Yapıya Etkiyen Deprem Yüklerinin Belirlenmesinde Etkili Faktörler

Yapıya etkiyen toplam deprem yükü hesabında Etkin Yer İvmesi Katsayısı, Bina Önem Katsayısı, Spektrum Katsayısı, Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı, Hareketli Yük Katılım Katsayısı ve deprem yükü etkisi gibi parametreler etkili olmaktadır. Aşağıda bu parametrelerle ilgili ayrıntılı bilgiler verilmiştir.

 Deprem Bölgesi (Etkin Yer İvmesi Katsayısı)

Deprem tehlikesinin belirlenmesinde en önemli parametrelerden biri depremin ivmesidir. Deprem haritasında bölgelerin belirlenmesi esasında temel alınan bu ivme tanımlanırken 50 yıllık bir sürede aşılma olasılığı %10 olan Tasarım Depremi göz önünde bulundurularak Etkin Yer İvmesi Katsayısı (A0) belirlenmiştir. DBYYHY 2007’de deprem tehlikesi bulunan 4 farklı bölge için tanımlanmıştır (Çizelge 2. ).

Çizelge 2. 5. Etkin Yer İvmesi Katsayısı (DBYYHY, 2007)

Deprem Bölgesi A0

1 0.40

2 0.30

3 0.20

4 0.10

 Yapının kullanım türü (Bina Önem Katsayısı)

Yapılar, DBYYHY 2007’de deprem sonrası kullanım durumuna göre sınıflandırılmaktadır. Yapının yük durumuna göre hasar görebilirlik oranının hesaplanmasında bina önem katsayıları kullanılmaktadır. Afet sonrası kamuya hizmet vermeye devam etmesi gereken yapılar önem katsayısı yüksek yapılar sınıfındadır (Hastaneler, Ptt binası, iletişimin sağlanacağı binalar vb.). Yapı önem katsayısı yüksek olan binalar, diğer yapılara göre daha az hasar alacak şekilde tasarlanmaktadır.

 Yapının Ağırlığı (Hareketli Yük Katılım Katsayısı)

Yapının ağırlığı, işlevine göre farklılık göstermektedir. Deprem yüklerinin hesabında, yapının sahip olduğu işleve özgü ekipmanlar, hareketli yükler, hareketli yük katılım katsayısı ile çarpılarak hesaplanmaktadır (Çizelge 2. ).

39

Çizelge 2. 6. Hareketli Yük Katılım Katsayısı (n) (DBYYHY, 2007)

Binanın Kullanım Amacı n

Depo, antrepo, vb. 0.80

Okul, öğrenci yurdu, spor tesisi, sinema, tiyatro, konser salonu, garaj, lokanta, mağaza, vb. 0.60

Konut, işyeri, hotel, hastane, vb. 0.30

Buna göre hastane yapıları ağırlığı bakımından en küçük katsayıya sahiptir.

 Spektrum Karakteristik Katsayısı (Zemin sınıfı)

Spektrum katsayısı, yerel zemin koşullarına ve bina doğal periyoduna bağlı olarak hesaplanmaktadır. Deprem etkisinin belirlenmesinde kullanılan spektrum katsayısı, yumuşak zeminlerde (Z4) daha geniş periyot aralığında en büyük değerini alırken sert zeminlerde (Z1) bu aralık daha dardır (Çizelge 2. ).

Çizelge 2. 7. Spektrum Karakteristik Katsayısı (Ta ve Tb) (DBYYHY, 2007)

Yerel Zemin Sınıfı TA (saniye) TB (saniye) Z1 0.10 0.30 Z2 0.15 0.40 Z3 0.15 0.60 Z4 0.20 0.90

 Deprem Yükü Etkisi

Deprem yükleri ve kat kütlelerinin hesabında, yapılarda hareketli ve sabit yüklerin kat döşemeleri üzerinde düzgün olarak yayıldığı kabul edilmektedir. Ancak uygulamada bu yüklerin düzgün olarak yayılmaması durumu da hesaba katılmıştır. DBYYHY 2007’de her kat için eşdeğer deprem yükleri, göz önüne alınan deprem doğrultusuna dik doğrultudaki kat boyutunun +%5’i ve −%5’i kadar kaydırılması ile belirlenen noktalara ve ayrıca kat kütle merkezine uygulanması öngörülmüştür.

 Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı (R)

Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı (R), bir yapının plastik olarak deforme olabilme kapasitesini yansıtır. Statik hesaplamalarda R katsayısı, yapının deprem etkisinde alacağı yükü, süneklik tasarımına göre azaltmaktadır. R katsayısı hesaba katılmadan tasarımı yapılan bir yapı, gerçek deprem yüküne göre hesaplanır ve hiç hasar almadan depremi atlatabilir. Ancak yapıları bu şekilde tasarlamak ekonomik

40

değildir. Yapıların hiç hasar almamasındansa sünek davranış göstermesi (deprem yükü karşısında esnek hareket etme kabiliyeti göstermesi), şiddetli depremleri bile hafif hasarlarla atlatabilmesine olanak sağlar. Bu durum yapının süneklik oranıyla da yakından ilgilidir (Eurocode, 2017).

DBYYHY 2007’de süneklik düzeyleri, süneklik düzeyi yüksek taşıyıcı sistemler ve süneklik düzeyi normal taşıyıcı sistemler olarak ikiye ayrılmaktadır. Çelik ve betonarme taşıyıcı sistemli yapılar için R katsayısı ayrı olarak verilmiştir.

 Deprem Derzi

Bitişik nizamda konumlanan yapılar, farklı salınım periyotlarına ve farklı ötelemelere sahip olabilir. Deprem anında yapılar arasında deprem derzi bulunmaması durumunda, farklı salınım periyodu/ötelemeye sahip yapıların birine çekiçleme etkisi yaparak ağır hasarlar almasına sebep olabilmektedir. Çekiçleme etkisi; aralarında yeterli miktarda derz boşluğu bırakılmayan bitişik nizam yapılardan, rijit olmayan yapının daha rijit olan yapıya deprem etkisindeki salınımı boyunca yaptığı etkidir (Celep, 2017). DBYYHY 2007’de, bitişik nizamda konumlanan iki yapı arasında bırakılacak minimum derz boşluğu 6 m yüksekliğe kadar en az 30 mm, 6 m’den sonraki her 3 m’ lik yükseklik için bu değere en az 10 mm eklenerek oluşturulması öngörülmüştür.

Yukarıda söz edilen kurallar, betonarme ve çelik sistemle yapılacak tüm yapılar için geçerlidir. Ancak çelik yapım sisteminde, malzemenin gerilme-şekil değiştirme eğrisinin ve sistemin taşıyıcı elemanlarının birleşim şeklinin farklı olması, bu sistemde farklı detaylar oluşmasına sebep olmuştur. Bu sistemle ilgili temel kurallar ve detaylar aşağıda verilmiştir.

 Deprem Yalıtımı (Deprem İzolasyon Sistemleri)

Deprem yalıtımı, depremin yapılara hasar verme potansiyelini azaltmak için kullanılan bir sismik tasarım yaklaşımıdır. Deprem yalıtım sisteminde amaç zemin ile yapının tabanı arasına esnek enerji sönümleyici elemanlar yerleştirerek zeminden yapıya aktarılan deprem kuvvetlerinin azaltılmasıdır (Şengel, Erol, & Yavuz, 2009) (Şekil 2. 10). Bu sayede yapıya etkiyen enerji miktarının izolatörler tarafından sönümlenerek yapıya iletilmesi ile yapının maruz kaldığı deprem enerjisi azaltılarak depreme karşı hasar alma tehlikesi minimuma indirilebilmektedir.

41

(a) (b)

Şekil 2. 10. (a), (b) Sabit Temelli ve Deprem Yalıtımlı Yapıların Davranışı (URL 8, 2018)

Deprem yalıtım sistemleri, sağlık yapılarında, deprem esnasında yapının işlevinin kesintiye uğramadan devam etmesi ve kullanılan ekipmanların zarar görmemesi, deprem sonrasında ise yapının işlevini yitirmeden hizmet vermeye devam edebilmesi amacıyla kullanılmaktadır (Şekil 2. ).

I.

II. III.

(a) (b)

Şekil 2. 11. (a), (b) Deprem İzolatörlerinin Yapıya Uygulanması (Deprem İzolatörleri, 2018)

Türkiye’de 1. ve 2. derece deprem bölgeleri için Sağlık Bakanlığı’nın kararı ile özellikle hastane yapılarıyla ilgili yayımlanan “Deprem Yalıtımlı Olarak İnşa Edilecek Yapılara Ait Proje ve Yapım İşlerinde Uyulması Gereken Asgari Standartlar” konulu 2013/3 sayılı genelgede, “1.ve 2. Derece deprem bölgelerinde 100 yatak ve üzeri hastanelerin taşıyıcı sistemleri sismik izolatörlü olarak projelendirilmesi zorunlu hale getirilmiştir” ibaresi yer almaktadır. Ancak sismik izolatörlerin kullanım koşulları, özellikleri ve boyutlarına ilişkin detaylı bir düzenleme bulunmadığından, modeli ve seçimi, teknik çalışma ve projelendirme sonrası bakanlık onayına sunulmaktadır (T.C. Sağlık Bakanlığı, 2018).

42