3 Şubat 22 Sultandağı ve Çay Depremleri Mühendislik Raporu ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Deprem Mühendisliği Araştırma Merkezi Polat Gülkan, Güney Özcebe, Haluk Sucuoğlu, Sadık Bakır, Önder Çetin, Tuğrul Tankut, Uğurhan Akyüz, Tolga Yılmaz, Aydın Peköz, Serhat Bayılı, Volkan Aydoğan, Mehmet Baran, Ufuk Yazgan 1. Giriş Afyon un Sultandağı, Çay, Bolvadin ilçeleri ile Eber ve Çobanlar beldelerinin yer aldığı Afyon-Sultandağı-Akşehir havzasında 3 Şubat 22 tarihinde art arda meydana gelen iki deprem 41 kişinin yaşamını yitirmesine ve çok sayıda binanın hasar görmesine neden olmuştur. Depremden sonra bölgede incelemeler yapan ODTÜ Deprem Mühendisliği Araştırma Merkezi ekibi depremi ve etkilerini mühendislik açısından değerlendirerek sunulan raporu hazırlamıştır. Elde edilen son verilere göre Sultandağı fayı üzerinde iki saat arayla iki ayrı deprem olmuştur (Şekil 2). Bu depremler, 15.12.2 tarihinde fayın Güneydoğu ucunda meydana gelen 6. büyüklüğündeki Akşehir depreminin devamıdır. 3 Şubat 22 de yerel saatle 9.11 de meydana gelen ilk depremin merkezi Sultandağı ilçesinin 1 km güneydoğusundadır ve büyüklüğü 6.5 dir. Bu depreme en yakın yerlişim olan Sultandağı ilçesi Sultandağı nın yamacındaki olumlu konumu nedeniyle depremden fazlaca etkilenmemiştir. İlk deprem Akşehir ve Eber gölleri kıyısındaki Eber beldesi ve Çay ilçesinde daha şiddetli hissedilmiştir. Aynı gün yerel saatle 11.26 da meydana gelen 6. büyüklüğündeki ikinci deprem ise Sultandağı fayının batı kesiminde Çay-Işıklar arasındaki bölümün kırılmasına neden olmuştur. Büyüklüğü daha az olmasına karşın ikinci deprem, yumuşak alüvyon zeminlerde kurulmuş olan Çay ın Kuzey bölümü, Çobanlar ve aynı hat üzerinde yerleşen köylerde daha fazla hasara neden olmuştur. Sultandağı depreminde hasar gören pek çok yapı iki saat sonra Çay depreminde yıkılmıştır. Sultandağı ve Çay depremleri, 1999 yılında meydana gelen ve tüm ülkeyi etkileyen Marmara ve Düzce depremlerinden sonra Türkiye de yaygın can ve mal kaybına neden olan ilk depremlerdir. Bu anlamda bu depremleri 1999 yılından sonra ülkemizde oluşmaya başlayan deprem olgusunun algılanması ve depremlere karşı alınan tedbirlerin hayata geçirilmesi bakımından değerlendirmek yararlı olacaktır. 2. Bölgenin Tektonik Yapısı ve Deprem Durumuna Kısa Bakış 3 Şubat 22 tarihinde meydana gelen depremlerin kaynağı olan Akşehir (veya Sultandağı) Fayı, Karaman-Konya çöküntüsünün güneybatı kenarını sınırlayan, KB-GD doğrultulu ve yaklaşık 11 km uzunluğunda önemli bir kırıktır. Daha çok Akşehir Fayı olarak adlandırılan bu kırık, güneydoğuda Beyşehir in kuzeyi ile kuzeybatıda Çay kasabası arasında sürekli ve topoğrafik olarak oldukça belirgin bir görünüş sunar. Kuzeydoğuya doğru dikçe eğimli olan fayın kuzey bloğu düşmekte olup, düşen blok üzerinde Akşehir ve Eber gölleri meydana gelmiştir. Faya asılı olarak kalmış taraçalar, asılı vadiler ve faya doğru eğimlenmiş alüvyon yelpazeleri fayın aktif olduğunu gösteren saha verileridir. 1
Şekil 1. Türkiye'deki aktif faylar ve 3 Şubat 22 Sultandağı Depremi Merkezi Çay merkezli 1 km yarıçaplı bir daire içinde 19 a kadar meydana gelen M > 6, bu tarihten sonra da günümüze kadar kaydedilen M > 5 depremler Şekil 2 de gösterilmektedir. Bölgede yakın zamanda 1 Ekim 1995 de Dinar da (M = 6.) ve 15 Aralık 2 de, episantrı yine Eber gölünün güney kıyılarında (M w =6.) olmak üzere, iki büyük deprem meydana gelmiştir. Şekil 2. Bölgenin sismotektonik haritası ve 3 Şubat 22 depremleri Dinar, Çay ilçesine 9 km mesafededir. Bölgede 1975 yılından bu yana devam eden sismik suskunluğun 1 Ekim 1995 Dinar depremi ile son bulması üzerine, yeni bir sismik aktivite döneminin başlıyor olabileceği öngörülmüştür (Demirtaş ve Yılmaz, 2
1999). Bu öngörüyü destekleyen Sultandağı ve Çay depremleri, Akşehir Fayının, güney doğuda Sultandağı ile kuzey batıda Işıklar Köyü arasında uzanan ve ilk belirlemelere göre 48 km olduğu rapor edilen (Koçyiğit, vd., 22) bölümünün yırtılması sonucu oluşmuştur. Artçı depremlerin fay boyunca gözlenen episantr dağılımı da bu gözlemi doğrulamaktadır. Saha gözlemleri, deprem öncesi tartışmalı olan fay niteliğinin (normal fay, veya bindirme fayı) kuzey eğimli normal bir hareket olduğunu göstermektedir. Kuzey blok aşağı düştüğüne göre hareketin normal faylanma olduğu anlaşılmaktadır. Doğudan batıya doğru Sultandağ ilçe merkezi, Eber gölü güney sahilindeki Oğuzhüyüğü tepe, Çay ilçesi ve Maltepe köyünde uzunlukları 1 m ile 3 km arasında değişen yüzey kırıkları gözlenmiştir (Koçyiğit, 22). Şekil 3-a Çay ilçe merkezinde düşey atım miktarının 25 cm olarak ölçüldüğü yüzey kırığını göstermektedir. Şekil 3-b ise bu noktadan bir kaç yüz metre batıda, yüzey kırığının genişliği 4 cm, düşey deplasmanın ise 1 cm mertebelerine düştüğü yerde alınmıştır. (a) (b) Şekil 3. Çay ilçe merkezinde fay kırığının gözlenen yüzey izleri Yer hareketinin oldukça şiddetli hissedildiği Bolvadin, geniş akarsu çökelleri üzerinde yer almaktadır. Bölgede 1911, 1914 ve 1946 tarihlerinde burada hasar yaratacak depremler meydana gelmiştir (Pınar, N., ve E. Lahn, 1952). Aynı tarihler Çay için de verilmektedir, ancak yine bu kaynakta (Pınar, N., ve E. Lahn, 1952) bu depremler hakkında daha fazla bilgi verilmemektedir. 3. Bölgenin Genel Jeolojik Yapısı Bölgenin zeminini oluşturan kaya birimlerinin stratigrafik tanımı şöyledir: Afyon-Sultandağı-Akşehir çöküntüsü, Mezozoik -bir başka değişle Neojen öncesiyaşlı mermer ve metamorfik kayaçlar üzerinde gelişmiştir (Şekil 4). Çöküntüyü Neojen yaşlı ve Pliyo-Kuvaterner kayalar ve Kuvaterner yaşlı, gevşek - tam anlamı ile tutturulmamış çökeller doldurur (Koçyiğit,vd., 2) (Şekil 4 ve 5). Neojen yaşlı birimler tabanda çakıltaşları ile başlar, kumtaşı-silttaşı-çamurtaşı ve yer yer kömürlü düzeyler de içeren algli kireçtaşları ile devam eden istiften oluşur. Neojen birimlerinin kalınlığı 3 metreden fazladır. Neojen birimleri uyumsuzluk ile üzerleyen Pliyo- Kuvaterner kaya toplulukları, ağırlıklı olarak çoktür bileşenli çakıltaşlarından ve 3
bunlarla yer yer geçişli olduğu öngörülen gölsel çamurtaşlarından - killi kireçtaşlarından oluşur. Pliyo-Kuvaterner birimlerin kalınlığı 57 metre çivarıdır (Koçyiğit, vd., 2). Bugünkü çöküntüyü meydana getiren ve pek çok yerleşimin üzerinde yer aldığı Kuvaterner birimler ise alüvyon, alüvyon konisi, yamaç molozları ve gölsel çökellerden oluşan gevşek-tam anlamı ile tutturulmamış, su ile doygun çökellerden oluşur. Bu birimlerin kalınlığı yer yer 1 metreyi bulur (Çuhadır, 1977). Alüvyon konileri Afyon-Sultandağı-Akşehir hattı üzerinde yani çöküntünün batı kenarlarında yaygın olarak yer alır (Şekil 5). Şekil 4. Afyon-Sultandağ-Akşehir bölgesinin jeoloji haritası (1: 5, ölçekli MTA Ankara paftasından ve Koçyiğit 1984 ten sadeleştirilerek alınmıştır) Şekil 5. Sultandağı yöresinin stratigrafisi (Koçyiğit ve diğerleri, 2) 4
4. Geoteknik Değerlendirmeler 3 Şubat 22 Sultandağı ve Çay depremleri sonrası Bolvadin, Çay, Eber, Sultandağı yöresinde geoteknik amaçlı arazi incelemeleri yapılmıştır. Bu çalışmalarda elde edilen geoteknik gözlemler ve ilişkin ön değerlendirmeler aşağıda yer almaktadır. 3 Şubat 22 Sultandağı ve Çay depremlerinde gözlenen yapısal hasar, Sultandağı ve Çay ilçeleri arasında, Sultandağı çöküntü havzasının güneybatı sınırını belirleyen Sultandağları yamaçlarına 1 2 km mesafe içerisinde yer alan bir şerit üzerinde çok belirgin olarak yoğunlaşmaktadır. Yaklaşık olarak kuzeybatı güneydoğu yönünde uzanan bu şerit, fay kırığının yüzeyi üzerinde (düşen blokta) yer almaktadır. Bu kesimde zemin yapısı, genel olarak, yamaçlardan çöküntü alanına doğru sığ ve sert zeminlerden derin aluvyon zeminlere değişmektedir. Depremden etkilenen Çay ve Sultandağı ilçelerinin Sultan Dağları yamaçlarında kaya zeminler üzerinde yer alan güney kesimlerinde yapısal hasar göreceli olarak daha düşüktür. Hasar dağılımında gözlenen bu farklılaşma, yerel zemin koşullarının deprem hareketi üzerindeki etkilerine işaret etmektedir. Çay ilçesinin kuzeyinde ve yamaç sınırından yaklaşık 1 km mesafede, aluvyon zemin üzerinde aynı projeyle inşa edilmiş olan sekiz katlı üç apartman bloğunun (Yeşilçay Konut Yapı Kooperatifi) deprem performansları bu konuda çarpıcı bir örnek teşkil etmektedir (Şekil 6). Birisinin tamamen, diğerinin giriş ve birinci katları çöken; üçüncüsünde ise nisbeten daha az yapısal hasarın gözlendiği bu blokların hemen yanında yer alan iki katlı bir binada sıva çatlağı dahi mevcut değildir. Bloklardan birisinin henüz kapatılmamış olan, yaklaşık 2.5 m derinliğindeki temel çukurunda yeraltı suyu görülmemiştir. Bu derinlik içerisindeki kesitte gözelenen zeminler sıvılaşabilir nitelikte değildir. Ayrıca, bu alanda zemin sıvılaşması olduğuna ilişkin herhangi bir yüzey belirtisi gözlemlenmemiştir. Şekil 6.Çay ilçesi girişinde Yeşilçay Konut Yapı Kooperatifine ait sekiz katlı üçüz betonarme yapıların depremler sonrasında durumu Güney istikametine yatarak tamamen yıkılan blok ve hemen yanında deprem nedeniyle kırılarak kuzeye yatmış olan kavak ağaçları (Şekil 7) bu alanda kuvvetli yer hareketinin kuzey güney doğrultusunda baskın olduğunu işaret etmektedir. Ayrıca, yine aynı alanda, bir metre yükseklikteki kerpiç duvarların depremlerde hiç hasar 5
görmemiş olması bu alanda yüzey hareketinin hakim periyodu hakkında önemli ipuçları vermektedir. Şekil 7. Çay ilçesi girişinde kuvvetli yer hareketi yönünde kırılmış kavak ağaçları Diğer taraftan, Çay Bolvadin karayolunun doğusunda, yamaç sınırından Yeşilçay Konut Yapı Kooperatifi blokları ile yine aynı mesafeler içerisinde yer alan 1 3 katlı yığma ve betonarme yapılar (Şekil 8) ile Çay Sanayi Sitesinde de ağır yapısal hasar meydana gelmiştir (Şekil 9). Hasarların yapısal kaynaklı nedenleri bu raporun ilgili kısımlarında ele alınmaktadır. Şekil 8. Çay ilçesi girişinde hasar görmüş yığma ve betonarme yapılar 6
Şekil 9. Çay ilçesi kenarında yer alan Çay Sanayi Sitesinde deprem hasarları Tamamı pekişmemiş aluvyon zeminler üzerinde yer alan bu yapıların, aluvyon zeminlerin kuvvetli yer hareketi üzerindeki büyütme etkisi ve yüksek periyotların dominant hale gelmesi gibi olumsuz faktörlerden etkilenmiş olması beklenir. Ancak, hasarın yamaçlardan belirli bir mesafe içerisinde yoğunlaşmış olması, deprem dalgalarının aluvyon zeminler altına kuzey yönünde dalım yapan anakaya yüzeyinden yansıyarak yamaçtan belirli uzaklıktaki bir bant üzerinde odaklanmış olabileceğini, ve/veya yamaç sınırlarından yansıyan yüzey dalgalarının ova üzerinde belirli mesafeler içinde etkili olmuş olabileceğini göstermektedir. Çay sanayi sitesinin batısında ve hemen yanından akmakta olan Çay deresi kenarında zemin sıvılaşması sonrası sıklıkla gözlemlenen kaynak ve volkanlar şeklinde yüzeye fışkırmış silt ve kil ihtiva eden öbekler gözlenmiştir (Şekil 1). Bu durum, Sanayi Sitesinde meydana gelen hasarın olası etkenlerinden birisinin zemin sıvılaşması olabileceğini de işaret etmektedir. Şekil 1. Çay ırmağı kenarında gözlenen sıvılaşma sonrası yüzeye fişkırmış siltli ve killi malzeme 7
Zemin sıvılaşmasına ilişkin yüzey belirtilerinin gözlenmesinin mümkün olabileceği bir diğer yer olarak Eber Gölü kıyıları düşünülmüştür. Ancak, gölün güney ve batı sahillerinde yapılan gözlemlerde zemin sıvılaşmasını çağrıştıracak yüzey belirtilerine rastlanmamıştır. Bu durumun olası sebepleri arasında göl civarında zeminin donmuş olması ve balçık durumundaki göl çökellerinin yüksek oranlarda kil ve plastik silt içeriyor olması sayılabilir. Göl üzerinde kırılan buz tabakalarının kırılma yönü güçlü sarsıntının faya dik doğrultuda (kuzey - güney doğrultusu) olduğuna işaret etmektedir (Şekil 11). Şekil 11. Eber gölü batı sahili Eber gölü kıyısında derin göl çökelleri üzerinde yer alan köyler, ve özellikle Eber köyü, depremde en yoğun hasar gören yerleşim birimleridir (Şekil 12). Ancak, yapılaşmanın birkaç istisna dışında, mühendislik hizmetinden yoksun 1 2 katlı kerpiç binalardan oluşması nedeniyle hasarın seviye ve dağılımında geoteknik faktörlerin etkilerinin yapısal etkenlerden ayrılarak net olarak ortaya konabilmesi mümkün değildir. Bununla birlikte, Çay ilçesinde yamaçlar üzerinde yer alan benzer niteliklere sahip yapılar, fay yüzey kırığına çok yakın mesafelerde yer almalarına rağmen çok daha az hasar görmüşlerdir. Bu durum, gevşek ve derin (yüksek periyotlu) alüvyon zeminlerin yer hareketi üzerinde, yapı performansı açısından olumsuz olduğu bilinen büyütme etkisi olabileceğini göstermektedir. Yine bu tür zeminlerde kuvvetli yer hareketi sırasında temel deformasyonlarının göreceli olarak daha yüksek olması beklenmektedir. Şekil 12. Eber Köyüde hasar görmüş kerpiç evler 8
5. İçme Suyu Şebeke Hasarları Depremde, Çay ilçesinin su şebekesini besleyen ana boruda fay kırığının kestiği noktada bir kırık meydana gelmiştir. Çay ın güney sınırında dağ yamacında bulunan su depolama sahasından ilçeye su getiren 35 mm çaplı asbestli çimento su borusu değiştirilmiştir. (Şekil 13). Boru, kırılma noktası civarında yüzeyden 2 m. derinliğe kadar uzandığı görülen ayrışmış şist zemin içerisinde yaklaşık 1.5 m derinliğe döşenmiştir. Deprem sonrasında kullanma suyunda gözlenen bulanma üzerine farkedilen kırık, yetkililerce kısa bir süre içerisinde onarılmıştır. Yine iki ayrı noktada su borularındaki kırık sebepli su kaynaklarının oluştuğu gözlenmiş, bu durum onarılmamış benzer kırıkların da bulunabileceğine işaret etmiştir. Şekil 13. Çay İlçesinde gözlemlenen fay kırığı sebepli su borusu hasarı ve tamiratı 9
6. Kuvvetli Yer Hareketi Kayıtları Mahalli saatle 9.11 de meydana gelen ilk şok ve ardından gelen çok sayıdaki artçı ve/veya bağımsız tetiklenmiş şok sırasındaki yer ivmeleri, Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından işletilen ulusal şebeke cihazları tarafından kaydedilmiştir. Şekil 14 de gösterilen Türkiye ulusal yer ivmesi kayıt şebekesi halen 135 kadar cihaza sahiptir. Bunların yüzde 4 ı eski nesil SMA tipinde, geri kalanları da muhtelif tarihlerde satın alınmış dijital cihazdır. Genel Müdürlük deprem sonrasında artçı depremlerin kaydını almak üzere araziye 4 cihaz daha yollamış ve bunları Bolvadin, Çobanlar, Çay ve Sultandağı ilçelerinde konumlandırmıştır. Elde edilen kayıtlardan önemli bulunanlar daha sonra bu raporun içine alınacaktır. İlk şok ve yaklaşık iki saat sonrasına kadar meydana gelen takip eden şokların kaydedildiği merkezler ile bunların istasyon bilgileri Tablo 1 de verilmektedir. İstasyonların dağılımı ile buralarda alınan maksimum ivme değerleri mahalli saatle 9:11:28 ile 11:26:43 teki şokların kuzey-batı yönünde devam eden bir yırtılma ile ilişkili olabileceklerini ve bu depremlere atfedilen 6.2 ve 5.8 magnitüdleri de bunların bağımsız depremler olabileceklerini de akla getirmektedir. Bu raporda detaylı bir şekilde ele alacağımız kayıtlar Afyon da alınan iki kayıttır. Bunlar Tablo 1 de koyu yazıyla işaretlenmiştir. Tablo 1. Kuvvetli Yer Hareketi Kayıtları İstasyon Adı Afyon Kütahya Uşak Burdur Sakarya Balıkesir Afyon Afyon Kütahya Uşak Burdur Afyon Afyon Koord. K- E Derece 38.792-3.561 39.419-29.99 38.671-29.44 37.74-3.221 4.737-3.384 39.65-27.86 38.792-3.561 38.792-3.561 39.419-29.99 38.671-29.44 37.74-3.221 38.792-3.561 38.792-3.561 Deprem Merkezine En Kısa Uzaklık (km) 73 154 167 129 25 31 73 73 154 167 129 73 73 Kaydı Doğuran Şokun Maksimum İvme, cm/s/s Zamanı (GMT) K-G D-B Düşey 7:11:28 113.4 94.2 35.5 7 S-P (s) 23.1 2.8 13.7 17 7.6 6.2 3.1 21 2.6 2.4 2 19.3 1 1.2.8-1.6.9.7 7:14:36 26.9 26.2 11.9 8 9:26:43 4.6 51.8 28 5 8.7 8.7 4.5 14.3 3 3 2.4 15.6 1.6 2 1.7-9:3:38 1.4 7.3 4.9 8 9:54:58 3.6 3.8 2.6 9-1
42. SMA NETWORK OF TURKIYE Opareted by Earthquake Research Department TKR IST SKR AKY DUZ BOL KRB CER TOS AMS ARD KRS 4. CNK BLK BRS ANKARA TKT SUS ERC TE R ERZ HRS AGR IGD KUT MLZ 38. MNS BRN AYD DNZ USK BRD AFY AND MLT ELB DSH GOL KMR ELZ BNG SLH MUS TAT VAN MUR BDR MAR KOY CYH FNK HTY 36. Analog Instruments (67) Digital Instruments (51) 26. 28. 3. 32. 34. 36. 38. 4. 42. 44. Şekil 14. Türkiye Ulusal Kuvvetli Yer Hareketi Kayıt Şebekesi Mahalli saatle 9:11 de meydana gelen ilk şoka ait 3 bileşenli ivme grafikleri Şekil 15 te verilmektedir. Bu deprem Şekil 2 de işaretlendiği gibi Sultandağı kasabası yakınlarında bir merkez üstüne sahiptir. Bundan yaklaşık 2 saat sonra meydana gelen şok ise olayı yaşayanların ifadeleri, makrosismik tespitler ve sismik verilere göre Çay kasabası civarında sığ bir odak derinliğinde meydana gelmiştir. Her iki depremin de kuzey-batı doğrultusundaki bir yırtılmayla ilişkili oldukları bellidir çünkü Afyon, Kütahya ve Uşak ta alınan maksimum ivmeler son iki şehirle benzer mesafede olan Burdur dakilere oranla daha fazladır. Demek ki kırığın ilerlemesi güney-batıya değil kuzey batıya daha çok uymaktadır. Aşağıdaki birbirini takip eden şekillerde verilen eğriler Afet işleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesince tarafımıza iletilen düzeltilmemiş 45-5 km mesafedeki Afyon ivme kayıtlarının ürünüdür. Kayıt aleti özelliklerini bilmediğimiz bu kayıtlardan çıkartılan hız ve yer değiştirme eğrilerinin doğruluğu hakkında fazla iddialı olmamız tabii ki mümkün değildir. Deprem mahallinde herhangi bir kayıt cihazının bulunmayışı buradaki yer hareketinin niteliği hakkında fikir edinmeyi imkansız hale getirmektedir. Kayıtların alındığı Afyon Bayındırlık ve İskan Müdürlüğü nün alüvyal karakterde bir zemin üzerinde olduğu ifade edilmiştir. İvme değerlerinin büyüklüğü kısmen bu gerçekle izah edilebilir. 11
2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) KG İVME 1 İvme (cm/s2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (a) K-G Bileşeni İvme 2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) DB İVME 1 İvme (cm/s2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (b) D-B Bileşeni İvme 2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) DÜŞEY İVME 1 İvme (cm/s2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (c) Düşey Bileşen İvme 12
2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) KG HIZ 1 Hız (cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (d) K-G Bileşeni Hız 2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) DB HIZ 1 Hız (cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (e) D-B Bileşeni Hız 2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) DÜŞEY HIZ 1 Hız (cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (f) Düşey Bileşeni Hız 13
AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) KG YER DEĞİŞTİRME 2 Yer Değiştirme (cm) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (g) K-G Bileşeni Yer Değiştirme AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) DB YER DEĞİŞTİRME 2 Yer Değiştirme (cm) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (h) D-B Bileşeni Yer Değiştirm 2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ (3/2/22 9:11) DÜŞEY YER DEĞİŞTİRME Yer Değiştirme (cm) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (i) Düşey Bileşeni Yer Değiştirme Sekil 15. Afyon da Alınan Sultandağ Merkezli İlk Şoka Ait Yer Hareketi Eğrileri 14
2 AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) KG İVME 1 İvme (cm/s2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (a) K-G Bileşeni İvme 2 AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) DB İVME 1 İvme (cm/s2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (b) D-B Bileşeni İvme 2 AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) DÜŞEY İVME 1 İvme (cm/s2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (c) Düşey Bileşeni İvme 15
2 AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) KG HIZ 1 Hız (cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (d) K-G Bileşeni Hız 2 AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) DB HIZ 1 Hız (cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (e) D-B Bileşeni Hız 2 AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) DÜŞEY HIZ 1 Hız (cm/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (f) Düşey Bileşen Hız 16
AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) KG YER DEĞİŞTİRME 2 1 Yer Değiştirme (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (g) K-G Bileşeni Yer Değiştirme AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) DB YER DEĞİŞTİRME 2 1 Yer Değiştirme (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (h) D-B Bileşeni Yer Değiştirme AFYON ÇAY DEPREMİ (3/2/22 11:26) DÜŞEY YER DEĞİŞTİRME 2 1 Yer Değiştirme (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1-1 -2 (i) Düşey Bileşeni Yer Değiştirme Şekil 16. Afyon da Alınan Çay Merkezli İkinci Şoka Ait Yer Hareketi Eğrileri 17
7. Kayıtların Yatay Bileşenlerine Ait İvme, Yer Değiştirme ve Kayma Spektrumları Aşağıdaki her iki deprem için yatay bileşenlerden elde edilen altışar grafikte SA, SD ve kayma spektrumları sergilenmektedir. 1.2 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ - KG PSA (g).9.6 % 2% 5% 1% 2%.3. 1 2 3 4 Period (s) (a) K-G Bileşeni İvme Spektrumu PSA (g) 1.2.9.6 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ - DB % 2% 5% 1% 2%.3. 1 2 3 4 Period (s) (b) D-B Bileşeni İvme Spektrumu 18
25. AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ - KG SD (cm) 2. 15. 1. % 2% 5% 1% 2% 5.. 1 2 3 4 Period (s) (c) K-G Bileşeni Yer Değiştirme Spektrumu 25. AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ - DB SD (cm) 2. 15. 1. % 2% 5% 1% 2% 5.. 1 2 3 4 Period (s) (d) D-B Bileşeni Yer Değiştirme Spektrumu 19
1.5 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ - KG Kayma (%) 1.2.9.6 % 2% 5% 1% 2%.3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Period (s) (e) K-G Bileşeni Kayma Spektrumu 1.5 AFYON SULTANDAĞI DEPREMİ - DB Kayma (%) 1.2.9.6 % 2% 5% 1% 2%.3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Period (s) (f) D-B Bileşeni Kayma Spektrumu Şekil 17. Afyon da Alınan Sultandağ Merkezli İlk Şoka Ait Yatay Bileşen Spektrumları 2
PSA (g) 1.2.9.6 AFYON ÇAY DEPREMİ -KG % 2% 5% 1% 2%.3. 1 2 3 4 Period (s) (a) K-G Bileşeni İvme Spektrumu 1.2 AFYON ÇAY DEPREMİ - DB PSA (g).9.6 % 2% 5% 1% 2%.3. 1 2 3 4 Period (s) (b) D-B Bileşeni İvme Spektrumu 21
SD (cm) 25. 2. 15. 1. AFYON ÇAY DEPREMİ-KG % 2% 5% 1% 2% 5.. 1 2 3 4 Period (s) (c) K-G Bileşeni Yer Değiştirme Spektrumu 25. AFYON ÇAY DEPREMİ - DB SD (cm) 2. 15. 1. % 2% 5% 1% 2% 5.. 1 2 3 4 Period (s) (d) D-B Bileşeni Yer Değiştirme Spektrumu 22
1.5 AFYON ÇAY DEPREMİ - KG Kayma (%) 1.2.9.6 % 2% 5% 1% 2%.3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Period (s) (e) K-G Bileşeni Kayma Spektrumu 1.5 AFYON ÇAY DEPREMİ - DB Kayma (%) 1.2.9.6 % 2% 5% 1% 2%.3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Period (s) (f) D-B Bileşeni Kayma Spektrumu Şekil 18. Afyon da Alınan Çay Merkezli İkinci Şoka Ait Yatay Bileşen Spektrumları 23
8. Depremin Afet Yönetimi Açısından Değerlendirilmesi Afetin nüfusun nispeten seyrek, sanayinin ise hiç yoğun olmadığı bir yörede meydana gelmiş olması, kayıpların da nispeten az seviyelerde kalmasına yardımcı olmuştur. Gazete haberlerinden derlenen ilk raporların aksine can kaybı 42, yaralanan insan sayısı da 325 olarak belirlenmiştir. Acil yardım olarak hemen sevk edilen malzemenin dağılımı Tablo 2 de verilmektedir. Tablo 2. Deprem Bölgesine Gönderilen Malzeme Kurum veya Kuruluş Çadır Battaniye Konteyner Konut Konteyner WC/Duş Seyyar Mutfak Seyyar Klinik Katalitik Soba Tüp 12 kg Kızılay 2 5 1 3 3 13 1 11 682 23 Afet İşleri G.M. Düzce Valiliği Kocaeli Valiliği Sakarya Valiliği 19 56 87 6 14 14 42 1 7 6 TOPLAM 2 42 51 156 169 16 27 1 11 696 23 (sayılar Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından verilmiştir.) Deprem bölgesinde görevlendirilen Bayındırlık ve İskan Bakanlığı personeli sayısı Tablo 3 de açıklanmaktadır. Tablo 3. Görevlendirilen Personel Kurum veya Kuruluş Görevlendirilen Personel Afet işleri Genel Müdürlüğü 67 Denizli Bayındırlık ve İskan Md. 8 Antalya Bayındırlık ve İskan Md. 8 Isparta Bayındırlık ve İskan Md. 8 Konya Bayındırlık ve İskan Md. 7 Ankara Bayındırlık ve İskan Md. 14 Aydın Bayındırlık ve İskan Md. 8 Bursa Bayındırlık ve İskan Md. 1 Eskişehir Bayındırlık ve İskan Md. 4 TOPLAM 134 Zorunlu Afet Sigortası Kurumu (DASK) uygulamasının yürürlüğe girmesinden sonra Afet İşleri Genel Müdürlüğünün yalnızca köy yerleşik alanlarında devam eden hasar tespiti yapma mükellefiyeti, bu deprem dolayısıyla belediye sınırları içinde de devam ettirilmiştir. Zorunlu Deprem Sigortası yaptırma mecburiyeti zaten Bakanlar Kurulunca 8 ay daha uzatılmıştır. Hasar tespiti sayıları Tablo 4 te verilmiştir. 24
Afet İşleri Genel Müdürlüğü nce yapılan hasar tespit çalışmaları Tablo 4 te özetlenmektedir. Nüfus sayıları yalnızca şehir kesimlerini içine almaktadır. Tablo 4. Bina Hasarı İstatistikleri Yerleşim Nüfus Yıkılan-Ağır Orta Hasar Az Hasar Hasar Konut İşyeri Konut İşyeri Konut İşyeri Sultandağı 64 733 8 242 9 1229 85 Çobanlar 76 186 2 85 29 267 25 Çay 23 983 223 1 38 1325 27 Bolvadin 55 255 294 25 2485 82 Afyon Mrk. 115 242 14 66 4 57 16 TOPLAM 197 2399 247 737 15 5814 235 Depremin en fazla etkili olduğu yerler Sultandağı, Çobanlar, ve Çay kasabaları ve bunlara bağlı köyler olmuştur. Bolvadin daha az, Afyon merkez ise marjinal hasara uğramıştır. Tablo 4 deki toplamlar, hasar derecesi ne olursa olsun evi etkilenen herkesin çadıra yerleştirildiği durumda dahi gönderilen 2 ihtiyacın üzerinde olduğunu göstermektedir. Bu durumda bazı ailelerin korkuyla evlerini terk ettiği düşünülebilir. Afyon daki hasarın, hesaplanan spektrumların ışığında burada hissedilen şiddetle kıyaslandığında şaşırtıcı derecede fazla olduğu ifade edilebilir. Maalesef, ülkemizdeki yapı stokunun kalite seviyesi bu vesileyle bir defa daha gözler önüne serilmiş olmaktadır. 8.1.Deprem Sigortası Henüz kararname durumunda olan deprem sigortasının yarı-kırsal belediye alanları için hiç de uygun bir çözüm olmadığı ortaya çıkmıştır. Sultandağı, Çay, Eber gibi esasen kırsal olan belediye alanlarında yaşayan insanlar için deprem riski, günlük yaşam sıkıntıları içinde ön planda değildir. Şimdi Hükümet, %96 sı sigortasız olan hasarlı bina sahipleri ile Dünya Bankasına verilen sözler arasında sıkışmış durumdadır. Muhtemelen depremde hasar gören sigorta kapsamındaki belediye bölgelerinde geçici barınma adı altında kalıcı konutlar yapılacak ve ihtiyaç sahiplerine dağıtılacaktır.deprem sigortasının kanunlaşması durumunda uygulamaya ekonomik olarak gelişmiş bölgelerden başlanması ve başarılı olursa genişletilmesi düşünülmelidir. Zorunlu deprem sigortasının Dünyada ilk örneğinin Türkiye olduğu bilinmelidir. Sigorta primlerinin hesaplanmasında bina kalitesi, yani hasar görme riskidikkate alınmamaktadır. Böyle olduğu sürece Deprem Sigortasının gerçek bir sigorta vasfı olmayacağı, bir vergi toplama aracı veya yardım sandığı olarak kalacağı beklenmelidir. 25
9. Yapılarda Gözlenen Hasar 3 Şubat 22 Afyon-Sultandağı depreminden etkilenen yöre, Afyon kırsal alanındadır. Bölgede kerpiç, yığma ve betonarme yapılara rastlamak mümkündür. Kerpiç yapılara daha çok köylerde rastlanırken ilçelerde boşluklu tuğla ile imal edilmiş 2-3 katlı yığma yapılara ve 8 kata kadar varan betonarme yapılara rastlamak mümkündür. Deprem bölgesinde, Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Mekaniği Laboratuvarı öğretim üyeleri ve yardımcılarından oluşan ekipler 7 9 Şubat 22 tarihlerinde detaylı incelemelerde bulunarak, yöredeki önem gösteren yıkık ve ağır hasarlı betonarme binalar üzerinde yoğunlaşan gözlemlerde bulunmuşlardır. Yapılan incelemeler sonucunda yıkılan betonarme binaların Çay ilçesinin Afyon- Konya devlet yolunun kuzeyinde yer alan dar bir alanda yer aldığı gözlenmiştir. Bunun yanında ODTÜ ekiplerince Afyon ilinin Bolvadin, Çay, Çobanlar ve Sultandağı ilçeleri ile Yeşilçiftlik köyünde 11 adet ağır hasarlı çok katlı konut türü betonarme bina tesbit edilmiştir. Bu yapılardan başka, 2 si Afyon il merkezinde olmak üzere 8 adet hafif ve/veya orta hasarlı betonarme yapı üzerinde de çalışma gerçekleştirmişlerdir. Bu raporda ağırlıklı olarak bu binalar üzerinde durulacak ve hasar görme nedenleri araştırılacaktır. 9.1 Gözlenen Hasar ve Nedenleri ODTÜ ekiplerinin üzerinde çalıştığı toplam 26 betonarme binanın yapım tarihlerine göre hasar sınıflandırması yapıldığında ortaya ilginç bir tablo çıkmaktadır. Yıkılan ve/veya ağır hasar gören binaların yüzde 83 ü 1985 senesinden sonra yapılmış olan binalardır, bkz. Tablo 5. Bu tabloda göze çarpan diğer bir nokta ise, bu binalardan üçte birinden daha fazlasının yapımına 2 senesinden daha sonra (yani yeni deprem yönetmeliğinin yürürlükte olduğu dönemde) başlanmış olmasıdır. Bu binalardan bazılarının yapımının halen devam etmekte olması dikkat çeken diğer bir husustur. Tablo 5. Yöredeki yıkık ve/veya hasarlı binaların yapım tarihlerine göre sınıflandırılması Yapım Tarihi Yıkıkık-Ağır Orta-Hafif 2+ 7 1 1995-1999 4 1 199-1994 1 2 1985-1989 3 1 198-1984 1975-1979 2 1 197-1975 1 2 Toplam 18 8 Ülkemiz genelinde olduğu gibi, Sultandağı depreminin etkili olduğu yörede de çok katlı betonarme inşaat yapımına ağırlıklı olarak 198 li yılların ikinci yarısından sonra başlanıldığı genellemesini yapmak mümkündür. Tablo 5, bu varsayımın doğruluğu açısından iyi bir fikir vermektedir. Bu gözlemde üzerinde durulması 26
gereken çok önemli bir çelişki vardır. Betonarme yapılaşmanın hızının artmasına paralel olarak kentlerimizdeki betonarme yapıların sayılarının artması, betonarme yapıların depremlerden zarar görme olasılığının da artması anlamına gelmemelidir. Betonarme yapı tasarımını ve yapımını denetleyen yönetmelikler, betonarme yapıların olası tasarım yükleri altında güvenli bir şekilde hizmet verebilmelerini sağlamak için hazırlanmış esasları belirler. Yapı güvenliği ile yapı maliyeti arasında doğrudan bir bağ olduğu vardır. Yapı güvenliğini artırmak amacıyla yıkılma olasılığı çok düşük tutulduğunda yapının ilk yatırım maliyeti çok artmakta, bunun aksi bir davranış izlenildiğinde ise hasarın doğuracağı ek maliyet artmaktadır. Görüldüğü üzere, yapı güvenliği ile ekonomi bu noktada biribirinin içine girmektedir. Çağdaş yönetmelikler, konut türü yapılarda yıkılma olasılığını genelde 1-5 ile 1-7 aralığında olmasını öngörürler. Yönetmeliklerde seçilen yük ve malzeme katsayıları ile bu yıkılma olasılığı sağlanmaya çalışılır. Deprem durumunda ise, yapılar tamamen rassal yükler ile karşılaşmaktadırlar. Gerek büyüklükleri gerekse yapıya etkidikleri süre bakımından bilinmeyeni fazla olan bu durumlarda ise, yapı güvenliği, bilim ve teknikteki son gelişmeleri yapılarında bulundurmaya çalışan Deprem Yönetmelikleri ile sağlanmaya çalışılmaktadır. Gerek tasarımda gerekse yapım sürecinde yönetmeliklere uygun olarak üretilen yapıların depremde zarar görme olasılıkları diğer yapılara oranla çok daha az olmaktadır. Ülkemizde betonarme yapı üretimini denetleyen yönetmeliklerin başında TS5 ve 1998 Deprem Yönetmeliği gelmekte olup, her iki yönetmeliğinde benimsediği güvenlik anlayışı yukarıda anlatılan yaklaşımla uyumludur. Tablo 5 de yer alan hasarlı bina sayıları, yönetmeliklere uygun tasarım ve denetimli yapı üretim konularında ülkemizde önemli zayıflıklar olduğunu bir kere daha gündeme getiriştir. Zira bu tabloda yer alan rakamlara bakıldığında, 1975 deprem yönetmeliğinin yürürlükte olduğu dönem içerisinde yapılan binalarda toplam 1, 1998 senesinde yürürlüğe giren yeni deprem yönetmeliğimizin yürürlükte olduğu dönem içerisinde yapılan yapılardan ise 7 adedinin yıkılmış ve/veya ağır hasar gördüğü anlaşılmaktadır. Bu sayılar, Sultandağı depreminin büyüklüğü ve yöredeki betonarme yapı sayısı göz önüne alındığında, kabul edilebilir sınırların dışında çıkmaktadır. Süreler göz önüne alındığında, hızlanan betonarme yapı üretiminin gittikçe artan bir başıbozukluk içinde olduğunu anlamak mümkündür. Yöredeki ağır hasarlı binaların kat dağılımına bakıldığında ise ortaya çıkan dağılım Tablo 6 da gösterilmektedir. Buradan, ilk bakışta yörede gözlenen betonarme hasarının kat sayısı ile doğrudan ilişkilendirilmesi mümkün olamadığı sonucu çıkabilmektedir. Bu ilişkilendirmenin sağlıklı bir şekilde yapılabilmesi için yöredeki betonarme bina stokunun kat sayısı bazında gruplandırmasının da bilinmesi gerekmektedir. ODTÜ arazi ekiplerinin yaptıkları yaptıkları saha gözlemleri, yöredeki betonarme yapılaşmanın genelde 3-4 katlı binalardan oluştuğunu göstermektedir. Tablo 6 ya bu pencereden bakıldığında 3 ve 4 katlı binalarda daha fazla ağır hasar gözlenmesini istatistiksel bir yaklaşımla açıklamak mümkün olmaktadır. Bu yaklaşım, bu bölümün başında açıklanan nedenlerden dolayı kabul edilebilir bir yaklaşım olmamakla beraber, ülkemiz gerçeklerini vurgulaması açısından göz ardı edilemeyecek unsurları da içermektedir. 27
Tablo 6. İncelenen yıkık ve/veya hasarlı binaların kat sayılarına göre dağılımı Kat Sayısı Yıkık-Ağır 8 3 5 1 4 4 3 9 2 1 Toplam 18 Arazi ekiplerinin incelemelerine göre yörede (Afyon il merkezi hariç) yalnızca 3 adet 8 katlı betonarme binaya rastlanmıştır. Yapım halinde bulunan bu binalardan ikisinin çökmüş birinin ise ağır hasarlı olması dikkat çeken bir gözlemdir. Yüzde 1 hasar görme oranına sahip olan bu yapılar, Anadolu da çok katlı betonarme bina yapımı ile, 2-3 katlı betonarme bina yapımı arasında teknik olarak pek fazla bir fark olmadığına işaret etmektedir. Bu da, bina yüksekliğinin artmasına rağmen, bu binalara yeterli deprem güvenliği kazandırılamadığı yorumunun doğruluğunu göstermektedir. Bu başarısızlığın gizli nedenlerini ararken çok dikkatli olunması gerekmektedir. Zira 1975 yönetmeliğine göre çok daha güvenli yönde olan ve gerek tasarım yükleri gerekse yapım detayları açısından çok ağır şartlar içeren 1998 deprem yönetmeliği bile Çay da yapılmakta olan 3 adet 8 katlı binanın depremden hasar görmesini engelleyememiştir. Bu olayın tek teselli veren yanı, bu yapıların deprem günü boş olmaları ve yıkılmalarından dolayı herhangi bir can kaybınına yol açmamış olmalarıdır. Ekiplerin arazide derledikleri veriler rapor ekinde detaylı olarak sunulmaktadır. Bu verilere ve fotoğraflara bakıldığında yörede gözlenen yapısal hasarın, gerek tür gerekse nedenleri açısından günümüz deprem mühendisliği bilgi birikimine herhangi bir katkıda bulunacak içerikte olmadıkları görülmektedir. Dolayısı ile hem hasarı hem de hasar nedenlerini, daha önce de yapmış olduğumuz gibi, üç ana başlık altında toplamak mümkündür. Bu ana başlıklar şunlardır: Mimari ve yapısal sistem kusurları ve yetersizliklerinden kaynaklanan hasarlar, Betonarme elemanların donatı detaylarında yapılan hatalardan kaynaklanan hasarlar, Yapım sürecinde yapılan hatalardan kaynaklanan hasarlar. Yukarda belirtilen ana gruplara ait çeşitli örnekleri rapor ekinde verilen binalara ait dosyalarda bulmak mümkün olacağından, burada aynı konulara tekrer tekrar değinilmeyecektir. Dikkatli gözle, rapor ekinde verilen dosyalarda ülkemizde bugüne kadar yaşadığımız deprem sonrası manzaralardan farklı bir manzara olmadığını kolaylıkla görülecektir. Bu raporda amacımız bilinen şeyleri tekrarlamaktan öte, ülkemizdeki yapı stokunun deprem güvenliğinin hızlı ve güvenilir yöntemlerle değerlendirilmesine yönelik bir girişimde bulunmaktır. Bu amaçla iki ayrı yaklaşımda bulunulacaktır. 28
9.2 Hasarın Yapısal Parametrelerle Açıklanması 9.2.1 Birinci Yaklaşım Bu yaklaşımda binanın yanal dayanım ve rijitliğini sağlayan elemanların alanlarından hareketle geliştirilen bir endeksten yararlanılmaktadır. Gülkan ve Sözen (1) tarafından önerilen bu endeks, Bağıntı 1 kullanılarak binanın her iki yönü için ayrı ayrı tanımlanmaktadır..5 ( Kolon Alanı) + ( PerdeDuvar Alanı) +.1 ( Dolgu Duvar Alanı) = (1) ( Bina Toplam Alanı) Endeks Yukarıdaki bağıntıda kolon, perde duvar ve dolgu duvar alan hesapları binanın zemin (giriş) katı için yapılmaktadır. Bağıntıda, Σ(Kolon Alanı) zemin kattaki toplam kolon alanını, Σ(Perde Duvar Alanı) her bir yön için ayrı ayrı toplam perde duvar alanını, benzer şekilde Σ(Dolgu Duvar Alanı) ise her bir yön için ayrı ayrı toplam dolgu duvar alanını ifade etmektedir. Bina toplam alanı ise bodrum kat hariç binanın tüm katlarının toplam alanıdır. Esas olarak Bağıntı 1 aracılığı ile binalar için bir çeşit yanal dayanım ve/veya yanal rijitlik endeksi tanımlanmaktadır. Deprem bölgesinde yapılan çalışmaya ait özet bilgiler Tablo 7 de özetlenmektedir. Bu tablodaki değerler kullanılarak binaların x ve y yönleri için ayrı ayrı hesaplanan endekslerinin yardımıyla çizilen hasar dağılımı Şekil 18 de gösterilmektedir. Y-Yönü Endeksi.5.4.3.2.1. AFY-S-1..1.2.3.4.5 X-Yönü Endeksi AFY-Y-1.5 ( Kolon Alanı) + ( Perde Duvar Alanı) +.1 ( Dolgu Duvar Alanı) Endeks = ( Bina Toplam Alanı) AĞIR ORTA-HAFİF Şekil 19. Betonarme hasarın dayanım/rijitlik endekslerine göre dağılımı Bu çizimden görüleceği gibi her iki yönde %.5 endeks değerlerini birleştiren çizgi ağır hasarlı binaları grafiğin sol alt bölgesinde toplayabilmektedir. Bu durum iki bina için mümkün olamamıştır. Bu binalar AFY-S-1 olarak adlandırılan Sultandağı Belediyesi sınırları içindeki 3 katlı bina ile Yeşilçiftlik köyündeki 3 katlı binadır. Bu 29
binalara ait dosyalar incelendiğinde, AFY-S-1 adlı yapının giriş katının yüksekliğinin normal katlara göre yüzde 3 daha fazla olduğu, AFY-Y-1 adlı yapıda ise bütün kolonların kuvvetli akslarının binanın x-yönünde olduğu görülmektedir. Her iki yapıda Bağıntı 1 in göz önüne almadığı türden yapısal yetersizlikler (düzensizlikler) içerdiğinden önerilen bu basit modelin adı geçen yapılar için işlememesi normal karşılanmalıdır. 9.2.2 İkinci Yaklaşım Bu yaklaşımda ise 12 Kasım 1999 depreminden sonra Düzce de yapılan bir çalışma (2) sonucunda geliştirilen hasar tahmin yöntemi kullanılmıştır. Düzce yöresinde toplanan hasarlı bina verilerinden hareketle yapılan istatistiksel bir çalışma, Düzce de görülen yaposal hasarın binanın toplam kat sayısı (bodrum hariç), zemin katındaki kolon, perde duvar ve dolgu duvar rijitlikleri toplamı ve sistemdeki x ve y yönlerindeki sürekli çerçeve sayılarından hareketle hesaplanan bir endekse dayanmaktadır. Bu endeksin tanımı Bağıntı 2 ile verilmektedir. Hasar Skoru =.69 Kat Sayısı -,7 SRSS -,487 PDP -,863 (2) Bağıntı 2 de kullanılan parametreler şöyle hesaplanmaktadır: 2 2 [ ] + [ ( ) ] I x I x + Dolgu Duvar Katkısı (3) I x = ( ) I y = ( ) kolon perde duvar 2 2 [ y ] + [ ( I y ) ] + I Dolgu Duvar Katkısı (4) kolon 2 x + y SRSS = ( ) ( I ) 2 perde duvar I (5) Bağıntı 3 ve Bağıntı 4 de yeralan Dolgu Duvar Katkıları, boyutları özdeş perde duvarın 1/12 si oranında bir rijitlik göz önüne alınarak hesaplanmaktadır. Dolgu duvarların çerçevenin dayanım ve rijitliğine yalnızca kendi düzlemindeki yönde katkıda bulunduğu varsayılmaktadır. Bu varsayımın geçerliliği ODTÜ de yapılan deneysel bir çalışmayla kanıtlanmış bulunmaktadır (3). Bağıntı 2 deki PDP, Planda Düzensizlik Puanı anlamına gelmektedir ve Bağıntı 6 yardımıyla hesaplanmaktadır. PDPİ = [25 (d x 1) (d y -1)] / (Zemin Kat Alanı) (6) Burada d x ve d y ile binanın x ve y yönlerindeki sürekli çerçeve sayıları ifade edilmektedir. Denklem 6 ile hesaplanan PDPİ eğer 1 veya 1 den büyük bir değer ise PDP 3 değerine, PDPİ 1 ile.5 arasında bir değer ise PDP 2 değerini almakta aksi halde ise 1 olmaktadır. Bu yöntemle hesaplana Hasar Skoru değerleri.414 değerini aşacak olursa binanın ağır hasar görmesi ve/veya yıkılması ihtimali kuvvetli olmakta aksi durumlarda ise yapı orta hasarlı, hafif hasarlı ve/veya hasarsız olabilmektedir. Bu yöntemde büyük bir zayıflık göstergesi olan Yumuşak Kat olgusu değerlendirmeye katılamamıştır. Bunun temel nedeni çalışmanın yapıldığı tarihte, 12 Kasım 1999 Düzce depremi sonrası oluşan hasarda Yumuşak Kat etkisinin henüz belirlenememiş olmasıdır. 3
Tablo 7. Binalara ait özet yapısal bilgiler Bina Adı Kolon Atalet Hz/H1 Az/A1 Kat Yapım Kat Alanları Toplam Kolon Mom. X Yönü PD Y Yönü PD Dolgu Duvar HASAR Kat Sayısı Tarihi Bodrum Zemin Normal Alanı Alanları Ix Iy Alan I Alan I x y DURUMU AFY-Ç-1 8 22 Girilemedi 416, 416, 3328, 1, 1, YIKIK AFY-ÇO-3 5 1997 386,37 386,37 479,32 233,65 7,65,18,13,,,, 1,79 1,59 1,172,86 AĞIR AFY-ÇO-2 4 22 217,43 217,43 27,53 129,2 3,79,5,8,,,,, 2,2 1,22,84 AĞIR AFY-Ç-4 4 1985 Girilemedi 1, 121, 463, 1,,826 AĞIR AFY-Ç-5 4 1985 Girilemedi 14,36 14,36 561,44 1,6,1,2,,,,,51 1,71 1, 1, ORTA-AĞIR AFY-Ç-7 4 1975 Girilemedi 117,85 142,1 544,15 2,16,3,5,,,,, 1,1 1,24,829 AĞIR AFY-ÇO-1 3 22 226,38 248,46 248,46 745,38 3,3,7,5,,,, 2,45,79 1, 1, YIKIK AFY-ÇO-5 3 22 15, 15, 124,15 353,3 1,58,2,1,,,,,,76 1,127,846 AĞIR AFY-Ç-2 3 2 Girilemedi 121,92 132,9 386,1 1,5,2,2,,,,,9, 1,417,923 AĞIR AFY-Ç-8 3 1998 147, 147, 441, 1, YIKIK AFY-Ç-9 3 1998 99, 117, 333, 1,179,846 YIKIK AFY-Ç-3 3 1991 111,13 123,36 357,85 1,1,,2,,,,,, 1,214,91 AĞIR AFY-S-1 3 1985 157,94 157,94 182,6 522,6 2,63,5,9,,,,, 3,46 1,35,868 AĞIR AFY-Ç-13 3 1976 19,89 13,71 19,89 35,49 1,36,1,2,,,,,,78 1,71 1,89 AĞIR AFY-Y-1 3 197 245,78 28,12 86,2 6,4,9,13,,,,,, 1,59,877 AĞIR AFY-Ç-1 2 1998 9, 1, 19, 1,,9 YIKIK AFY-M-1 7 1995 1, HAFİF AFY-Ç-11 4 22 Girilemedi 333,87 333,87 1335,48 7,81 1,3 1,3,,,,, 2,58 1,552 1, HAFİF AFY-ÇO-4 4 1994 224,54 246,34 963,56 5,28,13,19,,,, 2,87 3,17 1,13,912 HAFİF AFY-Ç-12 4 1985 154,5 164,75 648,75 2,75,1,7,,,,, 3,15 1,,938 ORTA AFY-B-1 4 1974 463,31 463,31 1853,24 7,74,18,38 1,5 1,7,, 1,47 6,35 1,3 1, ORTA AFY-M-2 4 197 58,61 656,93 2551,4 5,79,6,11,,,,, 5,36 1,,884 HAFİF AFY-Ç-6 3 199 115,5 121,76 359,2 1,6,1,3,,,,,33 4,37 1,151,945 ORTA AFY-B-2 3 1976 341,13 341,13 35,4 141,93 6,37,8,23,,,, 1,5 1,81 1,,974 HAFİF Renkli zemin üzerindeki yapım tarihleri kesin olmayıp komşu binaların yapım tarihlerinden hareketle belirlenmiş tarihlerdir. BİRİMLER Alan: Atalet Momenti: m2 m4 31
Tablo 7 de verilen değerler ve Bağıtı kullanılarak hesaplanan Hasar Skorları nın limit değerlerle karşılaştırılması sonucu yapılan hasar tahminleri Tablo 8 de gösterilmektedir. Tablo 8. Betonarme hasarın hasar skoruna göre dağılımı Bina H z/h 1 Kat SRSS Tahmin SRSS PDP Hasar Gözlenen Edilen Adı Sayısı Kolon PD DD Skoru Hasar Hasar AFY-B-1 1,3 4,5112 1,719 1,555 3,6 3,87 ORTA DİĞER AFY-B-2 1, 3,259,,2881 1,52 3 -,58 HAFİF DİĞER AFY-Ç-2 1,417 3,316,,1414 3,68 2 -,36 AĞIR DİĞER AFY-Ç-3 1,214 3,232,,,58 1,473 AĞIR AĞIR AFY-Ç-5 1, 4,338,,9622 12,64 2,511 AĞIR AĞIR AFY-Ç-6 1,151 3,338,,3348 8,89 2 -,72 ORTA DİĞER AFY-Ç-7 1,24 4,668,,1964 4,1 2,57 AĞIR AĞIR AFY-Ç-11 1,552 4 1,7554,,454 4,96 2,564 HAFİF AĞIR + AFY-Ç-12 1, 4,78,,2811 3,51 3,87 ORTA DİĞER AFY-Ç-13 1,71 3,259,,99 2,55 3 -,515 AĞIR DİĞER AFY-ÇO-1 1, 3,15,,26 1,63 1,466 AĞIR/YIKIK AĞIR AFY-ÇO-2 1,22 4,1118,,136 1,8 2,591 AĞIR AĞIR AFY-ÇO-3 1,172 5,2556, 11,4655 13,17 2 1,116 AĞIR AĞIR AFY-ÇO-4 1,13 4,2844,,5949 4,6 1 1,58 HAFİF AĞIR + AFY-ÇO-5 1,127 3,276,,243 1,4 1,467 AĞIR AĞIR AFY-M-2 1, 4,1331,,8219,64 2,594 HAFİF AĞIR + AFY-S-1 1,35 3,15,,2635 4,47 2 -,41 AĞIR DİĞER AFY-Y-1 1,59 3,1583,,,8 1,471 AĞIR AĞIR Notlar Tablo 8 den görüleceği gibi, Hasar Skoru na dayandırılan değerlendirme yöntemi, her nekadar Düzce depreminden sonra yapılmış olan bir çalışma ile gerçekleştirilmiş olsa da, Sultandağı depreminden sonra gözlenen hasarın açıklanmasında da başarılı olmuştur. Bu yöntem kullanılarak elde edilmiş olan doğru tahmin oranı yüzde 7 dolayındadır. Tablo 8 de işareti ile işaretlenmiş binalarda yöntem başarısız olmuştur. Tablo 8 in ikinci kolonunda verilen değerler yapıların zemin kat yüksekliklerinin normal kat yüksekliklerine oranını göstermektedir. Bu oranlara bakıldığında AFY-Ç-2 ve AFY-S-1 adlı yapıların oldukça yumuşak zemin katlara sahip oldukları görülmektedir. Bu yöntemde Yumuşak Kat parametresi henüz değerlendirmeye katılmadığından, bu yanılgıları normal karşılanmak gerekir. Diğer taraftan, Tablo 8 in notlar kısmında + işareti ile işaretlenen yapıların davranışları ise Hafif ve/veya Orta hasarlı olmalarına rağmen Ağır hasarlı olarak tahmin edilmiştir. Bağıntı 2 den de görüleceği üzere bu yöntem mevcut hali ile 3 adet yapısal parametreye bağlı olarak hasar tahmini yapmaktadır. Dolayısı ile bu tür yanılgılarının olmasını doğal karşılamak gerekir. Burada göz önünde tutulması gereken önemli nokta, tartışma konusu olan hataların can kaybına yol açmayacak türden hatalar oluşu ve bundan dolayı emniyetli yönde olduklarıdır. Ayrıca hatırda tutulması gereken diğer bir husus ise, her tahmin yönteminin bir yanılgı payının mutlaka olacağıdır. 32
1. Sonuçlar Bu raporda 3 Şubat 22 Afyon-Sultandağı depreminin yapılar üzerindeki etkileri üzerinde durulmuş ve iki bağımsız yöntem kullanılarak bu depremde oluşan hasar tahmin edilmeye çalışmıştır. Kullanılan yöntemler ODTÜ de daha evvel olan depremlerden sonra yapılmış olan çalışmaların ürünleri olup, Sultandağı depremi hasarının belirlenmesi çalışmasında üzerlerinde her hangi bir değişiklik yapılmadan kullanılmışlardır. Gerek arazide yapılan gözlemler gerekse hasar tahminleri Sultandağı depremi nin bizlere yeni birşeyler öğretmediği, aksine bilinen şeylerin doğruluğunu bir kez daha ispat ettiğini göstermektedir. Burada üzerinde durulması gereken en önemli şey ileriye dönük olarak geç kalınmadan neler yapılması gerektiğini bir kez daha vurgulamaktır. Ülkemiz depremselliği yüksek olan bir coğrafya üzerinde yer almaktadır. Doğal olarak, ülkemizde geçmişte olduğu gibi gelecekte de farklı büyüklükte depremler olacaktır. Bu güne kadar yapılan gözlemler, yapı stokumuzun büyük bir kısmının orta ve büyük şiddetli depremlere karşı yeterli güvenliğe sahip olmadığını göstermektedir. Bu durum son olarak Afyon-Sultandağı depreminden sonra bir kez daha gün yüzüne çıkmıştır. Geçmişte olan depremlerdeki gözlemlere dayanarak hasarlı yapıların türleri incelendiğinde, en fazla hasarın konut türü yapılarda gözlemlendiği söylenebilri. Bunun yanı sıra, ilk yardım ve afet planlama tesisleri (hastaneler, itfaiye tesisleri, vilayet, kaymakamlık binaları vs.), PTT ve diğer haberleşme tesisleri, enerji üretim ve dağıtım tesisleri gibi deprem sonrasında hemen kullanılması gereken türde yapı ve tesislerde de ağır hasar gözlemlenmiştir. Bu tesislerin deprem sonrasında kısa süreli de olsa devre dışı kalmaları depremden kaynaklanacak olası kayıpların katlanarak artmasına neden olabilmektedir. Bu yüzden bu tür yapıların olası büyük depremler sonrasında bile işlevselliklerini kaybetmemeleri gerekmektedir. Bu gözlemler ışığında, ülkemizde hali hazırda kullanımda olan ve yukarıda belirtildiği gibi, deprem sonrası işlevselliğini kaybetmesi kabul edilemeyecek türdeki yapıların mevcut deprem güvenliklerinin hızla belirlenmesi gerekmektedir. Bu belirlemeler sonucunda deprem güvenliklerinin yetersiz olduğu anlaşılan yapıların, bir öncelikli plan dahilinde, fazla vakit kaybedilmeden ele alınarak depreme karşı güçlendirilmeleri gerekmektedir. Deprem tahminlerindeki belirsizlik, konu ile ilgili yetkili kurum ve kuruluşların en kısa zamanda bir çalışma içerisine girmesini gerektirmektedir. Elimizdeki bilgi birikimi, mevcut betonarme yapı stokumuzu değerlendirip, yetersiz güvenliğe sahip olanların güçlendirilmelerine yetebilecek niteliktedir. Bu anlamda: 1. Değerlendirme ve güçlendirme çalışmalarında birinci öncelik deprem sonrasında kesintisiz hizmet vermesi gereken mühendislik yapılarına verilmelidir. Ayrıca afet yönetimi açısından önem arz eden otoyollar, karayolları ve demiryolları üzerinde yer alan sanat yapılarıyla, enerji üretim tesisleri ve enerji nakil hatlarının da bu gruba dahil edilmesi önerilmiştir. İkinci öncelikte ise, insanların yoğun biçimde uzun süreli olarak yer aldıkları mühendislik yapıları gelmektedir (okullar, kışlalar gibi). Birinci ve ikinci öncelik sıralı kamu yapıları üzerinde yapılacak olan çalışmaların devlet tarafından yaptırılıp finanse edilmesi gerekmektedir. 2. Özel mülkiyetli yapılar üzerinde yapılacak olan çalışmalar için ise değişik modeller geliştirilmelidir. Bu gruba giren binalar üzerinde yapılacak olan çalışmalar için düşük faizli uzun vadeli devlet kredisi kullandırılması bir yöntem olarak düşünülebilşir. Bir diğer yöntem ise, bu binaların finansmanları 33
mal sahiplerince karşılanmak üzere zorunlu olarak incelettirilip, gerekli durumlarda güçlendirilmelerine yönelik kanuni düzenlemelerin yapılması olabilir. 3. Depremlerde tümüyle göçmüş veya hasar görmüş binalar kadar, güçlendirme gereksinimi olan binaların da yönetmelikler uymayan tasarım ve denetimsiz üretim sonucu yapıldıkları unutulmayarak, zorunlu denetim mekanizmalarının zaman kaybedilmeden oluşturulması gerekmekte, mevcut mekanizmalarada işlerlik kazandırılmalıdır. 4. Seçim dönemlerinde sık sık gündeme gelen imar aflarının da kontrolsuz yapılaşmaya yol açarak güvensiz yapı üretimine neden olduğu akılda tutulmalıdır. Bu kapsamda, yürürlükteki imar mevzuatının da günün gereklerini sağlayabilecek duruma getirilmesinde büyük fayda olduğu ve buna yönelik olarak 3194 Sayılı İmar Kanununun Afet Zararlarının Azaltılması Amacıyla Revizyonu başlığı altında ODTÜ tarafından hazırlanan taslağın reform niteliği taşıyan öncü bir çalışma olarak değerlendirmeye alınması gerekmektedir. 5. Depreme dayanıklı yapı üretimi ancak deprem mühendisliğindeki gelişmeleri yakından takip edebilen bilinçli ve bilgili mimar ve mühendisler ile sağlanabilir. Bu anlamada meslek içi eğitim konusuna ağırlık verilmelidir. Üniversitelerin ve meslek odalarının meslek içi eğitim programlarına ağırlık vermeleri sağlanmalıdır. Yukarıda özetlenen görüşlerden açıkça görüleceği gibi, ülkemizin depremler sonrası yaşadığı acıların büyük bir kısmı önlenebilir niteliktedir. Problemin çözümünün iyi eğitim ve iyi denetim ile bulunabileceği bir gerçektir. Bu amaca yönelik olarak devlet politikalarının oluşturulması ve derhal yürürlüğe konulması gerekmektedir. Daha fazla geç kalınmadan yürürlükteki mevzuatın güvenli yapı üretimini zorunlu kılacak şekilde yeniden düzenlenmesine yönelik denetim ve yaptırım mekanizmalarının oluşturularak devreye sokulması gerekmektedir. Referanslar 1. Pınar, N., ve E. Lahn (1952). Türkiye Depremleri İzahlı Kataloğu. Bayındırlık Bakanlığı Yapı ve İmar Reisliği Yayını, Seri 6, Sayı 36. 2. Koçyiğit, A., Erdin, B, Kaymakçı, N, Şaroğlu, F. (22). 3 Şubat 22 Çay- Afyon Depremiin kaynağı ve Ağır Hasarın Nedenleri: Akşehir Fay Zonu. Jeoloji Mühendisliği Bölümü, ODTU, Şubat 22. 3. Gülkan, P. and Sozen, M., A. (1999). Procedure for Determining Seismic Vulnerability of Building Structures. ACI Structural Journal, Vol. 96, No. 3, pp. 346-342. 4. Pay, A. C. (21). New Methodology for the Seismic Vulnerability Assessment of Existing Buildings in Turkey. Yüksek Lisans Tezi, ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü, Ankara, 175 sayfa 5. Altın, S. (199). Strengthening of Reinforced Concrete Frames with Reinforced Concrete Infills. Doktora Tezi, ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü, Ankara, 349 sayfa 34
Ek 1: Hasarlı Bina Raporları AFY-B-1.XLS AFY-B-2.XLS AFY-C-1.XLS AFY-C-2.XLS AFY-C-3.XLS AFY-C-4.XLS AFY-C-5.XLS AFY-C-6.XLS AFY-C-7.XLS AFY-C-8.XLS AFY-C-9.XLS AFY-C-11.XLS AFY-C-12.XLS AFY-C-13.XLS AFY-CO-1.XLS AFY-CO-2.XLS AFY-CO-3.XLS AFY-CO-4.XLS AFY-CO-5.XLS AFY-M-1.XLS AFY-M-2.XLS AFY-S-1.XLS AFY-Y-2.XLS 35