105

SONUÇ ve ÖNERİLER :

Depreme dayanıklı yapı tasarımının en önemli hususlardan ilki yönetmelikler doğrultusunda

süneklik düzeyi yüksek, basit ve taşıyıcı sistemi simetrik bir yapı oluşturmaktır. Yaşanılan

depremler sonrasında yapılan hasar tespit çalışmalarında, perdeli taşıyıcı sistemli binalarda

hasarın can güvenliği düzeylerinde kaldığı ve istenilen performans düzeylerini sağladığı

gözlemlenmiştir. Orta ölçek binalarda perde kullanmak, depremdeki güvenliği istenilen

düzeye çekmekte ve çökmeyi önlemekte çok önemli rol oynamaktadır. Klasik kiriş ve döşeme

sistemlerinin kirişsiz ve asmolen dolgulu dişli döşemelere göre çok daha iyi davranış

sergiledikleri gözlenmiştir. Depreme dayanıklı taşıyıcı sistemlerde, her iki yönde bina boyunu

katedecek, yeter miktarda düzgün çerçeve sistemleri ile tasarlanan yapıların, hedef

depremlerde istenilen performansı sağlaması açısından oldukça önem arz etmektedir.

Son söz olarak,

Taşıyıcı sistem tasarımındaki başarı, mimari tasarımın eskiz çalışmasından itibaren mimar-

mühendis ortak ekip çalışmalarına doğrudan bağlıdır. Taşıyıcı sistemin tasarlanmasında

tecrübeye bağlı olarak taşıyıcı sistem ön tasarım eskiz çalışmaları, projenin sonraki analiz

aşamalarındaki kararlı ve güvenli bir yapı oluşmasının en önemli etabını oluşturacaktır.

Sonraki etaplar öngörülen taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlarının tahkik edilmesi,

donatılması ve uygulamaya aktarılacak çalışmaların yapılması olmalıdır.

KAYNAKLAR :

o Sucuoğlu, Haluk. Binalar için Deprem Mühendisliği Temel İlkeleri. (Depreme Dayanıklı Yapı Tasarım Esasları). Ankara-2008

o M.Tolga Akbulut, Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı Eğitimi Yaklaşımı, Deprem Sempozyumu, Kocaeli, 23-25 Mart 2005

o Atımtay, Ergin. Depremde Çökmeyen Bina Nedir? Nasıl Projelendirilir? Ankara-2009

o Özgen, Aydan ve Sev, Ayşin. Çok Katlı Yüksek Yapılarda Taşıyıcı Sistemler. İstanbul-2000

o Karadoğan, Faruk - Pala, Sumru - Yüksel, Ercan ve Durgun, Yavuz. Yapısal Çözümleme. İstanbul-2011

o Doğangün, Adem. Betonarme Yapıların Hesap ve Tasarımı. İstanbul-2011

o Bayülke, Nejat. Depreme Dayanıklı Betonarme ve Yığma Yapı Tasarımı. İzmir-2001

o Özmen, Günay. Depreme Dayanıklı Çok Katlı Yapılarda Tasarım ve Üretim Esasları

o Cumhur, Alper. Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı Ders Notları. Çorum-2015

TÜRKİYE’DE YÜKSEK BİNA DEPREM TASARIMI

VE

İZMİR’DEKİ UYGULAMA SÜRECİNE GENEL BAKIŞ

Dr. Cüneyt TÜZÜN

106 107

TÜRKİYE’DE YÜKSEK BİNA DEPREM TASARIMI ve

İZMİR’DEKİ UYGULAMA SÜRECİNE GENEL BAKIŞ

Dr. Cüneyt TÜZÜN1

1Gebze Teknik Üniversitesi, Yapı ve Deprem Mühendisliği Bölümü

1. ÖZET

Ülkemizde özellikle son 10 yıl içinde uygulama alanı bulan yüksek yapı tasarımı yapı ve deprem mühendisliği alanındaki en zorlu uygulamalardan biridir. Özellikle yüksek deprem tehlikesi altında bölgelerde yapılacak yüksek yapıların deprem tasarımı klasik yapı tasarımından oldukça farklı yaklaşımlar ve uygulama detayları gerektirmektedir. Dünyada benzer bölgelerden biri olan ABD, Kaliforniya eyaleti bu bölgedeki uygulamalar için özel analiz ve tasarım kriterleri içeren kılavuz dokümanlar yayınlamışlardır.Gerek taşıyıcı sistemi gerekse deprem etkisi altındaki davranışı oldukça farklı ve karmaşık olan bu yapıların gerek deprem analizi gerekse tasarımı aşamasında yapı ve deprem mühendisliği alanında en son gelişmeleri uygulamanın yanında mühendislik olarak da belirli bir birikim ve deneyim gerektirmektedir.Ülkemizde ise özellikle bu tür yapıların tasarımı için resmi olarak herhangi bir yönetmelik bulunmaması oldukça ilginç bir durumdur. 2008 yılı ile birlikte İstanbul’da başlayan ve İzmir’de de devam eden “yüksek yapıların deprem tasarımı için özel kurallar”ın belirtildiği özel yönetmeliklerin çıkarılması girişimleri olmuştur. İstanbul’daki girişim hiçbir şekilde hayata geçemez iken İzmir’deki girişim ile belirli ölçüde uygulanmaya çalışılmış ancak fazla uygulama alanı bulamamıştır. 2013 yılında başlayan Türk Deprem Yönetmeliği güncelleme çalışması kapsamında “Yüksek Binaların Deprem Tasarım Kuralları” başlığında özeli bir bölüm eklenmiş ve 2016 yılında taslak olarak yayınlanmış olsa da söz konusu yönetmelik yürürlüğe girmediği için tasarımlar kapsamı belirli bir yükseklikte ve özellikte olan binaları içeren DBYBHY 2007 dokümanı ile yapılmaya devam etmektedir.Durum böyle iken ülkemizdeki yüksek yapı tasarımı diğer bina tasarımı ve uygulama süreçlerinde olduğundan daha kötü bir şekilde başı boş bir şekilde uygulamaya devam etmektedir. Gerek söz konusu binaların yatırımlarındaki yüksek maliyet gerekse olası depremlerde meydana gelebilecek mal ve can kayıpları düşünüldüğünde durumum ciddiyeti daha açık şekilde anlaşılacaktır. Bu çalışmada yazarın dahil olduğu yüksek yapı tasarım ve uygulama süreçleri değerlendirilerek bu süreçler hakkında genel bir bakış oluşturulmaya çalışılmış, karşılaşılan olumsuz durumlar ve çözüm önerileri sıralanmıştır.

2. Dünya ve Türkiye’deki Yüksek Yapı Deprem Tasarımı Dokümanları

Dünyadaki modern deprem yönetmeliklerindeki kapsamında yüksek yapı tasarımı özel bir konu olarak ele alınmaktadır. Bu nedenle bu tarz binaların tasarımı genel yönetmelikler yerine, özel olarak kaleme alınan dokümanlar olarak ortaya çıkmaktadır.Uluslararası alanda bu konuda etkin çalışmalar yapan 1969 yılında kurulan “The Council on Tall Buildings and Urban Habitat” yüksek yapıların gerek tasarımı gerekse çevreye çeşitli yönlerde verdikleri etkileri araştıran ve kriterler koyan bir kurumdur. Bünyesindeki çeşitli

107

TÜRKİYE’DE YÜKSEK BİNA DEPREM TASARIMI ve

İZMİR’DEKİ UYGULAMA SÜRECİNE GENEL BAKIŞ

Dr. Cüneyt TÜZÜN1

1Gebze Teknik Üniversitesi, Yapı ve Deprem Mühendisliği Bölümü

1. ÖZET

Ülkemizde özellikle son 10 yıl içinde uygulama alanı bulan yüksek yapı tasarımı yapı ve deprem mühendisliği alanındaki en zorlu uygulamalardan biridir. Özellikle yüksek deprem tehlikesi altında bölgelerde yapılacak yüksek yapıların deprem tasarımı klasik yapı tasarımından oldukça farklı yaklaşımlar ve uygulama detayları gerektirmektedir. Dünyada benzer bölgelerden biri olan ABD, Kaliforniya eyaleti bu bölgedeki uygulamalar için özel analiz ve tasarım kriterleri içeren kılavuz dokümanlar yayınlamışlardır.Gerek taşıyıcı sistemi gerekse deprem etkisi altındaki davranışı oldukça farklı ve karmaşık olan bu yapıların gerek deprem analizi gerekse tasarımı aşamasında yapı ve deprem mühendisliği alanında en son gelişmeleri uygulamanın yanında mühendislik olarak da belirli bir birikim ve deneyim gerektirmektedir.Ülkemizde ise özellikle bu tür yapıların tasarımı için resmi olarak herhangi bir yönetmelik bulunmaması oldukça ilginç bir durumdur. 2008 yılı ile birlikte İstanbul’da başlayan ve İzmir’de de devam eden “yüksek yapıların deprem tasarımı için özel kurallar”ın belirtildiği özel yönetmeliklerin çıkarılması girişimleri olmuştur. İstanbul’daki girişim hiçbir şekilde hayata geçemez iken İzmir’deki girişim ile belirli ölçüde uygulanmaya çalışılmış ancak fazla uygulama alanı bulamamıştır. 2013 yılında başlayan Türk Deprem Yönetmeliği güncelleme çalışması kapsamında “Yüksek Binaların Deprem Tasarım Kuralları” başlığında özeli bir bölüm eklenmiş ve 2016 yılında taslak olarak yayınlanmış olsa da söz konusu yönetmelik yürürlüğe girmediği için tasarımlar kapsamı belirli bir yükseklikte ve özellikte olan binaları içeren DBYBHY 2007 dokümanı ile yapılmaya devam etmektedir.Durum böyle iken ülkemizdeki yüksek yapı tasarımı diğer bina tasarımı ve uygulama süreçlerinde olduğundan daha kötü bir şekilde başı boş bir şekilde uygulamaya devam etmektedir. Gerek söz konusu binaların yatırımlarındaki yüksek maliyet gerekse olası depremlerde meydana gelebilecek mal ve can kayıpları düşünüldüğünde durumum ciddiyeti daha açık şekilde anlaşılacaktır. Bu çalışmada yazarın dahil olduğu yüksek yapı tasarım ve uygulama süreçleri değerlendirilerek bu süreçler hakkında genel bir bakış oluşturulmaya çalışılmış, karşılaşılan olumsuz durumlar ve çözüm önerileri sıralanmıştır.

2. Dünya ve Türkiye’deki Yüksek Yapı Deprem Tasarımı Dokümanları

Dünyadaki modern deprem yönetmeliklerindeki kapsamında yüksek yapı tasarımı özel bir konu olarak ele alınmaktadır. Bu nedenle bu tarz binaların tasarımı genel yönetmelikler yerine, özel olarak kaleme alınan dokümanlar olarak ortaya çıkmaktadır.Uluslararası alanda bu konuda etkin çalışmalar yapan 1969 yılında kurulan “The Council on Tall Buildings and Urban Habitat” yüksek yapıların gerek tasarımı gerekse çevreye çeşitli yönlerde verdikleri etkileri araştıran ve kriterler koyan bir kurumdur. Bünyesindeki çeşitli

çalışma gruplarının geliştirdiği yöntemler ve kılavuzlar ile dünyada bu konudaki lider kuruluşlardan biridir.Diğer yandan, özellikler deprem tehlikesinin çok yüksek olduğu bölgelerden biri olan ABD Kaliforniya eyaletinde kurulan “Los Angeles Tall Building Structural Design Council”tarafından Los Angeles bölgesi için özel olarak çıkarılan "An Alternative Procedure For Seismic Analysis And Design Of Tall Buildings Located In The Los Angeles Region"dökümanı mevcuttur. Benzer şekilde yine Kaliforniya eyaletindeki “Pacific Earthquake Engineering Research Center” bünyesinden “Tall Building Initiative” tarafından yayınlanan “Guidelines for Performance-Based Seismic Design of Tall Buildings” dökümanı yüksek yapıların deprem tasarımı için gerekli teknik bilgiyi içermektedir.Ülkemizde ise bu konudaki ilk doküman Kandilli Rasathanesi Deprem Araştırma Enstitüsü Deprem Mühendisliği Bölümü tarafından İstanbul Büyükşehir Belediyesi için hazırlanan “İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliği” dokümanı olup, 2008 yılında belediye yetkililerine sunulmuştur. Ancak söz konusu doküman İstanbul’da resmi olarak uygulamaya geçememiştir. Daha sonra İzmir’deki belirli bir bölgenin yüksek yapı uygulamasına açılması nedeniyle bu bölgede yapılacak binaların deprem tasarımı için “Yeni İzmir Kent Merkezinde (Bayraklı, Salhane, Turan Bölgesi, Alsancak Liman Arkası Kesimi ve Salhane Bölgesi) Yapılacak Yüksek Binalar için Zemin Geoteknik ve Yapı / Deprem Mühendisliği Proje ve Raporlarında Uygulanması Gereken Teknik Önerlemeler” dokümanı İzmir’deki konu ile ilgili resmi kurumların birlikte çalışması sonucu yürürlüğe girmiştir. Belirli bir süre uygulanan söz konusu “teknik önermeler” dokümanı çeşitli nedenlerden dolayı uygulamadan kaldırılmıştır. Son olarak ülkemizde Türk Deprem Yönetmeliği’nin yenilenme aşamasında yüksek yapıların deprem tasarımı için gerekli kuralları içeren yeni bir bölüm eklenmiştir. Bu bölüm yüksek yapıların tasarımı için dünya deprem mühendisliği alanında dünyadaki en son gelişmeleri ve yaklaşımları içermektedir ve 2016 Haziran’da taslak olarak Türk mühendislik camiasının görüşüne sunulmuştur ve 2018 yılı ilk çeyreğinde resmi olarak yürürlüğe girmesi planlanmaktadır.

3. Yüksek Yapı Deprem Tasarım Felsefesi

Uluslararası ve ülkemizdeki deprem yönetmeliklerinde belirtilen klasik yapılar için tanımlanan deprem performansı tasarım depremi etkisi altında “can güvenliği” olarak belirlenmiştir. Diğer bir değiş ile yapılarda tasarım depremi sonrası belirli bir düzeyde yapısal hasara “bilerek” izin verilir.

Bu tasarım yaklaşımının yüksek yapılar için geçerli olması rasyonel ve kabul edilebilir bir durum değildir. Zira yüksek yapılarda bu derece yapısal hasarın meydana gelmesi gerek ekonomik gerekse güçlendirme seçeneği olarak uygulanması kabul edilebilecek boyutta olmayacaktır.

Dünyadaki modern deprem yönetmeliklerine paralel olarak ülkemizde de yüksek yapı tasarımı farklı deprem düşeylerinde farklı hedef performanslara göre yapılmaktadır. Söz konusu yapıların deprem analizi “dayanıma göre tasarım” yanında “şekil-değiştirmeye göre tasarım” yaklaşımı ile yapılmaktadır. Aşağıdaki Tablo 1’de Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Bölüm 15’deki tasarım felsefesine paralellik içeren İstanbul Yüksek Bina Deprem Yönetmeliği’nde verilen tasarım aşamaları belirtilmiştir.

108 109

Tablo 1. Yüksek bina tasarım aşamaları

Yukarda belirtilen performans hedefleri ve tasarım kriterleri yüksek bina taşıyıcı elemanları için belirtilmiştir. Gelişen teknoloji ve artan yatırım maliyetleri düşünüldüğünde yüksek yapılarda yapısal elemanlar yanında yapısal olmayan elemanların da deprem davranışı önem kazanmaktadır. Bu nedenle performansa dayalı tasarım yaklaşımın en güncel versiyonunda yapısal olmayan elamanların davranışı için de kriterler belirtilmiştir. Yeni tanımlananperformans kriterleri binanın “deprem öncesi durumuna yeniden getirme süresi” ve “ekonomik kayıp” cinsinden tanımlanmıştır.

4. Yüksek Yapı Deprem Tasarım Aşamaları

Yüksek deprem tehlikesi bölgesinde yapılacak yüksek yapıların tasarımında temel olarak dörtaşamadan oluşmaktadır. Bunlar

109

Tablo 1. Yüksek bina tasarım aşamaları

Yukarda belirtilen performans hedefleri ve tasarım kriterleri yüksek bina taşıyıcı elemanları için belirtilmiştir. Gelişen teknoloji ve artan yatırım maliyetleri düşünüldüğünde yüksek yapılarda yapısal elemanlar yanında yapısal olmayan elemanların da deprem davranışı önem kazanmaktadır. Bu nedenle performansa dayalı tasarım yaklaşımın en güncel versiyonunda yapısal olmayan elamanların davranışı için de kriterler belirtilmiştir. Yeni tanımlananperformans kriterleri binanın “deprem öncesi durumuna yeniden getirme süresi” ve “ekonomik kayıp” cinsinden tanımlanmıştır.

4. Yüksek Yapı Deprem Tasarım Aşamaları

Yüksek deprem tehlikesi bölgesinde yapılacak yüksek yapıların tasarımında temel olarak dörtaşamadan oluşmaktadır. Bunlar

i. Sahaya özel deprem tehlikesinin belirlenmesiii. Sahaya özel zemin parametrelerinin belirlenmesi ve temel tasarımıiii. Üstyapı deprem analizi ve tasarımıiv. Bağımsız kontrol heyeti çalışması

4.1. Sahaya Özel Deprem Tehlikesi Analizi

Yüksek yapıların tasarımında dikkate alınacak olan deprem tehlikesi, “klasik deprem yönetmeliği” içinde “tasarım deprem düzeyi” olarak tanımlanan 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem düzeyine ek olarak “en büyük deprem düzeyi” olan 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan deprem düzeyidir. Yerel zemin koşullarını dikkate alarak yapılacak olan deprem tehlikesi analizleri sonucunda her bir deprem düzeyi için kısa periyot (Ss) ve 1 s (S1) spektralivme değerleri hesaplanır. Bu değerler kullanılarak herbir deprem düzeyi için elastik ivme spektrumu elde edilir. Ayrıca her bir deprem düzeyi için yapısal analiz aşamasında kullanılmak üzere 7 çift yer hareketi üretilir.

Bu aşamada dikkate edilmesi gereken nokta deprem tehlikesi analizi aşamasında en güncel deprem kaynak modeli, en güvenilir zemin özellikleri ve en uygun yer hareketi tahmin denklemleri kullanılmasına dikkat edilmelidir.

4.2. Sahaya Özel Zemin Parametrelerinin Belirlenmesi ve Temel Tasarımı

Gerek deprem parametrelerinin belirlenmesi gerekse temel tasarımında zemin parametrelerinin doğru ve güvenilir şekilde belirlenmesi oldukça önem taşımaktadır. Bu çalışmanın ilk aşaması yeterli sayıda ve doğru şekilde zemin deneylerinin yapılmasıdır.

Zemin deneylerinin deneyimli bir geoteknik mühendisinin değerlendirmesi sonucunda analizlerde kullanılacak zemin parametreleri belirlenmeli ve gerekli olması durumunda zenin iyileştirme kararı verilmelidir.

İzmir gibi oldukça kötü zemin koşullarının söz konusu olduğu durumlarda, yer hareketinin kötü zemin katmanlarında ilerlemesi aşamasında meydana gelen değişimin de dikkate alınması gereklidir. Bu durumda yapı-zemin etkileşimi analizi yapılarak yer hareketinin ana kayadan temel altı seviyesine gelene kadar göstereceği değişimin hesaplanması gereklidir. Söz konusu analiz oldukça karmaşık ve uzman geoteknik mühendisi bilgisi gerektirmektedir.

Bu kapsamında yapılması gerekli zemin çalışmaları ve dikkat edilmesi gereken noktalar aşağıda sıralanmıştır

- Genel uygulama sadece sondaj üzerinde yoğunlaşmaktadır- Konu ile ilgili disiplinlerin katkıları ile projeye özel zemin araştırma programı esas

olmalıdır- Özellikle derin alüvyonların olduğu kısımlarda sadece jeolojik araştırma değil, ileri

jeofizik yöntemler esas alınmalıdır- İşveren gerekli zemin araştırması için bütçe ve zamanı yaratmalıdır, aksi davranışın

daha gayri ekonomik olduğu ve aslında önemli zaman kaybına neden olduğu unutulmamalıdır

- Zemin araştırma bütçesi genel olarak kendi içinde karşılaştırılan bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır, ancak unutulmaması gereken nokta, esas gerekli kapsamın

110 111

oluşturulması, tecrübeli ve ehil firmaların kendi içinde değerlendirilmesi, ve bütçe farklarının da genel proje bütçesi içindeki yerinin çok küçük olduğudur

- Proje gereksinimlerine göre arazi deneyleri ve zemin araştırma kapsamı belli olmalıdır, bu bağlamda SPT-UD-Pesiyometre-İleri Jeofizik Yöntemler (SPAC-Downhole-Cross Hole vb.)-CPT gibi çözümleme alternatifleri beraber dikkate alınmalıdır.

• Yapı zemin etkileşimi - Bir çok esasın yanında tecrübeli bir deprem mühendisi ile çalışılarak ve doğru

dinamik zemin parametreleri ile yer hareketleri belirlenmelidir, bu hususun oldukça genel ve kaba yaklaşımlar ile ele alındığı görülmektedir.

- Özellikle ana kaya dinamik zemin parametrelerinin belirlenmesi için uygun laboratuvar testleri de dikkate alınmalıdır

- Yapı zemin etkileşim analizlerinin zaman alıcı analizler olduğu unutulmamalıdır- Uygun yazılımların kullanılmasına dikkate edilmelidir

• Kazık yükleme deneyleri- Klasik deneyler yapılmalıdır- Ancak ilave olarak enstrümante edilmiş ve yük transfer mekanizmasının belirlendiği

testler yapılmalıdır.- Bu test sonuçları kullanılarak son optimizasyon yapılmalıdır

• Zemin ıslahı- Zemin ıslah mevcut zemine uygun yöntemlerle yapılmalıdır- Yapılan ıslahın iş sırasında ve sonunda gerekli kontrol ve kalite kontrol yöntemleri ile

hedefine ulaştığı teyit edilmelidir ve teyit edilebilecek bir yöntem seçilmelidir.

• Derin kazı esasları- Oldukça önemli ve son derece kapsamlı bir başlık olup projenin başında gerekli

yöntem ve sistem seçilmelidir

• Zemin modelleme esasları- Yapı zemin etkileşimi, temel tasarımı ve bir çok konuda kritik bir husustur ve

yukarıda bahsedilen esaslar aynen geçerlidir, amaca yönelik testler ve zemin araştırması ile modelleme yapılmalıdır

4.3. Üstyapı Analizi ve Tasarımı

Yüksek yapıların taşıyıcı sistemlerinin deprem analizi birkaç aşamada gerçekleştirilen bir süreçtir. Öncelikle yapı mühendisinin tecrübeleri ile öngördüğü taşıyıcı sistemin doğrusal analize dayalı, dayanım esaslı bir yaklaşım ile “ön tasarımı” yapılarak taşıyıcı sisteme ait elemanların ön boyutları ve dayanımları belirlenir. Analizin ikinci aşamasında ise malzeme ve geometrik olarak doğrusal olmayan bir analiz yöntemi ile ön tasarımda belirlenen kesit boyutları ve dayanımları gerçellenir ve gerekli olması durumunda eleman boyut ve dayanımları güncellenir.

Yüksek yapıların taşıyıcı sistem ve geometrilerinden dolayı deprem etkisindeki dinamik davranışları diğer binalar göre göre oldukça farklılık göstermektedir. Bu nedenle de klasik yönetmeliklerde belirtilen deprem tasarımı yöntemleri ve parametrelerinin kullanılması

111

oluşturulması, tecrübeli ve ehil firmaların kendi içinde değerlendirilmesi, ve bütçe farklarının da genel proje bütçesi içindeki yerinin çok küçük olduğudur

- Proje gereksinimlerine göre arazi deneyleri ve zemin araştırma kapsamı belli olmalıdır, bu bağlamda SPT-UD-Pesiyometre-İleri Jeofizik Yöntemler (SPAC-Downhole-Cross Hole vb.)-CPT gibi çözümleme alternatifleri beraber dikkate alınmalıdır.

• Yapı zemin etkileşimi - Bir çok esasın yanında tecrübeli bir deprem mühendisi ile çalışılarak ve doğru

dinamik zemin parametreleri ile yer hareketleri belirlenmelidir, bu hususun oldukça genel ve kaba yaklaşımlar ile ele alındığı görülmektedir.

- Özellikle ana kaya dinamik zemin parametrelerinin belirlenmesi için uygun laboratuvar testleri de dikkate alınmalıdır

- Yapı zemin etkileşim analizlerinin zaman alıcı analizler olduğu unutulmamalıdır- Uygun yazılımların kullanılmasına dikkate edilmelidir

• Kazık yükleme deneyleri- Klasik deneyler yapılmalıdır- Ancak ilave olarak enstrümante edilmiş ve yük transfer mekanizmasının belirlendiği

testler yapılmalıdır.- Bu test sonuçları kullanılarak son optimizasyon yapılmalıdır

• Zemin ıslahı- Zemin ıslah mevcut zemine uygun yöntemlerle yapılmalıdır- Yapılan ıslahın iş sırasında ve sonunda gerekli kontrol ve kalite kontrol yöntemleri ile

hedefine ulaştığı teyit edilmelidir ve teyit edilebilecek bir yöntem seçilmelidir.

• Derin kazı esasları- Oldukça önemli ve son derece kapsamlı bir başlık olup projenin başında gerekli

yöntem ve sistem seçilmelidir

• Zemin modelleme esasları- Yapı zemin etkileşimi, temel tasarımı ve bir çok konuda kritik bir husustur ve

yukarıda bahsedilen esaslar aynen geçerlidir, amaca yönelik testler ve zemin araştırması ile modelleme yapılmalıdır

4.3. Üstyapı Analizi ve Tasarımı

Yüksek yapıların taşıyıcı sistemlerinin deprem analizi birkaç aşamada gerçekleştirilen bir süreçtir. Öncelikle yapı mühendisinin tecrübeleri ile öngördüğü taşıyıcı sistemin doğrusal analize dayalı, dayanım esaslı bir yaklaşım ile “ön tasarımı” yapılarak taşıyıcı sisteme ait elemanların ön boyutları ve dayanımları belirlenir. Analizin ikinci aşamasında ise malzeme ve geometrik olarak doğrusal olmayan bir analiz yöntemi ile ön tasarımda belirlenen kesit boyutları ve dayanımları gerçellenir ve gerekli olması durumunda eleman boyut ve dayanımları güncellenir.

Yüksek yapıların taşıyıcı sistem ve geometrilerinden dolayı deprem etkisindeki dinamik davranışları diğer binalar göre göre oldukça farklılık göstermektedir. Bu nedenle de klasik yönetmeliklerde belirtilen deprem tasarımı yöntemleri ve parametrelerinin kullanılması

uygun değildir. Özellikle yatay yük davranışının birden fazla modun etkisi altında olması ve yatay yüklerin neredeyse tümünün “çekirdek” olarak adlandırılan ana taşıyıcı ile karşılanmasından dolayı, bu tarz yapıların deprem analizinin ve tasarımının daha faklı bir yaklaşımla yapılmasının önemini beraberinde getirmektedir.

Yapıların deprem etkisi altında doğrusal olmayan davranış gösterdiği bilinen bir gerçek olması nedeniyle yüksek yapıların deprem analizinde “doğrusal olmayan analiz” yöntemlerinin kullanılması kaçınılmaz bir durumdur. Özellikle elastik ötesi davranışa geçen yapı sisteminde iç kuvvetlerin ve deformasyonların değerleri ve dağılımları elastik analize göre oldukça farklılık gösterdiği yapılan çalışmaların bir sonucudur.

Doğrusal olmayan davranışın matematiksel olarak yapısal modele aktarılmasında iki yaklaşım mevcuttur. Bunlardan birincisi “yığılı plastisite” yaklaşımıdır ve çubuk elemanların belirli bölgelerinde tanımlanan doğrusal olmayan “dayanım -şekildeğiştirme” ilişkileri ile tanımlanmaktadır. Elemanların sadece sınırlı bölümlerinde doğrusal olmayan davranış dikkate alınabilmekte ve elemanın diğer bölgeleri doğrusal davranış yapacak şekilde modellenmektedir. Bu yaklaşım “kiriş” ve “kolon” gibi elemanlarda yeterli sonuçlar vermektedir.

Ancak çekirdek perdeleri gibi farklı ve karmaşık geometriye sahip elemanlarda doğrusal olmayan davranış gerek kesitte gerekse boy üzerinde belirli bir dağılıma sahip değildir. Bu nedenle bu gibi elemanlarda doğrusal olmayan davranışı “yayılı plastisite” yaklaşımı ile modellemek daha rasyonel bir yöntemdir. Böylece çekirdek sisteminin deprem etkisi altındaki doğrusal olmayan davranışı daha uygun bir şekilde belirlenebilmekte ve sonuç olarak elde edilen iç kuvvet dağılımı ve deformasyonlar daha güvenilir bir şekilde elde edilebilmektedir.

Yukarıda söz edilen doğrusal olmayan davranışın modellenmesi için kullanılan yöntemlerin basitten karmaşığa doğru sıralaması Şekil 2’de verilmiştir. Burada (a) ve (b) ile yığılı plastisite, (c), (d) ve (e) ile belirtilen yaklaşım ise yayılı plastisitedir. (a)’dan (e)’ye gidildikçe modelleme daha karmaşık hale gelmektedir. Burada önemli olan nokta, yapı mühendisinin ne derece doğrusal olmayan davranışı hangi elemanlarda hangi yaklaşım ile kullanacağına kendibilgi birikimi ve tecrübesi ile karar vermesidir. Burada bilinmesi gerekli nokta artan karmaşık modellemede sistem tanımlanması gerekli parametrelerin artması ve mühendisin yapı analiziüzerindeki kontörlünün giderek azalması ve hatta yok olmasıdır.

Şekil 1. Doğrusal olmayan modelleme yaklaşımları

112 113

Ancak yapıların doğrusal olmayan davranışının matematiksel olarak modellenmesi yukarıda belirtilen yöntemler ile sınırlı değildir. Deprem yüklerinin tersinir etkiler olması nedeniyleyapı elemanlarının tersinir yükler altında elastik ötesi davranışının da uygun “çevrimsel” ilişkiler ile tanımlanması gereklidir. Çevrimsel ilişkinin parametreleri yapı elemanının tipine ve elemanın malzemesine göre farklılık göstermektedir. Burada da hangi çevrimsel ilişkinin kullanılacağı yapı mühendisinin bilgi birikimi ve tecrübesi ve belirlenecek bir durumdur. Şekil 2’de farklı yapısal elemanların farklı çevrimsel davranış ilişkileri örnek olarak verilmiştir.

Şekil 2. Farklı çevrimsel davranış modelleme yaklaşımları

Yukarıda belirtilen doğrusal olmayan modelleme teknikleri kullanılarak yapılan zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler sonucunda elemanlarda meydan gelen iç kuvvet dağımı ve deformasyonlar belirlenir. Söz konusu iç kuvvet ve deformasyonlar hedeflenen performans düzeyine göre yönetmelikler tarafından belirlenen sınır değerler ile karşılaştırılması sonunda analiz ve tasarım sonuçlandırılır.

4.4. Bağımsız Kontrol Heyeti Çalışması

Yüksek yapıların deprem tasarımı gibi oldukça karmaşık ve farklı disiplinlerin bir arada çalışmasını gerektiren çalışmalarda yapışan çalışmaları her aşamasının gerek yatırımcı gerekse iş veren adına bir kontrol mekanizması oluşturulması çok önemli bir aşamadır. Söz konusu “bağımsız kontrol” çalışması dünyada çok uzun süredir uygulanan bir sistemdir.

“Bağımsız kontrol” olarak belirtilen çalışmalar, tasarımın her aşamasında elde edilen parametre ve sonuçların mühendislik, teknik ve uygulanabilirlik açısından yeterliliği ve uygunluğu konusunda “yetkin” kişilerin ya da kuruluşların “sorumluluk” alarak yaptığı

113

Ancak yapıların doğrusal olmayan davranışının matematiksel olarak modellenmesi yukarıda belirtilen yöntemler ile sınırlı değildir. Deprem yüklerinin tersinir etkiler olması nedeniyleyapı elemanlarının tersinir yükler altında elastik ötesi davranışının da uygun “çevrimsel” ilişkiler ile tanımlanması gereklidir. Çevrimsel ilişkinin parametreleri yapı elemanının tipine ve elemanın malzemesine göre farklılık göstermektedir. Burada da hangi çevrimsel ilişkinin kullanılacağı yapı mühendisinin bilgi birikimi ve tecrübesi ve belirlenecek bir durumdur. Şekil 2’de farklı yapısal elemanların farklı çevrimsel davranış ilişkileri örnek olarak verilmiştir.

Şekil 2. Farklı çevrimsel davranış modelleme yaklaşımları

Yukarıda belirtilen doğrusal olmayan modelleme teknikleri kullanılarak yapılan zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler sonucunda elemanlarda meydan gelen iç kuvvet dağımı ve deformasyonlar belirlenir. Söz konusu iç kuvvet ve deformasyonlar hedeflenen performans düzeyine göre yönetmelikler tarafından belirlenen sınır değerler ile karşılaştırılması sonunda analiz ve tasarım sonuçlandırılır.

4.4. Bağımsız Kontrol Heyeti Çalışması

Yüksek yapıların deprem tasarımı gibi oldukça karmaşık ve farklı disiplinlerin bir arada çalışmasını gerektiren çalışmalarda yapışan çalışmaları her aşamasının gerek yatırımcı gerekse iş veren adına bir kontrol mekanizması oluşturulması çok önemli bir aşamadır. Söz konusu “bağımsız kontrol” çalışması dünyada çok uzun süredir uygulanan bir sistemdir.

“Bağımsız kontrol” olarak belirtilen çalışmalar, tasarımın her aşamasında elde edilen parametre ve sonuçların mühendislik, teknik ve uygulanabilirlik açısından yeterliliği ve uygunluğu konusunda “yetkin” kişilerin ya da kuruluşların “sorumluluk” alarak yaptığı

işlerin tümü olarak tanımlanabilir. Burada en önemli nokta kontrol mekanizmasının tasarımınher aşamasına dahil olması gerekliliğidir.

Yukarıda tanımlanan kontrol sisteminin gerek hukuksal gerek yönetmelik açısından alt yapısının ülkemizde henüz olmaması uygulamadaki en büyük engel olarak görülebilir. Ancak burada en önemli nokta, konu ile ilgili olarak “talep” oluşmasıdır. Burada yatırımcı yada işverenin bu konuda talebinin oluşması, yatırımın güvenlik, uygulanabilirlik ve ekonomik açıdan en optimum çözümün gerçekleştirilmesi için en gerekli koşuldur.

Yatırımların gelişmiş mühendislik uygulamaları içermesi, ekonomik açıdan çok büyük değerlere ulaşması ve son olarak da uluslararası ortaklar ile gerçekleştirilmesi sonucunda“bağımsız kontrol” uygulaması er ya da geç uygulama alanı bulacaktır.

5. Yüksek Yapı Deprem Tasarımı Uygulama Örneği

Önceki bölümlerde ele alınan aşamaların uygulama aşamasındaki örneği İzmir’de uygulananbir yapı ile örneklendirilmiştir.

5.1. Bina Bilgileri

Söz konusu bina İzmir Bayraklı’da yapılması planlanan çok amaçlı kullanıma sahip bir projedir. Proje aynı bazayı paylaşan 3 bloktan oluşmaktadır. Baza kısmı toplam 2 bodrumkattan oluşmakta olup dilatasyonsuz olarak tasarlanmıştır. A blok, Zemin+37 Normal ve 1 adet Mekanik kattan oluşmakta olup zeminden itibaren toplan 134.60 metre yüksekliğe sahiptir. B blok, Zemin+32 Normal kat ve 1 adet Mekanik kattan oluşmakta olup zeminden itibaren 122.65 metre yüksekliğe sahiptir. C blok ise 2 dilatasyon ile 3 ayrı bloğa bölünmüş olup C1 blok Zemin+ 4 Normal kattan, C2 blok Zemin+8 Normal kattan, C3 blok ise Zemin+13 Normal kattan oluşmaktadır. Blokların toplam inşaat alanları sırası ile 25000, 28400 ve 14400 metrekaredir. Yapı kompleksine ait görünüş Şekil 3’de verilmiştir.

114 115

Şekil 3. Bina kompleksi görünümü

5.2. Geoteknik Bilgileri

Bölgeye ait geoteknik çalışmalar sonucunda etüd alanına hakim zemin yapısı sondaj yerleşimlerine bağlı olarak yüzeyden 33.00-43.00 m. derinliklere kadar devam eden kuvaterner yaşlı alüvyonal birimlerden oluşmaktadır. Alüvyonal zemin birimleri üst seviyelerde kil ara tabakalı ince siltli kum zeminlerden oluşmaktadır.

Proje alanında yapılan derin sondajlarda yüzeydeki kuvaterner yaşlı alüvyon birimlerden sonra tabanda kızılımsı-morumsu kahverengi, bozuşmanın etkisiyle yer yer tamamen ayrışmış bazı seviyelerde killeşmiş ve çok parçalı kırıklı andezit kayaçlarına girilmiş ve sondajlar bu tabaka içerisinde sona erdirilmiştir. Sondajlarda yüzeye yakın seviyelerde yer altı su seviyesi mevcuttur. Proje genelinde yeraltı su seviyesinin yüzeyden ortalama 1.00m. derinlikte yer aldığı kabul edilmiştir. Proje temel kotunun emniyetli taşıma gücü 250 kPa olarak belirlenmiştir. Bu değerin kule blokları için oldukça düşük olduğu dikkate alınarak tüm temelin andezit birimlere soketlenen fore kazıklar üzerine oturtulması yolu benimsenmiştir.

5.3. Sahaya Özel Deprem Tehlikesi Analizi

Söz konusu yapının bulunduğu bölgeye özel olarak mevcut deprem kaynakları ve uygun yer hareketi tahmin denklemleri kullanılarak 50 yılda aşılma olasılığı %50, %10 ve %2 deprem düzeyleri için T=0.2 s ve T=1.0 s için spektral ivme değerleri ve ivme spektrumları elde edilmiştir. Söz konusu ivme değerleri 2015 yılında tamamlanan ve 2017 TBDY kapsamında yayınlanacak olan en güncel deprem haritaları dikkate alınarak elde edilmiştir. Söz konusu ivme değerleri Tablo 2’de, 50/10 ve 50/2 spektrumları Şekil 4 ve Şekil 5’de verilmiştir.

115

Şekil 3. Bina kompleksi görünümü

5.2. Geoteknik Bilgileri

Bölgeye ait geoteknik çalışmalar sonucunda etüd alanına hakim zemin yapısı sondaj yerleşimlerine bağlı olarak yüzeyden 33.00-43.00 m. derinliklere kadar devam eden kuvaterner yaşlı alüvyonal birimlerden oluşmaktadır. Alüvyonal zemin birimleri üst seviyelerde kil ara tabakalı ince siltli kum zeminlerden oluşmaktadır.

Proje alanında yapılan derin sondajlarda yüzeydeki kuvaterner yaşlı alüvyon birimlerden sonra tabanda kızılımsı-morumsu kahverengi, bozuşmanın etkisiyle yer yer tamamen ayrışmış bazı seviyelerde killeşmiş ve çok parçalı kırıklı andezit kayaçlarına girilmiş ve sondajlar bu tabaka içerisinde sona erdirilmiştir. Sondajlarda yüzeye yakın seviyelerde yer altı su seviyesi mevcuttur. Proje genelinde yeraltı su seviyesinin yüzeyden ortalama 1.00m. derinlikte yer aldığı kabul edilmiştir. Proje temel kotunun emniyetli taşıma gücü 250 kPa olarak belirlenmiştir. Bu değerin kule blokları için oldukça düşük olduğu dikkate alınarak tüm temelin andezit birimlere soketlenen fore kazıklar üzerine oturtulması yolu benimsenmiştir.

5.3. Sahaya Özel Deprem Tehlikesi Analizi

Söz konusu yapının bulunduğu bölgeye özel olarak mevcut deprem kaynakları ve uygun yer hareketi tahmin denklemleri kullanılarak 50 yılda aşılma olasılığı %50, %10 ve %2 deprem düzeyleri için T=0.2 s ve T=1.0 s için spektral ivme değerleri ve ivme spektrumları elde edilmiştir. Söz konusu ivme değerleri 2015 yılında tamamlanan ve 2017 TBDY kapsamında yayınlanacak olan en güncel deprem haritaları dikkate alınarak elde edilmiştir. Söz konusu ivme değerleri Tablo 2’de, 50/10 ve 50/2 spektrumları Şekil 4 ve Şekil 5’de verilmiştir.

Ayrıca her bir deprem düzeyi için üst yapı analizinde kullanılacak olan 7 çift yer hareketi de elde edilmiştir.

Tablo 2. Sahaya özgü deprem tehlikesi analizi sonuçları

Şekil 4. 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan yer hareketi ivme spektrumu

Şekil 5. 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan yer hareketi ivme spektrumu

5.4. Yapı-Zemin Etkileşimi Analizi

116 117

Söz konusu yapının bulunduğu bölgedeki zemin koşulları ve yapının özellikleri dikkate alındığında gerek temel tasarımı gerekse üst yapı tasarımında dikkate alınacak olan yer hareketi kayıtları “yapı-zemin etkileşimi” analizleri sonucunda elde edilmiştir. Analizlerde kullanılan ve yapı, zemin ve kazıkları içeren geçirgen sınırlı yarı-model Şekil 6’daverilmiştir.

Şekil 6. Geçirgen sınırlı yarı model

Kinematik etkileşim analizi kapsamında “alt-sistem yöntemi” çerçevesinde göz önüne alınan zemin alt sistemine, doğrusal elastik olmayan zemin dinamik özellikleri, temel geometrisi ve sınır koşulları ve kazıkların temellerin de doğrusal elastik olmayan dinamik özellikleridikkate alınarak, mühendislik ana kayasında tanımlanan deprem yer hareketi etkisi altında zaman tanım alanında analiz yapılmıştır.

“Kinematik Etkileşim Analizi” adı verilen bu analiz sonucunda temel seviyesinde etkin yerhareketi (effective foundation input motion) elde edilmiştir. Bu çalışmada, bu yer hareketi, temel tabanında tanımlanan tasarım ivme spektrumu olarak elde edilmiştir.

5.5. Üst-yapı Analizi

Kinametik etkileşim analizi sonucunda elde edilen yer hareketi kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilmiş ve yönetmelikte belirtilen “göreli kat ötelemesi” ve “birim deformasyon” sınırları kontrol edilmiştir. Yapını taşıyıcı sistemi içinde söz konusu tasarım kriterlerini sağlamak adına “burkulması önlenmiş çapraz (BRB)” elemanlar kullanılmıştır. Yapına ait matematiksel model ve BRB elemanlarının yerleşimi Şekil 7’de belirtilmiştir.

117

Söz konusu yapının bulunduğu bölgedeki zemin koşulları ve yapının özellikleri dikkate alındığında gerek temel tasarımı gerekse üst yapı tasarımında dikkate alınacak olan yer hareketi kayıtları “yapı-zemin etkileşimi” analizleri sonucunda elde edilmiştir. Analizlerde kullanılan ve yapı, zemin ve kazıkları içeren geçirgen sınırlı yarı-model Şekil 6’daverilmiştir.

Şekil 6. Geçirgen sınırlı yarı model

Kinematik etkileşim analizi kapsamında “alt-sistem yöntemi” çerçevesinde göz önüne alınan zemin alt sistemine, doğrusal elastik olmayan zemin dinamik özellikleri, temel geometrisi ve sınır koşulları ve kazıkların temellerin de doğrusal elastik olmayan dinamik özellikleridikkate alınarak, mühendislik ana kayasında tanımlanan deprem yer hareketi etkisi altında zaman tanım alanında analiz yapılmıştır.

“Kinematik Etkileşim Analizi” adı verilen bu analiz sonucunda temel seviyesinde etkin yerhareketi (effective foundation input motion) elde edilmiştir. Bu çalışmada, bu yer hareketi, temel tabanında tanımlanan tasarım ivme spektrumu olarak elde edilmiştir.

5.5. Üst-yapı Analizi

Kinametik etkileşim analizi sonucunda elde edilen yer hareketi kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilmiş ve yönetmelikte belirtilen “göreli kat ötelemesi” ve “birim deformasyon” sınırları kontrol edilmiştir. Yapını taşıyıcı sistemi içinde söz konusu tasarım kriterlerini sağlamak adına “burkulması önlenmiş çapraz (BRB)” elemanlar kullanılmıştır. Yapına ait matematiksel model ve BRB elemanlarının yerleşimi Şekil 7’de belirtilmiştir.

Şekil 7. Yapı matematiksel modeli ve BRB yerleşimi

Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz sonucunda elde edilen ortalama göreli kat ötelemesi dağılımı birbirine dik doğrultuda dağılımı Şekil 8’ve Şekil 9’da verilmiştir.

Şekil 8. X doğrultusu göre kat ötelemesi dağılımı

118 119

Şekil 9. Y doğrultusu göre kat ötelemesi dağılımı

Yine taşıyıcı sistemi içinde kullanılan BERB elemanlarının eksenel yük- deformasyon grafikleri de eleman kapasiteleri ile kontrol edilmiştir. Şekil 10’da BRB elemanına ait eksenel – kuvvet ilişkisi verilmiştir.

Şekil 10. Y doğrultusu göre kat ötelemesi dağılımı

Özellikle taşıyıcı sistemin ana bileşeni olan çekirdek elemanlarında meydana gelen beton birim kısalması ve çelik birim uzaması değerlerinin ortalaması limit değerler ile karşılaştırılmıştır. Şekil 11’de perde elamanı içindeki donatı çeliğinde meydana gelen birim uzama değerinin zaman göre değişimi verilmiştir.

119

Şekil 9. Y doğrultusu göre kat ötelemesi dağılımı

Yine taşıyıcı sistemi içinde kullanılan BERB elemanlarının eksenel yük- deformasyon grafikleri de eleman kapasiteleri ile kontrol edilmiştir. Şekil 10’da BRB elemanına ait eksenel – kuvvet ilişkisi verilmiştir.

Şekil 10. Y doğrultusu göre kat ötelemesi dağılımı

Özellikle taşıyıcı sistemin ana bileşeni olan çekirdek elemanlarında meydana gelen beton birim kısalması ve çelik birim uzaması değerlerinin ortalaması limit değerler ile karşılaştırılmıştır. Şekil 11’de perde elamanı içindeki donatı çeliğinde meydana gelen birim uzama değerinin zaman göre değişimi verilmiştir.

Şekil 11. Donatı çeliği birim uzaması zaman grafiği

Analizler soncunda yönetmeliklerde verilen deformasyon sınırları sağlandığı durumda meydana gelen iç kuvvetlere göre yapı elemanlarına ait betonarme tasarım gerçekleştirilmiş ve tasarım aşaması tamamlanmıştır.

6. Uygulama Sorunları ve Çözüm Önerileri

Yazarın gerek tasarım gerekse uygulama aşamasında katkıda bulunduğu birçok yüksek yapı deneyimi sonucunda tecrübe ettiği sorunlar ve çözüm önerileri aşağıda maddeler halinde sunulmuştur.

- Sahaya Özel Deprem Tehlikesi Analizi

Uygulamada karşılaşılan sorunlar aşağıda sıralanmıştır:

i. Yer hareketi parametrelerinin belirlendiği deprem kaynakların güncelliğini yitirmiş veri tabanlarından elde edilmesi

ii. Yer hareketi parametrelerinin hesaplanmasında gerek güncel gerekse sahaya uygun olmayan “yer hareketi tahmin denklemleri” nin kullanılması

iii. Yer hareketi parametrelerinin yapının dinamik parametreleri dikkate alınmadan belirlenmesi

iv. Analizlerde kullanılan yer hareketi ivme kayıtlarının seçimi ve ölçeklendirilmesinde uygun yöntemlerin kullanılmaması

- Sahaya Özel Zemin Parametrelerinin Belirlenmesi

İzmir gibi oldukça kötü ve zorlu zemin koşullarına sahip olan bir bölgede zemin parametrelerinin belirlenmesi aşamasında uygulamada karşılaşılan sorunlar aşağıda sıralanmıştır:

i. Zemin parametrelerinin belirlenmesi için yapılan zemin deneylerinin türü ve içeriklerinin yetersizliği

ii. Zemin iyileştirme çalışmalarında önerilen yöntemlerin zemin cinsine uygun olmaması

120 121

iii. Temel tasarımı ve kazık tasarımını yapan kişile ile deneyleri gerçekleştiren kişilerin aynı kişi/kurum/kuruluş olması

iv. Kazık ya da baret tasarımında yapılan yapı-zemin etkileşimi çalışmalarının uygun olmayan zemin modelleri kullanılması

- Üst Yapı Tasarımı

Yüksek yapının deprem analizi ve tasarımı aşamasında karşılaşılan sorunlar aşağıda sıralanmıştır:

i. Yapının matematiksel modelinde doğrusal olmayan davranışın uygun yaklaşımla modellenmemesi

ii. Yapı elemanlarında doğrusal olmayan davranışın uygun olmayan çevrimsel modeller kullanılması

iii. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz kapsamında kullanılan parametrelerin ve sönüm tanımlamalarının davranışa uygun olmaması

iv. Zaman tanım alanındaki analizlerin uluslararası yeterliliği kabul edilmiş ve uygun analiz yazılımların kullanılmaması

v. Yapıda meydana gelen doğrusal olmayan davranış, özellikle çekirdek perde yüksekliği boyunca eğilme momenti ve kesme kuvvetinin gerek büyüklüklerini ve gerekse değişimlerini önemli ölçüde etkilemekte ve bu davranışın gerek analiz ve gerek tasarımda dikkate alınmaması. Bu açıdan kesme kuvvetlerinde gözlenen büyütme etkisi, gevrek davranış açısından yaşamsal öneme sahiptir.

vi. Bağ kirişli perdelerde, bağ kirişlerinde meydan gelen doğrusal olmayan davranış perde kesit etkilerinde önemli dağılım değişimlerine yol açmaktadır. Özellikle bağ kirişlerindeki kuvvetlerinden perde parçalarına aktarılan normal kuvvetlerin düzeyine bağlı olarak bu elemanlarda oluşan doğrusal ötesi şekildeğiştirmelerin hem büyüklükleri, hem de yükseklik boyunca dağılımları değişmektedir ve bu durum çoğu durumda dikkate alınmamaktadır.

vii. Özellikle çekirdek perdeli yüksek bina taşıyıcı sistemlerinde, üst katlardan aktarılan çok büyük perde moment ve kesme kuvvetlerinin altta çevre perdeleri ile rijitleştirilmiş bodrum katlarına aktarılmasından dolayı ortaya çıkan karmaşık davranış, zemin etkileşimi ile birlikte bodrum döşemelerinin doğrusal olmayandavranışlarının da gözönüne alınması gerektirebilmektedir.

viii. Yapının üst katlarında, yüksek mod etkisi sonucu olarak, özellikle döşemeler ve diğer yük aktarma elemanları doğrusal olmayan davranış meydana gelebilmektedir. Buna bağlı olarak perde-döşeme bağlantılarında önemli ölçüde doğrusal olmayan davranış ortaya çıkabilmektedir. Bu davranışın matematiksel modele doğru olarak aktarılamaması sonucunda gerek kesit tesirleri değerlerinde gerekse dağılımında olumsuz sonuçlar ortaya çıkmaktadır.

ix. Yüksek binalarda giderek artan kat sayıları ve mimari endişelerle düşey taşıyıcı eleman (kolon, perde) boyutlarının sınırlandırılması eğilimi, kaçınılmaz olarak yüksek dayanımlı beton kullanımını gündeme getirmektedir. Yürürlükteki deprem yönetmelikleri genellikle beton kalitesini C50 betonu ile sınırlamaktadır. Bunun en belirgin nedeni, özellikle depremde sünek davranışa ilişkin sargı donatısı gereklilikleri ilgili olarak yeterli teorik/deneysel birikimin ve uygulama deneyiminin mevcut olmayışıdır. Ayrıca, laboratuvar koşullarında üretilmesi genellikle pek zor olmayan yüksek dayanımlı betonun büyük miktarda kütlesel üretimi ve üretimin kalite kontrolünün sürekliliği de ayrı bir bilgi ve deneyim birikimi gerektirir ki bu durum uygulamada pek mevcut değildir.

121

iii. Temel tasarımı ve kazık tasarımını yapan kişile ile deneyleri gerçekleştiren kişilerin aynı kişi/kurum/kuruluş olması

iv. Kazık ya da baret tasarımında yapılan yapı-zemin etkileşimi çalışmalarının uygun olmayan zemin modelleri kullanılması

- Üst Yapı Tasarımı

Yüksek yapının deprem analizi ve tasarımı aşamasında karşılaşılan sorunlar aşağıda sıralanmıştır:

i. Yapının matematiksel modelinde doğrusal olmayan davranışın uygun yaklaşımla modellenmemesi

ii. Yapı elemanlarında doğrusal olmayan davranışın uygun olmayan çevrimsel modeller kullanılması

iii. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz kapsamında kullanılan parametrelerin ve sönüm tanımlamalarının davranışa uygun olmaması

iv. Zaman tanım alanındaki analizlerin uluslararası yeterliliği kabul edilmiş ve uygun analiz yazılımların kullanılmaması

v. Yapıda meydana gelen doğrusal olmayan davranış, özellikle çekirdek perde yüksekliği boyunca eğilme momenti ve kesme kuvvetinin gerek büyüklüklerini ve gerekse değişimlerini önemli ölçüde etkilemekte ve bu davranışın gerek analiz ve gerek tasarımda dikkate alınmaması. Bu açıdan kesme kuvvetlerinde gözlenen büyütme etkisi, gevrek davranış açısından yaşamsal öneme sahiptir.

vi. Bağ kirişli perdelerde, bağ kirişlerinde meydan gelen doğrusal olmayan davranış perde kesit etkilerinde önemli dağılım değişimlerine yol açmaktadır. Özellikle bağ kirişlerindeki kuvvetlerinden perde parçalarına aktarılan normal kuvvetlerin düzeyine bağlı olarak bu elemanlarda oluşan doğrusal ötesi şekildeğiştirmelerin hem büyüklükleri, hem de yükseklik boyunca dağılımları değişmektedir ve bu durum çoğu durumda dikkate alınmamaktadır.

vii. Özellikle çekirdek perdeli yüksek bina taşıyıcı sistemlerinde, üst katlardan aktarılan çok büyük perde moment ve kesme kuvvetlerinin altta çevre perdeleri ile rijitleştirilmiş bodrum katlarına aktarılmasından dolayı ortaya çıkan karmaşık davranış, zemin etkileşimi ile birlikte bodrum döşemelerinin doğrusal olmayandavranışlarının da gözönüne alınması gerektirebilmektedir.

viii. Yapının üst katlarında, yüksek mod etkisi sonucu olarak, özellikle döşemeler ve diğer yük aktarma elemanları doğrusal olmayan davranış meydana gelebilmektedir. Buna bağlı olarak perde-döşeme bağlantılarında önemli ölçüde doğrusal olmayan davranış ortaya çıkabilmektedir. Bu davranışın matematiksel modele doğru olarak aktarılamaması sonucunda gerek kesit tesirleri değerlerinde gerekse dağılımında olumsuz sonuçlar ortaya çıkmaktadır.

ix. Yüksek binalarda giderek artan kat sayıları ve mimari endişelerle düşey taşıyıcı eleman (kolon, perde) boyutlarının sınırlandırılması eğilimi, kaçınılmaz olarak yüksek dayanımlı beton kullanımını gündeme getirmektedir. Yürürlükteki deprem yönetmelikleri genellikle beton kalitesini C50 betonu ile sınırlamaktadır. Bunun en belirgin nedeni, özellikle depremde sünek davranışa ilişkin sargı donatısı gereklilikleri ilgili olarak yeterli teorik/deneysel birikimin ve uygulama deneyiminin mevcut olmayışıdır. Ayrıca, laboratuvar koşullarında üretilmesi genellikle pek zor olmayan yüksek dayanımlı betonun büyük miktarda kütlesel üretimi ve üretimin kalite kontrolünün sürekliliği de ayrı bir bilgi ve deneyim birikimi gerektirir ki bu durum uygulamada pek mevcut değildir.

Yukarıda yüksek yapı tasarımının temel aşamalarında karşılaşılan sorunlar için önerilen çözümler genel olarak şöyle sıralanabilir;

i. Tasarımın her aşamasında “yetkin” ve “tecrübeli” mühendis ve ekipler ile çalışılması

ii. Yeni “Türkiye Bina Deprem Yönetmelği-2016”da temel çerçevesi belirtilen “bağımsız kontrol” sisteminin oluşturulması

iii. Kontrol mekanizmasının sürecin başından itibaren sistemin içinde olmasıiv. Yukarıda belirtilen her aşamada görüş ya da rapor veren tüm

kişi/kurum/kuruluşların sorumluluk almasıv. Tasarım yapan birimlerin uygulama aşamasında da görev alması

Yukarıda da belirtildiği gibi yüksek yapı tasarımı ve uygulaması çok farklı disiplinlerin bir arada çalışmasını gerektiren karmaşık bir mühendislik uygulamasıdır. Yatırımcıdan, tasarımcıya ve de uygulamayı yapan birimlere kadar her birimin yapılan çalışmaların içeriği ve kalitesinden memnun olması için yukarıda önerilen sorunların ciddi şekilde ele alınması ve çözüm için cesur adımların atılması gereklidir.

122 123