Deprem riski olan bir kent için deprem kaybının yaşam boyu maliyet modeli kullanılarak hesaplanması
Earthquake loss estimation for a town in seismic zone using life cycle cost model
Yazar: SEMA ERGÖNÜL
Danışman: PROF. DR. SADETTİN ÖKTEN
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Deprem = Earthquake ; Deprem riski = Earthquake risk ; Konsolidasyon = Consolidation ; Maliyet = Cost ; Yaşam dönem maliyeti = Life cycle cost

Özet:
ÖZET Depremler bir kentin ekonomisini büyük ölçüde etkilerler, O kentin gelişmesi için ayrılmış olan sınırlı kaynaklar depremin yaralarını sarmak için kullanılmakta ve kentin ekonomik büyümesi gecikmektedir. Bu çalışmada, deprem riski altında bulunan bir kentin deprem kaybının yaşam boyu maliyet modeli geliştirilerek hesaplanması amaçlanmıştır. Kent, harcamaları ve gelirleri olan bir ekonomik varlık olarak kabul edilmiştir. Ancak, bu kabul ile geliştirilen model kentin yatırımcı açısından önemli olan getirişini değil, depremin ekonomik açıdan orada oluşturduğu parasal kaybı göstermektedir. Burada deprem kaybı, analiz süresi içindeki herhangi bir yıl için kentin hesaplanan ekonomik değerleri arasındaki fark olarak tanımlanmıştır. Bu fark deprem olmadığı durumdaki ekonomik değerden deprem olduğundaki ekonomik değer çıkarılarak bulunur. Geliştirilen yaşam boyu maliyet modelinde deprem riski altında olan bir kentin harcamaları ilk yatırım maliyeti, yıllık harcamalar, deprem maliyeti ve iyileştirme maliyeti; geliri de ekonomik getirileri olarak ele alınmıştır. Belirli bir nüfusu barındırabilmek için bir kentin konutlara, sosyal ve teknik servislere ihtiyacı vardır. Bu konut ve servislerin arsa ve yapım maliyetleri o kentin ilk yatırım maliyetini oluşturmaktadır. O kentin büyüme ve gelişmesi için gerekli bakım maliyeti, kamu ve özel teşebbüs yatırımları yıllık harcamalar olarak değerlendirilmiştir. Yine söz konusu kentin yaşayabilmesi için çeşitli kaynaklardan (tarım, endüstri, ticaret ve turizm) elde ettiği gelirleri mevcuttur. Bütün bu harcamalar ve gelirler deprem olsun veya olmasın bir kent için söz konusudur. Ancak, deprem olduğu takdirde deprem maliyeti ve iyileştirme maliyeti gündeme gelecektir. Deprem maliyeti; acil yardım maliyeti, fiziksel hasar maliyeti ve ekonomik kayıp olarak üç grupta irdelenmiştir. Depremden hemen sonra ihtiyaç duyulan harcamalar, geçici hastane kurulması, yiyecek ve giyecek yardımı ve geçici konut ihtiyacı acil yardım maliyetini oluşturmaktadır. Depremde hasar gören yapılar az, orta ve ağır hasarlı olarak incelenmiş ve bu yapılarda oluşan hasarın maliyeti fiziksel hasar maliyeti olarak modele yansıtılmıştır. Deprem sonrasında işçi kaybı,motivasyon eksikliği, iş yerindeki ve/veya alt yapıdaki hasardan dolayı üretim yapılamaması kentin gelirinde bir azalmaya yol açacaktır. Bu azalma ekonomik kayıp olarak modelde ele alınmıştır. Depremde hasar gören yapıların iyileştirilmesi hasarın miktarına göre, onarım (yapının deprem öncesi durumuna getirilmesi), sağlamlaştırılma (yapının deprem öncesi durumundan daha dayanıldı hale getirilmesi), yeniden yapım olarak düşünülmüştür. Ayrıca, yapı sağlam olmayan zeminden dolayı hasar görmüş ise zemin ıslahı da modelde yer almaktadır. Eğer hasarlı yapı yalnızca onarılacaksa fiziksel hasar maliyeti o yapının iyileştirme maliyetine eşit kabul edilmiştir. Diğer seçeneklerde iyileştirme maliyeti fiziksel hasar maliyetinden fazla olacaktır. Deprem kaybım etkileyen parametreler iyileştirme süresi, ilk yatırım maliyeti, faiz oram ve depremin oluş yılı olarak belirlenmiş ve geliştirilen model kullanılarak bunların deprem kaybına olan etkileri (duyarlılık) değerlendirilmiştir. Modelde bir kent için analiz süresi iki depremi kapsamak için 50 yıl olarak alınmakla birlikte bu süreyi değiştirmek mümkündür. Duyarlılık analizinde incelenen dört durum için ilk depremin analiz süresinin onuncu yılında olacağı varsayılmıştır. Birinci durum, yalnızca bir deprem içerirken ikinci durumda iki deprem düşünülmüştür. Her iki durumda da depremlerden sonra hasarlı yapıların sadece onarımı söz konusudur. Üçüncü ve dördüncü durumlar yine iki deprem içermektedir. Ancak, üçüncü durumda birinci depremden sonra hasarlı yapılar sağlamlaştırılırken dördüncü durumda hem sağlamlaştırma hem de zemin ıslahı yapılmaktadır. Her iki durumda da ikinci depremden sonra yalnızca onarım yapılacağı varsayılmıştır. Modelin gerçek bir duruma uygulanması için vaka analizi gerçekleştirilmiş ve 1999 yılındaki depremde büyük hasar gören Adapazarı'na ilişkin veriler toplanmış ve modelde bunlar kullanılarak deprem kayıpları hesaplanmıştır. Kent için 6 senaryo üretilmiş ve her bir senaryoda deprem kaybının ne olacağı maliyeti etkileyen parametreler doğrultusunda gözlenmiştir. Bu senaryolarda aşağıdaki kabuller yapılmıştır. Senaryo 1 - Bir deprem içerir ve deprem sonrası hasarlı yapılar sadece onarılır. vıSenaryo 2 - İki deprem içerir. Birinci depremden ve ikinci depremden sonra hasarlı yapılar sadece onarılır. Senaryo 3 - İki deprem içerir. Birinci depremden sonra hasarlı yapılar sağlamlaştırılır ve.ikinci depremden sonra sadece onarılır. Senaryo 4 - İki deprem içerir. Birinci depremden sonra hasarlı yapılar sağlamlaştırılır ve ikinci depremden sonra sadece onarılır. İkinci depremin büyüklüğünün Senaryo 3 'dekinden daha küçük olduğu kabul edilir. Senaryo 5 - İki deprem içerir. Birinci depremden sonra hasarlı yapılar sağlamlaştırılır ve zemin ıslahı yapılır, ikinci depremden sonra ise sadece onarılır. Senaryo 6 - İki deprem içerir. Birinci depremden sonra hasarlı yapılar sağlamlaştırılır ve zemin ıslahı yapılır, ikinci depremden sonra ise sadece onarılır. İkinci depremin büyüklüğünün Senaryo 5 'dekinden daha küçük olduğu kabul edilir. Sayısal incelemelerde deprem kayıpları, anlamlı bir karşılaştırma yapabilmek açısından elli yıllık analiz süresinin sonundaki değerleri dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Gerek deprem kaybım etkileyen parametrelerin irdelenmesi ve gerekse de vaka analizi sonuçlan göstermiştir ki; iyileştirme süresi arttıkça deprem kaybı da artmaktadır. İlk yatırım maliyeti arttıkça yani depreme daha dayanıldı yapılar yapılması ve yapılar arasında daha geniş mekanlara yer verilmesi deprem kaybım azaltmaktadır. Yüksek faiz oranlan deprem kaybım artırırken, ikinci depremin analiz süresinin son yıllarında olması deprem kaybını azaltmaktadır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar nitelik açısından genel bulgular olarak alınabilirse de sayısal açıdan burada kullanılan giriş verileri ile bağımlı sonuçlardır. Farklı veri gruplan kullanarak sayısal açıdan daha geniş sonuçlan verecek parametrik bir çalışmanın ilerdeki bir aşama olacağı düşünülmektedir. vn

Abstract:
SUMMARY Earthquakes result in damage to housing, social and technical facilities and severe casualties. Emergency responses following an earthquake and recovery of damaged structures have major impact on the government budget. Scarce resources assigned for development projects have to be diverted to the recovery of earthquake damages. This research work aims the estimation of earthquake loss for a town in seismic zone using life cycle cost model that can be of assistance in decision making process before and after an earthquake that strikes the town. Earthquake loss in this study is defined as the difference between the future worth of a town, at any year of the analysis period, in the case of having no earthquake and in the case of having earthquakes. Life cycle cost model developed in this study considers that a town is an entity with its expenditures and revenues but not worth for investment. The model consists of planned and unplanned costs of a town. Planned costs are initial cost, annual expenditures and economic value, which are expected regardless of the occurrence of an earthquake. If an earthquake occurs disaster and recovery costs are to be anticipated. Initial cost in the model refers to the land and construction costs of housing, social and technical facilities to accommodate a certain population. Maintenance cost, public and private investments are considered as annual expenditures, which are necessary for the growth of a town. Revenues from different resources are also necessary for the survival of a town and expressed as economic value in the model. Disaster cost includes supply cost (temporary accommodation, temporary hospitals, emergency aids), physical damage cost and economic loss. Structures damaged after an earthquake are classified as lightly, moderately and heavily damaged and the costs of damages are reflected in the physical damage cost. Damaged structures are recovered either by repairing or retrofitting or reconstruction or soil improvement. Recovery cost refers to the cost of the recovery of the damaged structures. inAn analysis period of 50 years is adopted to observe the effects of earthquakes on the cost of a town under earthquake risk. This period is also considered to be long enough to cover two earthquakes. The sensitivity of cost effective parameters such as recovery period, initial cost, interest rate and earthquake pattern (occurrence time of earthquakes) is evaluated for earthquake losses of four different cases. A case study is also carried out to apply the model to an actual case, Adapazarı, which is damaged heavily during the earthquake in 1999. In order to analyze the earthquake losses of different situations for Adapazarı, six scenarios are created. In the sensitivity measurement of cost-effective parameters and case study, the earthquake loss at the end of the analysis period is adopted to allow the meaningful comparison of different situations. However, the model enables the computation of the earthquake losses at any year of the analysis period. IV