Türkiye’de depreme dayanıklı yapı tasarımının temel referansı olan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018), geçmiş yönetmeliklere kıyasla bina sınıflandırma sistemini köklü biçimde yeniden düzenlemiştir. Bu yeniliklerin merkezinde, binaların yüksekliklerine ve bulundukları deprem bölgelerine göre kategorize edildiği Bina Yükseklik Sınıfı (BYS) sistemi yer almaktadır. Bu sınıflandırma, salt bir etiketleme değil; taşıyıcı sistem seçiminden hesap yöntemine, performans hedefinden zemin araştırmasının kapsamına kadar tasarım sürecinin neredeyse her adımını doğrudan belirleyen çok katmanlı bir çerçevedir.

Bu yazıda TBDY 2018’in BYS sistemini tüm boyutlarıyla ele alacak; her sınıfın tanımını, yükseklik aralıklarını ve tasarım üzerindeki somut etkilerini aktarmanın yanı sıra mühendislik pratiğinde sıkça gözden kaçan teknik noktalara da değineceğiz.

Bina Yüksekliği Nasıl Tanımlanır?

Bina Yükseklik Sınıfı sistemini anlamadan önce, yönetmeliğin bina yüksekliğini tam olarak nasıl ölçtüğünü kavramak gerekir. TBDY 2018 Madde 3.3.1, bu konuda net bir ayrım yapar.

Bodrumlu Binalarda Bina Tabanı

Bodrumlu bir binada yükseklik hesabı her zaman zemin kotundan başlamaz. Aşağıdaki iki koşulun birlikte sağlanması durumunda, bina tabanı bodrum perdelerinin üst kotundaki kat döşemesi seviyesinden itibaren tanımlanır:

  • Rijit bodrum perdelerinin binayı her taraftan ya da en az üç taraftan çevrelemesi,

  • Bodrum katlar dahil binanın tümü için hesaplanan doğal titreşim periyodunun (Tp,tüm), bodrum kütleleri hesaba katılmaksızın hesaplanan periyoda (Tp,üst) oranının 1.1’den küçük olması.

Bu iki koşuldan biri sağlanamazsa ya da bina bodrumsuzsa, bina tabanı temel üst kotunda tanımlanır.

Bina Yüksekliği (HN)

Bina yüksekliği HN, 3.3.1’e göre tanımlanan bina tabanından itibaren ölçülür. Çatı döşemesinin üzerindeki asansör makine dairesi ve benzeri küçük kütleli uzantılar bu ölçüme dahil edilmeyebilir.

Bu tanım, mühendislik açısından kritik bir anlam taşır: Bodrum katları rijit perdelerle çevrelenmiş bir bina, sezgisel olarak düşünülenden daha kısa bir HN değerine sahip olabilir ve bu durum binanın dahil olduğu Bina Yükseklik Sınıfı’nı değiştirebilir.

TBDY 2018'e göre bina yüksekliği (HN) tanımı şeması

Görsel 1 - TBDY 2018’e göre bina yüksekliği (HN): bina tabanından çatı döşemesine kadar ölçüm yöntemi

Deprem Tasarım Sınıfları (DTS): BYS’nin Ön Koşulu

Bina Yükseklik Sınıfı yükseklik aralıkları, deprem riski ile bina kullanımına bağlı olarak tanımlanan Deprem Tasarım Sınıfı’na (DTS) göre farklılaşır. Bu nedenle BYS’yi belirlemeden önce DTS’nin bilinmesi zorunludur.

DTS, Tablo 3.2 kapsamında iki parametrenin kesişimiyle belirlenir:

  • Bina Kullanım Sınıfı (BKS): Hastane, okul gibi kritik yapılar BKS=1, olağan binalar BKS=2 veya BKS=3 olarak sınıflandırılır.

  • DD-2 Deprem Yer Hareketi için Kısa Periyot Tasarım Spektral İvme Katsayısı (SDS): Binanın bulunduğu zemin ve deprem bölgesine göre değişen bu katsayı, sahaya özgü hesaplarla elde edilir.

Bu iki parametre birleşince elde edilen DTS değerleri şu şekilde özetlenebilir: Düşük deprem riskine karşılık gelen DTS=4/4a’dan en yüksek riskli bölge olan DTS=1/1a’ya uzanan bir skala oluşur. “a” ekiyle gösterilen sınıflar (DTS=1a, 2a, vb.), BKS=1 kapsamındaki kritik binaları ifade eder ve bu binalar için yönetmelik bazı ek koşullar getirir.

Bina Yükseklik Sınıfları: Tanımlar ve Yükseklik Aralıkları

TBDY 2018 Madde 3.3.2, binaları BYS=1 ile BYS=8 arasında değişen sekiz sınıfa ayırır. Bu sekiz sınıf içinde en kısıtlayıcı tasarım gereksinimlerine sahip olan BYS=1, ayrı bir başlıkla “Yüksek Bina” olarak tanımlanarak Bölüm 13’e tabi tutulur.

Aşağıdaki tablo, TBDY 2018 Tablo 3.3’ten alınan yükseklik aralıklarını göstermektedir:

Tablo 1 — TBDY 2018 Tablo 3.3: Bina Yükseklik Sınıfları (BYS)

BYSDTS = 1, 1a, 2, 2aDTS = 3, 3aDTS = 4, 4a
BYS = 1HN > 70 mHN > 91 mHN > 105 m
BYS = 256 < HN ≤ 70 m70 < HN ≤ 91 m91 < HN ≤ 105 m
BYS = 342 < HN ≤ 56 m56 < HN ≤ 70 m56 < HN ≤ 91 m
BYS = 428 < HN ≤ 42 m42 < HN ≤ 56 m42 < HN ≤ 56 m
BYS = 517,5 < HN ≤ 28 m28 < HN ≤ 42 m28 < HN ≤ 42 m
BYS = 610,5 < HN ≤ 17,5 m17,5 < HN ≤ 28 m17,5 < HN ≤ 28 m
BYS = 77 < HN ≤ 10,5 m10,5 < HN ≤ 17,5 m10,5 < HN ≤ 17,5 m
BYS = 8HN ≤ 7 mHN ≤ 10,5 mHN ≤ 10,5 m

Bu tablodan çıkarılabilecek kritik bir sonuç şudur: Aynı yükseklikteki bir bina, DTS’ye bağlı olarak farklı bir Bina Yükseklik Sınıfı’na düşebilir. Örneğin, HN = 75 m olan bir bina, DTS = 3 bölgesinde BYS = 2 olurken, DTS = 2 bölgesinde BYS = 1 (yani yüksek bina) kategorisine girerek tasarım sürecini ciddi ölçüde karmaşıklaştırabilir.

Bina Yükseklik Sınıfının Tasarım Üzerindeki Etkileri

Bina yükseklik sınıfı belirlendikten sonra, bu sınıf tasarım sürecinin pek çok kritik kararını doğrudan yönlendirir. Aşağıda bu etkiler sistematik biçimde ele alınmaktadır.

İzin Verilen Taşıyıcı Sistemler ve Süneklik Düzeyi Kısıtlamaları

TBDY 2018 Tablo 4.1, betonarme, önüretimli, çelik, hafif çelik, yığma ve ahşap taşıyıcı sistemlerin her biri için izin verilen en üst Bina Yükseklik Sınıfı’nı açıkça belirler. Bu kısıtlamalar, bina yükseldikçe sistemin yeterli sünekliğe ve kararlılığa sahip olmasını güvence altına almak amacıyla getirilmiştir.

Betonarme binalar için bazı kritik örnekler vermek gerekirse:

Süneklik düzeyi yüksek sistemler:

  • Tüm deprem etkilerini moment aktaran süneklik düzeyi yüksek betonarme çerçevelerin karşıladığı binalar (A11): BYS ≥ 3. Bu sistem yalnızca görece alçak binalarda kullanılabilir; yüksek binalarda tek başına çerçeve sistemi yeterli kabul edilmez.

  • Tüm deprem etkilerini süneklik düzeyi yüksek bağ kirişli (boşluklu) betonarme perdelerin karşıladığı binalar (A12): BYS ≥ 2.

Süneklik düzeyi karma sistemler:

  • Süneklik düzeyi sınırlı çerçeveler ile yüksek süneklikli perdelerden oluşan sistemler (A21, A22): BYS ≥ 4. Yani bu sistemler ancak belirli bir yüksekliğin altında kullanılabilir.

Süneklik düzeyi sınırlı sistemler:

  • Tüm deprem etkilerini yalnızca süneklik düzeyi sınırlı çerçevelerin karşıladığı sistemler (A31): BYS ≥ 7. Bu sistemler yalnızca son derece alçak, genellikle 1-2 katlı yapılara uygulanabilir.

Aynı mantık çelik taşıyıcı sistemler için de geçerlidir. Moment aktaran süneklik düzeyi yüksek çelik çerçeveler (C11) BYS ≥ 3’e izin verirken, dışmerkezli veya burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveler (C12) BYS ≥ 2’ye kadar çıkabilmektedir.

Karma Sistem Koşulları

Yönetmelik, perdeli-çerçeveli karma sistemlerde devrilme momenti paylaşımına da sınır getirir. Deprem yüklerinden perdelerde oluşan taban devrilme momentleri toplamının, binanın toplam taban devrilme momentine oranı %40 ile %75 arasında kalmalıdır. Bu alt ve üst sınırların dışına çıkılması durumunda, ya izin verilen maksimum BYS düşürülür ya da uygulanabilecek R katsayısı değiştirilir.

Deprem Hesabı Yöntemi Seçimi

TBDY 2018, deprem hesabı için iki temel doğrusal yöntem sunar: Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Modal Hesap Yöntemleri (Mod Birleştirme ya da Mod Toplama). Modal hesap yöntemleri her bina için uygulanabilirken, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi’nin kullanımı BYS’ye göre kısıtlanmıştır.

Tablo 4.4’e göre Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ancak şu koşullarda kullanılabilir:

  • DTS = 1, 1a, 2, 2a: Her katta burulma düzensizliği katsayısı ηbi ≤ 2,0 olan ve B2 türü düzensizliği bulunmayan binalar için BYS ≥ 4; diğer tüm binalar için BYS ≥ 5.

  • DTS = 3, 3a, 4, 4a: Düzensizlik koşulunu sağlayan binalar için BYS ≥ 5; diğerleri için BYS ≥ 6.

Doğrusal Olmayan Yöntemler

Doğrusal olmayan hesap yöntemlerine gelindiğinde de BYS belirleyicidir. Tek modlu itme yöntemleri yalnızca BYS ≥ 5 olan binalar için kullanılabilir; BYS = 2, 3 ve 4 olan binalar için çok modlu itme yöntemlerine başvurulabilir. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap ise tüm binalar için kullanılabilmekte, BYS = 1 (yüksek binalar) için ise zorunlu hale gelmektedir.

BYS’nin Mevcut Binaların Değerlendirmesindeki Rolü

TBDY 2018 Bölüm 15, mevcut binaların deprem performans değerlendirmesini ve güçlendirme tasarımını kapsamaktadır. Burada da BYS kritik kararları etkiler:

  • Doğrusal hesap yöntemleri, mevcut binalar için yalnızca BYS ≥ 5 koşulunda uygulanabilir (Madde 15.5.3.1). BYS < 5 olan binalarda doğrudan doğrusal olmayan hesap yöntemlerine başvurulması zorunludur.

Sonuç

TBDY 2018’in getirdiği Bina Yükseklik Sınıfı sistemi, deprem riski ile bina yüksekliğini tasarımın merkezine koyarak mühendislere net bir karar çerçevesi sunar. Sekiz sınıftan oluşan bu hiyerarşi; izin verilen taşıyıcı sistemleri, zorunlu hesap yöntemlerini, performans hedeflerini, zemin araştırmasının kapsamını ve temel analiz yöntemlerini kademeli biçimde belirler. Alçak ve düşük riskli binalarda görece esneklik tanınırken, bina yükseldikçe ve deprem riski arttıkça kısıtlamalar katmanlaşır; BYS = 1’de ise tüm koşulların en sıkı sürümü devreye girer.