YAPI VE DEPREM Prof.Dr. 1. Betonarme yapılar 2. Deprem etkisi 3. Deprem hasarları 4. Deprem etkisi altında taşıyıcı sistem davranışı 5. Deprem etkisinde kentsel dönüşüm 6. Sonuç 1 Yapı ve Deprem 1. Betonarme yapılar Taşıyıcı sistem Çerçeveli sistemler (kiriş ve kolon sistemi) Perdeli sistemler (tünel kalıp sistemler) Çerçeve ve perdeli (kiriş, kolon ve perdeli sistemler) 2
Yapı ve Deprem Çerçeve sistemler: Kolon İkincil kiriş Diş Diş doğrultusunda düşük yükseklikli ana kiriş Ana kiriş Ana kiriş Kolon Bir doğrultuda yük aktaran döşeme Diş doğrultusunda ana kiriş Dişe dik ana kiriş Bir doğrultuda dişli döşeme Konsol plak döşeme Ana kiriş İki doğrultuda yük aktaran plak döşeme Kolon Ana kiriş Ana kiriş Kolon Diş Ana kiriş İki doğrultuda dişli döşeme 3 /48 Yapı ve Deprem Kirişsiz döşemeler: Başlık plağı Kolon Kirişsiz döşeme Kolon başlığı Kirişsiz başlıklı döşeme Başlık plağı Kolon Kirişsiz başlıklı döşeme 4 /48
Yapı ve Deprem Perde ve çerçeveli sistemler: Perdeli sistemler: Perde Perde Ana kiriş Kolon İki doğrultuda yük aktaran plak döşeme Ana kiriş Perde Perde Perde Kolon İki doğrultuda yük aktaran plak döşeme Ana kiriş 5 /48 Yapı ve Deprem 2. Deprem etkisi Yapı inşaatı sırasında düşey yükler altında bulunur. Deprem yatay ve düşey ivme meydana gelir.. Depremde yatay yükler meydana gelir. 6
Yatay atımlı fay Fay türleri Normal atımlı fay Ters atımlı fay Hareketten önce fay Sağ yatay atımlı fay Sol yatay atımlı fay Yapı ve Deprem Deprem yönetmeliğinde değişiklikler: 1944 Zelzele Mıntıkaları Muvakkat Yapı Talimatnamesi 1949 Türkiye Yersarsıntısı Bölgeleri Yapı Yönetmeliği 1053 Yersarsıntısı Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 1982 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 1968 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 1975 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 1998 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik 2007 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik8
Yapı ve Deprem Deprem bölgeleri haritası ve son depremler: Kocaeli 1999 Düzce 1999 Adana-Ceyhan 1998 Erzincan 1992 M Dinar 1995 9 / 58 Yapı ve Deprem 3. Deprem hasarları Taşıyıcı sistem tasarımındaki hatalar Düzensiz binalar Yapı inşaatı sırasında düşey yükler altında bulunur. İnşaat safhasında yapılan hatalar Beton kalitesinin düşük olması Beton üretiminde yetersiz malzeme kullanımı Betonda vibratör kullanılmaması Betonda yerleştirmesinde yeterli özenin gösterilmesi Projenin uygulanmasında hatalar yapılması 10
Yapı ve Deprem Son üç depremde hasarlar: MINOR 50% Erzincan 1992 HEAVY 21% MINOR 45% Afyon Dinar 1995 HEAVY 33% ME DIUM 29% ME DIUM 22% Adana Ceyhan 1998 HEAVY 13% MINOR 61% ME DIUM 26% 11 / 58 12
13 Betonarme binalarda hasar: 14
Betonarme binalarda hasar: 15 Betonarme binalarda hasar: 16
Betonarme binalarda hasar: 17 18
19 Betonarme binalarda hasar: 20
Betonarme binalarda hasar: 21 Betonarme binalarda hasar: 22
Betonarme binalarda hasar: 23 Betonarme binalarda hasar: 24
25 26
27 Kesme dayanımının aşılması (Erciş) 28
29 30
31 32
33 34
35 36
37 38
39 40
41 42
43 44
Etriyelerin eksik ve yanlış konulmuş olması (Emniyet MüdürlüğüEk Hizmet (Çevik Kuvvet) Binası, Van Merkez) 45 Yapısal hasar: Göçme (Çetin Aysan İlköğretim Okulu Spor Binası, Alaköy) 46
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası) 47 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası) 48
Yapısal hasar: Göçme Uygun olmayan büyüklükte agregalar (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası) 49 50
51 52
53 54
55 56
57 58
59 60
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası) 61 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası) 62
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 63 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 64
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 65 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 66
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 67 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 68
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 69 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 70
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 71 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 72
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 73 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 74
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 75 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 76
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 77 Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 78
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası 79 80
81 82
83 84
85 86
87 88
89 90
91 92
93 94
Yapı ve Deprem 4. Deprem etkisi altında taşıyıcı sistemin davranışı Deprem Yönetmeliği (2007) deki ilgili tanımlar: Kesitlerin, elemanların ve taşıyıcı sistemin gevrek ve sünek davranışı, Sünek davranış = Elastik ötesi davranış, Tasarım Depremi; 50 yıllık bir süre içinde aşılma olasılığı %10 olan deprem, Tasarım Depremi nde can güvenliğinin sağlanması amacı ile kalıcı yapısal hasar oluşumunun sınırlanması, Hasar oluşumu (elastik ötesi davranış) kabul ediliyor. 95 Betonarme kesitte iç kuvvet-şekil değiştirme ilişkisi (Doğrusal olmayan değişim): Minimum hasar sınırı α φ = α / M İç kuvvet Minimum hasar bölgesi Güvenlik sınırı Minimum hasar sınırı (MN) Belirgin (kontrollü) hasar bölgesi α φ = α / Güvenlik sınırı (GV) M İleri hasar bölgesi Göçme sınırı Göçme sınırı (GÇ) α Göçme bölgesi Göçme Şekil değiştirme φ = α / M α 96
Yapı ve Deprem Betonarme taşıyıcı Sistemde yatay kuvvet-yatay yerdeğiştirme İlişkisi (Doğrusal olmayan değişim): Hemen kullanım (HK) Hemen kullanım (HK) Can güvenliği (CG) Göçme öncesi (GÖ) Göçme Deprem yükü Yerdeğiştirme Taşıyıcı sistem Can güvenliği (CG) Göçme öncesi (GÖ) 97 Yapı ve Deprem Kesit hasar sınırları ve bölgeleri Minimum hasar sınır (MN) Kesitte elastik ötesi davranışın başlangıcına karşı gelir. Güvenlik sınır (GV) Kesitte dayanımın güvenli olarak sağlanabileceği durumda, elastik ötesi davranışın üst sınırına karşı gelir. Göçme sınır (GÇ) Kesitin göçme öncesi davranışının üst sınırına karşı gelir. İç kuvvet Minimum hasar bölgesi Minimum hasar sınırı (MN) Belirgin hasar bölgesi Güvenlik sınırı (GV) İleri hasar bölgesi Göçme sınırı (GÇ) Göçme bölgesi Şekil değiştirme φ 1 M 98
Yapı ve Deprem Bina performans düzeyleri Hemen kullanım performans düzeyi (HK), Can güvenliği performans düzeyi (CG), Göçmenin önlenmesi performans düzeyi (GÖ), Deprem yükü Hemen kullanım (HK) Can güvenliği (CG) Göçme öncesi (GÖ) Yatay kuvvet Yatay yerdeğiştirme Yerdeğiştirme Toplam taban kesme kuvveti 99 Yapı ve Deprem 5. Deprem etkisinde kentsel dönüşüm Afet Riski Altındaki Alanların Dönüştürülmesi Hakkında Kanun (Kanun No. 6306 Kabul Tarihi: 16.05.2012 ) Afet riski Altındaki Alanların Dönüştürülmesi Hakkında Kanunun Uygulama Yönetmeliği (Sayı No: 28374, Kabul Tarihi: 04.08.2012 ) Riskli bina: Riskli alan içinde veya dışında olup ekonomik ömrünü tamamlamış olan veya yıkılma veya ağır hasar görme riski taşıdığı ilmî ve teknik verilere dayanılarak tespit edilen bina, Riskli bina tanımındaki belirlenmesi kolay olmayan parametreler: Ekonomik ömrünü tamamlamış, Yıkılma veya ağır hasar görme tehlikesi var. 100
Risk bina sınırının sayısallaştırılması Hemen kullanım (HK) Risk sınırı (RS) Can güvenliği (CG) Göçme öncesi (GÖ) Deprem yükü Yatay yerdeğiştirme Göçme Risk sınırı, Can Güvenliği ile Göçme Öncesi arasında olacak. Can güvenliği (CG) Göçme öncesi 101 (GÖ) Taşıyıcı sistem için riskin belirlenmesi: Sadece kritik kat kolonları gözönüne alınarak belirlenmeli, Sınırlı sayıda malzeme (beton ve donatı) bilgisine ihtiyaç duyulmalı, İnceleme deprem yönetmeliği yönteminden daha basit olmalı, Kentsel dönüşümde d riskli bina tanımı F 4 F 3 F 2 F 4 F 3 F 2 F 1 F 1 Rijit kat F 1 F 4 F 3 F 2 F 4 F 3 F 2 F 1 Kiriş ve döşeme Kiriş ve döşeme Rijit kat Kolon Kolon 102
Yapı ve Deprem Riskli alan: Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal kaybına yol açma riski taşıyan, Bakanlık veya İdare tarafından Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığının görüşü de alınarak belirlenen ve Bakanlığın teklifi üzerine Bakanlar Kurulu tarafından kararlaştırılan alan Riskli Alan tanımındaki parametreler: Riskli bina bulunan alan, Yeterli ulaşım yolları bulunmayan alan, Uygulama bütünlüğü bakımından riskli alana sokulan alan; Zeminde sıvalaşma, heleyan bulunan alan,. 103 Yapı ve Deprem Riskli bina tanımı Yıkılma veya ağır hasar görme riski taşıdığı ilmî ve teknik verilere dayanılarak tespit edilen bina, Tekil riskli bina tanımı: Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal kaybına yol açma riski taşıyan, Bakanlık veya İdare tarafından Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığının görüşü de alınarak belirlenen ve bakanlığın teklifi üzerine Bakanlar Kurulu tarafından kararlaştırılan alanda bina, Riskli alanda riskli bina tanımı: Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal kaybına yol açma riski 104
Yapı ve Deprem Riskli alanda riskli bina Çok sayıda binanın daha kısa zamanda incelenmesi gerekli, Tarama ve puanlama yöntemi uygun, Mevcut zemin araştırmaları ile yetinilebilir, Tarama parametreleri: Beton kalitesi, Zemin kat kolonları, Bina kat adedi, Kolonlarda etriye durumu, Kolonlarda normal kat seviyesi, Ağır çıkmaların durumu, Donatıda korozyon durumu, Binanın yaşı, Bulunduğu deprem bölgesi, Tarama parametrelerinin sonuçtaki ağırlığının deprem yönetmeliği kurallarına uygun tasarımı yapılan veya hasarlı veya depremde hasar görmemiş binalarla uyuşumu sağlanarak belirlenebilir. 105 5. Sonuç Yapı ve Deprem Binalarımızın önemli bir kısmı modern yönetmeliklerde öngörülen deprem güvenliğine sahip değildir. Ancak eski binaların modern yönetmeliklerde öngörülen deprem güvenliğine sahip olması beklenemez. Bu tür binaların hepsinin çok düşük deprem güvenliğine sahip olduğunu ve hepsinin ağır hasar göreceğini yıkılacağını söylemek uygun değildir. En önemli husus yeni yapılan binalarımızı yönetmelikler kurallarına uygun projelendirilmesi ve inşa edilmesi ilk yapılacak husustur. Bu suretle problemlerimizin artmaması sağlanacaktır. Başta toplumsal önemli binaların (okul, hastane, yönetim binaları) incelenmesi deprem güvenliğinin arttırılması önemlidir. Okul gibi düzgün eksenlere sahip ve okul tatili gibi belirli bir zaman kullanılmayan binaların güçlendirilmesi nispeten kolaydır. Ancak, konut binalarının eksenlerindeki düzensizlik ve sürekli kullanımları sebebiyle güçlendirmeleri zordur. 106
Yapı ve Deprem Çok düşük deprem güvenliğine sahip binaların güçlendirilmesi, yerine yenilenmesi de bir çözümdür. Mevcut bir binanın deprem güvenliğinin belirlenmesi pek çok kabulü içerdiği için, sonucu beyaz/siyah şeklinde matematiksel bir problem değildir. Bu sebepten inceleyenin tecrübesi önemlidir. Benzer durum güçlendirme için geçerlidir. Yurdumuzda İstanbul Büyükşehir Belediyesi, İSMEP, Milli Eğitim Bakanlığı, Sağlık Bakanlığı ve Çevre ve Şehircilik Bakanlığı gibi kuruluşlar bu konuda çalışmalar yapmaktadır. Problemin büyük olması sebebiyle, yapılanları yeterli görülmemesi gereklidir. Ancak, yapılanların taktir edilmesinden sonra, yetersiz olduğunun belirtilmesi yerinde olacaktır. Kentsel dönümün dar bölge için başlatılması ve kazanılan deneyimlerle, yöntem ve uygulamadaki eksikliklerin tespit edilip tamamlanarak, uygulanmanın devam edilmesi yerinde olacaktır. 107 Yapı ve Deprem Sabrınız ve dikkatiniz için teşekkürler 108