Geçmiş depremlerden elde edilen istatistiklere göre, taş, tuğla ve kerpiç blokların örülmesiyle oluşturulan donatısız yığma yapılar, genelde büyük bir deprem sırasında ciddi hasar görmektedir. [1] Malzeme ve yapım kalitesi düşük olan köy yapılarında orta büyüklükte bir depremde bile büyük hasar ve can kaybı oluşmaktadır. İran'ın kırsal bölgelerindeki yapıların yaklaşık % 88'i yığma yapıdır. Silakhor bölgesindeki köylerde de yapıların büyük bir bölümü, donatısız yığma yapıdır.

Bu bölgedeki yığma yapılarda kullanılan ana yapım malzemesi, kerpiç blok ve tuğladır. Kerpiç bloklar kerpiç harcı (balçık), tuğla ise çimento harcı ile bağlanmaktadır. Döşeme ve çatı olarak ahşap kirişli toprak dam ya da çelik kirişli volta döşeme kullanılmaktadır. Bu tip yapılar genellikle sadece düşey kuvvetler dikkate alınarak inşa edilmiştir. Yatay deprem yüklerine dayanım bağlamında özel bir tasarım uygulanmadığı için, bir deprem sırasında yatay yükler etkisiyle duvarlar kesme kuvvetleri ve eğilme momentlerine maruz kalır. Deprem yüklerinin artması duvarlarda ve duvarların birleşim yerlerinde çatlaklara ve ayrılmalara yol açar. Nisan 2006’da Silakhor’da meydana gelen deprem, bölgedeki yapılarda, özellikle kırsal alanlardaki yığma yapılarda büyük hasarlara yol açmıştır. Bu hasarların boyutu bazı köylerde o kadar büyük olmuştur ki, köyün başka bir alanda yeniden yapılmasına karar verilmiştir.

Bu makale, bölgedeki yığma yapılarda oluşan hasarların tipleri ve oluşum nedenlerinin tespiti üzerine yapılan çalışmayı aktarmaktadır.

DUVAR DÜZLEMİNE DİK ETKİYEN YATAY KUVVETLERİN OLUŞTURDUĞU HASARLAR

Duvar düzlemine dik yatay kuvvetler genellikle eğilme çatlaklarına yol açmaktadır. Üzerine çatı ya da döşeme kirişlerinin oturduğu yığma taşıyıcı duvarların düzlemine dik gelen yatay yüklere karşı dayanımı, düşey yüklerin fazla olması ve döşeme ya da çatı kirişleri ile yatayda bağlanması nedeniyle, üzerine kiriş oturmayan taşıyıcı olmayan duvardan daha iyidir. [2] Bu tip hasarların oluşumunda duvarın narinliği (yükseklik/kalınlık oranı) ve döşeme, çatı ve yan duvarlarla bağlantı biçimi çok etkili olmuştur.

Duvarın Düzlem Dışında Binadan Ayrılması

Bu tip hasarlar daha çok, üzerine kiriş oturmayan taşıyıcı olmayan duvarlarda meydana gelir. Duvar düzlemine dik gelen yatay yükler, duvarın eğilmesine neden olmuştur. Duvar düzlemine dik bir desteğin bulunmaması, döşeme veya çatıyla bağlantısının zayıf olması ya da kendisine dik duvarlarla bağlantısının zayıf olması nedenleri ile duvarın alt kısmında yatay çatlaklar oluşmuş ve duvar binadan ayrılmıştır. (Resim 1) Deprem sarsıntılarının artması ile bazı duvarlar devrilmiştir.

Duvar Düzlemine Dik Eğilme Çatlakları ve Kırılmalar

Duvarın kalınlığı, uzunluğu ve çatı, döşeme ya da yan duvarlarla bağlantı biçimine göre, düzlemine dik kuvvetlerin eğilme etkileri nedeniyle oluşan çatlaklar ve kırılmalar farklı olabilir. Narin, yüksek ve uzun duvarlarda genelde duvarın ortası ya da alt kısmında yatay çatlaklar ve kırılmalar oluşmuş ve bazı duvarlar yıkılmıştır. (Resim 2) Bu tip kırılmalar, avlu duvarı gibi tekil ve taşıyıcı olmayan duvarlarda da görülmektedir. Birbiriyle kesişen duvarlarda, kuvveti düzlemine dik alan duvarın sallanması; kuvveti duvar doğrultusunda alan duvarın daha rijit davranması ve iki duvar arasındaki bağlantının zayıf olması nedeniyle duvarların kesişme noktalarında düşey çatlaklar ve kırılmalar oluşmuştur. (Resim 3, 4)

Yan duvarlarla bağlantısı iyi olan, ancak yatay narinliği (uzunluk/kalınlık oranı) fazla olan bazı duvarlarda ise orta kısımda düşey çatlaklar görülmektedir. (Resim 5)

Yatay narinliği çok olan bazı duvarlarda, düzlemine dik yüklerin etkisiyle duvarın alt kısmında, yatay ve duvar birleşim noktalarına yakın bölgelerde düşey ya da diyagonal çatlaklar birlikte oluşmuş, sarsıntıların artması ve devamı ile duvar devrilmiştir. (Resim 6)

DUVAR DÜZLEMİ DOĞRULTUSUNDA ETKİYEN YATAY KUVVETLERİN OLUŞTURDUĞU HASARLAR

Yığma malzemenin çekme kuvvetlerine dayanımının az olması ve duvar düzlemi doğrultusunda etkiyen yatay yükler genelde diyagonal kesme çatlakları ve kırıklar oluşturur. (Resim 7, 8)

Kapı ve pencere boşlukları bulunan duvarlarda, boşluk aralarında ve boşlukların üst kısmında bu tip kesme çatlaklarına sık rastlanır. Ancak pencerenin üstü ve altındaki duvar parçası bütünüyle bağlanmayacak şekilde derz oluşturarak örülmüş ise bu tür çatlaklar oluşmaz. [3] (Resim 9). Duvar düzlemi doğrultusunda etkiyen yatay yükler derz oluşturulmamış boşlukların üst ve alt köşelerinde oldukça yoğunlaşır ve kesme çatlakları oluşturur. Bu çatlaklar genelde diyagonaldir. (Resim 10)

Boşlukların birbirine ya da yan duvara yakın olduğu durumlarda bu tip çatlaklar ciddi hasarlara yol açmıştır. Yükseklik-kalınlık oranı fazla olan duvarlardaki boşluklar arasında duvarların üst ve alt kısmında genelde yatay eğilme çatlakları görülmektedir. (Resim 11)

Duvarın düzlemi doğrultusundaki yer değiştirmeler genellikle yapı stabilitesini tehlikeye sokmaz. [4] Ancak deprem sarsıntıları devam ettikçe bu çatlaklar kesişir ve duvarda bağımsız parçalar oluşur. Bu parçaların yer çekimi etkisiyle düşey yer değiştirmesi sonucu ciddi hasarlar oluşabilir.

BİNA KÖŞELERİNDE OLUŞAN HASARLAR

Duvarların birleştiği yerlerde yatay yüklerden kaynaklanan gerilmeler yoğunlaşır. Duvarlar arasındaki bağlantının zayıf olması durumunda hasar oluşur. Birbirine dik duvarların karşılıklı etkileşiminden kaynaklanan düzlem dışı çekme ve eğilme etkileri, genelde düşey ya da diyagonal çatlak ve kırılmalara yol açar. İki duvar arasındaki bağlantının serbest kalması nedeniyle yapı köşesi dengesiz bir duruma gelip, dışa doğru devrilebilir. Bu tip hasarlar narin duvar köşelerinin birçoğunda görülmektedir. (Resim 12, 13)

Diyagonal ve düşey çatlakların birleşiminden oluşan hasarlar, kesişen duvarların birinde düzlemi doğrultusunda, diğerinde de düzlemine dik etkiler oluşturduğu için ortaya çıkar. Düşey çatlağın derinleşmesi ve ardından kırılması durumunda, duvarlar arasındaki bağlantı kopar ve diyagonal çatlaklardan oluşan bağımsız parçalar, yatay yükler ve yer çekiminin etkisiyle kayıp devrilir. (Resim 14)

ÇATI VE DÖŞEMEDE OLUŞAN HASARLAR

Örtü sistemi ve duvarlarla olan bağlantı şekli, yapının deprem performansını etkileyen önemli faktörlerden biridir. Yığma yapılarda çatı ve döşeme sisteminin duvarlara iyi bağlanmaması, deprem sırasında birçok ciddi hasarın ana nedeni olmuş ve can kaybına yol açmıştır. Döşeme ve çatı örtüsünün rijitliği, bütünlüğü ve taşıyıcı duvarlarla bağlantı biçimi, deprem sırasında duvarları birarada tutması ve çatının göçmemesi için çok önemlidir.

Silakhor depreminde döşeme sistemlerinde hasara sebep olan en önemli neden, döşeme kirişlerinin duvara bağlanmaması ve örtü yüzeyinin rijit davranmamasıdır. Bu nedenle döşemeyi oluşturan yapı elemanlarının birbirinden ayrılması ve yer değiştirmesi sonucu birçok binada döşemenin bazı bölümleri veya tümü yıkılmıştır. (Resim 15, 16)

Döşeme sisteminin ağırlığı, bu yapılarda hasara sebep olan nedenlerden birisidir. Döşeme ağırlaştıkça döşemeden duvarlara aktarılan yatay yüklerin etkisi de artar ve duvarda hasarlara neden olur. Çatı ve duvar arasındaki bağlantının zayıf olduğu duvarlarda bu etki, duvarın yıkılmasına ve çatının göçmesine sebep olmuştur. Döşeme ile duvar arasındaki bağlantının güçlü olduğu yapılarda ağır çatıdan aktarılan yatay yükler duvarın üst kısmında yatay kesme çatlakları oluşturmuştur. (Resim 17)

Silakhor'un kırsal bölgelerinde döşeme ve duvarlar arasındaki bağlantının iyi olmaması, birçok binanın yıkımına sebep olmuştur. Düz örtüsü olan yapılarda ahşap ya da çelik kirişlerin duvar üzerine oturan bölümünün kısa olması veya duvarla bağlantılarının zayıf olması sonucu, deprem sırasında kirişler duvardan ayrılmıştır. Sarsıntıların devamı, kirişlerin mesnetten kayıp düşmesine, dolayısıyla döşemenin bölgesel ya da tamamen yıkılmasına yol açmıştır. (Resim 18)

SONUÇ

Yapılan çalışma sonucu Silakhor depreminde yapıların deprem performansını olumsuz etkileyen ve hasara yol açan faktörler şöyle saptanmıştır:

• Duvarın düşey narinliğinin (yükseklik/kalıklıkoranı) fazla olması.
• Duvarın yatay narinliğinin (uzunluk/kalınlık oranı) fazla olması.
• Mesnetlenmemiş duvar uzunluğunun çok olması.
• Duvardaki boşluk oranının çok olması.
• Duvardaki boşlukların birbirine veya köşelere yakın olması.
• Kesişen duvarlar arasındaki bağlantının zayıf olması.
• Döşeme ya da çatı kirişlerinin duvara iyi bağlanmaması.
• Çatı ya da döşemeyi oluşturan yapı elemanlarının birbirine iyi bağlanmaması.
• Çatının oldukça ağır olması.
• İşçiliğin zayıf olması.

Bu tür kırsal yapıların, kullanıcıların uygulayabileceği biçimde depreme dayanıklı tasarımlarının geliştirilmesi önemlidir.

Jalal Salek Zamankhani

Islamic Azad University, Tebriz Şubesi, Mimarlık Fakültesi, İran

Görün Arun

Prof. Dr., YTÜ Mimarlık Bölümü

NOTLAR

1. Statistical Centre of Iran, 2007.

2. Razani, 1986, ss.133-138.

3. Arun, 2009.

4. Arun, 2005.

KAYNAKLAR

Arun, G. 2005, "Yığma Kagir Yapı Davranışı", Yığma Yapıların Deprem Güvenliğinin Artırılması Çalıştayı, ODTÜ, Ankara.

Arun, G. 2009, "Yığma Yapı Tanımı ve Yapısal Davranışı", İMO Meslek İçi Seminer Notları, İstanbul.

Eshghi, S. ve M. Zaree, 2005, "Preliminary Reconnaissance Report on December 26, 2003 Bam Earthquake", International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tahran.

Moghadam, A.S. 2006, "Visual Report on 2006 Silakhor Earthquake", International Institute of Earthquake Engineering and Seismology, Tahran, ss.51-75.

Naseer, A., A. Naeem Khan, Z. Hussain vd. 2007, “Behavior of Masonry Buildings in Muzaffarabad During October 08, 2005 Earthquake", 5. Uluslararası Sismoloji ve Deprem Mühendisliği Konferansı, Tahran, s.36.

Razani, R. 1986, "İran’ın Geçmiş Depremlerinin Yığma Yapılara Etkisinden Dersler", Depremin Mevcut Binalara Etkileri Konusunda Eğitim Semineri, İran Yapı ve Konut Araştırmaları Merkezi Yayınları, Tahran, ss.133-138.

SCI, Statistical Centre of Iran, 2007, Housing Statistics. Internet: www.sci.org.ir (20 Haziran, 2007)