Prof. Dr. Uğur Kaynak “ASIL ERCİŞ FAYI, ASIL SİMAV FAYI ve ASIL İSTANBUL FAYI HENÜZ ÇALIŞMADI!!!”

Sayın Prof. Dr. Uğur Kaynak hocamızın değerli bilgilendirmelerini, kendilerinin izni ile siz dostlarımla paylaşmak istiyorum.

ASIL ERCİŞ FAYI, ASIL SİMAV FAYI ve ASIL

İSTANBUL FAYI HENÜZ ÇALIŞMADI!!!

Erciş’te varlığı bilinmeyen bir ters fay çalıştı. Edremit’te varlığı kimi yerbilimcilerce yıllardan beri bilinen fakat Gizli Fay, Gömülü Fay, Hayalet Fay diye tanıtılan bir doğrultu atımlı fay çalıştı. Ama ekli haritada gösterilen, tehlikeli deprem üretebilecek doğrultu atımlı Asıl Erciş Fayı henüz çalışmadı.

Simav’da varlığı bilinen bir normal fay çalıştı. Ama ekli haritada gösterilen ve tehlikeli deprem üretebilecek doğrultu atımlı Asıl Simav Fayı henüz çalışmadı.

Aynı durum İstanbul için de geçerlidir. Henüz Asıl İstanbul Fayı çalışmadı.

Yerbilimcinin görevi depremi önceden haber vermek değil, olası depremler hakkında kamuoyunu bilgilendirmektir. Ben de izninizle bilgilendirme görevimi yapmaktayım.

1912 Mürefte Sarköy depremi Orta Marmara Segmentine (ve Saros Segmentine) gerilim transferi yapmıştır. 1894 depremi Orta Marmara Segmentine (ve Gölcük segmentine) gerilim transferi yapmıştır. 1999 Doğu Marmara depremi Adalar Segmentine (ve Düzce + Gölyaka Segmentine) gerilim transferi yapmıştır. Bu durumda bir yerbilimci, Orta Marmara Segmentinde deprem beklenilmelidir derse, kimsenin ona “Felaket Tellalı” demeye hakkı yoktur.

Simav’da durum farklıdır. 19.Mayıs.2011 M=5.9 depremi, Asıl Simav fayına gerilim transferi yapacağına onu biraz daha kilitlemiştir. Bu cümleden Asıl Simav Fayında olası bir deprem bir miktar ileri atılmıştır sonucu çıkar. Fakat Asıl Simav Fayı çalışmayacak sonucu çıkmaz.

23.Ekim Erciş-Van Depremi, Asıl Erciş Fayına ve Tatvan Çukurluğu Fayına gerilim transferi yapmıştır. Bu durumda “Asıl Erciş Fayının çalışması olasılığı artmıştır” diyen bir yerbilimciye kimse “felaket tellalı” diyemez.

Diyemez mi acaba? Ama ne yazık ki Marmara Depremini, özellikle de Avcıları vurgulamak kaydı ile 1994 yılında Milliyet gazetesinde yazdığımda, Zaman gazetesi köşe yazarlarından biri buna şiddetle karşı çıkmış ve batılı bilim adamlarının buna kahkahalarla güleceğini ileri sürmüştü. Şimdi de aynı itirazlar olabilir. Bunu anlayışla karşılarım. Böyle bilimsel söylemler kimilerinin dünya görüşlerine uymuyor olabilir.

Sonuç ne olacak? Ne önerilir bu durumda? Bu konuyu da biraz açalım:

Olay bu aşamada, hasar tesbitine ve yapı stoku dökümüne (envanterine) gelip dayanıyor. Hasar tesbitinin bilimsel verilere dayandırılması gerekmektedir. Karot almakla, Kolon kirişte donatı ölçmekle, bu iş bitmez. İzleyen bölümde hasar tesbitinin ve güçlendirmenin esasları tanıtılacaktır.

Betonarme Yapılar İçin Yeni Bir

Deprem Şiddet Skalası ve Hasar Tesbit

Kılavuzu

Şiddet Skalası olarak önce Rossi-Forel, Mercalli-Cancanni, sonra Mercalli-Sieberg ve Omori-Cancanni… daha sonra Medvedev-Sponhauer-Karnik (MSK)… gibi skalalar 20. yüzyılda geçerli olmuştur. Kısa sürede bu kadar hızlı gelişmenin nedeni, şartların ve gereksinimlerin hızlı değişimidir. Artık Türkiye’de kullanılan Modifıed Mercalli veya MSK Skalası da, Türkiye’deki yapı ve zemin özelliklerini karşılayamamaktadır. Bu durumda “kolon kısalması yapmadan tabliyeden kesen çerçeve” gibi hasar türlerinin yeniden belirlenmesi için bir skala düzenlenmesi gereği yerine getirilmiştir. Ancak bu kez yeni skala, “insanlar uykudan uyanır” gibi tartışılabilir kriterlere değil, aşağıda verildiği biçimde somut tanımlamalara dayandırılmıştır. Bu skala aynı zamanda bir hasar tesbit kılavuzu olarak da kullanılabilir.

Uğur KAYNAK - 30.08.1999

Hasar	Derece			Figür		Tanım
HAFİF	I.					Kolon – dolgu duvar ve kiriş – dolgu duvar ek yeri çatlağı.
HAFİF	II.					(Yukarıdakine ek olarak) Diyagonal sıva çatlağı.
HAFİF	III.					(Yukarıdakilere ek olarak) Bant pencere ve normal pencere aralarındaki dolgu duvarda çapraz sıva çatlağı, kapalı çapraz germe çatlağı ve sıva döküntüsü.
HAFİF	IV.					(Yukarıdakilere ek olarak) Penceresiz dolgu duvarda kapalı çapraz germe çatlakları. Pas payı çekiç testinde ses anomalisi.
ORTA	V.					(Yukarıdakilere ek olarak) Kolon-kiriş ek yerleri gönyeden sapmadan, plastik zemin üzerinde yapının rijit olarak düşeyden az miktarda sapması. Dolgu duvarlarda açık çapraz germe çatlakları. Pas payı hasarları.
Hasar		Derece	Figür		Tanım
ORTA		VI.			(Yukarıdakilere ek olarak) Kolon-kiriş ek yerlerinde kompresyon ezikleri ve dilatasyon çatlakları olsa da yapının kendi düşeyine elastik olarak geri gelmesi. Dolgu duvarlarda kısmen devrilmeler. Kolon-tabliye ek yerlerinin yakınlarında yatay derz yeri çatlakları.
AĞIR		VII.			(Yukarıdakilere ek olarak) kolon kabuk patlaması, pas payı dökülmesi, dolgu duvarlarda tamamen devrilmeler. Yapının kendi düşeyine geri dönememesi veya plastik yatay öteleme nedeniyle yapının düşeyden sapması. Gönyeden sapma.
AĞIR		VIII.			(Yukarıdakilere ek olarak) Kolon ve kirişlerde diyagonal çatlaklar ve faylanmalar. (Tehlike! Yapının içine hiçbir zaman girmeyiniz.)
AĞIR		IX.			(Yukarıdakilere ek olarak) Düşey donatıların dışa kıvrılması, etriyelerin açılması ve kolon boyu kısalması. Taban kesme kuvvetinin etkisi ile zemin kat ve üzerindeki bir–iki katın simetrik veya asimetrik kırılması, veya kollaps veya zemin sıvılaşması nedeni İle bir - iki katın zemine gömülmesi (Tehlike!)

Hasar	Derece	Figür	Tanım
YIKIM	X.		(Yukarıdakilerin önemi kalmaksızın) Kolon –taban bağlantılarının ve kolon – tavan bağlantılarının tamamen kırılması sonucunda yapının kendi izdüşümünden saparak göçmesi (Bu durumda kat kirişleri merdiven gibi görüntü verir.) Veya yapının gevrek kırılma ile kendi düşeyinde çökmesi. (Kolonlar dinamitlenmiş gibi olur.) (Latis Göçertilmesi)

Not:

· Beldenin en ağır hasarlı yapılarına uygulanır.

· Skala, hasar tesbiti için de kullanılabilir.

Yukarıdaki şartlar, ağırlık merkezi ile simetri ekseni çakışan yapılarda doğrudan geçerlidir.

Yukarıda verilen skala için, donatıları korozyonlu yapılardan yararlanılamaz.

“Simetri derecesi Düşük” ve “Proje şartları Deprem Yönetmeliğine Aykırı” yapılar için ise aşağıda verilen kriterlerin birinin veya birkaçının varlığı durumunda, yukarıda saptanan yerel şiddet derecesi bir derece azaltılır.

İkinci mertebe skala azaltıcı etkiler. (bir derece)

a.   Temel krokisi “L”, “T”, “H” ve “U” şeklinde olan veya bir arsanın rastgele biçimine uydurulan yapılar.

b.   Bitişik nizamda, yapı tokuşmasına (çekiçleme etkisine) maruz kalan yapılar.

c.   Bitişik nizamda, iki farklı yönde tokuşmaya (çekiçleme etkisine) maruz kalan köşe yapılar.

d.   Asimetrik bodrumlu ve temelinde kot farkı (basamak) olan yapılar.

e.   Kolonda; Schmidt Çekici, Martez Sklerometresi, Franck Çekici, Einbeck Sarkacı vs. ile ezme, çizme veya zımbalama yapıldığında, ya da taşıyıcı olmayan elemanlardan karot numunesi alındığında normalin altında sertlik veya beton dayanımı veren yapılar.

f.    Yetersiz yatay veya düşey donatı ve kural dışı etriye uygulanmış yapılar.

g.   Simetrik olsa bile, konsol kirişleri veya terazilenmiş olsa da tabliye üzerine bindirilmiş ağır “çıkma” veya “şahn-ı şen” varlığı.

h.   Asimetrik ve / veya tek tarafa uygulanmış ağır balkon.

i.    Sağlam (sert) zemin üzerinde sert (rijit) yapı, ya da yumuşak (plastik) zemin üzerinde esnek (düktil) yapı gibi…yurdumuzda hiç dikkat edilmeyen ve önemsenmeyen hatalar.

En Güvenilir Güçlendirme Sismik Retrofit Yöntemleri

N

ihayet son zamanlarda “Deprem yönetmeliğinden önce yapılan yapılar da depreme dayanıklı hale getirilmelidir.” bilinci gelişmeye başladı. Halbuki bu söylemin bir benzerini Amerikalılar yönetmelik değil de sismik açıdan ele almış ve çoktan beri uygulamaktaymışlar. Onlar, “Sismikten önce yapılmış yapılar da depreme dayanıklı hale getirilebilir” demiş, ve demekle de kalmamış işin nasıl yapılması gerektiği konusunda yüzlerce araştırma yapmışlar. Yani eski yapılar için “Olan olmuş. Bari bundan sonraki yapıları kurtaralım.” dememişler. Onlar için de güvenilir bir yöntem geliştirmişler. Bu yöntemin ne olduğunu ve nasıl uygulandığını 1995 yılından beri İnternet’ten takip etmekteyim. Güçlendirme, takviye, rehabilitasyon vs gibi düşünülebilir. Fakat kullandığımız hiçbir tanım tam olarak karşılık gelmiyor. Bu yüzden olaya Türkçe’de okunuşu gibi “Sismik Retrofit Yöntemleri” demek zorundayız.

Prensip olarak yapıyı depreme dayanıklı hale getirme işlemi,

1. Özel sismik araştırma,

2. Gerekiyorsa zemine müdahale,

3. Gerekiyorsa temele müdahale,

4. Gerekiyorsa yapıya müdahale,

aşamalarını kapsıyor.

Fakat işin en önemli yanı, önce,

1. Bu müdahalelere gerek var mı?

2. Varsa hangi elemana müdahaleye gerek var?

3. Yapının neresine, nasıl müdahale edilmeli?

Sorularının cevaplarının bulunmasında gizli.

Yöntemi özetle de olsa açıklamak isterim:

1. Yapının temeline yakın yerlerden mümkünse dik açılı kros traverste, hat başı ve hat sonu P dalgası vuruşlu, hat başı veya hat sonu S dalgası vuruşlu bir sismik çalışma yapılır. Olabildiğince çok geometrik, petrofizik ve elastik parametre ölçülerek veya hesaplanarak elde edilir. Plastik zeminde numune alınarak tek eksenli ve üç eksenli dayanım testi, kayalık zeminde nokta yükleme testi yaptırılır. Bu çalışmalardan, toplam 40’ın üzerinde parametre elde edilir. Fakat bunlardan bir inşaat mühendisinin (betonarmeci ve statikçi) hayallerini süsleyen yedi tanesi vardır ki onlar,

a. Zemin hakim periyodu,

B. Zemin emniyet gerilmesi,

C. Maksimum taşıma kapasitesi,

D. Zemin büyütmesi,

E. Düşey yatak katsayısı,

F. Oturma miktarı, ve

G. İçsel sürtünme açısı

olarak adlandırılırlar.

İşte bunlardan birisi de artık “deprem güvenli” yapılarda olmazsa olmaz niteliktedir:

Zemin hakim periyodu. (1 saniyedeki sallanma-titreşme sayısı)

Aslında bir yapının temelinin bitişiğinde ölçüldüğü zaman buna artık hakim periyod dememek gerekir. Buna sadece zemin periyodu da denilebilir. Yapı öz periyodu ise deprem yönetmeliğinde verilen formüllerden biri yerine, daha duyarlı sonuç veren “duvar yoğunluğu formülü” ile hesaplanmalıdır.

Bir tarafta zemin periyodu, bir tarafta yapı periyodu. İşte “Sismik Retrofit”in çıkış noktası burasıdır.

Yüzlerce kez ölçülen ve kontrol edilen verilere göre bir yapının depremde yıkılmasının en önde gelen nedeni, zemin periyodu ile yapı periyodunun örtüşmesidir. Bu örtüşme %50 yi aşarsa yapıya müdahale etmek gerekir. Bu örtüşme %90 ‘ı aşarsa yapıda yıkım riski var demektir. Ancak tesadüfen tam olarak çakışabilirse de genelde ya düktilite tarafında ya da rijitide tarafında bu örtüşme gerçekleşir. Bu seçenekleri rakamlarla örneklendirelim. ZP0=Zemin Periyodu, YP0=Duvar yoğunluğu ve yapının yaşamış olduğu deprem momenti yardımı ile bulunan yapı öz periyodu olsun.

Örneğin, ZP0=0.33 sn. YP0=0.30 sn bulunduğunda oranlamayı rijit kanatta oluşturmamız gerekir. Yani örtüşme 100xYP0/ZP0 = 0.30sn / 0.33sn=%91 bulunur. Bu yıkım riski olan bir örtüşmedir.

Örtüşme rijit kanatta olduğundan, ya yapının rijitleştirilmesi ya da zemin periyodunun büyütülmesi gerekir.

Bu ikinci seçenek için temele su basılması gerekir ki bu seçenek sakıncalı olduğundan uygulanamaz. O zaman oranlamanın sadece pay tarafına müdahaleye hakkımız var demektir. Yani yapının rijitleştirilmesi gerekir. Bu işlem, en bilinen uygulaması ile statik çözümlemeye dayalı olarak perde kolon eklenmesi biçiminde olsun. (Örneğin bu işlem kat adedi azaltılarak da gerçekleştirilebilirdi. Perde duvar eklenerek de gerçekleştirilebilirdi.) Rijitleştirme gerçekleştirildikten sonra bu kez yeniden hesaplanan YP1=0.15 sn olsun. Örtüşme ise 100 x 0.15sn / 0.33sn =%45.45 bulunur ki böylece izin verilebilir örtüşme miktarına ulaşılmış olur.

Düktilite tarafı ise biraz sorunludur. Zemin periyodu ZP0=0.33 saniye, Yapı Periyodu YP0=0.40 saniye olsun. YP0> ZP0 olduğunda, örtüşme miktarı 100 x 0.33sn / 0.40sn=%82.5 düktil örtüşme var demektir.

Diğer bir değişle bu yapının %82.5 örtüşmeden uzaklaştırılması için düktilleştirilmesi gerekmektedir.

Örneğin bu yapının rölövesi çıkarılıp, buna göre yeniden statiği hesaplanıp, “uygun görülen” veya “bütün” dolgu duvarlarının, söndürücü özelliği olmayan briket gibi bir yapı elemanı ile yeniden örülmesi gibi bir işlemle periyodunun büyütülmesi sonucunda, YP1=0.67 olsun. İşlem bitirildikten sonra hesaplanan yeni örtüşme örneğin 100 x ZP0 / YP1= 100 x 0.33sn / 0.67sn=0.49253731343 elde edilir. Yeni hesaplanan örtüşme yüzdesi artık Düktil %49 olduğundan periyod örtüşmesi risksiz orana çekilmiştir denilir. Bu durumda yapı yerine zemine müdahale etmek de olasıdır.

Ayrıca perde kolonların kare şeklinde kolonlara dönüştürülmesi ile, ya da yapı uygun ise kat ilave ederek de bu işlem gerçekleştirilebilirdi. Ancak bu düktilleştirme yöntemlerinin hepsi de beraberinde bazı sakıncalar getirirler. Bu yüzden bir sonraki paragrafta açıklanacak olan düktilleştirme yerine, yeterince rijitleştirme işlemi tercih edilir. Az miktarda düktilleştirme sorunu olan yapılarda bu kez yapıya müdahale yerine zemine müdahale daha kolay olduğundan tercih edilmelidir.

Ancak bu örtüşme miktarı fazla ise örneğin %75’ten büyükse o zaman yapı periyodunun büyütülmesi işlemlerinin sakıncaları dolayısı ile yapı düktilleştirileceğine, biraz fazla rijitleştirerek, oranlamayı karşı tarafa atmak mümkün olacaktır.

Bu işlemi pay tarafına da yani zemine de uygulayabiliriz. Yukarıda verilen örnekteki yapıya, tarihi dokusundan dolayı müdahale edilemiyor olsun. Bu kez Zemine (eğer uygunsa) çimento şerbeti enjekte ederek, ya da yapının simetri merkezinden olmak üzere temelinden su çekilerek de uygulama yapılabilir. Yeniden zemin periyodu ölçülür. Örneğin ZP2=0.18 sn. bulunmuş olsun. Bu kez, yeni örtüşme miktarı yine düktil tarafta olmak üzere 100 x ZP2 / YP0 = 100×0.18sn / 0.40sn=%45 gibi bir örtüşme elde edilir ki bu durumda da rezonans periyoddan uzaklaşılmış olur.

Bu gösterilen örnekler yapıya veya zemine müdahale örnekleri ile birlikte verildi. Şimdi bu müdahale olgusunu kısaca tanıtalım.

Zemine Müdahale Örnekleri

1. Zemine çakıl kanallar (Balık kılçığı)

2. Zemine kum kanallar (Balık Kılçığı)

3. Ağırlık tipi istinat

4. Payandalı istinat

5. Kemer baraj tipi (konveks) istinat

6. Moment kollu istinat

7. Kurutma

9. Ağırlık Yüklemesi

10. Şev stabilizasyon açısına ulaştırma

11. Bulonlama

12. Palplanj perde uygulama

13. Alçalan Fazda injeksiyon

14. Yükselen Fazda injeksiyon

15. Teraslama

16. Ağaçlandırma

17. Drenaj galerisi

18. Asimetrik drenaj (Plastik Zeminde)

19. Jet Grouting

20. Isıtma

21. Küresel Kayma yüzeyli heyelan balansı (Şekil-105, Topuktan dengeleme)

22. Düzlemsel kayma yüzeyli heyelan kilitleme

23. Creep durdurma

24. Yüzey dalgası engelleme kanalları…

Temele Müdahale Örnekleri

1. Patin Genişletme

2. Taşıyıcı duvar altına “yürüyen temel” uygulaması

3. Temele bağlantı kirişi ilavesi

4. Radye temele dönüştürme

5. Temele asimetrik yükleme

6. Temeli yüzer ya da sürtünmeli fore kazığa bağlama

7. Bodrum kat duvarlarını perde duvar’a  dönüştürme

8. Bodrum kata kilitli harman tuğla duvar ekleme

9. Temele muhtelif drenajlar uygulama

10. Temel simetri merkezinden keson kuyu ile su çekilmesi.

11. Temeli kademeli olarak askıya alma

12. Temele tek serbestlik dereceli taşıyıcı sistem ekleme

13. Temele iki serbestlik dereceli taşıyıcı sistem ekleme

14. Temele üç serbestlik dereceli taşıyıcı sistem ekleme

15. Asimetrik bodrum katı, betonlu ramble ile doldurma

16. Temeli dıştan tecrit etme

17. Zemin katta ve temelde korozyon onarma

18. Temele aderans yapma

19. Topal basan temele müdahale

20. Farklı kolon oturmasına müdahale…

Yapıya Müdahale Örnekleri

1. Yapıya yeni söndürücü ilavesi

2. Yapıya yeni perde duvar ilavesi

3. Yapıya asansör için betonarme kutu ilavesi

4. Yapıya kat ilavesi

5. Yapıdan kat eksiltilmesi

6. Bant pencere iptali

7. Asma kat iptali

8. Mağaza kat uzun kolon gusselendirmesi

9. Farklı kat iyileştirmesi

10. Konsol sehimi müdahalesi

11. Asimetrik balkon müdahalesi

12. Donatı korozyon onarımı

13. Kolon – kiriş mantolama

14. Çatı katta ağır su deposu

15. Kısa kolon müdahalesi

16. Derz uygulamaları

17. Saplama yapan köprü-merdiven bloku vs. Derzleri

18. Dış merdivenin bağımsız hale getirilmesi

19. Yangın merdiveni iyileştirilmesi

20. Pencere küçültme

21. Duvar kalınlaştırma

22. Duvar inceltme

23. Duvar ekleme

24. Tecrit

25. Yumuşamış yapıya kapsamlı müdahale (periyod küçültme)

26. Düşeyden sapmış yapıya müdahale(düşeye getirip kilitleme)

27. Gömülen yapıya müdahale

28. Asimetriye müdahale…

Olarak özetlenebilir. Bu müdahalelerin yapının neresine ne kadar uygulanması gerekliliği en başarılı olarak “sismik retrofit yöntemleri” ile tesbit edilebilmektedir. Bu bağlamda her firmanın kendine özgü olarak ürettiği bağlantı, mafsal, yay, kauçuk takoz, ray, bilgisayarlı ağırlık kontrol ünitesi, pano, eklem elemanı… gibi malzeme desteği bulunmaktadır. Özellikle USA’da prefabrik evler için ahşap bağlantı elemanları, hazır temel elemanları ve mafsalları kullanılmaktadır.

Az katlı ve rijit yapılar için en güvenli destek üç serbestlik dereceli temel uygulaması gibi görünmektedir. Az katlı yığma yapılar için duvar altı mütemadi temel uygulaması ve ilave hatıl uygulaması çok başarılı olarak görülmektedir.

Betonarme yapılar için güvenilir bir ölçüt ise plastik zeminde rijit yapı, sert zeminde düktil yapı diye tanımlanabilir. Ancak yurdumuzda ne yazık ki projeye uyumsuzluk kadar önemli bir olgu da yanlış projeye tamamen uygun olmaktan kaynaklanmaktadır. Diğer bir değişle yapı sahipleri “bizim yapımız projesine tam uygun olarak yapıldı” biçiminde güvence verirlerken bu projenin deprem yönetmeliği ile zıt uygulamalar içerdiğini de bilmemektedirler. Dolayısı ile yapı, önce “Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik” (DBBYHY)’e uygunluk açısından denetlenmeli daha sonra projesine uygun olup olmadığı araştırılmalıdır. Bu araştırmalarımız sırasında (ABBYHY) ile taban tabana zıt uygulamaların yanında; unutulan kolon, belirli bir kattan sonra altı boş olan kolon, altı boş merdiven ya da taşıyıcı duvar, azaltılan boyutlar, küçültülen donatı ölçüleri, çimentosuz denilebilecek beton gibi inanılmaz kötü niyetli uygulamalara ve hatta unutkanlıklara da rastlanılmıştır. Bu araştırmalar deneyimli mimar ve inşaat mühendisleri tarafından yapılmalıdır.

Değerli hocamızın emeklerine sağlık diyerek ve izinleri için teşekkürlerimi yineliyerek…

Sevgiyle kalın..

Bu yazı toplamda (10 Aralık 2007 Tarihinden İtibaren) 105, bugün ise 0 kez görüntülenmiş