Bu yazıyı kaleme almayı bir süredir düşünüyordum ancak fırsat bulamamıştım. Beni harekete geçiren esas nokta, 2020 yılında İzmir’de gerçekleşen depremin ardından İnşaat Mühendisleri Odası (İMO) tarafından yayınlanan ve TBDY 2018’deki deprem tasarım spektrumunu sorgulayan rapor oldu. Raporda, TBDY-2018’e (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği) göre zemin sınıfı belirlenirken yalnızca zeminin üst 30 metrelik kısmına odaklanılması eleştiriliyor ve 1975 yönetmeliğinde dahi alt tabakaların hesaba katılmasını gerektiren maddelerden alıntılar yapılıyordu.
TBDY 2018’deki deprem tasarım spektrumu
Aslında benim de 2020 İzmir depreminin ivme kayıtlarıyla hazırlanan tepki spektrumları ile 2018 yönetmeliği spektrumlarının karşılaştırıldığı grafikler bir süredir dikkatimi çekiyor ve garibime gidiyordu. Bunun temel nedeni, daha önceki bir yazımda da belirttiğim gibi, 2020 İzmir depreminin İzmir bölgesi için “tasarım depremi” olamayacak kadar düşük ivmelerin (PGA: Maksimum Yer İvmesi) ölçüldüğü bir deprem olmasıydı. Buna rağmen, bu nispeten düşük ivmeli depremin kayıtlarıyla oluşturulan tepki spektrumları, TBDY-2018’in öngördüğü tasarım spektrumuna belirli periyot aralıklarında neredeyse denk geliyordu.
Grafikte yer alan 3513 ve 3521 numaralı eğriler, ilgili istasyonlarda ölçülen gerçek deprem kayıtlarıyla oluşturulmuş tepki spektrumlarıdır. Geriye kalan diğer dört spektrum ise 1975, 1998 ve 2018 deprem yönetmeliklerine göre oluşturulan teorik tasarım spektrumlarıdır. Bu ölçüm istasyonlarının en kritik özelliği, derin alüvyon çökelleri üzerinde yer almalarıdır. Rapora göre bu bölgelerdeki alüvyon derinlikleri 200 ila 320 metreyi bulmaktadır. Ancak TBDY-2018, zemin sınıflandırması için yalnızca en üst 30 metreyi dikkate aldığı için bu devasa alüvyon yatakları sadece standart ZD veya ZE sınıflarına dahil edilmiştir.
Grafikten de net bir şekilde anlaşılabileceği üzere, gerçekte meydana gelen ivme değerleri ile bizim yönetmeliğe dayanarak öngördüğümüz zemin davranışı arasında ciddi farklar var. “Ama ölçülen ivme değerleri hala tasarım spektrumlarının altında kalmış” diye düşünebilirsiniz. Ancak unutulmamalıdır ki, bu tasarım spektrumlarının baz aldığı o büyük “tasarım depreminin” ivmesi (PGA), 2020 İzmir depreminde ölçülen ivmelerden çok daha yüksektir. Yani gerçekten bir tasarım depremi meydana geldiğinde, bu yerel zemin büyütmeleri yüzünden mevcut spektrumlar büyük ihtimalle aşılacaktır. Bu da demek oluyor ki, 2018 deprem yönetmeliğine göre tasarlanmış bazı yapılarda bile, tasarımda öngörülenden çok daha büyük spektral ivmeler oluşacaktır. Bunun sahada yaratacağı sonuçları tahmin etmek zor değil.
Kendi mesleki eleştirimi yapacak olursam; Türkiye’deki mühendislerin yönetmeliklerdeki standart spektrumlarla bu kadar rahat ve sorgusuz sualsiz tasarım yapmalarını hiçbir zaman tam olarak anlayamadım. Benim aldığım eğitimde ve gördüğüm uygulamalarda, yönetmelik spektrumlarının her koşulda kusursuz sonuçlar vermediği hep vurgulanırdı. Üniversitede zemin dinamiği dersinde yönetmelik spektrumları işlenirken, profesörümüz bu spektrumlarla yalnızca “standart” yapıların tasarlanması gerektiğini, standart dışı tüm yapılar için kesinlikle “Sahaya Özel Deprem Tehlike Analizi” yaptırılması gerektiğini söylemişti. Ders arasında yanına gidip “standart yapı” tanımını biraz daha açmasını istediğimde, bana yaklaşık 3-4 katlı klasik apartman tipi yapılardan bahsettiğini hatırlıyorum.
Bir yapının her katı kaba bir hesapla yaklaşık 0.1 saniye periyot üretir. Yani 5 katlı bir yapı ortalama 0.5 saniye periyoda sahiptir. İzmir depreminde kaydedilen spektrumlarla yönetmelik spektrumunun neredeyse birbirine teğet geçtiği o tehlikeli periyot aralığı ise 0.9 ile 1.5 saniye arasıdır. Bu periyotlar 9-15 katlı yapıları temsil eder. Benim mühendislik formasyonuma göre, bu yükseklikteki yapıların zaten standart yönetmelik eğrileriyle değil, çok daha “titiz” bir şekilde ve doğrudan sahaya özel tepki analizleriyle tasarlanması gerekir. Hatta yurtdışında, uzun periyotlu binalarda bile sırf güvenli tarafta kalabilmek adına spektrumdaki “plato” (ivmenin tepe noktaya ulaşıp sabit kaldığı bölge) değerlerini baz alarak muhafazakar tasarım yapan mühendisler bulunmaktadır.
Sahaya Özel Analiz ile Yönetmelik Karşılaştırması
İkinci grafiğe bakarsanız, üniversite yıllarında zemin dinamiği dersi için yaptığım bir sahaya özel analizin sonuçlarını görebilirsiniz. Turuncu çizgi yönetmeliğe göre hesaplanmış standart tepki spektrumunu, kırmızı çizgi ise sahaya özel analiz sonucu elde edilen tepki spektrumunu gösteriyor. Her iki spektrum da birebir aynı zemin profili için hazırlandı.
Grafikte özellikle 0.25 - 0.3 saniye civarına dikkat ederseniz; sahaya özel analizle elde edilen spektrumun, yönetmelik spektrumunu aştığını ve çok daha elverişsiz (tehlikeli) sonuçlar verdiğini görebilirsiniz. Yani o çok güvendiğimiz standart “plato” değerleri bile bazı durumlarda güvenli sınırların altında kalabiliyor. Bu nedenle programların veya yönetmeliklerin bize sunduğu hazır değerleri körü körüne okurken çok daha dikkatli olmalıyız.
Sonuç
Özetlemek gerekirse; nitelikli bir mühendislik eğitiminin neden bu kadar hayati olduğu, yönetmeliğin sınırlarının aşıldığı bu gibi durumlarda çok daha iyi anlaşılıyor. Eğer tek amacımız yönetmelikte yazan maddeleri birebir uygulamak olsaydı, bunun için kapsamlı bir mühendislik eğitimi almamıza gerek kalmazdı. Gerçek bir mühendis; yaptığı tasarımların, kullandığı metotların sınırlarını ve arka planda yatan teorileri çok iyi bilmek zorundadır. Aksi takdirde, mesleğin gerektirdiği mühendislik vasfını tam anlamıyla yerine getirmiş olmazsınız.
Yorumlar yükleniyor...