Content uploaded by Caner Göçer
Author content
All content in this area was uploaded by Caner Göçer on Feb 13, 2024
Content may be subject to copyright.
Journal of Architectural Sciences and Applications
JASA 2024, 9 (Special Issue), 293-312
Research article
e-ISSN: 2548-0170
https://dergipark.org.tr/en/pub/mbud
Citation: Göçer, C. (2024). Antakya high school: A unique example of how a traditional building system
performs in an earthquake. Journal of Architectural Sciences and Applications, 9 (Special Issue), 293-312.
DOI: https://doi.org/10.30785/mbud.1334645
Recevied: July 29, 2023 – Accepted: February 5, 2024 293
Geleneksel Yapı Sisteminin Deprem Performansına İlişkin Özgün Bir
Örnek: Antakya Lisesi
Caner GÖÇER 1*
ORCID 1: 0000-0001-6767-4235
1 İstanbul Teknik Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, 34367, İstanbul, Türkiye.
* e-mail: gocercan@itu.edu.tr
Öz
06.02.2023 tarihinde, Kahramanmaraş merkezli Mw 7.7 ve Mw 7.6 büyüklüğünde meydana gelen depremlerin
etkisiyle onbir ilde binlerce bina yıkılmış ve ağır hasarlar meydana gelmiştir. Bu çalışmada, Antakya Lisesi’nde
depremlerin etkisine bağlı oluşan strüktürel hasarlar ve nedenleri değerlendirilmiştir. Mimari ve yapısal
özelliklerin tanımlanması, hasar türleri ve görülme sıklığının belirlenmesi, hasar nedenlerinni değerlendirilmesi
ve hasar nedenlerinin hasar türlerine göre etkinlik derecesinin ortaya koyulması çalışma sürecinin temel
adımlarını oluşturmaktadır. Değerlendirme yöntemi olarak literatür, deprem yönetmeliği ve karşılaştırmalı
analiz verileri dikkate alınmıştır. Cephe düzeninde yüksek saydamlık oranına rağmen betonarme düşey hatıl
sayesinde yapının toptan göçmediği görülmüştür. Bununla birlikte benzer mimari ve yapısal özelliklere sahip
birimin toptan göçme nedeni taşıyıcı duvar örgü sistemindeki düzensizlik ve zayıf harç olabilir.
Anahtar Kelimeler: Kahramanmaraş depremleri, yığma yapı, yapısal hasarlar, hasar değerlendirme.
Antakya High School: A Unique Example of How a Traditional
Building System Performs in an Earthquake
Abstract
Thousands of buildings in 11 provinces were demolished or sustained heavy damage due to the earthquakes of
Mw 7.7 and Mw 7.6 in Kahramanmaraş center that struck on 06.02.2023. The structural damage sustained by
the Antakya High School from the two earthquakes as well as the cause of said damage was evaluated in this
study. Defining architectural and structural features, determining the types of damage and their frequency of
occurrence, evaluating the causes of damage, and revealing the degree of effectiveness of the causes of
damage according to the types of damage constitute the basic steps of the study process. As an evaluation
method, literature, earthquake regulations and comparative analysis data were taken into consideration.
Despite the high transparency rate in the facade layout, it was observed that the building did not collapse
completely, thanks to the reinforced concrete vertical beams. However, the reason for the wholesale collapse of
the unit with similar architectural and structural features may be the irregularity in the load-bearing wall
system and weak mortar.
Keywords: Kahramanmaraş earthquakes, masonry buildings, structural damages, damage assessment.
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
294
1. Giriş
Türkiye Kuzey Anadolu, Güney Doğu Anadolu ve Batı Anadolu olmak üzere üç ana aktif deprem
kuşağının etkisi altındadır. Geçmişten günümüze meydana gelen orta büyüklükteki depremlerde şehir
merkezlerindeki betonarme iskelet sistemli binalarda az hasar oluşurken, kırsal bölgelerdeki yığma
yapılarda ağır hasarlar ve can kayıpları meydana gelmiştir. Bu depremlerle ilgili olarak bugüne kadar
yapılmış araştırmalarda taş, kerpiç ve pişmiş toprak tuğla gibi yerel malzemelerle bina yapımının
çoğunlukla mühendislik hizmeti olmadan gerçekleştirildiği tespit edilmiştir (Bayraktar ve diğerleri
2007; Bayülke, 1992; Doğan, 2013; Çalayır ve diğerleri, 2012; Sayın ve diğerleri, 2013; Bayraktar ve
diğerleri, 2016; Aras ve Düzci, 2018).
Türkiye’nin diğer bölgelerinde meydana gelebilecek olası depremler dikkate alındığında, benzer
özellikteki mevcut yapılarda da yıkıcı etkilerin oluşacağı aşikardır. Büyük depremlerde betonarme
yapıların önemli bir bölümünün yıkıcı bir etkiye maruz kaldığı düşünüldüğünde, daha kırılgan ve zayıf
özellikteki geleneksel malzeme ile inşa edilen yapılarda daha yıkıcı sonuçlar ortaya çıkmaktadır
(Gülkan ve Sucuoglu, 1989; Celep ve diğerleri, 2011; Damcı ve diğerleri, 2015; Şengel ve Dogan, 2013;
Tapan ve diğerleri, 2013; İnel ve diğerieri, 2013).
06.02.2023 günü, Türkiye saati ile 04:17'de ve 13:24’de, merkez üssü Pazarcık (Kahramanmaraş) ve
Elbistan (Kahramanmaraş) olarak kayıtlara geçen, Mw 7,7 ve Mw 7,6 büyüklüğündeki iki büyük
deprem meydana gelmiştir (AFAD, 2023). Bu depremler şiddet ve kapsadığı alan açısından yakın
tarihte ender görülen doğal felaketlerdir. 11 ilde büyük yıkıma neden olan depremler özellikle
geleneksel yapı sistemi ve yerel malzeme ile inşa edilen büyük miktarda yapı sotuğuna sahip
Antakya’da daha trajik sonuçlara neden olmuştur. Bölgede taş malzemeli, yığma yapı sistemine sahip
binalarda ahşap malzemeye oranla daha yıkıcı hasarlar meydaa gelmiştir. Ağırlıklı olarak taş malzeme
ile inşa edilen ve geleneksel yapı sisteminin karakteristik özelliklerini barındıran Antakya Lisesi’nde de
çeşitli derecelerde yıkıcı hasarlar meydana gelmiştir.
Bu çalışmada, Antakya Lisesi’nde deprem sonrası yerinde gözlem ve inceleme verilerine bağlı olarak
çeşitli hasar mekanizmaları ve nedenlerine ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Gelecekte oluşacak
büyük depremlerin benzer özellikteki taş yapılar üzerinde yaratacağı etkilerin önceden görülebilmesi
ve gerekli önlemlerin alınabilmesi bakımından değerlendirme sonuçlarının katkı sağlaması
hedeflenmiştir.
1.1. Türkiye Depremleri
Türkiye’de nüfusun önemli bir bölümü aktif fay zonlarının bulunduğu bölgelerde ikamet etmektedir.
Tarih boyunca büyük depremlerin meydana geldiği, aktif Anadolu plakası üzerinde 1900’den
günümüze 7’nin üzerinde 20 adet büyük deprem meydana gelmiştir. Bu durum Türkiye’yi
depremlerden dolayı zarar gören ülkeler sıralamasında en üst sıralarda yer almasına neden
olmaktadır. Dünya ölçeğinde Türkiye depremlerden etkilenen insan sayısı bakımından sekizinci
sıradadır. Ülkemizde her yıl büyüklüğü ortalama 5,0 ile 6,0 arasında değişen en az bir deprem
meydana gelmektedir. Son 58 yıllık veriler incelendiğinde; deprem nedeniyle 100.000’den fazla insan
hayatını kaybetmiştir. Türkiye’de 1900 yılından günümüze kadar can kaybına veya hasara neden olan
269 deprem meydana gelmiştir. Yıkıcı etki ve can kaybı bakımından en büyük depremler sırasıyla
2023 Kahramanmaraş, 1939 Erzincan ve 1999 Gölcük merkezli Marmara Depremleridir (AFAD, 2023).
1.2. Yığma Yapılar ve Deprem
Taş malzeme bulunduğu yöreden kolaylıkla temin edilmesi, düşük nakliye masrafı, yöresel mimarinin
sürdürülebilirliği bakımından olumlu özellikleri nedeniyle 1970’li yıllara kadar Türkiye genelinde bina
yapımında yığma yapı sistemin ana bileşeni olarak yaygın bir şekilde kullanılmıştır. Özellikle
Anadolu’da yığma yapı sistemi ile inşa edilen yapılarda taş malzemenin kullanımı çok yaygındır.1970’li
yıllardan sonra artan nüfus ve buna paralel olarak artan arsa maliyetleri çok katlı bina yapımı ve daha
hızlı yapım sistemleri daha etkin bir çözüm olarak gündeme getirmiştir. Buna bağlı olarak betonarme
iskelet yapı sistemine sahip binaların yapımı ağırlık kazanmıştır. Söz konusu yıllara kadar taş ve tuğla
malzeme ile inşa edilen yığma yapılar geçmişten günümüze kadar hizmet veren mimari mirasın
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
295
önemli unsurlarından birisi olmuştur. Birçoğu tescilli bir özelliğe sahip olan taş yığma yapılar farklı
kullanım fonksiyonlarına sahiptir.
Türkiye’de gerçekleşen depremlerde betonarme, çelik ve ahşap malzeme ile inşa edilen iskelet yapı
sisteminin yığma sistem ile inşa edilen yapılara göre daha yüksek bir performans sergilediği
görülmektedir. Ağır olması nedeniyle taş malzeme ile inşa edilen yapılarda deprem kaynaklı yıkıcı etki
daha yüksektir. Taş yapıların deprem performansı birçok kritere göre değişkenlik göstermekle birlikte,
moloz taş formundaki bileşenlerin toprak harç ile örüldüğü uygulamalar Mw 5.0 büyüklüğündeki
depremlerde bile ağır hasara uğramış veya göçmüştür (Göçer, 2020a). Şekil 1.a’da 24 Mayıs 2014
tarihinde Gökçeada yakınlarında meydana gelen 6.9 büyüklüğündeki depremin, Şekil 1.b’de 6-12
Şubat 2017 tarihleri arasında Ayvacık’da meydana gelen ortalama 5.0 büyülüğündeki depremlerin taş
malzeme ile inşa edilen konut yapılarındaki yıkıcı etkisi görülmektedir. Gerek kırsal bölgelerde
gerekse şehir merkezlerindeki yığma yapı stoğu dikkate alındığında, farklı kullanım fonksiyonuna
sahip binaların deprem performansının değerlendirilmesi önemlidir.
Şekil 1. a) 24 Mayıs 2014 tarihli Gökçeada depremi, b) 6-12 Şubat 2017 tarihli Ayvacık depremi etkisine bağlı taş
konutlarda meydana gelen hasarlar
2. Materyal ve Yöntem
Bu çalışma kapsamında bir eğitim binası olan Antakya Lisesi’nin Kahramanmaraş depremlerinin
etkisine bağlı olarak yapısal davranışı yerinde gözlem yoluyla elde edilen veriler çerçevesinde
değerlendirilmiştir. Değerlendirmelerde öncelikle hasar türleri ve mekanizmaları belirlenmiş; buna
bağlı olarak olası hasar nedenleri ele alınmış ve tartışılmıştır.
Antakya Lisesi’nde meydana gelen hasar türleri geçmiş depremlerde yığma yapı sistemi ile inşa edilen
taş binalarda hasar türleri ile benzer durumdadır. Ancak, binanın simetrik mimari düzeni, betonarme
taşıyıcılı açık koridor mekanları, taş ve yatay delikli pişmiş toprak tuğla bileşenlerinin taşıyıcı yığma
duvarlarda bir arada kullanıldığı strüktürel kuruluşu, düşey hatılın sıkça uygulandığı yüksek saydamlık
oranına sahip cephe düzeni geleneksel mimarinin özgün bir örneğini teşkil etmektedir. Çalışmada
öncelikle mimari ve yapısal özellikler belirlenmiş, daha sonra hasar türleri ve görülme sıklığı yerinde
gözlem yoluyla tespit edilmiştir. Hasar türlerine bağlı olası hasar nedenleri literatür verileri, deprem
yönetmeliği ve karşılaştırmalı analiz esaslarına göre belirlenmiş ve değerlendirilmiştir. Karşılaştırmalı
analiz, hem yapının kendi bünyesindeki farklı strüktürel malzemelerin deprem davranış, hem de
geçmiş depremlerde benzer yapısal ve malzeme özelliklerine sahip yapıların gösterdiği davranış
esastır. Sonuç olarak, her hasar türüne bağlı hasar nedenlerinin etkinlik derecesi aynı esaslara göre
belirlenmiştir. Şekil 2’de çalışma sürecine ve yöntemine ilişkin akış şeması görülmektedir.
a
b
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
296
Şekil 2. Çalışma sürecine ve yöntemine ilişkin akış şeması
3. Bulgular ve Tartışma
3.1. Mimari ve Yapısal Özellikler
1913 yılında “Antakya İdadisi” adıyla Asi Nehri’nin batı yakasında bugünkü müzenin yerinde kurulan
Antakya Lisesi, 1931-1932 öğretim döneminde bugünkü yerine taşınmıştır (Şekil 3). Antakya Lisesi
Antakya’daki ilk Ortaöğretim Kurumu olma özelliğine sahiptir (MEB, 2023). Antakya’da, 1938 yılına
kadar, yirmi yıl boyunca Fransız Mandası hüküm sürmüştür. Bu dönemde bölgede yeni eğitim yapıları
inşa edilmiştir. İnşa edilen eğitim yapılarının çoğu işlev değiştirmiş eski yapıların yıkılarak yerine
yapılmasıyla oluşturulmuştur. Bu yapılardan en önemlisi “Ecole des Soeurs-Fevzi Çakmak İlkokulu”
dur. Özgün mimarisi ile günümüze kadar ulaşmış ender yapılardan biri olma özelliği sebebiyle dönem
yapılarına yönelik bilgi ve belge değeri bulunmaktadır. Antakya Lisesindeki U şeklindeki açık avlu
kurgusu Fevzi Çakmak İlkokulunda da görülmektedir. Aynı plan özellikleri Halep’te bulunan Terre
Saint Koleji (College de Terre Saint) ve Suriye Lazkiye’de 1933 yılında inşa edilen Fransız Karmelit Kız
Kardeşler Okulunda da (École des Soeurs Carmélites Françaises) görülür (Rifaioğlu, 2020).
İki katlı yapının alt katındaki strüktürel duvarları moloz taş, üst katında ise yatay delikli tuğladır. U
biçiminde açık avlulu bir plan şemasına sahiptir. Şekil 4’de görülen plan şemasında 1 nolu kolda ana
giriş ve idari birimler, 2 ve 3 nolu kollarda derslikler bulunmaktadır. Avluya bakan cephelerin bazı
kısımlarında betonarme sütunlu açık koridorlar bulunur. 2 ve 3 nolu kolların alt uç kısımlarında plan
düzleminde simetriyi bozan bazı farklılıklar olmakla birlikte, bunun dışınadaki kısımlarda iç-dış
duvarların ve modüler büyüklükteki pencerelerin konumunun aynı olması yapıya simetrik bir özellik
kazandırmaktadır. Taşıyıcı duvarların düşeyde sürekli olması ve her iki katta da pencere büyüklükleri
ile konumunun aynı olması nedeniyle yapının her iki katının planı aynı kurgudadır. Yapı kompleksinin
sınır boyutları 1 nou kol doğrultusunda 55.00 m, 2 ve 3 nolu kol doğrultusunda 60.00 m civarındadır.
Yapının yüksekliği döşeme üst kotundan döşeme üst kotuna 3.50 metredir. Yapının temel birimi
niteliğindeki dersliklerin plandaki boyutları 5.50-6.50 ve 5.50-8.00 m boyutundadır. İdari birimlerde
bulunan mekanlar 3.50-5.00 ve 3.50-6.00 metre seviyesinde iken, koridor genişlikleri 3,00 metredir.
Yapının cephe kurgusunda sıkça konumlandırılmış dikdörtgen pencereler mevcuttur. Eğitim
yapılarında sıkça uygulanan yatay pencere boşluğu burada düşey bir orana sahiptir. Yığma yapılarda
nadiren rastlanan betonarme düşey hatıllar her pencere boşluğunun iki kenarında uygulanmıştır.
Döşeme sistemi betonarme plaktır ve taşıyıcı iç ve dış duvar kısımlarında betonarme hatıllarla
desteklenmektedir. Dersliklerde betonarme döşemeler kısa doğrultuda kirişlerle 2 metre aralıklarla
desteklenmektedir.
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
297
Şekil 3. Antakya Lisesi genel görünümü
Şekil 4. Mimari plan (Üst Kat)
3.2. Hasar Türleri
Söz konusu depremlerin etkisiyle Antakya Lisesinin bazı kısımlarında kısmen ve tamamen göçme
görülürken, bazı kısımlarda ağır hasarlar meydana gelmiştir (Şekil 5). Yapıda görülen tüm hasar türleri
ile görülme sıklığının yapının farklı kollarına ve katlarına göre dağılımı Çizelge 1’de görülmektedir.
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
298
Şekil 5. a) Depremin genel etkisi b) Kısmi göçme c) Tamamen göçme d) Ağır hasar
Yıkıcı hasar türleri bakımından yapı incelendiğinde 2 No.lu kolda tamamen göçme meydana geldiği
görülmektedir. Daha az etkilenen 1 No.lu kolun giriş cephesinin üst katı tamamen göçmüş, alt kat
ayakta kalabilmiştir. Aynı kolun orta avluya bakan kısmının iki katında da göçme meydana
gelmemiştir. 3 No.lu kolda yıkıcı etkinin en az seviyede olduğu söylenebilir. Hemen hemen simetrik
bir plan biçimine ve eşit seviyedeki saydamlık oranına rağmen, yapının bir kolu tamamen yıkılırken,
diğer kolunda diyagonal kalın çatlakların ve duvarların düzlem dışı devrilme hasarlarının meydana
gelmesi değerlendirilmesi gereken önemli bir konudur. Çizelge 1’de 2 No.lu kolun tamamen göçme
hasarına ek olarak aynı zamanda duvarların düzlem dışı devrilme hasarının yoğun bir şekilde etkili
olduğu varsayımının nedeni düzlem dışı devrilmenin göçme mekanizmasının başlangıcını
oluşturmasıdır. Dış duvarlarda düzlem dışı devrilme 3 No.lu kola ait dış duvarların köşe kısımlarında
ve iç-dış duvar birleşim bölgelerinde meydana gelmiştir.
Çizelge 1. Hasar türleri ve görülme sıklığının farklı kollara ve katlara göre dağılımı
Hasar türleri
1. kol
2. kol
3. kol
alt kat
üst kat
alt kat
üst kat
alt kat
üst kat
Dış duvarda diyagonal çatlak
2
3
-
-
2
3
İç duvarda diyagonal çatlak
2
-
-
-
2
3
Dış duvarda düşey düzlemde ayrılma
0
1
-
-
0
1
İç duvarda düşey düzlemde ayrılma
0
0
-
-
0
0
Kapı ve penc. köşelerinde diyagonal çatlak
2
3
-
-
3
3
Köşelerde kısmi göçme
0
0
-
-
0
3
Dış duvarda düzlem dışı devrilme
0
2
3
3
0
1
İç duvarda düzlem dışı devrilme
1
2
-
-
2
3
Dış ve iç duvarda tamamen göçme
0
2
3
3
0
2
-: göçme kaynaklı veri yok 0: hasar yok 1: nadiren 2: orta 3: yüksek
a
b
c
d
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
299
3.3. Hasar Nedenleri
Antakya Lisesi farklı taşıyıcı duvar malzemelerinin nadiren aynı yapıda kullanıldığı sıra dışı bir örnektir.
Buna bağlı olarak, yapının deprem davranışında hangi malzemenin nasıl bir performans gösterdiği de
türüne az rastlanan bir vaka çalışması niteliğindedir. Çalışma kapsamında mimari, yapısal kuruluş ve
malzeme özelliklerine bağlı olarak deprem performansı değerlendirilmiştir. Öncelikle yüksek
saydamlık oranına rağmen yapının büyük bir bölümünün ayakta kalmasının temel nedeninin rijit
diyafram davranışı gösteren betonarme döşeme sistemi olduğu söylenebilir. Elazığ şehir
merkezindeki iki katlı, yığma taşıyıcı sistemli Atatürk İlköğretim Okulunun cephe düzenindeki yüksek
saydamlık oranına rağmen 2020 yılında meydana gelen Sivrice merkezli depremi hasarsız atlatmasının
önemli nedenlerinden birisi rijit diyafram davranışı gösteren betonarme döşeme sistemidir (Celik ve
diğerleri, 2020). Türkiye’de geçmiş depremlerde kırsal bölgelerdeki yığma yapıların hasar
mekanizmaları incelendiğinde, taşıyıcı dış duvar bileşenlerinin malzemesi, formu ve örgü sistemi
kadar döşeme ve hatıl sisteminin önemi görülmektedir. Ahşap döşeme ve hatıl sistemine sahip
yapılarda döşemelerin rijit diyafram davranışı gösterememesine bağlı olarak yıkıcı etkinin arttığı
görülmektedir (Çalayır ve diğerleri, 2012; Sayın ve diğerleri, 2013; Bayraktar ve diğerleri, 2016; Aras
ve Düzci, 2018; Göçer, 2020a). Son yirmi yılda Türkiye ve çevresinde meydana gelen depremlerde
yığma yapılarda dış duvarların köşe birleşimlerinde ayrılma hasarının veya dış duvarın düzlem dışı
devrilme hasarının temel nedenlerinden birisi ahşap hatıl sistemidir (Adanur, 2010; Göçer, 2020b;
Göçer, 2020c; Dogan ve diğerleri, 2021; Günaydın ve diğerleri, 2021). Betonarme hatıl destekli
döşeme ağır oluşunun getirdiği dezavantajlı duruma rağmen, deprem etkisi altında yapının
stabilitesini arttırması nedeniyle dış duvarın düzlem dışı devrilme riskini azaltmaktadır. Buna bağlı
olarak düşeydeki taşıyıcı duvardaki yatay ötelenme de sınırlı kalmıştır. Pencere kenarlarında bulunan
düşey hatıllar da yıkıcı etkinin azalmasında önemli bir rol oynamıştır.
Yapının iç avlu kısmına bakan betonarme kolonlu açık koridor kısımları strüktürel bakımdan kendi
içinde bir iskelet yapı kurgusuna sahip olmakla birlikte, yığma strüktürlü kapalı mekanlara sahip kütle
ile koridor kısmının döşeme ve hatılları bütünleşik bir yapıdadır. Bu nedenle çerçeveli kısım ile yığma
strüktürlü kısım deprem etkisi karşısında paralel bir davranış sergilemiştir (Şekil 6). Bununla birlikte
ayakta kalan 1 ve 3 No.lu kolların bir tarafı betonarme sütunlarla taşınan açık koridorlu kısımlarında
ağır hasar olarak tanımlanan kısmi göçme ve diyagonal kalın çatlaklar iki tarafı kapalı koridora sahip
kısımlara göre daha yoğun bir şekilde gözlenmiştir.
Şekil 6. Betonarme iskelet taşıyıcılı açık koridor kısımlarının deprem davranışı. a)3 No.lu yıkılmamış kol, b)1
No.lu yıkılmış kol, c) 2 No.lu kısmen yıkılmış kol
Benzer mimari ve yapısal özelliklere sahip iki koldan birisinin tamamen yıkılırken, diğerinin ağır hasarlı
bir şekilde ayakta kalmasının temel nedeni bağlayıcı malzeme olarak kullanılan harcın homojen
olmayan karışımı, farklı büyüklükteki moloz taş formundaki duvar bileşeni kullanımı ve duvar örgü
sistemindeki işçilik farklılıkları olabilir. Pencere kenarlarındaki betonarme düşey hatıllar duvara
paralel olarak etki eden yatay deprem yüklerine karşı bir miktar dayanım sağlasa da, yüksek
saydamlık oranı ve pencere altındaki tuğladan oluşan parapet kısımları düşey hatıllarda “kısa kolon”
etkisi meydana getirmiştir. Bunun sonucu olarak düşey hatıllar pencere ile parapet birleşimlerinde
kırılarak işlevini yitirmiştir. Şekil 7’de söz konusu kırılma noktaları görülmektedir. Şekil 8’de ise 3 No.lu
birimin cephesindeki hasarlar görülmektedir. Burada da bazı düşey hatılların döşeme seviyesindeki
yatay hatıllarla birleşiminde kısa kolon etkisine bağlı kopma, mafsallaşma hasarı meydana gelmiştir.
Pencere boşluklarının ara kısımlarında opak dış duvarlarda X şeklinde kesme çatlakları oluşmuştur.
Türkiye Deprem Yönetmeliğine göre (TDY, 2018), 1,5 m2 den büyük pencere alanlarının iki kenarında
a
b
c
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
300
düşey hatıl uygulama zorunluluğu vardır. Bu yapıda bu kurala uyulmuştur. TDY 2018 esaslarına göre
planda iki mesnet tarafından mesnetlenmiş duvar boyunca tüm pencerelerin toplam alanı toplam
duvar alanının %40’ını geçmemelidir. Bu yapıda pencere toplam alanı toplam duvar alanının %60’ı
düzeyindedir. Gün ışığından maksimum düzeyde yararlanmayı amaçlayan bu yaklaşım eğitim
binalarında sıkça uygulanmaktadır. Yapını 3 No.lu kolunda % 60’lık saydamlık oranına rağmen toptan
göçme meydana gelmemekle birlikte, dış-iç duvar birleşim bölgelerinde dış duvar kısmen düzlem dışı
devrilmiştir. 1 No.lu kolun tamamen yıkılmasının nedenlerinden birisi de yüksek saydamlık oranı
olabilir.
Şekil 7. Yıkılan birimdeki kısa kolon durumundaki düşey hatıllardaki kırılma
Şekil 8. Yıkılmayan birimdeki kısa kolon durumundaki düşey hatıllardaki hasarlar
Taşıyıcı dış duvarlarda düzlem dışı devrilme hasarları tek ve iki doğrultuda meydana gelmiştir. Şekil
9’da dış duvarın iç duvar ile birleşiminde iç duvarın göçmesine bağlı olarak oluşan tek doğrultuda
düzlem dışı devrilme görülmektedir. Normal koşullarda, iç duvarın göçmediği durumlarda dış duvar
ile birleştiği T birleşimler dış duvarda düzlem dışı devrilmeyi önleyici bir rol oynamaktadır. 2014
yılında Gökçeada açıklarında meydana gelen Mw 6,9 büyüklüğündeki depremin etkisiyle
Gökçeada’daki yığma yapıların üst katlarda meydana gelen düzlem dışı devrilme hasarında iç
duvarların ahşap iskelet sistemli taş dolgulu olduğu gözlenmiştir. Dış duvarın 50 cm kalınlığındaki taş
malzemeden, iç duvarın ahşap iskelet sistemli taş dolgulu T birleşimlerinde iki duvar yeterince
kenetlenmediği için, orta kısımlarda desteklenmeyen dış duvarlar düzlem dışı devrilmiştir. Antakya
Lisesinde dış ve iç duvarlar dolu gövdeli rijit bir özelliğe sahip olduğu ve düzenli bir örgü sistemiyle
birbirine bağlandığı için dış duvarda düzlem dışı devrilme hasarı daha düşük boyutta olmuştur.
Düzlem dışı devrilen duvarların birleşimindeki iç duvarların da devrilmesi bu tür hasar
mekanizmalarını tetiklemiştir (Göçer, 2020b). İki doğrultudaki dış duvarın düzlem dışı devrilme hasarı
köşe birleşimlerinde meydana gelmiştir. Köşe noktalarındaki düzlem dışı devrilmenin başlangıç
noktası köşeye yakın pencere boşluğunun alt kısımlarındaki diyagonal kesme çatlaklarıdır. Yatay yük
etkisiyle bu çatlaklar derinleşerek köşedeki duvar parçasının yapıdan kopup devrilmesine neden
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
301
olmuştur (Şekil 10). Tamamen göçen veya sadece üst katı göçen birimlerde göçmenin başlangıcının
dış duvarlardaki düzlem dışı devrilme olduğu söylenebilir. Her iki doğrultuda düzlem dışı devrilme
hasarına rağmen ayakta kalan blokta bazı bölgelerde düşey ve yatay hatıllarla desteklenen
betonarme döşeme konsol bir pozisyonda kalarak yapıyı ayakta tutabilmiştir. Betonarme döşemenin
rijit diyafram davranışı dış duvarlardaki burulma etkisini önemli ölçüde azaltmıştır.
Şekil 9. Dış duvarın ara bölgelerinde tek doğrultulu düzlem dışı devrilme a) 2 No.lu kol, b) 3 No.lu kol
Şekil 10. Dış duvarın köşe bölgelerinde iki doğrultudaki düzlem dışı devrilme a) 3 No.lu kolun doğu cephesi b)3
No.lu kolun batı (avlu) cephesi
Yapının zemin kat dış duvarlarında moloz taş, üst katlarında yığma duvarlar için üretilmiş yatay delikli
pişmiş toprak tuğla kullanılmıştır (Şekil 11). Derslikleri birbirinden ayıran taşıyıcı iç duvarlarda ise aynı
katta her iki malzemenin de uygulandığı görülmektedir (Şekil 12). Şekil 11a ve Şekil 11b örneklerinde
zemin katta moloz taş ile inşa edilen dış duvarlarda sıva kopması gibi hafif hasarlar oluşurken, yatay
delikli pişmiş toprak tuğla ile inşa edilen üst katlarda ağır hasarlar meydana gelmiştir. Şekil 11c ve
Şekil 11d örneklerindeki bloğun taş duvarlı zemin katında ciddi bir hasar meydana gelmezken, pişmiş
toprak tuğlalı üst katı tamamen çökmüştür. Bu davranış biçiminin temel nedeni moloz taş duvar
sisteminin daha rijit olması nedeniyle yatay yükleri karşılaması; pişmiş toprak tuğlanın ise boşluklu ve
daha kırılgan olması nedeniyle yatay yüklere karşı rijitliğini koruyamamasıdır. Buna bağlı olarak tuğla
duvar parçalanıp taşıyıcılığını kaybetmiştir. Benzer şekilde Şekil 12a’daki taşıyıcı iç duvarlarda da
moloz taş duvarlarda yıkıcı bir hasar oluşmazken, Şekil 12b’de boşluklu tuğlanın üst kısımlarında daha
yüksek atalet momenti etkisiyle düzlem dışı devrilme meydana gelmiştir. 2021 yılında Sivrice’de
meydana gelen Mw 6,8 büyüklüğündeki depremde yığma yapılarda düşey doğrultuda yatay hatıllarla
desteklenen taş yığma duvarlarda yıkıcı hasarların meydana gelmediği gözlenmiştir (Dogan, 2021).
a
b
a
b
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
302
Şekil 12b’deki kısmen yıkılmış iç duvar düzgün formlu tuğla bileşenlere ve düzenli bir örgü sistemine
sahip olmasına rağmen, düşey doğrultuda bir metre aralıklarla yatay hatıllarla desteklenseydi bu tür
hasar meydana gelmezdi.
Şekil 11. Taşıyıcı dış duvarlarda alt kattaki moloz taş ve üst kattaki yatay delikli pişmiş toprak tuğla
uygulamasına bağlı hasar düzeyleri a) 3 No.lu kolun avlu cephesi, b) 3 No.lu kolun güney cephesi, c) 2
No.lu kolun doğu cephesi, d) 2 No.lu kolun kuzey (giriş) cephesi
Şekil 12. Taşıyıcı iç duvarlarda farklı malzeme uygulamalarına bağlı hasar düzeyleri a) moloz taş b) yatay delikli
pişmiş toprak tuğla
Dış duvar örgü sistemi bakımından taşıyıcı duvarlar incelendiğinde taş bileşenin moloz taş formunda
olması yatay ve düşey yüklerin taşınması bakımından olumsuz bir özelliktir. Bu tür duvarlarda duvar
düzlemine paralel deprem yükleri karşısında diyagonal kesme çatlaklarının oluşma riski dikdörtgen
formlu kesme taş uygulamalarına oranla daha yüksektir. Duvar düzlemine dik gelen yatay yükler
karşısında moloz taşların bu doğrultuda düzenli örgü sistemi her zaman sağlanamadığı için yüzeyde
kopma ve düzlem dışı devrilme hasarları meydana gelebilmektedir. Ortalama 30 cm kalınlığındaki taş
a
b
c
d
a
b
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
303
duvarlarda duvara dik doğrultuda birbirinden farklı büyüklükte taş bileşenlerle şaşırtmalı bir örgü
sistemi oluşturmak da zor bir uygulamadır. Bazı bölgelerde duvar kesiti boyunca şaşırtmalı bir örgü
yapılabilse bile, homojen bir şekilde tüm bölgelerde şaşırtmalı uygulamanın yapılamaması duvarın
düzensiz bir özellikte örgü sistemine sahip olduğunu göstermektedir. Bu kalınlıktaki duvarlarda
birbirine yeterli derecede bağlanamamış, “sandık duvar” olarak da adlandırılan çift duvar kurgusu
oluşabilmektedir. Bu durum genellikle yüzeyde kopma hasarına neden olmakta ve duvarın taşıyıcılık
performansını zayıflatmaktadır. Bununla birlikte bu tür taş duvarların düşey ve yatay doğrultuda
betonarme hatıllarla desteklenmesi duvarın deprem performansını arttırmaktadır. Bunlara ek olarak
bağlayıcı harcın toprak esaslı olmayıp, çimento esaslı olması depreme karşı dayanım bakımından
diğer olumlu bir özelliktir. Bununla birlikte, yapımda kullanılan harcın geleneksel yöntemlerle
hazırlanması karışımdaki çimento oranının değişken olduğu şüphesini de beraberinde getirmektedir.
Şekil 13a’da Antakya Lisesinin bu özelliklere sahip taş duvarları ile çimento esaslı bağlayıcı harcı ve
betonarme hatılları görülmektedir.
Üst kat dış duvarlarında ve iç duvarlarda 30 cm kalınlığındaki taşıyıcı iç duvarlarda yatay delikli pişmiş
toprak tuğla iki doğrultuda da düzenli bir örgü sistemine sahiptir (Şekil 13b). Bu tür bileşeninin de
örülmesinde çimento esaslı harç kullanılmıştır. Buna rağmen boşluklu ve kırılgan yapısı nedeniyle üst
katlardaki tuğla duvarlar taş duvarlar kadar deprem yüklerine karşı dayanım sağlayamayıp
parçalanmıştır. Bazı iç bölme duvarlarında da kullanılan tuğla duvar duvara paralel bir şekilde tek sıra,
ince bir şekilde örülmüştür. Üst kattaki tamamen göçmenin diğer nedeni de alt kata göre duvarlarda
oluşan daha yüksek atalet momentidir.
Şekil 13. Taşıyıcı dış duvarlarda örgü sistemi a) taş b) pişmiş toprak tuğla
3.4. Genel Değerlendirme
Önceki bölümde hasar türlerinin nedenlerine ilişkin yapılan değerlendirmelere ek olarak her hasar
türünün olası tüm nedenlerini ve etkinlik derecelerini değerlendirmek yararlı olacaktır. Çünkü yapısal
kuruluş ve malzeme özelliklerine ait her olumsuzluğun oluşan birçok hasar mekanizmasında çeşitli
derecelerde etkinliği söz konusudur. Hasar türlerine göre hasar nedenlerinin etkinlik derecesinin
katlara göre dağılımı Çizelge 2 ‘de görülmektedir. Tamamen göçen 2 No.lu kolda yıkıcı etkiyi
tetikleyen öncü hasar mekanizmalarını belirlemek mümkün olmadığı için bu bölümdeki
derecelendirmede kısmen göçen ve ağır hasarlı 1 ve 3 No.lu koldaki hasar mekanizmaları dikkate
alınmıştır. “Etkisiz (hasarsız), az etkili, orta etkili ve çok etkili” olarak belirlenen etkinlik derecesi
sırasıyla 0, 1, 2 ve 3 olarak puanlanmıştır. Kuşkusuz her olumsuz parametrenin tüm hasar türlerinin
oluşmasında bir etkinliği söz konusudur. Ancak bu çalışmada hasar görülmeyen katlarda hasar
nedenlerinin etki derecesi 0 olarak tanımlanmıştır. Etki derecesi 1 olan durumlar dolaylı etkiyi ifade
etmektedir. Örneğin zayıf köşe birleşimlerinin pencere kapı boşluklarının köşelerinde oluşan
çatlaklara etkisi birincil bir neden değildir. Ancak dış duvardaki düzlem dışı devrilmelere bağlı olarak
yatay ötelenme arttığı için yapı daha fazla deforme olmakta; buna bağlı olarak pencere ve kapı
boşluklarının köşelerinde diyagonal çatlak oluşumu hızlanmaktadır. Bu dolaylı etki 1 olarak
derecelendirilmiştir. Etki derecesi 2 olan durumlar doğrudan etkiyi tanımlamakla birlikte, hasarın
a
b
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
304
oluşumundaki diğer etkenleri ifade etmektedir. Örneğin köşelerde dış duvarın birbirinden düşey
düzlemde ayrılmasında saydamlık oranı önemli bir etken olmakla birlikte, pencere boşluğu olmayan
duvarlarda da bu tür hasarların oluşumu söz konusudur. Etki derecesi 3 olan durumlarda oluşan
hasarın nedeni olarak ilgili parametrenin tek başına etkin bir rol oynaması söz konusudur.
Çizelge 2. Hasar türlerine göre hasar nedenlerinin etkinlik derecesi
Hasar türleri
Hasar nedenleri
düzensiz örgü
sistemi
zayıf harç
duvar bileşeni
biçimsel ve
boyutsal özelliği
zayıf köşe
birleşimi
saydamlık oranı
zayıf duvar
birleşimleri
alt
kat
üst
kat
alt
kat
üst
kat
alt
kat
üst
kat
alt
kat
üst
kat
alt
kat
üst
kat
alt
kat
üst
kat
Dış duvarda diyagonal çatlak
3
1
3
3
3
3
1
1
1
3
2
2
İç duvarda diyagonal çatlak
1
1
3
3
3
3
1
1
1
2
2
2
Dış duvarda düşey düzlemde ayrılma
2
2
3
3
3
3
1
3
0
2
0
3
İç duvarda düşey düzlemde ayrılma
3
2
3
3
2
2
1
1
1
1
3
3
Kapı ve pencere köşelerinde diyagonal çatlak
2
3
3
3
3
3
1
1
1
1
1
1
Köşelerde kısmi göçme
0
3
0
3
0
3
0
3
0
3
0
3
Dış duvarda düzlem dışı devrilme
0
2
0
3
0
3
0
2
0
3
0
3
İç duvarda düzlem dışı devrilme
3
2
3
3
3
3
2
3
2
3
2
2
Dış ve iç duvarda tamamen göçme
3
2
3
3
0
3
3
3
2
3
0
3
0: etkisiz (hasarsız 1: az etkili 2: orta etkili 3: çok etkili
4. Sonuç ve Öneriler
06.02.2023 tarihinde, Kahramanmaraş merkezli Mw 7.7 ve Mw 7.6 büyüklüğünde meydana gelen
depremlerin etkisiyle Antakya Lisesi’nde oluşan hasarlarların gözlemsel verilere dayalı olarak
değerlendirilmesine ilişkin sonuçlar ve öneriler aşağıda özetlenmiştir.
Antakya Lisesi binasının simetrik mimari düzeni, betonarme taşıyıcılı açık koridor mekanları,
taş ve yatay delikli pişmiş toprak tuğlanın taşıyıcı yığma duvarlarda bir arada kullanıldığı
strüktürel kuruluşu, düşey hatılın sıkça uygulandığı yüksek saydamlık oranına sahip cephe
düzeni ile geleneksel mimarinin kendine özgü, özgün bir örneğini teşkil etmektedir.
Deprem etkisiyle aynı mimari ve yapısal özellikteki birimlerin birisi yıkılırken, diğeri ağır
hasarlı bir şekilde ayakta kalabilmiştir. Bunun nedenleri bağlayıcı malzeme olarak kullanılan
harcın homojen olmayan karışımı, farklı büyüklükteki moloz taş formundaki duvar bileşeni
kullanımı ve duvar örgü sistemindeki düzensizliklerdir.
Pencere kenarlarındaki betonarme düşey hatıllar duvara paralel olarak etki eden yatay
deprem yüklerine karşı önemli ölçüde performans sağlasa da, düşey hatıl aralarındaki dolu
gövdeli parapet duvarları nedeniyle betonarme iskelet strüktürlerde görülen “kısa kolon”
etkisi meydana gelmiştir. Bazı parapet üst köşelerinde düşey hatıllar kırılarak taşıyıcılığını
kaybetmiştir.
Taşıyıcı dış duvarlarda düzlem dışı devrilme hasarları ara kısımlardaki tek doğrultuda, duvar
köşe birleşimlerindeki iki doğrultuda meydana gelmiştir. Tek doğrultuda düzlem dışı devrilme
dış duvarın iç duvar ile birleşiminde iç duvarın göçmesine bağlı olarak meydana gelmiştir. İki
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
305
doğrultudaki düzlem dışı devrilme dış duvar köşe birleşimlerinde pencere köşelerinde
başlayan diyagonal kesme çatlakları nedeniyle oluşmuştur.
Aynı bloğun avlu cephesinde her iki köşesinde ve orta bölgelerinde dış duvarın düzlem dışı
devrilme hasarına rağmen yapının göçmemesinin nedeni bazı bölgelerde yatay ve düşey
hatıllarla desteklenen betonarme döşemedir. Betonarme döşeme özellikle köşe bölgelerinde
düzlem dışı devrilme nedeniyle desteksiz kalan yapının ayakta kalmasını sağlamıştır. Ayrıca,
betonarme döşemenin rijit diyafram davranışı dış duvarlardaki burulma etkisini önemli
ölçüde azaltmıştır.
Yapının zemin katında moloz taş ile inşa edilen dış duvarlarda sıva kopması gibi hafif hasarlar
oluşurken, üst katta yatay delikli pişmiş toprak tuğla ile inşa edilen dış duvarlarda tamamen
göçme ile sonuçlanan hasarlar meydana gelmesinin temel nedeni moloz taş duvar sisteminin
daha rijit olması nedeniyle yatay yükleri karşılaması; pişmiş toprak tuğlanın ise boşluklu ve
daha kırılgan olması nedeniyle yatay yüklere karşı rijitliğini koruyamaması şeklinde
açıklanabilir.
Taş bileşenlerin farklı büyüklükte ve moloz taş formunda olması düzensiz bir duvar örgü
sistemi anlamına gelmekle birlikte, bağlayıcı harcın çimento esaslı olması taş duvarlarda
yüzeyde kopma ve dağılma şeklinde görülen hasarların oluşumunu önlemiştir. Üst katlarda
kullanılan yatay delikli pişmiş toprak tuğla dikdörtgen formlu ve standart bir özellikte
olmasına rağmen boşluklu ve kırılgan yapısı nedeniyle deprem yükleri karşısında parçalanıp
yıkılmıştır. Üst kısımlarda artan atalet momenti de yıkıcı etkiyi hızlandırmıştır.
Antakya Lisesinde deprem etkisiyle meydana gelen hasar türleri ve nedenlerine ilişkin değerlendirme
sonuçları, benzer özellikteki geleneksel yapı ve yapım sistemleri ile inşa edilmiş mevcut binaların
büyük depremler karşısındaki davranışının önceden değerlendirilebilmesi ve gerekli önlemlerin
alınabilmesi bakımından önemlidir. Özellikle duvar kalınlığı, duvar bileşeninin fiziksel özellikleri
bakımından yetersizliklerin ve duvar örgü sistemindeki düzensizliklerin, zayıf bağlayıcı harcın söz
konusu olduğu benzer mimari ve yapısal özelliklere sahip yapılarda güçlendirmeye yönelik çözüm
önerilerinin geliştirilmesi ve uygulanması yararlı olacaktır. Ayrıca, bu özelliklere sahip yapılarda dış
duvar köşe birleşimlerinde ve iç-dış duvar birleşimlerinde güçlendirmeye yönelik gerekli önlemler de
alınmalıdır.
Teşekkür ve Bilgi Notu
Makalede ulusal ve uluslararası araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur. Çalışmada etik kurul izni
gerekmemiştir.
Yazar Katkısı ve Çıkar Çatışması Beyan Bilgisi
Makalede tüm yazarlar aynı oranda katkıda bulunmuştur. Herhangi bir çıkar çatışması
bulunmamaktadır.
Kaynaklar
Adanur, S. 2010. Performance of masonry buildings during the 20 and 27 December 2007 Bala
(Ankara) earthquakes in Turkey. Nat. Haz., 10 (12): 2547–2556. https://doi.org/10.5194/nhess-
10-2547-2010.
AFAD, (2023). 06 Şubat 2023 Pazarcık (Kahramanmaraş) Mw 7.7 Elbistan (Kahramanmaraş) Mw 7.6
Depremlerine İlişkin Ön Değerlendirme Raporu, T. C. İç İşleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum
Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
Aras, F. ve Düzci, E. (2018). Seismic Performance of Traditional Stone Masonry Dwellings under
Çanakkale Seismic Sequences. J. Perform. Constr. Facil. 32(4): 04018029.
Bayraktar, A., Coşkun, N. & Yalcın, A. (2007). Damages of Masonry Buildings During the July 2, 2004
Doğubayazıt (Ağrı) Earthquake in Turkey, Eng. Fail. Anal.,14(1):147-57.
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
306
Bayraktar, A., A. C. Altunışık, & M. Muvafık. (2016). Field investigation of the performance of masonry
buildings during the October 23 andNovember 9, 2011, Van Earthquakes in Turkey. J. Perform.
Constr. Facil. 30 (2): 04014209.
Bayülke, N. (1992). Masonry Structures, Ministry of Public Works and Settlement General Directorate
of Disaster Affairs Earthquake Research Department, Ankara, Turkey: Disaster and Emergency
Management Presidency.
Celep, Z., Erken, A., Taskin, B. & Ilki, A. (2011). Failures of Masonry and Concrete Buildings During the
March 8, 2010 Kovancılar and Palu (Elazığ) Earthquakes in Turkey, Eng. Fail. Anal., 18(3):868-
89.
Celik, O., C., Bal, A., Atasever, K., Emanet, S., & Koca, S. (2020). 24 Ocak 2020 Doğanyol (Malatya)-
Sivrice (Elazığ) Depremi’nden Gözlemler (Mw 6.7-Doğu Anadolu Fay Zonu), Beton
Prefabrikasyon, 134:5-28.
Çalayır, Y., Sayın, E. ve Yön. B. (2012). Performance of structures in the rural area during the March 8,
2010 Elazıg˘-Kovancılar earthquake. Nat. Hazards 61:703–717. http://doi 10.1007/s11069-011-
0056-6.
Damcı, E., Temur, R. Bekdaş, G. ve Sayın. B. (2015). Damages and causes on the structures during
the October 23, 2011 Van earthquake in Turkey. Case Stud. Constr. Mat. 3:112-131.
Doğan, M. (2013). Failure of Structural (RC, Masonry, Bridge) to Van Earthquake, Engineering Failure
Analysis, 35(6):489-98.
Dogan, G., Ecemis, A.S., Korkmaz, S.Z., Arslan, M.H., & Korkmaz, H.H., (2021). Buildings Damages
after Elazığ, Turkey Earthquake on January 24, 2020. Nat. Haz. 109: 161–200.
https://doi.org/10.1007/s11069-021-04831-5
Göçer, C.(2020a). Structural evaluation of traditional masonry buildings during the February 6 - 12,
2017 Ayvacık (Çanakkale) earthquakes in Turkey. ITU A|Z, 17(3) (2017):1-12.
Göçer, C. (2020b). Structural evaluation of masonry building damages during the April 24, 2014
Gökçeada earthquake in the Aegean Sea. Bull. Earthquake Eng., 18: 3459–3483
https://doi.org/10.1007/s10518-020-00833-z
Göçer, C., (2020c). Field Investigation of the Performance of Unreinforced Masonry Building
Structures during the June 12, 2017, Lesvos Earthquake in the Aegean Sea, J. Perform. Const.
Facil., 34(5): 1-15, https://doi.org/ 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0001497
Gülkan, P. ve Sucuoglu, H. (1989). Assessment of earthquake damage in rural buildings. Report no.
89-02. Earthquake Engineering Research Center, METU Ankara
Günaydın, M., Atmaca, B., Demir, S., Altunışık, A. C., Hüsem, M., Adanur, S., Ateş Ş.,& Angın,
Z., (2021). Seismic damage assessment of masonry buildings in Elazığ and Malatya following
the 2020 Elazığ-Sivrice earthquake, Turkey. Bull. Earthquake Eng., 19:2421–2456.
https://doi.org/10.1007/s10518-021-01073-5
İnel, M., Özmen, H., B. ve Akyol, E. (2013). Observations on the building damages after 19 May 2011
Simav (Turkey) earthquake. Bull Earthq Eng 11(1):255-283
Milli Eğitim Bakanlığı (MEB). (2023). Antakya Lisesi, Antakya. Erişim adresi (10.07.2023):
https://antakyaanadolulisesi.meb.k12.tr/tema/okulumuz_hakkinda.html
Rifaioğlu, M, N. (2020). Antakya’da Fransız Mandası dönemi eğitim yapısının oluşum ve dönüşüm
sürecinin mimari analizi, TÜBA-KED Türkiye Bilimler Akademisi Kültür Envanteri Dergisi,
21(1):73-89. DOI: 10.22520/tubaked.2020.21.004,
https://dergipark.org.tr/tr/pub/tubaked/issue/56829
Sayın, E., Yon, B., Calayır, Y., Karaton, M. (2013). Failures of masonry and adobe buildings during the
June 23, 2011 Maden-(Elazıg˘) earthquake in Turkey. Eng Fail Anal 34(6):779-791
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
307
Şengel, HS, Dogan, M. (2013) Failure of buildings during Sultandağı Earthquake. Eng. Fail. Anal.
35(6):1-15. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2012.09.011
Tapan M., Comert, M., Demir, C., Sayan, Y., Orakcal, K., İlki, A. (2013) Failures of structures during the
October 23, 2011 Tabanlı (Van) and November 9, 2011 Edremit (Van) earthquakes in Turkey.
Eng. Fail. Anal. 34(6):606-628. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.02.013
TDY (Türkiye Deprem Yönetmeliği). (2018). Deprem bölgelerinde yapılacak binaların özellikleri,
Türkiye: Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara,
https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
308
Antakya High School: A Unique Example of How A Traditional
Building System Performs in An Earthquake
Summary
1. Introduction
As a country where great earthquakes have occurred throughout history, Turkey is located on active
fault zones. While reinforced concrete skeleton system buildings situated in city centers have
sustained little to moderate damage as a result of medium-sized earthquakes occurring in Turkey
from the past to the present, the same cannot be said for masonry structures found in rural areas.
The destruction sustained in earthquakes is greater, particularly with masonry structures erected
with stone materials. Due to its easy availability in the region, low transportation costs, and positive
features in terms of sustainability of local architecture, stone materials have been widely used as the
main component of the masonry system in building construction throughout Turkey until the 1970s.
Two powerful earthquakes with magnitudes of Mw 7.7 and Mw 7.6, with epicenters of Pazarcık
(Kahramanmaraş) and Elbistan (Kahramanmaraş), struck 11 hours apart on 06.02.2023, at 04:17 and
13:24 Turkish time (GMT +3 hrs). In terms of intensity and surface area covered, these were
unprecedented natural disasters. Having wreaked great destruction in 11 provinces, these quakes
dealt heavier casualties, particularly in Antakya, home to a large number of buildings that were
erected with traditional building systems and local materials.
In this study, assessments regarding various damage mechanisms and causes based on post-
earthquake in situ observation and investigative data were carried out at Antakya High School.
Assessment results of this study will contribute towards foreseeing the impact of future major
earthquakes will have on stone structures with similar characteristics, as well as in taking the
necessary precautions.
2. Materials and Methods
This study covered the structural behavior of Antakya High School in regards to the impact of the
Kahramanmaraş earthquakes evaluated within the framework of data that was obtained through in
situ observation. While the primary objective of these assessments was to determine the damage
types and mechanisms, the probable causes of damage were also evaluated and discussed.
The type of damage sustained at Antakya High School is similar to that found in stone buildings built
with the masonry building system in past earthquakes. However, the symmetrical architectural
layout of the building, open corridor spaces with reinforced concrete supports, a structural setup in
which stone and horizontally perforated terracotta brick materials are used together in load-bearing
masonry walls, as well as a facade layout with a high transparency ratio where vertical beams are
frequently applied, all constitute a uniquely original example of traditional architecture. This study
was limited to the determination of the assessment data in which damage mechanisms were
discussed together with the possible causes as per the structure’s unique characteristics. Defining
architectural and structural features, determining the types of damage and their frequency of
occurrence, evaluating the causes of damage, and revealing the degree of effectiveness of the causes
of damage according to the types of damage constitute the basic steps of the study process. As an
evaluation method, literature, earthquake regulations and comparative analysis data were taken into
consideration.
3. Findings and Discussion
3.1. Architectural and Structural Features
The structural walls of the two-storey building are made of rubble stone on the lower floor and
horizontally perforated brick on the upper floor. It has a U-shaped plan with an open courtyard. In
the plan diagram shown in Figure 4, there are main entrance and administrative units in arm 1, and
classrooms in arms 2 and 3. Some parts of the facades facing the courtyard have open corridors with
reinforced concrete columns. Although there are some differences that disrupt the symmetry in the
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
309
plan plane at the lower end parts of arms 2 and 3, the fact that the location of the interior and
exterior walls and modular sized windows are the same in the other parts gives the building a
symmetrical feature. Since the load-bearing walls are vertically continuous and the window sizes and
positions are the same on both floors, the plan of both floors of the building is the same. The
boundary dimensions of the building complex are around 55.00 m in the direction of branch no. 1
and 60.00 m. in the direction of branch no. 2 and 3. The height of the building is 3.50 meters from
the top floor level to the top floor level. The planned dimensions of the classrooms, which are the
basic units of the building, are 5.50-6.50 and 5.50-8.00 m. While the spaces in the administrative
units are at the level of 3.50-5.00 and 3.50-6.00 meters, the corridor widths are 3.00 meters. There
are frequently placed rectangular windows on the façade of the building. The horizontal window
space, which is frequently applied in educational buildings, has a vertical ratio here. Reinforced
concrete vertical beams, which are rarely seen in masonry buildings, were applied on both sides of
each window opening. The floor system is a reinforced concrete slab and is supported by reinforced
concrete beams on the load-bearing inner and outer wall sections. Reinforced concrete floors in the
classrooms are supported by beams in the short direction at 2 meter intervals.
3.2. Damage Types
As a result of the earthquakes in question, some parts of Antakya High School partially and
completely collapsed, while some parts suffered severe damage. When the structure is examined in
terms of destructive damage types, it is seen that a complete collapse occurred in unit number 2. The
upper floor of the entrance façade of unit no. 1, which was less affected, completely collapsed, but
the lower floor survived. No collapse occurred on the two floors of the part of the same branch
overlooking the central courtyard. It can be said that the destructive effect is at the lowest level in
unit no. 3. Despite an almost symmetrical plan form and equal level of transparency, one arm of the
building collapsed completely while the other arm experienced diagonal thick cracks and out-of-
plane toppling damage of the walls, which is an important issue to be evaluated. Out-of-plane
toppling of the exterior walls occurred in the corner parts of the exterior walls of unit no. 3 and in the
interior-exterior wall junction areas.
3.3. Evaluation of the Causes of Damage
The earthquake performance in regards to architectural, structural, system and material properties
was taken up holistically within the scope of this study. The primary reason the structure was not
subjected to a higher level of collapse despite its high transparency rate was due to the reinforced
concrete slab system which exhibited rigid diaphragm behavior. As a consequence, this limited the
horizontal displacement on the vertical load-bearing wall. The vertical beams on the windowsills
were another crucial factor in reducing the destructive impact.
Although the open corridor sections with reinforced concrete columns facing the inner courtyard of
the building feature a skeletal structure within themselves, the floor and beams of the corridor part
and the mass with masonry structured enclosed spaces are inside an integrated structure. Thus, both
the framed and masonry structured sections exhibited parallel behavior against the earthquake
effect.
Despite its symmetrical plan, one wing of the building collapsed entirely, only the upper floor was
completely destroyed in one wing, while out-of-plane tipping damage occurred at various points on
the other wing. The main reason one of the two wings with similar architectural characteristics
collapsed completely while the other remained heavily damaged probably has to do with the non-
homogeneous mixture of the mortar used as the binding agent, use of masonry components in the
form of rubble stones of different sizes, and various applications in the masonry system. Although
the reinforced concrete vertical beams on the windowsills provide some resistance against the
horizontal earthquake loads swaying parallel to the wall, the fact that surfaces other than the vertical
bond beam forming the window space created an effect akin to the ‘short column’ effect upon the
vertical beams. As a result of this, the vertical beams broke off from the parapet parts under the
window, causing them to lose their function.
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
310
Out-of-plane tipping damage on the load-bearing external walls occurred uni-direction in the
intermediate portions and bi-directional in the wall corner joints. Out-of-plane tipping occurred uni-
direction at the external wall / internal wall junction, due to the collapse of the internal wall. Out-of-
plane tipping damage of the external wall occurred bi-directional at the corner joints. The starting
point of out-of-plane tipping at corner points is diagonal shear cracks near the corner of the lower
parts of the window opening. These cracks turned into breakage and caused the wall piece in the
corner to break from the structure and topple over with the effect of horizontal load. It can be said
that the beginning of the movement in the units that collapsed completely or whose upper floors
collapsed was the out-of-plane tipping of the external walls. Despite the bi-directional out-of-plane
tipping damage, the reinforced concrete flooring supported by vertical and horizontal beams in some
portions of the block aided in maintaining the building standing in a cantilever position. The rigid
diaphragm behavior of the reinforced concrete slab was also responsible for significantly reducing
the torsion effect on the external walls.
While rubble stone was utilized on the ground floor exterior walls of the building, horizontally
perforated terracotta bricks produced for masonry walls were used on the upper floors. It is
observed that both materials are applied on the same floor in load-bearing interior walls separating
classrooms from each other.
While slight damage such as plaster rupture occurred on external walls erected with rubble stone on
the ground floor, heavier damage was sustained on the upper floors built with horizontally
perforated terracotta bricks. While no serious damage to the ground floor with stone walls was
sustained in one block, the upper floor of the same block with terracotta bricks completely collapsed.
The main reason for this behavior was due to the rubble masonry system being more rigid which
could meet horizontal loads.
On the other hand, due to its hollowness and brittle nature, terracotta brick is unable to maintain
rigidity against horizontal loads, which can be explained as breaking down and losing its support
capacity. Similarly, while no destructive damage to the rubble stone walls on the load-bearing
interior walls was sustained, out-of-plane tipping occurred in the upper sections of the hollow brick
with the impact of higher moment of inertia.
When the external wall mesh system of the bearing walls is examined, the rubble stone component,
has a negative effect on supporting horizontal and vertical loads. With such walls, the risk of diagonal
shear cracks posed by earthquake loads parallel to the wall plane is higher than in rectangular cut
stone applications. As the regular mesh system of the rubble stones cannot always be provided in
this direction, the risk of surface breaking and falling out of the plane is high in relation to horizontal
loads perpendicular to the wall plane.
It is a difficult practice to create a staggered mesh system with stone components of different sizes
perpendicular to the wall on stone walls with an average thickness of 30-cm. Even if a staggered
mesh can be accomplished along the wall section in some regions, the inability to perform a
homogeneous staggered mesh in all regions indicates the wall features an irregular mesh system. In
walls of this thickness, double-wall solutions of the interior and exterior can occur. This situation can
generally cause breakage on the surface and weaken the supporting performance of the wall.
Nonetheless, supporting such stone walls with reinforced concrete beams in vertical and horizontal
directions increases the seismic performance of the wall. Moreover, the fact the binding mortar is
not soil-based, but rather cement-based is another positive feature in terms of earthquake
resistance.
Terracotta bricks with horizontal holes on the external walls of the upper floor and 30-cm thick on
the internal support walls of the internal walls feature a bi-directional regular mesh system. Cement-
based mortar was also used in laying the brick layers. Despite this, due to their hollow and fragile
structure, the brick walls on the upper floors were unable to withstand earthquake loads as much as
the stone walls, and broke apart.
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
311
4. Conclusions and Recommendations
Conclusions and recommendations regarding the observational assesment of the damage sustained
at Antakya High School during the earthquakes which occurred in Kahramanmaraş-centered Mw 7.7
and Mw 7.6 on 06.02.2023 are summarized below.
The symmetrical architectural layout of the Antakya High School building with its open
corridor spaces with reinforced concrete supports, the structural establishment where stone
and horizontally perforated terracotta brick materials were used concurrently in the load-
bearing masonry walls, its facade layout with a high transparency ratio where vertical beams
were frequently applied, constitutes a unique and original example of traditional
architecture.
While one of the wings with the same architectural and structural features collapsed due to
the earthquake, the other remained standing, albeit with severe damage. The reasons for
this are; the non-homogeneous mixture of the mortar used as the binding material, the use
of irregularly-sized rubble stone masonry components and the irregularities in the masonry
system.
Although the reinforced concrete vertical bond beams on the windowsills provided a
modicum of resistance against horizontal earthquake loads swaying parallel to the wall, the
fact that surfaces other than the vertical bond beam form the window space created a sort
of ‘short column’ effect in the vertical beams.
Out-of-plane tipping damage on the load-bearing external walls occurred uni-directional in
the intermediate parts and bi-directional in the wall corner joints. Uni-directional, out of
plane tipping occurred due to the collapse of the internal wall at the junction of the external
and internal walls. The bi-directional out-of-plane tipping was caused by diagonal shear
cracks that commenced at the window corners at the external wall corner joints.
The reason the structure did not collapse despite out-of-plane tipping damage sustained at
the external wall in both corners and middle sections of the courtyard facade of the same
block was due to the reinforced concrete slab supported by horizontal and vertical beams in
some areas. The reinforced concrete flooring managed to sustain the structure without
support, especially in the corner areas. The rigid diaphragm behavior of the reinforced
concrete slab greatly reduced the torsional impact on the external walls.
While slight damage, such as ruptured plaster on the exterior walls erected with rubble stone
on the building’s ground floor was sustained, the main reason for damage resulting in the
complete collapse on the exterior walls erected with horizontally perforated terracotta bricks
on the upper floor was due to the fact that the rubble stone wall system is more rigid to
meet the horizontal loads. This can be explained as the fact that the terracotta brick is
unable to maintain its rigidity against horizontal loads due to its hollowness and brittle
nature.
While the fact that the stone components are in the form of rubble stone of irregular size
implies an irregular masonry system, the cement-based binding mortar prevented the
formation of damage in the form of rupturing and shattering of the stone wall surfaces.
Although the horizontally perforated terracotta bricks used on the upper floors are
rectangular in shape and have a regular feature, they crumbled and collapsed in the face of
earthquake loads due to their hollow, fragile structure. The increasing moment of inertia in
the upper portions also accelerated the destructive effect.
Regarding the types and causes of damage sustained at the Antakya High School building during the
earthquakes, these assessment conclusions are important from the standpoint of evaluating the
behavior of existing buildings constructed using traditional construction and building systems prior to
another such major earthquake and implementing the necessary precautions. It will be useful to
develop and implement solution suggestions for strengthening in buildings with similar architectural
Journal of Architectural Sciences and Applications, 2024, 9 (Special Issue), 293-312.
312
and structural features, especially where there are deficiencies in wall thickness, physical properties
of the wall component, irregularities in the masonry system, and weak binding mortar. In addition, in
buildings with these features, necessary precautions should be taken to strengthen external wall
corner joints and interior-exterior wall joints.
Journal of Architectural Sciences and Applications e-ISSN: 2548-0170