TBDY 2018 ve ASCE 41-23: Mevcut Binalarda Performans Değerlendirmesi ve Güçlendirme Karşılaştırması

Kısa cevap: TBDY 2018 ve ASCE/SEI 41-23 aynı soruyla ilgilenir: Mevcut bir bina belirli bir deprem düzeyinde hangi hasar durumunda kalır ve hedeflenen performansı sağlamıyorsa nasıl güçlendirilir? Bu soruya verdikleri cevap ise farklıdır. TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği), Bölüm 15’te tek bir yol tanımlar. Önce binadan bilgi toplanır, ardından doğrusal veya doğrusal olmayan analizle kesitlerin şekildeğiştirmeleri hesaplanır. Bina performans düzeyi, katlardaki hasarlı eleman oranlarına göre belirlenir. Sıradan bir mevcut binada hedef, 475 yıl tekrarlanma periyotlu DD-2 depreminde Kontrollü Hasardır. ASCE 41-23 ise farklı bir çerçeve kurar:

  • Üç kademeli bir değerlendirme yapısı (Tier 1, Tier 2, Tier 3).
  • İki deprem düzeyli bir temel performans hedefi.
  • Her eleman etkisi için ayrı ayrı uygulanan, şekildeğiştirme kontrollü ve kuvvet kontrollü kabul ölçütleri.
  • Yapısal olmayan elemanlar için ayrı performans düzeyleri.
  • Kısmi güçlendirme için açık koşullar.

Türkiye’de bağlayıcı olan TBDY 2018’dir. ASCE 41-23, TBDY’nin ayrıntılı düzenlemediği konularda değerli bir mühendislik başvuru kaynağıdır, ancak TBDY’ye uygunluk gösteriminin yerine geçmez.

Mevcut bina değerlendirmesi yapan bir mühendis, er ya da geç şu soruyla karşılaşır: “ASCE 41’de bu konu nasıl ele alınıyor?” Akademik çalışmalarda, uluslararası projelerde, enerji sönümleyiciler gibi TBDY’nin kapsamı dışında kalan konularda ve mevcut binada yapısal olmayan elemanların performansı gibi Bölüm 15’te düzenlenmeyen konularda ASCE 41 sık sık gündeme gelir. Bu yazıda iki belgenin mevcut binalarda performans değerlendirmesi ve güçlendirme başlıklarını madde madde karşılaştırıyoruz. Karşılaştırmanın kapsamı şöyle:

  • Deprem düzeyleri ve performans hedefleri
  • Performans düzeyleri
  • Bilgi toplama ve bilgi düzeyi katsayısı
  • Değerlendirme kademeleri
  • Hesap yöntemleri ve kabul ölçütleri
  • Güçlendirme

Ardından TBDY’de karşılığı zayıf kalan başlıkları ve bunun Türkiye’deki bir proje için pratik anlamını ele alıyoruz. Yazı mühendis okur için hazırlandı; terimler iki belgedeki adlarıyla verildi. ASCE 41-23’ün içeriği telif hakkıyla korunduğu için doğrudan alıntı yapılmadı, hükümler özetlenerek ve madde numarasıyla aktarıldı.

İki belgenin kapsamı ve hukuki konumu

TBDY 2018, 18 Mart 2018 tarihli ve 30364 (Mükerrer) sayılı Resmî Gazete’de yayımlanan ve 1 Ocak 2019’da yürürlüğe giren bir yönetmeliktir. Yeni binaların tasarımını ve mevcut binaların değerlendirilmesini aynı metinde düzenler (madde 1.1.1). Mevcut binalara ilişkin özel kurallar Bölüm 15’te toplanmıştır (madde 1.1.5). Konuyla ilgili öbür bölümler şunlardır:

  • Bölüm 14: Deprem yalıtımı uygulanarak güçlendirilecek mevcut binaları da kapsar (madde 14.1.1).
  • Bölüm 16: Performansı değerlendirilecek veya güçlendirilecek mevcut binalar için zemin araştırmalarını, temel tasarımını ve sıvılaşma değerlendirmesini kapsar (madde 16.1.1).

Yönetmeliğin kapsamı dışında bırakılan veya Bölüm 15 yöntemleriyle ele alınamayan konular da önemlidir:

  • Deprem yalıtımı dışındaki aktif ve pasif davranış kontrolü uygulamaları (madde 1.1.6). Viskoz sönümleyici gibi enerji sönümleyici sistemler bu gruba girer.
  • Tescilli tarihi ve kültürel yapılar (madde 1.1.8).
  • Hasar görmüş bir binanın deprem güvenliğinin belirlenmesi. Madde 15.1.6’ya göre bu, Bölüm 15’teki yöntemlerle yapılamaz. Hasarlı binanın güçlendirilmesinde ise Bölüm 15’teki esaslar uygulanır. Mevcut elemanların dayanım ve rijitliğinin ne ölçüde hesaba katılacağına projeden sorumlu inşaat mühendisi karar verir (madde 15.1.7).

ASCE/SEI 41-23 (Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings), Amerikan İnşaat Mühendisleri Derneği’nin (ASCE) mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesine ayrılmış standardıdır. 2017 baskısının yerini almıştır. Kendiliğinden bağlayıcı değildir; bir yönetmelik, idari düzenleme veya bina sahibinin politikası ona atıf yaptığında uygulanır. Standart, 18 bölümden ve eklerden oluşur:

  • Genel kurallar ve performans hedefleri (Bölüm 1–3).
  • Üç değerlendirme kademesi (Bölüm 4–6).
  • Analiz yöntemleri ve kabul ölçütleri (Bölüm 7).
  • Temeller ve zemin kaynaklı tehlikeler (Bölüm 8).
  • Malzeme bölümleri (Bölüm 9–12).
  • Yapısal olmayan elemanlar (Bölüm 13).
  • Sismik yalıtım (Bölüm 14).
  • Ek enerji sönümleyiciler (Bölüm 15).
  • Sisteme özgü yöntemler (Bölüm 16).
  • Tier 1 kontrol listeleri (Bölüm 17).

2023 baskısında malzeme bölümlerinin bir kısmı referans standartlara devredilmiştir. Betonarme elemanların değerlendirilmesi, Bölüm 10.3’teki değişikliklerle birlikte ACI 369.1’e göre yapılır (madde 10.2). Çelik elemanların modelleme parametreleri ve kabul ölçütleri için AISC 342’ye atıf yapılır. Deprem tehlikesi tanımları ASCE 7-22’ye bağlanmıştır.

Bu yapı farkı karşılaştırmanın ilk sonucudur. TBDY 2018 yeni ve mevcut binaları tek metinde, aynı hesap altyapısı üzerinde ele alır. ASCE 41-23 ise mevcut binalara ayrılmış, birden çok standarda atıf yapan bağımsız bir belgedir.

Deprem düzeyleri: DD-1…DD-4 ve BSE düzeyleri

TBDY 2018, dört deprem yer hareketi düzeyi tanımlar (madde 2.2). Bunların tümü, spektral büyüklüklerin belirli bir sürede aşılma olasılığıyla tanımlanır. ASCE 41-23 ise iki çift deprem düzeyi kullanır (madde 2.3.1).

BSE-1E ve BSE-2E, mevcut binalara özgü düzeylerdir ve olasılıksal olarak tanımlanır. Bunların spektral ordinatlarının, karşılık gelen yeni bina düzeylerinden büyük alınması gerekmez:

  • BSE-2E’nin üst sınırı BSE-2N’dir.
  • BSE-1E’nin üst sınırı BSE-1N’dir.

BSE-2N ve BSE-1N’nin tanımı şöyledir:

  • BSE-2N, ASCE 7’de tanımlanan risk hedefli en büyük deprem (MCER) düzeyidir.
  • BSE-1N, BSE-2N parametrelerinin üçte ikisi olarak alınır.
Düzey Tanım Yaklaşık tekrarlanma periyodu Kullanıldığı yer
TBDY DD-1 50 yılda %2 aşılma olasılığı 2475 yıl İleri performans hedefi (KH), yüksek binalarda GÖ
TBDY DD-2 50 yılda %10 aşılma olasılığı 475 yıl Mevcut binalarda normal performans hedefi (KH)
TBDY DD-3 50 yılda %50 aşılma olasılığı 72 yıl İleri performans hedefi (SH)
TBDY DD-4 50 yılda %68 aşılma olasılığı 43 yıl Yüksek binalarda Kesintisiz Kullanım (KK) kontrolü
ASCE BSE-2E 50 yılda %5 aşılma olasılığı, BSE-2N ile sınırlı Yaklaşık 975 yıl Mevcut binalar için temel performans hedefinin (BPOE) üst düzeyi
ASCE BSE-1E 50 yılda %20 aşılma olasılığı, BSE-1N ile sınırlı Yaklaşık 225 yıl BPOE’nin alt düzeyi
ASCE BSE-2N ASCE 7’deki risk hedefli MCER Olasılık yerine risk hedefiyle tanımlanır Yeni binaya eşdeğer hedef (BPON) ve Tier 3
ASCE BSE-1N BSE-2N parametrelerinin 2/3’ü Olasılık yerine risk hedefiyle tanımlanır BPON ve Tier 3

Tablodaki ASCE tekrarlanma periyotları, aşılma olasılığından basit Poisson bağıntısıyla hesaplanmış yaklaşık değerlerdir. Standardın kendisi düzeyleri olasılık ve üst sınır üzerinden tanımlar.

Karşılaştırmada iki noktaya dikkat etmek gerekir. Birincisi, ASCE 41-23 tehlikeyi ASCE 7 ve ABD Jeolojik Araştırmalar Kurumu (USGS) tehlike modeli üzerinden tanımlar. TBDY ise Türkiye Deprem Tehlike Haritası’nı kullanır. Spektrum şekilleri, yerel zemin katsayıları ve yön tanımları farklı olduğu için iki sistemdeki ivme değerleri birebir karşılaştırılamaz. İkincisi, TBDY mevcut binaların hesabında Bina Önem Katsayısı uygulamaz; I = 1.0 alınır (madde 15.4.2). Binanın önemi, katsayıyla değil, seçilen performans hedefiyle hesaba yansır. ASCE 41-23’te de benzer bir mantık vardır: Binanın risk kategorisi (Risk Category), hangi deprem düzeyinde hangi performans düzeyinin hedefleneceğini belirler.

Performans düzeyleri: dört düzey ve altı artı beş düzey

TBDY 2018, bina taşıyıcı sistemi için dört performans düzeyi tanımlar (madde 3.4):

  • Kesintisiz Kullanım (KK): Yapısal hasar yoktur veya ihmal edilebilir düzeydedir.
  • Sınırlı Hasar (SH): Hasar sınırlı düzeydedir; doğrusal olmayan davranış sınırlı kalır.
  • Kontrollü Hasar (KH): Can güvenliğini sağlamak üzere, çok ağır olmayan ve çoğunlukla onarılabilir hasar.
  • Göçmenin Önlenmesi (GÖ): İleri düzeyde ağır hasar meydana gelmiştir, ancak binanın kısmen veya tamamen göçmesi önlenmiştir.

Mevcut binalarda bu düzeylerin altında bir de Göçme Durumu vardır. GÖ düzeyini sağlamayan bina Göçme Durumu’ndadır ve kullanımı can güvenliği bakımından sakıncalıdır (madde 15.8.6).

TBDY’de bina düzeyindeki performans, kesit düzeyindeki hasar sınırlarından türetilir. Sünek elemanların kritik kesitleri için üç hasar sınırı tanımlanır: Sınırlı Hasar (SH), Kontrollü Hasar (KH) ve Göçme Öncesi Hasar (GÖ) (madde 15.3.1). Elemanlar bu sınırlara göre dört hasar bölgesine yerleştirilir (madde 15.3.2):

  • Sınırlı Hasar Bölgesi
  • Belirgin Hasar Bölgesi
  • İleri Hasar Bölgesi
  • Göçme Bölgesi

Bina performans düzeyi, her katta ve her deprem doğrultusunda bu bölgelerdeki eleman oranlarına bakılarak belirlenir (madde 15.8.3–15.8.5). Örneğin Kontrollü Hasar için aşağıdaki koşulların hepsi sağlanmalıdır (madde 15.8.4):

  • İkincil kirişler hariç, kirişlerin en fazla %35’i İleri Hasar Bölgesi’ne geçebilir.
  • İleri Hasar Bölgesi’ndeki düşey elemanların kat kesme kuvvetine katkısı %20’nin altında kalmalıdır. En üst katta bu oran %40’a kadar olabilir.
  • Diğer taşıyıcı elemanların tümü Sınırlı Hasar veya Belirgin Hasar Bölgesi’nde olmalıdır. Ayrıca herhangi bir katta alt ve üst kesitlerinin ikisinde birden Belirgin Hasar Sınırı aşılmış düşey elemanların taşıdığı kesme kuvveti, kattaki toplam kesme kuvvetinin %30’unu aşmamalıdır.
  • Gevrek olarak hasar gören elemanlar varsa, güçlendirilmeleri gerekir.

ASCE 41-23, yapısal performansı altı düzeyle tanımlar (Tablo 2-1):

  • Immediate Occupancy (S-1)
  • Damage Control (S-2)
  • Life Safety (S-3)
  • Limited Safety (S-4)
  • Collapse Prevention (S-5)
  • Yapısal Performans Dikkate Alınmadı (S-6)

Damage Control, Immediate Occupancy ile Life Safety arasında; Limited Safety ise Life Safety ile Collapse Prevention arasında kalan ara durumlardır (Tablo 2-1). Limited Safety kabul ölçütleri komşu iki düzeyin ortalamasıdır. Damage Control için doğrusal yöntemlerde birincil elemanların m katsayısı Immediate Occupancy ve Life Safety değerlerinin ortalaması alınır. Doğrusal olmayan yöntemlerde ise kuvvet–şekildeğiştirme eğrisindeki a veya e noktası kullanılır (madde 7.5.2.2.1, 7.5.3.2.2).

Yapısal olmayan elemanlar için ayrıca beş düzey vardır (Tablo 2-2):

  • Kullanıma Hazır (Operational, N-A)
  • Yerinde Kalma (Position Retention, N-B)
  • Can Güvenliği (N-C)
  • Azaltılmış Tehlike (Hazards Reduced, N-D)
  • Dikkate Alınmadı (N-E)

Bina performans düzeyi bu ikisinin birleşimiyle yazılır. Örneğin 3-C, Can Güvenliği yapısal ve Can Güvenliği yapısal olmayan performansı anlatır.

Düzeylerin adları birbirine benzese de birebir eşdeğer değildir. KH, tanımı gereği can güvenliğini hedeflediği için kavramsal olarak Life Safety’ye, GÖ de Collapse Prevention’a yakındır. Ancak iki belgedeki farklar şunlardır:

  • Hasar sınırları ayrı yöntemlerle hesaplanır.
  • Bina düzeyindeki karar kuralları farklıdır.
  • Düzeylerin eşleştirildiği deprem düzeyleri de farklıdır.

Bu nedenle “TBDY’ye göre KH sağlanıyorsa ASCE 41’e göre Life Safety de sağlanır” gibi bir çıkarım yapılamaz. Bunun tersi de geçerli değildir.

Performans hedefleri: tek düzey ve iki düzey

Performans hedefi, bir deprem düzeyiyle bir performans düzeyinin eşleştirilmesidir. İki belge arasındaki en belirgin farklardan biri buradadır.

TBDY 2018’de mevcut yerinde dökme betonarme, önüretimli betonarme ve çelik binalar için hedefler Tablo 3.4(c)’de verilir (yüksek binalar dışında, BYS ≥ 2). Normal performans hedefi DTS = 1, 2, 3, 3a, 4 ve 4a için geçerlidir ve tek bir koşuldan oluşur: DD-2 depreminde Kontrollü Hasar. Bu hedef, şekildeğiştirmeye göre değerlendirme (ŞGDT) yaklaşımıyla gösterilir.

İleri performans hedefi DTS = 1a ve 2a için geçerlidir. Tablo 3.2’ye göre bu sınıflar, Bina Kullanım Sınıfı BKS = 1 olan ve DD-2 kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı SDS ≥ 0.50 olan binalardır. Hastaneler, okullar ve yurtlar BKS = 1 sınıfındadır; bu binalar SDS ≥ 0.50 olan sahalardaysa ileri performans hedefi uygulanır. SDS < 0.50 olan sahalardaki BKS = 1 binalar (DTS = 3a, 4a) normal hedefe tabidir. İleri hedef iki koşuldan oluşur:

  • DD-3 depreminde Sınırlı Hasar.
  • DD-1 depreminde Kontrollü Hasar.

Mevcut yüksek binalar (BYS = 1) için Tablo 3.4(b) uygulanır. Normal hedefte şu kontroller yer alır:

  • DD-4 depreminde Kesintisiz Kullanım (KK).
  • DD-2 depreminde Kontrollü Hasar (KH).
  • DD-1 depreminde Göçmenin Önlenmesi (GÖ).

Yapı sahibi, isterse tablodakinden daha ileri performans hedefleri seçebilir (madde 3.5.1.1).

ASCE 41-23’te varsayılan seçenek, mevcut binalar için temel performans hedefidir (Basic Performance Objective for Existing Buildings, BPOE). BPOE, risk kategorisine göre değişen iki düzeyli bir hedeftir (madde 2.4.1, Tablo 2-3):

Risk kategorisi BSE-1E (yaklaşık 225 yıl) BSE-2E (yaklaşık 975 yıl)
I ve II (sıradan binalar) Life Safety yapısal, Life Safety yapısal olmayan (3-C) Collapse Prevention yapısal, Hazards Reduced yapısal olmayan (5-D)
III (kalabalık veya önemli binalar) Damage Control yapısal, Position Retention yapısal olmayan (2-B) Limited Safety yapısal, Hazards Reduced yapısal olmayan (4-D)
IV (zorunlu tesisler) Immediate Occupancy yapısal, Position Retention yapısal olmayan (1-B) Life Safety yapısal, Hazards Reduced yapısal olmayan (3-D)

BPOE dışında standardın tanımladığı öbür hedefler şunlardır:

  • Yeni binaya eşdeğer temel hedef (BPON): BSE-1N ve BSE-2N düzeylerini kullanır ve yalnızca Tier 3 ile birlikte uygulanır (madde 2.4.4, Tablo 2-5).
  • Arttırılmış hedefler (Enhanced): BPOE’den daha yüksek bir performans düzeyi, daha büyük bir deprem düzeyi veya daha yüksek bir risk kategorisi kullanır (madde 2.4.2).
  • Sınırlı hedefler (Limited): BPOE’nin altında kalan hedeflerdir (madde 2.4.3). BPOE’nin yalnızca bir deprem düzeyini sağlayan hedefler de, standardın özel olarak izin verdiği durumlar dışında, bu gruba girer.

Bu tablo iki önemli fark ortaya koyar. Birincisi, BPOE her risk kategorisinde iki deprem düzeyi tanımlar. Ancak Tier 1 ve Tier 2 değerlendirmesinde I–III. risk kategorilerinde BSE-1E düzeyinde yapısal performans ayrıca kontrol edilmez; bu düzeyde yalnızca yapısal olmayan performans incelenir (Tablo 2-4). TBDY’nin sıradan binalar için normal hedefi ise yalnızca DD-2 düzeyinde tek kontroldür. İkincisi, ASCE 41-23 BPOE’de yapısal olmayan performansı hedefin parçası yapar (Tablo 2-3); yapısal olmayan elemanları dışarıda bırakan hedefler Sınırlı hedef sayılır (madde 2.4.3). TBDY Bölüm 15’teki hedefler yalnızca taşıyıcı sistemle ilgilidir.

Önemli binalarda yaklaşımlar da farklıdır. TBDY, DTS = 1a ve 2a olan binalarda (BKS = 1 ve SDS ≥ 0.50) sık depremde (DD-3, 72 yıl) Sınırlı Hasar, çok seyrek depremde (DD-1, 2475 yıl) Kontrollü Hasar ister. ASCE 41-23 ise IV. risk kategorisinde yaklaşık 225 yıllık BSE-1E’de Immediate Occupancy, yaklaşık 975 yıllık BSE-2E’de Life Safety ister. Hangisinin daha sıkı olduğu, sahanın tehlike eğrisine ve iki sistemdeki kabul ölçütlerinin sayısal karşılığına bağlıdır. Genel bir sıralama yapmak doğru olmaz.

Bilgi toplama ve bilgi düzeyi katsayısı

İki belge de mevcut binadaki belirsizliği, toplanan bilginin kapsamına bağlı bir katsayıyla analize yansıtır. Ancak katsayının tanımı ve kullanıldığı yer farklıdır.

TBDY 2018’de iki bilgi düzeyi vardır: sınırlı ve kapsamlı (madde 15.2.2). Bilgi düzeyi katsayıları sınırlı düzey için 0.75, kapsamlı düzey için 1.00’dır (Tablo 15.1). Sınırlı bilgi düzeyi yalnızca Diğer Binalar (BKS = 3) için kullanılabilir (madde 15.2.2.1).

Betonarme binalarda saha çalışmasının asgari kapsamı sayılarla tanımlanmıştır. Sınırlı bilgi düzeyinde (madde 15.2.4) şu işlemler yapılır:

  • Taşıyıcı sistem rölevesi çıkarılır.
  • Temel sistemi inceleme çukurlarıyla belirlenir.
  • Binanın komşu binalarla ilişkisi belirlenir: ayrık mı bitişik mi, derz var mı yok mu.
  • Her katta en az birer adet olmak üzere kolon ve perdelerin %5’inde beton örtüsü sıyrılarak donatı tespiti yapılır.
  • Örtüsü sıyrılmayan kolon ve perdelerin %20’sinde donatı, tespit cihazlarıyla taranır.
  • Her katta en az üç beton örneği (karot) alınır.

Kapsamlı bilgi düzeyinde (madde 15.2.5.3) karot sayısı farklı bir kuralla belirlenir:

  • Zemin katta en az üç, diğer katlarda en az iki örnek alınır.
  • Binada toplam en az dokuz örnek alınır.
  • Her 400 m² için bir örnek alınır.

Mevcut beton dayanımının nasıl hesaplanacağı da tanımlanmıştır. Sınırlı bilgi düzeyinde yalnızca üç örnek alınmışsa en düşük değer kullanılır. Örnek sayısı üçten fazlaysa iki değerden büyük olanı alınır: ortalama eksi standart sapma ya da ortalamanın 0.85 katı (madde 15.2.4.3). Kapsamlı bilgi düzeyinde her durumda bu ikinci kural uygulanır (madde 15.2.5.3). Bu dayanımlar malzeme katsayısına bölünmez (madde 15.2.12).

ASCE 41-23’te 2023 baskısıyla bu konu yeniden düzenlenmiştir. Malzeme deneyi gereksiniminin performans düzeyine bağlı olması kaldırılmıştır. Doğrusal yöntemlerde bilgi düzeyi katsayısı κ (kappa), Tablo 6-1’e göre iki şeye bağlıdır: proje belgelerinde malzeme dayanımının belirtilip belirtilmediğine ve yapılan malzeme deneyinin kapsamına. Bu deney kapsamı “olağan” (usual) veya “kapsamlı” (comprehensive) olabilir:

  • Belge yok ve deney yapılmamışsa, malzeme bölümlerindeki varsayılan değerler kullanılır ve κ = 0.75 olur.
  • Belgede dayanım belirtilmiş ancak deney yapılmamışsa κ = 0.9 olur.
  • Olağan veya kapsamlı deney yapılmışsa κ = 1.0 olur.

Katsayı her eleman türü için ayrı seçilebilir. Tier 2’de, veri toplama 0.9 veya 1.0 koşullarını sağlamadıkça κ = 0.75 alınır (madde 5.2.6).

Doğrusal olmayan yöntemlerde ise κ yerine farklı bir araç kullanılır. Deney yerine, malzeme özelliklerinin alt ve üst sınır değerleriyle en az iki ayrı model kurulup çözülebilir (madde 6.2.3.2, Tablo 6-2). Bu sınırlandırmada şekildeğiştirme kontrollü elemanların dayanımı 0.75 ve 1.25 katsayılarıyla çarpılır. Kuvvet kontrollü elemanların dayanımı ise 0.75 alt sınır katsayısıyla azaltılır (madde 6.2.3.2, Tablo 6-3). Birincil elemanları arasında donatısız yığma bulunan binalarda bu seçenek kullanılamaz.

Fark açıktır. TBDY, belirsizliği iki kademeli tek bir katsayıyla ve sayısı belirlenmiş saha işlemleriyle yönetir. Bu yaklaşım uygulamada açık ve denetlenebilirdir. ASCE 41-23 ise belge durumunu, deney kapsamını ve analiz türünü ayrı ayrı ele alır. Doğrusal olmayan analizde belirsizliği katsayı yerine sınır değerli modellerle yansıtır. TBDY’de “sınırlı bilgi” seçeneğinin BKS = 1 ve 2 binalara kapalı olması, önemli binalarda kapsamlı bilgiyi zorunlu kılar. ASCE 41-23’te böyle bir risk kategorisi kısıtı yoktur; bunun yerine κ = 0.75 kapasiteyi doğrudan düşürür.

Uygulamada sık yapılan bir hataya da değinelim: Karot deneyi tek başına binanın deprem performansı hakkında yalnızca fikir verir. Her iki belgede de malzeme dayanımı, analizde kullanılan girdilerden yalnızca biridir. Donatı durumu, sistem düzensizlikleri ve eleman detayları bilinmeden karot sonucundan bina hakkında hüküm çıkarılamaz.

Değerlendirme kademeleri: Tier 1-2-3 ve tek yol

ASCE 41-23’ün belki de en tanıdık özelliği üç kademeli yapısıdır (madde 3.5). Tier 1 taramada (Bölüm 4) bina, ortak bina türlerine göre hazırlanmış kontrol listeleriyle (Bölüm 17) taranır. Bu taramada basit kontrol hesapları da yapılır. Tier 2 eksikliğe dayalı değerlendirme ve güçlendirmedir (Bölüm 5). Burada yalnızca Tier 1 kontrol listelerinde “uygun değil” (Noncompliant) veya “bilinmiyor” (Unknown) olarak işaretlenen maddeler incelenir (madde 5.3). Bu maddelerin hepsi Tier 2’de sağlanırsa bina seçilen hedefi sağlamış sayılır (madde 3.5.3.1). Tier 2’de doğrusal statik veya doğrusal dinamik analiz kullanılır. Madde 7.3.1.1’deki kullanım sınırları Tier 2’de uygulanmaz; ancak madde 7.3.1.2’ye göre doğrusal statik yöntem kullanılamıyorsa doğrusal dinamik yöntem kullanılır (madde 5.2.4). Tier 3 sistematik değerlendirme ve güçlendirmedir (Bölüm 6). Binanın tamamı Bölüm 7’deki analiz yöntemleri ve kabul ölçütleriyle incelenir.

Tier 1 ve Tier 2’nin kullanımı sınırlandırılmıştır (madde 3.5.1). Bu kademeler yalnızca iki tür hedefte kullanılabilir:

  • Deprem düzeyi BSE-1E veya daha küçükse: yapısal performans en fazla Immediate Occupancy, yapısal olmayan performans en fazla Position Retention olan hedefler.
  • Deprem düzeyi BSE-1E’den büyük, BSE-2E’ye eşit veya küçükse: yapısal performans en fazla Life Safety, yapısal olmayan performans en fazla Life Safety olan hedefler.

Bina da standardın tanımladığı bina türü ve yükseklik sınırlarına uymalıdır. Daha üst hedefler, BPON ve bu sınırların dışındaki binalar için Tier 3 zorunludur. Ayrıca belirli bir yönetmelik baskısına göre tasarlanıp inşa edilmiş binalar için bir “karşılaştırma binası” (Benchmark Building) yolu da vardır (madde 3.4).

TBDY 2018’de bunun bir karşılığı yoktur. Bölüm 15, her binayı bilgi toplama ve analiz üzerinden değerlendirir. Kontrol listesiyle tarama veya yalnızca eksiklikleri inceleme gibi kısaltılmış bir kademe tanımlamaz. Türkiye’de 6306 sayılı Kanun kapsamında riskli yapı tespiti ayrı esaslarla yapılır (Riskli Yapıların Tespit Edilmesine İlişkin Esaslar, RYTE 2019). Ancak bu bir “Tier 1” değildir. Amacı güçlendirme tasarımı değil, binanın riskli yapı olup olmadığına karar vermektir ve sonuçları farklı bir hukuki süreci başlatır.

Hesap yöntemleri ve kabul ölçütleri

Doğrusal yöntemler

TBDY 2018’de doğrusal hesap, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi veya Mod Birleştirme Yöntemi ile yapılır. Deprem Yükü Azaltma Katsayısı Ra = 1 alınır ve ek dışmerkezlik uygulanmaz (madde 15.4.6, 15.5.1). Doğrusal yöntemler aşağıdaki durumlardan herhangi biri varsa kullanılamaz (madde 15.5.3.1):

  • Bina yükseklik sınıfı 5’ten küçükse (BYS < 5). BYS numarası küçüldükçe bina yükselir.
  • Binada B3 türü düzensizlik varsa (taşıyıcı sistemin düşey elemanlarının süreksizliği).
  • Üst kat dışındaki herhangi bir katta, düşey sünek elemanların kesme kuvvetiyle ağırlıklandırılmış ortalama etki/kapasite oranı (EKO), kirişlerin ortalama EKO değerinden büyükse.
  • Bu ağırlıklı ortalama EKO 3’ü aşıyorsa.
  • Sünek kirişlerin ortalama EKO değeri 5’i aşıyorsa.

TBDY’nin doğrusal yönteminin önemli bir özelliği vardır: Sünek elemanlarda sonuç bir kuvvet oranıyla değil, şekildeğiştirmeyle değerlendirilir; gevrek elemanlar ise kesme kuvveti üzerinden belirlenir (madde 15.5.2.2). Doğrusal analizden eleman uçlarındaki yerdeğiştirmiş eksen dönmesi elde edilir. Bu dönmeden toplam eğrilik talebi hesaplanır (Denk. 15.2). Bu hesapta plastik mafsal boyu, kesit boyutunun yarısı alınır. Ardından beton ve donatı birim şekildeğiştirme talepleri bulunur ve 15.7’deki sınırlarla karşılaştırılır (madde 15.5.4).

ASCE 41-23’te doğrusal statik (LSP) ve doğrusal dinamik (LDP) yöntemler, kuvvet esaslı bir kabul formatı kullanır (madde 7.5.2.2). Şekildeğiştirme kontrollü etkilerde, deprem ve düşey yüklerden oluşan talep şu çarpımla karşılaştırılır:

  • Beklenen dayanım.
  • Elemanın sünekliğini temsil eden m katsayısı.
  • Bilgi düzeyi katsayısı κ.

Kuvvet kontrollü etkilerde ise talep, alt sınır dayanımı ile κ’nın çarpımıyla karşılaştırılır. m katsayıları malzeme bölümlerinde verilir; betonarme için bu, ACI 369.1’dir. Doğrusal yöntemlerin kullanılabilirliği dört düzensizlik türüne göre belirlenir (madde 7.3.1.1): düzlem içi süreksizlik, düzlem dışı süreksizlik, zayıf kat ve burulma dayanımı düzensizliği. İlk ikisinde, süreksiz elemanları taşıyan elemanlar kuvvet kontrollü olarak değerlendirilirse doğrusal yöntem kullanılabilir. Son ikisi talep/kapasite oranlarıyla (DCR) tanımlanır; bu düzensizlikler varsa ve herhangi bir elemanın DCR değeri 3.0 ile m katsayısından küçük olanını aşarsa doğrusal yöntem kullanılamaz. Bazı basit ortak bina türlerinde doğrusal yöntemlere doğrudan izin verilir. Doğrusal statik yöntem için ek sınırlar vardır (madde 7.3.1.2): örneğin temel periyot, Ts’nin 3.5 katına eşit veya büyükse ya da burulma veya düşey rijitlik düzensizliği varsa bu yöntem kullanılamaz. 2023 baskısında doğrusal yöntemlerdeki J katsayısı kaldırılmıştır. Kuvvet kontrollü etkiler için talep/kapasite oranına dayanan bir seçenek eklenmiştir.

Doğrusal olmayan yöntemler

TBDY 2018’de doğrusal olmayan değerlendirme üç yöntemle yapılabilir (madde 15.6.2):

  • Tek modlu itme yöntemleri
  • Çok modlu itme yöntemleri
  • Zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap

Yöntemlerin ayrıntıları Bölüm 5’tedir. Amaç, sünek davranış için plastik şekildeğiştirme taleplerini, gevrek davranış için iç kuvvet taleplerini hesaplamaktır (madde 15.6.1). Yönetmelik, doğrusal ve doğrusal olmayan yöntemlerin birebir aynı sonucu vermesinin beklenmemesi gerektiğini de açıkça belirtir (madde 15.4.1).

ASCE 41-23’te doğrusal olmayan yöntemlere her binada izin verilir. Doğrusal yöntemlerin kullanılamadığı binalarda ise bu yöntemler zorunludur (madde 7.3.2). Doğrusal olmayan statik yöntemin (NSP) kullanımı iki koşula bağlıdır (madde 7.3.2.1):

  • Dayanım oranı sınırı: Dayanım oranı, Denk. 7-33’teki sınırı aşmamalıdır. Aşarsa doğrusal olmayan dinamik analiz yapılır.
  • Yüksek mod etkisi: Kütlenin %90’ını katan modlarla hesaplanan kat kesmesi, yalnızca birinci modla hesaplanan kat kesmesinin %130’unu aşıyorsa yüksek mod etkileri önemlidir. Bu durumda NSP, ancak doğrusal dinamik analizle birlikte kullanılabilir.

Doğrusal olmayan dinamik yöntemde (NDP), yetkili idarenin bağımsız bir uzman incelemesi istemeyi değerlendirmesi öngörülür (madde 7.3.2.2). Standart ayrıca “alternatif rasyonel analiz” seçeneği tanır. Bu seçenekte bağımsız üçüncü taraf incelemesi zorunludur (madde 7.3.3).

Sünek–gevrek ayrımı ve kabul ölçütleri

TBDY 2018’de ayrım eleman düzeyinde yapılır. Betonarme bir eleman, kırılma türü eğilme ise sünek, kesme ise gevrek sayılır (madde 15.5.2.2). Sünek sayılabilmesi için eğilme kapasitesiyle uyumlu kesme kuvveti Ve’nin, mevcut malzeme dayanımlarıyla Denk. 7.10’daki sınırı sağlaması gerekir.

Sünek elemanlarda kesit şekildeğiştirme sınırları 5.8.1’den alınır (madde 15.7.1.3):

  • GÖ için beton birim kısalması, sargı donatısının etkinliğine bağlı bir bağıntıyla hesaplanır. Donatı birim uzaması 0.4εsu’dur.
  • KH sınırları, GÖ sınırlarının 0.75 katıdır.
  • SH için beton birim kısalması 0.0025, donatı birim uzaması 0.0075’tir.

Mevcut binalara özgü iki düzeltme de vardır:

  • Boyuna donatısı düz (nervürsüz) olan elemanlarda donatı şekildeğiştirme ve plastik dönme talepleri 1.5 ile çarpılır (madde 15.7.1.2).
  • Kesme kuvveti oranı Ve/(bw d fctm) 0.65’in altındaysa şekildeğiştirme sınırları aynen kullanılır. Oran 1.30’u aşıyorsa sınırlar 0.50 ile çarpılarak azaltılır. Aradaki değerler için doğrusal enterpolasyon yapılır (madde 15.7.1.4).

Gevrek elemanlara ise hasar sınıflandırması uygulanmaz. SH ve KH düzeylerinde bu elemanların güçlendirilmesi koşul olarak konur. GÖ değerlendirmesinde ise Göçme Bölgesi’nde oldukları kabul edilir (madde 15.8.3–15.8.5).

ASCE 41-23’te ayrım eleman etkisi düzeyinde yapılır. Eğilme, kesme ve eksenel kuvvet gibi her etki ayrı ayrı sınıflandırılır. Kuvvet–şekildeğiştirme eğrisinin biçimine göre şekildeğiştirme kontrollü (sünek) veya kuvvet kontrollü (sünek olmayan) olarak ayrılır (madde 7.5.1.1, Şekil 7-5). Ölçüt, plastik bölgenin elastik bölgeye göre yeterince uzun olmasıdır. Standardın kabul ölçütü tanımlamadığı etkiler kuvvet kontrollü sayılır. Her etki ayrıca kritik veya kritik olmayan olarak sınıflandırılır (madde 7.5.1.2). Bir eleman etkisinin kaybı şu sonuçlardan birine yol açıyorsa o etki kritiktir:

  • Birden fazla açıklığın veya birden fazla katta bir açıklığın göçmesi.
  • Zayıf kat oluşması.
  • Doğrusal yöntemlerde burulma dayanımı düzensizliği oluşması.
  • Katın yatay dayanımında %15 veya daha fazla azalma.

Belirli koşullar sağlanırsa, doğrusal olmayan analizde kuvvet kontrollü bir etki şekildeğiştirme kontrollü olarak yeniden sınıflandırılabilir. Bu koşullardan biri, bu şekilde sınıflandırılan elemanların taşıdığı düşey yükün kattaki toplam düşey yükün %5’ini aşmamasıdır.

Bina düzeyindeki karar

Bu başlık, iki belge arasındaki en köklü farklardan birini taşır. TBDY 2018’de performans, kat bazında oranlarla belirlenir. Belirli bir yüzdeye kadar kirişin daha ağır hasar bölgelerine geçmesine izin verilir. Düşey elemanlar için de kat kesme kuvvetine katkı oranı üzerinden bir pay tanınır. ASCE 41-23’te ise temel kural, birincil ve ikincil tüm elemanların seçilen performans düzeyinin kabul ölçütlerini sağlamasıdır (madde 7.5.1). Eleman bazındaki bu yaklaşımda TBDY’deki gibi yüzde payları yoktur. Bununla birlikte 2023 baskısı, doğrusal olmayan dinamik analizde (NDP), kabul edilemez davranış ölçütleri sağlandığı sürece kritik olmayan şekildeğiştirme kontrollü etkilerin Collapse Prevention sınırını aşmasına izin vermiş ve kritik/kritik olmayan ayrımını belirginleştirmiştir (madde 7.5.3.2.1, 7.5.3.2.2).

Güçlendirme: tanımlanmış teknikler ve performansa dayalı süreç

TBDY 2018’de güçlendirme, deprem hasarına yol açacak kusurların giderilmesini kapsar (madde 15.9). Bu kapsamda yapılabilecek işlemler şunlardır:

  • Yeni eleman eklemek.
  • Kütleyi azaltmak.
  • Mevcut elemanların davranışını iyileştirmek.
  • Kuvvet aktarımında sürekliliği sağlamak.

Güçlendirme iki kapsamda ele alınır (madde 15.9.3). Eleman güçlendirmesi, kolon, kiriş, perde ve birleşim gibi elemanların dayanım ve şekildeğiştirme kapasitelerini artırır. Sistem güçlendirmesi ise yeni elemanlar ekleme, birleşimleri güçlendirme ve kütle azaltma gibi bina düzeyindeki işlemlerdir. Güçlendirilen binanın güvenliği, mevcut binalar için tanımlanan aynı yöntem ve esaslarla hesaplanır (madde 15.9.1). Eklenen yeni elemanlar Bölüm 7 ve/veya Bölüm 9 ile yürürlükteki diğer standartlara göre tasarlanır (madde 15.9.2).

Bölüm 15.10’da betonarme binalar için sık kullanılan teknikler tek tek tanımlanır:

  • Kolonların sarılması: Betonarme, çelik ve lifli polimer (LP) sargı kullanılabilir. Bu yöntemlerle kolonun eğilme kapasitesi artırılamaz (madde 15.10.1).
  • Kolonların eğilme kapasitesinin artırılması (madde 15.10.2).
  • Kirişlerin sarılması: Dıştan etriye ekleme ve LP ile sarma (madde 15.10.3).
  • Bölme duvarlarının güçlendirilmesi (madde 15.10.4).
  • Betonarme perde eklenmesi: Çerçeve düzleminin içine ve çerçeve düzlemine bitişik olarak (madde 15.10.5).
  • Yeni çerçeve eklenmesi (madde 15.10.6).
  • Kütle azaltılması (madde 15.10.7).

Ek 15B’de LP sargıyla dayanım ve süneklik artışının hesabı verilir. Ek 15C’de dolgu duvarların hasır çelik donatılı özel sıva veya LP ile güçlendirilmesi anlatılır. Yönetmelik, burada sayılmayan güçlendirme türlerinin de Bölüm 15’in genel yaklaşım ve ilkelerine uymak koşuluyla uygulanabileceğini belirtir (madde 15.10). Deprem yalıtımıyla güçlendirme Bölüm 14 kapsamındadır. Enerji sönümleyici gibi diğer davranış kontrolü uygulamaları ise yönetmeliğin kapsamı dışındadır (madde 1.1.6).

ASCE 41-23, güçlendirmeyi bir teknikler listesi olarak değil, bir süreç olarak tanımlar (madde 1.4). Süreç beş adımdan oluşur:

  1. Performans hedefi atanır.
  2. Bölgenin deprem etkinlik düzeyi belirlenir.
  3. Binanın mevcut durumuna ait bilgiler toplanır.
  4. Güçlendirme tasarımı, güçlendirme önlemlerini içeren bir analizle doğrulanır.
  5. Uygulama kalite güvencesi ve yapısal gözlemle denetlenir.

Kalite güvencesi, özel denetim ve deneyleri de kapsar. Yerel bir düzenleme yoksa özel denetim ve deneyler için International Building Code’un ilgili bölümlerine başvurulur (madde 1.4.5).

Tier 3 güçlendirmede (madde 6.4) analiz ve kabul ölçütleri hem mevcut elemanlara hem de yeni eklenen elemanlara uygulanır. Süreç dört adımdır (madde 3.5.4.2):

  1. Değerlendirme
  2. Ön güçlendirme şeması
  3. Güçlendirilmiş binanın analizi
  4. Çizim, şartname ve kalite güvence planını içeren uygulama belgeleri

Tier 2 eksikliğe dayalı güçlendirme, BPOE için kullanılabilir. Bu durumda Tier 1 ve Tier 2’de belirlenen eksiklikler giderilir; kapsamın bunun ötesine genişletilmesi gerekmez (madde 3.5.3.2, 5.8). Sismik yalıtım (Bölüm 14) ve ek enerji sönümleyiciler (Bölüm 15) ayrıntılı olarak düzenlenmiştir:

  • Yalıtımlı güçlendirmede koşullar, yalıtım sisteminin alt ve üst sınır özellikleriyle ayrı ayrı sağlanır.
  • Seçilen en büyük deprem düzeyi BSE-2E’den küçükse, bazı hükümler için BSE-2E düzeyinde de kontrol yapılır.
  • Enerji sönümleyicili tüm güçlendirme şemalarında bağımsız tasarım incelemesi zorunludur.

Ek A, eksikliğe dayalı yöntemler için yol gösterici bilgiler içerir. Örneğin betonarme çerçevelerde dolgu duvarın kısalttığı kolonlar için kolonun çelik, LP veya betonarme ile sarılması ya da kat ötelemelerinin azaltılması gibi seçenekleri tartışır.

Kısmi güçlendirme

ASCE 41-23, yatay yük taşıyıcı sistemin tamamını ele almayan kısmi güçlendirmeye açıkça izin verir. Bunun için dört koşul arar (madde 2.4.5):

  • Aynı deprem düzeyinde binanın yapısal ve yapısal olmayan performans düzeyi düşmemelidir.
  • Yeni bir düzensizlik oluşmamalı, mevcut bir düzensizlik ağırlaşmamalıdır.
  • Kapasitesi yetersiz bir elemana gelen deprem kuvveti artmamalıdır.
  • Eklenen elemanlar mevcut yapıya standarda uygun biçimde bağlanmalıdır.

TBDY 2018’de “kısmi güçlendirme” diye ayrı bir kavram yoktur. Güçlendirilen bina, Tablo 3.4’teki hedefi bütün olarak sağlamalıdır. Bu fark, Türkiye’de sık sorulan “Yalnızca zemin katı güçlendirsek yeter mi?” sorusunun cevabını da doğrudan etkiler. Konuyu Yalnızca Zemin Katı Güçlendirmek Yeter mi? yazımızda ayrıntılı olarak ele aldık.

TBDY’de karşılığı zayıf kalan başlıklar

Aşağıdaki başlıklar, ASCE 41-23’te ayrıntılı olarak düzenlendiği halde TBDY 2018 Bölüm 15’te ya hiç yer almayan ya da sınırlı biçimde ele alınan konulardır. Bunları bir eksiklik listesi olarak değil, mevcut bina projelerinde mühendisin kendi değerlendirmesiyle ele alması gereken konular olarak okumak gerekir.

  1. Yapısal olmayan elemanların performansı. ASCE 41-23’te yapısal olmayan elemanların performans düzeyleri, performans hedefinin bir parçasıdır. Bölüm 13 de mimari, mekanik ve elektrik bileşenlerin değerlendirilmesini ve güçlendirilmesini düzenler. TBDY 2018’de yapısal olmayan elemanların deprem hesabı Bölüm 6’da tanımlanmıştır. Ancak Bölüm 15’teki performans düzeyleri ve hedefleri yalnızca taşıyıcı sistemle ilgilidir. Bu elemanlar için mevcut durumu değerlendiren ayrı bir performans düzeyi yoktur. Hastane ve okul gibi binalarda düşen asma tavan, devrilen dolap veya kopan tesisat borusu can kaybına ya da binanın kullanılamamasına yol açabilir.
  2. Kademeli değerlendirme. TBDY’de kontrol listesiyle tarama veya yalnızca eksiklikleri ele alan bir değerlendirme kademesi yoktur. Her bina analizle değerlendirilir.
  3. Kısmi güçlendirme koşulları. Yukarıda anlatıldığı gibi TBDY’de tanımlı değildir.
  4. Enerji sönümleyiciler. ASCE 41-23 Bölüm 15 bunları ayrıntılı olarak düzenler. TBDY ise yalıtım dışındaki aktif ve pasif kontrol uygulamalarını kapsam dışında bırakır (madde 1.1.6). Bu tür bir sistemle güçlendirme düşünülüyorsa, projenin hangi esaslara göre hazırlanacağı onaylayacak idareyle önceden netleştirilmelidir.
  5. Zemin kaynaklı tehlikeler. ASCE 41-23 değerlendirme ve güçlendirmede şu zemin kaynaklı tehlikelerin incelenmesini ister (madde 8.2.2):
    • Fay kırılması
    • Sıvılaşma
    • Farklı oturma ve sıkışma
    • Heyelan
    • Depreme bağlı su baskını

    Bu tehlikeler binada kabul edilemez bir davranışa yol açıyorsa giderilmeleri gerekir (madde 8.3). TBDY 2018 Bölüm 16, mevcut binalar için de zemin araştırmasını ve sıvılaşma değerlendirmesini kapsar (madde 16.1.1); şevlerin deprem duraylılığı da bu bölümde ele alınır (madde 16.13). Ancak yüzey faylanması ve depreme bağlı su baskını için ayrı bir değerlendirme maddesi içermez.

  6. Komşu binayla çarpışma. ASCE 41-23 şu iki şeyi düzenler:
    • Komşu yapının bir bölümü, olası çarpışma noktasında zeminden yüksekliğin %4’ü kadar mesafe içindeyse çarpışma etkisinin incelenebilmesi için veri toplanmasını (madde 3.2.5.1).
    • Asgari ayrılma mesafesini (madde 7.2.15).

    TBDY 2018 yeni binalar için derz boşluklarını tanımlar (madde 4.9.3). Mevcut binada ise komşu binayla ilişkinin, yani ayrık mı bitişik mi olduğunun ve derz bulunup bulunmadığının belirlenmesini ister (madde 15.2.4.1). Ancak Bölüm 15, yetersiz derzin veya çarpışmanın performans değerlendirmesine nasıl yansıtılacağını tanımlamaz. Bitişik nizamın yaygın olduğu kentlerimizde bu konu küçümsenmemelidir.

  7. Kalite güvencesi ve yapısal gözlem. ASCE 41-23, güçlendirme uygulamasının kalite güvencesini, özel denetimini ve yapısal gözlemini sürecin bir adımı olarak tanımlar (madde 1.4.5). TBDY Bölüm 15’te güçlendirme uygulamasının denetimine ilişkin bu türde bir madde yer almaz. Türkiye’de uygulamanın denetimi ayrı mevzuatla yürütülür.
  8. Malzeme özelliklerinde sınır değerli analiz. ASCE 41-23, doğrusal olmayan analizde deney yerine alt ve üst sınır modellerine izin verir. TBDY’de belirsizlik; bilgi düzeyi katsayısı (madde 15.4.7, Tablo 15.1), donatı gerçekleşme katsayısı (madde 15.2.4.2) ve mevcut beton dayanımının güvenli tarafta seçilmesiyle (madde 15.2.4.3, 15.2.5.3) yansıtılır. Alt ve üst sınır değerli model analizi tanımlanmaz.

Karşılaştırmanın öbür yüzünü de görmek gerekir. TBDY 2018’in ASCE 41-23’e göre daha somut olduğu başlıklar da vardır:

  • Saha çalışmasının asgari kapsamı (karot sayısı, sıyrılacak ve taranacak eleman yüzdeleri) doğrudan yönetmelik metninde, tek bir yerde verilmiştir. ASCE 41-23’te asgari deney sayıları malzeme bölümlerinde ve betonarme için ACI 369.1’de, olağan veya kapsamlı deney programına bağlı olarak tanımlanır.
  • Düz donatı ve yüksek kesme oranı için şekildeğiştirme sınırları yönetmelik metninde basit çarpanlarla düzeltilir.
  • LP sargı ve dolgu duvar güçlendirmesinin hesap esasları eklerde verilmiştir.
  • Bina performansı, uygulamada denetlenmesi kolay kat bazlı oranlarla belirlenir.

Bu özellikler, Türkiye’deki yapı stokunun tipik kusurlarına yönelik bir tasarımı yansıtır. Bu kusurların başlıcaları seyrek etriye, düşük beton dayanımı, kısa kolon ve yumuşak kattır.

Ana karşılaştırma tablosu

Başlık TBDY 2018 (Bölüm 15 ve ilgili bölümler) ASCE/SEI 41-23
Hukuki konum Türkiye’de zorunlu yönetmelik Atıf yapıldığında uygulanan gönüllü standart
Belge yapısı Yeni ve mevcut binalar aynı yönetmelikte; mevcut binalar Bölüm 15’te Yalnızca mevcut binalar; beton için ACI 369.1’e, çelik için AISC 342’ye atıf
Deprem düzeyleri DD-1 (2475 yıl), DD-2 (475 yıl), DD-3 (72 yıl), DD-4 (43 yıl) BSE-1E (%20/50 yıl), BSE-2E (%5/50 yıl); BSE-1N ve BSE-2N
Sıradan binada temel hedef DD-2’de Kontrollü Hasar (tek düzey) BSE-1E’de Life Safety ve BSE-2E’de Collapse Prevention (iki düzey)
Önemli binalar DTS = 1a ve 2a’da DD-3’te SH ve DD-1’de KH; I = 1.0 Risk kategorisi III ve IV için daha üst düzeyler (Tablo 2-3)
Performans düzeyleri KK, SH, KH, GÖ ve Göçme Durumu S-1…S-6 yapısal, N-A…N-E yapısal olmayan
Yapısal olmayan elemanlar Hesap kuralları Bölüm 6’da; Bölüm 15’te performans düzeyi yok Performans hedefinin parçası; Bölüm 13
Bilgi düzeyi Sınırlı 0.75 (yalnızca BKS = 3), kapsamlı 1.00; saha işlemleri sayıyla tanımlı Doğrusalda κ = 0.75 / 0.9 / 1.0; doğrusal olmayanda sınır değerli analiz seçeneği
Değerlendirme kademeleri Tek yol: bilgi toplama ve analiz Tier 1 tarama, Tier 2 eksikliğe dayalı, Tier 3 sistematik
Doğrusal yöntem Ra = 1; dönmeden eğrilik ve birim şekildeğiştirme talebi hesaplanır m katsayısı ve κ ile kuvvet esaslı kabul
Doğrusal yöntemin sınırları BYS < 5, B3 düzensizliği ve EKO ölçütleri Dört düzensizlik kontrolü (ikisi DCR’ye dayalı); LSP için ek sınırlar
Doğrusal olmayan yöntem Tek modlu ve çok modlu itme, zaman tanım alanında hesap NSP (dayanım oranı ve yüksek mod koşullarıyla), NDP, alternatif rasyonel analiz
Sünek–gevrek ayrımı Eleman bazında; kesme kırılması gevrek Etki bazında şekildeğiştirme ve kuvvet kontrollü; ayrıca kritik / kritik olmayan
Bina düzeyinde karar Kat bazında hasar bölgesi oranları Tüm birincil ve ikincil elemanlar kabul ölçütünü sağlamalı (NDP’de kritik olmayan etkiler için istisna)
Güçlendirme Tanımlı teknikler (15.10) ve genel ilkelere uyan diğer yöntemler Performansa dayalı süreç; Tier 2 ve Tier 3 güçlendirme; Ek A’da yol gösterici bilgiler
Kısmi güçlendirme Tanımlı değil Dört koşulla izinli (2.4.5)
Yalıtım ve sönümleyici Yalıtım Bölüm 14’te; sönümleyici kapsam dışı Bölüm 14 ve 15; sönümleyicide bağımsız inceleme zorunlu
Zemin tehlikeleri Bölüm 16: zemin araştırması, sıvılaşma, şev Bölüm 8: fay kırılması, sıvılaşma, oturma, heyelan, su baskını
Komşu bina İlişki ve derz durumu kaydedilir Çarpışma için veri toplama ve asgari ayrılma mesafesi
Uygulama denetimi Bölüm 15’te yok; ayrı mevzuatla yürütülür Kalite güvencesi, özel denetim ve yapısal gözlem (1.4.5)

Türkiye’deki bir proje için pratik sonuçlar

Karşılaştırmadan çıkan birkaç pratik sonuç vardır.

Bağlayıcı belge TBDY 2018’dir. Türkiye’de mevcut bir binanın deprem performansının belirlenmesi ve güçlendirme projesinin hazırlanması TBDY 2018’e göre yapılır. ASCE 41-23’e göre yapılmış bir değerlendirme, ne kadar ayrıntılı olursa olsun, TBDY’ye uygunluk gösteriminin yerine geçmez. İki belgenin deprem düzeyleri, hasar sınırları ve karar kuralları farklı olduğu için sonuçlar birbirine dönüştürülemez.

ASCE 41-23, TBDY’nin sustuğu yerde başvuru kaynağıdır. Önemli binalarda yapısal olmayan elemanların değerlendirilmesinde, bitişik binalarda çarpışma riskinin yorumunda ve sahaya özgü zemin tehlikelerinin ele alınmasında mühendis ASCE 41-23’ün yaklaşımından yararlanabilir. Yararlanılan yöntemin rapora açıkça yazılması ve bunun TBDY değerlendirmesine ek bir inceleme olduğunun belirtilmesi gerekir. Enerji sönümleyici gibi TBDY kapsamı dışındaki çözümlerde ise projenin hangi esaslara göre hazırlanacağı baştan netleştirilmelidir.

Sonuçların okunmasında dikkat gerekir. Akademik çalışmalarda aynı bina için iki belgeyle bulunan sonuçların farklı çıkması olağandır. Bunun nedenleri, deprem düzeyleri ve spektrumlar, malzeme dayanımının tanımı, eleman bazlı ve kat bazlı karar kuralları ile doğrusal yöntemin kuvvet ya da şekildeğiştirme esaslı oluşudur. Bu fark, belgelerden birinin “hatalı” olduğunu göstermez. Farklı varsayımların doğal sonucudur.

Deprem raporu iki farklı yoldan alınır. Birincisi, TBDY 2018’e göre yapılan deprem performans analizidir. Binanın hangi performans düzeyinde olduğu ve güçlendirme ihtiyacı bu analizde ortaya çıkar. İkincisi, 6306 sayılı Kanun kapsamında Bakanlık lisanslı kuruluşların yaptığı riskli yapı tespitidir. Bina riskli bulunursa tapu kütüğünün beyanlar hanesine riskli yapı belirtmesi işlenir ve süreç kentsel dönüşüm mevzuatına göre yürür. Hangi yolun gerektiği, raporun ne amaçla istendiğine bağlıdır. Ayrıntılar için Deprem Dayanıklılık Raporu Nasıl Alınır? yazımıza bakabilirsiniz. Güçlendirme projesi hizmetimiz için Bina Güçlendirme sayfamıza bakabilir; yöntemlerin maliyet ve uygulama açısından karşılaştırması için ise Bina Güçlendirme Yöntemleri Karşılaştırması yazımızı okuyabilirsiniz. Gevrek kırılmanın mekanizması için de Kolonlarda Kesme Göçmesi yazımıza göz atabilirsiniz.

İlgili yazılar

Binanız için TBDY 2018’e göre performans analizi

Binanızın adresini, yapım yılını ve varsa projelerini iletin. Yerinde röleve, donatı tespiti ve karotla bilgi düzeyini belirleyelim. TBDY 2018 Bölüm 15’e göre doğrusal veya doğrusal olmayan analizle binanızın performans düzeyini ve gerekiyorsa güçlendirme seçeneklerini ortaya koyalım. Bakanlık lisanslı kuruluş olarak Antalya’nın tüm ilçelerinde hizmet veriyoruz.

Sık sorulan sorular

ASCE 41-23 nedir?

ASCE/SEI 41-23, Amerikan İnşaat Mühendisleri Derneği’nin mevcut binaların deprem değerlendirmesi ve güçlendirmesine ayrılmış standardıdır. 2017 baskısının yerini almıştır. Performans hedeflerini, üç kademeli değerlendirme yapısını (Tier 1, 2, 3), analiz yöntemlerini, kabul ölçütlerini, yapısal olmayan elemanları, sismik yalıtımı ve enerji sönümleyicileri kapsar.

TBDY 2018 ile ASCE 41-23 arasındaki temel fark nedir?

TBDY 2018 mevcut binaları tek bir yolla, bilgi toplama ve analizle değerlendirir. Sıradan binalarda hedef DD-2 depreminde Kontrollü Hasar’dır ve bina performansı katlardaki hasarlı eleman oranlarıyla belirlenir. ASCE 41-23 ise üç kademeli bir yapı ve iki deprem düzeyli bir temel hedef kullanır. Yapısal olmayan elemanları hedefe dahil eder ve kabul ölçütlerini eleman etkisi bazında uygular.

Türkiye’de ASCE 41-23’e göre performans analizi yapılabilir mi?

Türkiye’de mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesinde bağlayıcı olan TBDY 2018’dir. ASCE 41-23’e göre yapılan bir değerlendirme, TBDY’ye uygunluk gösteriminin yerine geçmez. ASCE 41-23, TBDY’nin ayrıntılı düzenlemediği konularda ek bir mühendislik değerlendirmesi olarak kullanılabilir. Yapısal olmayan elemanlar ve komşu binayla çarpışma bu konulara örnektir.

TBDY’deki Kontrollü Hasar, ASCE 41’deki Life Safety ile aynı mı?

Kavramsal olarak yakındırlar; ikisi de can güvenliğini hedefler. Ancak birebir eşdeğer değildirler. Eşleştirildikleri deprem düzeyleri, hasar sınırlarının hesap yöntemi ve bina düzeyindeki karar kuralları farklıdır. Bu nedenle birinin sağlanması diğerinin sağlandığı anlamına gelmez.

Bilgi düzeyi katsayısı iki belgede nasıl farklı?

TBDY 2018’de sınırlı bilgi düzeyi için 0.75, kapsamlı bilgi düzeyi için 1.00 kullanılır. Sınırlı düzey yalnızca BKS = 3 binalarda uygulanabilir. ASCE 41-23’te doğrusal yöntemlerde κ; belge durumuna ve deney kapsamına göre 0.75, 0.9 veya 1.0 alınır. Doğrusal olmayan yöntemlerde ise deney yerine malzeme özelliklerinin alt ve üst sınır değerleriyle analiz yapılabilir.

ASCE 41-23’teki kısmi güçlendirme TBDY’de var mı?

Hayır. ASCE 41-23, binanın performansını düşürmemek, yeni düzensizlik yaratmamak ve yetersiz elemanlara gelen kuvveti artırmamak gibi koşullarla kısmi güçlendirmeye izin verir. TBDY 2018’de böyle bir kavram yoktur; güçlendirilen bina, Tablo 3.4’teki hedefi bütün olarak sağlamalıdır.

Deprem raporu için hangi değerlendirme yapılmalı?

Deprem raporu iki yoldan alınır. Birincisi, TBDY 2018’e göre yapılan deprem performans analizidir; binanın performans düzeyini ve güçlendirme ihtiyacını gösterir. İkincisi, 6306 sayılı Kanun kapsamında Bakanlık lisanslı kuruluşların yaptığı riskli yapı tespitidir; bina riskli bulunursa tapu kütüğünün beyanlar hanesine riskli yapı belirtmesi işlenir ve kentsel dönüşüm süreci başlar. Hangisinin gerektiği raporun amacına bağlıdır.

Yönetmelik maddeleri ve kaynaklar

  • Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), Resmî Gazete, 18 Mart 2018, Sayı 30364 (Mükerrer). Kullanılan maddeler:
    • 1.1: Kapsam.
    • 2.2: Deprem yer hareketi düzeyleri.
    • 3.1, 3.2, 3.4 ve 3.5.1: Bina kullanım sınıfları, deprem tasarım sınıfları, performans düzeyleri ve hedefleri (Tablo 3.4).
    • 3.6.2.4: B3 türü düzensizlik.
    • 4.9.3: Derz boşlukları.
    • 5.8.1: Şekildeğiştirme sınırları.
    • 6.1: Yapısal olmayan elemanlar.
    • 14.1.1: Yalıtım.
    • 15.1–15.10, Ek 15B ve Ek 15C: Mevcut binaların değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi.
    • 16.1.1: Zemin ve temeller.
  • ASCE/SEI 41-23, Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers, 2023. Kullanılan bölümler:
    • 1.3–1.4: Değerlendirme ve güçlendirme süreci.
    • 2.2–2.5: Performans düzeyleri, deprem düzeyleri (2.3.1) ve hedefler (Tablo 2-1 ila 2-6).
    • 3.2.5, 3.4 ve 3.5: Komşu binalar, karşılaştırma binaları (Benchmark) ve değerlendirme kademeleri.
    • 5.2.4 ve 5.2.6: Tier 2 analiz yöntemleri ve bilgi düzeyi katsayısı.
    • 6.2–6.4: Veri toplama, bilgi düzeyi katsayısı ve sınır değerli analiz (Tablo 6-1 ila 6-3).
    • 7.3 ve 7.5: Analiz yöntemi seçimi ve kabul ölçütleri.
    • 7.2.15: Bina ayrılma mesafesi.
    • 8.2.2 ve 8.3: Zemin kaynaklı tehlikeler.
    • 10.2: ACI 369.1’e atıf.
    • 13.1, 14.1 ve 15.1: Yapısal olmayan elemanlar, yalıtım ve sönümleyiciler.
    • Ek A: Eksikliğe dayalı yöntemler için yol gösterici bilgiler.
  • ACI 369.1, Standard Requirements for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Concrete Buildings, American Concrete Institute. ASCE 41-23 Bölüm 10’un referans standardıdır.
  • ASCE/SEI 7-22, Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures. ASCE 41-23’teki deprem tehlikesi tanımlarının dayanağıdır.

Bu yazı genel bilgilendirme amaçlıdır ve bir deprem performans analizinin veya güçlendirme projesinin yerine geçmez. ASCE/SEI 41-23’ün hükümleri özetlenerek aktarılmıştır; uygulamada standardın tam metnine başvurulmalıdır. Raporlarımız ve projelerimiz, Yüksek İnşaat Mühendisi Uğur Özmen (İMO Sicil No: 78711) sorumluluğunda hazırlanır.

Binanız için mühendislik desteği mi gerekiyor?

Hermes Proje, Antalya merkezli ve Bakanlık lisanslı bir riskli yapı tespit kuruluşudur. Binanızın adresini iletin, süreci birlikte planlayalım.

Deprem performans analizi hakkında bilgi →

Yazar hakkında

Uğur Özmen

Yüksek İnşaat Mühendisi (İMO Sicil No: 78711), Hermes Proje’nin kurucusu. 2009’dan bu yana betonarme ve çelik yapıların statik projelendirilmesi, mevcut yapıların deprem performans analizi, riskli yapı tespiti ve güçlendirme projeleri üzerine çalışmaktadır. İnşaat mühendisliği alanında doktora çalışmasını sürdürmektedir.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Hemen Ara WhatsApp