İNŞAAT HESABINI ÜCRETSİZ OLARAK DENEMEK İSTER MİSİNİZ? Ücretsiz Dene
04 Eki

Yumuşak Kat Düzensizliği

NEDİR

Türkçesi yumuşak kat herhangi bir deprem doğrultusunda (x veya y ) herhangi bir kattaki göreli kat ötelemesi oranının bir alt veya bir üst kattaki göreli kat ötelemesine bölünmesi sonucu çıkan oranın 2’den fazla olması durumudur. Fakat bu hesapta dış merkezlik durumu da dikkate alınmalıdır. Sonuç olarak zayıf kat şartı ile kolon ve perdelerin (ve çerçeve arasındaki duvarlar) kesitlerinin katlar arasında küçültülmesinin önüne geçilmesine çalışılmıştır.Yumuşak kat tanımı ile de binanın öteleme oranları kontrol altına alınmaya çalışılmıştır.
Yönetmelikteki yumuşak kat kriterinin eksikliği Türkiye deprem yönetmeliğine (TDY-2007) göre, yumuşak katın mevcut olabilmesi için ηk >2 olmalıdır.

Burada, si = Zemin katın ortalama relatif katarası yatay deplasman oranı,
Δi = Zemin katın ortalama relatif katarası yatay deplasmanı,
hi = Zemin kat yüksekliği.
Denklem 18, binanın birbirini takip eden i’inci ve i+1’inci katlarına ait olmak üzere, birbirine dik her iki x ve y-yönü için hesaplanmalı ve büyük olanına göre işlem yapılmalıdır. TDY-2007’ye göre yapılacak işlemler Tablo 2’de özetlenmiştir. Yumuşak kat nedeni ile ağır hasar gören 3-katlı Gölcük binasının TDY-2007’ye göre, zemin kat yığma dolgu duvarlarını matematik modele dahil etmeden yapılan analiz sonuçları ηk kriterinin ηk=1,1 “düzensizlik yok” şeklinde tecelli eden hesabı alttaki tabloda gösterilmiştir.

İNŞAAT HESABINI ÜCRETSİZ OLARAK DENEMEK İSTER MİSİNİZ?

4.2. Yumuşak kat kriteri için bir öneri
Yukarıda Tablo 3’de açıkça görüldüğü üzere, TDY-2007 ’ye göre, 3-katlı Gölcük-Körfez Yukarı Mahalle binasında hiçbir şekilde yumuşak kat düzensizliği yoktur. Çünkü, ηk =1.1 <2 dir. Halbuki, bina, depremde yumuşak katın varlığı nedeni ile, ağır hasar görmüş ve neticede yıkılmıştır. Görülüyor ki Türkiye Deprem Yönetmeliği TDY-2007, bir binada yumuşak katın mevcudiyetini saptamaktan acizdir. Bu acizliğin ve yetersizliğin tek nedeni, zemin katta bulunmayan yığma dolgu duvarların yokluğunun göz önüne alınabilmesi için 1. ve 2. katlarda mevcut olan yığma dolgu duvarların varlığının göz önüne alınması, kısaca matematik modele dahil edilmesi gerekir. Nitekim 1. ve 2. katlardaki yığma dolgu duvarlar matematik modelde göz önüne alındığı zaman, yumuşak kat kriteri, Tablo 4’den görüleceği üzere, η k = 7.9 >> 2 olarak hesaplanmaktadır. Dolayısı ile, binada zemin katta düşey doğrultuda rijitlik süreksizliği, yani yumuşak kat düzensizliği mevcuttur. İşte bu nedenle ( ηk = 7.9) bina depremde ağır hasar görmüş ve sonunda yıkılmıştır.
Demek ki yığma dolgu duvarları muhakkak surette matematik modele dahil etmek gerekir. Ancak bu durumda zemin katta yığma dolgu duvar bulunmayışı hesaplara yansıtılabilmekte ve binadaki önemli ve hayati bir düzensizliğe parmak basılabilmektedir.

Düşey rijitlik düzensizliğinin mevcudiyeti saptanmış olsa bile Tablo 2’den görüleceği üzere, Türkiye deprem yönetmeliğinde (TDY-2007) bu düzensizliği giderecek ve/veya ona karşı önlem aldıracak hiçbir uyarı ve yaptırım yoktur. Bu uyarı ve yaptırım noksanlığı, can güvenliğini tehdit eden önemli bir eksikliktir.
Çünkü ya eksik (yığma dolgu duvarlardan yoksun) bir matematik modelleme yaparak,ηk =1.1 <2 hesaplayacak ve ortalığı ‘toz pembe’ = kusursuz bulacaksınız. Ancak, binanız depremde yıkılacaktır veya, yığma dolgu duvarları matematik modele dahil ederek, ηk =7.9 >2 hesaplayacak ve ortalıkta büyük ve hayati önemi haiz bir kusur bulacaksınız. Ne var ki Türkiye deprem yönetmeliği (TDY-2007) ηk = 7.9 olsa bile, gene suskun kalacak ve mühendise hiçbir uyarıda bulunmayacak ve binayı kusurlu durumdan kurtaracak hiçbir yaptırım uygulatmayacaktır! Her iki halde de mühendis ‘kapana’ sıkıştırılmış olacak ve binasını yıkılmaktan kurtaramayacaktır!
Yazarlar, yönetmeliğin bu güvensiz ve aşırı derecede sakıncalı eksikliğini giderebilmek üzere, aşağıdaki ifadelerin Yönetmeliğe dahil edilmesini önermektedir:
“Bir binada komşu katlar arasındaki rijitlik düzensizliğinin ‘yumuşak’ katın varlığını tayin etmeğe yarayan ηk sayısı hesaplanırken, yığma dolgu duvarlar muhakkak surette taşıyıcı sistemin matematik modeline dahil edilmelidir. Rijitlik düzensizliği katsayısı ηk’nın 2.0 den fazla olması durumunda, ‘ yumuşak ’ katın kolon, perde ve / veya yığma dolgu duvarlarının boyutları ηk ≤2,0 oluncaya kadar arttırılır. Ayrıca, böyle bir katın kolonları, sadece uçlarında değil, tüm boyca sarılma etriyeleri ile sarılır.”

SONUÇ
Binaların genellikle zemin katlarında mağaza, restoran, otomobil galerisi, banka vb. gelir getirici ticari fonksiyonların yer almasını sağlamak ve mümkün olduğunca geniş alanlar yaratabilmek amacı ile konut amaçlı üst katlarda yoğun bir şekilde bulunan yığma dolgu duvarların örülmesinden sarfınazar edilmektedir. Öyle ki bina her yönü ile sağlam olduğu halde, bu ‘zayıf’ ve/veya ‘yumuşak’ kat mevcudiyetinden dolayı depremde ağır hasara uğramakta, hatta yıkılmaktadır. Bu cins ağır hasar örnekleri, dünyada birçok ülkenin deprem hasarları listesinde önemli bir yer işgal etmektedir.
Ne var ki düşey yönde rijitlik süreksizliği bulunan, böyle ‘tehlikeli’=güvensiz katların a) bir binada bulunup bulunmadığını anlayabilmek ve b) eğer bulunuyorsa, gerekli düzeltici ve kusur giderici önlemleri almak konusunda Türkiye deprem yönetmeliği (TDY-2007) eksik, hatalı ve yetersiz kalmaktadır. Bu yetersizlik, 1999 Kocaeli depreminde (M = 7.4), Gölcük-Körfez Yukarı Mahallede ağır hasar gören üç katlı betonarme bir bina üzerinde yapılan ayrıntılı hesaplarla kanıtlanmıştır.
Yönetmeliğin bu yetersizliğini giderebilmek amacı ile yapılan belli başlı öneriler şunlardır:
1) Komşu katlar arasında B1-dayanım düzensizliği (zayıf kat)’ın varlığı için, Denklem 8’de tanımlanan etkili atalet momentleri oranı ηZ ’nin 0.50 den büyük olması lazımdır. Eğer, ηZ < 0.50 ise, zayıf katın kolon, perde ve yığma dolgu duvar boyutları ηz ≥0.50 oluncaya kadar arttırılır. 2) Komşu katlar arasında B2-rijitlik düzensizliği (yumuşak kat)’ın varlığını tayin eden ηk’nın hesabında tüm yığma dolgu duvarlar, ya eşdeğer çapraz çubuklar veya sonlu elemanlar yöntemi ile, taşıyıcı sistemin matematik modellenmesine dahil edilir. Türkiye deprem yönetmeliği (TDY-2007), yumuşak kat düzensizliği ( ηk >2 ) bulunan binalarda sadece, bina yüksekliği H > 25m, (8 kattan fazla) ise dinamik analiz yapılması şeklinde bir yaptırım getirmektedir. Esasen bu yaptırım bir cezalandırma değil adeta, bir mükâfatlandırmadır. Çünkü genelde dinamik analiz, statik eşdeğer yönteme göre daha küçük deprem kuvvetleri vermektedir. Bu yaptırım dışında Yönetmelikte öngörülen hiçbir yaptırım yoktur. İşte ziyadesi ile güvencesiz bir durum yaratabilecek husus budur.

Yeşil Defter ve Ata… 04/10/2019 Zayıf Kat Düzensizl… 04/10/2019