Deprem Performans Analizi ve Yönetmeliklerin Gelişimi

Deprem performans analizi, mevcut yapıların güvenliğini artırmak için kullanılan önemli bir araçtır. Bu analiz, deprem gibi doğal afetler sırasında bir binanın nasıl davranacağının incelenmesini sağlar. Böylece binanın zayıf noktaları tespit edilebilir. Gerekli iyileştirmelerin yapılması için bir rapor hazırlanır. Türkiye’de bu tür bir analiz 2007 yılında başladı. O dönemde, DBYBHY-2007 adlı yönetmelik yayımlanmıştır. Bu yönetmelik, yeni binaların nasıl inşa edilmesi gerektiğini belirten kurallar içerir. Aynı zamanda, mevcut binaların depreme karşı dayanıklılığını belirlemek için özel hükümler tanımlanır. Zaman içinde bilgi ve deneyim elde edildi. Bu birikim, 2018 yılında çıkan yeni yönetmelik olan TBDY-2018’in oluşturulmasında önemli bir rol oynadı. TBDY-2018, binaların deprem performansını değerlendirmek için daha kapsamlı ve detaylı kriterler getirir. Böylece mühendisler, bir binanın deprem sırasında nasıl davranacağı hakkında daha doğru sonuçlar elde edebiliyor. Bu analiz sayesinde potansiyel riskler analiz edilebilir ve binaların güvenliği artırılabilir.

TBDY-2018 ile Tanımlanan Performans Düzeyleri

TBDY-2018 yönetmeliğinde dört farklı performans düzeyi tanımlanır. Bunlar; Kesintisiz Kullanım, Sınırlı Hasar, Kontrollü Hasar ve Göçme Öncesi olarak sıralanır. Bu seviyeler, belirli bir depremin ardından yapının hasar durumunu ifade eder. Örneğin, Sınırlı Hasar seviyesinde, yapıda ufak çaplı yapısal hasar meydana gelmesiyle karşı karşıya kalınır. Kontrollü Hasar seviyesi ise yapıda, onarımı mümkün olan belirgin hasarların oluştuğunu gösterir. Göçme Öncesi seviyesi, ağır hasar alan ancak tamamen göçmemiş yapıları tarif eder. TBDY-2018, önceki yönetmelikten farklıdır. Yapıların deprem sonrasında hangi hasar düzeyinde kalacağına ilişkin ayrıntılı bilgi verir. Hasar seviyeleri için daha katı kurallar getirir. Bu durum, mühendislere daha güvenli tasarımlar yapma olanağı verir. Deprem sırasında binaların nasıl davranacağını belirlemek için bilimsel analizler yapılır.

Deprem Performans Analizi Niçin Önemlidir?

Bu analiz, bir deprem anında binanın nasıl davranacağını hesaplamayı amaçlar. Bu analiz sadece bir binanın güçlü veya zayıf olduğundan bahsetmekle kalmaz. Hangi kısımlarının hasar göreceğini ve olası göçme mekanizmasını göstererek, mühendislerin gerekli güçlendirme tedbirlerini almasına yardımcı olur.

Mevcut Yapıların Deprem Performans Analizi ile Değerlendirilmesi

Türkiye’deki mevcut binaların birçoğu, eski deprem yönetmeliklerine göre inşa edilmiştir. Bu yapılar, çoğu zaman günümüz güvenlik standartlarını karşılamamaktadır. 6306 sayılı yasa, bu tür binaların risk durumunun belirlenmesini zorunlu kılar. Bunun için en önemli teknik adımlardan biri olan deprem performans analizinin yapılması gerekir. Bu analiz yapılmadan, binanın riskli olup olmadığı anlaşılamaz.

Değişen Yönetmelikler ve Deprem Performans Analizi

Her büyük depremin ardından yeni bilgiler ortaya çıkar. Deprem mühendisliği bu sayede ilerleme kaydeder. Bu ilerleme sonucu olarak deprem yönetmeliklerinin sürekli güncellenmesine neden oluyor. TBDY-2018, DBYBHY-2007’ye oranla daha modern ve güvenli bir tasarım yaklaşımı sunar. Dolayısıyla, eski yönetmeliğe göre güvenli sayılan bir bina, yeni yönetmeliğe göre riskli çıkabilir. Bu nedenle mühendisler, mevcut yapıları güncel yönetmeliklere göre yeniden değerlendirir. Bu işlem, deprem performansı analizi aracılığıyla gerçekleştiriliyor.

Güçlendirme Projelerinde Analizin Rolü

Güçlendirme projelerini başarıyla yürütmenin yolu, iyi bir analize dayalı olarak ilerlemektir. Bir projenin başarısını etkileyen faktörlerin incelenmesi, bu projelerin temelini oluşturur. Analiz, projenin amaçladığı hedeflere ulaşabilmesi için büyük bir öneme sahiptir. Hiçbir güçlendirme projesi, detaylı bir analiz yapılmadan başlatılmaz. Bu durum, bir doktorun hastasını tedavi etmeden önce kesin tanı koymasına benzer. Mühendisler de önce binanın durumunu analiz edip buna göre bir güçlendirme planı hazırlar. İşte deprem performans analizi bu noktada devreye girer. Binadaki hangi kirişlerin ya da kolonların zayıf olduğunu gösterir. Ardından, tüm bu bulgular doğrultusunda bir güçlendirme projesi hazırlanarak uygulama aşamasına geçilir.

TBDY-2018 ile Gelen Yeni Deprem Tehlike Seviyeleri

2007 yönetmeliğinde analizler için, 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan tek bir deprem düzeyi kullanılır. Bu durum, 475 yıllık tekrar periyoduna denk gelmektedir. TBDY-2018’de ise çeşitli büyüklüklerdeki depremler ve farklı tekrarlanma zamanları ele alınmaktadır. Yeni sistem çerçevesinde dört farklı deprem tehlike seviyesi (DD-1, DD-2, DD-3 ve DD-4) tanımlanmıştır. Bu sınıflandırma, farklı risk senaryoları için hedeflenen performansı belirlemede etkili olur. Ayrıca daha gerçekçi bir analiz yaklaşımı sunar.

Çeşitli deprem senaryoları için farklı tasarım kriterleri bulunmaktadır. Örneğin, 2475 yıllık çok büyük depremler için bir tasarım kriteri kullanılmaktadır. Bu kriter, daha düşük sıklıkta olan ama çok daha yıkıcı depremleri temsil eder. Buna karşılık, 43 yıllık tekrarlanma periyoduna sahip küçük ölçekli depremler vardır. Bunlar için farklı bir tasarım düzeyi kullanılmaktadır. Bu yaklaşım, binanın davranışının farklı deprem koşulları altında daha iyi anlaşılmasını sağlar. Özellikle kritik yapılar için bu durum önemlidir. Farklı deprem düzeylerinde sağlanması gereken performans hedeflerinin netleşmesiyle, yapılardan beklenen performansın gerçekçi bir şekilde tanımlanması mümkün olur.

Hesaplama Yöntemlerindeki Değişiklikler

TBDY-2018, yapısal analiz yöntemlerinde birkaç önemli yeniliği de beraberinde getirir. Örneğin, betonarme elemanlardaki çatlaklar nedeniyle etkin kesit rijitliklerinin daha düşük alınması sağlanır. Bu durum, yapıların doğal salınım periyotlarının biraz uzamasına yol açıyor. Bu değişiklik, analiz sonuçlarını ve depremin yapı üzerindeki etkisini doğrudan etkiler. Bu sayede, deprem performansı analiz sonuçları daha güvenli tarafta kalacak şekilde elde edilmektedir.

İtme analizi eğrileri, önceki kurallarla yapılan değerlendirmelere nazaran oldukça önemli değişiklikler göstermektedir. 2018 yönetmeliğinde, mühendislerin yapıların plastik davranışını hesaplarken kullandığı veriler ve metodoloji değişmiştir. Örneğin, bir mühendis 2007 kurallarına göre yaptığı analizde yapının yeterli performans gösterdiğini bulabilmektedir. Fakat 2018 kurallarına göre aynı yapı yetersiz bulunmaktadır. Bu durum, yeni düzenlemenin gerçeğe daha yakın ve güvenliği önceleyen daha katı standartlar getirildiğini göstermektedir. Sonuç olarak, 2007’den 2018’e geçilirken kullanılan hesaplama parametreleri değişmiştir. Kabul ölçütleri de önemli ölçüde değişiklik göstermektedir. Yeni kurallar yapı analizlerine daha sıkı koşullar getirmektedir. Bu durum, mühendislerin mevcut yapıları daha özenli ve güvenli bir şekilde değerlendirmesine olanak tanır.

Deprem Performans Analizi Yöntemleri

Mühendisler, binaların deprem karşısında nasıl davranacağını anlamak için çeşitli yöntemler uyguluyor. Bu analizlerde iki temel yaklaşım vardır. Bunlardan biri deprem etkisini doğrusal (lineer) olarak modellerken, diğeri doğrusal olmayan (nonlineer) şekilde inceler. Her birinin özel kullanım alanları ve verdiği sonuçların güvenilirliği farklılıklar gösteriyor. Sonuç olarak, bir binanın deprem karşısındaki performansını değerlendiren analiz, bu yöntemlerden ya birini ya da birden fazlasını kapsıyor.

Doğrusal Analiz Yöntemleri

Deprem sırasında bir yapının davranışı incelenirken genellikle doğrusal elastik analiz kullanılmaktadır. Bu metodolojide yapının davranışının elastik sınırlar içinde kaldığı varsayılıyor. Burada malzeme lineer davranış sergiliyor ve malzeme rijitliği de sabit kabul ediliyor. İki ana türü var: statik ve dinamik analiz. Statik analiz eşdeğer deprem yükü metodu adıyla da biliniyor. Genellikle yapılar kısa veya basittir ve yapı düzenli ise mühendisler bu metodu tercih ediyorlar. Dinamik analiz, daha gelişmiş bir yaklaşım sunar. Uzmanlar bu yöntemde mod birleştirme tekniğine başvuruyor. Yapının doğal titreşim modları ve her moda ait ivme spektrumu değerlendirmeye alınıyor. Özellikle yüksek veya düzensiz yapılar söz konusu olduğunda, bu yöntem zorunluluğa dönüşüyor. Bu doğrusal analizlerde yapı hasar görmüyor. Bu nedenle iç kuvvetler sınırlı kalıyor ve tasarımcılar güvenli bir tasarımı hedefliyor. Çeşitli çalışmalarda görüldüğü gibi, doğrusal yöntemler daha korunaklı sonuçlar sağlayabiliyor.

Doğrusal Olmayan Analiz Yöntemleri

Doğrusal olmayan analiz, bir yapının elastik ötesi davranışını ve hasar koşullarını inceliyor. Bu analiz sayesinde, plastik mafsal oluşumları ve hasar birikimi hakkında detaylı bilgilere ulaşılır. Bu yaklaşımla, yapının gerçek dayanımı ve göçme mekanizması net olarak belirlenmektedir. İleri analiz yöntemlerinden biri de itme analizi – diğer adıyla doğrusal olmayan statik analizdir. Uygulama yöntemi şöyle işliyor. Mühendisler, yapının üzerindeki yatay kuvveti adım adım artırır. Bu sırada oluşan deformasyonları izlerler. Böylelikle yapı elemanlarında hangi bölgelerde ve hangi zamanda yoğun hasar meydana geleceği kestiriliyor.

2018 yılındaki yönetmelik, bu analizi daha da genişletiyor. Klasik ve tekli itme metodundan başka, çoklu itmeyi de içeriyor. Özellikle fazla katlı binalarda böyle bir analiz kullanılmaktadır. Veya birkaç modun birlikte etkili olduğu yapılarda da kullanılmaktadır. En ayrıntılı yöntem ise zaman içinde dinamik analizi yapıyor. Burada mühendisler, gerçek ya da yapay sarsıntı verileriyle hesaplamalar yürütüyorlar. Her an için binaların gerçek davranışı hesaplanıyor ve sonuç olarak hesaplamalar epey karmaşıklaşıyor. Bir binanın sarsıntıya karşı performans analizi yapılır. Bu sırada bu doğrusal olmayan yöntemleri dikkate alma gereği ortaya çıkar.

Deprem Performans Analizi İçin Veri Toplama Aşamaları

Bir deprem performans analizi yapılmadan önce, ilgili yapının tüm özelliklerini çok iyi bilmek gerekmektedir. Bunun için yapının hangi malzemelerden oluştuğunun ve taşıyıcı sisteminin nasıl çalıştığının bilinmesi önemlidir. Türk Standartları tarafından TBDY-2018 düzenlemeleri yayımlanmıştır. Bu düzenlemeler, gerekli bilgilerin elde edilmesi için ilgili çalışmaların ve laboratuvar testlerinin yapılmasını şart koşar. Bu verilerin doğru bir şekilde toplanması, analizin başarısını doğrudan etkiler.

Yapısal Rölöve, Beton ve Donatı Tespiti

Önce mühendisler, binanın planını ve taşıyıcı sisteminin durumunu titizlikle inceliyorlar. Her bir bölümü ayrıntısıyla ölçüyorlar ve binanın mevcut yapısına uygun ayrıntılı planlar hazırlıyorlar. Bir sonraki adımda, betonun mukavemetini değerlendiriyorlar. Bunu yapmak için her kattan beton örnekleri alıyorlar. Bu örnekler laboratuvarda teste tabi tutuluyor. Mühendisler ayrıca taşıyıcı elemanlardaki demir miktarını ve kalitesini kontrol ediyorlar. Bunu çok dikkatli bir şekilde yapıyorlar. Bunun için bazen betonu kazıyorlar bazen de uzmanların kullandığı cihazlarla durumları inceliyorlar. Bu verileri toplayarak, depremde binanın performans değerlendirmesini yapabiliyorlar.

Zemin ve Temel İncelemeleri

Yapının güvenli olması için sadece üst kısmı yeterli değildir. Aynı zamanda temeli ve bulunduğu zemin de çok önemlidir. Yapıda kullanılan temel tipi önemlidir. Bu tip, özellikle deprem gibi olaylara karşı ne kadar dayanıklı olacağını doğrudan etkiler. Buna bağlı olarak mühendisler, gerekli temel tipini ve boyutunu belirlemek için bir araştırma yapar. Bazı durumlarda temelin donatı detayları da incelenmektedir. Bu aşamada yapılan zemin etütleri de oldukça önemlidir. Eğer bir yapının zemin durumuyla ilgili önceden bir inceleme yapılmamışsa bu önemlidir. Uzmanlar sondaj çukurları açarak zemini incelerler. Bu şekilde zeminin hangi katmanlardan oluştuğunu ve ne kadar yük taşıyabildiğini belirliyorlar. Daha sonra, bulunan bu değerleri analize dahil ediyorlar.

Bina Kullanım Sınıflarına Göre Deprem Performansı Hedefleri

TBDY-2018 düzenlemesi her bir bina için farklı performans hedefleri belirliyor. Bu hedefler binanın amacına ve önem derecesine göre belirlenmektedir. Yönetmelik, Bina Kullanım Sınıfı kavramını kullanıyor. Her sınıf için farklı deprem düzeylerinde farklı hedefler bulunmaktadır. Performans analizi ise bu hedeflere ulaşılabiliyor mu bunu kontrol ediyor.

Kritik Öneme Sahip Yapılar (BKS-1)

Bu gruba hastaneler, itfaiye merkezleri ve afet yönetim merkezleri dahil ediliyor. Büyük bir depremden sonra da çalışmalarına devam edebilmeleri gerekiyor. Dolayısıyla, bu binalar için en yüksek performans düzeyinin hedeflenmesi gereklidir. Tasarım depreminde, yani en yoğun sarsıntının meydana geldiği durumda bir seviye belirlenmektedir. Bu, sınırlı hasar yaşanacak bir seviyedir. En şiddetli deprem durumlarda bile, hasar kontrollü olarak gerçekleştirilmeye çalışılıyor.

İnsanların Yoğun Olarak Bulunduğu Yapılar

Okullar, yurtlar ve cezaevleri gibi belirli binalar aynı kategoride ele alınan yapılardır. Bu tür yapılarda insan kalabalığı ve geçirilen zaman dikkate alınmalıdır. Bir depremin ardından insanların güvenli bir şekilde tahliye edilebilmesini sağlamak son derece önemlidir. Bu tip yapılarda deprem sırasında ve sonrasında yüksek bir güvenlik standardı sağlanmalıdır. Bu, temel hedefler arasında yer alır. Bu yüzden bu yapılar için DD-2 düzeyinde “Kontrollü Hasar” kavramı getirilmiştir. Ayrıca DD-1 düzeyinde “Göçme Öncesi” şartının sağlanması hedeflenmektedir.

Konut ve Ofis Gibi Diğer Binalar

Konutların ve ofis binalarının tasarımında depreme dayanıklılık önemlidir. Genellikle Kontrollü Hasar düzeyini hedeflemek yeterlidir. Bu düzey, eskiden kullanılan yönetmeliklerdeki Can Güvenliği düzeyiyle eşdeğerdir. Bu seviyede yapı ağır hasar görebilmektedir. Buna rağmen ani bir göçme meydana gelmez. İnsanların güvenli bir biçimde boşaltılması için yeterli zaman olur. Bir deprem performans analizinin amacı da işte bu minimum şartın yerine getirilip getirilmediğini kontrol etmektir.

Deprem Performans Analizi Sonuçlarının Değerlendirilmesi ve Güçlendirme

Bir deprem performans analizi sadece bir rapor vermekten ibaret değildir. Esasen bir yapının geleceğini şekillendiren önemli bir adımdır. Analiz sonuçları, yapıya nasıl güçlülük kazandırılacağı konusunda kritik rol oynar. Doğru yöntemlerin belirlenmesini sağlar. Bu süreç mühendislik çalışmalarında veri temelli karar alma yaklaşımının temelini oluşturur.

Performans Yetersizliğinin Tespiti

Bir yapı, kendi kullanım amacına karşılık gelecek performans beklentilerini karşılayamayabilir. Bu durumda mühendisler o yapıyı “yetersiz” ya da “riskli” olarak değerlendirir. Örneğin bir hastane DD-2 düzeyinde bir deprem sırasında Kontrollü Hasar seviyesine düşebilmektedir. Böyle bir durum tamamen kabul edilemezdir ve acilen çare bulunması gereklidir.

Uygun Güçlendirme Yöntemlerinin Belirlenmesi

Analiz, yapının zayıf yönlerini ve potansiyel göçme mekanizmasını ortaya koyar. Bu şekilde, en uygun güçlendirme yöntemini belirlemek mümkün oluyor. Analiz, kolonların ani kırılma riski olduğuna işaret ediyorsa, sorun karbon fiber sarılarak düzeltiliyor. Bu yeni yöntem, kolonlara daha esneklik kazandırarak bu riske son veriyor. Eğer kirişlerin dayanıklılığı yetersiz gelirse, kiriş diplerine yapıştırılan özel şeritler bu sorunu çözebiliyor. Bu nedenle, deprem analizi, yeni güçlendirme yöntemleri için rehberlik ediyor.

Analiz Sonucunda Stratejik Kararlar Alınması

Deprem Performansı Analizi, mevcut yapıların güvenliğini değerlendirmek için en etkili yöntemlerden biridir. 2018 deprem yönetmeliği bu süreci iyileştiriyor ve güvenliği artırıyor. Ayrıca, analizi daha güvenli hale getiren bir çerçeve oluşturuyor. Sonuç olarak, analizin aşamaları incelenerek bir binanın nasıl bir performansa sahip olacağının belirlenmesi amaçlanır. Bu tür analizler, mühendislerin riskli binaları net şekilde belirlemesini sağlıyor. Bir binanın güçlendirilip güçlendirilemeyeceği veya yeniden inşa edilip edilemeyeceği kararı verilir. Bu kararlar bilimsel dayanaklara dayanır. Kamu kurumları da bu verileri kullanarak şehirleri planlıyor. Sonuç olarak, amaç şehirleri daha güvenli ve yaşanabilir hale getirmektir.