Binalar Kaç Büyüklüğündeki Depreme Karşı Tasarlanıyor?

Bu yazının belli bölümlerini sıradan bir vatandaş anlayabilirken, belli bölümlerini ise sadece teknik elemanlar anlayabilecek. Teknik elemanlardan kastım, mühendisler ve mimarlar.

Bu yazıda, çoğu mimar/mühendislerin bilmediği yada yanlış bildiği, tasarlanan binaların kaç büyüklüğündeki depreme dayanıklı olduğu konusuna açıklık getireceğim/getirmeye çalışacağım.

Yine bu yazı da, TBDY2018(Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği) ‘nin konuyla ilgili bölümlerini de açıklayacağım. Yani TBDY2018 yapılan binaların kaç büyüklüğündeki depreme dayanıklı olmasını istiyor?

Teknik elemanlar bazen “yaptığım bina 8 büyüklüğündeki depreme dayanır, 9 büyüklüğündeki depreme dayanır” tarzında söylemlerde bulunuyor. Bazen de vatandaş bir mimar ya da mühendise “bu bina kaç büyüklüğündeki depreme dayanır” diye sorduğunda, mimar/mühendis “8 büyüklüğündeki depreme bile dayanır” diyebiliyor.

Binalar, vatandaşın anladığı deprem büyüklüğüne göre tasarlanmaz. Yani binalar en çok kullanılan deprem büyüklük ölçeği olan Richter ölçeğine göre tasarlanmaz. Teknik elemanlar da dahil her kim benim binam 8 büyüklüğündeki depreme dayanır, 9 büyüklüğündeki depreme dayanır diyorsa bilin ki yalan söylüyordur. Binalar deprem esnasında, yani hareket esnasında yapıda oluşması muhtemel ivmeye göre tasarlanır. Bu konunun ayrıntısına birazdan gireceğim.

Richter deprem büyüklüğü, sismograf denilen cihazların yer hareketine bağlı salınımlarına bağlı olarak belirlenen bir sayıdır. Richter ölçeğindeki sayılar lineer değil logaritmik olarak büyür. Yani Richter ölçeğinin kadranındaki iki sayı arasındaki fark bir birim değildir. Yani 3 büyüklüğü ile 4 büyüklüğü arasındaki fark 1 birim değildir. Richter ölçeğindeki sayılar logaritmik olarak yerleştirildiğinden(10 tabanına göre), iki rakam arasındaki fark 10 birimdir. 3 büyüklüğündeki deprem ile 4 büyüklüğündeki deprem arasında 10 kat büyüklük farkı vardır. Büyüklük konusu sanırım anlaşıldı.

Birde şiddet konusunu açıklayayım. Deprem büyüklüğü ile deprem şiddeti farklı kavramlardır. Deprem şiddeti dediğimiz şey arazideki yapıların gördüğü hasardır. Şiddet 1 ile 12 arasında değişir. Eğer hiç yapı olmayan bir çöl de 9 büyüklüğünde bir deprem olmuşsa, burada hiç yapı olmadığından ve dolayısıyla yapı hasarı olmadığından deprem şiddeti sıfırdır. Şiddet tamamen yer üstü yapıların hasarının bir göstergesidir.

Türkiye de, TBDY2018 dediğimiz bina deprem yönetmeliği kullanılmaktadır. Türkiye deprem tehlikesi haritasından, bina yapılacak yerdeki ivme alınıp tasarımda kullanır. Ss değeri dediğimiz değer.

(Ss) değeri nedir?

Bu yazıyı okuyan kaç kişi acaba doğru düzgün Ss değerinin anlamını bilmekte? Eğer teknik elemansanız bir düşünün bakalım (Ss) değeri nedir?

Deprem tehlike haritasından tüm deprem hesaplarını yaparken kullandığınız (Ss) değeri çoğu kişinin tahmin ettiği gibi deprem ivmesi ya da yer ivmesi değildir.

(Ss) değeri, yüzeysel bir tabirle, tek katli bir yapıda (idealize edilecek tek serbest dereceli sistem) yer hareketinin yani depremin oluşturacağı ivmedir. Yapıdaki ivme ile deprem ivmesi farklıdır. Yapıdaki kuvveti bulacaksanız yapıdaki ivmeyi bulmanız gerekir. Dolayısıyla deprem hesabında esas olan, yapıda okusan ivmedir. Deprem tehlike haritasındaki Ss değeri ise size iste bu yapıdaki ivmeyi verir.

Deprem tehlike haritasına baktınız Ss=1 buldunuz. Bu ne demek?

Yapınıza yatayda 1g kadar ivme etkiyor anlamına gelir. Yani tam yerçekimi kadar bir ivme. Bunu yapı kütlesi ile çarparsanız, yapınıza etkiyen yatay kuvveti deprem kuvvetini bulursunuz. Yapınızın toplam kütlesi M ise, yapıda F= 1g x M kadar yatak kuvvet oluşur. Yani yapınızın ağırlığı kadar bir yatay kuvvet deprem kuvvetidir. Kuvvetin büyüklüğünü düşünün.

Deprem tehlike haritasındaki Ss değerine yapıda oluşan ivme dedik.

Peki, bu değerden hareketle yaklaşık olarak yer ivmesini bulabilir miyiz?

Evet, bunu da bulabilirsiniz.

Hesaplarda biliyorsunuz Ss değerini zemin büyütmesi Fs ile çarpıp biraz büyütüyoruz. Zemin büyütmesi yok diye düşünelim. Haritada baktınız. Ss=0.90 çıktı(Fs=1) Yani yapıdaki spektral ivme 0.90. (0.2 saniyeye tekabül ediyor). TBDY2018 ŞEKİL 2 1 e bakin. Yer ivmesi bina ivmesinin sıfır olduğu yere tekabül eder. Sekile baktığınızda 0.40Sds nin sıfır periyoda denk geldiğini görürsünüz(Sds=Ss x Fs, Fs=1 almıştık). O halde bu durumda yer ivmesi 0.40 x Ss okur. Yani 0.40×0.90=0.36
Deprem ivmesi 0.36g bulunur. Dikkat edin deprem ivmesi kaç, yapı ivmesi kaç.

Sonuç olarak yapılarımızı deprem büyüklüğüne göre tasarlamıyoruz. Benim yapım 9 büyüklüğüne dayanır, 8 büyüklüğünde bir şey olmaz gibi tabirler doğru değil, etik değildir. Basta teknik elemanlar olmak üzere neyi nasıl hesap ettiğimizin farkında olmamız gerekir, insanları bilinçli ya da bilinçsiz kandırmamamız gerekir.

Ahmet ÇELİKKOLLU
İnşaat Mühendisi
ESKISEHIR
0545 491 9515