkezleri, gibi büyük binalar yüksek kaliteye sahiptirler. Buna karşın, deprem olgusu ciddi olarak dikkate alınmamış yada depreme karşı dayanıklı binalar inşa etmek için gerekli bütçesi olmayan konutlar çoğunlukla bir şüphe duyulmadan kabul edilmektedir. Böyle bir eğilimi en aza indirmek için, YAPI DENETİM KANUNU # yılında Bayındırlık ve İskan Bakanlığı kontrolünde yürürlüğe girmiştir ve Ağustos 2001 tarihinde düzeltilmiştir. Kanunun amaçları aşağidaki gibidir, 1) İnsan hayatını ve yapıların güvenliğini sağlamak, Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-1

2 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması 2) Kaynakların israfına yol açan plansız/kontrolsüz ve düşük kalitedeki yapılardan kaçınmak, 3) Mevcut standartları karşılayacak yapılar inşa etmek, 4) Bir önceki maddeyi gerçekleştirmek için yapı denetiminin güvenliğini sağlamak, 5) Yapıların hasar görmesiyle kaybedilecek olan bireysel hakların güvenceye alınması, ve 6) Gelecekte meydana gelebilecek olan kayıpları sigorta etmektir Bu kanunla, her şantiyede Yapı Denetim Şirketinden denetleyici(ler) bulunmalıdır. Bu şirketler, denetim işinin düzgün yürümesinin sağlanması açısından denetimden farklı bir fonksiyon icra edemezler. Bu kanun, bodrum katı olmayan tek katlı ve taban alanı 180 m 2 den az binalar hariç uygulanmaktadır. Denetim süresi bina ruhsatının verildiği başlangıç tarihinden itibaren iskan izninin onaylandığı tarihe kadardır. Bu kanunun yürürlüğe girmesi ile birlikte, binaların daha güçlü bir şekilde inşa edileceği doğrudur, ancak, bu kanunun etkinliğini azaltabilecek ve gelecekte düşük kalitede binaların sayısının azalmasını engelleyebilecek birçok yön vardır. Bu kanunun tam olarak uygulanabilmesinin bir yolunun bulunması kaçınılmazdır. (2) Deprem Dayanım Yasası En son depreme dayanım yönetmeliği, Türkiye Cumhuriyeti Hükümeti, İmar ve İskan Bakanlığı tarafından 1997 yılında yayınlanmış olan Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (Bölüm III- Deprem Afetini Önleme) dir. Bu kod, bina yapı sistemi, sismik yük ve yapı detaylarının temel prensiplerini, ilgili en son bilgilere dayanarak tanımlamaktadır. Bununla birlikte, yönetmelikte yer basıncı meydana getiren deprem bilgisi dahil edilmemiştir. İnşaat Mühendisleri Odası DEPREM MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ ve DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI adı altında, hesaplama ile güvenliği sağlayabilecek bir referans kitabı yayımlamıştır. Bununla birlikte, bina ruhsat süreci yeterli biçimde tarif edilmediğinden dolayı, yeni inşa edilecek olan binaların hesaplama ile bir güvenlik sağlayabileceğini söylemek zordur. 9-2

3 Sonuç Raporu Ana Rapor (3) Mevcut Binaların Deprem Dayanırlığı Bina etüdünün ilk adımı, Çalışma Alanı içindeki binaların deprem dayanırlığının sayısal olarak anlaşılmasıdır. İncelenen binalar aşağıda gösterilen 2 okul binasıdır. - ÜSKÜDAR TİCARET MESLEK LİSESİ (S-1) - HAZERFEN AHMET ÇELEBİ İLKÖĞRETİM OKULU (S-2) Foto ÜSKÜDAR TİCARET MESLEK LİSESİ Foto HAZERFEN AHMET ÇELEBİ İLKÖĞRETIM OKULU Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-3

4 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Projesi 1977 yılında ve inşası 1985 yılında tamamlanmış olan birinci okul nispeten eski bir binadır. Projesi 1987 yılında tamamlanmış olan ikinci okul ise nispeten yeni bir binadır. Her iki okul da adı verilen bina proje standardı temel alınarak dizayn edilmiştir. Bu binaların incelenmesinde uygulanmış olan yöntem Mevcut Betonarme Binaların Teşhis Spesifikasyonu 2001 düzenlemesi (Yapım İmar İşleri, Japonya) da yer alan ilk adım teşhis (first step diagnosis) i temel alır. Bu yöntem, kolon ve duvarların kesit alanlarını, ilgili kat üzerindeki yapının toplam ağırlığı ve Betonun Uniaxial Basınç Dayanımı nı dikkate alarak binanın kapasitesi olarak Yapının Sismik İndeksi ( I S ) verir. Bu indeks durumu sayısal olarak kavramaya yönelik etkin bilgi sağlamaktadır, ancak tekyanlı bir değerlendirme verisi sağlamaz. Dahası Türkiye de inşa edilen betonarme bina yaklaşımları ile Japonya dakiler arasında bazı farklar olabilir. Hesaplama işlemleri Şekil de gösterilmiştir. ÜSKÜDAR TİCARET MESLEK LİSESİ için hesaplanmış verinin bir örneği Şekil de yer almaktadır. 9-4

5 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Hasaplama İşlemleri (I S ) Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-5

6 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil ÜSKÜDAR TİCARET MESLEK LİSESİ için hesaplama verisine bir örnek (Zayıf yönde) 9-6

7 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo ve Tablo de her iki binanın I S değerinin iki yönde değerlendirilen sonuçları gösterilmiştir. Tablo İki Binanın Is Değerinin iki Yönde Değerlendirilen Sonucu (ÜSKÜDAR TİCARET MESLEK LİSESİ) Temel Kapasite İndeksi EO Plandaki Düzensizlik İndeksi SD Yaşlanma Aşınması T Yapının Sismik İndeksi IS Güçlü yönde Zayıf Yönde Tablo kat kat kat kat kat kat kat kat kat kat İki Binanın Is Değerinin iki Yönde Değerlendirilen Sonucu (HAZERFEN AHMET ÇELEBİ İLKÖĞRETIM OKULU) Temel Kapasite İndeksi EO Plandaki Düzensizlik İndeksi SD Yaşlanma Aşınması T Yapının Sismik İndeksi IS Güçlü yönde Zayıf yönde 4.kat kat kat kat kat kat kat kat Tablo ve Tablo de gösterilen Yapının Sismik İndeksi ( I S ), binanın dayanırlığını temsil eder ve bu indeks Gerekli Sismik İndeks ( I SO ) ile karşılaştırılarak binanın depreme karşı güvenirliği değerlendirilebilir. Tablo ve Tablo de gösterildiği gibi, Gerekli Sismik İndeks ( I SO ), Deprem Dayanırlığı Temel İndeksi ( ES ) ne dayanır ve değeri 0.8 dir. Deprem dayanırlığı temel indeksinin ( ES ) spesifik değeri 1968 Tokachi ve 1978 Miyagi Depremi nin hasar dağılımını dikkate alarak sabitlenmiştir. E S 0.7 olması durumunda sadece bir bina hasarlıdır ve E S 0.8 durumunda ise hasarlı bina yoktur. Mevcut Betonarme Binaların Teşhis Spesifikasyonu (2001 düzenlemesi), Deprem Dayanırlığı Temel İndeksinin ( ES ) Sismik Bölge Faktörü ( Z ), Coğrafik Konfigürasyon Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-7

8 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması İndeksi ( G ) ve Önem Faktörü ( U ) ile çarpılmasını içeren bir denklemi ispatlamaktadır. Şekil de gösterildiği gibi, I SO değeri aşağıdaki değerler uygulandığında 1.32 olmalıdır. ( Sismik Bölge Faktörü Z=1.0, Coğrafik Konfigürasyon İndeksi G=1.1, bu binaların öncelikleri dikkate alınarak Önem Faktörü U=1.5 ) Benzer bir metod 1992 Erzincan Depremi için gerçekleştirilen hasar incelemesinde de uygulanmış ve Şekil de, gösterilen I S in sonuç değeri ile gerçekleşen hasar oranı arasındaki ilişki karşılaştırılmıştır. Güçlü Yönde I s Değeri Yıkım yada Ağır Hasar Orta, Az Hasar Hasarsız, ihmal edilebilir Şekil Is sonuç değeri ile gerçekleşen hasar oranı arasındaki ilişki (1992 Erzincan Depremi) - I S = değerine sahip binalar 1992 Erzincan Depremi durumu altında az hasar görebilirler. Zayıf Yönde I s Değeri - I S 0.2 değerine sahip binaların yarısı 1992 Erzincan Depremi durumu altında ağır hasar yada tamamen yıkımla karşılaşabilirler. İncelenen binaların en düşük I S değeri 1. katta; Üsküdar Ticaret Meslek Lisesi için ve Hazerfen Ahmet Çelebi İlköğretim Okulu için dur. Bundan dolayı, 1992 Erzincan Depremi durumu altında her iki binanın da ağır hasar görmesi yada tamamen yıkılması olasıdır. Neredeyse tüm okul binalarının benzer deprem dayanırlığına sahip olduklarını tahmin etmek kolaydır, çünkü incelenen bu binalar aynı okul binaları proje standardı temel alınarak dizayn edilmiştir. 9-8

9 Sonuç Raporu Ana Rapor Ek olarak, incelenen binaların neden yeterli deprem dayanırlığına sahip olmadıklarını gösteren aşağıdaki noktaların altı çizilmelidir. - Bodrum olarak projelendirilmiş olan kat bilinmeyen bir nedenle 1. kat olarak yapılmıştır. Bu durum, inşaatın tamamlanmasından sonra yasal olmayan biçimde kat eklenmiş olan binalarla benzerlik göstermektedir. Dahası, kolon ve duvarların kesit alanları uygun şekilde arttırılmamıştır. Bundan dolayı, binaların I S değeri 1992 Erzincan Depremi ile benzer bir deprem hareketine karşı koyabilecek gerekli değerden azdır. Eğer Hazerfen Ahmet Çelebi İlköğretim Okulu nun 1. katı orjinal çizimde olduğu gibi bodrum olarak inşa edilseydi ve su sızması gözlenmeseydi, I S değeri dan a yükselirdi. Bu kabul, binanın orijinal projesinin izlenmesi ve dikkatlice uyularak inşa edilmiş olmasıyla Hazerfen Ahmet Çelebi İlköğretim Okulu nun 1992 Erzincan Depremi ile benzer bir deprem hareketine karşı koyabileceği anlamına gelir. - Perde duvar dağılımları, kullanım rahatlığına öncelik verilmek amacıyla orjinal dizayn standardından farklı gerçekleştirilmiştir. Bundan dolayı, perde duvarların ihmal edildiği yöndeki kapasite orijinal dizayndan daha düşük olur. Örneğin, Üsküdar Ticaret Meslek Lisesi durumunda, güçlü yönde etkin olan perde duvar yoktur, sonuç olarak I S değeri bu yönde ile en düşük değeri vermektedir. - Eğer duvar eşit olarak düzenlenmemiş ise burulma davranışı meydana gelebilir. - Duvarlar dikkatsizce düzenlendiğinde bazı kritik gerilim yoğunlaşması oluşur, yani sütunlardaki burulma duvarı parçalar. Benzer gözlemler Prof. Zekeriya POLAT (Y.T.Ü) tarafından Avcılar ilçesindeki okul binaları ile ilgili hazarlanmış raporda da mevcuttur Yapılarla İlgili Tartışmalı Hususlar Türkiye deki binaların çoğu aşağıdaki eksiklikleri göstermektedir. (1) Kolonların kesit alanı genellikle yetersizdir Okul binaları ile ilgili yapılan incelemenin sonucu Tükiye deki binaların genel deprem dayanırlık derecelerini yansıtmaktadır. İncelenen binalar için Yapının Sismik İndeksinin (I S ) çok düşük olması düşey elemanların (kolon ve duvar) kesit alanlarının yetersiz olduğu anlamına gelmektedir. I S değeri sadece Japonya daki sıradan binaların seviyesinden düşük değil aynı zamnda 1992 Erzincan Depremi nde hasar görmüş binaların seviyesinden daha iyi değildir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-9

10 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Ek olarak, İstanbul da yapılan arazi incelemelerinde, incelenen bu okul binalarıyla karşılaştırıldığında daha da yetersiz kolon sayısına sahip olan birçok bina gözlenmiştir. (2) Kolon donatıları genellikle yetersizdir Kolon ve duvarların yetersiz kesit alanlarına ek olarak kesit alanı içindeki donatı sayısı da yetersizdir. Kat boyunca donatılar uygun olarak bağlanmamışlardır. Bu nokta, Türkiye de kolon-kiriş bağlantı noktalarında meydana gelen tahribatın yol açtığı bina göçmelerinin meydana gelişinin nedenini açıklamaktadır. Bununa ilişkin olarak, 2002 AFYON Depremi nde de bu tip bina göçmeleri gözlenmiştir. Bu da kolon-kiriş bağlantısındaki problemlerin, 1992 Erzincan Depremi nden beri bu noktanın kırılganlığının tüm uyarılara rağmen giderilmediğini göstermektedir. Etriyelerin kesit alanları ve aralıkları yeterli değildir. Ek olarak, Türkiye deki bazı proje yönetmeliklerinde yeterli derecede ayrıntıarı verilmemiş olan (ör; etriyeler iki tarafta daima 135 derece çengellere sahip olmalı ve çengeller dairesel şekilde sarılarak sabitlenmelidir) olmasına rağmen etriye sonları genellikle 90 derece çengeller ile sabitlenmektedir. Eğer etriye sonlarının sabitlenmesi yetersiz ise betonarme demiri yerinden çıkabilir ve kolonun kendisi düşey yük taşıma kapasitesini gerçekleştiremez. Kolon-kiriş bağlantısındaki problem giderildikten sonra bile kolonda kesme tahribatı ve betonun burkulması meydana gelebilir. Foto Kolon ve kiriş arasındaki tahribata bir örnek 9-10

11 Sonuç Raporu Ana Rapor (3) Kolon ve duvar mekanizmaları arasındaki fark belirlenmemiştir Genellikle, deprem kuvvetinden kaynaklanan büyük kat-deplasmanı altında bile kolonun yük taşıma kapasitesine sahip olması beklenir, bundan dolayı, kolon yeterli bir sünekliğe de sahip olmalıdır. Bununla birlikte, bir miktar rijitlik gereklidir zira büyük kat-eğilmesi yaşadığında kolonun yük taşıma kapasitesi azalır. Yeterli miktarda perde duvar, bu kat-eğilmesini kontrol etmek açısından etkindir. Perde duvar güçlü ve zayıf yönlerde düzenlenmeli ve eşit olarak dağıtılmalıdır. Türkiye deki binalarla ilgili olarak, sadece kolondan oluşan birçok örnek mevcuttur. Özellikle düz kesit kolon yatay yönde rijitliği kontrol etmek amacıyla kullanılmaktadır. Bu çeşit kolonların yeterli esnekliğe sahip olup olmadıkları şüphelidir, çünkü yeterli miktarda olsalar dahi etriyeler bu tip kesitte etki sağlamazlar Kobe Depremi nde metro yapılarının kolonlarında birçok tahribat örneğine rastlanmıştır. (4) Birçok bina yapısında iskelet yapı karmaşıktır Birçok konut bina durumunda kiriş açık olarak belirtilmemiştir. Bu tip iskelet yapı yatay kuvvetler açısından etkin değildir. (5) İstenilen beton mukavemeti ile gerçekteki arasında büyük fark vardır Şantiyede karıştırılarak hazırlanan beton hala sıkça kullanılmaktadır. Bu tür betonun kalitesi birçok Türk mühendisin vurguladığı gibi şüphelidir, çünkü kalite incelemesi ve kontrolü yeterli değildir. (6) Güçlü yöndeki kapasite ve sertlik kentsel alandaki birçok binada dikkate alınmamaktadır Örnek olarak, bir blokun bir parçasını oluşturan bir bina yıkıldığı zaman komşu binalar arasına genellikle bazı payandalar (strut) yerleştirilmektedir. Bu uygulama göstermektedirki, komşu bina bir deprem olmasa bile zarar görebilir ve hatta yıkılabilir durumdadır. (7) Delikli tuğlanın yanlış kullanımı Delikli tuğlalar genellikle ayırıcı duvarla olarak kullanılmaktadır, fakat bu duvarlardan yük taşıma kapasitesi ve kesme kapasitesi beklenemez. Bununla birlikte, sadece delikli tuğlalardan oluşan bazı binalar gözelmlenmiştir. Kanunlar bu tip yapıları yasaklamaktadır ancak bunlar sıkça görülmektedir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-11

12 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması (8) Deprem dayanım yasalarına katı bir şekilde uyulmamaktadır Deprem dayanım yasaları bugüne kadar oldukça iyi şekilde geliştirilmiştir fakat, özellikle konutlarda bu yasayı uygulayan bina sayısı oldukça sınırlıdır Deprem Dayanırlığının Arttırılma Konusunda Öneriler Deprem dayanırlığını arttırma konusunda somut yöntemler için birçok aşama vardır. Hedeflenen deprem şiddeti dikkate alındığında; 1999 İzmit Depremi nin yol açtığı deprem şiddeti: İstanbul daki birçok vatandaş tarafından kolaylıkla hissedilirmiştir. İstanbul daki şiddet çok yüksek olmamasına rağmen şehirde bina hasarları meydana gelmiştir. Deprem dayanıklı yapılanma yönetmeliğinde tanımlanmış olan deprem şiddeti: o büyüklükte bir depremden daha şiddetli bir depremin gelecek 50 yıllık bir periyodda olma olasılığı yaklaşık %10 dur. Senaryo depremlerin meydana getirdiği deprem şiddeti: bu İstanbul bölgesi için beklenebilecek en büyük depremdir. Yukarıda bahsedilen deprem şiddetinin hasar etkisini ne ölçüde kontrol etmemiz gerektiği aşağıdaki aşamalarla belirlenir; a) Yapıyı tam olarak işler şekilde muhafaza etmek gereklidir, b) İşler şekilde tutarken bazı onarımlar yapılması gerekmektedir, ve c) Tamamen yıkılmayı önlemek (kadayıf tipi yıkım) ; çok sayıda insan hayatı kurtarılabilir. Bundan dolayı, ne tür tedbirlerin hangi deprem şiddetine cevap verebileceği çok önemlidir 3 ve a). maddesine cevap verebilecek olduğunu söylemek çok realistik değildir. Senaryo depremin ana tedbirleri yapısal hasarı önlemek değil, fakat deprem hasarını azaltma sistemini geliştirmektir. Tablo de bazı geçerli yanıtlar seçilmiştir. En önemli tedbir 3 ve c) ye cevap vermektir. 9-12

13 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo Sık Deprem Durumu 2- Mevcut Deprem Dayanım Kodundaki Deprem Durumu 3- Senaryo Deprem Durumu Deprem şiddetine yanıt veren tedbirler a) Tam Kullanılabilir Durumda Deprem Performans Seviyesi b) Kullanılabilir Durumda Onarım c) Komple Yıkımı Önlemek İstanbul da bazı binalarda deprem dayanırlık güçlendirmesi halihazırda gerçekleştirilmektedir. Yapım yöntemleri şunlardır; - Betonarme ile kolon mantolama - Betonarme ile kiriş mantolama - Betonarme duvar ekleme - Delikli tuğlaları Betonarme duvar ile değiştirme İnşaat Mühendisleri Odası deprem dayanırlığını güçlendirme dizaynları hakkında düzenli olarak seminerler düzenlemektedir. Proje Mühendisliği adı verilen deprem dayanırlığı güçlendirme projecileri için Sertifikasyon Sistemi Türkiye de mevcuttur. Mantolama konusunda Türkiye deki anlayışla Japonya daki arasında temel bir fark mevcuttur. Türkiye deki binaların tipik yıkılma nedeni kolon kiriş bağlantısındaki betonarme demirlerinin dışa fırlamasıdır çünkü yeterince sabitlenmemişlerdir. Bu nedenle, Seminer elkitabı kat boyunca betonarme demirlerinin uygun şekilde bağlanması gerektiğini vurgulamaktadır. İstanbul da kolonun çelik levha ile giydirilmesine rastlanmamıştır, fakat bu metod elkitabında mevcuttur. Çelik levha ile giydirme yapılsa bile kemer ile kat boyunca birleştirme tavsiye edilir. Diğer taraftan, giydirmenin kat boyunca birleştirilmesi Japonya da engellenmektedir. Slit genellikle Şekil de gösterildiği gibi giydirmenin eksenel kuvvet yüklememesini sağlamak için yapılmaktadır. Japonya da mantolamanın temel amacı kesme tahribatına ve Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-13

14 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması kolonun beton burkulmasına karşı dayanımı arttırmaktır, çünkü Japonya daki binaların tipik yıkım modu kolonların ortalarında meydana gelen kesme tahribatıdır Betonarme Mantolama Mevcut kolon Betonarme Etriyesi Slit bu noktaya yerleştirilmeli Şekil Kolonun ucunda yapılan slitin şematik çizimi Japonya daki deprem dayanırlığını güçlendirme yaklaşımı Şekil de gösterilmiştir. 9-14

15 Sonuç Raporu Ana Rapor Improving method of existing buildings Güçlendirme Düktiliteyi Arttırmak Yapı Kontrolü Perde Duvar Çelik Çerçeve Dış çelik çerçeve Dış çerçeve Diğer Güçlendirme tipleri Betonarme Mantolama Çelik Levha ile Mantolama Fiberle Mantolama Hasar noktası kontrolü Kısmi izolasyon Perde duvar eklemek Perde duvar kalınlaştırmak Duvar açılımını kapatmak Kanat duvar eklemek Çaprazlama(brace) ile çelik çerçeve eklemek Çelik duvar ile çelik çerçeve eklemek Çaprazlama(brace) ile dış çelik çerçeve eklemek Çekirdek çerçeve eklemek MEGA çerçeve eklemek Buttress eklemek Çerçeve eklemek Öngermeli betonblok ile perdeduvar eklemek Öngerilmeli perde duvar eklemek Giydirilmiş braca(diagonal) eklemek Wire mesh ile güçlendirmek Etriye demirleri ile güçlendirmek Çelik kafes plaka ile mantolama Çelik kolon plaka ile mantolama Plastik levha ile mantolama Plastik plaka ile mantolama Configürasyon düzensizliğini iyileştirmek Sertliği kontrol etmek Bağlantı noktalarını iyileştirmek isolasyon sliti uygulamak stres yoğunlaşmasını engellemek Eylemsizlik Kuv. Azaltma Temel Güçlendirmesi Kütle azaltımı Sismik İzolasyon Damping(tesir az.)özelliğini arttırmak Su tankını indirmek Çatıdaki beton tabakayı azaltmak Üst katları azaltmak zemin izolasyonu Full Sismik-Izolasyon Kısmi sismik-izolasyon Enerji emici uygulamak (Metal) Enerji emici uygulamak (Viscous malzeme) Aktif- kütle damperi uygulamak (AMD) Tuned-kütle-damperi uygulamak (TMD) Temel ayağı kirişini güçlendirmek Kazık güçlendirmesi Şekil Japonya da deprem dayanırlığı güçlendirme konsepti Her durumda, deprem dayanırlığını güçlendirmenin ana prensibi dengesiz kapasiteyi düzenlemek ve binanın her elemanını kendi kapasitesini gösterebilecek hale getirmektir. Tüm elemanları mantolamaktan kaçınılmalıdır. Eğer bu tür bir önlem gerekiyorsa yıkıp yeniden inşa etmek maliyet açısından daha etkin bir çözümdür. Etkin olarak nitelendirilen güçlendirme yöntemleri aşağıdaki gibidir; (1) Kolon ve kirişi mantolama, Betonarme duvar ekleme Bu tip metodlar Türk mühendislerce bilinmekte ve uygulanmaktadır. (2) Çelik çerçeve ekleme Çelik çerçeve kat eğilmesini kontrol etmek için etkindir. Bu metod rijitliğin düzensiz dağılımını da düzeltir. Bina büyük kat eğilmesi altında iken çelik çerçevenin düşey elemenlarının da düşey yüklerin bir kısmını taşıması beklenir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-15

16 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Bubnunla birlikte, Türk ve Japon bina özellikleri arasında bazı farklar vardır, bundan dolayı numuneler üzerinde bazı deneysel dizayn ve yükleme testleri yapılması gereklidir. Şekil Çelik çerçeveye bir örnek Şekil Deney için test numunesi (3) Dinamik Yapı Kontrolü Uygulaması Y şeklindeki çelik çerçeve uygulandığında, Y şeklinin bağlanma noktasına enerji emici alet yerleştirilebilir. Genellikle enerji emici alet sünek çelik plakadan oluşur. Bu kavram dinamik yapı kontrolü olarak adlandırılır. 9-16

17 Sonuç Raporu Ana Rapor a) Y-şeklinde diagonal bağlama çerçeve b) X-şelinde diagonal bağlama çerçeve Şekil Y ve X şeklindeki çelik çerçeveler X-şeklindeki çelik çerçeve uygulandığında, yüksek sünekliliğe sahip çelik çerçeve kullanılabilir. Bu durumda, süneklilik düzeyi yüksek çelik çerçeve burkulmayı önlemek için çelik mantolama ile giydirilir. Brace ve mantolama arası kaymaya izin verecek şekilde, eksenelkuvveti taşıyacak aynı zamanda burkulmaya karşı koyacak şekilde yapılır. Bu tip yöntem Japon şirket tarafından geliştirilmiş ve birleşik malzemeli çerçeve yada bağlanmamış çerçeve adı verilmiştir. Çelik Plaka Beton Çelik Manto Birleşik Malzemeli Çerçeve Şekil Birleşik malzemeli brace yada un-bonded brace in şematik çizimi (4) Sismik yalıtım kavramının uygulanması Dinamik yapı kontrolü kavramına doğal periyodu uzatma prensibi eklendiğinde sonuç sismik yalıtım kavramıdır. Japonya da bu yaklaşımla projelendirilen binaların sayısı hızlı şekilde artmaktadır. Bu konsept depremin neden olduğu eylemsizlik kuvvetini azaltmakta çok etkilidir, fakat Türkiye deki mevcut binaların kapasitesi dikkate alındığında dikkatli bir inceleme gerektirir. (5) Hedef binalar Eğer mevcut binalara bazı malzemeler eklenirse, yapının kütlesi paralel olarak artar ve depremin neden olduğu eylemsizlik kuvveti artar. Bazı çeşit onarım teklif ilişkilerinde dikkat edilmesi gereken daha etkin şekilde eylemsizlik kuvvetini değil kapasiteyi arttırmak gerekliliğidir. Eğer orjinal yapı çok zayıfsa, onarım teklifi yapılmayabilir. Çok gelişmiş bir Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-17

18 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması teknik uygulandığında yapım maliyeti artabilir. Maliyet performansı değerlendirmesi dikkate alınmalıdır. Hedef binalar seçildiğinde, ilk olarak aşağıda sıralanan Deprem Afeti Azaltma konusunda önemli tesisler dikkate alınarak pilot çalışma gerçekleştirilmelidir. Çalışmayı öncelikleri dikkate alarak sürdürmek realistik olacaktır. - Okul binaları - Hastaneler - Kamu merkez binaları - Hükümet tesisleri - İtfaiye tesisleri - Polis tesisleri - Genel finansal kuruluşlar - Tehlikeli madde tesisleri 9-18

19 Sonuç Raporu Ana Rapor 9.2. Önemli Kamu Tesisleri Birçok önemli kamu tesisi bir deprem anında kritik öneme sahiptir. Örnek olarak, afet yönetim binası, tahliye barınakları ve hastaneler gibi sağlık tesisleri söylenebilir. Depremden dolayı kamu tesislerine gelecek hasarlar insan yaşamının fiziki, sosyal ve ekonomik yanlarını etkiler. Bundan dolayı depreme dayanıklı kamu tesislerine sahip olunmalıdır. Bu bölümde aşağıdaki kamu tesisleri için hasar hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. 1) Eğitim Tesisleri: İlköğretim Okulları ve Liseler - Eğitim tesisleri, yerel topluluk için toplanma noktaları olabilir. - Okullardaki açık alanlar tahliye edilen insanlar için kullanılabilir. - Okul binaları eğer ciddi şekilde hasar görmemişlerse geçici iskan ve barınma alanları olarak hizmet edebilir. - Okullar gelecek nesiller için önemlidir. 2) Sağlık Tesisleri: Hastaneler ve Poliklinikler - Sağlık tesisleri tıbbi müdahale için çok önemlidir. - Hastalar deprem sırasında da sonrasında da sürekli tıbbi tedaviye ihtiyaç duyarlar ve çok nazik durumları vardır. Tıbbi tedavileri sekteye uğrayabilir ya da deprem olayından zarar görebilirler. 3) İtfaiye Tesisleri: İtfaiye İstasyonları - İtfaiye tesisleri yangın tehlikesine karşı ve insanları kurtarmak için gerekli tüm fonksiyonlar ve ekipmanla donatılmıştır. - İstasyonlarda konuşlanan ve iyi şekilde eğitilmiş olan itfaiyeciler acil durumlarda hızlı şekilde hareket edebilirler. - İtfaiye istasyonları kurtarma misyonu için bir merkez olabilir. 4) Güvenlik Tesisleri: İlçe emniyet, Jandarma - Güvenli tesisleri kurtarma, kamu düzeninin korunması ve trafik kontrolü, ve diğer iç güvenlik önlemleri için hayati kurumlardır. 5) Hükümet Tesisleri: Bakanlık, Valilik ve Belediye Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-19

20 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması - Hükümet tesisleri deprem hasarlarıyla ilgili tedbirleri, afet azaltımı ve yönetimini, ve deprem sırasında/sonrasında onarım sürecini gerçekleştirecek başlıca önemli noktalardır. - Hükümet tesislerinin fonksiyonlarını depremden dolayı yerine getirememesi yerel yaşamı ve çalışmaları olumsuz şekilde etkiler. Yukarıda belirtilen bu tür önemli kamu tesisleri güçlü şekilde inşa edilmelidir ki büyük depremlere karşı dayanabilmelidirler. Genellikle kamu tesislerinin yapısı normal binalardan farklıdır. Aşağıda Foto ve Foto da tipik okul ve itfaiye istasyon yapıları görülmektedir. Foto İlköğretim Okulu: Geniş Kat Alanı (A) - Yükseklik (H) Oranı Foto İtfaiye İstasyonu: Aynı bina içinde Garaj ve Ofis 9-20

21 Sonuç Raporu Ana Rapor Bundan dolayı, kamu tesisleri için hasargörebilirlik fonksiyonu, hasar saplaması için ayrıca oluşturulmalıdır. Bununla birlikte, kamu tesisleri için hasargörebilirlik fonksiyonunu belirlemek için yeterli veri halihazırda mevcut değildi. Bundan dolayı kamu tesisleri için hasar hesaplaması Kısım 8.1 de değinilen bütün binalarla ilgili hasar hesaplaması ölçümleri kullanırak gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak ilerideki analizler için akılda tutulması gereken şey önemli kamu tesisleriyle ilgili hasar hesaplamalarının tüm binaların fonksiyonu ile belirlenmiş olmasıdır. Böyle bir yaklaşımın zorlukları aşağıda belirtilmiştir; 1) Bütün binalar için hasargörebilirlik fonksiyonu sadece kamu tesislerine benzer yapılara sahip binaları değil diğer binaları da içermektedir. Bundan dolayı sonuçtaki hasar hesaplaması kendine has yapı özellikleri gösteren kamu tesislerini tam olarak temsil etmez. 2) Kamu tesisleri normal binalardan genellikle daha dayanıklı yapılmaktadır. Bundan dolayı tahmin edilen hasarlar gerçekten daha yüksek olabilir. Hatta sismik güçlendirme işlemi devam eden bazı kamu binaları buradaki hasar hesaplamasında dikkate alınmamıştır. Yukarıdaki durumlar ışığında, tüm Çalışma Alanı içerisindeki önemli kamu tesisleriyle ilgili hasar hesaplaması tümü ifade etmektedir, tek tek ilçeler hesaplanmamıştır. Önemli kamu tesislerine gelecek hasar özellikleri Kısım 8.1 de belirtilen tüm binalarla ilgili hasarlar ile karşılaştırılarak tanımlanmıştır Tesislerle İlgili Veriler Senaryo deprem çalışmasında kullanılan veri ve paremetreleri aşağıda Tablo de gösterilmiştir. Ayrıntılı veri Ek te mevcuttur. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-21

22 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Tablo Veri ve Parametreler Veri Birim Yapı Kat sayısı İnşa yılı Veri sayısı Tip Kaynak Hasar hesaplama sında kullanılan veri Eğitim 2000 yılı sayımı Bina O O O 2,253 O İl Afet Yönetimi (Mayıs, 2002) Tesis X X X 1,933 X Sağlık İtfaiye Güvenlik Hükümet Not: (1) Eğitim Tesisleri 2000 yılı sayımı Bina O O O 635 O İl Afet Yönetimi (Mayıs, 2002) İBB İtfaiye Müdürlüğü (Mayıs, 2002) İl Afet Yönetimi (Şubat, 2002) İl Afet Yönetimi (Şubat, 2002) ( ) içindeki tarih verinin Çalışma Ekibine verildiği tarihtir. Tesis X X X 468 X Tesis O O X 40 O Bina O O X 166 O Bina O O X 491 O Mayıs 2002 tarihinde Valilik ten elde edilen veride eğitim kurumları her ilçe için tablo biçiminde eğitim düzeyine göre (anaokulu, ilköğretim okulu, lise gibi) özetlenmiştir. Bununla birlikte, tablo sadece okulların sayısı hakkında bilgi içermekte fakat binaların yapısı, kat sayısı, ve yapım yılı ile ilgili bilgi içermemektedir. Bundan dolayı okullar için kullanılabilecek bina verisi sayım verisinden seçilmiş ve hasar hesaplaması için kullanılmıştır. Elde edilen veriye göre, okullardaki ya da enstitü olarak dışındaki toplam bina sayısı 2,252 ve okul sayısı tür (1,385 ilköğretim okulu ve 548 lise). Okul başına ortalama 1.2 bina düşmektedir. Arazi incelemelerinde de birçok okulun 1 yada 2 binaya sahip olduğu gözlenmiştir. Bundan dolayı, sayımdan elde edilen bina verisi okullardaki bina sayısını yaklaşık olarak temsil etmektedir. (2) Sağlık Tesisleri Mayıs 2002 tarihinde Valilik ten elde edilen veride sağlık kurumları her ilçe için tablo formunda hastane, poliklinik, sağlık merkezi, ve dispanser olarak özetlenmiştir. Bununla birlikte, tablo sadece tesislerin sayısı hakkında bilgi içermekte fakat binaların yapısı, kat sayısı, ve yapım yılı ile ilgili bilgi içermemektedir. Bundan dolayı, sağlık tesisleri için 9-22

23 Sonuç Raporu Ana Rapor kullanılabilecek bina verisi sayım verisinden seçilmiş ve hasar hesaplaması için kullanılmıştır. Elde edilen veriye göre, sağlık tesislerindeki toplam bina sayısı 635 ve toplam sağlık tesisi sayısı da 468 dir (hastane ve poliklinikler). Tesis başına ortalama 1.4 bina düşmektedir. Arazi incelemelerinde de birçok okulun 1 yada 3 binaya sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bundan dolayı, sayımdan elde edilen bina verisi hastane ve polikliniklerin bina sayısını yaklaşık olarak temsil etmektedir. Veri güncellenmeli ve eklenmelidir, böylece daha güvenilir hasar tahmini yapılabilir. Mevcut problemler şu şekilde sıralanabilir: - Tablodaki yatak sayısı SSK verisini içermemektedir. - İstatistikler birbirini tutmamaktadır: Mayıs 2002 tarihinde Valilik ten elde edilen veriye göre hastane sayısı 201 iken bu sayı Sağlık Bakanlığı tarafından 185 olarak rapor edilmiştir. (3) İtfaiye Tesisleri Mayıs 2002 tarihinde İBB den elde edilen veri tesis sayısı, yapısı, ve kat sayısı bilgilerini kapsamaktadır. Bundan dolayı hasar hesaplaması için bu veri kullanılmıştır. (4) Güvenlik Tesisleri Mayıs 2002 tarihinde Valilik ten elde edilen veri tesislerin bina sayısı, yapısı ve kat sayısı bilgilerini içermektedir. Bundan dolayı bu veri hasar hesaplamasında kullanılmıştır. (5) Hükümet Tesisleri Mayıs 2002 tarihinde Valilik ten elde edilen veri tesislerin bina sayısı, yapısı ve kat sayısı bilgilerini içermektedir. Bundan dolayı bu veri hasar hesaplamasında kullanılmıştır Tesislerin Özellikleri Kamu tesisleri ile ilgili bina yapısı, kat sayısı, yapım yılı ve deprem şiddeti verileri Şekil de özetlenmiştir. Hasar hesaplamalarının sonuçları da şekilde özetlenmiş ve Kısım de tartışılmıştır. Yapı. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-23

24 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Tablo betonarme çerçeveli binaların ve yığma binaların yüzdelerini özetlemektedir. Tablo Bina Yapısı: Betonarme Çerçeve ve Yığma (%) Tesis Betonarme Çerçeve Yığma Eğitim İlkokul ve Lise Sağlık Hastane ve Poliklinik İtfaiye Güvenlik Polis ve Jandarma Hükümet Bakanlık, İl ve Belediye 84.4% (+10.0%) 80.5% (+ 6.1%) 95.0% (+20.6%) 83.7% (+ 9.3%) 72.1% (- 2.3%) 12.4% (-10.4%) 16.5% (- 6.3%) 5.0% (-17.8%) 15.1% (- 7.7%) 19.6% (- 3.2%) Bütün Binalar 74.4% 22.8% Not: ( ): Tesisler(%) Bütün Binalar(%) Tabloda görüldüğü gibi kamu tesislerinin %70 den fazlası betonarme çerçevelidir ve ardından yığma tipi yapılar gelmektedir. Kamu tesislerinin (hükümet tesisleri hariç) betonarme çerçeveli yapı oranı bütün binalardan yüksektir. Bundan dolayı, tablo göstermektedir ki kamu tesisleri normal binalardan daha fazla deprem dayanırlığına sahiptirler. 9-24

25 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Tesislerin Karakteristikleri ve Hasar Hesaplamalarının Sonuçları Şekil Tesislerin Karakteristikleri ve Hasar Hesaplamalarının Sonuçları Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-25

26 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması (1) Kat Tablo kamu tesisleri ve tüm binalar için 1-3 katlı ve 4-7 katlı binaların oranını göstermektedir. Tablo Kat sayısı ve tesis tipi Tesis 1 3 katlı binalar 4 7 katlı binalar Eğitim İlkokul ve Lise Sağlık Hastane ve Poliklinik İtfaiye Güvenlik Polis ve Jandarma Hükümet Bakanlık, İl ve Belediye 46.2% (- 6.7%) 45.8% (- 7.1%) 97.5% (+44.6%) 54.8% (+ 1.9%) 49.9% (- 3.0%) 50.1% (+ 6.2%) 45.2% (+ 1.3%) 2.5% (-41.4%) 31.3% (-12.6%) 23.6% (-20.3%) Bütün Binalar 52.9% 43.9% Not: ( ): Tesisler(%) Bütün Binalar(%) Kamu tesislerinin %70 inden fazlasının kat sayısı 7 den azdır. Bunlar arasında 1-3 kat arasındaki eğitim tesisleri ve sağlık tesislerinin toplam bina sayısına oranı, diğer tüm 1-3 katlı binaların oranından çok az düşüktür. Aynı tesislerin 4-7 kat arasında inşa edilmiş olanlarının oranı tüm binaların oranından az yüksektir. Itfaiye istasyonları/tesislerinin çoğu 1-3 katlı binalardan oluşmaktadır. Güvenlik ve hükümet binalarının %10 undan daha fazlası için kat bilgisi rapor edilmemiştir. Bununla birlikte, arazi çalışmalarında bu binaların çoğunun 7 kattan daha düşük yükseklikte olduğu gözlemlenmiştir. Bundan dolayı, güvenlik ve hükümet binalarının oranlarının diğer tüm binalarınki ile benzer olacağı söylenebilir. 9-26

27 Sonuç Raporu Ana Rapor (2) Yapım Yılı Tablo Eğitim ve Sağlık Tesisleri: 1980 den önce,1980 de ve sonrasında Tesis 1979 ve önce 1980 ve sonra Eğitim İlkokul ve Lise Sağlık Hastane ve Poliklinik 43.2% (+ 6.0%) 45.4% (+ 8.2%) 52.4% (- 9.1%) 50.7% (-10.8%) Bütün Binalar 37.2% 61.5% Not: ( ): Herbir Tesis(%) Bütün Binalar(%) 1979 yılından önce diğer tüm binalardan daha çok eğitim ve sağlık tesisi inşa edilmiştir (ref. Şekil 9.2.1). Bu da göstermektedirki eğitim ve sağlık tesisleri diğer binalardan göreceli olarak daha eskidir. (3) Tesislerin Bulundukları Yerdeki Sismik Şiddet Kısım te hesaplanan bina hasarları temel alınarak her mahalle için sismik şiddet hesaplanmıştır. Sismik şiddet herbir kamu tesisinin bulunduğu yerde senaryo depremler yardımıyla bulunmuş ve Tablo de özetlenmiştir. Tablo Şiddeti 9 yada yukarı olan tesislerin oranı Tesis Model A Model C Şiddet 9 Şiddet 9 Eğitim İlkokul ve Lise Sağlık Hastane ve Poliklinik İtfaiye Güvenlik Polis ve Jandarma Hükümet Bakanlık, İl ve Belediye 43.6% (+ 0.8%) 48.0% (+ 5.2%) 55.0% (+12.2%) 53.0% (+10.2%) 59.4% (+16.6%) 53.1% (+ 4.6%) 53.0% (+ 4.5%) 57.5% (+ 9.0%) 57.2% (+ 8.7%) 69.6% (+21.1%) Bütün Binalar 42.8% 48.5% Not: ( ): Herbir Tesis(%) Bütün Binalar(%) Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-27

28 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Tabloda görüldüğü gibi Model C ye göre tüm tesislerin %50 sinden fazlası IX dan büyük bir şiddete maruz kalacaktır. Hükümet tesislerinin neredeyse %70 i bu aralıkta dağılmıştır. Dahası IX dan büyük bir şiddete maruz kalacak olan kamu tesislerinin yüzdesi diğer tüm binalarınkinden göreceli olarak fazladır. Yukarıdaki sonuçlar göstermektedir ki kamu tesisleri deprem merkezine yakın ve/yada yumuşak zemine (kuvaternar çökeller) inşa edilmişlerdir Hasar Hesaplamalarının Sonuçları (1) Eğitim Tesisleri Gerçek hasar derecesi hesaplanandan daha düşük olabilir, çünkü: Bazı okullar yeni yapım standardına (1998) göre deprem dayanırlık teknolojileri ile inşa edilmişlerdir. Hasargörebilirlik fonksiyonu tüm binalar temel alınarak belirlenmiştir ve kat alanıyükseklik oranı dikkate alınmamıştır. Okul yapısının bir etkisi bulunmaya çalışılmıştır. Bu özel durumda, deprem dayanırlı yapıya sahip okullar 287 dir ki bu toplam okul sayısının %10 undan biraz azdır: Ağır + Orta +Az hasarlı, Ağır + Orta hasarlı, Ağır hasarlı okullar sırasıyla %32, %14, ve %6 dır. Eğitim kurumlarının hasar oranları diğer bütün binalarla karşılaştırıldığında çok farklı değildir. Bundan dolayı, okulların acil barınma yeri olarak değerlendirilmesinden önce, binaların gücü ve deprem dayanırlığı detaylı şekilde incelenmeli ve değerlendirilmelidir. Dahası pratik acil müdahale yönetim planı, barınaklara yakınlığı ve temel/zemin tipi gibi noktalar dikkate alınarak yeni deprem dayanırlığı yapısına sahip okullar inşa edilmelidir. (2) Sağlık Tesisleri Hasar hesaplamasının sonuçlarına göre sağlık tesislerinin diğer tüm binaların uğrayabileceği hasarla aynı hasara uğrayabileceği görülmektedir. Sonuçlar göstermektedir ki, sağlık tesisleri diğer sıradan binalardan daha güçlü değillerdir. Bundan dolayı, deprem anında sağlık tesislerinin fonksiyonlarını sürdürmelerinin sağlanması için deprem dayanırlığına sahip mevcut sağlık tesislerinin kesin sayısı ve yerleri dikkate alınarak bir plan dahilinde güçlendirilmeleri/takviye edilmeleri gereklidir. 9-28

29 Sonuç Raporu Ana Rapor (3) İtfaiye Tesisleri İtfaiye tesislerinin hasar oranı diğer binalarınkinden %4-%2 oranında daha azdır. Bunun nedeni binaların betonarme ve 3 yada daha az katlı oluşlar olabilir. Bununla birlikte, bir itfaiye istasyonu depreme karşı zayıf yapı şeklini göstermektedir: binanın ilk katı garaj olarak kullanılan ve sadece tuğladan yapılmış 3 duvarı olan ve geri kalanı caddeye açık bir yapıdır. Bu yapılar deprem dayanırlığı bakımından incelenmeli ve güçlendirilmelidir. (4) Güvenlik Tesisleri Hasar heasaplamsının sonuçlarına göre güvenlik tesislerinin diğer tüm binaların uğrayabileceği hasarla aynı hasara uğrayabileceği görülmektedir. Bu paralellik, tesislerin yapısının konut binalarınki ile benzer olmasından dolayı kabul edilebilirdir. Güvenlik tesisleri acil müdahale önlemleri için bir merkez olarak fonksiyon icra edecekleri için deprem dayanırlıkları incelenmeli ve yapısal olarak güçlendirilmelidirler. (5) Hükümet Tesisleri Hasar heasaplamsının sonuçlarına göre hükümet tesislerinin diğer tüm binalardan daha fazla hasara uğrayabileceği görülmektedir. Bu sonuç, tesislerin yapısının konut binalarınki ile benzer olmasının yanı sıra bu tesislerin sisimik şiddetin daha yüksek olacağı yerlerde bulunmasından dolayı kabul edilebilirdir. Hernekadar bazı tesisler halihazırda deprem dayanırlığına sahip görünselerde, acil müdahale önlemleri için merkez olacak hükümet tesisleri deprem dayanırlığı açısından detaylı şekilde incelenmeli ve yapısal olarak güçlendirilmelidirler. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-29

30 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması 9.3. Yangınlar Tarih boyunca İstanbul büyük yangınlardan etkilenmiştir yılındaki yangın şehrin neredeyse yarısını kül etmiştir. İstanbul daki en son büyük yangınlar 1865 yılındaki Hocapaşa, 1870 yılındaki Beyoğlu ve 1912 yılındaki Laleli yangınlarıdır. Bu yangınlardan sonra, bir itfaiye teşkilatı kurulmuş ve şehir içerisinde ahşap bina yapımı durdurulmuştur. Bu uygulama başarılı olmuş ve Çalışma Alanı içerisinde 1912 yılından sonra büyük bir yangın yaşanmamıştır. Çalışma Alanı içerisindeki ahşap bina sayısı halihazırda çok düşüktür, sadece toplamda %1.6, ve sınırlı bir alan içerisinde bulunmaktadırlar. Şekil 9.3.1, yılları arasında meydana gelmiş olan yangınların 20 ilçe itfaiye istasyonu verisine göre sayısı gösterilmektedir. Bazı ilçelerde veri eksikliği olmasından dolayı, 12 ilçedeki yangın toplam sayısı mukayese edilmek amacıyla siyah çizgi ile gösterilmiştir. Bir yıl içerisinde bu 12 ilçede meydana gelmiş olan toplam yangın sayısı yaklaşık 9000 dir ve dereceli olarak düştüğü görülmektedir. Bu bir ölçüde özellikle kış süresince kömürden doğalgaza dönüş ve fabrikaların kentsel alan dışına taşınması süreci neticesinde yaşanmış olabilir. Çıkan Yangın Say Yı lar ŞİŞLİ KAVACIK PENDİK BAĞCILAR MALTEPE BAYRAMPAŞA AVCILAR ÜMRANİYE KOCASİNAN G.OSMANPAŞA KARTAL BEŞİKTAŞ SARIYER ADALAR BAKIRKÖY İSTİNYE KADIKÖY ÜSKÜDAR BEYOĞLU FATİH Total(Fatih-Kocasinan) Şekil yılları arasında meydana gelen yangın sayısı Kaynak: İtfaiye Müdürlüğü 9-30

31 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil İstanbul daki yangınların nedenlerini göstermektedir. En önemli neden sigaranın dikkatsiz kullanımı, yaklaşık olarak %40, ve ikinci en büyük neden elektrik kaçakları yada kısa devrelerdir. Baca yada kıvılcımdan dolayı çıkan yangınların sayısında dikkate değer bir azalma gözlenmektedir. Bu yine kış aylarında kömürden doğal gaz kullanımına geçilmiş olmasının bir sonucudur. Yangın Nedeni Oran ( Yılar FuelO il Kundaklama Arson Ateşle oynama Playing with Fire Ev aletleri Household Appliance LPG Baca/kıvılcım Chimneys/Sparks Elektrik Electric Leakage/ kaçağı/kısadevre ShortCircuit Sigara Cigarettes Şekil Kaynak: İtfaiye Müdürlüğü arası yangınların nedenleri Depremdem Sonra Yangın Bir depremden sonra birçok bina ve tesiste yangın çıkabilir. Eğer deprem yemek saatlerinde meydana gelirse yangınların ana nedeni ocak ve fırınlar olabilir. Elektrik kaçakları yada kısa devre de yangınların önemli nedenleri olabilir İzmit Depreminde Avcılar da 100 den fazla yangın rapor edilmiştir ve bunların çoğunun elektrik kaçağından kaynaklandığı tahmin edilmektedir. Diğer binalara sıçrayan yangın da rapor edilmemiştir. Bina hanelerinin yangın potansiyeli yerel durumla direkt olarak ilgilidir, ocakta kullanılan yakıt, mutfağın yapısı, ısıtma sistemi, gibi Bundan dolayı, geçmiş depremler süresince meydana gelmiş olan yangınlar istatistik olarak analiz edilmeli ve yerel alan için bir hasargörebilirlik fonksiyonu geliştirilmelidir. Fakat İstanbul da bu tip veri mevcut değildir. Bundan dolayı, bu Çalışmada yanıcı/parlayıcı maddelerin bulundurulduğu tesislerin yangın potansiyelleri hesaplanmıştır. Bu tesisler aşağıdaki gibi sınıflandırılımıştır: Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-31

32 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması 1) Büyük LPG Depoları 2) Boya/Cila Üretilen Fabrikalar 3) Kimyasal Madde Depoları 4) LPG Dolum İstasyonları 5) Yakıt Dolum İstasyonları Hesaplama kavramları aşağıdaki gibidir: 1) Deprem hareketinden dolayı hasar görecek tesisler alt bölümde 8.1 de gösterilen binalara uygulanan işlemlerin aynısını uygulayarak hesaplanmıştır. 2) Tesislerin hasar derecesinin tesis ofislerininki ile aynı olması beklenir. 3) Yanıcı/patlayıcı sıvı ve gazlar ağır hasar görecek olan tesislerin borularından ve depolama tanklarından sızar. 4) Sızan sıvı ve gazlar aşağıdaki olasılıklara göre yangına yol açar: - Büyük LPG Deposu, LPG Dolum İstasyonu % Boya/Cila Üretim Fabrikaları, Kimyasal Madde Depoları % Yakıt Dolum İstasyonu % 2.55 ( Kanagawa Prefecture 1986 den sonra) 5) Yukarıdaki değerler Japon tecrübelerine dayanılarak hesaplanmıştır. Türkiye de yangın vakaları ile ilgili bilgi mevcut değildir. Sonuçlar sadece göreceli bir yangın çıkma olasılığını göstermektedir. 6) Mahalle bazında yngın sayısı özetlenmiş ve daha sonra riskli tesislerinden kaynaklanacak bir yangın oranı belirtilmiştir. Hasargörebilirlik oranı dağılımı mahalle bazında Şekil ve Şekil de gösterilmiştir. 9-32

33 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Yangın Olasılığı: Model A Şekil Yangın Olasılığı: Model A Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-33

34 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil Yangın Olasılığı: Model C Şekil Yangın Olasılığı: Model C 9-34

35 Sonuç Raporu Ana Rapor Yangın Yayılma Olasılığı Eğer bir bölgede birçok ahşap bina mevcutsa ve binalar arasındaki alan sınırlı ise yangın bir binadan diğerine kolaylıkla sıçrayabilir. Japon şehirlerinde birçok ahşap bina mevcuttur bundan dolayı, yangın yayılma durumu Japon araştırmacılar tarafından ayrıntılı şekilde araştırılmaktadır. Şekil Japon İnşaat Bakanlığı (1982) tarafından yapılmış olan yanan alan oranı ve ahşap binaların kapladığı alan oranı arasındaki bağıntıya göre yapılmış olan sayısal simülasyonun sonuçlarını göstermektedir. Tanım aşağıdaki gibidir: Burnt Yanan Floor Kat Area Alanı Yanan Burnt Alan AreaOranı Ratio = Toplam Total Area Alan Wooden Building Coverage Area Wooden Ahşap Binaların BuildingKapladığı Coverage Alan Area Oranı Ahşap Binaların Kapladığı Alan Ratio = Toplam Total Alan Area 100 Yanan Alan Oranı RüzgarHızı 12m /s 8m /s 3m /s Ahşap Binaların Kapladığı Alan Oranı (%) Şekil Yanan Alan Oranı ve Ahşap Binaların Kapladığı Alan Oranı Arasındaki İlişki Bu şekilden eğer ahşap binaların kapladığı alan % 30 dan az ise yangının yayılmayacağı sonucunu göstermektedir. Her mahallede ahşap binaların kapladığı alan Şekil de gösterilmiştir ve bütün mahalleler % 10 un altında bir oran göstermektedir. Bu Çalışma Alanı içerisinde yangın yayılmasının tahmin edilmediği anlamına gelir. Sonuç olarak, birçok bina beton ve tuğladan inşa edilmiş olduğundan büyük bir yangın çıkma olasılığı çok azdır. Bununla birlikte, bir deprem anında aynı anda birçok noktada yangın çıkabileceği ve itfaiye ekiplerinin yangın mahaline ulaşmaları ve müdahale etmelerinin yıkıntı molozlarından dolayı bloke olmuş yollar dikkate alındığında daha fazla zaman alacağı unutulmamalıdır. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-35

36 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil Ahşap Binaların Kapladığı Alan Oranı (Taks) Şekil Ahşap Binaların Kapladığı Alan Oranı (Taks) 9-36

37 Sonuç Raporu Ana Rapor Kaynaklar: (Kısım 9.3) Kanagawa Prefecture, 1986, Investigation Study Report on Earthquake Damage Estimation, Fire Outbreak and Hazardous Materials. (in Japanese) Ministry of Construction, 1982, Report on the Development of Fire Prevention Measures in the City. (in Japanese) Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-37

38 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması 9.4. Altyapılar Geniş bir bakış açısıyla altyapılar sadece su ve elektrik şebekeleri sistemleri değil aynı zamanda yol ve ulaşım sistemlerini de içermektedir. Bu raporda körü hasarları Kısım 9.5 te ve ulaşım ağıyla ilgili hasarlarda Kısım 9.6 da tanımlanmıştır. Kentlerde yaşayan insanlar altyapı sistemlerine çok güvenerek modern ve rahat kent hayatını yaşar. Bir deprem anında kendi evleri çok hasar görmese bile su ve elektrik servisleri kesilen evlerinde yaşamaları çok zorlaşacaktır. Bundan dolayı, altyapılara gelecek olan sismik hasar bilgisi bir sismik afet yönetim planı hazırlamak açısından çok önemlidir. Bu bölümde aşağıdaki 5 tip altyapı dikkate alınmıştır: 1) İçme Suyu Boruhatları 2) Kanalizasyon Boruhatları 3) Doğal Gaz Boruhatları ve Servis Kutuları 4) Elektrik Hatları 5) Telekomünikasyon Hatları (Fiberoptik) Altyapı sistemleri, tesisler ve bağlantılar olarak iki büyük sınıfta toplanabilir. Tesisler trafolar ve arıtma tesisleri gibi yapılardır. Bağlantılar tedarik ve dağıtım amaçlarına hizmet eden borular ya da kablolar gibi yapılardır. Bu Çalışmada bağlantılar için istatistiki bir yaklaşım uygulanmıştır. Bu çalışmada tesislere gelecek olan hasar hesaplanmamıştır, çünkü bu yapılar amaçları ve yerleri bakımından farklılık göstermektedir ve analiz için istatistiki bir yaklaşım uygulanamamaktadır. Bu tesislerin hasar hesaplaması için ayrıca detaylı araştırmalar yapılması gereklidir. Silivri, Çatalca, ve Büyükçekmece ilçeleri altyapı hasar hesaplamalarına dahil edilmemiştir çünkü yeterli bilgi mevcut değildir yada sağlanamamıştır İçme Suyu Boruhatları (1) Hasar Hesaplama Yöntemi Birçok araştırmacı boruhatları hasarı ile en yüksek zemin ivmesi (PGA) yada en yüksek zemin hızı (PGV) gibi sismik parametreler arasında bir bağıntı ortaya koymuşlardır. Kubo ve Katayama (1975), konuyla ilgili ilk çalışmalardan birini, içme suyu şebekesi hasar oranı 9-38

39 Sonuç Raporu Ana Rapor ile PGA arasındaki bağıntıyı Japonya, ABD, ve Nicaragua daki tecrübelerden yola çıkarak rapor etmişlerdir Kobe depreminde Kobe şehrinde içme suyu boru hattında meydana gelen hasar en iyi bilinen örneklerden biridir ve şehir ve çevresindeki hasar dağılımı ve sismik hareket detaylı şekilde incelenmiştir. Isoyama (1998) boru hasarları ile sismik hareket, zemin durumu, boru malzemesi, vb. gibi çeşitli parametreler arasındaki ilişkiyi incelemiştir. Sismik parametre olarak PGA ve PGV değerleri kullanılmış ve PGV nin kendi analizlerine göre daha iyi bir ilişki gösterdiği ortaya çıkmıştır. Japon Suişleri Birliği (1998), kendi çalışmalarını temel alarak İçme Suyu Boruhatları için Sismik Hasar Hesaplaması İşlemleri adıyla bir rapor yayınlamıştır. Toprak (1998), 1994 Northridge Depremi ni ayrıntılı olarak detaylıca incelemiştir. PGA, PGV, ve birçok diğer sismik parametreleri kullanarak bunların hasar oranlarıyla olan ilişkisini araştırmıştır. Çalışmasında PGV nin en iyi ilişkiyi gösterdiği PGA nin ise ikinci en iyi ilişkili parametre olduğu sonucuna varmıştır. Bu çalışmalar temel alınarak, Çalışmada boru hasarlarının hesaplanması için sismik parametre olarak PGV seçilmiştir. Şekil Japon Suişleri Birliği (1998) ve Toprak (1998) tarafından toprak altı dökme demir (CI) su boruları için geliştirilmiş olan hasar fonksiyonunu göstermektedir. Bu şekil HAZUS99 (FEMA, 1999) da kullanılmış olan hasar honksiyonunu da göstermektedir. Türkiye de boruhatları ile ilgili sismik hasarlar konusunda yapılmış olan nicel çalışmalar çok azdır. Sarıkaya ve Koyuncu (1999) İzmit depreminden dolayı Spanaca da meydana gelmiş olan su boruhattı hasarlarını rapor etmişlerdir. Sarıkaya ve Koyuncu (1999) ya göre, Spanca da depremden önce yaklaşık 90km içme suyu boruhattı mevcutken 400 hasarlı nokta rapor edilmiştir ki bu da km de ortalama 4.4 hasar noktası anlamına gelir. Ek olarak neredeyse bütün boruların AC (asbestli çimento) malzemeli olduğuna dikkat çekmişlerdir. Bu tip boruların CI ve PVC borularla karşılaştırıldığında kırılgan oldukları bilinmektedir. Japonya da AC (asbestli çimento) boruların hasar oranının CI borularınkinin 1-4 katı daha fazla olduğu hesaplanmıştır. Malesef Sapanca daki deprem hareketi PGV gözlemlenememiştir. Kudo (2001) İzmit Depremi sırasında Adapazarı şehir merkezinde sismik hareketin kine (cm/sec) arasında olduğunu hesaplamıştır. Sapanca daki sismik hareketin de bundan çok farklı olmayacağı tahmin edilebilir. Yukarıda bahsedilen analiz ile hesaplanmış olan İzmit depreminden dolayı Sapanca da meydana gelen hasar oranı Şekil de gösterilmiştir. Sapanca daki hasar oranı HAZUS99 ve Japon Suişleri Birliği nin hasar fonksiyonlarının arasında bir değer göstermektedir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-39

40 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması HAZUS99 hasar fonksiyonu Japon Suişleri Birliği de dahil olmak üzere diğer hasar fonksiyonlarından daha fazla hasar oranı göstermektedir. HAZUS99 hasar fonksiyonunda O Rourke ve Ayala (1993) nin yapmış olduğu çalışma temel alınmıştır. Toprak (1998) çalışmalarının, çok uzun süreli olmasından dolayı yüksek hasar oranları ortaya çıkarmış olan 1985 Michoacan, Mexico Depremi hasarları temel alınarak gerçekleştirildiğinin altını çizmektedir. Toprak (1998) ın hasar fonksiyonu HAZUS99 den daha az bir oran göstermektedir.. Toprak çalışmasında Los Angeles Şehri ni zemin durumunu dikkate almayan güçlü hareket kayıtlarından enterpolasyonu yapılmış olan birçok izosismal alanlara bölmüş, ve aşınmış ve korozyona uğramış olan boruların etkisini azaltmak amacıyla sadece 150km den fazla boruhattı bulunan alanları analizde kullanmıştır. Bu ortaya çıkan düşük hasar oranlarının bir nedeni olabilir. Toprak dökümanında bu yaklaşımın geniş sistem- geniş tepki(the large system-wide response) yi temsil ettiğini belirtmektedir. Kobe depreminin büyüklüğü (M=7.4) senaryo depremlerin büyüklükleri (M=7.5, 7.7) ile yakındır. Isoyama (1998) analiz için güçlü hareket istasyonlarının 2km çevresindeki boruların hasarlarını kullanmıştır. Bu yaklaşım zemin durumunun hasar oranlarına etkisini daha kesin şekilde yansıtmaktadır. Yukarıdaki değerlendirmeler ışığında, analizde hasar hesaplaması için Japon Suişleri Birliği (1998) tarafından geliştirilmiş olan hasar fonksiyonu seçilmiştir. 9-40

41 Sonuç Raporu Ana Rapor GömülüSuBorusu hasarfonksiyonu - Dökm e Dem ir(ci)- Hasar O (nokta/k PGV (kine) AC(Asbestos Cem ent) /Dökm edem ir(ci)için hasaroranı=1.0 AC(Asbestos Cem ent) /Dökm edem ir(ci)için hasaroranı=2.0 AC(Asbestos Cem ent) /Dökm edem ir(ci)için hasaroranı=4.0 HAZUS, HAZUS99, O'Rourke O Rourke ve and Ayala(1993) Sapanca Town, İZMİT (Izmit Depremi Eq.) Japan Waterworks Association(1998) Toprak(1998) Şekil Dökme Demir (CI) Su boru hasarları ile PGV arasındaki ilişki İstanbul için hasar fonksiyonu, Japon Suişleri Birliği (1998) nin hasar fonksiyonu temel alınarak aşağıdaki gibi formüle edilmiştir: Rm(PGV) = R(PGV) x Cp x Cd x Cg x Cl Rm(PGV): Hasar Oranı (nokta/km) PGV: En Yüksek Zemin Hızı (kine = cm/sn) R(PGV) = 3.11 x 10-3 x (PGV-15) 1.3 Cp: boruhattı malzemesi katsayısı 1.0 Beton 0.3 Çelik 0.3 Düktil Demir 1.0 Galvanize Demir 0.1 Polietilen 0.0 Yüksek Yoğun Polietilen Cd: boruhattı çapı katsayısı mm den az mm arası mm arası mm den fazla Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-41

42 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Cg: zemin durumu katsayısı 1.5 Yd, Sd, Ym 1.0 Qal, Ksf, Oa, Q 0.4 Diğer Cl: sıvılaşma katsayısı 2.0 Ym, Yd, Sd, Qal, Ksf, Oa, Q 1.0 Diğer (2) Hesaplanan Hasar Hasar hesaplamasının tanımı Tablo de gösterilmiştir. Tablo İçme Suyu Boruhatları Hasar Hesaplamasının Tanımı Amaç Dağıtım, Servis Boruları Hasarın İçeriği Boru yada bağlantıların kırılması Bağlantıların çıkması Hasar Miktarı Hasarlı nokta sayısı Hasar her bir 500m gridde hesaplanmış ve Şekil ile Şekil de gösterilmiştir. İlçe bazında hasarlar toplanmış ve Tablo de gösterilmiştir. Model A ve Model C için hesaplanan hasarlar sırasıyla 1,400 ve 1,600 noktadır. Boruhattı şebekesindeki hasar Avrupa yakasında yoğunlaşmıştır. En yüksek hasar oranı Fatih ve Güngören de ortaya çıkmaktadır. 9-42

43 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil İçme Suyu Boru Hattı Hasar Dağılımı: Model A Şekil İçme Suyu Boru Hattı Hasar Dağılımı: Model A Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-43

44 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil İçme Suyu Boru Hattı Hasar Dağılımı: Model C Şekil İçme Suyu Boru Hattı Hasar Dağılımı: Model C 9-44

45 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo No İçme Suyu Boruhattı Hasarı İlçe Adı Boru Hasarlı Nokta Sayısı Uzunluğu (km) Model A Model C 1 Adalar Avcılar Bahçelievler Bakırköy Bağcılar Beykoz Beyoğlu Beşiktaş Bayrampaşa Eminönü Eyüp Fatih Güngören Gaziosmanpaş 16 a Kadıköy Kartal Kağıthane Küçükçekmece Maltepe Pendik Sarıyer Şişli Tuzla Ümraniye Üsküdar Zeytinburnu Esenler Toplam 7,568 1,395 1,577 Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-45

46 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Kanalizasyon Boru Hatları (1) Hasar Hesaplama Yöntemi Kanalizasyon boruhatları için hesaplama formülü içme suyu hatları ile aynıdır. Aşağıdaki değerler halihazırda Japonya da kullanılmakta olan şekiller temel alınarak herbir faktör için kullanılmıştır. Cp: boruhattı malzemesi katsayısı 0.5 malzeme hakkında bilgi yok Beton boru olarak tahmin edilmekte (Hume Pipe) Cd: boruhattı çapı katsayısı 0.6 çap hakkında bilgi yok mm arasında olduğu tahmin edilmekte Cg: zemin durumu katsayısı 1.5 Yd, Sd, Ym 1.0 Qal, Ksf, Oa, Q 0.4 Diğer Cl: sıvılaşma katsayısı 2.0 Ym, Yd, Sd, Qal, Ksf, Oa, Q 1.0 Diğer (2) Hesaplanan Hasar Hasar hesaplamasının tanımı Tablo de gösterilmiştir. Tablo Kanalizasyon Boruhattı Hasar Hesaplamasının Tanımı Amaç Tüm Borular Hasarın İçeriği Boru yada bağlantıların kırılması Bağlantıların çıkması Hasar Miktarı Hasarlı nokta sayısı Hasar herbir 500 mlik gridde hesaplanmış ve Şekil ile Şekil de gösterilmiştir. Hasarlar ilçe bazında toplanmış ve Tablo de gösterilmiştir. Birçok ilçe bu tabloda bulunmamaktadır çünkü bu ilçelerle ilgili yeterli bilgi mevcut değildir. Model A ve Model C için hesaplanmış olan hasar sırasıyla yaklaşık olarak 1,200 ve 1,300 noktadır. Bu rakamlar yeterli bilgi mevcut olmayan birçok ilçeyi kapsamamaktadır. 9-46

47 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Kanalizasyon Boru Hatları Hasarı Dağılımı: Model A Şekil Kanalizasyon Boru Hatları Hasarı Dağılımı: Model A Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-47

48 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil Kanalizasyon Boru Hatları Hasarı Dağılımı: Model C Şekil Kanalizasyon Boru Hatları Hasarı Dağılımı: Model C 9-48

49 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo Kanalizasyon Boruhattı Hasarı No İlçe Adı Boru Hasarlı Nokta Sayısı Uzunluğu (km) Model A Model C 2Avcılar Bahçelievler Bakırköy Bağcılar Beykoz Beyoğlu Beşiktaş Bayrampaşa 12 Eminönü 13 Eyüp 14 Fatih Yeterli veri mevcut değil 15 Güngören 16 Gaziosmanpaşa 17 Kadıköy Kartal Kağıthane Küçükçekmece Maltepe Pendik Sarıyer Şişli Tuzla Ümraniye Üsküdar Zeytinburnu Yeterli veri mevcut değil 902 Esenler Toplam 6,174 1,152 1,299 Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-49

50 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Doğalgaz Boruhatları ve Servis Kutuları (1) Hasar Hesaplama Yöntemi a. Boruhattı Şekil de kaynaklı çelik gaz boruları için Tokyo Büyükşehir Bölgesinin Afet Önleme Konseyi (1997) tarafından deprem hasar hesaplamalarında kullanılmış olan hasar fonksiyonu gösterilmektedir. Bu hasar fonksiyonu, 1995 Kobe Depremi sırasında Kobe şehrinde meydana gelmiş olan hasardan yola çıkılarak geliştirilmiştir. Polietilen borular hasar görmemiş olarak dikkate alınmıştır. Bazı dökümanlarda İzmit depremi sırasında doğalgaz boruhatlarında meydana gelen hasarlar rapor edilmiştir. Tohma et al. (2001) da Avcılar bölgesinde ağır bina hasarları meydana gelmiş olmasına rağmen polietilen borulardan oluşan doğalgaz dağıtım hatlarında hasar meydana gelmemiş olduğu rapor edilmiştir. Kudo et al. (2002) İzmit depremi sırasında Avcılar bölgesindeki PGV değerini 35 kine olarak hesaplamıştır. O Rourke et al. (2000) İzmit şehrindeki hasarı rapor etmiştir. İzmit te 367 km uzuznluğunda orta yoğunlukta polietilen (MDPE) boru mevcut iken hasara rastlanmamıştır. İzmit te bir güçlü hareket sismometresi vardır ve PGV değeri 40 kine olarak kaydedilmiştir, fakat sismometre istasyonu sert kaya zeminde kurulmuş olduğundan şehir genelinde PGV değeri daha yüksek olabilir. Tokyo Büyükşehir Bölgesi Afet Önleme Konseyi (1997) tarafından oluşturulmuş olan hasar fonksiyonu temel alınarak İzmit teki boruhatlarında meydana gelen hasar çelik borular için 0.14 nokta olarak hesaplanmıştır. Bu da İzmit te hasarsız sonucunu yansıtmaktadır. Eğer İzmit te çelik borularda bir noktada hasar meydana gelirse hasar oranı nokta/km olarak meydana çıkmaktadır. Bundan dolayı 0.0 ile nokta/km arasındaki değerler istatistiksel olarak hasarsız olarak dikkate alınmalıdır. Yukarıdaki değerlendirmelerden sonra, bu analizde hasar hesaplamaları için Tokyo Büyükşehir Bölgesi Afet Önleme Konseyi (1997) nin hasar fonksiyonu kullanılmıştır. 9-50

51 Sonuç Raporu Ana Rapor Gömülü Gaz Borusu hasarfonksiyonu - kaynaklı çelik- 0,06 Hasar O (nokta/k 0,04 0,02 Tokyo(1997) Izm it(izm iteq.) İzmit (İzmit Dep.) PGV (kine) Şekil Kaynaklı Çelik Gaz Boruları ve PGV Arasındaki İlişki İstanbul için hasar fonksiyonu Tokyo Büyükşehir Bölgesi Afet Önleme Konseyi (1997) temel alınarak aşağıdaki şekilde formüle edilmiştir: Rm(PGV) = R(PGV) x Cp x Cg x Cl Rm(PGV): Hasar Oranı (nokta/km) PGV: En Yüksek Zemin Hızı (kine = cm/sn) R(PGV) = 3.11 x 10-3 x (PGV-15) 1.3 Cp: boruhattı malzemesi katsayısı 0.01 çelik 0.00 Polietilen Cg: zemin durumu katsayısı 1.5 Yd, Sd, Ym 1.0 Qal, Ksf, Oa, Q 0.4 Diğer Cl: sıvılaşma katsayısı 2.0 Ym, Yd, Sd, Qal, Ksf, Oa, Q 1.0 Diğer b. Servis Kutusu DİE sayım verileri doğalgaz tesisatlarıyla ilgili bilgi içermektedir. Toplamda, 186,000 bina (=%25.6) doğalgaz sistemine sahiptir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-51

52 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Doğalgaz servis kutuları binaların zemin katına yada dış duvarlar üzerine yerleştirilmektedir. Eğer bina çökerse, servis kutusu hasar görecektir. Gaz boruhattı hasar görmese dahi servis kutusundan bir patlamaya neden olabilecek gaz sızıntısı meydana gelebilir. Bu Çalışmada, tüm ağır hasarlı binalardaki servis kutuları ile orta hasarlı binaların yarısındaki servis kutularının hasar göreceği tahmin edilmektedir. Aşağıdaki değerlendirmeler bu öngörüyü desteklemektedir: O Rourke et al. (2000) a göre İzmit depreminden önce İzmit te 26,000 doğalgaz kullanıcısı vardı ve 860 servis kutusu hasar gördü. İzmit te bir binadaki hane sayısı ortalamasının İstanbul daki ile aynı olduğu öngörülmüştür (4.2 hane/bina). Bundan dolayı, yaklaşık 6,190 binada servis kutusu bulunmaktaydı. İzmit için bina hasar tahmini mevcut olmadığından dolayı, İzmit için hasar oranı Gölcük ve Değirmendere nin yarısı olarak öngörülmüştür. Kabeyasawa et al. (2001) bu alanlarda ağır hasarlı bina oranının %16 ve orta hasarlı bina oranının %18 olduğunu rapor etmiştir. Bu öngörülere dayanarak İzmit te 774 servis kutusunda hasar meydana geldiği hesaplanmıştır. (2) Hesaplanan Hasar Hasar hesaplamasının tanımı Tablo te gösterilmiştir. Tablo Doğalgaz Boruhattı Hasar Hesaplaması Tanımı Amaç Dağıtım,Servis Boruları Servis Kutusu Hasarın İçeriği Boruların yada bağlntıların Kırılması Kutunun Kırılması Bağlantıların çıkması Hasar Miktarı Hasarlı nokta sayısı Hasarlı kutu sayısı Hasar herbir 500m gridde hesaplanmış ve Şekil ile Şekil de gösterilmiştir. Hasar ilçe bazında toplanmış ve Tablo de gösterilmiştir. Doğalgaz boruhattı sisteminde hasar çok azdır. Bunun ana nedeni İstanbul daki doğalgaz boruhatlarının yeni inşa edilmiş olması ve İGDAŞ ın geçmiş deprem hasar tecrübelerine göre yüksek esneklik ve deprem dayanırlığına sahip olan polietilen boruları kullanmış olmasıdır. Bununla birlikte, servis kutusu hasarları zayıf bina yapılarından dolayı 25,000 in üzerindedir. 9-52

53 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Doğalgaz Boru Hatları Hasar Dağılımı: Model A Şekil Doğalgaz Boru Hatları Hasar Dağılımı: Model A Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-53

54 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil Doğalgaz Boru Hatları Hasar Dağılımı: Model C Şekil Doğalgaz Boru Hatları Hasar Dağılımı: Model C 9-54

55 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Doğalgaz Servis Kutuları Hasar Dağılımı: Model A Şekil Doğalgaz Servis Kutuları Hasar Dağılımı: Model A Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-55

56 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil Doğalgaz Servis Kutuları Hasar Dağılımı: Model C Şekil Doğalgaz Servis Kutuları Hasar Dağılımı: Model C 9-56

57 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo Doğalgaz Boruhatları ve Servis Kutuları Hasarı No İlçe Adı Boru Hasarlı Nokta Sayısı Uzunluğu (km) Model A Model C Servis Hasarlı Kutu Sayısı Kutusu Sayısı Model A Model C 2Avcılar ,263 1,254 29% 1,426 33% 3 Bahçelievler ,305 2,457 22% 2,866 25% 4Bakırköy ,978 2,208 28% 2,490 31% 5Bağcılar , % % 7Beyoğlu , % % 8Beşiktaş , % 656 7% 10 Bayrampaşa ,866 1,981 17% 2,246 19% 12 Eminönü % % 13 Eyüp , % % 14 Fatih ,243 3,620 24% 4,033 26% 15 Güngören ,211 1,374 19% 1,653 23% 16 Gaziosmanpaşa , % 631 8% 17 Kadıköy ,963 1,532 9% 1,868 10% 18 Kartal ,959 1,145 14% 1,272 16% 19 Kağıthane , % 133 7% 20 Küçükçekmece ,260 1,811 22% 2,023 24% 21 Maltepe , % 1,096 14% 22 Pendik , % % 23 Sarıyer , % 151 2% 26 Şişli , % 574 7% 28 Tuzla % 28 19% 29 Ümraniye , % 330 5% 30 Üsküdar ,726 1,121 5% 1,325 6% 32 Zeytinburnu , % % 902 Esenler , % % Toplam 4, ,956 24,985 14% 28,729 16% Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-57

58 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Elektrik Hatları Yüksek gerilimli elektrik hatları için, kağıt üzerindeki hatların haritası GIS verisine dönüştürülmüştür. Bununla birlikte orta ve düşük gerilimli hatlar dağıtım şirketi tarafından hazırlanmış olan istatistiki tablolar şeklinde mevcut bulunmaktadır. Herbir 500m grid içerisindeki kablo uzunluğu 1/1,000 ölçekte bina dağılım haritası temel alınarak hesaplanmıştır. (1) Hasar Hesaplama Methodu O Rourke et al. (2000), İzmit depreminde elektrik dağıtım sisteminde meydana gelmiş olan hasarı rapor etmiştir. Üretim, iletim ve dağıtım ekipmanlarında California, Japonya, ve diğer yerlerdeki geçmiş deprem tecrübelerine benzer fiziksel hasarlar meydana geldiği işaret edilmiştir. Bazı gözlemler aşağıdaki gibidir: - Üretim tesisleri genellikle deprem sırasında önemli bir hasara karşı dayanırlığa ve geniş deformasyonlara yol açmayacak temellere sahiptir. - İletim kuleleri ve kabloları deprem hasarına karşı dayanırlığa sahiptir, hatta yüzey faylanması sonucunda yerdeğiştirme meydana gelse dahi durum böyledir. - Toprak altı hatları binalara yada yüzey elektrik hatlarına bağlandıkları noktada kablo izolasyonlarının azalması ve fiziksel ve elektriksel etkilerden dolayı hasara karşı dayanıksızdırlar. Bu raporlar beş önemli ilçe için deprem öncesi toplam uzunluğu ile hasarlı kablo uzunluğu ve diğer tesisler ile ilgili istatistiki bilgi sağlamaktadır. Toprak altı ve üstü (havai) kabloların hasar oranları Şekil ve Şekil de gösterilmiştir. Herbir ilçedeki sismik şiddet ERD in izosismal haritasından okunmuş ve Trifunac and Brady (1975) kullanılarak PGA ye çevrilmiştir Erzincan depremi sırasında Erzincan da meydana gelen toprak üstü (havai) hatlardaki hasar da Şekil ve Şekil de gösterilmiştir. Kawakami et al. (1993) tarafından 50km lik havai hatların 4km sinin ve 32km lik toprak altı hatların 1.8km sinin onarıma ihtiyaç duyacak şekilde hasar gördüğü rapor edilmiştir. Erzincan da bir tane güçlü hareket sismometresi yerleştirilmiş ve 480gal PGA kaydedilmiştir Kobe Depreminde, sismik şiddetin (MMI) 8 den düşük olduğu alanlarda elektrik direkleri hasar görmemiştir. Diğer taraftan sismik şiddetin (MMI) 9 ve üstünde olduğu alanlardaki direklerin %0.55 i ve yeraltı kablolarının %0.3 ü hasar görmüştür. Bu hasar ve hasar fonksiyonu ATC-13 ve HAZUS99, Şekil ve Şekil de gösterilmiştir. 9-58

59 Sonuç Raporu Ana Rapor Toprak üstü (havai) hatlar için, Türkiye deki hasar Yalova daki hariç ABD dekinden çok fazla farklılık göstermemektedir. Aksine, İzmit depreminden dolayı yeraltı kablolarında meydana gelen hasar HAZUS99 dan çok daha fazla bir hasar oranı göstermektedir. Eğer yeraltı kabloları uygun şekilde yerleştirilirlerse yani boru yada koruyucu beton kanallar içine yerleştirilirler ise Kobe örneğinde görüldüğü gibi hasar oranı genellikle havai hatlardan daha az olmaktadır. O Rourke et al. (2000) Türkiye de özellikle kentsel alanlarda kabloların direkt olarak gömüldüğünü ve bu hatların zemin tahribatı, binaların temel tahribatı ve deprem sonrası kurtarma ve hafriyat çalışmaları dolayısıyla hasar gördüğünü belirtmektedir. Bundan dolayı, Şekil de gösterilen, İzmit depreminden dolayı meydana gelmiş olan yeraltı kabloları hasarı deprem sonrası oluşan hasarları da içermektedir. Türkiye de gözlemlenen hasar ve mevcut hasar fonksiyonları temel alınarak havai kablolar için yeni bir hasar fonksiyonu oluşturulmuş Şekil de gösterilmiş, ve hasar analizi için kullanılmıştır. Yeraltı kablo hasarı için, Erzincan daki hasar temel alınarak HAZUS99 hasar fonksiyonu kullanılmıştır. Yüksek gerilim iletim hatlarının geçmiş deprem tecrübelerine dayanarak hasar görmeyeceği tahmin edilmektedir. Yerüstü (Havai)Kablo HasarOrn (%) , PGA (gal) Yalova Sakarya Kocaeli Bolu Istanbul Kobe ATC-13 HAZUS99 Erzincan Proposed Önerilen Şekil Havai Elektrik Kabloları Hasar Oranı ile PGA Arasındaki İlişki Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-59

60 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Yeraltı Kabloları HasarOrn (%) Yalova Sakarya Kocaeli Bolu Istanbul Kobe Erzincan HAZUS99 0, PGA (gal) Şekil Yeraltı Elektrik Kabloları Hasar Oranı ile PGA Arasındaki İlişki (2) Hesaplanan Hasar Hasar hesaplama tanımı Tablo de gösterilmiştir. Tablo Elektrik Kablosu Hasar Hesaplamasının Tanımı Amaç Dağıtım Hattı (Düşük ve Orta Gerilim) Hasarın İçeriği Kablo kopması Hasarın Miktarı Değiştirilmesi gereken kablo uzunluğu Herbir 500 mlik gridde hasar hesaplanmış ve Şekil ile Şekil de gösterilmiştir. Hasar ilçe bazında toplanmış ve Tablo de gösterilmiştir. Model A ve Model C için hasar sırasıyla yaklaşık olarak 800 ve 1,100 km olarak hesaplanmıştır. Hasar Avrupa yakasında yoğunlaşmıştır. En fazla hasar Zeytinburnu, Güngören, ve Bahçelievler de görülmektedir. 9-60

61 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Elektrik Kablo Hasarı Uzunluğu (km) : Model A Şekil Elektrik Kablo Hasarı Uzunluğu (km) : Model A Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-61

62 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Şekil Elektrik Kablo Hasarı Uzunluğu (km) : Model C Şekil Elektrik Kablo Hasarı Uzunluğu (km) : Model C 9-62

63 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo Elektrik Kablo Hasarı Kablo Uzunluğu Hasarlı Kablo Model A Model C No İlçe Adı YerÜstü(Havai) (km) YerAltı (km) Toplam (km) Uzunluk (km) YerÜstü (Havai) (%) Uzunluk (km) Yer Altı (%) Uzunluk (km) toplam (%) Uzunluk (km) YerÜstü (Havai) (%) YerAltı Uzunluk (km) (%) Uzunluk (km) toplam (%) 2 Avcılar , Bahçelievler , Bakırköy Bağcılar , Beykoz Beyoğlu , Beşiktaş Bayrampaşa , Eminönü Eyüp , Fatih , Güngören Gaziosmanpaşa 1, , Kadıköy 1,490 1,794 3, Kartal Kağıthane Küçükçekmece 691 1,084 1, Maltepe , Pendik , Sarıyer 1,505 1,212 2, Şişli , Tuzla Ümraniye , Üsküdar 928 1,118 2, Zeytinburnu Esenler , Toplam 14,492 18,551 33, , Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-63

64 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması İletişim Kabloları İletişim kabloları ile ilgili olarak, sadece ana fiber optik kablo sistemiyle ilgili CBS verisi mevcuttur. Diğer bakır kablo ve bağlantılar ile ilgili veri Çalışma Alanı içerisindeki toplam uzunluklarıyla ilgili olarak dahi toplanamamıştır. Genellikle, fiber optik kabloların deprem sırasındaki hasargörebilirlikleri yeterince bilinmemektedir. Geçmiş depremlere dayanan sayısal hasar istatistikleri hasar hesaplamalarında kullanılacak olan hasargörebilirlik fonksiyonunu geliştirebilmek için gereklidir. Fakat fiber optik kablo hasarı tecrübeleri sadece Türkiye de değil diğer ülkelerde de çok azdır. Türkiye deki mevcut tek bilgi İzmit depremi sırasında İzmit in doğusundan geçen fay hasarıdır (Erdik, Online). Bundan dolayı, fiber optik kablo hasarlarını sayısal olarak hesaplamak mümkün değildir. Fakat eğer deprem hareketi fazla ise yada sıvılaşma meydana gelirse buralarda hasargörebilirliğin daha fazla olacağı işaret edilebilir Şekil Model C için PGA dağılımı ve sıvılaşma potansiyeli alanları ile fiber optik kablo lokasyonunu göstermektedir. Göreceli olarak hasargörebilir kesitler bu haritada görülebilir. Şekil ve Şekil de PGA aralığı ve sıvılaşma potansiyeli ile kablo uzunluk dağılımı gösterilmektedir. 9-64

65 Sonuç Raporu Ana Rapor Şekil Telekomünikasyon Fiber Optik Kablo Dağılımı Şekil Telekomünikasyon Fiber Optik Kablo Dağılımı Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-65

66 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması KabloUzunl.(km)k Model A Model C PGA (gal) Şekil Fiber Optik Kablo boyunca PGA Özeti KabloUz.(km) Sıvılaşma Liquefaction Potansiyelli Alan Potential Area Other Diğer Şekil Fiber Optik Kablo boyunca Sıvılaşma Potansiyelli Alan Özeti 9-66

67 Sonuç Raporu Ana Rapor Kaynaklar: (Kısım 9.4) Disaster Prevention Council of the Tokyo Metropolitan Area, 1997, Report on the Damage Estimation in Tokyo by the Earthquake Right Under the Area. (in Japanese) Erdik, M., Online, Report on 1999 Kocaeli and Düzce (Turkey) Earthquake, FEMA, 1999, Earthquake Loss Estimation Methodology, HAZUS99 Technical Manual, National Institute of Building Science, Washington, D. C. Isoyama, R. E. Ishida, K. Yune and T. Sirozu, 1998, Seismic Damage Estimation Procedure for Water Pipes, Proceedings of 10th Japan Earthquake Engineering Symposium. (in Japanese with English abstract) Japan Waterworks Association, 1998, Seismic Damage Estimation Procedure for Water Pipes. (in Japanese) Kabeyasawa, T., K. Kusu and S. Kono edited, 2001, Inventory Survey in Golcuk and Degirmendere, Report on the Damage Investigation of the 1999 Kocaeli Earthquake in Turkey, Architectural Institute of Japan, Japan Society of Civil Engineers and The Japan Geotechnical Society, pp Kawakami, H., S. Morichi and M. Yoshimine, 1993, Damage to Civil Engineering Structures, Damage Report on 1992 Erzincan Earthquake, Turkey, Joinr Reconnaissance Team of Architectural Institute of Japan, Japan Society of Civil Engineers and Bogazici University, Istanbul, Turkey. Kubo, K. and T. Katayama, 1975, Chap.7 Damage Estimation of Underground Water Supply Pipeline, Investigation Study Report on the Earthquake Disaster Prevention of Kawasaki City. (in Japanese) Kudo, K., T. Kanno, H. Okada, O. Özel, M. Erdik, T. Sasatani, S. Higashi, M. Takahashi and K. Yoshida, 2002, Site Specific Issues for Strong Ground Motions during the Kocaeli, Turkey Earthquake of August 17, 1999, as Inferred from Array Observations of Microtremors and Aftershocks, Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 92, No. 1. O Rourke, M. J. and G. Alaya, 1993, Pipeline Damage Due to Wave Propagation, Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 119, No. 9, pp Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-67

68 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması O Rourke, T. D., F. H. Erdogan, W. U. Savage, L. V. Lund and A. T. Manager, 2000, Water, Gas, Electric Power, and Telecommunications Performance, Earthquake Spectra, Supplement A to Vol.16, 1999 Kocaeli, Turkey, Earthquake Reconnaissance Report, pp Sarıkaya, H. Z., and I. Koyuncu, 1999, Evaluation of the Effects of Kocaeli Earthquake on Water and Wastewater Systems, Proceedings of ITU-IAHS International Conference on the Kocaeli Earthquake 17 August 1999, December 2-5, 1999, ITU. Tohma, J., R. Isoyama, S. Tanaka and M. Miyajima, 2001, Damage to Lifelines, Report on the Damage Investigation of the 1999 Kocaeli Earthquake in Turkey, Architectural Institute of Japan, Japan Society of Civil Engineers and The Japan Geotechnical Society, pp Toprak, S., 1998, Earthquake Effects on Buried Lifeline Systems, Doctoral Dissertation Presented to Cornel University. Trifunac, M. D. and A. G. Brady, 1975, On the correlation of seismic intensity scales with the peaks of recorded strong ground motion, Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 65, No

69 Sonuç Raporu Ana Rapor 9.5. Köprüler Köprü Proje ve İnşasının Durumu (1) Depreme Dayanım Yönetmeliği Türkiye deki en son deprem dayanım yönetmeliği Türkiye Cumhuriyeti Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından 1997 yılında yayımlanmış olan Afet Bölgelerinde İnşa Edilecek Yapılara İlişkin Yönetmelik (Bölüm III-Deprem Afetini Önleme) dır. Bununla birlikte, bu yönetmelik yapılar için bina tipinden ayrı olarak sadece eylemsizlik kuvvetlerini tanımlamaktadır. Köprü yapıları için özel bir projelendirme yönetmeliği yoktur. Dışarıdan proje yönetmelikleri kaynak olarak alınmıştır çünkü Tablo de pratikte de görüldüğü gibi köprü projelendirme sırasında gerekli birçok kural vardır. Tablo Köprülerin Lokasyonu 1.Çevreyolu (E5) üzerindeki köprüler Uygulanan Özellikler Yapım Yılı arasında Projede Kullanılan Spesifikasyonlar Köprüler için Teknilk Spesifikasyonlar (Fransız Spesifikasyonları) 2.Çevreyolu (TEM) üzerindeki köprüler 1987 den sonra AASHTO (2) Mevcut köprülerin deprem dayanırlığı Köprü yapısındaki tahribat ulaşım sistemi içerisinde kendi başına bir nokta gibi görünse de sistemin fonksiyonunu sürdürememesi sonucunu doğurabilir. Şehrin yeniden inşa döneminde eğer köprüler güvenli ise ulaşım sisteminin katkısı çok büyüktür. Fakat ulaşım ağı üzerindeki bazı köprüler yıkılırsa bunların onarımı uzun zaman alacaktır. Bu nedenle köprülerin yıkılmasının mümkün olan seviyede önlenmesi gereklidir. Bu bölümün amacı özel köprüleri işaret ederek bunların hasar görerek ulaşım ağını olumsuz yönde etkilemeleri durumunu minimize etme gerekliliğini ortaya koymaktır. Bu First screening (İlk Gözlem) olarak adlandırılır. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-69

70 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Bunlar dikkate alındığında köprü kirişinin düşmesi ulaşım sistemini en ciddi şekilde etkileyecek olan durumdur. Bundan dolayı, Çalışmada Kubo/Katayama tarafından önerilmiş olan metodoloji (bundan sonra Katayama Metodu olarak anılacaktır)seçilmiştir, çünkü bu metod kiriş düşmesi açısından köprülerin değerlendirilmesinde çok etkindir. Bu değerlendirme sistemi Şekil de gösterilmiştir. Arazi incelemesi Kategoriler Zemin Profili Sıvılaşma Potansiyeli Kiriş Tipi Mesnet Tipi Max. Ayak Yüksekliği Min. Oturma Genişliği JMAI (Deprem Hareketinin Şiddeti) Temel Tipi Ayak Malzemesi Katayama Metodu ile Hesaplama Çizim ve Yönetmelik İncelemesi Senaryo Deprem P.G.A. & P.G.V. değerleri Şekil Metodolojinin Şematik Çizimi Şekil de görüldüğü gibi, köprü arazide incelenerek çok azı hariç neredeyse tüm gerekli veri elde edilebilir. Temel tipi genel çizimden tanımlanabilir, deprem şiddeti ve sıvılaşma potansiyeli diğer bir yolla tartışılmalıdır. Katayama Methodunda kirişin düşme olasılığını etkileyebilecek 10 madde üzerinde durulmuştur. Herbir madde birkaç kategoriden oluşur ve bunlar karmaşık hesaplamalar gerektirmeyecek şekilde seçilebilir. Maddeler, kategoriler ve kategori katsayısı Tablo de gösterilmiştir. Kategori katsayısı herbir gruba bir ağırlık faktörü olarak verilir. İstanbul daki köprüler dikkate alınarak düzeltilen grup sayısı bu tabloda gösterilmiştir. 9-70

71 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo Madde Maddeler, Gruplar ve Grup Katsayısı Grup Grup Katsayısı Zemin Tipi Sert 0.5 Sıvılaşma Olasılığı Orta 1.0 Yumuşak 1.5 Çok Yumuşak 1.8 Yok 1.0 Orta 1.5 Var 2.0 Kiriş Tipi Tek açıklık Ark yada Rijit Çerçeve 1.0 Basit Kiriş yada fazla açıklık Basit Kiriş 5.25 Tek Sürekli Kiriş 3.5 Birden fazla Sürekli Kiriş 4.2 Sürekli ve Basit Kiriş Kombinasyonu 6.3 Mesnet Tipi Özel bir aletle (kirişin düşmesini önleyen) 0.6 Max. Ayak Yüksekliği Min.Oturma Genişliği JMA sismik şiddet ölçeği Mesnet (açık dizayn konsepti ile) 1.0 Eksenel yönde hareket edebilen iki mesnet bulunması m den az m arsı m den fazla 1.7 Geniş 0.8 Dar ( ) ( ) ( ) ( ) (6.5 ve üstü) 3.5 Temel Tipi Ayak 1.0 Ayak Malzemesi Kazık 0.9 Yığma 1.4 Betonarme 1.0 Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-71

72 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Hesaplama sonucu verinin Denk. (9.2.1) e girilmesi sonucu belirlenebilir; y i = N M j j= 1 k = 1 X δ ( jk ) j jk (Denk ) yi i nolu köprünün hasar derecesi tahmini N M j δ i ( jk) i ( jk) ( jk) tüm maddelerin numarası j nolu maddenin kategori numarası yardımcı değişken δ =1 i nolu köprünün karakteristiği o maddedeki k grubuna karşılık geliyorsa δ =0 diğer durumda X N i jk j= 1 j nolu maddenin k nolu grubu için grup katsayısı E j-n değerleri arasında çarpma işareti Eğer pratik bir açıklama gerekli ise, yukarıda bahsedilen işlemler şu anlama gelmektedir; Herbir madde için belirli grup değeri seç, ve katsayıları birbirleriyle çarp. Burada belirtilen sismik şiddet JMA Japon Sismolojik Gözlemevi tarafından tanımlanmış olan ölçektir, MMI e karşılık gelmemektedir. JMA şiddeti, Katayama Metodu temelde bu ölçeğine dayanmakta olduğundan seçilmiştir. 3 depremde (1923 Kanto, 1948 Fukui, 1964 Niigata) gözlemlenmiş olan 30 örnek köprü hasarını temel alan analizler aşağıdaki kritik değerlerle sonuçlanmıştır. - Düşen ve düşmeyen örnek köprü kirişleri katsayısı değerlerindeki noktalarda ayrılmaktadırlar. - Düşen tüm örnekler ve düşmenin eşiğinde olan örnekler 26 katsayısı değerindeki noktada ayrılmaktadır. Bundan dolayı, bu Çalışmadaki hasar derecesi tahmini sınır değerleri aşağıdaki gibi belirlenmiştir; Hasar Derecesi Sınıfı Hasar Derecesi Tahminleri Sınır Değerleri (A) Yüksek düşme olasılığı 30 ve 30 dan yüksek (B) Orta Olasılık arası (C) Problem yok 26 dan az 9-72

73 Sonuç Raporu Ana Rapor Çalışmada 480 köprü incelenmiştir. Hasar derecesi tahminleri dağılımı Şekil de gösterilmiştir. 21 örnek Orta Olasılık ve 4 örnek Yüksek Düşme Olasılığı na sahip olarak tanımlanmıştır. Birçok örnek 10 hasar derecesi civarında toplanmıştır. Köprü Sayısı ,8% 94,5% model A model C ratio_a Oran-A ratio_c Oran-C % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Oran (%) Skor Şekil Hasar derecesi tahminleri dağılımı Sınıf (A) yada (B) olarak değerlendirilmiş olan köprülerin listesi Tablo de gösterilmiştir. Sınıf (A) yada (B) ye dahil olmayan iki örnek Tablo de gösterilmiştir. Bu iki köprü aşağıdaki durum altındadır; - Arazinin En Yüksek Zemin İvmesi 300gal dan fazladır. - Ayak yüksekliği 10 m den fazladır. Tablo ve Tablo te gösterilen köprüler bir sonraki detaylı incelemeye tabi tutulmalıdır ve kabul edilebilir deprem dayanırlığı güçlendirmesi gereklidir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-73

74 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması Tablo Sınıf (A) yada (B) olarak değerlendirilen köprüler Tablo Sınıf (A) yada (B) olarak değerlendirilen köprüler 9-74

75 Sonuç Raporu Ana Rapor Tablo Köprüler (Arazinin En Yüksek Zemin İvmesi 300gal dan fazla, Ayak yüksekliği 10 m den fazla) Köprü No. Kaynak JM A sismik şiddeti ölçeğ i PGA (gal) Hasar dereceleri predüktörleri Hasar derecesi sınıfı M odel M odel M odel A M odel C M odel M odel M odel M odel M 1-3-A IBB Yol Bakım 5,3 5,4 276,8 307,6 7,0 7,0 C C YIM5 IBB-inşaat 5,7 5,7 342,4 379,9 9,9 9,9 C C Yukarıda bahsedildiği gibi, Katayama metodu köprülerin niteliksel ve niceliksel karakteristiklerini yansıtacak şekilde hasargörebilirliği hesaplayabilmektedir. Örneğin kiriş tipi düzenlenmesi, mesnet, temel, ve köprü ayağı malzemesi niteliksel karakteristikleri temsil etmektedir. Başta Kobe Depremi olmak üzere birçok deprem afetiyle ilgili raporda kiriş tipi düzenlemesi nin kirişin düşme başlangıç noktasının bulunmasında etkili olduğu rapor edilmiştir. Yukarıda belirtildiği gibi Katayama metodunun ana hedefi köprü kirişinin düşme olasılığını değerlendirmektir. Kirişin bağlantı noktası hasarı ve ayakta çatlama gibi diğer tipteki hasarlar başka metodlar kullanılarak incelenmelidir. Bununla birlikte, bu metod bir ilk inceleme (first screening) olarak kullanılarak yüksek riske sahip köprülerin de işaret edilmesi gereklidir. Bu metodun istatistiki analizi faylanmanın yol açtığı toprak kayması yada faylanma durumu altındaki zemin yüzeyi deplasmanı sonucu oluşan hasar örneklerini içermemektedir. Eğer faylanma olasılığına ilişkin belirgin ipuçları varsa diğer bir inceleme yapılması gereklidir Tartışmalı noktanın belirtilmesi Yüksek düşme olasılıklı: 30 puandan yüksek olarak hesaplanan köprü sayısı 20 dir. Bununla birlikte her bir köprü için ayrıntılı açıklama yapılması gereklidir, aynı zamanda İstanbul un köprülerinin özel durumları da açıklanmalıdır. Bundan dolayı aşağıda 5 örnek içinde bu gerekli açıklamalar tanımlanmıştır. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-75

76 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması (1) No.52 (Skor; 93.7) Bu köprünün hesaplama sonucu 93.7 ile en yüksek değeri göstermektedir, fakat bu örnekle ilgili olarak bazı açıklamalar yapmak gereklidir. Bu en yüksek katsayının elde edilmesinin skoru meydana gelmesinin nedeni bu köprüde basit kiriş ile sürekli kirişin birlikte kullanılmış olması ve ayak yüksekliğinin fazla olmasıdır. Fazla kütleye sahip olan sürekli kiriş ile daha hafif kütleye sahip basit kirişin birbirlerine çarpma olasılığı mevcuttur. Böylece sürekli kirişin basit kiriş üzerinde büyük etki oluşturması beklenebilir. Bundan dolayı bu temasın dikkatli bir şekilde incelenmesi gereklidir. Daha sonra üzerinde durulacak olan düşme önleyici alet bu durum için etkin olabilir. 9-76

77 Sonuç Raporu Ana Rapor (2) No.188 (Katsayı; 89.8)) Bu köprünün hesaplama sonucu katsayısı 89.8 dir. bu yüksek sayının nedeni köprüde basit kirişlerin kullanılmış olması ve ayak yüksekliğinin göreceli şekilde yüksek olmasıdır. Her bir kiriş temasıyla yer değitirmelerin artması ve sonucunda da kiriş düşmesi meydana gelebilir. (3) No.89 (Katsayı; 79.2) Bu köprünün hesaplama sonucu katsayı 79.2 dir. Bu yüksek katsayının nedeni köprüde basit kirişlerin kullanılmış olması ve ayak yüksekliğinin göreceli şekilde yüksek olmasıdır. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-77

78 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması (4) T5 (Katsayı; 62.0) Bu köprünün hesaplama sonucu katsayı 62.0 dır. bu yüksek skorun nedeni köprüde basit kirişlerin kullanılmış olmasıdır. Ek olarak ayak üzerindeki iki mesnet kirişin yüz yüze göreli yer değştirmesine yol açar. Bu tip mesnet durumu çok büyük göreli yer değiştirmesine neden olabilir, çünkü komşu ayakta iki mesnet bulunabilir ve bu da kirişin yüz yüze göreli yer değiştirmesine müsaade etmeyebilir. Köprünün bu iki çeşit yapı bölümü çok farklı doğal periyoda sahiptir ve bundan dolayı köprü kirişinde büyük göreli deplasman meydana gelebilir. Bununla birlikte alt taraftaki komşu yapılar, zemine bağlı olan ve bundan dolayı doğal periyodu o kadar uzun olmayan ayaklardır. Katayama metodunda ciddi olarak değerlendirilen bu tip istisnalar birkaç tanedir fakat bu çeşit mesnet tipi durumu uyarılması gereken durumlardır. (5) No.57 (Katsayı; 59.9) The evaluated result of this bridge is The reason why this bridge possesses the high value is that this bridge is composed of simple beam of the girder and that pier is comparatively high. The collision between each girder can cause contingent boost of displacement and falling-off of the girder. Bu köprünün hesaplama sonucu skoru 59.9 dur. Bu yüksek skorun nedeni köprüde basit kirişlerin kullanılmış olması ve ayak yüksekliğinin göreceli şekilde yüksek olmasıdır. Her bir kiriş temasıyla deplasmanların artması ve sonucunda da kiriş düşmesi meydana gelebilir. 9-78

79 Sonuç Raporu Ana Rapor Bununla birlikte kiriş ucu ile ayak yüzü arasındaki boşluk göreceli olarak geniştir, ve bundan dolayı bu bölümde temas olmayabilir. Bu Çalışmada her bir kiriş ile köprü ayağı arasındaki boşluk tanımlanamamıştır. Eğer boşluk kabul edilebilir şekilde muhafaza edilmiş ise temas /çarpışma engellenebilir. Minimum oturma genişliği dikkate alınırsa, genişlik kabul edilebilir şekilde korunduğunda kirişin düşme problemi ortadan kaldırılabilir. Sonuç olarak bu köprü için komşu kirişleri birbirine bağlayan bazı düşme önleyici aletlerin tartışılması gereklidir Deprem Dayanırlığını Arttırma Konusunda Öneriler (1) Temel Nokta Köprü ve bina projelendirme arasında temel prensipler aynı olsa da bazı pratik farklılıklar olabilir. Farlılığın nedenleri şunlardır; 1) Binaların çoğunun şahıslara ait olmasına karşın köprüler kamu malıdır. 2) Kurtarma operasyonlarında ve şehrin yeniden inşasında köprülerden çok yüksek derecede kullanılabilir olması beklenir. 3) Köprülerin deprem dayanırlığı proje ile garanti altına alınmış olmalıdır. Yukarıdaki noktaları dikkate alarak bina projesinden farklı olarak köprüler için ayrı tedbirlere ihtiyaç vardır. Hedeflenen deprem şiddetinin nasıl belirleneceği dikkate alınacak olursa yöntem bina projeleri için olan ile aynıdır İzmit depreminde İstanbul daki deprem şiddeti. Deprem dayanım proje yönetmeliğinde öngörülmüş olan deprem şiddeti; gelecek 50 yıl içerisinde bu depremden büyük bir deprem olma olasılığı yaklaşık %10 dur. Senaryo depremin deprem şiddeti; bu İstanbul için beklenebilecek en büyük depremdir. Yukarıda bahsedilen deprem şiddetlerine karşı ne kadar hasarı kontrol edebileceğimiz de aşağıdaki gibidir; Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-79

80 Türkiye Cumhuriyeti İstanbul İli Sismik Mikro-Bölgeleme Dahil Afet Önleme/Azaltma Temel Planı Çalışması a) Yapıyı tam kapasite ile çalışır halde tutabilmek, b) Yapıyı temel olarak çalışır tutabilmek. Kaçınılmaz olarak hasar meydana gelirse derhal onarılmalıdır. (1 yada 2 günde). Elastik projelendirme metodu uygulanabilir. c) Köprünün aşırı redüksiyonu önlenerek hasar kontrol edilmelidir. Yapının bazı kısımlarında bir kısım deformasyona müsade edilse de yeterli süneklilik korunmalıdır. Bu tip projelendirme metoduna Kapasite Projelendirmesi denir. Bu metodda yapı modeli içine bazı plastik aks noktaları belirlenir, daha sonra tüm yapının stabilitesi ve deplasman tartışılır. Tablo de deprem şiddeti ile önlemler arasında bazı kabul edilebilir uygunluklar seçilmiştir. Tablo Deprem şiddetine uygun önlem 1- Sık Deprem Meydana Gelme Durumu 2- Arada Sırada Deprem Meydana Gelme Durumu 3- Çok Nadir Deprem Meydana Gelme Durumu a) Tam Kullanılabilir Durumda Deprem Performans Seviyesi b) Kullanılabilir Durumda Onarım Gerekli Lineer Dizayn c) Komple Yıkımı Önlemek Kapasite Dizaynı Eğer köprü Tablo de Çok Nadir Deprem olarak gösterilmiş olan deprem dikkate alınarak planlanırsa, yanlızca kuvvetlendirmek etkili değildir. Sismik izolasyon yada dinamik yapı kontrolünün etkin çözüm sağladığı durumlar olabilir. Bununla birlikte aletlerin yüksek fiyatlarından dolayı, maliyet performansını dikkate alan bazı çözümler tartışılmalıdır. Sismik izolasyon aletinin bir örneği olan Kurşun kavuçuk mesnet Şekil de gösterilmiştir. 9-80

81 Sonuç Raporu Ana Rapor Kesme- Kuvveti Analiz Deney Kesme-gerilmesi Şekil Sismik İzolasyon Aletinin bir Örneği Kurşun kavuçuk mesnet (2) Proje önlemleri Temel olarak her köprünün çizimleri ve özelliklerini, ilgili otorite tarafından korunmalıdır ve bunlar köprüler için mevcut deprem dayanım tasarım koduna uygun olmalıdır. Bu amaçla köprüler için uygun proje yönetmeliği tartışılmalı ve oluşturulmalıdır zira henüz Türkiye de köprü pratik proje kurallarını içeren yönetmelik mevcut değildir. Ayrıntılı projeler eksikliği önceden meydana gelmiş birçok afette bildirilmiş olduğu gibi ciddi hasarlara neden olabilir. Kısım 9:Kentsel Hasar Görebilirlik Hesaplaması 9-81