Bu yazıda Türkiye’de tasarlandığı şekliyle çerçeve sistemlerin niye iyi sonuçlar vermeyeceğini yazıcam. Türkiye’de bilindiği üzere standart yapı tasarımında en çok kullanılan taşıyıcı sistem tipi betonarme çerçeve sistemler. Bu sistemleri kullanarak iyi tasarım ve işçilik ile depreme dayanıklı yapı tasarımı yapmak mümkün. Ancak Türkiye’de yapılan tasarımsal yanlışlar ve kötü işçilik sonucu bu sistemler Türkiye’de pek de başarılı sonuçlar vermiyor.
R – Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı
Deprem mühendisliğinde de TBDY’de de süneklik için iki ayrı ifade bulunur. Bunlar süneklik talebi ve kapasitesidir. Süneklik talebini depremin yapıdan talep ettiği süneklik olarak açıklayabiliriz. Süneklik kapasitesi ise yapıda varolan sünekliktir. Bir yapı depreme karşı tasarlanırken süneklik kapasitesi > süneklik talebi olmalıdır.
TBDY’de süneklik düzeyi yüksek betonarme çerçeveler için R katsayısının 8 seçilebileceği belirtilmiş. Öncelikle bu değer seçebileceğiniz en yüksek değerdir, mutlaka seçmeniz gereken bir deger değil. Mühendis yapısını tasarlarken yönetmeliğin kölesi olamaz. Yapılan tasarım mühendisin tasarımıdır ancak yapılan bu tasarım da yönetmeliğin belirttiği minimum şartlara uymak zorundadır.
R’nin Seçiminde Düşünülmesi Gereken Faktörler
Biraz da olsa mekanik ve teknik bilgisi olan mühendisin R’yi 8 (veya alabileceği en yüksek değer) almanın her durumda o kadar da mantıklı olmadığını bilmesi gerekir. R = 8 demek yapının oldukça yüksek süneklik kapasitesine sahip olması demektir. Diyeceksiniz ki yukarıda yönetmelik bu sistemlerin bu kapasiteye sahip olduğunu söylüyor. Maalesef Türkiye kendi yönetmeliğini yazacak bilgi birikimine sahip değil. Bu nedenle de yabancı yönetmelikleri Türkçe’ye çevirerek bunları kullanıyor Türkiye. Burada da sorun yabancı yönetmelikler Türkiye’yi ve şartlarını düşünerek yazılmadı. Kendi şartlarını düşünerek bu yönetmelikleri yazdılar. Geçmişte de bu tarz yönetmeliğini başka yönetmelikten alan ülkelerin yaptığı hatalardan birisi yönetmelikleri yerelleştirmemek. Türkiye şartlarında betonarme çerçevelerin bu kadar yüksek süneklik kapasitesine sahip olması çok zor bir ihtimal. Bu süneklik için mühendisin yapıyı, özellikle de çerçeve birleşimlerini çok iyi tasarlaması gerekiyor. İyi tasarlanmayan çerçeve birleşimleri o çerçevenin süneklik kapasitesini ciddi oranda düşürebilir.
Tasarımda Yapılabilecek Hatalar
Resmi incelerseniz üç farklı köşe donatı detayi verilmiş. Aynı çizgi üzerindeki noktalar aynı donatı detayına ait. Aynı çizgi üzerindeki farklı noktaların farkı ise donatı oranı. Farklı donatı oranlarının bile çerçevenin gerçek taşıma kapasitesine etkisini görebilirsiniz. Asıl önemli olan ise donatı detayının türü. Mühendislerin bunları iyi bilip, düzgün bir şekilde projelendirmesi gerekiyor ki tasarlanan çerçeveler gerçekten istenen süneklik düzeyine erişsin. Ki bu bahsettiklerim de sadece iki ufak detay. Dikkat edilmesi gereken birçok nokta daha var.
İşçilik Hataları
Mühendisin TBDY’deki şartlara uyduğunu ve bu şartların da yeterli sünekliği sağladığını kabul ederek başka bir sorunlu noktaya değineyim, o da işçilik. Mühendis projeyi gerçekten iyi tasarlanmış olsa dahi bu detaylar şantiyede projelendirildiği gibi inşa edilmezse yine ciddi süneklik kayıplarına yol açar bu hatalar. Sadece donatı kancalarının 135 derece yerine 90 derece bağlanması dahi çok ciddi süneklik kaybına yol açıyor kesitlerde. Etriyelerin sadece 90 derece bağlandığı tonla şantiye duydum.
Yapıda Kabul Edilen Hasar
Yukarıda bahsettiğim sorunların hiçbirisinin olmadığını varsaydığımızda dahi yapıda çok ciddi oranda bir hasar kabul etmiş oluyoruz R’yi 8 alarak. R = 8 demek çok çok büyük bir ihtimalle bu yapı tasarim depreminden sonra yıkılmasa dahi kullanılamayacak demek. Maliyeti düşürmek için R katsayısı Türkiye’de bu kadar yüksek kullanılıyor ama kimse ciddi bir deprem olursa bunun yaratacağı maliyeti düşünmüyor. Müteahhitler ve mühendisler sadece yapacakları imalatın maliyetini düşünüyor. Bu yapılara harcanan para milli servet. Bu yapıların depremden sonra tekrar inşa edilmesi gerektiği zaman bunun bedelini Türkiye ödeyecek. Kaldı ki yapıların maliyeti sadece kaba inşaattan oluşmuyor. Bu yapıların iç tasarımlarına ve mobilyalara harcanan paralar da olası bir depremde buharlaşacak.
Dolgu Duvarlar
Dolgu duvarların Türkiye’de tasarlandığı şekliyle yol açtığı sorunlardan başka bir makalemde bahsetmiştim. Bu dolgu duvarlar yukarıdaki tasarım prebsibi ile de uyuşmuyorlar. Siz R’yi 8 alarak oldukça sünek bir tasarım yapmayı hedefliyorsunuz ancak bunların hareket etmesini engelleyecek dolgu duvarlar ile dolduruyorsunuz bu çerçeveleri. Burada bir saçmalık yok mu? Ben diyorum ki sünek çerçeve tasarlayacağım ve R’yi 8 alıp çerçevelerimin dayanımlarını düşürüyorum. Bunu da çerçevelerimin depremde gerekli plastik şekil değişimlerini yapabilecek olmasına dayanarak yapıyorum. Diyorum ki tasarladığım bu çerçeveler deprem sırasında plastik deplasman yaparak depremin enerjisini yok etmeme (energy dissipation) yardim edecek ama aslında çerçevelerim hareket edemiyor. Bunun sonucu da plastik deformasyon yaparak deprem enerjisini yok etmeme yardımcı olamıyor.
Mühendis sünek tasarım yapıyorsa yaptığı bu tasarımın calıştığından emin olması gerekiyor. Çerçevelerin deprem sırasında yapacağı şekil değiştirmeleri hesaplanıp, dolgu duvarlar ile arasında minimum bu kadar mesafe bırakılması gerekiyor. Mühendis bunu yapmazsa aslında sünek tasarım yapmış da pek olmuyor. Burada Türkiye’de süneklik tanımı hakkında kullanılan yanlış bir terim var. Sünekliği enerji “sönümleme” kapasitesi olarak tarif ediyor mühendisler ancak bu doğru değil. Süneklik ile deprem enerjisi “sönümlenmiyor” yok ediliyor/yutuluyor. İngilizce’de plastik deformasyon sonucu tüketilen enerji “energy dissipation” olarak tanımlanır, sönümlemek ise “damping” olarak. Yani ikisi farklı terimler ve mekanizmalar. Süneklik bir elemanın, malzemenin, yapının vs ciddi bir kapasite kaybı olmadan plastik şekil değişimi yapabilmesine denir. Bu plastik şekil değişimleri sonucu da enerjiyi yutar.
Çözüm
Çözüm ise aslında oldukça basit ama Türkiye’de pek sevilmeyen elemanlar olan perde duvarlar. Nedeni de tabi ki maliyetli oluşları. Perde duvarlar çerçeveye nazaran çok daha rijit ve yapılan tasarım veya işçilik hatalarını belli oranda kaldırabilecek elemanlardır. Türkiye’de tünel kalıp sistemlerin depremlerde başarılı sonuçlar verdiği yazılır veya söylenir. Bu sistemlerin de Türkiye’de başarılı olmasının nedeni perde duvarlar ile aynı. Başka bir makalemde Şili ve Türkiye’de meydana gelmiş iki depremi ve kayıp/hasar sayılarını karşılaştırmıştım. Şili’nin başarılı olmasının tek nedeni yönetmeliğinin dayattığı perde duvar zorunluluğuydu. Yoksa Şili cok da iyi mühendislere sahip bir ülke değil.
Hatırlatma: Yazılan makalelerden haberdar olmak istiyorsanız, sosyal medya hesaplarımızı takip edebilirsiniz.
