ŞUBAT 2023 DEPREMLERİNDE BİNALARI HASAR GÖREREK YIKILAN STATİK PROJE MÜHENDİSLERİNİN YARGILANMALARINDA ESAS ALINACAK BİLİRKİŞİ RAPORLARININ TEKNİK YAKLAŞIMI İLE İLGİLİ İMO GÖRÜŞÜ

1. Giriş

6 Şubat 2023 ve 20 Şubat 2023 tarihlerinde ülkemizin güneydoğusunda meydana gelen çok şiddetli depremlerde mühendislik yapılarında, özellikle bina türü yapılarda oluşan ağır hasar ve yıkımlar büyük can ve mal kayıplarına yol açmıştır.

Bunun sonucu olarak bina yapım sürecinde çeşitli görevlerde rol alan teknik elemanların işlevleri ile ilgili sorumlulukları yargı sürecinde bilirkişi raporları ile belirlenmeye çalışılmaktadır. 

Bu kısa raporda, inşaat mühendisleri tarafından yapılan statik projelerin bilirkişi raporları kapsamında değerlendirilmesinde esas alınması gerekli görülen teknik yaklaşımla ilgili TMMOB İnşaat Mühendisleri Odasının görüşü açıklanmaktadır.

Depremlerde ağır hasar alan binaların nasıl, niçin ve hangi nedenlerle yıkıldıklarının açıklanması, fevkalade karmaşık ve zor bir konudur.

A) Yıkım, taşıyıcı sistemin kurgulanması, modelleme, statik/dinamik analiz, eleman tasarımı aşamalarını içeren statik proje sürecindeki hatalardan/eksikliklerden kaynaklanabilir.

B) Yıkım, yapım ve denetim süreçlerindeki hatalardan/eksikliklerden/ihmallerden meydana gelmiş olabilir.

C) Yukarıdaki olasılıkların hiçbiri gerçekleşmemiş bile olsa bina, depremin yönetmelik sınırlarını aşan, olağandışı şiddetli bir deprem olması nedeniyle yıkılmış olabilir.

Şubat 2023 depremlerinde meydana gelen yıkımlarda yukarıda belirtilen nedenlerin birinin veya birkaçının bir arada rol oynamış olduğu muhakkaktır.

Bu kısa raporda sadece statik proje sürecinin yıkımlardaki olası etkileri ve statik proje mühendislerinin sorumlulukları irdelenecektir.

2. Binaları Hasar Görerek Yıkılan Statik Proje Mühendislerinin Sorumlulukları Nasıl Belirlenebilir?

Yargı sürecinde statik proje mühendislerinin işlevleri ile ilgili sorumluluklarının belirlenmesi bakımından hayati önemi haiz olan bilirkişi raporlarının iki amacı olması gerekir:

(a) Statik proje mühendisinin binanın inşa edildiği tarihte yaptığı proje dolayısıyla yıkımda kusurlu olup olmadığının belirlenmesi.

Bu amacın gerçekleştirilmesi için binanın inşa edildiği tarihte mühendisin yaptığı statik projenin objektif şekilde değerlendirilmesi gerekir. Burada kritik nokta, objektif değerlendirmenin nasıl yapılacağıdır. Bu konu aşağıda 2.1 ve 2.2’de irdelenecektir.

Değerlendirme sonucunda statik projede herhangi bir kusur bulunmazsa, bina depremde yıkılmış bile olsa statik proje mühendisinin yıkımdan sorumlu olmadığı sonucuna varılacaktır.

Projede kusur bulunması durumunda ise aşağıdaki konu gündeme gelecektir:

 

(b) Eğer mühendis, binanın inşa edildiği tarihte yaptığı projede kusurlu bulunursa, kusurlu olduğu hususların yıkımda ne şekilde ve ne derecede etken olabileceğinin ortaya çıkarılması

Bu amacın tam ve adil olarak gerçekleştirilmesi hiç kolay değildir.

Deprem bölgelerinde alınan çok şiddetli deprem kayıtları kullanılarak yıkılan binaların gerçek davranışını ve hangi nedenlerle yıkıldığını açıklayacak modelleme ve analizlerin gerçekleştirilmesi fevkalade karmaşık ve zordur. Her bir binanın doğrusal olmayan eleman ve sistem modellemesi ve büyük yerdeğiştirme teorisi ile zaman tanım alanında göçme analizi çok uzun zaman alabilir ve ancak bilimsel araştırmaların konusu olabilir. Kaldı ki bazı yerleşim yerlerinde yeterli sayıda ivme kaydı bulunsa bile bunlar, özellikle Antakya’da olduğu üzere, noktadan noktaya önemli ölçüde değişkenlik göstermektedirler. Diğer bazı yerleşim yerlerinde ise yeteri kadar, hatta hiç kayıt bulunmamaktadır.

Bu bakımdan, gerçek deprem kayıtları kullanılarak bu tür modelleme ve analizlerin bilirkişi incelemeleri kapsamında yapılması pratik olarak düşünülmemelidir.

Kaldı ki böyle sofistike analizler yapılabilmiş olsa bile gerçek depremin etkisi altında projeden kaynaklanmış olabilecek kusurlar, yıkıma neden olabilecek diğer kusurlarla (yapım ve denetim kusurları vs.) iç içe ve etkileşim halinde olduklarından gerçek kusurun nerede ve ne oranda olduğunu belirlemek neredeyse imkânsız olacaktır. Öyle ki statik projede bazı kusurlar olsa bile, proje dışındaki diğer kusurların ağır bastığı durumlarda bunların yıkımdaki rolü çok az olabilir, hatta hiç olmayabilir.

Bu durum karşısında, olsa olsa binanın inşa edildiği tarihte yürürlükte olan yönetmelikte tanımlanan deprem etkilerine göre yapılmış olan analizden ekstrapolasyonla proje kusurlarının yıkımı nasıl etkileyebileceği konusunda bazı çıkarımlar yapılabilir. Ancak bunlar çoğu durumda nicel olmaktan çok ister istemez nitel ve sübjektif olacaktır. Burada bilirkişinin teorik bilgisi yanında mühendislik deneyiminin yeterliliği konusu da önemli bir gereklilik olarak ortaya çıkmaktadır.

Sonuç olarak, proje kusurlarının yıkımı nasıl ve ne derecede etkilediği makul gerekçelerle açıklanamaz ise, proje mühendisinin teknik olarak sorumlu tutulması söz konusu olmamalıdır.

2.1. Kullanılması sakıncalı olan ve adil olmayan yaklaşım: Binanın inşa edildiği tarihte

       yapılan statik projenin o tarihte yürürlükte olan yönetmelikteki deprem etkilerine ve

       tasarım yaklaşımına göre değerlendirilmesi 

Bazı üyelerimiz, halen yürütülmekte olan yargı süreçleri kapsamında hazırlanan bilirkişi raporlarında, binanın inşa edildiği tarihte yürürlükte olan deprem yönetmeliğine göre yapılan statik projenin, yine aynı yönetmelikte tanımlanan azaltılmış deprem yükleri esas alınarak bilirkişilerce yapılan doğrusal elastik analiz sonuçlarına göre değerlendirildiğini ifade etmişlerdir.

Bu uygulamada, binanın inşa edildiği tarihte yürürlükte olan deprem etkilerinin esas alınması doğrudur, ancak öngörülen yaklaşımla statik proje mühendisinin yıkımdan nasıl kusurlu bulunabileceği objektif olarak değerlendirilemez.

Örneğin 20 yıl önce inşa edilen bir bina için bugün azaltılmış deprem yükleri altında yapılan doğrusal elastik analizle birkaç kolondaki donatıların eksik olduğu sonucuna varılırsa, bu sonucun kesin olduğu, 06 veya 20 Şubat 2023 depremlerinde binanın bu nedenle yıkıldığı ve bundan proje mühendisinin sorumlu olduğu sonucuna varılamaz, böyle bir değerlendirme objektif ve adil olamaz.

Çünkü birkaç kolonda zaafiyet olsa bile taşıyıcı sistem yeniden dağılım ile kendisini adapte edebilir ve zaafiyet gösteren kolonların yükü diğer taşıyıcı elemanlar tarafından paylaşılabilir.

Bilirkişi raporunda bu durumun göz önüne alınmaması ve projenin azaltılmış deprem yükleri altında doğrusal elastik analiz yöntemi ile değerlendirilmesi, proje mühendisinin binayı yıkıma götürecek kusurlarını objektif olarak ortaya çıkaran adil bir değerlendirme yöntemi olamaz.

2.2. Kullanılması önerilen rasyonel ve adil yaklaşım: Binanın inşa edildiği tarihte

       yürürlükte olan yönetmelikteki deprem etkilerine göre statik projeden beklenen

       performansın “Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme” yaklaşımı ile

       değerlendirilmesi 

Yukarıda belirtildiği üzere, azaltılmış deprem yükleri altında doğrusal elastik analize dayalı yaklaşım, bilirkişi raporlarında statik proje mühendislerinin kusurlarının belirlenmesi için kullanılabilecek adil bir yaklaşım değildir.

Adil bir sonuca varabilmek için kullanılacak yaklaşımın, proje tarihindeki yönetmelikte tanımlanan depremin etkisi altında taşıyıcı sistemin deprem sırasındaki doğrusal olmayan gerçek davranışını olabildiğince doğru biçimde temsil edebilen ve yukarıda sözü edilen yeniden dağılım’ı kendiliğinden gerçekleştirebilecek bir yaklaşım olması gerekir. Uygulanacak değerlendirme yaklaşımı, binanın mevcut dayanım ve şekildeğiştirme kapasitelerinin proje tarihindeki yönetmelik depreminin dayanım ve şekildeğiştirme taleplerine göre yeterli olup olmadığını gösterebilmelidir.

Bu amaca en uygun olan ve halen içinde bulunulan koşullarda pratik olarak kullanılması mümkün olan rasyonel yaklaşım, 2018 Deprem Yönetmeliğinin 5. Bölümü’nde tanımlanan Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme yaklaşımıdır.

Önemli olan, değerlendirmenin statik projenin yapıldığı tarihte yürürlükte olan yönetmelikte tanımlanan deprem etkilerine göre ve mevcut betonarme kesit özellikleri (donatılar dahil) dikkate alınarak yapılacak olmasıdır.

Bu bakımdan kullanılacak yöntemin, yukarıda 2(b)’de ifade edilen ve gerçek deprem kayıtları altında göçme analizini içeren yöntemle ilgisi yoktur.

Bu uygulamada 2018 Yönetmeliği, doğrusal olmayan modelleme ve analiz yöntemleri ile objektif değerlendirme kriterleri için bir kılavuz olarak kullanılacaktır.  

Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme yaklaşımı, aynı yönetmeliğin 15. Bölümü’nde mevcut binaların performanslarının değerlendirilmesi için kullanılan yaklaşımdır. Bu kapsamda belirtilmesi gereken çok önemli husus, bu tür değerlendirmenin sadece tekil eleman düzeyinde değil, aynı zamanda bina taşıyıcı sistemi genelinde de yapılması ve böylece daha doğru ve adil sonucun elde edilmesinin sağlanmasıdır.

Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme yaklaşımı kapsamında öncelikle kullanılması öngörülen analiz yöntemi, uygulamada yaygın olarak kullanılan Tek Modlu İtme Yöntemi’dir. Bu yöntem, 2018 Deprem Yönetmeliği Bölüm 5 Madde 5.5.2’ye göre Bölüm 3 Tablo 3.3’teki sınıflandırma kapsamında BYS ≥ 5 olan, diğer deyişle zeminden itibaren yüksekliği HN ≤ 28 metre olan binalar için kullanılabilir. Ancak buradaki özel durum dikkate alınarak yükseklik sınırlandırmasının HN ≤ 32 metre olarak değiştirilmesi uygun olacaktır.

Yüksekliği daha fazla olan binalar için Bölüm 5, Madde 5.7’de tanımlanan Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi kullanılmalıdır.

Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme yaklaşımının uygulanmasına ilişkin açıklamalar EK’te verilmiştir.

 

3. Sonuç

06 ve 20 Şubat 2023 depremlerinde hasar görerek yıkılan binaların statik projelerinin bilirkişi raporları kapsamında değerlendirilmesinde esas alınması gerekli görülen teknik yaklaşımla ilgili TMMOB İnşaat Mühendisleri Odasının görüşü bu kısa raporda açıklanmıştır.

Halen yürütülmekte olan yargı süreçleri kapsamında hazırlanan bilirkişi raporlarında kullanılmakta olduğu bazı üyelerimiz tarafından ifade edilen ve yıkılan binanın projesinin azaltılmış deprem yükleri altında, binanın gerçek davranışını yansıtmaktan uzak doğrusal elastik analiz sonuçlarına göre değerlendirilmesini öngören yaklaşımın sakıncalı olduğu ve adil olmadığı açıklanmıştır.

İnşaat Mühendisleri Odası olarak halen yürütülmekte olan yargı süreçleri kapsamında hazırlanan bilirkişi raporlarında izlenmesini öngördüğümüz rasyonel ve adil yaklaşım, yıkılan binanın projesinin doğrusal elastik olmayan gerçek bina davranışını çok daha doğru bir şekilde dikkate alan Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme yaklaşımıdır. Bu yaklaşımın uygulanması ile ilgili ayrıntılar rapor ekinde verilmiştir.

Ek: Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme Yaklaşımının Uygulanmasına İlişkin Açıklamalar

1. Tek Modlu İtme Yöntemi ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi 2018 Deprem Yönetmeliği’nin 15. Bölümü kapsamında kullanılmak üzere aynı Yönetmeliğin 5. Bölümü’nde tanımlanmıştır.

2. Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme kapsamında 2018 Deprem Yönetmeliği 15. Bölüme göre yapılacak performans değerlendirmesinde performans hedefi olarak tasarım deprem düzeyi altında 2018 deprem yönetmeliğindeki tanıma göre kontrollü hasar (KH) performans düzeyinin sağlanması esas alınmalıdır.  

3. Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme kapsamında modelleme ve analizler, objektiflik açısından tüm dünyada standart olarak kabul görmüş bulunan uluslararası yazılımlar ile yapılmalıdır.

4. Değerlendirmeler yıkılan binalar için yapılacağından 2018 Deprem Yönetmeliği Bölüm 15’te Madde 15.1.6’nın uygulanması söz konusu değildir.

5. Analiz ve değerlendirme aşamalarında beton ve çelik malzeme dayanımları olarak, binanın inşa edildiği tarihte yapılan projede kullanılmış bulunan malzeme sınıfları için 2018 Deprem Yönetmeliği Bölüm 5’te Tablo 5.1’e göre hesaplanan beklenen (ortalama) dayanımlar kullanılmalıdır.

6. 2018 Deprem Yönetmeliği 5. Bölüm’de tanımlanmış olmamasına rağmen betonarme elemanlar için gevrek kesme mafsalı (shear hinge) uygulaması yapılarak kesme kuvveti kapasitesine ulaşan kolonların belirlenmesi sağlanmalıdır.

7. Tek Modlu İtme Yöntemi ile değerlendirmede depremin modal yerdeğiştirme talebi, 2018 Deprem Yönetmeliği EK 5B’de Madde 5B3’e göre tasarım depremine ait elastik ivme spektrumundan yararlanılarak hesaplanmalıdır. Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi ile yapılacak analizde kullanılacak ivme kayıtları da aynı spektruma göre seçilmelidir. Tasarım depremi, binanın inşa edildiği tarihte yürürlükte olan yönetmelikte tanımlanan depremdir.

Tasarım spektrumu olarak 1997 ve 2007 Deprem Yönetmeliklerindeki ivme spektrumları aynen kullanılabilir. 2018 Yönetmeliği’nde DD-2 deprem düzeyine ait ivme spektrumu kullanılacaktır. Elastik spektrumun tanımlanmadığı 1975 deprem yönetmeliği için üretilen eşdeğer elastik ivme spektrumuna ait ifadeler aşağıda verilmiştir:

Sae(T) = 0.636 S      ;     S = 1 /│0.8 + T – To│≤ 1

Zemin hakim periyodu To zemin sınıfları I, II, III ve IV için sırası ile 0.25, 0.40, 0.60 ve 0.80 saniye alınacaktır.

8. Betonarme elemanların kesit birim şekildeğiştirme ve plastik dönme sınırları 2018 Deprem Yönetmeliği Bölüm 15’te Madde 15.7.1’e göre tanımlanmalıdır.

9. Şekildeğiştirmeye Göre Değerlendirme kapsamında sadece tekil eleman düzeyinde değil, aynı zamanda bina genelinde performans değerlendirmesi yapılması, bu yaklaşımın doğru ve adil sonuç elde edilmesini sağlayan özelliğidir. Kontrollü hasar (KH) performans düzeyi için, sünek davranış gösteren elemanlar için bina bazında performans değerlendirmesi 2018 Deprem Yönetmeliği Bölüm 15’te Madde 15.8.4’e göre yapılmalıdır.

10. Tek Modlu İtme Yöntemi’nin kullanılması ile ilgili olarak 2018 Yönetmeliği’nin 5. Bölümü’nde Madde 5.6.2.2’de tanımlanan kısıtlamaların yıkılan binalar için yapılacak değerlendirmelerde uygulanmasına gerek yoktur.

11. Tek Modlu İtme Yöntemi kapsamında itme (pushover) analizi, binanın iki asal doğrultusu için ayrı ayrı yapılmalıdır. Yatay yük dağılımı, ilgili doğrultudaki hakim titreşim mod şekli ile orantılı olacak şekilde tanımlanmalıdır.