Adana – Ceyhan Depremi Ve Prefabrike Yapı Hasarları

27 Haziran 1998‘de yerel saatle 13:55‘te Adana – Ceyhan bölgesinde 6.3 büyüklüğünde (USGS kaynaklarına göre 5.9) oluşan deprem bölgede büyük yapısal hasara neden olmuştur.

Bayındırlık Bakanlığı‘nın verileri ile Ceyhan‘da deprem sonrası yapılan araştırmalara göre 325 adet yapıda ağır hasar, 687 adet yapıda orta hasar, 756 adet yapıda hafif hasar oluşmuş ve 73 adet yapı tamamen yıkılmıştır.

Prefabrike yapıların özellikle yoğunlaştığı bölge olan Misis Organize Sanayi Bölgesi, depremde en çok hasarın yaşandığı bölgedir. (Şekil 6.1)Deprem merkez üssüne çok yakın olan bu bölgede sadece prefabrike yapılar değil tüm betonarme yapılar ağır hasarlar almışlardır.

Şekil 6.1: Adana –Ceyhan Depremi Hasar Dağılım Haritası

İlk defa bir organize sanayi bölgesi deprem etkisinde kalmış ve prefabrike sanayi yapılarının deprem davranışı gözlenmiştir. Bazı prefabrike yapılarda, bu şiddetteki bir deprem için büyük sayılacak hasarlar olmuştur. Bunun yanı sıra depremi hasarsız olarak atlatan çok sayıda prefabrike sanayi yapısı da mevcuttur. Bu durum, yerinde dökme betonarme yapılarda olduğu gibi, tasarım ve montajına yeterli özen gösterilmeyen, bilinen hesap ve birleşim detayı yöntemlerine uyulmayan prefabrike yapılarda, depremin (az şiddetli olsa bile) önemli hasarlara neden olduğu gerçeğini bir kez daha gözler önüne sermektedir [ 12].

Her türlü yapı hasarının genel sebeplerinden biri olan uygulama hataları bu depremde de etkili olmuştur. Ülkemizde genellikle prefabrike betonarme endüstri yapıları, tek katlı olarak yapılmakta, kolon alt uçları temele ankastre olarak bağlanacak şekilde yuva temel yapılmakta, kolon üst uçları ise eğimli çatı kirişleriyle mafsallı birleşim

yapacak şekilde bağlanmakta, dere kirişleri kolonlara ve aşıklar da eğimli çatı kirişlerine mafsallı olarak bağlanmaktadır. Bu kolon-kiriş birleşimi deprem etkisi altında kolonların ters sarkaç şeklinde hareket etmesine neden olmaktadır.

Deprem yönetmeliğinin ilgili maddesi olan 7.12.1‘e göre bu sistemin sadece deprem yükü az olan tek katlı yapılarda kullanılmasına izin verilmiştir. Kat sayısı arttıkça deprem yüklerini her iki doğrultuda karşılayabilecek yerinde dökme betonarme perdeler yapılması gerekmektedir. Bu sistemlerin deprem etkisi altında davranışlarını belirleyen esas öğeler, kolonların dayanımı, sünekliği ve eleman birleşim noktalarıdır.

Kirişi mesnette tutan bir diğer deyişle kirişin boyuna doğrultusunda kayıp düşmesini önleyen ara yüzeydeki sürtünme kuvveti, bu kuvvet kirişin ağırlığı ve sürtünme katsayısına bağlıdır, ve donatının en kesitinin sağladığı kesme dayanımıdır . Bu arada plandan bakıldığı zaman ise kiriş ucundaki delikler arasındaki beton alanının ve eğer varsa bu bölgedeki kiriş donatısının da çekme etkisi altında oldukları anlaşılacaktır. Kirişlerin düzlemlerine dik yönde gelen kuvvetleri yine konsol ile kiriş arasındaki sürtünme kuvveti, yine düşey kiriş yükü ve sürtünme katsayısına bağlıdır, aşıkların verdiği yanal destek ve guseden çıkan donatıların kesmeye ve daha önemlisi eğilmeye dayanımlarıdır. Bu arada bu yanal kuvvetin yaratacağı devrilme momenti etkisine, karşı koyan moment, düşey yükün konsol kenarı çevresinde oluşturacağı karşı yöndeki momenti karşı koyacaktır [14].

Bu şartlar göz önüne alındığında Ceyhan depremindeki hasarlara genel olarak birleşim bölgelerindeki yetersizlikler ve hem proje hem uygulama sırasındaki eksik tasarımlardan kaynaklanmıştır.

Bu hasarların oluşmasını sağlayan nedenleri bulmak için ilk olarak hasar oluşan bölgeleri, hasar şekillerini ve yapıların genel davranışını incelemek gerekir.

Ceyhan depreminde yapılarda meydana gelen hasarlar genel olarak şu şekillerdedir. Çatı kirişleri sistem birleşim noktalarından ayrılmış ve mesnetten düşmüş, kolon konsollarında çıkan ev kirişlere ankrajlanan donatılar bükülmüş ve bağlandıkları kirişlerden çıkmışlardır. Bunun sonucunda eğimli çatı kirişleri yana devrilmiştir. Çatı yükünün aktarılmasında önemli rol oynayan aşıklar, kirişlere bağlanmalarını sağlayan kısa donatılardan kurtularak zemine düşmüştür (Şekil 6.2, Şekil 6.3).

Şekil 6.2: Çatı kirişlerinin devrilmesi

Şekil 6.3: Çatı kirişleri ve aşıkların bağlantılarından çıkarak devrilmesi

Bu hasarlara yapının kolon-kiriş birleşim bölgesinin detaylandırılmasında ve uygulamasındaki yetersizlikler sebep olmuştur.

Bazı yapılarda ise eğimli atı kirişlerinin mesnetlerinden ayrılmadığı ve sadece yana devrilerek kolon konsollarında, özellikle kenarlarında ezilmelere yol açtığı gözlemlenmiştir ( Şekil 6.4, Şekil 6.5).

Şekil 6.4: Çatı kirişlerinin mesnette yanal hareketi[15]

Şekil 6.5: Kolon konsollarında oluşan ezilmeler[15]

Adana- Ceyhan sanayi bölgesinde ve Ceyhan yakınlarındaki bu prefabrike yapı sistemi ile yapılmış çok sayıda yapıda her iki tür hasar da gözlenmiştir. Çatı kirişlerinin Doğu - Batı yönünde uzandığı yapılarda, kirişlerin yanlamasına devrilmesi şeklindeki hasarlar daha çok gözlenmiştir [14]. Bunun sebebi olarak depremin en büyük yer ivmesinin Doğu – Batı yönünde olması gösterilebilir.

Bu hasar tipleri dışında gözlemlenen bir başka hasar ise inceltilmiş uçlu kirişlerin konsoldan çıkan ankraj donatısının oturduğu deliklerinin çevresinde düşey çatlakların oluşmasıdır.

Diğer hasar tiplerine göre az olarak gözlemlense de genellikle mafsal sistemi düzgün olarak yapılmış çerçeve sistemli yapılarda kolonların alt uçlarında eğilme momenti çatlakları oluşmuştur. Bu eğilme çatlaklarının oluşması kolonların zemine yuva temellerle bağlanması ve bu birleşimlerinin ankastre olduğunu gösterir. Yuva temel ile kolon arasına konulan betonda herhangi bir ezilmenin, çatlamanın ya da açılmanın olmayışı bu duruma netlik kazandırır ve yüklerin temellere düzgün aktarıldığını gösterir (Şekil 6.6).

Şekil 6.6: Kolon – Temel Birleşim Hasarları

Hasar tipleri belirlendikten sonra bu hasarların nedenlerinin ortaya konması gerekmektedir. Daha önce belirtildiği üzere detay ve projelendirme eksikleri şu şekilde sıralanabilirler.

a) Depremin çerçeve düzlemine dik yatay doğrultudaki etkileri altında çatıyı taşıyan trapez kirişlerde oluşan atalet kuvvetleri, mesnet bağlantılarının yetersizliği nedeniyle kolonlara aktarılamamış, bunun sonucu çatıyı oluşturan eğik çatı kirişleri ve aşıklar çatı kaplamalarıyla birlikte domino taşları gibi aynı yönde devrilip yere inmişlerdir [13].

b) Kolonların 1997 Afet Yönetmeliği‘ndeki yanal ötelenme sınırını sağlayacak kesite sahip olmadığı görülmektedir. Aşırı yanal ötelenme, birleşimlerde aşırı zorlamaya yol açmış ve zaten yetersiz olan bağlantılar kırılarak kirişlerin düşmesine neden olmuştur [14].

c) İnceltilmiş uç hesaplarında yatay kuvvetler hesaba katılmamıştır.

d) Mesnet bölgesi kaynakla birleştirilmiştir. Yapı yanal deplasman yaparken birleşimde kısmi bir ankastrelik oluşmuştur. Bu durumda deprem sonrasında bu mesnet moment aktarabilen kesitin narinliği ve yapılan kaynağın aktardığı yük fazla olduğundan inceltilmiş uçta çatlak oluşmuştur [13].

e) Bazı yapılarda çerçeveye sonradan eklenen farklı yapı sistemlerinin(tuğla duvar, önüretimli elemanlar) deprem sırasında esas yapıdan farklı davranmışlar ve yapıda hasara yol açmışlardır (Şekil 6.7).

Şekil 6.7: Farklı yapı sistemlerinin hatalı kullanımı

f) Çatı seviyesinde diyaframlar oluşturulamamış ve buna bağlı olarak yapı sistemine oluşturan çerçevelerin ayrı ayrı hareket etmişlerdir. Yük aktarımının tamamlanamaması sonucu eğimli çatı kirişlerinin yanal stabilitesinin sağlanamaması ve eleman hasarı almadan devrilerek toptan göçmeye neden olmuşlardır.