2. SAFHA MÜHENDİSLİK ÇALIŞMALARINDA YAPI STOKLARININ DEPREM GÜVENLİĞİNİN BELİRLENMESİ: KADEMELİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ AMAÇ

Transkript

1 FATİH İLÇESİNİN DEPREME KARŞI GÜVENLİ KILINMASI KAPSAMINDA YENİDEN YAPILANDIRMA, REHABİLİTASYON VE GÜÇLENDİRME PROJELERİNİ YÖNLENDİREN KENTSEL DÖNÜŞÜM PLANLAMA VE YEREL EYLEM PLAN VE PROJELERİNİN HAZIRLANMASI İŞİ 2. SAFHA MÜHENDİSLİK ÇALIŞMALARINDA YAPI STOKLARININ DEPREM GÜVENLİĞİNİN BELİRLENMESİ: KADEMELİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ AMAÇ 17 Ağustos 1999 Marmara depreminden sonra Amerikan Jeolojik Araştırmalar Kurumu (USGS), Aykut Barka ile birlikte İstanbul u etkilemesi beklenen büyük depremin meydana gelme olasılığı üzerine bir çalışma yürütmüştür yılında Science dergisinde yayınlanan çalışmanın sonuçlarına göre İstanbul u şiddetle sarsabilecek bir depremin gelecek 30 yılda olma olasılığı %62, gelecek 10 yılda olma olasılığı ise %32 olarak hesaplanmıştır. İlk on yıllık öngörünün 6 yılı depremsiz geçtiğine göre bu hesapların revize edilmesi gerekebilir, ancak yeni hesaplar 30 yıllık olasılık tahminini pek az etkileyecektir. İstanbul a en büyük etkiyi yapacak depremin Marmara denizini doğu-batı yönünde kateden fayın kırılması sonucu meydana geleceğini biliyoruz. En son 1766 yılının Mayıs ayında bu fayın Yalova-Adalar- Çekmece hattındaki bölümü 7.2 büyüklüğünde bir depremle, aynı yılın Ağustos ayında Çekmece-Tekirdağ-Şarköy hattındaki bölümü ise 7.6 büyüklüğünde bir depremle kırıldı. Daha sonra 1912 Şarköy depreminde Marmara fayının Tekirdağ-Şarköy arasında kalan batı bölümü tekrar kırıldı. Ancak fayın İstanbul un güneyinden geçen ve Marmara yı boydan boya kateden uzun bölümü 228 yıldır sessiz ve iki asrı aşan bu süre, yakın gelecekte İstanbul da 7 büyüklüğünün üzerinde bir deprem oluşturmaya rahatlıkla yeterli Marmara depreminden bir yıl sonra Japon Uluslararası İşbirliği Teşkilatı (JICA) İstanbul Büyükşehir Belediyesi ile birlikte çok önemli bir deprem kayıp tahmini çalışması başlattı ve sonuçlarını 2002 yılında kapsamlı bir raporla açıkladı. Bu çalışmada önce Marmara fayı üzerinde 1766 depremine benzer 7.5 büyüklüğünde bir senaryo depremi sanal

2 olarak üretildi. Sanal depremin etkisi faydan uzaklık ve zemin özelliklerinin ortalama değerleri esas alınarak İstanbul un tüm mahallelerine taşındı. Daha sonra her mahalledeki yapı sayısı ve nüfus göz önüne alınarak ve geçmiş depremlerdeki hasar-can kaybı istatistikleri kullanılarak kayıp tahminleri yapıldı. İstanbul genelinde 60,000 civarında binada ağır hasar veya topyekun göçme ve buna bağlı olarak 63,000 can kaybı ve 120,000 ağır yaralanma olacağı hesaplandı. Deprem zararlarının en fazla yoğunlaşacağı ilçelerin Adalar, Fatih, Eminönü, Zeytinburnu, Bakırköy, Bahçelievler, Avcılar, Büyükçekmece, Bayrampaşa ve Güngören olacağı belirlendi. Senaryo depremi için yapılan kayıp tahminlerinde bu ilçelerde ağır hasar görecek binaların oranı yüzde 10 u, can kaybı oranı ise yüzde biri aşıyor. Ancak sonuçlar ilçelerdeki her mahalle için ortalama değerler olarak verilebildiğinden ancak bir risk önceliği sıralaması yapabilmemizi sağlamaktadır. JICA kayıp tahmini projesi, beklenen İstanbul depreminde meydana gelebilecek kayıpların kabul edilemez düzeyde olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bunun üzerine İstanbul Büyükşehir Belediyesi 2003 yılında İstanbul Deprem Master Planı çalışmalarını başlattı. Dört üniversitenin (ODTÜ, İTÜ, YTÜ, BÜ) hazırladığı ve 2003 yılı sonunda tamamlanan Masterplan da, İstanbul da mevcut deprem risklerinin azaltılması için uygulanması gerekli yöntemler alternatifli olarak geliştirildi. İstanbul Deprem Master Planı, deprem risklerinin yapı ölçeğinde belirlenmesini sağlayan mühendislik yöntemlerini, ekonomik yapı güçlendirme tekniklerini, kentsel dönüşüm ve yenilemeyi içeren planlama yöntemlerini, finansman modellerini, halkın bilgilendirilmesi ve toplum katılımı yöntemlerini bütünlük içerisinde açıklayan kapsamlı bir yol haritasıdır. Masterplan da önerilen çeşitli yöntemlerin İstanbul un tümüne uygulanabilir duruma gelmesi için, ince ayarlarının pilot uygulamalarla yapılması, kalibre edilmesi öngörülmüştür. İstanbul Büyükşehir Belediyesi pilot uygulama alanı olarak Zeytinburnu ilçesini seçti ve Zeytinburnu Pilot Projesi 2004 yılı başında başladı. Kasım 2004 de mühendislik çalışmalarının ilk sonuçları elde edildi. Bu çalışmalarda Boğaziçi Üniversitesi ve Yıldız Teknik Üniversitesi tarafından hazırlanan Zeytinburnu zemin ve deprem tehlike haritaları esas alındı. Binaların deprem risklerinin belirlenmesi için masterplanda öngörüldüğü gibi kademeli değerlendirme yöntemleri kullanıldı. Kısaca Zeytinburnu Pilot Projeden bahsetmek gerekirse: 1. kademe değerlendirmede iki farklı yaklaşımla ODTÜ ve Boğaziçi Üniversiteleri ne data sağlanmıştır. Bunun için Zeytinburnu nda bulunan tüm binalar, sokaktan gözlenebilen özellikleri kullanılarak değerlendirilmiştir.

3 2. kademe değerlendirmede YTÜ ve BÜ birlikte hareket etme kararını almış olduğundan, yöntem olarak 2. kademede üç farklı yöntemle değerlendirme yapılmıştır. Bunlar; Artımsal Tepki Spektrumu Yöntemi (BÜ), İstatistiksel Hasar İndeksi Yöntemi (ODTÜ), ve Deprem Güvenliği Tarama Yöntemi dir (İTÜ). Veri derleme formunda tüm danışman grupların binalardan toplamak istedikleri bilgilere yer verilmiştir. Ayrıca binaların zemin kat röleveleri, yine tüm danışman grupların yöntemleri için gerekli bilgileri içerecek şekilde alınmıştır. Bu değerlendirmeler neticesinde, İTÜ, BÜ, YTÜ VE ODTÜ danışmanları kendilerine gönderilen verileri değerlendirerek neticeleri bildirmişlerdir. BÜ-YTÜ grubu Zeytinburnu nda bulunan tüm yapıların rölevesinin alınması gerektiğini, ancak bu şekilde binaların deprem performanslarına karar verilebileceğini savunarak tek kademeli bir yöntemi benimsemiştir. Önerilen yöntemi kalibre etmek amacıyla 4, 5, 6, 7 katlı binalardan her kat grubuna ait düzgün çerçeveye sahip 6 şar adet olmak üzere toplam 24 adet binaya örnek itme analizi uygulamıştır. Zeytinburnu Pilot Projesi mühendislik çalışmalarının temel amacı, öncelikle İstanbul depremi sırasında Zeytinburnu nda yıkılma ve can kaybına neden olma olasılığı çok yüksek olan binaların adreslerini tespit etmektir. Can kayıplarının önlenmesi için alınacak tedbirlere ancak bu tehlikeli binaların belirlenmesinden sonra karar verilebilecektir. Okullar, hastaneler ve önemli kamu binaları bu incelemenin dışındadır, zira bu tür binalar paralel olarak yürütülen diğer projeler kapsamında incelenmekte ve gerekli olanlar güçlendirme programına alınmaktadır. Zeytinburnu Pilot Proje çalışmasında 1. kademede Zeytinburnu ndaki 15,700 binanın tümü, önceden eğitilmiş ekiplerin uyguladığı sokaktan tarama sistemi ile incelenmiştir. Her bina için derlenen zemin durumu, deprem tehlikesi, kat sayısı, bina inşaat kalitesi, yumuşak kat ve diğer düzensizliklerin yarattığı zayıflıklar birlikte değerlendirmiş ve 3,256 binanın depremde muhtemel yıkılma riskine sahip olabileceği ODTÜ yöntemi ile belirlenmiştir. Bu sonuç birinci kademe sınavından geçen diğer 12,444 binanın yeterli deprem güvenliğine sahip olduğunu göstermez. Sadece depremde yıkılarak can kaybına neden olma risklerinin düşük olduğunu söyler. Ancak pek çoğunun çeşitli derecelerde hasar görmesi kaçınılmazdır. İkinci kademede bina içine girilerek bilgi toplanmıştır. Bina içine giren ekipler yaklaşık yarım günlük bir çalışma sonucunda binanın taşıyıcı sistem planını hazırlamışlar, yapısal zayıflıklarını ve kusurlarını belirlemişler, korozyona uğramış elemanlarını saptamışlar, coğrafi koordinatlarını ölçmüşler ve dijital fotoğraflarını çekmişlerdir. Bu bilgiler bilgisayar

4 ortamında bina simülasyon modellerine dönüştürülmüş ve her bina için önceden belirlenmiş olan deprem etkisi altında binaların deprem performansları hesaplanmıştır. Bu aşamada 3,256 binaya ek olarak BÜ ve YTÜ grubu rastgele seçtikleri 1000 bina ilave edilmiştir. Sonuç olarak Zeytinburnu Pilot Proje de ikinci kademe röleve çalışmaları 4256 binaya uygulanmıştır. Fakat gerek bu çalışmanın yaz mevsiminde yapılmasından dolayı bina sakinlerinin evlerinde bulunmamaları, gerekse evlerine girilmesine müsaade etmeyen bina sakinlerinin olmasından sebep yaklaşık 1000 adet binadan veri ve röleve alınamamıştır. Rölevesi alınabilen binalardan İTÜ, BÜ-YTÜ 2375 binayı incelemiştir. İTÜ HASARLI 2375 HASARSIZ 105 BÜ-YTÜ AĞIR HASAR 544 GÖÇME 524 ORTA HASAR 1110 HAFİF HASAR 384 ODTÜ 3041 binayı incelemiştir GÜVENSİZ YAPI 2001 ARA BÖLGE 742 GÜVENLİ YAPI 208 Sonuçlarını raporlayarak teslim etmişlerdir. Üçüncü Kademede ODTÜ ikinci kademeden gelen binalara ek olarak bu aşamaya doğrudan katılan binalarla birlikte incelenen 2300 binadan 2274 binanın beton bilgileri ve donatı bilgileri alınmış ve bu bilgilerle mevcut yönetmeliklere göre binaların analizleri yapılarak raporlanmışlardır. Bu binalara ek olarak 21 adet yığma yapı da güvensiz olarak belirlenmiştir. İTÜ- BÜ-YTÜ grupları ise bu aşamada 37 bina incelemişler ve 37 binayı da güvensiz bulduklarını raporlamışlardır. Kademeli değerlendirmenin 3. aşamasına doğrudan katılan yapılarda tüm kat röleveleri projelerinden kontrol edilerek mevcut hale göre alınmıştır. Bu yapıların donatı ve beton bilgileri de alınarak analizleri yapılmıştır. Zeytinburnu pilot projesinden elde edinilen deneyimlerle İDMP ye göre deprem zararlarının en fazla yoğunlaşacağı ilçelerden Fatih ilçesinde de, depremin oluşabilecek

5 zararlarını azaltma ve depreme karşı güvenli kılınması kapsamında yeniden yapılandırma, rehabilitasyon ve güçlendirme projelerini yönlendiren kentsel dönüşüm planlaması ve yerel eylem plan ve projelerinin hazırlanması işine başlanmıştır. Burada amaç, Zeytinburnu Pilot Projesi nde ve İstanbul genelinde uygulanması planlanan tüm deprem projelerinde olacağı gibi, olması muhtemel bir İstanbul depremi sırasında yıkılma ve can kaybına neden olma olasılığı çok yüksek olan binaların adreslerini tespit etmek ve bu yapıların risklerinin azaltılması için gerekli önlemlerin alınmasını sağlamaktır. KAPSAM İDMP de önerilen ve ZPP kapsamında kullanılan yapı deprem güvenliği değerlendirme metotlarından ODTÜ nün yöntemi olan KADEMELİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ ile Fatih ilçesine ait 69 mahallede bulunan mevcut yapıların deprem performansları belirlenecektir. Yapılan bütün çalışmalar Coğrafik Bilgi Sistemine (CBS) aktarılacaktır. Kademeli değerlendirme yönteminin uygulanmasının üç temel nedeni vardır. Bunlardan birincisi, bu yöntemin Düzce deprem sonrasında yaklaşık 500 benzer ancak hasarlı binada denenmiş ve kalibre edilmiş olmasıdır. İkincisi, inceleme konusu olan binaların çok olmasıdır. Üçüncüsü ise binaların büyük çoğunluğunun projelerinin olmaması veya mühendislik hizmeti görmemiş olmalarıdır. Kademeli değerlendirme yöntemine esas olacak yapılar hakkında genel bilgiler İstanbul Büyükşehir Belediyesi Planlama ve İmar müdürlüğü nden elde edilmiştir. Bu bilgiler arazi çalışmalarının planlanabilmesi ve binaların güncelleştirilmesi için gerekmektedir. Planlama müdürlüğünden alınan veriler ışığında, bina türlerinin mahalle bazında dağılımları oluşturulmuştur. Fatih ilçesinde altmış dokuz (69) adet mahalle mevcuttur. Bu mahallelerdeki bina sayıları aşağıda verilmektedir.

6 YAPI CİNSLERİ MAHALLE BETONARME YIĞMA AHŞAP DİĞER BELİRLENEMEYEN TOPLAM ABDİ ÇELEBİ ABDİ SUBAŞI ALİ FAKİH ARABACI BEYAZIT ARPA EMİNİ ATİK MUSTAFA PAŞA AVCI BEY BABAHASAN ALEMİ BALAT KARABAŞ BEYAZIT AĞA BEYCEĞİZ CAMBAZİYE CERRAHPAŞA ÇAKIRAĞA DAVUTPAŞA DENİZ ABDAL DERVİŞ ALİ EREĞLİ FATMA SULTAN GURABA HÜSEYİN AĞA HACI EVHADDİN HACI HAMZA HACI HÜSEYİN AĞA HAMAMİ MUHİTTİN HARACÇI KARAMEHMET HASAN HALİFE HATİCE SULTAN HATİP MUSLUHİTTİN HAYDAR HIZIR ÇAVUŞ HOCA ÜVEYZ HÜSAMBEY İBRAHİM ÇAVUŞ İMRAHOR İNEBEY İSKENDERPAŞA KARİYE-İ ATİK KASAP DEMİRHUN KASAP İLYAS KASIM GÜNANİ KATİP MUSLUHİTTİN KEÇECİ KARABAŞ KEÇİ HATUN KIRKÇEŞME

7 KİRMASTİ KOCA DEDE KOCA MUSTAFAPAŞA KÜÇÜK MUSTAFAPAŞA KÜRKÇÜBAŞI MELEK HATUN MİMAR SİNAN MOLLA AŞKI MOLLA ŞEREF MUHTESİP İSKENDER MURATPAŞA MÜFTÜ ALİ NESLİŞAH NEVBAHAR ÖRDEK KASAP SANCAKTAR HAYRETTİN SEYİT ÖMER SİNANAĞA SOFULAR ŞEYHRESMİ TAHTA MİNARE TEVKİİ CAFER UZUN YUSUF VELEDİ KARABAŞ YALI TOPLAM Kademeli değerlendirme yönteminde her kademe değişiminde kullanılan yöntemin ayrıntılılığı da artmakta, bununla birlikte bu yöntemle incelenecek olan bina sayısında bir azalma hedeflenmektedir. Bilindiği gibi kullanılan yöntemin ayrıntılı olması elde edilecek sonuçlara olan güveni arttıracaktır.

8 KADEMELİ DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ BİRİNCİ KADEME DEĞERLENDİRME ( sokak taraması) Bu bilgilerin derlenmesinde, Zeytinburnu Pilot Projesi nde kullanılan veri formuna ilave olarak, serbest kat bilgileri, bitişik binalarla seviye farkı, tarihi binalar ile bitişik mi şeklinde soruları da içeren idarenin de onayladığı yeni bir veri derleme formu kullanılmıştır. Veri derleme formları aşağıdaki 3 yapı tipi için de ayrı ayrı oluşturulmuştur. 1. Betonarme binalar ( 1-7 kat) (Şekil 1) 2. Yığma / karma binalar (1-5 kat) (Şekil 2) 3. Ahşap binalar (Şekil 3) Bu aşamada binaların kimlik bilgileri alınmakta ve binalara ait sokaktan belirlenebilen görsel özellikler, betonarme binalar için kat adedi, yumuşak/zayıf kat, kısa kolon, ağır çıkmalar, görüne yapı kalitesi gibi özelliklerin yanında bölgenin depremselliği ve zemin özellikleri, yığma yapılar için ise betonarme için sayılan özelliklerin bir kısmına ek olarak duvar boşluk oranı ve duvar boşluk düzeni gibi taşıyıcı duvar bilgilerini içeren yapısal özellikler kullanılarak binaların deprem performans puanları hesaplanmaktadır. Bu puanlar deprem sonrası gözlenen bina hasarları üzerine kurulan bir bağıntı yardımıyla belirlenmektedir. Aşağıdaki paragraflarda birinci kademe değerlendirmesi için yapılacak olan saha çalışmasında gözlenecek yapı parametreleri, bu parametrelerin yapı deprem riskine etkisi, gözlemci tarafından her parametreye verilecek değerler ve değerlendirme yönteminin esasları açıklanmaktadır.

9 Şekil 1

10 Şekil 2

11 Şekil 3

12 BETONARME YAPILAR Serbest Kat Adedi Serbest olarak titreşen düşey elemanlara sahip katların toplamıdır. Kademeli binalarda, en fazla serbest (tutulmamış) kat adedinin olduğu kısım geçerlidir. Çatı katı, bodrum veya ara kat varsa, tam kat olarak kat adedine eklenecektir Kocaeli ve Düzce depremleri sonrasında yapılan gözlemler, betonarme binalarda kat adedi ile bina hasarı arasında neredeyse doğrusal bir ilişki olduğunu ortaya çıkarmıştır. Esasında deprem yönetmeliklerine uygun yapılmış binalarda böyle bir ilişki beklenmez. Binalarda kat adedinin, dolayısıyla kütlenin ve kütle etki kolunun artmasıyla deprem kuvvetleri artmaktadır. Eğer bu artışa oranlı dayanım sağlanmamışsa bina doğal olarak hasar görür. Ülkemizdeki mevcut yapıların çoğu uygun deprem tasarımına sahip olmadığından, kat adedi arttıkça hasar oranı da genelde artmaktadır. Yumuşak Kat Bir katın rijitlik ve dayanımının diğer katlara oranla belirgin şekilde az olması yumuşak kat meydana getirir. Genellikle cadde veya sokak seviyesindeki zemin katın ticari amaçla düzenlenmesi ile ortaya çıkar. Bu amaçla zemin kat diğer katlardan daha yüksek yapılır ve hem ön cephedeki, hem de iç açıklıklardaki bölme duvarlar kaldırılır. Yumuşak katlar sokaktan kolayca gözlenebilir. Giriş katı dükkan, üst katları konut olan apartman tipi binalar en genel örnektir. Ağır Çıkmalar Çok katlı betonarme binalarda, çerçeve sisteminin dışında düzenlenen geniş balkonlar veya çıkmalar düzensizlik yaratır. Çıkmaların olduğu katlarda dış çerçeveler sürekliliğini kaybeder, tam taşıyıcı çerçeve oluşumu sağlanamaz. İmar Yönetmeliği ne göre zemin katta çekme yapılan binalar da bu gruba girmektedir. Geçmiş depremlerde ağır çıkması olan binalar, düzgün cepheli binalara oranla daha fazla hasar görmüşlerdir. Görünen Yapı Kalitesi Binanın yapımındaki işçilik ve malzeme kalitesi ile bakımına gösterilen özen, mevcut kalitesini yansıtır. Eğitilmiş bir gözlemci, binanın görünen kalitesini iyi, orta (vasat) veya kötü olarak sınıflayabilir, ancak bu konuda hangi hususlara dikkat edeceğini iyi bilmelidir.

13 Yapı kalitesi ile hasar riski arasında çok yakın ilişki vardır. Zira görünen kalitesi iyi olmayan bir binanın malzeme dayanımı da beklenenden düşük olacaktır. Kısa Kolon Betonarme binalarda, genellikle gözlenebilen dış cephelerde kısa kolon oluşabilir. Çerçevelerin yarım yükseklikte bölme duvarlarla doldurulması, bant pencere oluşturulması kısa kolon oluşumunun baslıca nedenleridir. Kısa kolonlar depremde çoğunlukla ağır hasar görürler. Çarpışma Etkisi Bitişik durumdaki binalar için geçerlidir. Eğer bitişik durumdaki binaların kat adetleri farklıysa ve döşeme seviyeleri de farklıysa, çarpışma etkisi ortaya çıkar. Sadece döşeme seviyelerinin farklı olması da çarpışma etkisi yaratmaya yeterli olabilir. Çarpışan binaların üst katları daha fazla hasar görür. Farklı yükseklikteki bitişik binaların çarpışması ara kat çökmelerine neden olabilmektedir. Çarpışmadan en fazla blok ucundki binalar etkilenir. Yerel Zemin Koşulları ve Deprem Etkisi Yapıların deprem sırasında maruz kaldıkları yer sarsıntısının şiddeti en fazla yapının faya uzaklığı ve üzerinde bulunduğu yerel zeminin özelliklerine bağlıdır. Deprem tehlikesinin mikro bölge ölçeğinde haritalanması bu iki değişkeni de içerecek şekilde yapılır. JICA-IBB raporunda da deprem tehlikesi maksimum yer ivmesi (PGA) ve maksimum yer hızı (PGV) olarak tanımlanmış ve haritalanmıştır. Maksimum yer hızı yerel zemin özelliklerini genellikle çok iyi yansıtır. Büyük depremlerde meydana gelen yapısal hasarın en fazla maksimum yer hızı ile bağlantılı olduğu bilinmektedir. Maksimum yer hızı haritası zemin sınıfları göz önüne alınarak hazırlandığı için doğrudan deprem etkisini ve zemin koşullarının etkisini yansıtabilmektedir. Maksimum yer hızı kademelerine göre İstanbul üç farklı tehlike bölgesine ayrılmıştır. Hız Bölgesi I : PGV > 60 cm/s Hız Bölgesi II: 40 < PGV < 60 cm/s Hız Bölgesi III: 20< PGV < 40 cm/s Deprem tehlikesini maksimum yer hızı (PGV) ile ifade etmenin en büyük etkisi Adalar da görülmektedir. Kayalık yapıda olan Adalar Hız Bölgesi II dedir. Halbuki eğer

14 deprem tehlikesi maksimum yer ivmesi (PGA) ile ifade edilseydi Adalar en tehlikeli bölge olan bölge I de olacaktı. Tarihsel depremlerin Adalar da çok fazla hasar yapmadığı bilinmektedir Marmara Depremi bunun en son örneğidir. BİNA DEPREM PUANI Sokaktan gözlenen parametreleri elde edilen ve coğrafi koordinatları, dolayısıyla hangi hız bölgesinde olduğu bilinen 1-7 katlı betonarme bir binanın deprem puanı hesabı Tablo 1 e göre yapılacaktır. Bu tabloda önce binanın kat sayısı ve hız bölgesi ne göre bir artı puan verilmekte, daha sonra her olumsuzluk parametresi için puan azaltılmaktadır. Sonuçta elde edilen deprem performans puanı ne kadar düşükse binanın riski o kadar yüksek olmaktadır. Betonarme Binaların Deprem Puanlaması: 5 Bina deprem puanı= (hız bölgesi puanı)- ( olumsuzlukparametresi) x( olumsuzluk puanı) 1

15 Tablo 1. Betonarme binalarda deprem performans puanları Kat Adedi Hız Bölgesi I:PGV>60 Hız Bölgesi II:40<PGV<60 Hız Bölgesi III:PGV<40 Yumuşak Kat Ağır Çıkma Görünen Kalite Kısa Kolon Çarpısma Etkisi YIĞMA / KARMA YAPILAR Birinci kademe değerlendirmede yığma/karma binaların deprem güvenliği açısından sıralanması amacıyla kullanılan araç kırılganlık eğrileridir. Kırılganlık eğrileri, belirli bir yer hareketi parametresine bağlı olarak yapıda oluşabilecek hasar seviyesinin olasılık açısından elde edilmesini mümkün kılar. Bu amaçla değişik bina parametrelerine sahip 72 tane yığma ve karma bina sınıfı oluşturulacaktır. İncelenen bina, formdaki bilgiler ışığında kendisine en uygun sınıfa yerleştirilecek ve bu sınıfa ait kırılganlık eğrileri kullanılarak binanın deprem güvenliği ile ilgili bir yargıya varmak mümkün olacaktır. Daha önce yapılmış çalışmalar da göz önüne alınarak, yığma ve karma tip binaların sınıflandırılması dört ana parametreye göre yapılmıştır. Bu parametreler şu şekilde sıralanabilir:

16 1) Plan geometrisi 2) Kat adedi 3) Taşıyıcı duvar malzemesi dayanımı 4) Taşıyıcı duvar boşluk oranı ve düzensizliği Bu ana parametreler formda yer alan ve yukarıda adı geçmeyen bazı parametreleri de içermektedir. Plan geometrisi Yığma ve karma tip yapılarda bina geometrisi önemli bir parametre olarak ön plana çıkmaktadır. Planda düzensiz olan binalarda deprem etkisi düzenli olanlara göre daha ciddi boyutlara ulaşmaktadır. Bunun ana sebebi, düzensiz binalarda yer hareketi sonucu ortaya çıkan yanal kuvvetlerin duvar elemanlarına düzenli bir şekilde aktarılamaması ve bazı elemanların lokal olarak daha fazla zorlanmaya maruz kalmasıdır. Plan geometrisi ile ilgili kısım değerlendirme formunun en üstünde yer almaktadır. Burada en sık rastlanan beş değişik plan geometrisi şematik olarak gösterilmiştir. Zeytinburnu Projesi nden elde edilen bilgiler ışığında yığma ve karma tip binalarda en sık rastlanan plan geometrileri dikdörtgen, girintili ve aşırı düzensiz olanlardır. Daha az da olsa taşıyıcı eleman eksenlerinin paralel olmadığı bir plan düzensizliğini temsil eden yamuk geometrili yapılara ve L-şeklinde plan geometrisine sahip yapılara da rastlanmıştır. Plan geometrisi, yapı sınıflarının oluşturulması aşamasında şu şekilde değerlendirilmiştir: 1) R1 sınıfı (düzenli yapı tipi: dikdörtgen ve girintili geometri) 2) R2 sınıfı (düzensiz yapı tipi: yamuk, L-şeklinde veya aşırı düzensiz geometri) Bina plan boyutuna oranla çok büyük olmayan girinti ya da çıkıntılara sahip yapıların deprem sırasındaki performansının, dikdörtgen geometriye sahip yapılardan çok farklı olmadığı daha önce yapılan çalışmalarda tespit edilmiştir. Bu iki geometri tipi R1 sınıfını oluşturmaktadır. R2 sınıfı ise geriye kalan düzensiz yapı geometrilerini içermektedir. İncelemeyi yapan kişi, eğer incelediği bina dışardan bakıldığında bu geometrilerden birine benziyorsa ilgili şeklin altını işaretleyecektir. Bina, formda verilen geometrilerin hiçbirine uymuyorsa, mevcut geometri sağ üst köşede yer alan noktalı alana basit olarak çizilmelidir.

17 Serbest Kat adedi: Yapısal olarak taşıyıcı duvar elemanlarına sahip yığma ve karma tip binalarda kat adedi deprem güvenliği açısından çok önemli bir parametredir. Bu sebepten dolayı 1975 ve 1998 Deprem Yönetmeliklerinde [1,2] 1. derece deprem bölgelerinde yapılacak yığma yapılar 2 kat ile, 2. ve 3. derece bölgelerde yapılacak yığma yapılar ise 3 kat ile sınırlandırılmıştır. Daha çok geleneksel yöntemlerle inşa edilen yığma yapıların 3 ve daha fazla katlı olması halinde deprem dayanımlarının yeterli olmayacağı düşünülmektedir. Geçmiş depremlerde her ne kadar yeterli sayıda 4 ve 5 katlı yığma bina üzerinde kapsamlı gözlem yapma imkanı olmamışsa da, 3 kattan yüksek yığma yapıların 1, 2 katlı yapılara göre daha fazla deprem riski taşıyacakları beklenmelidir. Kat adedi değerlendirme formunda serbest kat adedi olarak geçmektedir. Serbest kat adedi (n s ), serbest olarak titreşen düşey elemanlara sahip katların toplamı olarak tanımlanabilir. Kademeli binalarda ve değişik durumlarda serbest kat adedinin nasıl belirleneceği formun arkasına eklenmiş olan basit şekiller aracılığıyla açıklanmaktadır (Şekil 4). Şekilde kullanılan örnekler genellikle çok katlı betonarme yapılardan seçilmiş olsa da serbest kat adedinin tanımı hem betonarme hem de yığma binalar için aynıdır. Formda bodrum kat mevcudiyeti ile ilgili bir soru da ayrıca yer almaktadır. Yapı sınıflarının oluşturulması sırasında kat adedi aşağıdaki şekilde değerlendirilmiştir: 1) N1 sınıfı ( n s =1 olan yığma ya da karma tip yapılar), 2) N2 sınıfı ( n s =2 olan yığma ya da karma tip yapılar), 3) N3 sınıfı ( n s =3 olan yığma ya da karma tip yapılar). Zeytinburnu İlçesinden elde edilen veriler bazında 3 kattan yüksek yığma veya karma tip yapıların sayısı oldukça azdır. Ancak Fatih İlçesinde bundan farklı bir durumla karşılaşılırsa kat adedine göre bina sınıflamasında bazı değişiklikler yapılabilir.

18 ns = 6 ns = 6 n s = 5 ns = 5 ns = 5 Şekil 4. Serbest kat adedi (ns) ile ilgili değişik durumların irdelenmesi Taşıyıcı duvar malzemesi dayanımı Binaların sınıflandırılması için kullanılan bu ana parametre esasında formdaki iki farklı parametrenin birleştirilmesi ile oluşturulmuştur. Bu parametreler taşıyıcı duvar tipi ve binanın görünen kalitesidir. Değişik taşıyıcı duvar tipleri için kabul edilen ortalama basınç dayanımları ve bu değerlerin yapı kalitesine göre değişimi Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Taşıyıcı duvar tipi ve malzeme kalitesine göre ortalama basınç dayanımları Malzeme kalitesine göre basınç dayanım Taşıyıcı Duvar Tipi değerleri (MPa) İyi (Q1) Orta (Q2) Kötü (Q3) Harman Tuğlası (M1) Fabrika Tuğlası (M2) Taş, Briket ya da kerpiç (M3) 3 2 1

19 Formda yer alan taşıyıcı duvar tipleri, tablodan da görülebileceği gibi üç grupta toplanmıştır: M1 (dolu harman tuğlası için), M2 (boşluklu harman tuğlası için) ve M3 (taş, briket ya da kerpiç için). Bina görünen kalitesi ise aynen formda olduğu gibi göz önüne alınmıştır: Q1 (iyi), Q2 (orta) ve Q3 (kötü). Bu iki parametreyi kapsayan taşıyıcı duvar malzemesi dayanımı ise aşağıda belirtilen şekilde sınıflandırılmıştır: 1) D1 (ortalama basınç dayanımı 10 MPa) : M1-Q1 duvar tipi ve malzeme kalitesi kombinasyonunu içermektedir. Bu grup, iyi kalitede dolu harman tuğlası taşıyıcı duvarları temsil etmektedir. 2) D2 (ortalama basınç dayanımı 6.5 MPa) : M1-Q2 ve M2-Q1 duvar tipi ve malzeme kalitesi kombinasyonlarını içermektedir. Bu grup, iyi kalitede boşluklu fabrika tuğlası veya orta kalitede dolu harman tuğlası taşıyıcı duvarları temsil etmektedir. 3) D3 (ortalama basınç dayanımı 4 MPa) : M1-Q3 ve M2-Q2 ve M3-Q1 duvar tipi ve malzeme kalitesi kombinasyonlarını içermektedir. Bu grup, iyi kalitede kerpiç, taş ya da briket, orta kalitede boşluklu fabrika tuğlası veya kötü kalitede dolu harman tuğlası taşıyıcı duvarları temsil etmektedir. 4) D4 (ortalama basınç dayanımı 2 MPa) : M2-Q3 ve M3-Q2 ve M3-Q3 duvar tipi ve malzeme kalitesi kombinasyonlarını içermektedir. Bu grup, orta veya kötü kalitede kerpiç, taş ya da briket ve kötü kalitede boşluklu fabrika tuğlası taşıyıcı duvarları temsil etmektedir. Taşıyıcı duvar boşluk oranı ve düzensizliği Taşıyıcı duvar boşluk oranı ve düzensizliği, en çok alt-parametreyi içeren yığma ve karma tip yapı sınıflandırma parametresidir. Adından da anlaşılacağı gibi, göz önüne alınan parametreler taşıyıcı duvar boşluk miktarı, taşıyıcı duvar boşluk düzeni/düzensizliği ve de zayıf/yumuşak kat mevcudiyedi olarak sıralanabilir. Duvar boşluk miktarı ve düzeni ile ilgili kiterler belirlenirken Deprem Yönetmeliği [2] dikkate alınmıştır. Taşıyıcı duvarlar için Yönetmelikte yer alan kriterler aşağıda sıralanmıştır: 1) (Madde ) Planda birbirine dik doğrultuların her biri boyunca uzanan taşıyıcı duvarların, pencere ve kapı boşlukları hariç olmak üzere, toplam uzunluğunun brüt kat alanına (konsol döşemeler hariç) oranı (0.25 I) m/m 2 den daha az olmayacaktır (Şekil 5). l d A 0.25I

20 Deprem doğrultusu Şekil 5. Tipik yığma yapı planı Yukarıdaki eşitsizlikte yer alan l d, Şekil 6 daki taralı alanın uzunluğunu (metre cinsinden), A ise brüt kat alanını (m 2 cinsinden) ifade eder. Eşitsizliğin sağ tarafında yer alan I, Bina Önem Katsayısıdır ve proje kapsamında incelenen yığma ve karma tip yapıların büyük çoğunluğu konut amaçlı kullanıldığı için bu katsayı 1.0 olarak kabul edilmiştir. 2) (Madde ) Bina köşesine en yakın pencere veya kapı boşluğu ile bina köşesi arasında bırakılacak dolu duvar parçasının plandaki uzunluğu, birinci derece deprem bölgelerinde 1.5 m den az olmayacaktır. 3) (Madde ) Bina köşeleri dışında, pencere ve kapı boşlukları arasında kalan dolu duvar parçalarının plandaki uzunluğu, birinci derece deprem bölgelerinde 1.0 m den az olmayacaktır (Şekil 6). 4) (Madde ) Kapı ve pencere boşluklarının herbirinin plandaki uzunluğu 3.0 m den fazla olmayacaktır (Şekil 6). 5) (Madde ) Herhangi bir duvarın mesnetlenmemiş uzunluğu boyunca kapı ve pencere boşluklarının plandaki uzunluklarının toplamı, mesnetlenmemiş duvar uzunluğunun %40'ından fazla olmayacaktır (Şekil 6).

21 Şekil 6. Taşıyıcı duvarların toplam uzunluğu ile ilgili maddeyi açıklayan çizim Tüm bu kriterler göz önüne alınarak, yığma ve karma tip yapılarda boşluk miktarı ve düzeni için aşağıda belirtilen alt-sınıflar oluşturulmuştur: 1) (W1): Bu alt-sınıf için l d / A oranının değeri 0.30 (yönetmelik limitinin üzerinde), 2, 3, 4 ve 5 no lu kriterlerin hepsi sağlanıyor. 2) (W2): Bu alt-sınıf için l d / A oranının değeri 0.25 (yönetmelik limiti), 5 no lu kriter sağlanmıyor, 2 no lu kriter sınırda sağlanıyor., 3 ve 4 no lu kriterler ise sağlanıyor. 3) (W3): Bu alt-sınıf için l d / A oranının değeri 0.20 (yönetmelik limitinin altında), 2 ve 5 no lu kriter sağlanmıyor, 3 no lu kriter sınırda sağlanıyor., 4 no lu kriter ise sağlanıyor. İlk gözlemler ışığında, yumuşak kat oluşumunun Fatih İlçesindeki yığma ve karma tip yapılarda sık rastlanan bir durum olduğu belirlenmiştir. Birçok binanın alt katı ticari amaçla kullanılmakta ve bu sebepten dolayı bu kritik katın bir veya iki cephesinde taşıyıcı duvar miktarı bayağı azalmaktadır. Deprem güvenliği açısından büyük bir sorun teşkil eden bu sebepten dolayı, yumuşak kat oluşumu belirlenen yapılar diğer parametrelere bakılmaksızın doğrudan R2-W3 alt sınıfına aktarılacaktır. Bu alt sınıf kombinasyonu plan düzensizliği açısından en kritik olanıdır.