Yapıların deprem tasarımında yeni teknolojileri: Deprem İzolatörleri

Deprem Ülkesinde Yaşamak 

Çok bilinen ve her depremden sonra birçok kez belirtilen bir gerçeği bir kez daha ifade ederek sözlerime başlamak istiyorum; ülkemizin bulunduğu coğrafya, tarih boyunca büyük depremler etkisi altında kalmıştır ve kalacaktır. Söz konusu doğal afete karşı yapılacak en rasyonel aksiyon bu afet ile yaşamaya alışmak ve gerekli önlemleri alarak bu davranışı hayatımızın bir parçası haline getirmektir. 

Ancak ülkemizin deprem karnesine baktığımızda ve son 100 yılda meydana gelen depremlerin sonuçları değerlendirildiğinde gerek can kaybı gerekse meydana gelen hasar düzeyinde ne yazık ki geçen yıllar içinde olumlu bir gelişme olmadığı görülmektedir. 

Özellikle 21. yüzyılda gelişen teknoloji ve bilgi birikimine rağmen ülkemizde deprem sonrası manzaraların değişmemesi sadece teknik açıdan değil çok disiplinli olarak ekonomik, psikolojik, sosyolojik ve diğer toplum bilim dalları açısından da değerlendirilmesi gereken bir durumdur. 

Depreme Dayanıklı Bina Ne Demektir? 

Binaların son kullanıcıları olan insanların depreme dayanıklı yapı algısı ile yapıları tasarlayan inşaat mühendislerinin tasarım yaklaşımları arasında oldukça büyük bir fark vardır. 

Dünyada ve ülkemizde binaların depremde karşı tasarımındaki temel hedef “can güvenliğidir’’. Diğer bir deyiş ile bir bölgede beklenen büyük deprem meydana geldiğinde binalar kaçınılmaz şekilde hasar görür ancak bina içinde yaşayanlar binadan canlı bir şekilde çıkar. Ancak bu durum bina son kullanıcıları tarafından bilinmediğinden dolayı insanlar depremden sonra binalarında hasar olmayacağını düşünmektedir. 

Tasarım aşamasında “can güvenliği” hedefini sağlayan, deprem yönetmeliğine uygun tasarlanmış ve detaylandırılmış bir yapıdaki taşıyıcı sistem elamanlarında belirli bir oranda hasara izin verilmektedir. Bu durum deprem yönetmeliği kurallarına uygun olarak yapılmış bir binanın deprem sonrası yapısal hasar görmesi kaçınılmaz bir sonuç olarak karşımıza çıkmaktadır. Deprem yönetmeliği tasarım yaklaşımının bina hasar ilişkisi Şekil-1’de gösterilmiştir. 

Depreme Dayanıklı Bina Tasarımında Yeni Teknoloji : Deprem İzolatörleri

Geçmiş yıllarda meydana gelen depremlerin ülke ekonomisine getirdiği büyük etkinin ana kaynaklarından biri de belirli derecede hasar görmesine izin verilerek tasarlanan yapılardır. Özellikle son 10 yılda hızla artan yapı stoğu ve bu alandaki maliyetlerin giderek yükselmesi, olası bir deprem sonrası büyük bir ekonomik riski beraberinde getirmektedir.

Söz konusu riskin azaltılması hatta minimum düzeye indirilmesi için deprem mühendisliği alanında çeşitli araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmaların sonucunda geliştirilen yöntemlerden biri de “deprem yalıtım” teknolojisi diğer bir değiş deyiş ile deprem izolatörü uygulamasıdır. Deprem yalıtımı teknolojisi son 30 yılda uygulama sayısı giderek artan, deprem riski yüksek bölgelerde deprem kayıplarının azaltılması amacı ile geliştirilmiş bir deprem mühendisliği uygulamasıdır. Son yıllarda dünyada ve ülkemizde meydana gelen depremler sonucunda ortaya çıkan yapısal ve yapısal olmayan hasarlar, iş gücü ve üretim kayıpları düşünüldüğünde büyük ekonomik kayıplara neden olmaktadır.

Söz konusu maliyetlerin ülke ekonomilerine verdikleri olumsuz etkilerin azaltılması için uygulanabilecek en rasyonel inşaat teknolojilerindendir. Yapılardaki deprem hasarlarının azaltılması için yapının belirli düzlemlerine “deprem izolatörü” olarak adlandırılan cihazların yerleştirilmesi ile yapıların deprem davranışları değiştirilmekte ve böylece hasar görmeleri önlenebilmektedir. Deprem izolatörünün tipik bir binada uygulaması ve izolatör tipleri sırasıyla Şekil-2 ve Şekil-3’de gösterilmiştir.

Deprem İzolatörleri Hangi Binalarda Uygulanabilir ?

6 Şubat 2023’te Kahramanmaraş’ta meydana gelen iki büyük depremde bölgede inşa edilmiş olan deprem izolatörü hastaneler beklendiği gibi davranmış ve depremden sonra hizmet vermeye devam etmiştir. Böylece teorik olarak yapılan tasarım doğada da test edilmiş ve birçok canın yanında büyük bir ekonomik kaybı da önlemiştir.

Bu sonuç ülkemizde deprem izolatörüne olan ilgiyi çok hızlı bir şekilde arttırmıştır. Ancak söz konusu izolatör sistemlerinin de uygulama sınırları mevcuttur. Deprem izolatörlerinin en etkin şekilde binaları depremden korumasının sağlanması için binaların sahip olması gereken temel özellikler şöyledir.

- Bina etrafında tüm yönlerde hareketi engelleyecek bina olmaması, diğer bir deyiş ile binaların bitişik nizam olmaması gereklidir.

- İzolatörlerin uygulanacağı düzlem veya düzlemin üzerindeki toplam kat sayısı en fazla 12-15 arasında olması önerilmemektedir. 

- İzolatörlerin uygulanacağı düzlem üzerinde veya düzlemin üzerindeki toplam yüksekliği ile bina plan boyutunun kısa olanı arasındaki oranın 2 olması diğer bir deyiş ile binaların narin bir geometriye sahip olmaması gereklidir.

Türkiye’de Deprem İzolatörü Uygulamasının Geleceği

Türkiye’deki deprem gerçeği ve her depremden sonra ortaya çıkan can ve mal kaybı düşünüldüğünde ülkemizin ne kadar büyük bir risk ile karşı karşıya olduğunu anlamak açısından önemlidir. Ülkemizde şehir hastaneleri ile başlayan deprem izolatörü uygulamaları depremden hemen sonra kullanılması gereken ve önemli yapılarda (okul, enerji tesisleri, afet yönetim birimleri, haberleşme tesisleri) kullanılmaya başlanması ilk olarak atılması gerekli adımlardan biridir. Yine son yıllarda yapı stoğunun yenilenmesi için yapılan girişimlerin en önemlisi olan “kentsel dönüşüm” projeleri eski yapıların mimari, malzeme ve tesisat açısından yenilenmesini sağlamakta ancak yapıların deprem güvenliği “can güvenliği” performansından öteye geçememektedir. Yüksek maliyetlerle yenilenen ve mevcut deprem yönetmeliği tasarım yaklaşımı ile yapılan bu yapıların deprem sonrası hasar görmesi kaçınılmaz hatta bazı durumlarda güçlendirilmesi bile mümkün olamayacaktır. Diğer bir deyiş ile söz konusu yapılar deprem riski olarak ülke ekonomisine bir tehdit olmaya devam etmektedir. 

Deprem riskinin en aza indirilmesini sağlayacak olan deprem izolatörü uygulaması Türkiye’nin deprem riski azaltma çabaları arasında en rasyonel seçenek olarak durmaktadır. Son yıllardaki uygulamaların artması ile gerek tasarım gerekse uygulama mühendislerinin tecrübesi oluşmuş ve giderek artmaktadır. 2019 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nin resmi olarak yayınlanması ile de yönetmelik olarak var olan eksiklik de ortadan kalkmıştır.

Son olarak vurgulanması gereken nokta ülke genelinde yerel yönetimlerin mevcut bina stoğunun ve yeni yapılacak binaların deprem riskinin azaltılması açısından alternatif uygulamalar olduğukonusunda bilgilendirilmesi gerektiğidir. Bu durum yatırımcı ve son kullanıcılar için de geçerlidir. Ülkemizde bu konuda en kapsamlı bilgi birikimine sahip kuruluş olarak olan Deprem İzolasyon Derneği (www.did.org.tr) bu konunun tüm ilgililere ulaşması için çalışmakta ve çalışmaya devam etmektedir. Gerektiği durumda konu ile ilgili tüm paydaşlara tüm kaynakları ile destek vermeye hazırdır.

Gelecek nesillere daha güvenli ve daha yaşanabilir bir ülke bırakılması için bu bilincin ve uygulamanın arttırılması içinyönünde çalışmaların sürekli olarak yürütülmesi başta mühendislik camiası olmak üzere toplumun diğer ilgili kuruluşlarının önde gelen sorumlulukları arasında olmalıdır.