zayıf kat

Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim 2007, İstanbul Sixth National Conference on Earthquake Engineering, 16-20 October 2007, Istanbul, Turkey

339

ZAYIF KAT – YUMUŞAK KAT DÜZENSİZLİĞİ

WEAK STOREY – SOFT STOREY IRREGULARITY

Semih TEZCAN1, Alpcan YAZICI2, Zuhal ÖZDEMİR3 ve Aykut ERKAL4

ÖZET

Binaların giriş katlarında, genellikle mağaza, restoran, banka v.b. gelir getirici amaçlar nedeni ile dolgu bölme duvarları örülmez. Dolayısı ile, böyle binalarda giriş katı, yanal ötelenmeler bakımından, üst katlara nazaran, relatif olarak önemli ölçüde zayıf olur. Bu çalışmada, önce zayıf katlı binaların ABD, Japonya, Meksika ve ülkemizde vuku bulan depremlerde uğradığı hasar ve yıkılmalardan örnekler verilmiştir. Daha sonra, bir giriş katının zayıf veya yumuşak olarak nitelendirilebilmesi için, Deprem Yönetmeliğimizin ( TDY-2007 ) önerdiği kriterlerin yetersiz ve yanıltıcı olduğu, 1999 Kocaeli depreminde hasar görmüş bina örnekleri üzerinde açıklanmıştır. Son olarak, yetersiz ve yanıltıcı olan kriterlerin düzeltilebilmesi için ve ayrıca zayıf / yumuşak kat düzensizliğinin giderilebilmesi için öneriler verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Zayıf kat, Yumuşak kat, Deprem Yönetmeliği, Dolgu duvarları

ABSTRACT

Generally, for the purpose of commercial use, such as retail stores, restaurants, banks etc, no masonry infill walls are constructed at ground floors of some buildings. Consequently, the ground floors of such buildings become relatively weak compared to upper floors, especially from the view point of lateral insterstorey deflections. In this presentation firstly, the real examples of weak storey domages have been given from the previous earthquakes occurred in the USA, Japan, Mexico and Turkiye. Secondly, the inadequacy and also the misleading nature of the weak storey criteria of the Turkish Earthquake Code ( TEC-2007 ) have been discussed on the basis of a 3-storey building damaged during the 1999 Kocaeli earthquake. Finally, a series of new provisions have been recommended for the earthquake code, not only for detecting the presence of weak/soft storeys, but also for improving such vertical discontinuities structurally Key words: Weak storey, Soft storey, Earthquake code, Infill walls

1. GİRİŞ

1.1 Zayıf katın oluşma nedeni

Hangi ülkede olursa olsun, geçmiş depremlerde vuku bulan bina hasarları incelendiğinde, tipik olarak zemin katlarındaki yığma dolgu duvarları, üst katlardaki yığma dolgu duvarlara nazaran hiç veya çok az olan binaların, zemin kat hizasında büyük hasar gördüğüne şahit oluruz. Çünkü, yığma dolgu duvarlarından yoksun olan zemin katın yatay deplasmanlara karşı direnci, yığma dolgu duvarları bakımından zengin olan üst katlara göre çok azdır. Bu yüzden düşey yönde rijitlik süreksizliği bulunan katlara zayıf kat denir. Zemin kat yüksekliğinin üst katlara nazaran daha fazla olması da, zayıf kat düzensizliği yaratır. Mağaza, restoran ve banka gibi çeşitli ticari fonksiyonlara geniş alanlar sağlayabilmek için, dolgu duvar örülmeyen ve/veya kat yüksekliği göreceli olarak büyük olan zemin katlar, çok katlı binalarda deprem hasarlarının odak noktasıdır. 1 Prof.Dr., Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul, [email protected] 2 İnş.Y.Müh, Yüksek Öğrenim Eğitim ve Araştırma Vakfı, İstanbul 3 İnş.Y.Müh.Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul, [email protected] 4 Dr. Müh., Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul, [email protected]

340 Zayıf Kat – Yumuşak Kat Düzensizliği

1.2 Zayıf katın hasar görme nedeni

Yığma dolgu duvarlar, betonarme taşıyıcı sisteminin iç kuvvet hesabında kesinlikle göz önüne alınmaz. Çünkü, yığma dolgu duvarların yatay deprem yüklerinden pay alarak, kolon-kiriş-perde gibi ana taşıyıcı sistem elemanlarına gelen iç kesit taleplerini küçültmesine ve böylece taşıyıcı sistemin gereğinden zayıf olarak tasarımlanmasına izin verilmez.

Ancak, yığma dolgu duvarlar bulundukları katın yatay deplasmanlarını azaltmada çok büyük rol oynarlar. Dolayısı ile, yatay deplasmanların hesabında, özellikle binanın elâstik birinci doğal titreşim peryodunun tayininde, yığma dolgu duvarların sağlayacağı rijitliği muhakkak surette göz önüne almalıdır. Bu amaçla, yığma dolgu duvarlar, ya sonlu elemanlar veya efektif Hrennikof çapraz çubukları ile ( Tezcan vd, 2001) matematik modele dahil edilmelidir. Nitekim, UBC-97 Amerikan deprem yönetmeliğinin 16.30.12 Maddesinde ( Anonim, 1997 ) mealen şöyle yazılıdır:

“ Yığma dolgu duvarların çatlaklı en kesitlerinin rijitlik ve dayanımları,

taşıyıcı sistemin matematik modellemesine dahil edilecektir. ”

Esasen, deprem esnasında zayıf katın hasar görmesinin başlıca nedeni, üst katlardaki yığma dolgu duvarlarının, zemin katda bulunmayışıdır. Madem ki, deprem hasarı yığma dolgu duvarlarının bulunmayışından kaynaklanıyor o halde, yatay deplasman hesabında, yığma duvarların modellenmesi mecburiyeti vardır. Ancak, bu suretle yığma duvarların üst katlarda mevcut olma ve zemin katda mevcut olmama durumları yatay deplasman hesaplarına yansıtılabilir. Aksi halde, zayıf katlarda aşırı yatay deplasman nedeni ile meydana gelecek deprem hasarlarının nedeni izah edilemez. Aşağıda, zayıf kat nedeni ile hasar gören bina örnekleri ve zayıf kat düzensizliği ile ilgili yönetmelik hükümleri ayrıntıları ile incelenmiştir. ( Anonim,1985; Esteva,1982; Ambrose vd., 1984; Aranda vd., 1982 ; Tezcan vd., 1998, 2001).

2. ZAYIF KAT HASARINA ÖRNEKLER

2.1 Olive View Hastanesi. ABD ( 1971 )

Kaliforniya’da 9 Şubat 1971 tarihli San Fernando depreminde ( M=6,5), Olive View Hastanesinin 5-katlı Tıbbi Müdahele ve Bakım ( Medical Treatment and Care ) binasının zemin kat kolonları, yığma dolgu duvar yokluğundan ötürü, ağır hasara uğramıştır ( Şekil 1 ). Kat yüksekliği h=4.27 metre olan zemin katın relatif yatay deplasmanı d= 0.81 metre olarak ölçülmüştür. Demek ki, zayıf katda elasto – plastik katarası yatay deplasman oranı, izin verilen smax ≤ 0.02 değerinin 9.5 katı olmuş ve bu nedenle, tüm bina yıkılarak yerine zayıf katı olmayan yeni bir bina inşa edilmiştir.

s = d / h = 0.81m / 4.27m = 0.19 >> 0.02 (1)

2.2 Casa Micasa İşhanı, Nicaragua ( 1972 )

Şekil 2’de görüldüğü gibi, 23 Aralık 1972 Managua, Nicaragua depreminde ( M=6.2 ), Casa Micasa İşhanı, zemin katda yığma dolgu duvar bulunmayışından kaynaklanan zayıflık ile büyük hasar görmüş ve depremden hemen sonra yıkılmıştır.

2.3 Imperial County Belediye Binası, ABD ( 1979 )

Kaliforniya’da 15 Ekim 1979 tarihli Imperial County depreminde ( M= 6.4 ) 6-katlı Belediye Binası yığma dolgu duvarların ve üst katlardaki betonarme perde ve diğer rijit elemanların zemin katda bulunmaması nedeni ile, ağır hasara uğramış ve yıkılmıştır ( Şekil 3 ).

S. S. Tezcan, A. Yazıcı, Z. Özdemir ve A. Erkal 341

2.4 Zayıf kat ve Meksika depremi ( 1985 ) 19 Eylül 1985 tarihinde Mexico City’yi vuran depremde ( M= 8.1 ) ağır hasar gören veya göçen binaların %8’inde zayıf kat düzensizliğinin mevcut olduğu rapor edilmiştir ( Anonim, 1985; Esteva, 1992 ). 2.5 Kobe depremi ( 1995 ) Şekil 4’de görüldüğü gibi, 17 Ocak 1995 Kobe depreminde ( M= 7.2 ), Şehir merkezinde, 5-katlı alışveriş merkezi binalarında, zemin katda yığma dolgu duvarı bulunmadığı için oluşan zayıf kat nedeni ile, 1,50 metreye varan aşırı yanal deplasmanlar ve ağır hasarlar meydana gelmiştir. Katarası deplasmanlarının oranı, s=d/h izin verilen 0.02’nin 21 katıdır. Hiçbir zemin kat kolonu bu büyüklükte bir deplasmana dayanamaz. s = d / h = 1.50m / 3.60m = 0.42 >> 0.02 (2) 2.6 Zayıf kat ve Kocaeli depremi ( 1999 ) İzmit, Gölcük ve özellikle Adapazarı İnönü ve Çark Caddelerinde ticari amaçlı boşluklar yaratabilmek adına, zemin katlarında yığma dolgu duvarı bulunmayan çok sayıda bina, 17 Ağustos 1999 Kocaeli depreminde ( M= 7.4 ) ağır hasar görmüştür.

Şekil 5’de görülen ve inşaatı henüz yeni tamamlanmış 5-katlı apartmanın üst katları konut, zemin katı ise, dükkân olarak projelendirilmiştir. Zemin katının yüksekliği oldukça fazla olan ve zemin katı yığma dolgu duvarlardan yoksun bulunan bu bina, zayıf kat sendromu nedeni ile, ağır hasar görmüş ve yıkılmıştır.

Şekil 6’da gösterilen ve Gölcük –Körfez Yukarı Mahallede bulunan 3- katlı binanın zemin katında, mağaza olarak planlandığı için, hiçbir yığma duvar örülmemiştir. Bu binanın tüm zemin kat kolonları, özellikle her iki yan cephe kolonları, zayıf katın aşırı yanal deplasman yapması nedeni ile alt ve üst başlarından kırılarak ağır hasar görmüştür.

Deprem yönetmeliğinde ( TDY-2007 ) bulunan ηc – zayıf kat ve ηk –yumuşak kat kriterlerine göre, bu binada zayıf kat veya yumuşak kat düzensizliği bulunmamaktadır. Ne var ki, bina depremde zemin katının zayıflığı ve yumuşaklığı nedeni ile yıkılmıştır. Demek ki, Türkiye deprem yönetmeliği, bir binada zayıf veya yumuşak katın varlığını bulup çıkaramamaktadır. Böylece, hayati bir konuda hem tasarım mühendisini yanıltmakta, hem de ortalığı ‘ toz pembe ’ göstererek tüm ilgilileri, can güvenliğini tehdit eden bir hususta yanlış yönlendirmektedir.

3. ZAYIF KAT KRİTERİNDEKİ HATA ve EKSİKLİKLER 3.1 Yönetmelikteki zayıf kat kriterinin yetersizliği

Türkiye deprem yönetmeliğine göre ( TDY- 2007 ), bir binada zayıf kat düzensizliğinin bulunup bulunmadığı aşağıda tarif edilen ηc – kriteri ile tayin edilir ve ηc’nin aldığı minimum değere göre işlem yapılır:

ηc = Aef,i / Aef,i+ı ( 3 ) Aef = Ac + As + 0.15 Am ( 4 )

Burada, göz önüne alınan deprem yönü için; Aef,i = Bir katdaki efektif en kesit alanlarının toplamı, Ac = Bir katdaki kolonların en kesit alanlarının toplamı, As = Bir katdaki perdelerin en kesit alanlarının toplamı, Am = Bir katdaki dolgu duvarların en kesit alanlarının toplamı. Yukarıdaki işlemler, binanın birbirine dik x ve y – yönleri için tekrarlanır ve küçük olan ηc itibar edilerek, Tablo 1’e göre işlem yapılır.


Tablo 1.- Zayıf kat kriteri ηc’ ye göre işlemler

ηc Yapılacak işlem

0.80 ≤ ηc < 1.00

Düzensizlik yok. Hiçbir şey yapma! ( Bu tespitin niçin hatalı ve yanıltıcı olduğu, Paragraf 3.2’de açıklanmıştır)

0.60 ≤ ηc < 0.80

Taban kesme kuvvetini 1.25 ηc’ye bölerek arttır.(1)

( Kusurlu kat zemin katdır. Üst katlar niye cezalandırılsın ki ?! )

0 < ηc < 0.60

ηc / 0.60 oluncaya kadar, zemin katın kolon, perde ve dolgu duvarlarının sayı ve/veya boyutlarını arttır.

(1) Zayıf kat kolonlarının ‘ sarılma ’ etriyeleri ile, sadece uçlarda değil, tüm boyca sarılması mecburiyeti, maalesef TDY-2007’de kaldırılmıştır. Çok yazık !

Zayıf kat düzensizliğinden dolayı ağır hasar gören Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle’de bulunan ve Şekil 6’da gösterilen 3-katlı betonarme binanın kalıp planı ve taşıyıcı sisteminin boy kesiti sırası ile Şekil 7 ve Şekil 8’de şematik olarak verilmiştir. Bu bina için, Yönetmeliğin öngördüğü zayıf kat kriteri, Denk 3 ve Denk 4 yardımı ile, aşağıdaki şekilde hesaplanır: Aef,i+1 = 4 ( 0.30 ) 0.50 + 0.15 ( 2 ) 0.18 ( 2.70 ) = 0.75 m2 (5) Aef,i = 4 ( 0.30 ) 0.50 + 0 = 0.60 m2 (6) ηc = Aef,i / Aef,i+1 = 0.60 / 0.75 = 0.80 (7)

Tablo 1 ve TDY -2007’ye göre ηc = 0.80 olduğu için düzensizlik yoktur. Dolayısı ile, hiçbir

işlem yapmak gerekmez ( ! ? ). Bu çok yanlış bir bulgudur. Çünkü, gerçekte bina deprem esnasında zayıf kat düzensizliğinden dolayı ağır hasar görmüştür ( Şekil 6 ). 3.2 Zayıf kat kriterini geliştirmek için bir öneri Bir binada zayıf kat düzensizliği olduğu halde ve hattâ bu yüzden bina ağır hasar görüp yıkıldığı halde, Türkiye deprem yönetmeliğinin ( TDY-2007 ) bu düzensizliği yakalayamamasının tek nedeni, taşıyıcı elemanların atalet momentleri yerine, eksik ve yanlış olarak, en kesit alanlarını kullanmasıdır. Bu eksikliği ve yanlışlığı gidermek üzere, yeni zayıf kat kriteri ηz için aşağıdaki formül önerilmektedir.:

ηz = Ief,i / Ief,i+1 ( 8 ) Ief = Ic + Is + 0.05 Im ( 9 ) Burada, göz önüne alınan deprem yönü için, Ief = Bir katdaki efektif atalet momentleri toplamı,

Ic = Bir katdaki kolon atalet momentlerinin toplamı, Is = Bir katdaki betonarme perde atalet momentlerinin toplamı, Im = Bir katdaki dolgu duvarı brüt en kesitlerinin atalet momentleri toplamı,

Denk. 9’un içinde Im’nin katsayısı, alışılageldiği gibi 0.15Im olmak yerine, çatlaklı en kesitin atalet momentine eşdeğer bir değeri temsil etmek üzere, 0.05 Im alınmıştır. Önerilen bu yeni zayıf kat parametresi ηz , binada birbirine dik iki x veya y-yönleri için ayrı ayrı hesaplanmalı ve küçük olan ηz

‘ye göre işlem yapmalıdır. Eğer, ηz / 0.50 ise, taşıyıcı elemanlarda her hangi bir süreksizlik veya düzensizlik yok kabul edilir. Ancak, ηz < 0.50 ise, tasarım yenilenir. Kısaca, zayıf kat kolonlarının, perdelerinin ve / veya dolgu duvarlarının sayı ve boyutları ηz / 0.50 oluncaya kadar arttırılır. İhtiyatlı davranmak üzere, 0.5 < ηz <1 aralığındaki katların tüm kolonları sadece uçlarında değil, tüm boyca sarılma etriyeleri ile sarılır.


Şekil 1. Olive View Hastanesi zayıf kat hasarı (9 Şubat 1971 San Fernando - Kaliforniya Depremi, M = 6.5)

Şekil 2. Casa Micasa Binası zayıf kat hasarı (23 Aralık 1972 Managua - Nicaragua Depremi, M = 6.2)

Şekil 3. Imperial County Belediye Binası zayıf kat hasarı (15 Ekim 1979 Imperial County Depremi, M = 6.4)


Şekil 4. Kobe Şehir Merkezinde 6-katlı binalarda zayıf kat hasarları (17 Ocak 1995 Kobe Depremi, M = 7.2)

Şekil 5. Adapazarı’nda 5-katlı binanın zayıf katında ağır hasar (17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi, M = 7.4)

Şekil 6. Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle’de zayıf kat hasarı (17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi, M = 7.4)


1 2 3 4

3.00

AB

CD

2.00 3.008.30

8.30

3.00

3.00

3.00

25/50 cm(Tipik)

Kirişler Kolonlar

(Tipik)30/50 cm

0.15

0.15

0.25

0.25

Şekil 7. Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle’deki 3-katlı Binanın Kalıp Planı

Şekil 8. Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle’deki 3-katlı Binanın boy kesiti


3.3 Sayısal örnek Sayısal olarak Şekil 6’daki 3-katlı Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle binası örnek alınırsa , zemin kat ve 1 inci katın kolon ve duvarlarının atalet momentleri ve ηz – zayıf kat kriteri aşağıdaki gibi hesaplanır:

Ief,i+1 = 4(0.5) (0.3)3 / 12 + 0.05(2) 0.18(2.7)3 / 12 = 0.034m3 (10) Ief,i = 4( 0.5)(0.3)3 / 12 + 0 = 0.0045m3 (11) ηz = Ief,i / Ief,i+1 = 0.0045 / 0.034 =0.13 < 0.50 ( Dikkat ) (12)

Hesaplanan yeni zayıf kat kriteri 0.13 0.50zη = < olduğu için, binada düzensizlik vardır ve 0.50zη ≥ oluncaya kadar, kolon enkesit boyutları veya yığma dolgu duvarlarının boyutları arttırılmalıdır. Eğer, bu yeni kriter kullanılsa ve gereği olan işlemler yapılsa idi, adı geçen 3-katlı Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle binası depremde yıkılmazdı (Şekil 6).

4. YUMUŞAK KAT KRİTERİNDEKİ HATA VE EKSİKLİKLER

4.1. Yönetmelikteki Yumuşak kat kriterinin eksikliği

Türkiye deprem yönetmeliğine (TDY-2007) göre, yumuşak katın mevcut olabilmesi için Denklem 18 ile hesaplanan 2kη > olmalıdır.

1/k i is sη += (18) /i i is h= Δ (19) Burada, is = Zemin katın ortalama relatif katarası yatay deplasman oranı, iΔ = Zemin katın ortalama relatif katarası yatay deplasmanı, ih = Zemin kat yüksekliği.

Denklem 18, binanın birbirini takip eden i’inci ve i+1’inci katlarına ait olmak üzere, birbirine dik her iki x ve y-yönü için hesaplanmalı ve büyük olanına göre işlem yapılmalıdır. TDY-2007’ye göre yapılacak işlemler Tablo 2’de özetlenmiştir. Yumuşak kat nedeni ile ağır hasar gören 3-katlı Gölcük binasının TDY-2007’ye göre, zemin kat yığma dolgu duvarlarını matematik modele dahil etmeden yapılan analiz sonuçları ve kη kriterinin 1.1kη = ‘düzensizlik yok’ şeklinde tecelli eden hesabı Tablo 3’ de gösterilmiştir.

Tablo 2. Yumuşak kat kriteri kη ’ya göre yapılacak işlemler, TDY-2007

kη Yapılacak işlem

2kη ≤ Düzensizlik yok! Hiçbir şey yapma! (Bu tespitin hatalı ve yanıltıcı olduğu, Paragraf 4.2’de açıklanmıştır)

2kη > Düzensizlik var! Ama, gene hiçbir şey yapma (! ?)(1)

Sadece, bina yüksekliği H > 25m ise, dinamik analiz yap! (2)

(1) Yüksekliği 25H ≤ m olan binalarda hiçbir önlem düşünülmemiştir (!?). (2) Yüksekliği 25H > m olan binalarda dinamik analiz önerilmiştir. Ancak, dinamik analiz ile bulunan deprem taban kesme kuvveti genelde, statik eşdeğer deprem yükü yönteminden daha düşük değerler vermektedir. Yumuşak katlı binaya yaptırım uygulamak yerine, adeta mükâfat verilmektedir (!).


Tablo 3. Gölcük binası için yumuşak kat kriteri(1), TDY-2007 Yatay

Deplasman Relatif

Deplasman Deplasman

Oranı ortd Δ i+1 i= d - d Δ/s = h Kat No

(10-5)m (10-5)m -

ik

i+1

sη =s

2nci kat h = 3.00m 551 104 34.6 -

1nci kat h = 3.00m 447 215 71.6

71.634.6

= 2.1

Zemin kat h = 3.00m 232 232 77.3

77.371.6

= 1.1

(1) Üst katlardaki dolgu duvarları matematik modele girmedi !

Tablo 4. Gölcük binası için yumuşak kat kriteri(2), (Öneri) Yatay

Deplasman Relatif

Deplasman Deplasman

Oranı ortd Δ i+1 i= d - d Δ/s = h Kat No

(10-5)m (10-5)m -

ik

i+1

sη =s

2nci kat h = 3.00m 250 18 6 -

1nci kat h = 3.00m 232 26 8.6

8.66.0

= 1.4

Zemin kat h = 3.00m 206 206 68.6

68.68.6

= 7.9

(1) Üst katlardaki dolgu duvarları matematik modele girdiİ ! (Öneri)

4.2. Yumuşak kat kriteri için bir öneri

Yukarıda Tablo 3’de açıkça görüldüğü üzere, TDY-2007 ’ye göre, 3-katlı Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle binasında hiçbir şekilde yumuşak kat düzensizliği yoktur. Çünkü, 1.1 2kη = < dir. Halbuki, bina, depremde yumuşak katın varlığı nedeni ile, ağır hasar görmüş ve neticede yıkılmıştır (Şekil 6).

Görülüyor ki, Türkiye deprem yönetmeliği TDY-2007, bir binada yumuşak katın mevcudiyetini saptamaktan acizdir. Bu acizliğin ve yetersizliğin tek nedeni, zemin katta bulunmayan yığma dolgu duvarların yokluğunun göz önüne alınabilmesi için 1inci ve 2nci katlarda mevcut olan yığma dolgu duvarların varlığının göz önüne alınması, kısaca matematik modele dahil edilmesi gerekir.

Nitekim, 1inci ve 2nci katlardaki yığma dolgu duvarlar matematik modelde göz önüne alındığı zaman, yumuşak kat kriteri, Tablo 4’den görüleceği üzere, ηk = 7.9 >> 2 olarak hesaplanmaktadır. Dolayısı ile, binada zemin katta düşey doğrultuda rijitlik süreksizliği, yani yumuşak kat düzensizliği mevcuttur. İşte bu nedenle (ηk = 7.9) bina depremde ağır hasar görmüş ve sonunda yıkılmıştır.

Demek ki, yığma dolgu duvarları muhakkak surette matematik modele dahil etmek gerekir. Ancak, bu durumda zemin katta yığma dolgu duvar bulunmayışı hesaplara yansıtılabilmekte ve binadaki önemli ve hayati bir düzensizliğe parmak basılabilmektedir. Adapazarı’ndan örnek verilen 5-katlı binanın (Şekil 5), ‘ yumuşak ’ zemin katının içindeki hasar durumu Şekil 9’da gösterilmiştir.


Düşey rijitlik düzensizliğinin mevcudiyeti saptanmış olsa bile, Tablo 2’den görüleceği üzere, Türkiye deprem yönetmeliğinde (TDY-2007) bu düzensizliği giderecek ve/veya ona karşı önlem aldıracak hiçbir uyarı ve yaptırım yoktur. Bu uyarı ve yaptırım noksanlığı, can güvenliğini tehdit eden önemli bir eksikliktir.

Çünkü, ya eksik (yığma dolgu duvarlardan yoksun) bir matematik modelleme yaparak, 1.1 2kη = < hesaplayacak ve ortalığı ‘toz pembe’ = kusursuz bulacaksınız. Ancak, binanız depremde

yıkılacaktır veya, yığma dolgu duvarları matematik modele dahil ederek, 7.9 2kη = > hesaplayacak ve ortalıkta büyük ve hayati önemi haiz bir kusur bulacaksınız. Ne var ki, Türkiye deprem yönetmeliği (TDY-2007) ηk = 7.9 olsa bile, gene suskun kalacak ve mühendise hiçbir uyarıda bulunmayacak ve binayı kusurlu durumdan kurtaracak hiçbir yaptırım uygulatmayacaktır! Her iki halde de mühendis ‘kapana’ sıkıştırılmış olacak ve binasını yıkılmaktan kurtaramayacaktır! (†)

Yazarlar, Yönetmeliğin bu güvensiz ve aşırı derecede sakıncalı eksikliğini giderebilmek üzere, aşağıdaki ifadelerin Yönetmeliğe dahil edilmesini önermektedir:

“Bir binada komşu katlar arasındaki rijitlik düzensizliğinin ‘yumuşak’ katın varlığını tayin etmeğe yarayan kη sayısı hesaplanırken, yığma dolgu duvarlar muhakkak surette taşıyıcı sistemin matematik modeline dahil edilmelidir. Rijitlik düzensizliği katsayısı

kη ’nın 2.0 den fazla olması durumunda, ‘ yumuşak ’ katın kolon, perde ve / veya

yığma dolgu duvarlarının boyutları 2.0kη ≤ oluncaya kadar arttırılır. Ayrıca, böyle bir katın kolonları, sadece uçlarında değil, tüm boyca sarılma etriyeleri ile sarılır.”

SONUÇ

Binaların genellikle zemin katlarında mağaza, restoran, otomobil galerisi, banka vb. gelir getirici ticari fonksiyonların yer almasını sağlamak ve mümkün olduğunca geniş alanlar yaratabilmek amacı ile, konut amaçlı üst katlarda yoğun bir şekilde bulunan yığma dolgu duvarların örülmesinden sarfınazar edilmektedir. Öyle ki, bina her yönü ile sağlam olduğu halde, bu ‘zayıf’ ve/veya ‘yumuşak’ kat mevcudiyetinden dolayı depremde ağır hasara uğramakta, hatta yıkılmaktadır. Bu cins ağır hasar örnekleri, dünyada birçok ülkenin deprem hasarları listesinde önemli bir yer işgal etmektedir. Ne var ki, düşey yönde rijitlik süreksizliği bulunan, böyle ‘tehlikeli’=güvensiz katların a) bir binada bulunup bulunmadığını anlayabilmek ve b) eğer bulunuyorsa, gerekli düzeltici ve kusur giderici önlemleri almak konusunda Türkiye deprem yönetmeliği (TDY-2007) eksik, hatalı ve yetersiz kalmaktadır. Bu yetersizlik, 1999 Kocaeli depreminde (M = 7.4), Gölcük-Körfez Yukarı Mahallede ağır hasar gören üç katlı betonarme bir bina üzerinde yapılan ayrıntılı hesaplarla kanıtlanmıştır. Yönetmeliğin bu yetersizliğini giderebilmek amacı ile yapılan belli başlı öneriler şunlardır:

1) Komşu katlar arasında B1-dayanım düzensizliği (zayıf kat)’ın varlığı için, Denklem 8’de

tanımlanan etkili atalet momentleri oranı Zη ’nin 0.50 den büyük olması lazımdır. Eğer, Zη < 0.50 ise, zayıf katın kolon, perde ve yığma dolgu duvar boyutları 0.50Zη ≥ oluncaya kadar arttırılır.

2) Komşu katlar arasında B2-rijitlik düzensizliği (yumuşak kat)’ın varlığını tayin eden ηk’nın hesabında tüm yığma dolgu duvarlar, ya eşdeğer çapraz çubuklar veya sonlu elemanlar yöntemi ile, taşıyıcı sistemin matematik modellenmesine dahil edilir.

(†) Türkiye deprem yönetmeliği (TDY-2007), yumuşak kat düzensizliği ( 2kη > ) bulunan binalarda sadece, bina yüksekliği H > 25m, (8 kattan fazla) ise dinamik analiz yapılması şeklinde bir yaptırım getirmektedir. Esasen bu yaptırım bir cezalandırma değil adeta, bir mükâfatlandırmadır. Çünkü, genelde dinamik analiz, statik eşdeğer yönteme göre daha küçük deprem kuvvetleri vermektedir. Bu yaptırım dışında Yönetmelikte öngörülen hiçbir yaptırım yoktur. İşte ziyadesi ile güvencesiz bir durum yaratabilecek husus budur.


Şekil 9. Adapazarı’nda Şekil 5’te gösterilen 5-katlı binanın zemin katının içi (17 Ağustos 1999 Kocaeli Depremi, M = 7.4)

KAYNAKLAR

Ambrose J. and D. Vergun (1984) Architectural Form and Seismic Response in Design for Eartquakes, pp. 139 -160, John Wiley and Sons.

Anonim (1985) The Mexican Earthquake of 19 September 1985, “EEFIT- Earthquake Engineering Field

Investigation Team, SECED-Society for Earthquakes and Civil Engineering Dynamics, The Institution of Civil Engineers, Great George Street, London SW1 P3 AA, England, September, 1986.

Anonim (1997) UBC-Uniform Building Code of the United States of America, Federal Agency of Building

Officials. Aranda, G. R., Rascon O. and Diaz J. (1982) “Seismic Analysis of Irregular Buildings”, Proceedings of the

7th ECEE, Athens. Esteva, L. (1992) “Nonlinear Seismic Response of Soft-First-Storey Buildings Subjected to Narrow-Band

Accelerograms”, Tenth World Conference of Earthquake Engineering, pp. 3961-3966, Balkema, Amsterdam.

TDY (2007) Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik , 6 Mart 2007 tarih ve 26454

sayılı Resmi Gazete, T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara. Tezcan, S. S. (1998) Depreme Dayanıklı Tasarım için, bir Mimarın Seyir Defteri, Türkiye Deprem Vakfı,

KT 98-024, İTÜ İnşaat Fakültesi, İstanbul. Tezcan, S. S. and Alpcan Y. (2001) Soft Storey Dilemma in Earthquake Resistant Design , Türkiye Deprem

Vakfı, KT 019-67, İTÜ İnşaat Fakültesi, İstanbul.

zayıf kat

Documents

Transcript of zayıf kat