DEPREME DAYANIKLI
YAPILARIN İNŞA
PRENSİPLERİ
Yazan: Dr. Masonari Izumi Çeviren: Bülent YÜNGÜL Bâtîment BUİLD İnternational dergisinden
(Geçen sayıdan devam)
3, 26 PREFABRİKE VE ÖN GERİLİMLİ İNŞAAT.
Prefabrike betonarme sistemler, par-çaları endüstriyel olarak önceden hazır-lanıp şantiyede monte edilen yapılardır, bunların ek yerlerinde bazı noksanlar gö-rülmektedir. Aynı şeyler ön gerilimli be-tonarme inşaat için de caridir. Birbiri üzerine istinat ettirilen bu elemanlar ta-banda büyük deformasyona maruz kal-maktadır. Ayrıca bu yapıların temelleri de sismik kuvvetler altında yekpare bir deplasman yapacak tarzda teşkil edilme-lidir. ((Şekil 22 ve 23)
2, 27 TAŞIYICI OLMAYAN ELEMANLAR. Taşıyıcı olmayan elemanlar, bir çök-menin sebebi olmazlar, fakat hasar ve zarar tevlit eder yaralanmalara sebebi-yet verebilirler. Meselâ, bacaları, tavan-ları, camekânları v.s. zikredebiliriz. Ta-şıyıcı elemanlar ile bu taTa-şıyıcı olmayan elemanlar arasındaki bağlantı genellikle zayıf olur bu nedenle bu bölgelerdeki em-niyet kat sayıları yüksek alınmalıdır.
3 3. PROJEDE ALINACAK YÜKLER Projede esas alınacak yükler genellikle mutad stabilite hesaplan için alınan de-ğerlerdir. Bu değerler umumiyetle basit-leştirilmiş olup sistemin reel yükler ta-rafından zorlandığı kabul edilerek çözümü yapılır. Deprem hesaplarında aşağıda gösterilen faktörler esas alınır:
Şekil-23 Prefabrike betondan müteşekkil taşıyıcı bir yapıya ait örnek.
Z = Bölge faktörü E = Zemin faktörü
S = Yapı faktörü (elastik veya sert) H = Şekil faktörü
Projede alınan sismik kuvvetlerde yapı-nın özel periodu yüksekliği dikkate alı-nır.
Şekil-22 Prefabrike beton bir inşaatın maruz kaldığı hasar (Alaska depremi).
3, 31. JAPONYA İNŞAAT YÖNETMENLİĞİ VE ÖNERİLER.
Yüksekliği, zemin üzerinden itibaren 31 metreden az olan bir alan için yatay kuv-vetlerin tayininde alınacak deprem katsa-yısı olduğuna göre Fi = Wi ki (Şekil 24). K değeri şekil 25 de verilmektedir. (Bu-rada Z bölge faktörünü (I veya daha kü-çük) ve E zemin faktörünü (0,6 ila 1,5 arasında) dikkate almak lâzımdır.
Daha yüksek binalarda, AIJ yüksek ya-pılar yönetmeliğinden istifade edilir. Bu-rada yapının özel perioduna bağlı bir ya-tay kuvvet tekabül elde edilerek sistem çözülür. (Şekil 26)
3, 32. BİR TAŞIYICI SİSTEM TEŞKİLİ Menşei sismik olan âfetlerin müşahe-desi ve sosyal hayattaki gelişimin getir-diği örneklerin neticesi olarak, projeler-de kabul edilen sismik yükler bir çok projeler- de-recelere ayrılmaktadır. Bunu tablo 3 de görüldüğü üzere beş gruba ayırmak za-rurîdir.
GENEL HUSUSLAR.
A. Depreme dayanıklı bir yapının te-mel felsefesi doğal âfetlerden insan ha-yatını korumaktır. Bunun sonucu olarak insanları barındıran yapılar çökmemelidir.
Bilhassa, hastane, yardım merkezi, it-faiye v.s. gibi binalar deprem esnasında dahi görevlerini ifa edebilmelidirler.
Şekil-24 Deprem katsayısının kabulü
Şekil-25 Alçak binalar için Japon kodu
T Periode
Şekil-26 Yüksek binalar için tabanda kesme kuvveti katsayısı hakkında nisbi
tavsiyeler. Ponneau bilen prjfobriflui
F i x a t i o n p l o n c h t ı1
B. Sismik kuvvetlere dayanıklı bir ya-pının hesabı, eb'adları malzemesi ve yö-netmeliklere en uygun tarzda tanzim e-dilmelidir.
0,1 ve 2 nci derece deprem hesabı bir önem arzetmemektedir.
3. Derece.
D 3. 1. Bu derece, basit bir taşıyıcı sistemi haiz bütün yapılara teşmil edi-lir. Muhtelif değişik tiplerde temelleri bulunan bir yapı, boyu 100 metre uzun-luğu geçen binalar, kütlece rijitlik mer-kezleri eksantrik olan yapılar, 4. derece-ye tekabül eden metodla hesaplanmalıdır-lar.
D 3. 2 PROJEDE ALINACAK DEPREM HIZI: Burada: VD = Deprem hızı Z = Bölge faktörü I = Önem faktörü E = Zemin faktörü L = Uzunluk faktörü
Sv = Normalize edilmiş hız tayfı. Z faktörü 0,8 ile 1,0 arasında değer alır, zira bütün Japonya deprem bakımın-dan aktif bir bölgedir.
I önem faktörü aşağıdaki değerleri alır. Zemin faktörü E 0,7 ile 1,5 arasında to-polojik karakter ve zemin türüne göre değerler alır. Bunun için tablo D3, 21 deki değerler alınır.
Temeli rijid ve sağlam olan yapılarda bu değerler normallerine nazaran daha az alınabilirler.
Masif bir yapıda L uzunluk faktörü 1 den küçük fakat uzun bir yapıda 1 den büyük alınır.
Sv değeri
Sv = M1. M2. Ss. V eşitliğinden elde edilir.
M1 0,75 ile 2 arasında değerler alır M2 yapının amortismanına bağlıdır Ss bir grafikle verilmiştir.
V 60 c m / s . alınır.
D3. 3. Binanın beher katına tatbik edi-lecek deprem kuvveti:
ile verilir.
F
r= m
r(X
r+ ^o)
= mr 2 U" Kü)2 (D3.3.1)
Önem Derecesi Ductibilite
Radyo, televizyon merkezleri, hastaneler. 1,5 1,0
Telefon, telgraf, yangın merkezleri 1,3 1,2
Devlet ve Belediye daireleri 1,2 1,5
Okullar 1,3 1,2
Yüksek Binalar 1.2 -1,5 1,0 -1,5
Tehlikeli depolar 1,2 -1,5 1,0-1,5
TABLO D 3,21 Zemin Faktörü
(D S B . Arm e Duva r (D u Ahşa p Kârgi r Betonar r Karka s B . Arm e Duva r Prefabri l Duva r Çeli k ve B.A . Çeli k Prefabri l beto n Karka s Sağlam zemin (Kayalık, çakıl kumlu çakıl).. 0,7 1,5 1,0 1,3 1,5 1,0 0,9 0,9
İyi cins zemin (kumlu çakıl,
kuınlu sert kil) 1,0 1,3 1,1 1,2 1,3 0,9 1,0 1,0
Normal zemin
(Kum, Kumlu kil) 1,3 1,0 1,2 1.0 1,2 0,9 1,0 1,2
Yumuşak kötü
zemin 1,5 1,0 1,3 0,9, 1,2 0,9 1,1 1,3
Burada:
Fr = ı inci kata tatbik edilen deprem kuvveti (ton),
mr = r'inci kattaki kütle (ton s2./cm) Urj = r'inci kattaki j. nci mod bj = iştirak faktörü
j = ü'inci mod'un özel frekansı (S-1) VD = Deprem hızı (cm/s).
D3. 4. Plastik deformasyona müsait bir yapıda r'inci kattaki kesme kuvveti:
Burada:
Qr = ^ Frkra (D3.4.1)
r « r
Q>- = r'inci kattaki kesme kuvveti n = Binada kat sayısı
Fr = D3. 3.1, denkleminden elde edilen deprem kuvveti
ra = r'inci kattaki elastikiyet kat sa-yısı,
Buradaki elastikiyet katsayısı, kesin bir kabul olmayıp, tarifi kullanılan malze-me ve inşaat malze-metoduna bağlıdır.
4. Derece
D4. 1. Bütün binalar, —sadece en yeni tarzda teşkil edilen asismik mekanizmayı haiz, depreme karşı hassas olmayan ya-pılar istisna edilirse— bu 4. dereceye girerler.
4. Derece projenin hazırlanma fazlarını belirtir ve bu fazlarda gerekli bilgileri verir.
D 4. 2. Projede hazırlanmış fazları şe-kil D 4. 2. 1. de gösterilmektedir. Hesa-bın seyrinde iki yol mevcuttur, lineer ve lineer olmayan haller. Lineer hesab stoc-hastik metodla icra edilir. Lineer olma-yan hesapta ise, yaklaşım metodu kulla-nılır.
4. BÜYÜK ŞEHİRLERDE AFET
4. 1. ŞEHİRCİLİK BÖLGELERİNDE NUFUS KESAFETİ.
Tümü 100 milyon olan Japon halkının takriben % 65'i halen şehirlerde yaşa-maktadır ve bu yüzde değeri XXI. asrın sonunda % 85'e yükselecektir.
Nufus artışı kontrol edilse dahi şehir-ler 100 milyon insanı barındıracağına gö-re hazırlanmalıdırlar. Şehirlerde arsa fi-yatı çok yüksektir ve devlet için deprem âfetinden şehir halkını korumak çok zor bir hale gelmektedir. Bugün şehirler sü-ratle büyüyerek ve birleşerek sahillerde muazzam yığılmalar meydana getirmek-tedirler. Böylece bu şartlar içinde pratik olarak peyk şehirler kurmak imkânsızlaş-makta ve yeşil sahalar bırakılamaimkânsızlaş-makta- bırakılamamakta-dır.
Bundan başka, denizlerden kazanılan topraklar üzerine inşa edilen fabrikalar, sağlam olmayan zeminler üzerine kurulan konutlar çok tehlikeli siteler meydana ge-tirmektedir.
4.2. BÜYÜK KALABALIKLAŞMALARIN NETİCESİ HASIL OLABİLECEK ZARARLAR
Bütün sismologlar şu fikirde birleşmiş-lerdir ki: Halihazırda en tehlikeli bölge Tokyo, Yokohama ve Chiba bulunduğu güney Kvvanto sahasıdır. Tektonik defor-masyonlar, enerji birikimleri, mikrotitre-şimler ve diğer hadiseler yakın bir gele-cekte bu bölgelerin şiddetle sarsılacağı-nı göstermektedir. (Dr. Kavvazumi ista-tistik belgelere dayanarak bu depremin 1992 ye doğru vuku bulacağını ancak bu tarihten evvel veya sonra ön üç senelik bir farkın da ihtimalini bildirmektedir.)
Tokyo belediyesi bir komisyon kurarak bu afetin tehlikelerini bertaraf etmeğe çalışmaktadır. Enerji birikimi ve merkez uzaklığı hipotezinden yürüyerek kaya ta-banın hareketi hesaplanmakta ve buna müsteniden de üstteki tabakaların dolayı-sile zeminin hareket karakteristikleri el-de edilmektedir.
Buradan da çökmesi muhtemel binaların nisbetine ait bir istidlal yapılmaktadır. (Şekil 27). Ampirik veriler yoluyla göçün-tüye maruz kalacak binalar ile bunların tevlit edebileceği yangın arasında da bir bağıntı kurulmuştur. Ayrıca su baskınına uğrayacak bölgelerde tahmin edilmekte, su
baskınlarının sebep olabileceği zarar-ların çok feci neticeler vereceği görül-mektedir. Öyle ki bazı bölgelerde halkın % 90 ı yıkılmalardan değil su baskını ve yangınlardan telef olacaktır.
4.3. EMNİYET BİLÂNÇOLARI.
Bu depremler karşısında şahıslar alına-cak tedbirler için ne gibi bir fedakârlıkta bulunacaklardır. İnsanlar burada muhtelif türde tehlikelere maruz kalmaktadırlar. Hastalık, trafik kazası, tabiî felâketler v.s. Bu riskler ve emniyet meseleleri arasın-da bir denge gerekmektedir.
Kimisi nadiren tehlikeye maruz kalsa dahi, zengin bir yaşama tercih eder, bir başkası bazı maddî fedakârlıklara karşılık tam bir emniyeti tercih etmektedir. Aynı şekilde, devletin de dengeyi kurmaya ve tatbik etmeye başlaması lâzımdır. Bu-nunla birlikte resmî makamların halkın kendi emniyetini temin edebilmek için ik-na ve öğretici tedbirleri alması lâzımdır. Tabiî ve sun'î felâketleri azaltmak, dünya ölçüsünde acele edilmesi gereken bir za-rurettir.
5. NETİCE;
Sismolog mühendisler, depreme mukavim yapılar inşaasını bilmekte yalnız depre-min tevlit edebileceği zararları tahdepre-min ede-memektedirler.
İnsan tarafından elde edilmiş bulunan bu bilgiler, gerek kültürel olsun gerek teknolojik olsun insanlığı bir felâketten korumak içindir.
C 20 a> E io
Epoisseur d'clluvions (m)
Şekil - 27 Alüviyon tabakası kalınlığına bağlı olarak, ahşap binalarda
yüzdesi.
göçme --— 3. ders es Yapı
Yönstmslijins göre mit
StrUktUr Proje a l StrUktUr
Modelinin
h a s ı r l a n m a s ı ormal b i r p r o j e m ı d ı r î dsrees Yapı Y'unetmalljlns gtfre n i J Kontrol StrUktUr P r o l e s i K»ntrol Genel Araştırma Dereee I Bre t Formüllerin t a t b i k i Bre t Formüllerin t a t b i k i Dur Formüllerin t a t b i k i Dur Formüllerin t a t b i k i Derece 2 Str'üktür i r o j s s i Fena Evet ûersee 3 Pena B&şlnntrıç Projenin temel f i k r i t a ç ı y ı c ı strUttUr H«saplar > üere«e 4 Şekil D 4 . İ . I hs sabında y'ürUyon y o l i T a ? « r ı « . b i r y a p ı n ı n0 / • / / O • / « 0
A
1>
I c • / O • n • S — t — • • / ® o'i
/ • • •'i
/ //
>
/* a• Incendie comportant plus de deux foyers me n ş e l i
o Incendie comportant 1 seul foyer — Tek menşeli Incendie cause par des produits chimiques — Kimyasal maddeler
Şekil: 28 ahşap yapılarda yangın
KRA İSTHMUS KANALI VE LİMAN KOMPLEKSİ
Asyanın güneyinde, Panama ve Süveyş su yolları kadar büyük çap ve önemde, bir üçüncü milletlerarası su yolu fisibili-te (feasibility) ve ekonomik etütlerinin yapılması, Tailand tarafından, 2 Amerikan müşavir etüt bürosuna, ihale edilmiştir. Bu husustaki anlaşmanın 12 aralık 1972 de imzalanması suretiyle, 180 yıldan be-ri konuşulagelen bu problemin de en ni-hayet, hayal safhasından teşebbüs saf-hasına geçtiğini «Engineering Construc-tion WorId» dergisi, Mart 1973 nüshasın-da bildirmektedir.
Kanal, Hint Okyanusunu, Güney Çin Denizine bağlamak amaciyle, Taylandın güney kısmındaki engebeli araziyi kese-rek açılacaktır.
Projeye göre, kanal, deniz seviyesinde, aşağı yukarı 93 Km (50 mil) uzunluğun-da ve gerek bu günkü 300 000 tonluk tankerleri, gerek yakın atının 1 000 000 tonluk süper tankerleri geçirebilecek en-kesitte olacak ve batı ağzıyle doğu ağ-zında birer liman kompleksi yapılacaktır.
Bu günkü şartlarına göre Pasifik mın-tıkasından Hint Okyanusuna geçmek için en uygun olan yegâne su yolu, dar Ma-lacca boğazıdır. Malaysia ile İndonesia arasında bulunan, genişliği kimi yerde 45 km (24 mil) den de daha dar olan ve
uzunluğu 500 km (270 mil)i aşan bu boğaz, halen Asya Avrupa yolu geçidinin kilidi olmasından dolayı milletlerarası bo-ğazların, en işlek olanlarındandır.
Avrupa Asya su yolunun, trafiği bu ka-dar yoğun olan bir kısmını, haritadan görüldüğü veçhiyle, bir hayli kısaltacak olan Kra İsthmus kanalına ne kadar ih-tiyacı olduğu meydandadır.
Dahası var: Malaysia ile İndonesia, ka-ra sularının sınırı 22 kilometre (12 mil), olmasından dolayı, Malacca boğazını ken-di kara suları içinde olduğunu, kasım 1971 de, ilan etmişlerdir. Her ne kadar bunlara bu konuda katılan Singapourla be-raber bu üç devlet tarafından geçidin, müsaade almak şartiyle, herkese açık olduğu bildirilmiş ise de kara sularına gi-ren bir yolun kapanması ihtimalinin her zaman mevcut olması Kra İsthmus kana-lına olan ihtiyacını bir kaç daha arttır-maktadır.
Kra kanalı/liman kompleksinin mu-hammen maliyet bedeli milyarlarca dolar tutarındadır. Halen yapılmakta olan etüd-ler, münhasıran özel sektöre ait, millet-lerarası finansmanı ön görmektedir.
Anlaşma hükümleri gereğince kesin raporu 1 eylül 1973 de Tayland hüküme-tine verilecektir.
A. TAK.
