Explanation of the Problems in Reinforced Concrete Buildings Observed in the February 6th, 2023 Earthquakes with a Hierarchical Triangle

Abstract

On February 6th, 2023, at 04:17, our country was struck by an earthquake with a magnitude of Mw=7.7. The epicenter was Pazarcık, Kahramanmaraş. About nine hours later, at 13:24, a second earthquake with a magnitude of Mw=7.6 occurred in Elbistan, Kahramanmaraş. After the earthquakes, 11 cities in the region were declared as disaster zones. According to the data of the Ministry of Environment, Urbanization and Climate Change, it has been determined that 582 thousand independent sections and 202 thousand buildings in the region are to be demolished immediately, heavily damaged or demolished. In this article, as a result of the investigations made in the earthquake effected regions, which started on the day of the earthquake and lasted for 5 days, the problems that caused the collapse of reinforced concrete buildings were explained in a hierarchical triangle, in the order of importance. Insufficient development length, end of the stirrups not bent at 135°, problems with the materials, lack of confinement regions at the ends of columns and beams, strong beam-weak column, etc. It has been observed that these problems constitute a significant part of the collapses. It was determined that the collapsed structures did not meet the requirements of the earthquake regulations in effect at the time they were built.

Keywords

• Kahramanmaraş
• Earthquake
• Reinforced concrete building
• Hierarchical triangle
• Reasons of collapse

6 Şubat 2023 Depremlerinde Gözlenen Betonarme Binalardaki Sorunların Hiyerarşik Bir Üçgen ile Açıklanması

Abstract

Ülkemiz 6 Şubat 2023 tarihinde, saat 04:17’de merkez üssü Kahramanmaraş’ın Pazarcık ilçesi olan Mw=7.7 büyüklüğünde bir depremle sarsılmıştır. Yaklaşık dokuz saat sonra, saat 13:24’te, bu sefer merkez üssü Kahramanmaraş’ın Elbistan ilçesi olan Mw=7.6 büyüklüğünde ikinci bir deprem oluşmuştur. Depremlerin çevresinde bulunan 11 şehir afet bölgesi kapsamına alınmıştır. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı’nın verilerine göre bölgede 582000 bağımsız bölüm ve 202000 binanın acil yıkılacak, ağır hasarlı veya yıkık olduğu saptanmıştır. Bu makalede, deprem bölgesine yapılan, depremin olduğu gün başlayan ve 5 gün süren incelemeler neticesinde, betonarme binalarda yıkılmaya neden olan sorunlar hiyerarşik bir üçgen şeklinde, önem sırasına göre anlatılmıştır. Yetersiz kenetlenme boyu, etriye uçlarının 135° derece bükülmemesi, malzeme ile ilgili sorunlar, kolon ve kiriş uç bölgelerinde sarılma bölgelerinin bulunmaması, güçlü kiriş-zayıf kolon, vb. sorunların yıkımların önemli bir kısmını oluşturduğu gözlemlenmiştir. Yıkılan yapıların, yapıldıkları dönemde yürürlükte olan deprem yönetmeliklerinin şartlarını yerine getirmediği görülmüştür.

Keywords

• Kahramanmaraş
• Deprem
• Betonarme bina
• Hiyerarşik üçgen
• Yıkılma nedenleri

Supporting Institution

Atılım Üniversitesi

Thanks

Bölgedeki incelemelerin gerçekleştirilmesi için sağladıkları destekten dolayı Atılım Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanlığı’na, Rektörlüğü’ne ve Mütevelli Heyeti’ne teşekkür ederim. İnceleme ekibinde yer alan Prof. Dr. Tolga Akış’a, Araş. Gör. Yunus Kantekin’e ve Araş. Gör. İshak Can Aydın’a desteklerinden dolayı teşekkür ederim.

References

1. ABYYHY. (1975). Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik. T. C. İmar ve İskan Bakanlığı, Ankara.
2. ABYYHY. (1998). Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik. T. C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
3. AFAD (Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı). (2023). 06 Şubat 2023 Pazarcık (Kahramanmaraş) Mw 7.7 ve Elbistan (Kahramanmaraş) Mw 7.6 Depremlerine İlişkin Ön Değerlendirme Raporu. İçişleri Bakanlığı, Deprem Dairesi Başkanlığı, Ankara.
4. American Concrete Institute (ACI). (2023). Erişim adresi: https://www.concrete.org/tools/frequentlyaskedquestions.aspx?faqid=715 (Ulaşım Tarihi 8 Haziran 2023).
5. Arslan, M. E. ve Arslan, T. (2018). Kenetlenme Boyu ve Donatı Çapının Beton-Donatı Aderansına Etkisinin Mafsallı Kiriş Deneyiyle İncelenmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 30(2), 1-11.
6. Bakırcı Er, Ş., Aykaç, S. ve Can, H. (2014). Betonarme Zayıf Kolon-Kiriş Birleşimlerinin Davranışı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(3), 537-547.
7. Baran, E., Mertol, H. C. ve Güneş, B. (2014). Damage in reinforced-concrete buildings during the 2011 Van, Turkey, earthquakes. Journal of Performance of Constructed Facilities, 28, 466-479. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000396.
8. ÇŞİDB. (2023). Bakan Kurum: “2 Ay İçerisinde 11 İlimizin Tamamında Toplam 309 Bin Bağımsız Bölümün İnşa Sürecini Başlatmış Olacağız”. Erişim adresi: https://csb.gov.tr/bakan-kurum-2-ay-icerisinde-11-ilimizin-tamaminda-toplam-309-bin-bagimsiz-bolumun-insa-surecini-baslatmis-olacagiz-bakanlik-faaliyetleri-38466 (Ulaşım Tarihi: 8 Haziran 2023).

9. DBYBHY. (2007). Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. T. C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, Ankara.
10. Döndüren, M. S., Çöğürcü, M. T. ve Altın, M. (2006). Betonla Donatı Arasındaki Aderans Davranışının Deneysel İncelenmesi,” Selçuk Üniversitesi Mühendislik‐Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(3‐4), 57-68.
11. Google Haritalar. (2023). Erişim adresi: https://www.google.com/maps (Ulaşım Tarihi: 8 Haziran 2023).
12. Işık, E. ve Özdemir, M. (2016). Betonarme Yapılarda Güçlü Kiriş – Zayıf Kolon Durumunun Yapı Performansına Etkisi. 1st International Mediterranean Science and Engineering Congress (IMSEC 2016), Adana.
13. Maslow, A. H. (1943). A theory of human motivation. Psychological Review, 50(4), 370–396. https://doi.org/10.1037/h0054346.
14. Mertol, H. C., Tunç, G. ve Akış, T. (2021). Damage observation of reinforced concrete buildings after 2020 Sivrice (Elazığ) earthquake, Turkey. Journal of Performance of Constructed Facilities, 35 (5). https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0001619.
15. Mertol, H. C., Tunç, G. ve Akış, T. (2023). A site survey of damaged RC buildings in İzmir after the Aegean sea earthquake on October 30, 2020. Gradevinar, 75(5), 451-470. DOI: 10.14256/JCE.3343.2021.
16. Neville, A. M. (2012). Properties of Concrete. Trans-Atlantic Publications Inc., 5th Edition, 846 s.
17. Susanto, A., Kasyanto, H. ve Susilahadi, S. (2020). Experimental Study of 90° Hook and Standard Hook at the End of Reinforced Concrete Beam Stirrup. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 830.
18. Orakçal, K. ve Chowdhury, S. R. (2011). Betonarme Kolonlarda Donatı Sıyrılmasının Analitik Modellenmesi. 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
19. TBDY. (2018). Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Deprem Etkisi Altında Binaların Tasarımı için Esaslar. T. C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara.
20. Tsiskreli, G. D. ve Dzhavakhidze, A. N. (1970). The effect of aggregate size on strength and deformation of concrete. Hydrotechnical Construction, 4, 448-453. https://doi.org/10.1007/BF02376145.