Depremden Korunmak için Mevcut Yapılar Güçlendirilmeli mi, Yıkılıp Yenilenmeli mi?
29 Mart 2021
Depremde Farklı Zeminlere Göre Değişen Etkinin Doğası Nedir?
2 Mart 2021

Deprem
Dayanıklılığı için
Rijit mi Sünek mi ?

Çokça anlattığım bir La Fontaine masalı var. Saz dalı ile çınar ağacının hikayesi… Hikaye şöyle: Hafif rüzgâr estiğinde saz dalı yerlere kadar yatar, bunu gören çınar ağacı da bu zayıflıkla dalga geçermiş. Günün birinde bir rüzgâr çıkmış, saz dalı yerlere kadar yatmış. Zamanla şiddetini artıran bu rüzgâr bir kasırgaya dönüştüğünde, çınar ağacını da koparttığı gibi saz dalının yanına yatırmış. Kasırga dindiğinde saz dalı hiç bir şey olmamış gibi tekrar ayağa kalkmış ancak çınar ağacı bir daha doğrulamamış.

Hikayedeki saz dalının hareket ederek enerjiyi sönümlediğini söyleyebiliriz. Deprem öyle büyük bir enerji ki yüz milyonlarca metreküp toprak hareket eder ve biz yapılarımıza etkisini yanal bir kuvvet olarak hissederiz.
Bu enerjinin karşısında ne kadar büyük bir çınar ağacı olursak olalım bir noktaya kadar ayakta durabiliriz. Oysa saz dalı gibi olabilirsek hareket edip enerjiyi sönümleyebilmemiz o kadar kolay olur.

Konutlar Can Güvenliği Kriterleri ile Tasarlanıyor

Günümüzde kontrollü ve yüksek düzeyde enerji sönümleyebilmek için, özellikle deprem sırasında ve sonrasında hizmet verecek hastane ve benzeri yapılarda deprem izolatörleri kullanıyoruz. Yapılar izolatörlerin üzerinde beşik gibi sallanıyor ve enerjiyi sönümlüyor.
Konutlarda durum biraz daha farklı. Konutlar genellikle can güvenliği kriterleri ile tasarlanıyorlar. Özetle can güvenliği şu: Deprem nedeniyle yapıya, tasarlandığından daha fazla ivme gelirse, esneyecek, çatlayacak, dökülecek, enerjiyi sönümleyecek ancak yıkılmayacak, içindeki insanlar tahliye olacak.

Peki, Enerjiyi Sönümlemek Nasıl Gerçekleşir?

Binalarımızın sigortası olan kirişler sönümlemeyi sağlayan elemanlardandır. Eskiden sigortalara 3 tel bağlardık yani elektrik hattının genelinden daha zayıf bir bağlantı koyardık ki fazla bir akım çekildiğinde nereden kopacağını bilelim. Sigortanın mantığı bu değil midir? Bir yere bir zayıf alan koyarsın ki sıkıntı buradan ortaya çıksın ve kontrol altında tutmak kolaylaşsın.
Normal şartlarda binalar depremde hareket etmeli. Bu hareket sırasında kolon kirişin arasındaki dolgu duvarlarda, harekete bağlı çatlakların oluşması doğaldır. Tasarladığımızdan daha büyük bir deprem yani daha büyük bir enerji ortaya çıktığında, eğer kiriş kırılırsa hareketler büyür. Yapı ne kadar çok hareket ederse o kadar enerji sönümler. Kiriş kırıldığında hareket artmış olur, enerji sönümlenir. Yeter ki kolonlar bu büyük harekette sünek davransın, kırılmasın. Bu noktada bina, hafif hasardan yani duvar çatlağı hasarından orta hasarlı, hatta belki ağır hasarlı duruma geçti ancak ayakta kaldı. İşte bu yüzden deprem şartnamelerimizde kuvvetli kolon-zayıf kiriş prensibi yer alıyor.

Mevcut Bina Stokuna Ne Yapabiliriz?

Mevcut yapı stokumuzda bu can güvenliği kriterlerine ulaşmak için problemleri tespit edip yapı elemanlarını daha sünek hale getirebiliriz. Betonarmedeki sargı donatıları süneklik için çok önemli. Betonun mukavemetinden bağımsız olarak süneklik özelliği donatılarla ilgili bir konu. Biz bu donatıları dışarıdan ilave ederek yapının süneklik seviyesini kolaylıkla artırabiliriz. Şöyle düşünelim: Bir kum tepesinin üzerine çıksak bizi taşır mı? Herhalde kum dağılır ve yanlara doğru akar. Aynı kumu bir kovanın içerisine koysak, üzerine çıksak ve hatta zıplasak kova pes edip yırtılana kadar bizi taşıyacaktır. Bunun nedeni en basit ifadeyle şu: Tüm yapı elemanlarının yük taşıyabilmesi için boyunun kısalması eninin genişlemesi gerekir. Bu malzemenin doğal kuralıdır. Dolayısıyla malzemenin yana doğru genişlemesini engellersek üzerinde istediğimiz kadar yük taşıyabiliriz. Bu işlevi binalarımızda çalışır hale getiren yapı elemanları kolonlarımızdaki etriyelerdir. Yani depremdeki yanal yükleri taşıyan yatay donatılar. Bu etriyelerin yeni şartnamelerimizde sık aralıklarla yerleştirilmesi isteniyor. Eski binalardaki kolon kiriş birleşim noktalarında deprem dayanımı açısından büyük önem taşıyan etriyeler, günümüzdeki varsayımlarımıza ve şartlarımıza uygun değildir. Bu nedenle güçlendirme projelerimizde genellikle etriyeleri sonradan ilave ediyoruz.

Her Yapının Güçlendirme Projesi Kendine Özgüdür

Yanal yüklere teknik olarak karşı koyacağımız iki yöntem var. Ya hareket edip sönümleyeceğiz, yani sünek saz dalı haline getireceğiz ya da daha güçlü bir çınar ağacı kadar rijit hale getireceğiz. SAVE olarak çalışmalarımızda karbon elyaflar, karbon plakalar veya çelik çekirdekli karbon plakalar gibi yenilikçi malzemelerle çok iyi sonuçlar elde edebiliyoruz. Bunların hepsi detaylı birer mühendislik çalışması. Bugün eski binalar günümüzde öngördüğümüz depremlere hazır hale getirilebilir. Ancak unutmayalım ki her yapının güçlendirme projesi kendine özgüdür. Bir yapı için doğru olan güçlendirme yaklaşımı diğerinde doğru olamayacağı gibi uygun ve doğru detaylarla yapılmayan uygulamalar güçlendirme malzemesi ne kadar iyi olursa olsun istenen sonucu vermeyecektir.

İsmail Çoksayar, SAVE Kurucu / İnşaat Mühendisi