Ders: Uygulamalı Jeomorfoloji

Konu: Depreme Dayanıklı Binalar

Hazırlayan: Ali KÜLAH – 110204048 – 1. Öğretim

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Beyhan Öztürk

1

SUNUM İÇERİĞİ

• Deprem Nedir ve Nasıl Oluşur? / Depremin Oluşumu / Dünyanın Katmanları /

Levha Hareketleri / Levha Hareketleri / Fay Çeşitleri (Animasyon)

• A) Dünyanın Katmanları (Tabakaları) ve İç Yapısı

• B) Yerkürenin İç Yapısını Oluşturan Katmanlar

• C) Dünyanın Levha Sınırları ve Fay Hatları Haritası

• D) Anadolu Levhasının Konumu ve Hareket Doğrultuları

• E) Temel Deprem Parametreleri

• F) Deprem Dalgaları

• G) Fay Çeşitleri

• H)Türkiye Ana Diri Fay Haritası

• I) Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası

• 1) Yapıların Deprem Davranışını Etkileyen Faktörler

• 2) Yapı Türleri ve Özellikleri

• 3) Yapı Türlerinin Sahip Olduğu Taşıyıcı Sistemler

• 4) Bina Temelleri

• 5) Yapıya Etki Eden Yükler ve Yük Aktarma Sistemi

• KAYNAKLAR

2

A) Dünyanın Katmanları (Tabakaları) ve İç Yapısı

B) Yerkürenin İç Yapısını Oluşturan Katmanlar (AFAD)

C) Dünyanın Levha Sınırları ve Fay Hatları Haritası

Levhaların birbirlerine göre hareketi sonucunda birbirlerine dokundukları noktalarda oluşan

kırık bölgelere “FAY” adı verilir.

5

D) Anadolu Levhasının Konumu ve Hareket Doğrultuları (AFAD)

6

E) Temel Deprem Parametreleri (AFAD)

Yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan

titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini sarsma

olayına “DEPREM” denir” (Konak, 2002). Deprem diğer doğal afetlere göre, ne

zaman ve kaç şiddetinde olacağı tam olarak kestirilemeyen jeolojik kökenli bir doğa

olayıdır.

7

F) Deprem Dalgaları (AFAD)

8

Doğrultu (Yanal) Atımlı fay

Normal Fay

Ters Fay

G) Fay Çeşitleri (AFAD)

Levhaların birbirlerine göre hareketi sonucunda birbirlerine dokundukları noktalarda

oluşan kırık bölgelere “FAY” adı verilir.

9

H) Türkiye Ana Diri Fay Haritası (AFAD)

10

I) Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası (AFAD)

11

1) Yapıların Deprem Davranışını Etkileyen Faktörler

12

Yanlış yer seçimi doğal afetlerde hasara, yıkıma neden olur. Eski dere ve

sel yataklarına, heyelan bölgelerine ve kaya düşmesi olasılığı olan yerlere inşaat

yapılmaz. Suya doygun kumlu zeminler üzerinde yapılan yapılar, deprem sırasında

"sıvılaşma" denilen olay nedeni ile zeminin dayanımını kaybetmesi üzerine; büyük

oturmalara maruz kalabilir, hatta devrilebilir.

1999 Kocaeli Depremi (Marmara Depremi) sıvılaşma

nedeniyle devrilen bina (Adapazarı)

1.1)Yer Seçimi

13

Deprem dalgaları, yeryüzündeki bir yapıya gelene kadar içinden geçtikleri

zemin katmanlarında farklı davranırlar gösterirler. Deprem dalgaları içinden geçtikleri

zemin tabakası yumuşak ise daha uzun dalgalar halinde sert bir zeminde ilerliyor ise

daha kısa dalgalar halinde yayılırlar.

Deprem Dalgalarının Farklı Zeminlerde Farklı Davranışı (AFAD)

Gnays

Killi-Kumlu

Zemin

1.2) Zeminin Durumu

14

S. Erinç’ e göre 4 farklı Zemin tipi vardır. Bunlar:

1) Sağlam zeminler

a) Granitler,

b) Çözülmemiş yoğun başkalaşım kayaçları,

c) Çözülmemiş volkanik kayaçlar,

d) Yoğun birinci ve ikinci zaman kalker, konglemeraları

dır.

Granit Kalker

15

2) Orta derecede sağlam zeminler

a) Ayrışmamış yeşil kayaçlar (serpantin),

b) Yoğun kayaçlar,

c) Ara tabakalı Neojen kalker ve kumtaşları

dır.

Serpantin Kumtaşı

16

3) Zayıf Zeminler

Kum, Kil ve Marn gibi gevşek yapılı Neojen depolarıdır.

Marn taşıKil taşı

17

4) Çok zayıf zemin

Deprem şiddetinin en fazla arttıran oluşumlardan meydana gelir.

a) Su ile doygun ve gevşek olan alüvyonlar,

b) Bataklık alanlar,

c) Su ile doygun Neojen Kil ve Marnları,

d) Çözülme ürünleri,

e) Dolgu alanları ve toprakları

dır.

Alüvyon

18

1.3) Yapı Geometrisi

Deprem etkisi altında yapının davranışını etkileyen önemli bir nokta ise

yapının plandaki ve düşeydeki geometrisidir.

Planda kare, kareye yakın dikdörtgen ya da daire kesitli binaların deprem

sırasında daha iyi davranış görülmüştür.

Plan geometrileri “L”, “H” ya da “T” şeklinde olan binaların deprem

sırasında köşe bölgelerinde meydana gelebilecek aşırı kuvvetler nedeni ile hasar

görme olasılıkları yüksektir.

Düzgün ve Sakıncalı geometriye sahip binalar (AFAD)

19

‘L’ şeklinde geometriye sahip binada meydana gelen hasar

(1906 San Francisco) (AFAD)

20

1.4) Yumuşak Kat

Yumuşak kat, yapı taşıyıcı sistemini oluşturan çerçeveler içinde bulunan dolgu

duvarların kesintiye uğraması durumunda oluşur.

Örneğin ülkemizde de çok sık karşılaşılan, konut amaçlı binanın alt katlarının

işyeri, diğer katların ise konut olarak kullanılması böyle bir sorunu doğurmaktadır.

Dolgu duvar süreksizliği

durumunda yapının deprem

davranışı (AFAD)

Yumuşak kat oluşumu

sonucu meydana

gelen hasar

(1999 Kocaeli/İzmit)

(AFAD)

Sıkça uygulanan; giriş

katında dolgu duvarı

bulunmayan konut

(AFAD)

21

1.5) Bitişik Bina Durumu

Yapıların deprem davranışını sadece kendi özellikleri değil,

yakınlarındaki binalar da belirler. Her bina deprem sırasında salınım yapacaktır.

Bitişik binaların kat seviyelerinin aynı ya da farklı olması durumu

ortaya çıkmaktadır.

Kat seviyelerinin farklı olması halinde bir binanın döşemesi

diğer bir binanın kolonunun ortasına karşılık geldiği için, binanın hasar alma olasılığı

yüksektir.

Diğer yandan, kat seviyeleri aynı olsa da farklı yükseklikteki

binaların bitişik inşa edilmiş olması halinde farklı salınım şekillerinden ötürü hasar görme

olasılığı vardır.

Kat seviyeleri aynı

olan bitişik binalar

(AFAD)

Kat seviyeleri farklı

olan bitişik binalar

(AFAD)

Bitişik binaların

etkileşimi sonucu

oluşan hasar (AFAD)22

1.6) Kısa Kolon Oluşumu

Taşıyıcı sistemin oluşturulması sonucunda kolonların boylarının deprem

davranışı sırasında daha kısa olmasına “kısa kolon oluşumu ” denir.

Kısa kolon oluşumu yapılarda genellikle merdiven sahanlıklarında ve

dolgu duvarlara bırakılan “bant pencere” boşlukları sonucunda meydana gelmektedir.

Kısa kolon oluşumunun

şematik gösterimi

(AFAD)

Kısa kolon oluşumu

örnekleri (AFAD) Kısa kolon hasarı

(AFAD)

23

2) Yapı Türleri ve Özellikleri

24

Malzemelerine Göre Yapılar

a) Betonarme Yapı

25

b) Çelik Yapı

26

c) Ahşap Yapı

27

d) Taş Yapı

28

e) Kerpiç Yapı

29

3) Yapı Türlerinin Sahip Olduğu Taşıyıcı Sistemler

30

3.1) Betonarme Taşıyıcı Sistemler

Betonarme yapılarda taşıyıcı sistemi “kolon”, “perde”, “kiriş” ve “temel” olarak

adlandırılan yapı elemanları oluşturur.

Kolon, perde düşey; kirişler ve temel yatay elemanlardır.

Betonarme binalarda odaları birbirinden ve yapıyı dışarıdan ayıran duvarlar,

taşıyıcı sistem elemanı değildir; yük taşıyamaz.

Bu nedenle, betonarme binaların duvarlarına; dolgu duvarı adı verilir

KolonKiriş

Dolgu duvarı

31

3.1.1) Çerçeveli Sistem

Kolon ve Kirişlerin kat seviyelerindeki düğüm noktalarında birleştirilmesi ile

oluşturulan; az katlı binaların yapımında kullanılan sistemlerdir.

Çerçeveli Sistemler Çerçeveli Sistemler (AFAD)

32

3.1.2) Perdeli-Çerçeveli Sistem

Çerçeveli sistemlerin perdelerle kullanılmasıyla; çok katlı binaların yapımında

kullanılan sistemlerdir.

Şekil 12: Perdeli-Çerçeveli Sistemler Resim 9: Perdeli-Çerçeveli Sistemler

(AFAD)

33

3.2) Yığma Taşıyıcı Sistemler

Yığma yapılarda “dolgu duvar”lar taşıyıcı eleman olarak kabul edilir.

Dolgu duvar malzemesi olarak; taş, tuğla, beton briket, gazbeton vb. bloklar

kullanılabilir.

Dolgu duvarlar; dolgu duvar malzemesi olarak bilinen elemanların, çimento

harcı veya çimento takviyeli kireç harcı kullanılarak örülmesi ile elde edilir.

Resim 10: Andezit (Assos) Tuğla Beton Briket

Gazbeton 34

Taşıyıcı duvarlar dışında, yığma binaların diğer taşıyıcı sistem elemanları;

hatılardır.

Kat hizalarında betonarme döşemelerle birlikte dökülen hatıllara, yatay hatıl;

bina köşelerinde, kapı ve pencere boşluklarının kenarlarında ve uzunluğu fazla olan

duvarlarda belirli aralıklarla yapılaması uygun olan hatılllara ise düşey hatıl denir.

Yatay ve düşey hatıllar (AFAD)

Yatay hatılDüşey hatıl

35

3.2.1) Yığma Duvarlı Taşıyıcı Sistem

Taşıyıcı elemanları sadece yığma duvarlardan oluşan az katlı yapıların

yapımında kullanılan taşıyıcı sistemdir.

Yığma Duvarlı Taşıyıcı Sistem

Yığma duvar

36

3.3) Karma Taşıyıcı Sistem

Taşıyıcı eleman olarak yığma duvarlarla birlikte ahşap elemanların beraber

kullanıldığı az katlı yapılarda uygulanan sistemdir.

Karma Taşıyıcı Sistem Dedeoğlu Konağı (Kahramanmaraş)

37

4) Bina Temelleri

Temel, Bina üstyapısını etkileyen düşey yükleri ve deprem yüklerini

zemine aktaran altyapı elemanlarıdır.

Binanın bir kısmının sağlam zemin, diğer kısmının zayıf dolgu zemin

üzerinde inşa edilmesi halinde; binada farklı oturmadan kaynaklanan çatlaklar

oluşur.

38

4.1) Betonarme Bina Temelleri

.

a) Tekil temel, binanın az katlı ve binadan gelen yüklerin az olması durumunda,

çok zayıf olmayan zeminlerde inşa edilir.

b) Sürekli temel, bina yüklerinin artması, zemin koşullarının ise biraz daha zayıf olması

durumunda kullanılır.

c) Radye temel, zeminin daha elverişsiz ve/veya yüklerin çok büyük olduğu durumlarda

binanın tümünün altına yapılan bir temel türüdür.

d) Kazıklı temel (Jet Grout), radye temel sisteminin de yeterli olmadığı durumlarda

radye temel altına, yapı yüklerinin daha derinlerde bulunan sağlam zemine aktarılması

için oluşturulan temel türüdür..

Betonarme Bina Temelleri

(Tekil temeller ve bağ kirişleri)

Bağ

kirişleri

Radye temel örneği

(AFAD) 39

Jet Grouting Yöntemi Uygulama Aşaması

40

Standart Yöntemle Oluşturulmuş Kolonlar

41

Kolin Hotel (Çanakkale)

42

4.2) Yığma Bina Temelleri

Yığma bina temelleri, planda birbirine dik doğrultulardaki bütün taşıyıcı duvarların altında

sürekli inşa edilirler ve genellikle ‘duvaraltı temeli’ veya ‘şerit temel’ olarak adlandırılırlar.

Yığma bina temeli (Duvaraltı

temelleri)

43

5) Yapıya Etki Eden Yükler ve Yük Aktarma Sistemi

44

5.1.1) Etki Doğrultularına göre Yük Çeşitleri

a) Düşey (Yerçekimi) ve Yatay yükler (Rüzgar)

Düşey yükler (Yerçekimi) Yatay yükler (Rüzgar)

45

5.1.2) Etki Türlerine göre Yük Çeşitleri

a) Zati yükler

Yerçekimi doğrultusunda etki eden bu yükler, yapının türüne bağlı olarak

değişen ve yapının kendisini oluşturan elemanların (kolon, kiriş, perde, döşeme, dolgu

duvar, vb.) ağırlıklarından oluşur.

b) Hareketli yükler

Kullanım amacına göre yapının içinde belirli bir süre boyunca bulunan, değişik

zamanlarda konumu ve miktarı değişen yüklerdir.

İnsanların günün belirli saatlerinde yapının belirli bir bölümünde bulunmaları ve

insan sayısının sürekli olarak değişmesi buna örnek gösterilebilir.

c) Dış yükler

Yapının bulunduğu bölgenin özelliğine bağlı olarak sıklığı ve miktarı değişen

yüklerdir.

Yapıya yatay olarak etki eden deprem ve rüzgâr yükleri bunlara örnektir.

46

5.2) Yük Aktarma Sistemi

Yüklerin güvenli taşınması ve zemine aktarılması için taşıyıcı elemanlar

kullanılarak oluşturulan sisteme “yük aktarma sistemi” denir.

Sürekli yük aktarma sistemi Süreksiz yük aktarma

sistemi

47

KAYNAKLAR

• Küsin, C. C., "Jet Grout Yöntemi ile İyileştirilen Zeminlerin Sonlu Elemanlar

Yöntemiyle Sayısal Analizi", Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen

Bilimleri Enstitüsü, Çukurova, 2009.

• Depreme Karşı Yapısal Risklerin Azaltılması ve Yapısal Güçlendirme.pdf

• Depreme Dayanıklı Bina İçin Yapı Ustalarına Temel Bilgiler.pdf

• Hünük, T. N., "Betonarme Yapılarda Deprem Dayanıklılığını Sağlayan Mimari

Tasarım Ölçütlerinin Belirlenmesi", Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel

Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2006.

• Öztürk, B., Uygulamalı Jeomorfoloji Ders Notları, Çanakkale Onsekiz Mart

Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Çanakkale, 2013.

48