Üniversite Saha Raporları: Depremlerde Binalar Neden Hasar Görüyor?

Türkiye’de her büyük depremin ardından İTÜ, ODTÜ ve Boğaziçi gibi üniversitelerin inşaat ve deprem mühendisliği ekipleri sahaya çıkar; hasar gören ve ayakta kalan binaları yerinde inceleyip hasar inceleme raporları yayımlar. 1999 Gölcük ve Düzce’den 2011 Van’a, 2020 Elazığ-Sivrice ve İzmir’den 2023 Kahramanmaraş’a uzanan bu raporlar, mühendislik pratiğinin en değerli ders kaynaklarındandır. Ve hepsinin ortak bir mesajı vardır: hasarın nedenleri depremden depreme değişmiyor; aynı kusurlar on yıllardır tekrar ediyor.

Saha raporları nedir, neden bu kadar önemlidir?

Deprem sonrası saha incelemesi, hasarın “nerede ve neden” oluştuğunu belgeleyen sistematik bir mühendislik çalışmasıdır. Ekipler göçen binaların enkazını, ağır hasarlı yapıların kolon ve kirişlerini, ayakta kalan komşu binaların taşıyıcı sistemlerini inceler; beton kalitesinden donatı detayına, zemin koşullarından tadilat izlerine kadar bulgularını kayda geçirir. Bu raporlar deprem yönetmeliklerinin gelişmesine de yön vermiştir: bugünkü TBDY 2018’in pek çok kuralı, geçmiş depremlerde belgelenen hataların doğrudan cevabıdır.

İncelenen büyük depremler arasında 1999 Gölcük (17 Ağustos) ve Düzce (12 Kasım), 2011 Van, 2020 Elazığ-Sivrice, 2020 İzmir (Seferihisar açıkları) ve 2023 Kahramanmaraş depremleri yer alır. Aşağıdaki bölümlerde, bu raporlarda en sık belgelenen sekiz ortak kusuru tek tek ele alıyoruz.

Düşük beton dayanımı neden en sık belgelenen kusur?

Saha raporlarında en sık karşılaşılan bulgu, hasarlı binalardaki betonun projede öngörülenin çok altında dayanıma sahip olmasıdır. Özellikle eski yapı stokunda elle karılmış, denetimsiz beton yaygındır: agregası elenmemiş, su oranı kontrolsüz, vibratörsüz dökülmüş beton zamanla daha da zayıflar. Düşük dayanımlı beton, kolonların hem düşey yükü hem de deprem kuvvetini taşıma kapasitesini birlikte düşürür.

İyi haber şu ki bu kusur ölçülebilir: karot beton testi ile mevcut betonun gerçek dayanımı laboratuvarda belirlenir. Dayanım düşükse çözüm yıkım değil, çoğu durumda kolon ve perdelerin betonarme mantolama ile güçlendirilmesidir.

Donatı detay kusurları hasarı nasıl büyütür?

Raporlarda tekrar eden ikinci bulgu, betonun içindeki çelik donatının detaylandırma hatalarıdır. Üç kusur öne çıkar:

• Seyrek etriye: Kolonu saran yatay çemberler (etriyeler) çok aralıklı yerleştirildiğinde beton, deprem sırasında sargısız kalır ve kolon gevrek biçimde ezilir. Kolon uçlarında sıklaştırma yapılmaması, göçen binalarda en sık belgelenen detay hatalarındandır.
• 90° kanca: Etriye uçlarının 135° yerine 90° bükülmesi, sarsıntıda etriyenin açılıp devre dışı kalmasına yol açar.
• Yetersiz bindirme: Donatı eklerinin kısa bırakılması, çeliğin kapasitesine ulaşamadan sıyrılmasına neden olur.

Bu kusurların güçlendirme karşılığı, mevcut kolona dışarıdan yeni bir sargı kazandırmaktır: betonarme manto, çelik ceket ya da karbon fiber (FRP) sargı. FRP sargı, kesiti büyütmeden sünekliği artırdığı için özellikle etriye eksikliğinde etkili bir çözümdür; uygulama ayrıntıları kolon güçlendirme sayfamızda anlatılmıştır.

Yumuşak kat neden hâlâ ilk göçen kat?

Zemin katı dükkân, garaj ya da yüksek tavanlı giriş olarak boşaltılmış binalarda zemin kat, üst katlara göre çok daha esnek kalır. Deprem enerjisi bu zayıf halkada toplanır ve bina çoğu zaman tek kat boyunca aşağı oturur. 1999’dan 2023’e kadar tüm saha raporlarında bu göçme biçimi belgelenmiştir; üst katları bütün hâlde kalıp zemin katı kaybolan binalar, bu düzensizliğin ders kitabı görüntüsüdür.

Kusurun mekanizmasını ve çözümünü yumuşak kat yazımızda ayrıntılı anlattık. Özetle çare, zemin kata betonarme perde eklemek, kolonları mantolamak ya da çelik çapraz yerleştirerek katlar arası rijitliği dengelemektir.

Kısa kolon nedir, bant pencereler neden tehlikelidir?

Okul, atölye ve bodrum katlarında sık görülen bant pencere düzeni, kolonun bir bölümünü duvarla kilitleyip yalnızca pencere hizasındaki kısa parçayı serbest bırakır. Deprem kuvveti, tüm boyu yerine bu kısa parçada yoğunlaşır; kolon, tasarlandığından kat kat büyük kesme kuvvetiyle karşılaşır ve çapraz çatlaklarla gevrek biçimde kırılır. Saha raporlarında “X” biçimli çatlaklı kısa kolonlar, özellikle okul tipi yapılarda defalarca belgelenmiştir.

Güçlendirme karşılığı iki yönlüdür: kolonun kesme kapasitesini FRP sargı ya da mantolama ile artırmak ve mümkünse kısa kolon etkisini yaratan duvar düzenini değiştirmek. Sisteme perde eklenmesi de kolonlardaki talebi azaltır.

Çekiçleme: bitişik binalar birbirine neden zarar verir?

Bitişik nizam yapılaşmada iki bina arasında yeterli derz boşluğu bırakılmadığında, deprem sırasında farklı salınan binalar birbirine çarpar. Bu çekiçleme etkisi, özellikle kat döşemeleri farklı seviyelerde olan komşu binalarda ağır hasar üretir: bir binanın döşemesi diğerinin kolonuna tokmak gibi vurur. Saha raporlarında bitişik binaların temas yüzeylerinde yoğunlaşan hasar, bu etkinin belgelenmiş sonucudur.

Çözüm; derz düzenlemesi, mevcut derzin uygun malzemeyle detaylandırılması ve çarpışma riskini taşıyan aksların yerel olarak güçlendirilmesidir. Hangi önlemin yeterli olacağı, iki binanın birlikte değerlendirildiği bir güçlendirme projesiyle belirlenir.

Ağır kapalı çıkmalar ve plan düzensizliği ne yapar?

Türkiye’ye özgü yaygın bir uygulama olan ağır kapalı çıkmalar — üst katların zeminden itibaren dışarı taşırılması — binanın kütlesini yukarıda ve dışarıda toplar. Deprem kuvveti kütleyle orantılı olduğundan, çıkmalı katlar hem daha büyük kuvvet çeker hem de kolonlara ek burulma yükler. Buna asimetrik plan, köşe binalarda iki cephenin tamamen açık olması gibi plan düzensizlikleri eklendiğinde bina depremde burularak zorlanır. Saha raporlarında ağır çıkmalı ve düzensiz planlı binalardaki hasar yoğunlaşması tekrarlanan bir bulgudur.

Güçlendirme karşılığı, burulmayı dengeleyecek biçimde yerleştirilmiş betonarme perdeler ve gerekiyorsa çıkma bölgelerindeki elemanların mantolanmasıdır; amaç, kütle ile rijitliğin merkezlerini birbirine yaklaştırmaktır.

Zemin etkisi: aynı deprem neden bir mahallede daha yıkıcı?

Saha raporlarının en öğretici bulgularından biri, hasarın coğrafi dağılımıdır. 1999’da Adapazarı’nda gevşek, suya doygun zeminlerde sıvılaşma belgelenmiştir: zemin taşıma gücünü yitirmiş, binalar yapısal olarak ayakta kalsa bile yan yatmış ya da zemine gömülmüştür. 2020 İzmir depreminde ise merkez üssü Seferihisar açıklarında olmasına rağmen hasar, kilometrelerce uzaktaki Bayraklı’da yoğunlaşmıştır; kalın alüvyon tabakasının sarsıntıyı büyütmesi (zemin büyütmesi), literatüre ders kitabı örneği olarak geçmiştir.

Zemin kaynaklı riskin karşılığı, zemin etüdüne dayalı temel güçlendirme ve zemin iyileştirme uygulamalarıdır: jet grout, mini kazık ve temel genişletme gibi yöntemler, üst yapı güçlendirmesiyle birlikte projelendirilir.

Proje dışı tadilat: kolon kesmek neden bu kadar yıkıcı?

Son ortak kusur, binanın sonradan uğradığı müdahalelerdir: dükkân açmak için kolon kesilmesi ya da inceltilmesi, geniş mekân için taşıyıcı rolü olan duvarların kaldırılması, ruhsatsız kat ekleri. Saha incelemelerinde, göçme başlangıcının sonradan kesilmiş bir kolona ya da boşaltılmış bir zemin kata izlendiği vakalar belgelenmiştir. Proje, bina bir bütün olarak çalışsın diye yapılır; tek bir elemanın kaldırılması yük yollarını değiştirir ve komşu elemanları hesapta olmayan kuvvetlerle baş başa bırakır.

Böyle bir tadilat geçirmiş binalarda ilk adım, mevcut durumun rölöve ve analizle ortaya konmasıdır; ardından kesilen elemanın kapasitesi mantolama, çelik takviye ya da yeni perdelerle sisteme geri kazandırılır.

Ortak kusurlar tek tabloda: hangi depremlerde belgelendi, nasıl güçlendirilir?

Aşağıdaki tablo, saha raporlarında en sık belgelenen sekiz kusuru, öne çıktığı depremleri ve mühendislikteki güçlendirme karşılığını özetler:

Bu kusurlar önlenebilir mi?

Saha raporlarının asıl mesajı budur: evet. Yukarıdaki kusurların tamamı bugün bilinen, ölçülebilen ve güçlendirmeyle giderilebilen sorunlardır. Aynı sarsıntıda bir bina göçerken bitişiğindeki binanın ayakta kalması, farkın depremde değil binada olduğunu gösterir. Deprem büyüklüğünü seçemeyiz; ama binamızın bu listedeki kusurları taşıyıp taşımadığını öğrenmek ve gidermek bizim elimizdedir.

İlk adım teşhistir: karot testi ve donatı taramasıyla malzeme durumu belirlenir, deprem performans analiziyle yapının hangi kusurları taşıdığı hesapla ortaya konur. İkinci adım, analiz sonucuna göre kurgulanan bütüncül bir bina güçlendirme projesidir. Kahramanmaraş depremlerinin İstanbul için taşıdığı derslere ise ayrı bir yazıda odaklanıyoruz.