Depremler insanlık tarihi boyunca her zaman korkutucu bir doğa olayıydı. Ancak insanlık geliştikçe ve şehirlerimiz büyüdükçe çöken binalar çok daha ölümcül bir hale geldi. Deprem değil binalar öldürür diyoruz, peki depremde binalar neden çöker ve bu nasıl önlenebilir?
Birçok kişi binanın yıkılmasının sebebinin altındaki zeminin şiddetle sarsılması ya da zemin de yarıklar oluşması olduğunu düşünebilir. Ancak bu düşünce tam olarak doğru değildir. Binalar inşa edilirken tam olarak fay hattı üzerine inşa edilmezler ve deprem sırasındaki levha hareketi bina zemininin çok altında oluşmaktadır.
Depremde binalar neden yıkılır?
Deprem anında meydana gelen bina çökmelerinin birçoğu aslında depremin kendisinden kaynaklanmamaktadır. Bina zemini sallandığında binanın temelinden yukarıya doğru, yapının kalanına şok dalgaları gönderir ve ileri geri titreşmesine neden olur. Bu şok dalgaları ile kolonlar taşıma kapasitelerini kaybetmeden önce kirişler hasar alır. Depremin kuvveti arttıkça binada göçen kirişlerin sayısı da artar. Bu aşamada oluşan hasarlar kirişlerde meydana geldiği için bina tamamen göçmez ve can güvenliğini sağlayacak şekilde ayakta kalabilir. Ancak depremin süresi uzadıkça veya kuvveti arttıkça kolonlar da hasar almaya başlar. Depremin kuvvetindeki küçük değişiklikler bile kolonların taşıma kapasitesini yitirmesine neden olabilir ve bunun sonucunda ise yapı çöker.
Bina üzerinde oluşan titreşimin gücü iki faktöre bağlıdır bunlar: binanın kütlesi ve binanın sertliğidir. Binanın sertliği, malzeme türü ve kolon şeklinden çok genellikle yükseklikle ilgilidir. Alçak binalar daha sert ve daha az kaymaya yatkınken, yüksek binalar daha esnektir.
Alçak binalar yüksek binalara göre depreme daha mı dayanıklıdır?
Bu soruya cevap bulabilmek için Türkiye’ye de benzemesi açısından Meksika’dan bir örnek verelim. 1985 yılında Meksika’da meydana gelen deprem sırasında 6 ila 15 arası kata sahip birçok bina çökmüştür. Ancak 6 kattan daha alçak ve 15 kattan daha yüksek binalar depremde daha az zarar görüp ayakta kalmayı başarabilmiştir. Peki bu nasıl mümkün olabiliyor?
Bu durumun sebebi doğal frekanstır. Bir salınım sisteminde frekans, bir saniyede ileri-geri oluşan hareket döngüsünün sayısıdır. Kütlesi ve sertliği tarafından belirlenen bir binanın doğal frekansı, titreşimlerinin etrafında kümelenme eğilimi olan frekanstır. Bina kütlesinin artırılması, doğal titreşim hızını yavaşlatır, sertliğinin artırılması ise titreşimi hızlandırır. Yani binaların yıkılmasına sebep olan şey 6 ila 15 arası kata sahip binaların doğal frekansıyla depremin sismik dalga frekansının eşleşmesidir. Oluşan bu eşleşme sonucunda binaların salınımı daha da arttı ve sonucu yıkım oldu.
Sonuç
Sonuç olarak bir deprem sırasında binaların yıkılmasının tek nedeni depremin kendi şiddetinden değil aynı zamanda doğal frekans sebebiyle de gerçekleşebilmektedir. Düşük frekanslı hareket, yüksek ve daha esnek binalara fazla hasar verirken, yüksek frekanslı hareket, alçak ve sert olan yapıları daha fazla tehdit etmektedir.
Bu durumu engellemek için çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Sismik izolatörler ve kütle damper sistemleri sismik titreşimleri azaltarak rezonansı yok eder. Ancak bu teknolojiler maliyetlerinden dolayı yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Her ne kadar çeşitli teknolojiler geliştirilmişte olsa binaların deprem sırasında çöküşünü önlemek için mühendis ve jeologlar birlikte çalışmalı ve bir inşaat yapılmadan önce toprak ve arazi türü gibi faktörler dikkate alınmalıdır. Ve tabi ki inşaat sırasında ve sonrasında yetkililer tarafından doğru bir şekilde denetlenmelidir.
Önerilen Yazı: AFAD uygulaması: Evimin altında fay hattı var mı?
Bilginin herkes için ücretsiz ve ulaşılabilir olmasını hedefleyerek gündelik hayattaki sorulardan bilimsel konulara kadar her konuda yazılar yazıyor.
