Tarihi yapı tanımına giren binalar yapı malzemesi, yaş, yapısal sistem, fonksiyon ve içinde bulundukları durum açısından çok geniş bir yelpazeye yayılmaktadır. Örneğin İstanbul’daki tarihi yapıların 1500-1600 yıl ila 50-60 yıl arasında değişen yaşlarda oldukları söylenebilir. Yapı malzemesi olarak değişik dönemlerin teknik ve malzemesiyle üretilmiş ve uygulanmış taş, kesme taş, tuğla, harç, ahşap, demir kullanılmıştır. Cami, medrese, türbe, saray, kilise, han, hamam, konut gibi çok değişik fonksiyonlara sahip bu yapı grubunun yapısal sistemleri de birbirinden farklıdır. Bir kısmı üzerlerinde geçmiş depremlerin izlerini taşımakta, çoğu da bakımsız ve restorasyona muhtaç durumda bulunmaktadır.

İstanbul’daki tarihi yapıların deprem riskinin belirlenmesine yönelik olarak yapılması gerekenler (1) kentteki deprem tehlikesinin belirlenmesi, (2) zemin koşullarının saptanması, (3) tarihi yapıların hasar görebilirlik durumlarının ortaya konması ve (4) tarihi yapılarda olası bir deprem sonunda oluşacak kayıpların ortaya konmasıdır. Deprem tehlikesinin ve zemin etkilerinin belirlenmesi bu yazının kapsamı dışındadır. Kentteki tarihi binaların hasar görebilirlik durumunun belirlenmesi içinse tüm yapıların ele alındığı genel, ve yapı bazında çalışmaların gerçekleştirildiği özel yaklaşımlar bulunmaktadır. Bu yapılarda meydana gelebilecek kayıpların tahmini de, söz konusunu yapıların karakterlerine uygun şiddet-hasargörebilirlik-hasar oranı ilişkilerinin ortaya konmasını gerektirmektedir..

Tüm yapılar bazında yapılması gerekenler - Genel yaklaşım

Esasen tarihi yapılara yönelik bir deprem senaryosu çalışmasının amacı olası bir deprem sonucu tarihi yapılarda meydana gelecek hasarın belirlenebilmesidir. Bunun için (1) çalışma alanındaki tarihi yapı stoğunun içinde yer alan her yapı tipi için hasar görebilirlik seviyesinin belirlenmesi ve (2) çalışma alanında beklenen şiddet seviyelerine göre, hasar (kayıp) oranlarının hesaplanmasıdır. Tarihi yapılarda hasargörebilirlik seviyesinin belirlenmesi için, endeksleme yöntemi ya da ‘limit-state’ yaklaşımı örnek verilebilir. Hasargörebilirlik endeksi yönteminde bir yapı grubunda hasarı kontrol eden parametreler belirlenir. Ele alınan yapı grubu içinde yer alan her bina için, seçilen parametreler tek tek değerlendirilerek toplam bir hasar görebilirlik değerine ulaşılır. Hasargörebilirlik-hasar oranı arasında her şiddet seviyesi için verilen ilişkiler de kayıpların bulunmasında kullanılır.

Bu yöntem yardımıyla Barcelona’daki tarihsel öneme sahip bir yapı grubu için yapılan çalışma sonuçları Şekil 9’da sunulmaktadır (Caicedo ve diğeleri, 1995). Hasargörebilirlik-hasar ilişkisine bir örnek ise 20. yüzyılın ilk yarısında İtalya’da inşa edilmiş yığma yapılar için Şekil 10’da verilmektedir (Angeletti ve diğerleri, 1988).

Benzer bir ilişki yığma kilise ve konutlar için Şekil 11’de görülebilir (D’Ayala, 2000). Şekil 11‘deki hasargörebilirlik değeri ‘limit-state’ yaklaşımıyla bulunmuştur (D’Ayala ve diğerleri, 1997).

EMS 1992, yığma yapıları kullanılan malzemeye göre yedi farklı grupta incelemektedir (Şekil 12). Hasar ise, az hasar ile çökme arasında değişen beş basamaklı bir derecelendirme sistemin ile tanımlanır (Şekil 3). İstanbul’daki tarihi yapıların A, B ya da C hasargörebilirlik sınıfına dahil oldukları düşünülürse, EMS 1992’de verilen hasar oranları VII, VIII ve IX şiddetleri için Tablo 1’deki gibi özetlenebilir.

Tablo 1. Deprem şiddeti, hasargörebilirlik, hasar oranı ilişkileri, EMS 1992

Hasargörebilikrlik	Deprem Şiddeti
	VII			VIII				IX
	çok ağır hasar	ağır hasar	orta hasar	çökme	çok ağır hasar	ağır hasar	orta hasar	çökme	çok ağır hasar	ağır hasar
A	%0-15	%15-55		%0-15	%15-55			%15-55
B	-	%0-15	%15-55	-	%0-15	%15-55		%0-15	%15-55
C	-	-	%0-15	-	-	%0-15	%15-55	-	%0-15	%15-55

İstanbul’daki tarihi yapıların hasar görebilirlik durumunun belirlenmesi için öncelikle yapıların bütün olarak ele alınarak, eldeki tüm verilerin bir veritabanında derlenmesi ve GIS (Coğrafi Bilgi Sistemi) ortamında değerlendirilmesi gerekmektedir. Böylelikle bu yapı stoğu hakkından genel bir fikre ve her türlü bilgiye ulaşacağımız bir dayanağa sahip olunabilir. Bu envanterde bina hakkındaki tipolojik, tarihsel, idari, yapısal, jeolojik ve jeoteknik bilgiler yer almalıdır. Bu konuda ayrıntılı bilgi Gavarini (2001)’de bulunabilir. Bu bilgiler yardımıyla benzer özelliklere sahip yapılar gruplanarak, her bir grubu temsil eden yapı örneği seçilerek, o yapının üstünde detaylı inceleme, ölçüm ve deneyler yapılmalı, yapının statik, dinamik, malzeme, temel ve zemin özellikleri ayrıntılarıyla incelenmeli, bir deprem sırasındaki davranışları analitik ve gerekirse bir model kurularak sarsma masası yardımıyla test edilmeli, güçlendirme metodolojileri önerilmeli ve tartışılmalı ve bu metodolojilerin etkinliği, yine sarma masası yardımıyla test edilerek ortaya konmalıdır.

İstanbul’da bir çok tarihi ve anıtsal yapının depreme karşı güçlendirmesi gereği açıktır. Ne var ki, işin boyutu göz önüne alındığında, bu gereğin yerine getirilmesinin mümkün olmadığı ortaya çıkmaktadır. Bu yüzden akılcı olan hangi yapılar için öncelikli olarak onarım ve güçlendirmenin gerekli olduğunun belirlenmesidir. Bu öncelik sırasının belirlenmesi için iki yöntem önerilebilir. Birinci yol bu önceliğin bir komisyon tarafından, uzman görüşleri yardımıyla belirlenmesidir. İkinci yol da öncelik sırasının hasar-görebilirlik indeksi yöntemine göre ortaya konmasıdır. Bu yöntemde tarihi yapıların hasar görebilirlikleri, her biri belirli bir matematiksel ağırlığa sahip olan tarihi önem, yapısal sistem, önceki depremlerde gördüğü hasar, bakım seviyesi gibi faktörler için verilen puanların toplanmasıyla belirlenir. İkinci yöntem, ilkine göre daha objektifdir.

Tarihi yapıların yapısal güvenliğine, bu tip yapılardaki onarım ve renovasyon işlerine ilişkin özel kanun ve düzenlemeler için iki ülke örnek verilebilir. Bunlar Amerika Birleşik Devletleri California Eyaleti ve İtalya’dır. Sahip olduğu mimari mirasın niteliği ve niceliği nedeniyle İtalya, Türkiye koşullarına daha yakın bir kimliğe sahiptir. İtalya’da bir çok tarihi binada yapısal hasara yol açan 1997 Umbria- Marche depremi sonrasında hasar tespit çalışmaları, onarım ve güçlendirme ilkeleri, tasarım ve uygulamanın denetlenme kriterleri ve tüm bu işlere ilişkin finansal kaynaklar komisyonlar tarafından yapılan inceleme ve çalışmalar sonucu kanunlarla ortaya konmuştur (Angeletti ve Cherubini, 2000). İtalya’da az hasarlı ve düşük hasar-görebilirlik seviyesine sahip yığma yapıların deprem güvenliğinin arttırılması için ortaya konan temel ilkeler şunlardır: Var olan hasarın onarımı, duvar-duvar ve duvar-diyafram bağlantılarının, tercihen bağ çubuklarıyla yapılması, ve kemer, tonoz ve çatılara gelen yatay yüklerin azaltılması. Tarihi öneme sahip yapılar içinse yukardakilere ek olarak getirilen kriterler, onarım ve güçlendirmede geleneksel malzemenin kullanılması, yer ve çatıların betonarme döşemelerle değiştirilmesinden, çok ağır ve rijid olmaları sebebiyle kaçınılması, ve tonozlarda kuvvetli bir güçlendirmeden kaçınılmasıdır (Angeletti ve Cherubini, 2000). Umbria-Marche depreminde tarihi merkezler de hasar görmüştür. Bu tip merkezlere İstanbul’dan örnek olarak Beyoğlu ve Galata gösterilebilir. Böyle merkezler içinde bulunan yapıların onarım ve güçlendirmesi için ortaya konan kriterlerse, esas olarak buralarda sıklıkla görülen bitişik nizam binaların bütün olarak ele alınmasına yöneliktir; bitişik binalarda benzer takviye yöntemlerinin uygulanması, bir blok içinde bulunan bina grubunun birlikte analiz edilmesi, binaların tek tek analizinden ve güçlendirme uygulamalarından, bloğun bütünün deprem güvenliğinin azalacağı gerekçesiyle kaçınılması gibi. EuroCode8 Bölüm 1.4’te tarihsel ve anıtsal yapılar özel olarak ele alınmaktadır.

Bina bazında yapılması gerekenler

Bir yapının deprem performansının ve güvenilirliğinin belirlenmesi ve iyileştirmeye yönelik projelerin geliştirilmesi bir çok disiplinin bir arada çalışmasını gerektiren bir sorundur. Böyle bir çalışmada şu aşamalar yer almalıdır: (1) Yapısal system özelliklerinin literatüre dayalı olarak çalışılması, varsa rölevelerinin incelenmesi ve eldeki bilgilerin fotogrametrik ölçümlerle desteklenmesi, (2) Yapısal malzeme özelliklerinin yapıya zarar vermeyen teknolojiler kullanılarak (jeo-radar, ultrasonik, infrared fotografi ve endoskopik inceleme gibi) ortaya konması, malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin anlaşılması (3) Yapının temel ve zemin özelliklerinin jeofizik yöntemler ve sondaj yoluyla incelenmesi, (4) Çevrel titreşim deneyleri yoluyla yapının dinamik özelliklerinin ortaya konması, (5) Yapıya bir kuvvetli yer hareketi kayıt sisteminin yerleştirilmesi, (6) Yapıdaki deformasyonların, mevcut çatlaklardaki hareketlerini, nem ve ısı değişikliklerini periyodik okumalarla sürekli izleyen ölçü-kayıt sistemlerinin montajı (7) Yapının nümerik modelinin oluşturularak, statik ve dinamik davranış özelliklerinin anlaşılması, çeşitli büyüklüklerdeki depremler altındaki tepkisinin benzeşiminin yapılması (8) Güçlendirmeye yönelik projelerin geliştirilmesi ve nümerik ortamda ve mümkünse sarsma masası yardımıyla test edilmesi.

Binaların dinamik özelliklerinin belirlenmesinde ilginin son dönemde ‘on-line’ yöntemde olduğu söylenebilir (Lin ve diğerleri, 2001). Sistem, yapının strüktürel olarak dinamik davranışını en iyi yansıtacak noktalara yerleştirilmiş ivme-ölçerlerden ve bunlardan gelen verileri anında değerlendirerek ilgili merkeze ileten bir yazılım ve donanımdan oluşmaktadır. Böylelikle yapının modal frekans ve sönümlenme özellikleri, deprem olmadığı zamanlarda periyodik olarak alınan ivme kayıtları yardımıyla, bir deprem sırasında da aynı değerlendirmenin bir deprem kaydı boyunca yapılmasıyla, izlenmektedir. Yöntemin etkinliği Şekil 13‘te görülebilir (Durukal ve Erdik, 1994). Şekilde Aya Sofya’nın güney ana kemeri üzerinde alınmış 12.12.1993 depremi kaydı yardımıyla, yapının 2. hakim frekansında ve 1. modal sönüm oranında deprem kaydı boyunca meydana gelen değişiklikler gösterilmektedir. Sistemi deplasman, nem, ısı ölçerler gibi cihazların eklenmesiyle çok daha kapsamlı ve ideal hale getirmek mümkündür. Yapının hakim frekansı ve sönüm değerlerindeki değişiklikler doğrudan o yapının yapısal özelliklerindeki değişiklikleri işaret etmekte ve belli değerlerin aşılması hasarı gösterebilmektedir. Bu yöntemle özellikle Aya Sofya Müzesi, Küçük Aya Sofya Camii, Mihrimah Sultan Camii, Dolmabahçe Sarayı gibi önemli ve hassas yapıların sürekli olarak denetlenerek, sıradışı yapısal eğilimlerin anında belirlenerek acil önlemlerin zamanında alınması sağlanabilir.

Şüphe yok ki tarihi yapılarda güçlendirmenin hangi yöntemle yapılacağı ve nasıl uygulanacağı dikkatle ve ihtiyatla cevaplanması gereken çok hassas ve önemli bir sorudur. Tarihi binalara yapılan yapısal müdahalenin yarardan çok zarar getirdiği şeklinde bir görüş de bulunmaktadır. Spence ve diğerleri (2000) güçlendirilmiş eski yığma binaların deprem sonrası hasar seviyelerini incelemiş ve genel olarak bu tip yapılarda güçlendirmenin 7-8’lik şiddet seviyesi için (Avrupa Makrosismik Ölçeğine göre) hasar oranını yaklaşık %50 oranında azalttığını göstermişlerdir. Aynı çalışma bağlantı çubukları kullanılarak yapılan güçlendirmenin verimliliğinin, daha pahalı olan betonarme kuşak kullanılarak yapılandan hiç de farklı olmadığına da işaret etmektedir. Spence ve diğerleri (2000) bağlantı çubuklarını eski yığma binaların güçlendirmesinde ucuz, etkin ve binanın yapısal sistemine ve dış görünüşüne en az etkiyi yapan en önemli alternatif olarak ortaya koymaktadır.

Durumu aciliyet taşıyan yapılar için (Mihrimah Sultan Camii gibi) ise üç aşamalı bir hareket planı öngörülmelidir. Bu aşamalar, tanı, stabilizasyon ve iyileştirmedir. Tanı aşamasında yapının içinde bulunduğu genel durum ve sorunlar ortaya konmalı, acil olarak ele alınması gereken yapısal problemler tanımlanmalıdır. Stabilizasyon aşamasında acil olarak ele alınması gereği ortaya konan sorunların çözümü için öneri ve projeler geliştirilerek, bu paket derhal uygulamaya konmalı ve bu, ileri ve kapsamlı analiz sonuçlarına göre belirlenecek iyileştirme önlemleri uygulamaya konana kadar geçerliliğini korumalıdır. İyileştirme olarak adlandırabileceğimiz son aşama kapsamında da üst ve alt yapıya dair detaylı araştırmalar ve güçlendirmeye yönelik etkinliği çeşitli yöntemlerle test edilmiş öneriler yer almalıdır.

Sonuç

Beklenen İstanbul depreminde ivme seviyelerinin, İstanbul’un tarihi yapıların yoğunlukla bulunduğu bölgelerinde, Kocaeli depremi sırasında aynı bölgede kaydedilenlerin 2.5-3.0 katına ulaşması muhtemeldir (Erdik ve diğerleri, 2001). Kocaeli depreminde Fatih Camii’nde ölçülen yer ivmesi %18g, Koca Mustafa Paşa Sümbül Efendi Camii’nde ölçülen yer ivmesi ise 13% g olmuştur. Bu ortaya çıkacak hasarın boyutu hakkında iyi bir fikir vermektedir. Vakit kaybetmeden mevcut hasar onarılmalı ve gerek duyulan hallerde güçlendirmeye yönelik adımlar atılmalıdır. Özellikle güçlendirme konusunda İnşaat Mühendisliği camiasının İstanbul Röleve ve Anıtlar Müdürlüğü ve Vakıflar İstanbul Bölge Müdürlüğü’ne destek sağlaması arzu edilen bir tutum olacaktır.

Teşekkür

Çalışmalarımıza sağladıkları destek nedeni ile Kültür Bakanlığı-İstanbul Röleve ve Anıtlar Müdürlüğü’ne ve gösterdikleri yakın ilgi dolayısıyla Vakıflar İstanbul Bölge Müdürlüğü’ne içten teşekkürlerimizi sunarız.

Kaynaklar

Ambraseys, N.N. and C.F.Finkel (1991), Long-term Seismicity of Istanbul and of the Marmara Sea Region, Terra Nova, 3, 527‑539.
Angeletti P. and A. Cherubini (2000), Criteria for Retrofitting Buildings in Umbria-Marche Earthquake, Proceedings of the 12^th World Conference on Earthquake Engineering, Paper No.2517.
Angeletti P., A. Bellina, E. G. Grandori, A. Moretti and V. Petrini (1988), Comparison Between Vulnerability Assessment and Damage Index, Some Results, Proceedings of the Ninth World Conference on Earthquake Engineering, Vol VII, pp 181-186.
Caicedo C., J.A. Canas, A.H. Barbat and F. Yepez, (1995), Seismic Vulnerability Assessment of Buildings in Barcelona, Proceedings of the 10^th Eropean Conference on Earthquake Engineering, pp 1023-1028.
D’Ayala D.F (2000), Establishing Correlation Between Vulnerability and Damage Survey for Churches, Proceedings of the 12^th World Conference on Earthquake Engineering, Paper No. 2237.
D’Ayala D., R. Spence, C. Oliviera ve A. Pomonis, (1997), Earthquake Loss Estimation for Europe’s Historic Town Centers, Earthquake Spectra, Vol. 13, No. 4, pp. 773-793.
Durukal E. and M. Erdik (1994), Comparison of System Identification Techniques: A Case Study for Hagia Sophia, Proceedings of the Second International Conference on Earthquake Resistant Construction and Design, 15-17 June 1994, Berlin, 993-1000.
Durukal E., S. Cimilli ve M. Erdik, (2000), Dynamic Response of Two Historical Monuments in İstanbul Deduced from the Recordings of 1999 Kocaeli and Düzce, Turkey Earthquakes, submitted to the Bulletin of Seismological Society of America.
European Macroseismic Scale 1992 (1993), G. Grüntal, editor, Conseil de L’Europe, Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie, Volume 7.
Erdik M., E. Durukal, Y. Alpay ve G. Birgören (2001), İstanbul’da Binalar İçin Deprem Riski ve Risk Azaltımına Yönelik Somut Bir Öneri, İstanbul Bülten, Yıl:12, Sayı: 52, 3-16.
Gavarini C. (2001), Seismic Risk in Historical Centers, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 21..
Kadakal U., E. Durukal and M. Erdik (1994), Application of the rocking response of the Egyptian Obelisk in Istanbul to the probabilistic estimate of peak earthquake accelerations experienced in the region, in Earthquake Resistant Construction and Design , Savidis ed., pp. 527-534.
Lin J.W., R. Betti, A.W. Smyth and R.W. Longman, (2001), On-line Identification of Non-linear Hysteretic Structural Systems Using a Variable Trace Approach, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 30, 1279 –1303.
Spence R., C.S. Oliviera, D.F. D’Ayala, F. Papa and G. Zuccaro (2000), The Performance of Strengthened Masonry Buildings In Recent European Earthquakes, 12^th World Conference on Earthquake Engineering, Paper No. 1366.

UNUYORUM... UNUTUYORSUN... UNUTUYOR... UNUTUYORUZ... UNUTUYORSUNUZ... UNUTUYORLAR...