Bu yazımızda “Bina Kullanım Sınıfları (BKS)” ve “Bina Önem Katsayısı” kavramlarını ve bunların statik projeleri nasıl şekillendirdiğini TBDY 2018 ışığında detaylıca inceleyeceğiz.

Deprem kuşağında yer alan ülkemizde yapıların güvenliği, tasarım aşamasında atılan doğru adımlara bağlıdır. 2018 yılında yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), binaların kullanım amaçlarına göre farklı güvenlik seviyelerinde tasarlanmasını zorunlu kılar.

Bina Önem Katsayısı (I) Nedir?

Bina Kullanım Sınıflarına (BKS) bağlı olarak belirlenen Bina Önem Katsayısı (I), yapıların deprem tasarımında hesaplara doğrudan etki eden kritik bir çarpandır. Yönetmeliğin Tablo 3.1’ine göre bu katsayılar aşağıda verilmiştir.

Tablo 1 — TBDY 2018 Tablo 3.1: Bina Kullanım Sınıfları ve Bina Önem Katsayıları

Bina Kullanım SınıfıBinanın Kullanım AmacıBina Önem Katsayısı (I)
BKS = 1Deprem sonrası kullanımı gereken kritik binalar (hastaneler, okullar, müzeler, tehlikeli madde depoları vb.)1.5
BKS = 2İnsanların kısa süreli ve yoğun olarak bulunduğu binalar (AVM, spor tesisleri, sinema, ibadethaneler vb.)1.2
BKS = 3Diğer binalar (konutlar, işyerleri, oteller, bina türü endüstri yapıları vb.)1.0

Bina Kullanım Sınıfları (BKS) Nedir?

TBDY 2018, tasarıma esas olmak üzere binaları kullanım amaçlarına bağlı olarak üç ana “Bina Kullanım Sınıfı”na (BKS) ayırır. Bu sınıflandırma, deprem sonrasında binanın fonksiyonunu ne derece sürdürmesi gerektiği ile doğrudan ilişkilidir.

  • BKS = 1: Deprem sonrası kullanımı gereken binalar, insanların uzun süreli ve yoğun olarak bulunduğu binalar, değerli eşyanın saklandığı binalar ve tehlikeli madde içeren binaları kapsar.

    • Deprem sonrasında hemen kullanılması gerekli binalar (Hastaneler, sağlık ocakları, itfaiye bina ve tesisleri, PTT ve diğer haberleşme tesisleri, ulaşım istasyonları ve terminalleri, enerji üretim ve dağıtım tesisleri, vilayet, kaymakamlık ve belediye yönetim binaları, ilk yardım ve afet planlama istasyonları) bu sınıfa girer.

    • Okullar, diğer eğitim bina ve tesisleri, yurt ve yatakhaneler, askeri kışlalar, cezaevleri gibi binalar bu gruptadır.

    • Müzeler bu sınıfa dahildir.

    • Toksik, patlayıcı, parlayıcı, vb. özellikleri olan maddelerin bulunduğu veya depolandığı binalar da bu sınıfta yer alır.

  • BKS = 2: İnsanların kısa süreli ve yoğun olarak bulunduğu binalardır.

    • Alışveriş merkezleri, spor tesisleri, sinema, tiyatro, konser salonları ve ibadethaneler bu sınıfta değerlendirilir.

  • BKS = 3: Diğer binaları temsil eder.

    • BKS=1 ve BKS=2 tanımlarına girmeyen konutlar, işyerleri, oteller, bina türü endüstri yapıları gibi yapılar bu gruba girer.

Bu Sınıflandırma ve Katsayılar Bina Tasarımını Nasıl Etkiler?

Bina Kullanım Sınıfları ve Bina Önem Katsayıları, mühendislik hesaplarında salt birer isimlendirme olmayıp, binanın taşıyıcı sistem kesitlerini, donatı miktarlarını ve tasarım felsefesini baştan sona değiştiren faktörlerdir. Etkileri şu başlıklar altında özetlenebilir:

Tasarım Deprem Yüklerinin Belirlenmesi

Bina Önem Katsayısı’nın (I) büyümesi, yapıya etkiyen tasarım deprem kuvvetlerinin artması anlamına gelir. Ancak bu etkiyi sadece bir sınıflandırma farkı olarak okumak eksik olur; durumu TBDY 2018’in mekanik altyapısı üzerinden incelemek gerekir. Yönetmelikte Azaltılmış Tasarım Spektral İvmesi (SaR​) hesaplanırken I katsayısı doğrudan devreye girer.

İlgili bağıntıya göre elastik spektral ivme (Sae​), Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı’na (R) bölünürken, Bina Önem Katsayısı (I) ile çarpılır:

SaR(T)=Sae(T)Ra(T)/IS_{aR}(T) = \frac{S_{ae}(T)}{Ra(T) / I}

Bu matematiksel ilişkinin mühendislikteki fiziksel karşılığı şudur: Bir hastane (I=1.5) tasarlarken, aslında yapınızın süneklik kapasitesini temsil eden R katsayısını sanal olarak küçültmüş olursunuz. Yani taşıyıcı sisteme, “Senden çok fazla plastik şekil değiştirme (hasar) beklemiyorum, bu yüzden elastik deprem kuvvetinin daha büyük bir kısmını sünekliğinle değil, dayanımınla karşılamalısın” dersiniz.

Bu yaklaşım, yapının taban kesme kuvvetini (Vt​) doğrudan büyütür. Sonuç olarak, I=1.5 olan bir hastane binası, tamamen aynı taşıyıcı sisteme sahip I=1.0 olan standart bir konut binasına kıyasla %50 daha fazla deprem kuvvetine dayanacak şekilde projelendirilir.

Deprem Tasarım Sınıfının (DTS) Değişmesi

Bina Önem Katsayısının bir diğer kritik görevi, yapının Deprem Tasarım Sınıfını (DTS) değiştirmesidir.

Eğer tasarladığınız yapının Bina Önem Katsayısı I=1.5 ise, standart binalar için belirlenen DTS 1, 2, 3 veya 4 sınıfları, otomatik olarak yanlarına “a” indisi alarak DTS 1a, 2a, 3a veya 4a’ya dönüşür. Bu “a” harfi, yönetmeliğin en katı kurallarının devreye girdiğinin işaretidir.

Hedeflenen Performans Düzeylerinin Zorlaşması

Binaların deprem anındaki davranış beklentisi olan “Bina Performans Hedefleri”, atandıkları Deprem Tasarım Sınıfına göre belirlenir.

  • Normal bir konut binası (BKS=3), standart tasarım depremi (DD-2) altında “Kontrollü Hasar (KH)” performans hedefini sağlamak zorundadır ve bu binalar için Dayanıma Göre Tasarım (DGT) yaklaşımı kullanılır.

  • Ancak BKS=1 olduğu için DTS=1a veya 2a sınıfına giren (ve BYS>1 olan) binalar “İleri Performans Hedefi” sağlamakla yükümlüdür. Bu yapıların tasarımı öncelikle DGT ile yapılır; daha sonra Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme ve Tasarım (ŞGDT) yaklaşımı kullanılarak çok daha şiddetli olan DD-1 deprem yer hareketi altında “Kontrollü Hasar (KH)”, daha sık görülen DD-3 depremi altında ise “Sınırlı Hasar (SH)” performans hedeflerini sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir. Gerekirse kesitler büyütülerek tasarım tekrarlanır.

Sonuç

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), bir yapının sadece geometrisine veya zeminine göre değil, aynı zamanda toplum için taşıdığı hayati öneme göre tasarlanmasını şart koşar. Bina Kullanım Sınıfları ve Bina Önem Katsayıları, mühendislerin daha fazla deprem kuvveti dikkate almasını, daha rijit sistemler kurmasını ve ileri analiz yöntemleri kullanmasını zorunlu kılarak; olası bir afet anında can kaybını önlemeyi ve kritik tesislerin kesintisiz hizmet vermesini garanti altına almayı hedefler.