Mimar Sinan'a kadar uzanıyor! Depreme dayanıklı binanın 3 sırrı: Radye temel, sismik izolatör, tünel kalıp
Yaşanan deprem felaketi sonrası hasar tespit çalışmaları sürüyor. Bu süreçte az, orta ve çok hasarlı binaların yanında hiç hasar almayan yapıların ayakta kalmasının sırrı ise büyük bir merak konusu. TOKİ evleriyle gündeme gelen radye temel ile tünel kalıp sistemi ve sismik izolatör depreme karşı dayanıklılıkta ne tür bir fonksiyona sahip? Osmanlı Devleti’nin baş mimarı Mimar Sinan'dan bugüne gelişerek uzanan teknolojiyi uzmanlara sorduk.
Zeynep Dilara Akyürek / Milliyet.com.tr - Başta merkez üssü Kahramanmaraş olmak üzere 11 ilde ciddi bir yıkıma yol açan deprem felaketi yaşadığımız evlerde ne denli güvende olduğumuzu sorgulattı. Deprem bölgesinden servis edilen fotoğraflar, videolarda gördüğümüz olduğu yerde göçmüş, yan yatarak yıkılmış ya da devrilmiş binaların ardındaki sorun ise çokça tartışıldı. Yapıların inşa edildiği zeminin önemini, arazi ve laboratuvar deneyleriyle başlayan süreçle anlatan İTÜ İnşaat Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Recep İyisan, "Arazi ve laboratuvar incelemeleri sonrasında zeminin güvenle taşıyabileceği yük, yapı yükleri altında oluşabilecek ani ya da zamana bağlı oturma davranışı, öngörülebilecek depremler sırasında yapısal hasara neden olabilecek taşıma gücü kaybı, zemin büyütmesi ve sıvılaşma riski belirlenir" dedi. "Zemin davranış özellikleri belirlendikten sonra temel tasarımına geçilir ve uygun temel sistemi ile yapı inşa edilir" diyen Prof. Dr. İyisan, "Temel zemininin yapı yüklerini yeterli güvenlikte taşıyamadığı durumda veya oturmaların izin verilen sınırların üstünde olması durumunda derin temel veya uygun zemin iyileştirme yöntemlerine başvurulur" diye konuştu.
NEDEN BAZI BİNALAR YAN YATIYOR?
Farklı şekillerde yıkılan yapılarda zemin özelliklerinin dikkate alınmasının önemini vurgulayan Prof. Dr. Recep İyisan, bazı binaların göçmeden yan yatmasının birçok faktöre bağlı olabileceğini belirterek şunları söyledi:
"Farklı şekillerde yıkılan yapılarda zemin özelliklerinin dikkate alınması önemli. Kolonları göçerek tüm katların üst üste gelerek göçen binalarda yapıya etki edecek deprem kuvvetlerini karşılayacak şekilde bir taşıyıcı sistem tasarımı yapılmadığı görülür. Yapı sahasındaki zemin özellikleri, zemine uygun temel sisteminin seçilmemesi, beton ve inşaat demiri kalitesi, kolon kiriş birleşimlerindeki zayıflık, alt katlarda kolon kesilmesi gibi faktörler göçmelere neden olur. Bazı binaların göçmeden yan yatmış olmasının zemin ve temel ilişkisinden kaynaklandığını söyleyebiliriz. Bu tip binalarda bodrum katı olmadığı ve temel gömülme derinliğinin çok az olduğu dikkat çekici. Yan yatmış binalarda bodrum katı olsaydı böyle bir devrilme olmayabilirdi."
TEMELLERİ MİMAR SİNAN'A DAYANIYOR
Farklı zeminlerde kullanılan temel teknikleri yapıların depreme dayanıklılığı açısından önemli bir yere sahip. Deprem sonrası gündeme getirilen konulardan biri de Mimar Sinan’ın asırlardır dimdik ayakta duran yapılarının sırrı oldu. Mimar Sinan'ın deprem teknikleri üzerine çalışmalar yapan Mimarlık Tarihçisi Prof. Dr. Zeynep Ahunbay şunları aktardı:
"Süleymaniye Camii gibi büyük kubbeli ve önemli yapılarda temeller derine inen geniş taş duvarlar şeklindedir. Köprü gibi akarsu üzerinde inşa edilen yapılarda ise ahşap kazıklar üzerine payandalarla desteklenen kargir (yığma yöntemi ile yapılan yapılar) temeller kullanılmıştır. Büyük taş bloklarını depremde yerlerinde kalabilmeleri, birbirine bağlayan kenetlerin sağlamlığına, sütun kaidelerini, başlıklarını altındaki ve üstündeki elemana tutturan zıvanaların varlığına bağlıdır. Mimar Sinan yapılarında temellerin sağlam zemine oturmalarını sağlamak yanında duvarları, sütunları, kubbeleri taşıyan ayakları, kemerleri birbirine bağlamış ve kubbeleri desteklemek için gerekli payanda, gergi sistemlerini kullanmıştır."
BU TEKNİKLER ŞİMDİ DE KULLANILABİLİR Mİ?
Peki Mimar Sinan'ın teknikleri günümüzde de kullanılabilir mi? Büyük depremlere dayanan tarihi yapıların inşasında başvurulan teknikler bugün hâlâ inşaat sektöründe geçerliliğini koruyor mu? Prof. Dr. Zeynep Ahunbay, "Kargir, yani yığma yapı yapmayı gerektiren bir durum olursa, eski sistemler kullanılabilir ancak günümüz teknikleri daha hızlı ve ekonomik çalışmaya olanak veriyor. Bugün kargir yapı sistemi yerine betonarme, çelik sistemleri yaygın olarak kullanılıyor. Yeni yapım sistemlerinin de güvenli tasarım kuralları, ayrıntıları var. Önemli olan mühendislerin yere, projeye uygun taşıyıcı sistemi seçip projelerini ona göre hazırlayıp uygulamasıdır" açıklamasını yaptı.
RADYE TEMEL, SİSMİK İZOLATÖR, TÜNEL KALIP
Mimar Sinan'dan asırlar sonra yeni yöntemlerle inşa edilen, büyük depremlere meydan okuyan yapılar ise başarılı bir teknoloji ve mühendisliğin ürünü. Depreme dayanıklı binalar inşa edilirken kullanılan bu teknolojiler arasında en konuşulan üç başlık da radye temel, sismik izolatör ve tünel kalıp. Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Şevket Ateş tüm detaylarıyla anlattı:
1- RADYE TEMEL: Bina tabanını tamamen temel sistemi olarak yapılmasıdır. Kolonlar arasında kirişlerle bağlanarak da yapılması halinde ‘kirişli radye temel’ olarak isimlendirilir. Temel sistemi seçilirken sondajlı zemin etüt raporuyla binadan temele aktarılan yüklere bağlı kalınır. Depreme dayanıklı yapı için sadece temel sisteminin sağlamlığı yeterli değil, üst yapının da depreme dayanıklı olarak inşa edilmesi ve yönetmeliklere bağlı kalınması da önemli. Ancak zemin de sıvılaşma olması halinde radye temel olması da yeterli değil. Bu durumda çeşitli (jet grout: yüksek basınç altında çimento su karışımının zemine enjeksiyonu ile kolon oluşturularak yapılan bir pekiştirme tekniği) yöntemlerle zemin iyileştirilmesi yapılması gerekiyor. Sağlam tabakanın derinde olması halinde ‘kazıklı radye temel’ yapılarak yapıdan gelen yükler derin temel sistemiyle daha derindeki ana kayaya iletilmeli. Jeoloji mühendislerinin iyi bir zemin etüt raporunu hazırlayarak inşaat mühendislerine sunmaları hayati öneme sahip.
'17 AĞUSTOS SONRASI ATATÜRK HAVALİMANI'NDA DA KULLANILDI'
Sarsıntıyı ve binanın deprem yükünü ciddi oranda azaltan sismik izolatörler nasıl çalışıyor? Var olan yapılara da eklenebilir mi?
2- SİSMİK İZOLATÖR: 1990'lı yıllarda uygulanmaya başlanan modern izolatör sistemleri Türkiye’de de köprü ve binalarda kullanıldı. Bina temeli ile kolonlara arasına yerleştirilen bu izolatörler kauçuk esaslı ve sürtünmeli olarak imal ediliyor. Sağlık Bakanlığı hastane binalarında bu iki çeşidi de kullanıyor. Deprem yükünü azaltarak yapıya aktaran izolatörlerle inşa edilen hastane binaları son depremlerde hasar dahi almadı. Bu son depremlerde gerçek performanslarını yakından gördüğümüz sismik izolatörlerin deprem açısından kullanımlarının kaçınılmaz olduğunu gördük. İzolatörler yeni binalarda olduğu gibi eski binalarda da uygulanabiliyor. 1999'daki Gölcük Depremi'nden sonra Atatürk Havalimanı'nında bu sistem sonradan uygulandı. Her bir kolonun altına bir tane olacak şekilde yapıldığından kolon sayısı kadar izolatör yerleştirilebiliyor. Perde duvarlarda ise her bir perde boyuna bağlı olarak en az iki adet uygulanıyor. Maliyeti de binanın yapım maliyetinin yüzde 10 ila yüzde 15'ine ortalama olarak karşılık geliyor. Ancak yumuşak zeminlerde sistemin etkisi azalıyor. Birbirine bitişik binalara ise sonradan eklenemiyor.
'TÜM BİNALARDA TÜNEL KALIP UYGULANABİLİR AMA MALİYETLİ'
Depreme dayanıklılık noktasında radye temel gibi tünel kalıp sisteminin de etkili olduğu belirtilmişti. Prof. Dr. Şevket Ateş, TOKİ’yi örnek göstererek tünel kalıp sistemini açıkladı.
3- TÜNEL KALIP: Tünel kalıp sistemler betonarme perde duvar ve döşemelerden oluşuyor. Perde duvarlar yatay deprem kuvvetini karşılar. Betonarme sistemli binalarda ise düşey taşıyıcı eleman olarak kolon ve perdelerden oluşur. Aralarında ise bölme duvarlar vardır. Depremlerde bu duvarlar yeterli dayanıma sahip olmadıkları için hasar alır. Aksi halde deprem yükünü karşılamada betonarme taşıyıcı sisteme katkı sunarlar. TOKİ tarafından yapılan tünel kalıp sistemlere sahip binalarda denetimler iyi ve beton dayanımları da projede belirtilen değerlerde olduğu için daha başarılı oluyor. Bu denetimler tüm binalarda sağlanması halinde benzer başarılar elde edilir. Tünel kalıp sistemler beton ve çelik kullanımı açısından daha maliyetli oluyor.
