Depremde Ayakta Kalmak Yetmez: Duvarlar da Güvenli Kalmalı

Kuru duvar sistemleri; hızlı uygulanabilmeleri, düşük metrekare ağırlıkları, akustik ve yangın performansına yönelik farklı ihtiyaçlara yüksek performansı ile cevap verebilmeleri ve daha ince kesitlerle uygulanabilirliği sayesinde kullanılabilir alan avantajı sağlayabilmeleri nedeniyle ülkemizde de giderek daha fazla tercih ediliyor. Bunların her biri günümüz yapıları açısından önemli avantajlar. 

Ancak Türkiye’nin bulunduğu coğrafya ve geçmişte yaşadığımız depremler, yapı sistemlerini değerlendirirken bütün bu özelliklerin yanında başka bir konuyu daha ön plana çıkarmamızı gerektiriyor: deprem güvenliği. Çünkü deprem ülkesi olan Türkiye’de bir duvar sistemini değerlendirirken, günlük kullanımda bize ne sağladığının yanında, deprem sırasında nasıl davranacağını da sormamız gerekiyor.

Deprem güvenliğini konuşurken çoğunlukla zeminden, temelden, kolonlardan, kirişlerden, perdelerden ve beton dayanımından söz ediyoruz. Elbette bir yapının deprem karşısındaki temel güvenliği taşıyıcı sisteminin doğru tasarlanmasıyla başlıyor.

Ancak yaşadığımız depremler bize çok önemli başka bir gerçeği de gösteriyor: Bir bina ayakta kalabilir fakat bina içerisindeki taşıyıcı olmayan, duvar gibi elemanlar insanlar için ciddi bir tehlikeye dönüşebilir.

Tüm yapılarda yük taşımayan eleman olarak yer alan duvarların, bütünlüğünün kaybolması veya devrilmesi; insanların yaralanmasına, kaçış yollarının kapanmasına ve taşıyıcı sistemi ayakta kalan bir yapının kullanılamaz hale gelmesine neden olabilir.

Taşıyıcı sistem ayakta kalırken duvarlar neden yıkılsın?
İşte bu soruyu yapı sektöründe herkesin kendisine sorması gerek aslında. 

Bir deprem sırasında betonarme yapı hareket eder. Katlar birbirlerine göre yatay yönde ötelenir ve yapı sürekli şekil değiştirir. Duvarların da bu harekete uyum sağlayabilmesi gerekir.

Geleneksel, yığma dolgu duvarlar belirli bir deformasyon seviyesinden sonra çatlamaya, parçalanmaya ve bazı durumlarda düzlem dışına doğru devrilmeye başlayabilir.

Buradaki temel sorun duvarın çatlaması değildir. Asıl sorun, duvarın bütünlüğünü kaybederek insanların bulunduğu alanlara doğru parçalanması ve devrilmesidir.

Alçı levha esaslı kuru duvar sistemlerinin deprem açısından önemli avantajlarından biri tam da burada ortaya çıkıyor.

Galvanizli çelik profiller, alçı levhalar ve mekanik bağlantılardan oluşan alçı levha kuru duvar sistemi, taşıyıcı yapının hareketine uyum sağlayabilecek şekilde çalışır. Taşıyıcı çerçeve deprem sırasında sağa ve sola hareket ederken kuru duvar da bu hareketi karşılayarak taşıyıcı sistem ile birlikte hareket eder. Sistem içerisinde meydana gelen deformasyonlar ve bağlantı noktalarındaki hareketler, duvarın ani ve gevrek biçimde parçalanması yerine bir bütün olarak hareket etmeye devam edebilmesine ve bu bütünlüğünü korumasına imkân verir.

Dolayısıyla kuru duvarın deprem açısından önemli özelliklerinden biri yalnızca düşük m2 ağırlığına sahip olması değil, deprem sırasında taşıyıcı sistem hareket ederken alçı levha kuru duvarın da bu harekete uyum sağlayabilmesi, duvarın bütünlüğünü koruması ve insanların üzerine parçalanarak düşmemesi açısından büyük önem taşır.

Deprem sırasında ikinci tehlike oluşmamalı
Deprem anında insanların karşı karşıya olduğu risk yalnızca binanın tamamen göçmesi değildir.

Üzerine düşen blok duvar parçaları, devrilen duvarlar ve bu sebeple kapanan koridorlar da ciddi yaralanmalara ve can güvenliği risklerine neden olabilir.

Bu nedenle taşıyıcı olmayan duvarların deprem performansı için en önemli kriterlerden biri şudur:

Taşıyıcı sistem ayakta kaldığı sürece, duvar da insanların üzerine yıkılmadan yerinde kalabiliyor mu?
ALÇIDER olarak ODTÜ Yapı Mekaniği Laboratuvarı’nda gerçekleştirdiğimiz tam ölçekli testlerde farklı alçı levha kuru duvar sistemleri betonarme çerçeveler içerisinde güncel Deprem Yönetmeliğindeki sınır değerlerin çok üstünde yüksek yatay deformasyonlara kadar test edildi.

TODTU Yapı Mekaniği Laboratuvarı- Alçı Levha Kuru Duvar Test Numunesi

Test edilen sistemler (düzlem içi ve düzlem dışı) %3 kat ötelenme oranına kadar zorlanmalarına rağmen duvardan parçaların kopup döküldüğü, parçalandığı veya sistemin çerçeve içerisinden dağılarak devrildiği bir davranış göstermedi.

Bu sonuç, bana göre çalışmanın en önemli bulgularından biridir.

Çünkü deprem sırasında duvarın görevi yalnızca iki mekânı birbirinden ayırmak olarak kalmamalıdır. Aynı zamanda insanların bulunduğu alanlarda yaralanmalar veya ölümlere sebep olmamasıdır.

%3 kat ötelenme gerçekte ne kadar bir harekettir?

“%3 kat ötelenme” ifadesini ODTÜ’de gerçekleştirilen deneyin gerçek ölçüleri üzerinden anlattığımızda, kuru duvarın maruz kaldığı hareketin büyüklüğü çok daha kolay anlaşılabilir.

Deneyde kullanılan betonarme çerçevenin kat yüksekliği 2,90 metredir.

Katlar arası ötelenme oranı basit olarak, bir katın üst seviyesinin alt seviyesine göre yaptığı yatay hareketin kat yüksekliğine oranını ifade eder.

Dolayısıyla deneydeki 2,90 metre kat yüksekliğinde %3 kat ötelenmesi:

2,90 m × %3 = 0,087 m = 87 mm = 8,7 cm

anlamına gelir.

%3 lük kat ötelenmesi - 87 mm

Başka bir ifadeyle, çerçevenin alt kısmını sabit kabul ettiğimizde, üst kısmının başlangıç konumuna göre yaklaşık 8,7 cm yana hareket etmesinden söz ediyoruz.

Yaklaşık bir kredi kartı uzunluğu olan 8,7 cm bir mesafe çok büyük görünmeyebilir. Ancak yaklaşık üç metre yüksekliğindeki bir katın üst noktasının alt noktasına göre bu kadar hareket ettiğini ve bu hareketin sağa-sola tekrarlandığını düşündüğümüzde, duvarın maruz kaldığı deformasyonun büyüklüğü daha iyi anlaşılır.

Tam ölçekli deneyin önemli sonucu da burada ortaya çıkıyor: Test edilen kuru duvar sistemleri bu ileri deformasyon seviyesinde dahi çerçevenin içerisinde kalmış, parçalanarak insanların üzerine dökülmemiş ve sistem bütünlüğünü büyük ölçüde korumuştur.

Bu davranış alçı levha kuru duvarın deprem performansını anlatırken belki de onlarca teknik veriden daha anlaşılır bir sonuç ortaya koyuyor. Taşıyıcı sistem hareket ederken duvarın da onunla birlikte hareket edebilmesi ve ileri deformasyonlarda dahi bulunduğu yerde kalabilmesi, can güvenliği açısından son derece değerlidir.

Kaçış yollarının açık kalması
Deprem güvenliğinde çoğu zaman gözden kaçırılan konulardan biri de kaçış yollarıdır.

Bir deprem sonrasında insanların binayı güvenli şekilde terk edebilmesi gerekir. Koridorlarda veya merdivenlere ulaşan güzergâhlarda bulunan duvarların parçalanması ya da devrilmesi tahliyeyi ciddi biçimde zorlaştırabilir.

Tam ölçekli testlerde alçı levha kuru duvar sistemlerinin yüksek deformasyon seviyelerinde dahi parçalanıp dökülmeden bütünlüğünü koruması bu açıdan özellikle önemlidir.

ODTÜ Yapı Mekaniği Laboratuvarı’nda yapılan testlere göre hazırlanan raporun sonuç bölümünde %3 kat ötelenme seviyesinde sistemden parça kopup dökülmemesinin can güvenliği ve tahliye yollarının açıklığının korunması açısından önemli olduğuna değinilmektedir.

Bir yapının taşıyıcı sistemi depremi güvenle atlatmış olsa bile, taşıyıcı olmayan oda ve koridor duvarlarının yıkılması nedeniyle binanın kullanılamaz hale gelmesi kabul edilebilir bir durum değildir.

Yalnızca deprem anı değil, deprem sonrası da önemli
Deprem sonrası barınma problemlerinin yanı sıra özellikle hastane, okul, kamu yapısı ve iş merkezleri gibi yapılarda deprem sonrasında binanın ne kadar hızlı yeniden kullanılabileceği de giderek daha fazla önem kazanıyor. Taşıyıcı sistemi ciddi hasar almamış bir binanın, bölme duvarlarının yaygın biçimde yıkılması nedeniyle haftalarca veya aylarca kullanılamaması önemli bir ekonomik ve sosyal kayıptır.

Alçı levha kuru duvar sistemlerinde ise hasar gören levha veya sistem bileşenlerinin lokal olarak kolayca değiştirilebilmesi de bu açıdan dikkate değer bir özelliktir.

Bu nedenle deprem performansını yalnızca “ayakta kalmak” olarak değil, “güvenli kalmak ve sonrasında kullanılabilir olmak” şeklinde değerlendirilmesi gerektiğini düşünüyorum.

Deprem güvenliği bir bütün olarak ele alınmalı

Taşıyıcı sistem ayakta kalmalı. Ve duvarlar insanların üzerine yıkılmamalı.

Deprem ülkesi olan Türkiye’de yapı malzemesi ve sistem seçiminde bu özelliklerin çok daha fazla konuşulması gerekiyor. Çünkü deprem güvenliği sadece binanın yıkılmaması değildir.

Asıl hedef, bina ayakta kaldığında içerisindeki insanların da güvende kalmasıdır.

Bu yazıda değinilen alçı levha kuru duvar sistemlerinin deprem performansına ilişkin tam ölçekli deneysel çalışma Orta Doğu Teknik Üniversitesi Yapı Mekaniği Laboratuvarı’nda gerçekleştirilmiştir. Deneyde kullanılan 2,90 m kat yüksekliğindeki betonarme çerçevelerde kuru duvar sistemleri %3 kat ötelenme seviyesine kadar test edilmiştir. Çalışmanın teknik detaylarına ve raporun tamamına Türkiye Alçı Üreticileri Derneği’nin alcider.org.tr internet sitesindeki “Deprem Çalışmaları / ODTÜ Raporu” bölümünden erişilebilir.