yapı ve deprem - İstanbul Teknik Üniversitesi

11/6/2014
Yapı ve Deprem
YAPI VE DEPREM
1. Betonarme yapılar
Prof.Dr. Zekai Celep
1. Betonarme yapılar
2. Deprem etkisi
3. Deprem hasarları
4. Deprem etkisi altında taşıyıcı sistem davranışı
5. Deprem etkisinde kentsel dönüşüm
6. Sonuç
•
Taşıyıcı sistem
•
Çerçeveli sistemler (kiriş ve kolon sistemi)
•
P d li sistemler
Perdeli
i t l (tünel
(tü l kalıp
k l sistemler)
i t l )
•
Çerçeve ve perdeli (kiriş, kolon ve perdeli sistemler)
1
2
Yapı ve Deprem
Yapı ve Deprem
Kirişsiz döşemeler:
Çerçeve sistemler:
Başlık
plağı
Kolon
Diş
İkincil kiriş
Ana
kiriş
Ana kiriş
Bir doğrultuda yük
aktaran döşeme
Diş
doğrultusunda
ana kiriş
Kolon
Dişe dik
ana kiriş
Diş doğrultusunda düşük
yükseklikli ana kiriş
Kolon
Kolon
Diş
Ana kiriş
Konsol plak
döşeme
Ana
kiriş
Kolon
İki doğrultuda
yük aktaran
plak döşeme
Ana kiriş
Ana kiriş
İki doğrultuda
dişli döşeme
3 /48
Zekai Celep
Kirişsiz
döşeme
Kolon
başlığı
Bir doğrultuda
dişli döşeme
Kirişsiz
başlıklı
döşeme
Başlık
plağı
Kolon
Kirişsiz
başlıklı
döşeme
4 /48
1
11/6/2014
Yapı ve Deprem
Yapı ve Deprem
Perde ve çerçeveli sistemler:
Perdeli sistemler:
2. Deprem
p
etkisi
Perde
Ana
kiriş
İki doğrultuda
yük aktaran
plak döşeme
Kolon Ana kiriş
Perde
•
Yapı inşaatı sırasında düşey yükler altında
bulunur.
•
Deprem yatay ve düşey ivme meydana gelir..
•
Depremde yatay yükler meydana gelir.
Perde
Perde
Perde
Kolon
İki doğrultuda
yük aktaran
plak döşeme
Ana kiriş
5 /48
6
Yapı ve Deprem
Yatay atımlı fay
Fay türleri
Deprem yönetmeliğinde değişiklikler:
1944 Zelzele Mıntıkaları Muvakkat Yapı Talimatnamesi
1949 Türkiye Yersarsıntısı Bölgeleri Yapı Yönetmeliği
Normal
atımlı fay
1053 Yersarsıntısı Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında
Yönetmelik
Ters atımlı
fay
1982 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik
1968 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik
1975 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik
1998 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik
Hareketten önce fay
Zekai Celep
Sağ yatay atımlı fay
Sol yatay atımlı fay
2007 Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik8
2
11/6/2014
Yapı ve Deprem
•
Yapı ve Deprem
Deprem bölgeleri haritası ve son depremler:
3. Deprem hasarları
Kocaeli 1999
Düzce 1999
Adana-Ceyhan 1998
Erzincan 1992
M
•
Taşıyıcı sistem tasarımındaki hatalar
• Düzensiz binalar
• Yapı inşaatı sırasında düşey yükler altında bulunur.
•
İnşaat safhasında yapılan hatalar
• Beton kalitesinin düşük olması
• Beton üretiminde yetersiz malzeme kullanımı
• Betonda vibratör kullanılmaması
• Betonda yerleştirmesinde yeterli özenin gösterilmesi
• Projenin uygulanmasında hatalar yapılması
Dinar 1995
9 / 58
Yapı ve Deprem
•
10
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Son üç depremde hasarlar:
E rz inc an 1992
A fyon‐Dinar 1995
HE AVY
21%
HE AVY
33%
MINOR
45%
MINOR
50%
ME DIUM
29%
ME DIUM
22%
Adana‐C eyhan 1998
H E AVY
13%
MIN OR
61%
ME D IU M
26%
11 / 58
Zekai Celep
12
3
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Betonarme binalarda hasar:
13
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Betonarme binalarda hasar:
Betonarme binalarda hasar:
15
Zekai Celep
14
16
4
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Betonarme binalarda hasar:
17
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
18
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Betonarme binalarda hasar:
19
Zekai Celep
20
5
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Betonarme binalarda hasar:
Betonarme binalarda hasar:
21
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Betonarme binalarda hasar:
Betonarme binalarda hasar:
23
Zekai Celep
22
24
6
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
25
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Kesme dayanımının aşılması (Erciş)
27
Zekai Celep
26
28
7
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
29
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
31
Zekai Celep
30
32
8
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
33
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
35
Zekai Celep
34
36
9
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
37
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
39
Zekai Celep
38
40
10
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
41
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
43
Zekai Celep
42
44
11
11/6/2014
Etriyelerin eksik ve yanlış konulmuş olması
Yapısal hasar: Göçme
(Emniyet Müdürlüğü Ek Hizmet (Çevik Kuvvet) Binası, Van Merkez)
(Çetin Aysan İlköğretim Okulu Spor Binası, Alaköy)
45
Yapısal hasar: Göçme
Yapısal hasar: Göçme
(Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası)
(Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası)
47
Zekai Celep
46
48
12
11/6/2014
Yapısal hasar: Göçme – Uygun olmayan büyüklükte agregalar
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
(Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası)
49
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
51
Zekai Celep
50
52
13
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
53
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
55
Zekai Celep
54
56
14
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
57
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
59
Zekai Celep
58
60
15
11/6/2014
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası)
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası)
61
62
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
•Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
63
Zekai Celep
64
16
11/6/2014
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
65
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
67
Zekai Celep
66
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
68
17
11/6/2014
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
69
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
71
Zekai Celep
70
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
72
18
11/6/2014
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
73
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
75
Zekai Celep
74
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
76
19
11/6/2014
•
•
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
77
•
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Yapısal hasar: Göçme (Gedikbulak İlköğretim Okulu Binası
79
Zekai Celep
78
80
20
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
81
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
83
Zekai Celep
82
84
21
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
85
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
87
Zekai Celep
86
88
22
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
89
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
91
Zekai Celep
90
92
23
11/6/2014
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
Dabanlı Van 23.10.2011 Depremi
93
94
Yapı ve Deprem
Kesitlerin, elemanların ve taşıyıcı sistemin gevrek ve sünek
davranışı,
•
Sünek davranış = Elastik ötesi davranış,
•
•
Zekai Celep
M
Tasarım Depremi; 50 yıllık bir süre içinde aşılma olasılığı %10
olan
l deprem,
d
Belirgin
(kontrollü)
hasar
bölgesi
Göçme
sınırı
(GÇ)
İleri
hasar
bölgesi
Göçme
bölgesi
Şekil
değiştirme
l
Tasarım Depremi’nde can güvenliğinin sağlanması amacı ile
kalıcı yapısal hasar oluşumunun sınırlanması,
Hasar oluşumu (elastik ötesi davranış) kabul ediliyor.
Minimum
hasar
bölgesi
Güvenlik
sınırı
•
φ=α/l
Güvenlik
sınırı
(GV)
α
l
Göçme
α
Göçme
sınırı
•
Minimum
hasar
sınırı
(MN)
İç kuvvet
Deprem Yönetmeliği (2007) deki ilgili tanımlar:
Miniimum hasar
sınırı
α
Betonarme
kesitte iç
kuvvet-şekil
değiştirme
ilişkisi
(Doğrusal
olmayan
değişim):
4. Deprem etkisi altında taşıyıcı sistemin davranışı
φ=α/ l
φ=α/l
α
M
M
l
95
l
l
96
24
11/6/2014
Yapı ve Deprem
Yapı ve Deprem
Hemen Can
kullanım güvenliği
(CG)
(HK)
Kesit hasar sınırları ve bölgeleri
• Minimum hasar sınır (MN)
Kesitte elastik ötesi davranışın başlangıcına karşı gelir.
• Güvenlik sınır (GV)
Kesitte dayanımın güvenli olarak sağlanabileceği durumda,
elastik ötesi davranışın üst sınırına karşı gelir.
• Göçme sınır (GÇ)
Kesitin göçme öncesi davranışının üst sınırına karşı gelir.
Göçme
öncesi
(GÖ)
Göçme
Hemen kullanım
(HK)
Deprem
yükü
Betonarme
taşıyıcı
Sistemde
yatay
kuvvet-yatay
yerdeğiştirme
İlişkisi
(Doğrusal
olmayan
değişim):
İç kuvvet
Yerdeğiştirme
Minimum
hasar
sınırı
(MN)
Minimum
hasar
bölgesi
Taşıyıcı
sistem
Can güvenliği
(CG)
Göçme öncesi
(GÖ)
Hemen
kullanım
(HK)
Şekil
değiştirme
M
98
1
5. Deprem etkisinde kentsel dönüşüm
Afet Riski Altındaki Alanların Dönüştürülmesi Hakkında Kanun
(Kanun No. 6306 Kabul Tarihi: 16.05.2012 )
Afet riski Altındaki Alanların Dönüştürülmesi Hakkında Kanunun
Uygulama Yönetmeliği
(Sayı No: 28374, Kabul Tarihi: 04.08.2012 )
Hemen kullanım performans düzeyi (HK),
Can güvenliği performans düzeyi (CG),
Göçmenin önlenmesi performans düzeyi (GÖ)
(GÖ),
Can
güvenliği
(CG)
Göçme
bölgesi
Yapı ve Deprem
Bina performans düzeyleri
Deprem
yükü
φ
İleri
hasar
bölgesi
97
Yapı ve Deprem
•
•
•
Belirgin
hasar
bölgesi
Göçme
sınırı
(GÇ)
Güvenlik
sınırı
(GV)
Yatay
yerdeğiştirme
Göçme
öncesi
(GÖ)
Riskli bina:
•
Yatay
kuvvet
Riskli alan içinde veya dışında olup ekonomik ömrünü
ş olan veya
y y
yıkılma veya
y ağır
ğ hasar görme
g
riski taşıdığı
ş ğ
tamamlamış
ilmî ve teknik verilere dayanılarak tespit edilen bina,
Riskli bina tanımındaki belirlenmesi kolay olmayan parametreler:
Yerdeğiştirme
Zekai Celep
Toplam taban
kesme kuvveti
99
•
•
Ekonomik ömrünü tamamlamış,
Yıkılma veya ağır hasar görme tehlikesi var.
100
25
11/6/2014
Risk bina sınırının
sayısallaştırılması
Kentsel dönüşümde riskli bina tanımı
Deprem yükü
Hemen
kullanım
(HK)
Risk sınırı
(RS)
Göçme
Can
güvenliği öncesi
(GÖ)
(CG)
Taşıyıcı sistem
için riskin
belirlenmesi:
• Sadece kritik
kat kolonları
g
gözönüne
alınarak
belirlenmeli,
Göçme
F4
F3
F3
F2
F2
F1
malzeme (beton
ve donatı)
bilgisine ihtiyaç
duyulmalı,
• İnceleme
deprem
yönetmeliği
yönteminden
daha basit
olmalı,
Göçme öncesi
101
(GÖ)
F4
F3
F3
F2
F2
F1
Riskli bina tanımı
•
•
Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal
k b
kaybına
yoll açma riski
i ki taşıyan,
t
Bakanlık
B k l k veya İdare
İd
tarafından
t
f d
Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığının görüşü de alınarak
belirlenen ve Bakanlığın teklifi üzerine Bakanlar Kurulu
tarafından kararlaştırılan alan
Kolon
Rijit kat
102
Yıkılma veya ağır hasar görme riski taşıdığı ilmî ve teknik verilere
dayanılarak tespit edilen bina,
Tekil riskli bina tanımı:
•
Riskli Alan tanımındaki parametreler:
Zekai Celep
Rijit kat
F1
Kiriş ve
döşeme
dö
Yapı ve Deprem
Riskli alan:
Riskli bina bulunan alan,
Yeterli ulaşım yolları bulunmayan alan,
Uygulama bütünlüğü bakımından riskli alana sokulan alan;
Zeminde sıvalaşma, heleyan bulunan alan,
….
Kolon
F1
F4
Yapı ve Deprem
•
•
•
•
•
Kiriş ve
döşeme
• Sınırlı sayıda
Yatay
yerdeğiştirme
Risk sınırı, Can Güvenliği Can güvenliği
ile Göçme Öncesi
(CG)
arasında olacak.
F4
Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal
kaybına yol açma riski taşıyan, Bakanlık veya İdare tarafından
Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığının görüşü de alınarak
belirlenen ve bakanlığın teklifi üzerine Bakanlar Kurulu
tarafından kararlaştırılan alanda bina,
Riskli alanda riskli bina tanımı:
•
103
Zemin yapısı veya üzerindeki yapılaşma sebebiyle can ve mal
kaybına yol açma riski
104
26
11/6/2014
Yapı ve Deprem
Yapı ve Deprem
5. Sonuç
Riskli alanda riskli bina
•
•
•
•
•
•
Çok sayıda binanın daha kısa zamanda incelenmesi gerekli,
Tarama ve puanlama yöntemi uygun,
Mevcut zemin araştırmaları ile yetinilebilir,
•
Tarama parametreleri:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Beton kalitesi,
Zemin kat kolonları,
Bina kat adedi,
Kolonlarda etriye durumu,
Kolonlarda normal kat seviyesi,
Ağır çıkmaların durumu,
Donatıda korozyon durumu,
Bi
Binanın
yaşı,
Bulunduğu deprem bölgesi,
•
•
Tarama parametrelerinin sonuçtaki ağırlığının deprem yönetmeliği
kurallarına uygun tasarımı yapılan veya hasarlı veya depremde
hasar görmemiş binalarla uyuşumu sağlanarak belirlenebilir.
105
Yapı ve Deprem
•
•
•
•
•
•
Yapı ve Deprem
Çok düşük deprem güvenliğine sahip binaların güçlendirilmesi,
yerine yenilenmesi de bir çözümdür.
Mevcut bir binanın deprem güvenliğinin belirlenmesi pek çok
kabulü içerdiği için, sonucu beyaz/siyah şeklinde matematiksel bir
problem değildir. Bu sebepten inceleyenin tecrübesi önemlidir.
B
Benzer
d
durum güçlendirme
ü l di
iiçin
i geçerlidir.
lidi
Yurdumuzda İstanbul Büyükşehir Belediyesi, İSMEP, Milli Eğitim
Bakanlığı, Sağlık Bakanlığı ve Çevre ve Şehircilik Bakanlığı gibi
kuruluşlar bu konuda çalışmalar yapmaktadır.
Problemin büyük olması sebebiyle, yapılanları yeterli görülmemesi
gereklidir. Ancak, yapılanların taktir edilmesinden sonra, yetersiz
olduğunun belirtilmesi yerinde olacaktır.
K t l dönümün
Kentsel
dö ü ü dar
d bölge
böl için
i i başlatılması
b l tl
ve kazanılan
k
l
deneyimlerle, yöntem ve uygulamadaki eksikliklerin tespit edilip
tamamlanarak, uygulanmanın devam edilmesi yerinde olacaktır.
107
Zekai Celep
•
Binalarımızın önemli bir kısmı modern yönetmeliklerde öngörülen
deprem güvenliğine sahip değildir.
Ancak eski binaların modern y
yönetmeliklerde öngörülen
g
deprem
p
güvenliğine sahip olması beklenemez.
Bu tür binaların hepsinin çok düşük deprem güvenliğine sahip
olduğunu ve hepsinin ağır hasar göreceğini yıkılacağını söylemek
uygun değildir.
En önemli husus yeni yapılan binalarımızı yönetmelikler kurallarına
uygun projelendirilmesi ve inşa edilmesi ilk yapılacak husustur. Bu
suretle problemlerimizin artmaması sağlanacaktır.
Başta toplumsal önemli binaların (okul, hastane, yönetim binaları)
incelenmesi deprem güvenliğinin arttırılması önemlidir.
Okul gibi düzgün eksenlere sahip ve okul tatili gibi belirli bir zaman
kullanılmayan binaların güçlendirilmesi nispeten kolaydır.
Ancak, konut binalarının eksenlerindeki düzensizlik ve sürekli
106
kullanımları sebebiyle güçlendirmeleri zordur.
Sabrınız ve dikkatiniz için
teşekkürler
108
27