Türkiye'nin deprem kuşağında yer alması, yapı güvenliğini hayati bir konu haline getiriyor. Deprem riskine karşı en önemli adımlardan biri de mevcut yapıların güçlendirilmesi. Betonarme binalarda güçlendirme projeleri için hangi malzemelerin tercih edilmesi gerektiğini ve bu süreçte karşılaşılan en büyük zorlukları Dr. Bahadır Şadan ile konuştuk. Şadan, her binanın kendine özgü bir durumu olduğunu vurgulayarak, güçlendirme sürecini bir doktorun hastasını tedavi etmesine benzetiyor. İşte deprem güvenliği açısından kritik öneme sahip güçlendirme yöntemleri ve uygulama detayları…
FOTO: Dr. Bahadır Şadan
Betonarme binalarda güçlendirme projeleri için hangi malzemeler tercih edilmeli ve neden?
Tek bir malzeme söylemek, tek bir yöntem tariflemek doğru olmaz. Güçlendirilecek olan binayı bir hasta, güçlendirme projesini yapan mühendisi de doktor gibi düşünebilirsiniz. Öncelikle doktorun hastasını muayene etmesi, şikayetlerini dinlemesi, hastalığı teşhis etmesi, hastalığın nedenlerini ortaya çıkartması, nedeni ortadan kaldırmaya yönelik önlem alıp daha sonra mevcut kondisyonunu iyileştirmek için tedavi uygulaması gerekir. Bu tedavide kullanılacak ilaçlar ve tıbbi gereçler, bizim güçlendirme malzemelerimize denk gelir. Nasıl ki her tür hastalığa tek tip ilaç verilemeyeceği gibi, her bina için de aynı güçlendirme yöntemi uygun olmayacaktır.
Doktorun öncelikle hastayı tanıması gerekli, bu bizim için sahada gerçekleştirilen rölöve çalışmalarına karşılık gelir. Rölöve çalışmalarında binanın taşıyıcı sisteminin, tabiri yerindeyse röntgenini çekeriz ve taşıyıcı sistem boyutları, açıklıklar, yükseklikler, temel sistemi vb. tüm gerekli bilgileri elde ederiz. Taşıyıcı sistem elemanlarında ne kadar donatı kullanılmış, kalınlıkları nedir, aralıkları nedir gibi bilgileri tahribatlı (sıyırma) veya tahribatsız (ferroscan) yöntemler ile tespit ederiz. Taşıyıcı sistemde, donatılarda veya binanın çevre yapılar ile etkileşiminde yapının deprem güvenliği için kusurlu durumlar var ise bunları tedavi (güçlendirme) etmek için not ederiz.
Elde edilen veriler ile yapıyı modeller, uygun hesap yöntemi ve doğru deprem parametrelerini kullanarak analiz ederiz. Yapının taşıyıcı sistemindeki yetersizliklerden yola çıkarak da bir tedavi (güçlendirme) yöntemi öneririz. Güçlendirme olarak tek bir tip malzeme veya farklı malzemelerin (yöntemlerin) bir kombinasyonu da uygulayabiliriz.
Örneğin bir binanın yatay rijitlik eksikliği varsa, yani deprem anında bina izin verilenden fazla salınım yapıyorsa, binanın uygun yerlerine betonarme perdeler, çelik çaprazlar ekleyebiliyoruz. Veya daha yenilikçi güçlendirme yöntemlerine başvurup, deprem sönümleyicileri ekleyerek (damper) binanın deprem enerjisi sönümleme kapasitesini arttırabiliyoruz.
Binanın kolon, kiriş gibi taşıyıcı sistem elemanlarında süneklik yetersizliği varsa bu elemanların süneklik kapasitesini arttırıcı fiber elyaf malzemeler (karbon fiber) kullanarak binayı güçlendirebiliyoruz. Süneklik, binanın olası bir yıkıcı deprem sırasında hasar gördükten sonra göçmeden ayakta kalabilmesi olarak tanımlanabilir.
Burada bir noktaya daha değinmek isterim. Deprem yönetmeliklerine uygun olarak tasarlanan binaların taşıyıcı sistemlerinin, şiddetli bir depremde hasar görmesi yönetmeliklerce de öngörülen ve kısmen kaçınılmaz bir durumdur. Biz yapı mühendisleri binaları depremde hasar alacak fakat bu hasarın bizim istediğimiz bölgelerde istediğimiz mertebede olacak şekilde tasarlarız. Burada da elemanların sünekliklerinden yararlanırız.
Kahramanmaraş depremlerinde yıkılan yeni inşa edilmiş binaların büyük çoğunluğunun yıkılmasının ardındaki neden, özellikle uygulama aşamasındaki süneklik detayları eksikliğidir. En basit olarak kolon ve kiriş donatılarınızda kullandığınız etriyelerin kancalarını içe doğru bükmezseniz, deprem anında bu elemanlardaki zorlamalarda bu etriyeler görevini yapamaz, açılır ve binayı tasarlandığından çok önce göçmeye götürür.
Depremde hem binanın hem de bina muhteviyatının hiç hasar almamasını ve deprem sonrasında da binanın depremden önceki kullanımına hemen devam etmesini istiyorsanız deprem izolasyon sistemlerini tercih etmek durumundasınız.
Deprem izolatörleri ile güçlendirme hangi durumlarda mümkün oluyor?
Öncelikle deprem izolasyonlu binanın hareket edebilmesi için bina çevresinde yeteri kadar boşluk bulunmalı, yani bitşik nizam binalara uygulamak mümkün değil. Ancak aynı bina kompleksi içerisinde dilatasyonlarla ayrılmış farklı bloklar varsa bu bloklar uygun bir yöntemle birleştirilerek deprem izolasyonu uygulanabilir. Mevcut bir binaya deprem izolasyonu uygulamak için deprem izolatörlerinin yerleştirileceği bir bodrum kat veya kullanılmayan bir zemin kat olmasını tercih ediyoruz. Binanın oturduğu zeminin de çok kötü bir zemin olmaması gerekiyor, ZE ve ZF sınıfı zeminlerde deprem izolasyon uygulaması sıkıntılı olabiliyor. Tabi ki deprem izolasyonu ile güçlendirme için binanın malzeme kalitesi de önemli. Beton kalitesi kötü ve özellikle standart sapması yüksekse önermiyoruz. Taşıyıcı sistemin de düzenli olması da tercih sebebi oluyor. Tüm bu koşullar sağlansa bile, uzman bir mühendis tarafından mevcut binanın hem yerinde hem proje üzerinde değerlendirilerek nihai karar verilmesi şart. Tabi işin mali boyutu, çözülmesi gereken detaylar ve uygulama zorluğu dikkate alındığında deprem izolasyonu ile güçlendirmeyi her binaya öneremiyoruz.
Deprem güçlendirme çalışmaları sırasında karşılaşılan en büyük zorluklar nelerdir?
Bizi en çok güçlendirme çalışmaları sırasında üretimin/hizmetin devam etmesi gereken binalar zorluyor. Bu tip yerler kimi zaman bir sanayi tesisi, kimi zaman bir kamu binası veya kimi zaman özel bir işletme binası olabiliyor. Böyle durumlarda binaların dışarıdan güçlendirilmesi opsiyonlarını veya lokal kapatma ile kademeli güçlendirme yöntemlerini tercih ediyoruz. Tabi böyle durumlarda hem proje süresi hem de uygulama süresi bir miktar uzayabiliyor. Ama doğru projelendirme ve doğru uygulama sonrası ilgili tesiste minimum hizmet kesintisi ile deprem güvenliği sağlanabiliyor.
Resim 1. Kahramanmaraş depremlerinde hasar görmüş bir ofis binasının burkulması önlenmiş çelik çaprazlar ile güçlendirilmesi
Resim 2. Kahramanmaraş depremlerinde hasar görmüş bir ofis binasının burkulması önlenmiş çelik çaprazlar ile güçlendirilmesi
Resim 3. Kadıköy Moda’da deprem izolasyonu ile güçlendirilmiş bir konut binası
Resim 4. Kadıköy Moda’da deprem izolasyonu ile güçlendirilmiş bir konut binası