Depreme Karşı Yeni Yöntem

Orta Doğu Teknik Ünversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Güney Özcebe'nin başında olduğu akademisyenler depreme karşı yeni bir güçlendirme yöntemi buldu. Boğaziçi Üniversitesi, İstanbul Teknik Üniversitesi ve Kocaeli Üniversitesi'nin de iş birliği yaptığı çalışma ile insanları evlerinden çıkarmadan evleri güçlendirmek artık mümkün. NATO'dan da destek bulan çalışmada çeliğe göre çok daha güçlü 0.1 milimlik karbon lifli polimerler kullanılıyor. Aslında bu malzeme daha önce de güçlendirme çalışmalarında kullanılıyordu ancak burada yöntem tamamen değişti. Karbon lifli polimerler evlerin iç duvarlarına çaprazlama monte ediliyor ve binaların çökmesi engelleniyor. ODTÜ İnşaat Bölümü üyeleri Prof. Güney Özcebe ve ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Barış Binici ile yaptığımız röportajın ayrıntılarını aşağıda okuyabilirsiniz...  

- Normalde güçlendirme nasıl yapılır?

Binanın belli duvarlarını kaldırıp oraya yeni betonarme duvarlar oturtup bir temele bağlarsınız. Yani sistemi dört ayaklı bir masa halinden çıkarıp kenarları doldurulmuş ve kutu şekline çevrilmiş bir masa haline getirirsiniz. Sistemi daha sağlam ve  daha katı hale getiren ve yıkılmaktan kurtaran bir uygulama. Biz buna betonarme dolgu duvar uygulaması diyoruz.

- Dezavantajı nedir?

Bu uygulama kesinlikle binanın boş olmasını gerektirir. Yani bina güçlendirilirken içeridekiler gidecek başka bir yerde oturacak. Kullanımda olan bir binanın bu yöntemle güçlendirilmesi çok zor, hatta imkansız...

- Peki siz ne yaptınız?

Bizim araştırmalarımız Türkiye'ye özgü bir yöntem belirlemekle başladı. 1999 depremine kadar elimizde böyle bir yöntem yoktu ve dünyadaki yöntemler de bize çok uygun değil. Çünkü bizde denetim sıkıntısı var. İnşa edilen bina yapıldığı dönemki yönetmelik hükümlerini bile sağlamıyor çoğu zaman. ABD'de adam binanın hangi yönetmeliğe göre yapıldığına bakıyor ve bina hakkında karar veriyor. Bizde ise hangi yönetmeliğe göre yapılırsa yapılsın ne kadar denetlendiğini bilmiyorsunuz. Sizin kendinize göre bir tedavi şekli belirlemeniz lazım. Biz de tüm ilgi odağımızı Türkiye'deki zayıflıkları çerçeveleyerek belirledik.

- Projenin tam adı nedir?

Mevcut yapıların depremden zarar görürlüklerinin belirlenmesi ve şüpheli yapıların güçlendirilmesi.

Hedefimiz, yapılar adam öldürmesin

- Tam olarak neyi hedefliyorsunuz?

Binayı kale gibi yapamazsınız, hedef o değil. Zaten bütün bu yapıları depremde hiç hasar görmeyecek şekilde onarmak hem ekonomik değil hem de gerek yok. Çünkü bu yapıların bir kısmı zaten 20-30 senede ömrünü tamamlayacak.

Hedef şuydu: Adam öldürecek yapıların göçmesini önlemek. Öyle bir güvenlik seviyesi ki gerekirse depremden sonra icabında o yapıdan vazgeçebilelim ama yapı depremde göçerek topluma bir acı yaratmasın. Biz buna yönelik önlemler araştırmaya başladık. Ama evlerde hayat devam ederken bir şey yapmak lazım. Bu nedenle insanlara en az rahatsızlığı vererek binanın göçmesinin engellenmesine yönelik metotlar araştırdık.



1 milimlik bir malzeme

- Bulduğunuz metot nedir?

Karbon lifli polimer uygulaması. 1 milimlik bir malzeme ama çelikten 4-5 kat hafif, üstelik 7-8 kat daha sağlam. Özellikle havacılık ve savunma sanayinde çok sık kullanılıyor. Mesela kalkan olarak uçak kanatlarında kullanılıyor ve vurma dayanımı çok yüksek. Biz de bunların çekme mukavemeti ve inceliğinden faydalanıyoruz. Bu aslında dünyada uygulanıyor ama biz uygulama yöntemini değiştirdik.

- Ne yaptınız?

Normalde Türkiye'de tuğlaları dizerek harçla birleştirip dolgu duvar yapıyoruz ve bunu odaları birbirinden ayıran iç duvarlar olarak kullanıyoruz. İşte bu dolgu duvarlar tehlike arz ediyor. Deprem sırasında ezilince patlayıp gidiyor ve insanların üzerine devrilip öldürüyor.  Bu olay ayrıca binanın toptan göçmesini tetikleyen bir olay. Bina çökmese bile duvarın düzlem dışı devrilmesiyle bile depremde çok can kaybı oluyor. Biz bu lifli polimeri kullanarak dolgu duvarları nasıl bir arada tutarızın cevabını araştırdık. Ve mümkünse nasıl bunları güçlendirip tüm binayı ayakta tutabiliriz? Benim iç duvarları depremde kaybetmemem lazım. İşte burada çaprazlama yöntemini bulduk.

İç duvarların çökmesini engelliyoruz

- İşlemi nasıl yapıyorsunuz?

Bütün işlem dolgu duvarlar üzerinde yapılıyor. Amaç, tuğla duvarı sanki bir beton duvara çevirmek. Karbon lifli polimer çok ince bir malzeme. Kumaş şeklinde ve makas ile bile kesilebilir bir malzeme. Uygulama sonrasında da levha gibi katılaşıyor.

Toros köylüleri 'arap bacağı' derler, bir çit çatarsınız, aralara da çapraz atarsanız o çiti ittirdiğinizde fazla gitmez, sadece biraz kaykılır. İşte biz tuğla duvar üzerine karbon fiber elemanlarını çapraz olarak yerleştiriyoruz. Çekmede çok güçlü olduğu için depremde ileri geri hareket etmesini engelliyor. Karbon fiberi yapıştırdığınız duvarlar aynı bir gergi gibi deprem sırasında binayı çekerek yerinde  tutuyor.

İç duvarlar mimari bir elemandır ama biz biliriz ki bu duvar sisteme deprem sırasında başlangıçta yardım eder. Ancak sistemin ileri geri sarsılması ile koz helva gibi eziliyor ve patlayarak çöküyor, insanları öldürebiliyor. Burada sistemin ileri geri oynamasını azaltmak, yani katılığını artırmak lazım. İşte karbon lifli polimerlerle güçlendirilen iç duvarlar bunu sağlıyor. İç duvarların çökmesini engelliyoruz ve sistem bir kutu gibi davranıyor deprem anında, lambur lumbur hareketi engelliyor.

Sonuçta binanız hasar görebiliyor ama katların göçmesi kesinlikle engellenebiliyor. Her ne kadar mal canın yongasıysa da temel felsefe hayatta kalmak... Göçerek ölüme neden olabilecek yüzbinlerce yapının  depremde hasar görmesini kabul etmek durumundayız, ama yeter ki bu binalarda oturan insanlar malıyla mülküyle hiç bir şey yapılmazsa göçecek olan bu binalardan sapasağlam çıkabilsin.

- Nasıl monte ediliyor?

Dübellerle betonarme elemanlara bağlıyorsunuz. Bütün işlem sırasında bir boya-badana işindeki rahatsızlık kadar bir rahatsızlık veriliyor kullanıcıya. Tüm ihtiyacınız bir top kumaş karbon fiber, bir makas, bir fırça, bir epoksi (kuvvetli yapıştırıcı) ve bir el matkabı. Bu kadar basit... Elbette bütün bu işler işinin ehli teknik elemanlarca yapılmalı.

- Dışarıdan belli oluyor mu?

Dışarıdan sıva ile kapatılabiliyor. Çünkü bu sadece 1 milim kalınlığında bir malzeme. Gömlek kumaşı gibi.



Türkiye iflas bayrağını çeker

- Peki, depremde binalar çökmedi ama hasar gördü. Ben bir daha bu binada oturamayacak mıyım?

Bu bir tercih meselesi. Sadece İstanbul'da bir depremde yıkılacak 100 binden fazla bina var. Siz bu kadar yapıya elinizdeki imkanlarla belirli derecede müdahale edebilirsiniz. Ben size en düşük eşik olan göçmenin engellenmesini garanti edebilirim ama sizin paranız vardır, 'ben sıfır hasar istiyorum' derseniz bu hizmeti de alırsınız. Burada bizim yaklaşımımız toplumsal bir güvenliğin sağlanması. Elinizdeki kısıtlı kaynakları en rasyonel şekilde kullanıp toplumun en az zarar görmesini sağlamak.

- Anladım. Özetle siz bu yapılardaki insanların hayatta kalmasını sağlıyorsunuz...

Aynen öyle işte. Korkulan İstanbul depremine hazırlıksız yakalanacak olursak iflas bayrağını çekeriz, ekonomik olarak hayatta kalmamız mümkün değil, bunu kaldıracak gücümüz yok.

Ortada toplumsal bir problem var ve siz buna global bir çözüm üretmek zorundasınız, bireysel çabalarla olmaz. Bizim ürettiğimiz yöntem toplumsal müdahale yöntemi. Asgari güvenliği sağlayacak, evinizin göçmesini önleyecek, ekonomik olacak, uygulanabilir olacak.

Şimdi bakın, şu yöntemle göçmeyi engellerim ama yakın bir fiyata hiç hasar görmeyecek bina da yapabilirim. Fakat ikincisinde 6 ay binanı boşaltmam lazım. Hangi yöntemi seçersiniz? İnsanlar ilkini seçecektir çünkü 6 ay gidecek yeri yok. Yüzbinlerce insanı evlerinden çıkartıp binaları güçledirirseniz yüzbinlerce yeni binaya ihtiyacınız var demektir. Bu da pratik olarak imkansız. Dolayısıyla yapılacak şey insanlar evinde otururken binayı güçlendirmek.

Dışarıdan takviye de gerekebilir

- Bütün duvarlara uygulanabiliyor mu?

Bütün duvarlara uygulanabiliyor. Ama bütün duvarları bu şekilde güçlendirseniz bile hedeflenen yapısal güvenliği sağlamaya yeterli olmayabilir. Bu binanın büyüklüğü, mimari yapısı vs gibi bir çok etkene  bağlı. Çok katlı binalarda binanın dışarıdan payandalaması yani betonarme duvar kullanmak da gerekiyor. O zaman sadece dış yüzeyde bazı alanlara betonarme yapıyoruz ve hibrid bir sisteme dönüşüyor.

- O zaman evlerin boşaltılması gerekiyor mu?

Yok hayır, onda da gerekmiyor. İnsanlar yine evin içinde oturabiliyor. 

- Hangi binalara dışarıdan betonarme takviye de gerekiyor?

Bu bir mühendislik problemi. Yapı üzerinde herhangi bir inceleme yapılmadan bu soruyu cevaplayabilmek mümkün değil. Ama genel olarak 4 katlı binalara sadece içeriden yapılan uygulama yeterli gelebilir.

Bir de burada mal sahibinin önüne seçenekleri koyarsınız. Kullanıcı binası ile ilgili olarak  'depremden hasarsız çıksın' kararı da verebilir ya da 'benim evim yıkılmasın ama hasar görebilir' de diyebilir. Her iki şekilde de gidilecek yollar belli. Bu  kararı yönetmeliklere dayandırılan mühendislik yaklaşımları ile verebilir ve uygulamaya geçebilirsiniz.



Sağlam zeminde bile göçecek binlerce yapı var

- Zeminin hiç önemi yok mu?

Bizde zeminden bağımsız olarak yapıdan kaynaklanan büyük bir tehdit var. Zayıf zemin bile olsa bunun üzerindeki hasar beklentisi yapıdan kaynaklanır. Çünkü zayıf zemine uygun teknikleri kullanarak bina yapabilirsiniz. Ama zeminin iyi olması yapıyı ayakta tutmaz. İstanbul'daki sıkıntı da bu. Sağlam zemin üzerinde bile göçecek binlerce yapı var.

- Peki insanlar ne yapsınlar?

Biz toplumsal bir çözüm öneriyoruz. Bu olay kişisel iradeye bırakılamaz. Bugün sadece Zeytinburnu'nda çökecek bina sayısı binlerle ifade ediliyor. Bina sahibine 'binanızı güçlendirin' deyip topu atmak çözüm değildir. Sizin mal sahibine 'bak şu yöntem var' demeniz lazım. Ayrıca şunlar da ekonomik imkanlar, şu şekilde kredi, şu şekilde düşük faiz sağlıyorum demeniz gerekir. Ondan sonra da zaman vereceksin, 'git ilgili yerlere güçlendirme projeni ve uygulamasını yaptır; yalnız ben bu işleri yakından denetleyeceğim' demeniz lazım. Bir siyasi iradenin yapması gereken budur.

Siyasi iradeye çağrıda bulunuyorum

- Siz o zaman siyasi iradeye çağrıda bulunuyorsunuz...

Elbette. Yüzbinlerce bina ve yüzbinlerce candan söz ediyoruz. Çürük binada oturmak zorunda olan insanlar bilmiyor mu binalarının tepelerine çökeceğini? Bu insanlarımız için çözüm üretmezseniz onlar ne yapsın? Hem problemin çözümü bilinmiyor, hem ekonomik imkanlar kısıtlı... Kısır bir döngü yani,  evlerine ancak ekmek parası götürebilen insanlarımızın gerçekten yardıma ihtiyacı var.

Burada mali protokollerin ve teknik protokollerin belirlenip uygulanması lazım. Ayrıca bir o kadar önemli olan diğer bir husus ise, bugünden tezi yok yeni yapılacak binanın önümüzdeki depremde yıkılmayacak şekilde yapılmalarını sağlamak lazım. Ama maalesef bugün dahi yeterli denetleme yok.

- Bireysel olarak yapılabilecek birşey yok mu?

Elbette yapılır ama asıl olan burada kişisel çözümler değil, toplumsal çözümler üretilmesi. Bu anlamda toplumsal bir seferberliğe, toplumsal bir projeye ihtiyacımız var.

Biz bu uygulamayı Antakya'da Belediye Konutları'nda 8 katlı bir blokta yaptık mesela. Tüm kat sakinleri anlaşıp aralarında para topladı ve binalarını hem içeriden hem de dışarıdan güçlendirdi.

Başka yerlerden isteyenler de mühendislik hizmeti alıp yaptıracaklar. Bunu yapan şirketler var, çünkü bu uygulamanın yönetmeliklerimizde artık yeri var. Biz bilgiyi saklıyoruz gibi bir durum yok, uygulayıcılar bunu biliyor.

- Antakya'daki uygulama ne kadar sürdü?

Antakya'daki yerel müteahhit, herşeyiyle 4 ayda bitirip çıktı. Bina içi ve dışı ikişer ayda bitti. Binalarda beton dökme işlemi varsa 1-4 ay arası sürüyor. Ama beton uygulaması yoksa ve sadece içeriye lifli polimer yapılacaksa hafta mertebesinde bitiyor. Bir daireden 1 günde çıkılır.



Tek yol güçlendirme değil

Ama iş çok daha büyük bir iş. Bugün 100 bin adet binayı, sadece yıkılmasın, insanlar ölmesin derecesinde en alt güvenlik seviyesinde ve en pratik şekilde güçlendirsen bile toplam maliyet 20 milyar euroyu bulur. Diyelim bu parayı da bulduk, binaları güçlendirmeye başlayın, geleneksel yöntemlerle mümkün değil. Çünkü sizin 100 bin bina daha yapıp insanları geçici bir süre ile oraya transfer etmeniz lazım. Ayrıca binlerce yetişmiş eleman gerekiyor bu iş için. Bu da çok ciddi bir plan istiyor.

Bir de 100 bin yapının hepsinin güçlendirilmesi de gerekmez aslında. Güçlendirilecek yapı var, güçlendirilmeyecek yapı var. Güçlendirilecek olan yapının ekonomik bir değeri olmalı. Örneğin faydalı ömrünü tamamlamak üzere olan bir yapı için güçlendirme masrafına girmektense o yapının yıkılıp yerine yeni bi yapının yapılması daha ekonomik, dolayısıyla mantıklı bir çözüm olabilir. Bugün İstanbul'da öyle bölgeler var ki, o bölgelerde kentsel dönüşüm projelerinin uygulamaya konulması en mantıklı çözüm olacak. Bu bölgelerde İstanbul'un toprağı üst yapısını 10 kere satın alabilecek güçte. Dolayısıyla yalnız güçlendirme değil, olası bütün yöntemleri devreye sokmak lazım ve depreme tüm silahlarımızla topyekün hazırlanmak durumundayız. Güçlendirme, bu yöntemlerden yalnızca bir tanesi. 100 bin yapı müdahale istiyor ama belki bunun 50 binini yıkıp yerine uydu kentler kurmak daha anlamlı, daha ekonomik ve daha mantıklı bir yaklaşım olur.

- Bu işin maliyeti nedir?

Normalde güçlendirme bina maliyetinin yüzde 40'ını geçtiğinde o bina hakkında yıkım kararı alınır. Bir binayı lifli polimerlerle güçlendirmek ile betonarme duvarlarla güçlendirmek arasında pek büyük biir fark yok. Belki biri diğerinden %5-%10 oranında daha fazla maliyet gerektirebilir. Ancak burada vurgulanması gereken nokta şu; bu uygulamayı binayı boşaltmadan yapabiliyorsunuz. Dolayısı ile işin sosyal yönü ön plana çıkıyor ki bunu para ile ifade edebilmek pek mümkün değil.

Antakya'daki uygulamanın kat maliklerine maliyeti 5-6 bin lira civarındaydı. Yalnız bu nun bir pilot uygulama olduğunu unutmamak gerekir.

- Siyaset cephesinden ilgi var mı?

Siz belediye başkanı olsanız, kısa vadeli yatırımlarla başarılı görünmek istemez misiniz? Bu aynı zamanda bir sonraki dönem seçilme şansınızı da artıracak bir yaklaşımdır.  Depremin 30 sene içinde olma ihtimali var ama 30 sene sonrası için siyasi yatırım yapmak pek olası değil. Dolayısıyla deprem riskinin azaltılması çalışmaları ister istemez ikici planda kalıyor. Bu çalışmaların yukarıda ifade edilen türde kısa vadede sonuç verecek çalışmalar olmadığı ortada. Ama ne kadar geç önlem alırsanız problem o kadar büyüyor.

Biz Türkiye için bu projeyi sunuma hazır şekle getirdik, uyguladık, tüm platformlarda yayınladık ve hatta Euronews'in ilgisini bile çektik. Bizim yaptığımız iş artık uygulama aşamasına gelmiştir. Yetkililerin bu projenin farkında olmasını istiyoruz.

Nedir bu lifli polimer?

Engin Seyhan - BASF Yapı Kimyasalları Ürün Müdürü

Lifli Polimerler (FRP) geçtiğimiz yüzyılın ortalarında özellikle uzay ve havacılık endüstrisindeki atılıma paralel olarak metal alaşımlarına alternatif olarak sınırlı bir şekilde kullanılmaya başlandı. Kompozit malzeme teknolojilerinde son yıllarda yaşanan gelişmeler bu malzemelerin yapı sektöründe de kullanımına olanak verdi. Lifli Polimerler bugün boru endüstrisinde ve yapı güçlendirme işlerinde ağırlıklı olarak kullanılıyor. Özellikle yığma ve betonarme yapılarda gerek deprem etkilerine karşı gerekse düşey yüklere karşı yapı elemanlarının yük taşıma kapasiteleri Lifli Polimerler kullanılarak arttırılabiliyor. Böylece binaların güvenlik düzeyleri yükseltilerek depreme karşı taşıdıkları risk düşürülebiliyor.

Bu teknolojinin en önemli özelliği insanların evlerini boşaltmalarına gerek kalmadan güvenli, kolay ve hızlı olarak güçlendirme uygulamalarının gerçekleştirilmesi. Aynı zamanda sistemin çok hafif olması binaya uygulama sonrasında ilave bir yük getirmiyor ve deprem yüklerinin artışına neden olmuyor.