Deprem Riski nde Yumuşak Kat Etkisi Deprem Riski nin analiz edilmesi birçok kritere bağlı olsa da bu kriterler arasından belki de en yıkıcı sonuçlar doğuran kriter Yumuşak Kat etkisidir. Deprem sırasında tüm yer değiştirme hareketi giriş katında yaşanmış, giriş katı yıkılarak ortadan kaybolmuş! Ancak üst katlarda cam dahi kırılmamış [2] Ülkemizde birçok konut ve işyeri binası maalesef özellikle giriş katlarında yumuşak kat yanlışı yapılarak inşa edilmiştir. Kısaca binanın bir katının diğer katlara oranla olası sarsıntı sırasındaki tepkiye farklı kaşılık vermesi olarak da tanımlanabilen yumuşak kat yanlışlığı, deprem riskini belirlemede tek başına yeterli olmasa da geçmiş hasarlar incelendiğinde önemli ölçüde yıkıcı etki yarattığı söylenebilir. Şehir merkezi, cadde üzeri gibi bölgelerde bulunan binaların genellikle ilk katları mağaza ve showroom olarak kullanılmaktadır. Bu katların büyük bölümü de bina dışından iç cephenin rahatlıkla görülebilmesi için tuğla duvarlar yerine cam pencereler ile örtülüdür. Ancak aynı binanın üst katlarının dış cephe duvarları ağır tuğlalar ile örtülüdür. Bu durumda olası bir büyük deprem sırasında binanın genelinde yaşanacak deformasyonun büyük oranda bu yumuşak katta oluşacağı ve enerji dağılım yükünün de yine bu kattaki kolonlara etki edeceği söylenebilir. 1
Geçmiş depremlerde binalarda yaşanan birçok kısmi hasar ve yıkılmaların ana nedeni olarak özellikle kolon tasarımındaki yanlışlıklarla da birleşince Yumuşak Kat etkisi olduğu söylenebilir. 1999 İzmit Depremi sırasında Adapazarı ilinin işlek bir caddesinde yaşanan aşağıdaki tipik yumuşak kat hasar örneği bu durumu net bir şekilde anlatmaktadır. 1999 İzmit depreminde yaşanan yumuşak kat sonucu hasarlanan binalar [2] Yumuşak kat yanlışlığı yapılan binalarda karşılaşılan tipik deprem hasarları genellikle binanın üst katlarının alt kattaki yumuşak kat üzerine çökmesi şeklinde gerçekleşmektedir. Bu da binanın toplam değerini düşündüğümüzde kümül hasar (tam ziyan) ile sonuçlanması anlamına gelir ki bu tip bir hasar sonrası binanın kullanılabilmesi mümkün olamayacağından binanın tamamen yıkılarak yeniden inşa edilmesi gerekecektir. (a) (b) (c) (d) 2
(e) (f) (g) (h) (ı) (j) (k) (l) Yumuşak kat yanlışlığı nedeniyle yaşanan gerçek deprem hasarları [2],[3],[4] 3
Yumuşak kat, matematiksel olarak, birbirine dik iki deprem doğrultusunun herhangi biri için, herhangi bir i inci kattaki ortalama göreli kat ötelemesinin bir üst kattaki ortalama göreli kat ötelemesine oranı olarak tanımlanan Rijitlik Düzensizliği Katsayısı (η ki ) nın 1.5 tan büyük olma durumu şeklinde tanımlanabilir [5]. η ki = ( i ) ort / ( i+1 ) ort > 1.5 [5] Formülden de anlaşılacağı üzere yumuşak kat yanlışının yapılıp yapılmadığının net verisi olarak binanın yapısal elemanlarına programı yardımıyla yapılan yapısal ilişkin detaylı bilgilere de ihtiyaç duyulmaktadır. Bu da hiç şüphesiz önemli ölçüde zaman ve işgücü gerektirecektir. Bununla birlikte özellikle, katların yer değiştirmeleri konusunda karmaşık hesaplamalar yapmak yerine hızlı ve basit bir orantıyla yumuşak kat yanlışının yapılıp yapılmadığı hakkında kesin olmasa da büyük oranda geçerli olacak bir yorum yapmak mümkündür. Hayali bir mimariye sahip 6 katlı betonarme bir binanın matematiksel modellemesi yapılarak, binanın ilk katındaki kolon yükseklikleri, üst kat kolon yükseklikleri 3 m olarak sabit tutulmak kaydıyla 3 m den başlanarak 6 m ye kadar (3.5 m, 4 m, 4.5 m, 5 m, 5.5 m, 6 m) kademeli olarak arttırılmıştır. Bir statik analiz programı yadımıyla yapılan yapısal analiz sonucunda ilk kat kolon yüksekliklerin 4.5 m ye çıkarıldığında yumuşak kat etkisi görülmeye başlanmıştır. Bu örnek modelle sırasındaki denemeler sonucunda elde edilen katların yer değiştirmeleri, Rijitlik Düzensizliği Katsayıları ile binanın plan görüntüsü detaylı olarak aşağıda incelenebilir Hayali 6 katlı binanın plan görüntüsü ve yumuşak kat yanlışlığının tespiti amacıyla yapılan yapısal analizin sonuçları [6] Sonuç olarak; deprem riskinin ölçülmesi açısından önemli bir kriter olan yumuşak kat yanlışlığı yaşanan depremlerde de görüldüğü gibi binalarda yıkıcı etki yaratabilir. Bu yanlışlığının yapılıp yapılmadığı konusu ise ancak detaylı yapısal bilgiler ile yapısal analizler sonrasında kesinlik kazanabilir. Ancak karmaşık hesaplara girmeden basit ve hızlı bir yorum yapmak mümkündür. Yapılan matematiksel modellemelerde de görüldüğü üzere bir binanın ilk kat kolon yüksekliği üst kattaki kolonların yüksekliklerinin yarısından daha fazla olduğu durumlarda yumuşak kat etkisi yaşanma riski mevcuttur denilebilir. Ayrıca ilk kat dış cephe duvarlarında üst kattakilerin aksine tuğla duvar yerine cam bölmeler mevcutsa bu durumda risk daha da artmıştır yorumu yapılabilir. 4
Referanslar: 1. Eren, C., Geçmişteki Hasarlara Dayanan Kayıp Hesaplama Yöntemleri, Yüksek Lisans Tezi, Boğaziçi Üniversitesi, 2005. 2. Aschheim, M., Preliminary Observations: The İzmit Earthquake of 17 August, EERI Reconnaissance Team, Mid-America Earthquake Center, University of Illinois at Urbana- Champaign, 2001. 3. Doğangün, A. And R. Livaoğlu, Yumuşak Kat Düzensizliğinin Yapı Davranışına Etkileri, Balıkesir Üniversitesi, IV. Mühendislik-Mimarlık Sempozyumu, 11-13, pp. 479-489, 2002. 4. Bertero, V. V.,Imperial County Services Building Imperial Valley California Earthquake Oct. 15, 1979, http://nisee.berkley.edu/cgibin/browse_eqiis/tmp, 2001. 5. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Eylül 1997. 6. Doğangün, A. Betonarme Yapıların Hesap ve Tasarımı,birsen Yayınevi, pp.124-139, 2002. İrtibat İçin Allianz Sigorta A.Ş Bağlarbaşı Kısıklı Cad. No:13 Altunizade 34662 İstanbul Tel: (0216) 556 66 66 Faks: (0216) 556 67 77 www.allianz.com.tr allianzrisk@allianz.com.tr Bu belge içeriğinde yeralan bilgiler, tüm olası tehlikelerin tespit edildiği ve başka herhangi bir tehlike bulunmadığı anlamına gelmemektedir. Allianz, bu belgenin içeriğinde sözü edilen tavsiye ve önerilere uyulması sonucunda herhangi bir işletmenin, tesisin, bina veya lokasyonun güvenlik veya sağlık yönünden kusursuz hale geleceği veya herhangi bir yasa, tüzük, yönetmelik ve şartname veya mevzuata uygun hale geleceği konusunda herhangi bir garanti verildiği iddiasını kesinlikle reddeder. Copyright 2009 - Tüm Hakları Allianz Sigorta A.Ş.'ye aittir. 5