DEPREME DAYANIKLI VE SAĞLIKLI BİNA ÇÖZÜMLERİ

Türkiye olarak deprem bölgesinde yaşamamızdan dolayı deprem konusunu hiçbir zaman göz ardı etmememiz gerekiyor.

Depremde yıkılmayan bina yapmak istiyorsak, öncelikle deprem anında binaların neden yıkıldığını tespit etmeliyiz. Sonrasında, binaları depremde yıkan kuvvetlere karşı bina dayanımını arttıran düzenekleri olan yapılar yaparak, depremde yıkılmayan binalara sahip olabiliriz. Bunun için öncelikle;

1- Elimizde en net veri olarak depremde yıkılan bina resimleri üzerinde analiz ve değerlendirme yaparak, deprem anında binanın yıkılmasına neden olan kuvvetleri,
2-Deprem anında meydana gelen yer hareketleri sonucunda bina taşıyıcı sistemine etki eden yıkıcı kuvvetleri bulmamız gerekiyor.

Depremlerde oluşan yer hareketlerini incelediğimizde, KAF üzerinde meydana gelen depremler yatay atımlı depremlerdir. Bu tür depremlerde meydana gelen deprem yer hareketlerinin % 70 – 80’i yatay, % 30 – 20’si düşey yönlüdür. Ege bölgesinde meydana gelen depremleri incelediğimizde, bu tür depremlerde horst veya graben dediğimiz yükselme veya çökme şeklinde oluşan yer hareketleri oluşur. Bu tür depremlerde oluşan yer deprem hareketinin % 60 – 70’i düşey, % 40 – 30’u ise yatay yönlüdür. 

Bina projesi hazırlanırken bina taşıyıcı sisteminin dayanım hesabında çoğunlukla binadaki düşey yükler dikkate alınır. Bu nedenle, deprem anında oluşan zemin deprem hareketleri düşey yönlü ise bu tür depremlerde binalar fazla zarar görmez, yıkılan bina sayısı daha az olur. Deprem anında oluşan zemin deprem hareketleri yatay yönlü ise bu tür depremlerde zarar gören, yıkılan bina daha fazla olur.

Yaşanan yatay atımlı depremlerde yıkılan, zarar gören bina sayısı daha fazla olduğu için, çözüm ararken yatay atımlı deprem alanındaki binaların depreme dayanıklılığı konusunda çözüm üretmemiz daha doğru olur. Bu çözümlere ait dayanım daha kuvvetli çözüm olduğu için her deprem bölgesi için de geçerli olacak çözümdür.

Önce resimlere bakıp, binaların deprem anında maruz kaldığı kuvvetleri bulmaya çalışalım. Aşağıda gördüğünüz resimler 17.Ağustos.1999 depremi sonrasında Adapazarı’nda çekilmiş fotoğraflardır.

              
DEPREME DAYANIKLI VE SAĞLIKLI BİNA ÇÖZÜMLERİ

Resim 1: Bu bina zemin katında market olan bir bina. Binanın sadece zemin katı çökmüş, bina çok katlı olmasına rağmen üst katlar aynen duruyor.
Resim 2: Bina gövdesinde herhangi bir deformasyon yok, ama bina komple yatmış durumda.
Resim 3: Binaların zemin katları çökmüş /deforme olmuş, ama üst katları duruyor.
Resim 4: Binalar sağlam duruyor ama yatay dengesi bozulmuş durumda.

Resimlerdeki bina görüntülerine bakarak şu sonuçları çıkartabiliriz. 

1- Komple yıkılan binalar için binaya etki eden kuvvet için net bir şey söyleyemeyiz. 
2- Birçok binanın zemin katı yıkıldığı halde, üstündeki katların zemin kat üzerinde durduğunu görüyoruz. Bu durum, deprem anında zemin kattaki taşıyıcı sisteme aşırı yük binmesi ile zemin katın yıkıldığını gösteriyor.
3- Bazı binaların deprem sonrasında komple yan yattığını görüyoruz. Bu durum özellikle dar ve yüksek binalarda gözlenen bir durum. Bina temeli, zemine bağlı olmadığı için deprem anında oluşan yatay yer hareketi ile bina zemine tutunamıyor ve devriliyor.
4- Bazı binalarda bir darbe yaşanmasa da yatay dengelerinin bozulduğunu görüyoruz. Bunun nedeni deprem anında zeminin balçık hale gelmesi ve binanın bu zeminde savrulmasıdır. 

Deprem resimlerinden sonra, bir de deprem anında oluşan zemin deprem hareketlerini dikkate alarak binada oluşan yıkıcı deprem kuvvetleri saptamaya çalışalım. 

Örneğin, deprem anında 0,1 sn.de zemin ve zeminin içinde yer alan bina temeli, zeminle birlikte örneğin sağa doğru giderken, aynı zamanda yükselmeye / alçalmaya başlar. Bina gövdesi, temele bağlı olduğu için sağa doğru gitmeye zorlanır ve sonrasında, temelle birlikte hem sağa doğru gitmeye, hem de yükselmeye / alçalmaya başlar. 0,3 sn.de zemin ve bina temeli sağa gidişini ve yükselmeyi / alçalmayı sonlandırıp, 0,4. saniyede sola doğru gitmeye ve alçalmaya / yükselmeye başlar. Bina gövdesi 0,3 saniyede sağa doğru giderken, 0,4. sn.de bina gövdesi kazandığı hız etkisi ile sağa doğru gitmeye çalışır. Bu anda bina temeli sola doğru gitmeye başladığı için bina temeli ile bina gövdesi arasındaki bağlantıyı sağlayan zemin kattaki bina taşıyıcı sistemine, bina deprem yükü dediğimiz yıkıcı yük biner. Depremde yıkılan binaların çoğu bu anda yıkılır veya yıkıcı darbeyi görür. Zamanla hem deprem anında oluşan git gel mesafesi azalır, hem de oluşan hareketin ivmesi düşer ve kısa zamanda sıfırlanır. Sonrasında artçı depremler başlar. Zemindeki depreme neden olabilecek deprem enerji birikimleri bitinceye kadar artçı depremler devam eder. Bu enerji birikimleri de deşarj olduktan sonra zemindeki hareketlenme biter.

06 Mart 2020 tarihli Herkese Bilim Teknoloji dergisinde yayınlanan "Bina deprem yükü" başlıklı yazımda, bina deprem yükünün oluşumuna dair açıklamalarda bulunmuştum.

Artık deprem anında binaların neden yıkıldığını biliyoruz. Aşağıdaki önlemleri alarak depremde yıkılmayan binaları yapabiliriz; 

1- Binaların dış cephesindeki duvarların bir kısmını demirli dökme perde beton yaparak, deprem anında oluşan bina deprem yüküne karşı, bina taşıyıcı sistemi ile bina duvar sisteminin birleştiği ve ortak hareket ettiği bir yapı oluşturabiliriz.

Bu konuda aşağıdaki model çözüm olarak uygulanabilir. 

DEPREME DAYANIKLI VE SAĞLIKLI BİNA ÇÖZÜMLERİ

AB = BC,  DE = EF olmalıdır. AB değeri ve DE değerlerinin ne olacağı konunun uzmanları olarak İnşaat Mühendisleri tarafından hesaplanmalıdır. (Yaklaşık olarak ne olmalı denirse, DE değeri olarak en az bina uzun kenarının 1 / 3’ü, AB değeri olarak DE değerinin 1 / 3’ü olabilir.)

Perde beton duvar yapılacak alan içinde pencere veya kapıdan dolayı kayıp alan olursa, inşaat mühendisleri tarafından belirlenecek  oluşan kayıp alan x C katsayısı oranında o kat içinde, perde beton duvar ilavesi yapılabilir.

2- Dolgu zemin üzerine yapılan inşaatlarda bodrum katı iki kattan az olan ve bina yüksekliği bina eninden fazla olan her binanın temeli fore kazık üzerine inşa edilmeli, binaya ait her kolon hizasında en az bir fore kazık olmalıdır. Fore kazık sayesinde binayı zemine bağlamış, sabitlemiş oluyoruz.

Binayı fore kazık üzerine inşa etmek maliyeti arttırır. Ancak, faydası saymakla bitmez.

a)    Deprem anında, fore kazık sayesinde ağırlık merkezi olarak binanın alt tarafında olduğu için deprem anında binanın düşey konumda kalmasına yardımcı olur.
b)    Deprem anında, fore kazıklar ile zemine tutunma oranı arttığı için binanın deprem anında savrulması azalır.
c)    Fore kazık imalatını yapacak firma için zeminin durumu çok önemli olduğundan, yapılacak zemin etüdü nizami ve doğru yapılır.
d)    Fore kazıklar, binayı zemine bağladığı için, deprem nedeniyle özellikle dar ama yüksek binaların komple devrilmesini engeller.
e)    Fore kazıklar eğimli arazide bulunan binalar için oluşacak heyelanı durdurucu etki yaratır.
f)    Fore kazıklar eğimli arazide bulunan binaların zamanla aşağı doğru kaymasını engeller.
g)    Binanın bulunduğu bölgede sel yaşandığında, sel suyu bina temeli altındaki dolgu malzemeyi boşaltsa bile, bina temeli fore kazık üzerinde olduğu için, o bina temeline ve dolayısı ile o binaya bir şey olmaz. 

Geçtiğimiz günlerde Kastamonu Bozkurt’ta yaşanan sel felaketinde bazı binaların temelinin altındaki dolgu malzemesi sel suyu etkisi boşaldığı için binalarda yıkım yaşandı. Eğer, bu binaların temeli fore kazık üzerine yapılmış olsaydı, sel suyu bina temeli altındaki dolguyu boşaltsa bile bina temeli fore kazık üzerinde olduğu için o binalara hiçbir şey olmazdı.
  
3- Çevremizdeki binalara baktığımızda neredeyse tamamına yakınında zemin katın üstündeki katta dışa doğru büyüme yapıldığını, bina kat alanının büyüdüğünü görüyoruz.    Bir binanın depreme dayanıklı olması isteniyorsa, binadaki en büyük alanının bina temel alanı olması, üst katlardaki alanın mümkünse daha küçük alan olması gerekir. Bu nedenle, zemin kat üstünde bina alan genişletilmesi uygulamasına son verilmelidir. Üst katlarda sadece balkonlar için taşmaya izin verilmelidir.

4- Binalarda yumuşak kattan kaçınılmalıdır. Bina inşaatı sırasında yapılan duvarlar, sonradan asla yıkılmamalıdır. Alan genişletmek için kolon kesmek, binanın deprem olmadan yıkılması demektir. Normal katta olan duvarlar, binanın her katında olmalıdır. Pissu tesisatı için elektrik tesisatı için kolonlara asla müdahale edilmemelidir. 
    
Zemin kat işyeri olarak yapılınca, üst katlarda olan duvarlar bu katta yapılmıyor. Bu şekilde zemin kat yumuşak kat haline getirilerek, olacak deprem anında, bina kolayca yıkılabilir hale getiriliyor. Bu nedenle üst katlarda normal daire, zemin katta işyeri olan bina yapım şekli terk edilmelidir.

Binalar ya konut binası ya da işyeri binası olarak yapılmalıdır. Bina konut binası ise her katta sadece daire olmalıdır. Bina temeli üzerindeki her katın duvarları eksiksiz yapılmalıdır. Zemin kat otopark yapılsa dahi üst kattaki duvarların aynen otopark katında da var olmasına çalışılmalıdır. Deprem anında yıkıcı yük binen yer bodrum ve zemin kat olduğu için bu katlardaki duvarların mümkün olduğunca dökme demirli perde beton duvar yapılması tercih edilmelidir.

Binanın kat ağırlığı alt katlarda fazla olabilir. Ama ortanın üzerinde olan katların, bina kat ağırlığı mümkün olduğunca azaltılmalıdır. Binanın üst katlarında ağır ekipmanlar, cihazlar olmamalıdır. Binanın teras katında su deposu, havuz, ağır ekipman vb. olmamalıdır. Üst katlardaki ağır ekipmanlar, deprem anında oluşturdukları deprem yükü ile normalde depremde yıkılmayacak binaların da yıkılmasına neden olabilir.

Buraya kadar bir Jeofizik Mühendisi gözüyle depreme dayanıklı bina konusundaki çözümlerimi paylaştım. Bir de İş Güvenliği Uzmanı gözüyle binaların daha sağlıklı olması için yapılması gerekenlere ait düşüncelerimi paylaşmak istiyorum.

5- Eskiden evlerimizde soba vardı. Sobanın bağlı olduğu baca sayesinde odalarımızda doğal havalandırma düzeneği çalışır, kendiliğinden odalarımızın doğal havalandırması sağlanmış olurdu. Artık, kışın kalorifer ile ısınıyoruz, soba kullanılmadığı için odalarımızda baca deliği yok. Evlerimizde, ortam soğumasın diye kapıları, camı tamamen kapatıyoruz. Farkında değiliz ama bir süre sonra teneffüs ettiğimiz hava da oksijen kalmıyor. Bilmeden pis hava soluyor, bilmeden kendi kendimizi hasta ediyor, bilmeden hastalıkları ortamdaki bireyden bireye yayıyoruz. Özellikle toplu halde bulunulan işyerleri, okullar için bu durum bir felaket. 

Isıtma düzeneği kalorifer de olsa evlerimizdeki her odada, okullardaki her sınıfta, işyerlerindeki her ofiste vb. tüm kapalı alanlarda kapaklı bir baca çıkışı olması gerekiyor. Kapak sayesinde hava akımının hızını ayarlama seçeneği yaratıyoruz.

Kapı veya pencerenin çok az aralanması, ortamdaki havanın bu baca tarafından çekilmesi ile kapalı ortamdaki havanın doğal yolla yenilenmesi, temizlenmesi sağlanmış olunur. Her odada, sınıfta, ofiste baca çıkışı olması ile şu anda yaşanan bazı hastalıkların, özellikle hastalık bulaşmanın en aza indiğini görebiliriz. 

6- Özellikle apartmanlarda, bir katta birden çok daire var. Bu dairelerin projesi hazırlanırken bazen bir dairenin salonu ile diğer dairenin yatak odası yan yana gelebiliyor. Bu durumda ertesi günü işe gidecek daire sakini erken yatmak isterse, yan komşu salonda oturup, televizyon izlediği sürece gelen sesten dolayı uyuyamıyor. 

Bu nedenle, inşaat aşamasında farklı iki dairenin ortak kullandığı duvarların, daha ince tuğladan, arasına ses yalıtım malzemesi konmuş çift tuğla duvar olarak yapılması tercih edilmelidir. Bu şekilde yan yana oturan komşuların birbirini rahatsız etme durumu en aza indirilmiş olur. 


Cumhur Gültekin 
İş Güvenliği Uzmanı ( A )
Jeofizik Mühendisi


Yararlanılan Kaynaklar:

•    DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI 
Mühendisler, Mimarlar, Bina Sahipleri ve Yetkililer İçin Temel İlkeler    
HUGO BACHMANN 
(Mahalle Afet Gönüllüleri Vakfı)