Deprem Ve Prefabrikasyon

Ülkemizde endüstri yapılarının büyük çoğunluğu beton prefabrikasyon teknolojisi kullanılarak inşa edilmiştir. Özellikle 1998 yılında gerçekleşen Adana Ceyhan ve 1999 yılında gerçekleşen Gölcük ve Düzce depremlerinde, bölgedeki prefabrike endüstri yapıları büyük bir sınav vermiş, diğer inşaat sistemleri gibi prefabrikasyon sektörü de bu sınavdan bazı dersler almıştır.


2007 yılında yürürlüğe giren Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (TDY 2007) prefabrike binalarla ilgili önemli şartlar getirmiştir.


Bu şartların en önemlilerinden biri, Taşıyıcı Sistem Davranış Katsayısı, R’dir. R katsayısı, kısaca açıklamak gerekirse, binanın deprem sırasında göstereceği sünekliği (deprem enerjisini sönümleme yeteneği) temsil eder. Bir başka deyişle, binanın ağırlığına, kullanım amacına, karakteristik periyoduna ve deprem bölgesine göre hesaplanan deprem kuvveti, bu katsayıya bölünerek azaltılır. Bu katsayı, TDY 2007 Tablo 2.5’te verilmiştir. R katsayısı, örneğin “deprem yüklerinin tamamının çerçevelerle taşındığı binalar” için 8 iken, ’ters sarkaç’ olarak ifade edilen üstten mafsallı kolonlara sahip klasik endüstri binaları için 3’tür. Bunun anlamı, elemanları arasındaki bağlantı tipi hariç (mafsallı-moment aktaran) aynı özellikteki iki binadan, prefabrike olanına 8/3=2.67 kat daha fazla deprem yükü uygulanmasıdır. Bu, prefabrike binanın daha kötü performans sergileyeceği anlamına gelmez; prefabrike binanın aynı performansı göstermesi için binaya 2.67 kat daha fazla deprem kuvveti uygulanıp buna göre tasarlanması anlamına gelir. Bu katsayı, 1998 Deprem Şartnamesi’nde 5 iken, 2007 Şartnamesi’nde 3’e indirilmiştir. Yani, meydana gelen büyük depremlerden sonra yapılan akademik çalışmalar sonucunda, bu katsayı 1.67 oranında arttırılmıştır.


2007 Deprem Şartnamesi’nde prefabrike yapıları ilgilendiren bir diğer önemli şart, Madde 2.10.1.3’te belirtilen etkin göreli kat ötelemesi sınırıdır. Bu sınır, binanın kolonunun tepe ötelenmesi oranını, yüzde 2 ile sınırlar. Prefabrike yapıların tasarımı yapılırken, kolon boyutlarının bu şart dikkate alınarak belirlenmesi, yapının deprem performansı açısından oldukça önemlidir. Bu şarta uyulması, prefabrike bina kolonlarının fazla deplasman yapmasını ve yukarıdaki paragrafta anlatılan sorunların oluşma riskini önler.


Daha once belirttiğimiz gibi, prefabrike binalarda deprem sonrası gözlenen az sayıdaki hasar tiplerinin en önemlisi, elemanların birbirlerine bağlantılarındaki yetersizliklerdir. Aşağıda tipik bir kolon-makas bağlantısı verilmiştir. (Karışıklığı önlemek için, makas-kolon bağlantısı dışındaki detaylar gösterilmemiştir):

Tipik Sanayi Yapısı Kesiti

Makas İmalat Resmi - Makasta Montaj Deliği

Kolon İmalat Resmi - Kolonda Montaj Pimi

Kolon - Makas Birleşimi (Yan Görünüş)

Kolon - Makas Birleşimi (Plan Görünüş)

Yukarıdaki şekillerden de anlaşılacağı gibi, prefabrike elemanlarda makas-kolon birleşimi başta olmak üzere aşık-makas, oluk-kolon gibi bağlantılar, genellikle bir elemandan çıkan pimin diğer elemanda bırakılan deliklerin içinden geçmesi ve montaj bittikten sonra bu deliklerin özel harçlarla doldurulmasıyla teşkil edilir. Çoğu zaman, bağlantıyı sağlama almak için, kolon guselerinden çıkan pimlerin ucuna diş açılır ve montajdan sonra bu pimler yukarıdan somunlanır.

TDY 2007 Madde 3.12.1 “Kaynaklı olarak yapılan mafsallı bağlantılar, Bölüm 2’ye göre depremden oluşacak bağlantı kuvvetlerinin en az 2 katını, diğer mafsallı bağlantılar ise 1.5 katını taşıyacak yeterli dayanıma sahip olacaklardır” der.

Bu bağlantıların hesabı yapılırken, deprem kuvvetleri 1.5 ile çarpılır. Bu kuvvetin makastan kolona güvenli bir şekilde aktarılması için, kuvveti aktaracak pim çapının ve kolona ankre olacak (içine girecek) boyunun, daha sonra delikle pim arasında kalan boşluğa doldurulacak harcın mukavemet ve ankraj özelliklerinin çok iyi analiz edilmesi ve tasarlanması gerekir. Prefabrike binalarda daha once sözünü ettiğimiz bağlantı sorunları, bu bağlantının mühendislik ilkelerine uygun tasarlanmaması veya uygulanmamasının sonucudur.

Eğer bu bağlantılar gerektiği gibi tasarlanmazsa, deprem yüklerinin etkisiyle pimler kopabilir, delikteki harçtan ya da kolondan kurtulup kirişlerin yere düşmesine sebep olabilir. Ancak, eğer gerekli özen gösterilirse, deprem sırasında bu bağlantılarda hiç bir sorun yaşanmaz. Mühendislik ilkelerine göre tasarlanan ve uygulanan her bina, tasarlandığı şiddette bir depremde daima iyi performans gösterir.

Bilinmelidir ki, her yapı sisteminin iyi bir deprem performansı göstermesi için dikkat edilmesi gereken konular vardır. Eğer gerekli özen gösterilmezse, bütün yapı sistemleri risk altındadır. Ancak, yukarıda anlattığımız bütün bu bilgiler ışığında söyleyebiliriz ki, bu detaylara özen gösterilir, tasarım ve uygulama aşamalarında dikkat edilirse, prefabrikasyon, özellikle endüstri yapılarında en ekonomik, en güvenli ve en hızlı inşaat metodu olarak alternatiflerine ezici bir üstünlük sağlar.


AAS & ATAY olarak, prefabrikasyon konusunda profesyonel-akademik kariyer sahibi kadromuzla, prekast beton mühendisliği alanındaki tüm gelişmeleri yakından takip ediyor, bugüne kadar tamamladığımız tüm projelerde olduğu gibi, prefabrikasyon sektöründe kalite üretmeye devam ediyoruz.