İnşaat Mühendisliğinde Güvenilirlik ve Risk

Prof. Dr. Mehmetçik BAYAZIT, İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi

Özet: İnşaat mühendisleri tasarım, yapım, işletme ve yönetim problemlerinde hemen her zaman belirsizlik altında karar vermek zorunda kalırlar. Belirsizlik sistemin performansını etkileyerek istenen amacın yerine getirilmesinde başarısızlığa yol açabilir (Şekil 1). Belirsizlik problemin tanımlanmasında, kullanılan verilerde, çözüm yöntemlerinde ve elde edilen sonuçlarda olabilir. Bu durumda mühendislerin belirsizlikleri açık bir şekilde göz önüne alarak sistemlerin performansının güvenilirliğini hesaplamaları gerekir.

Mühendislik problemlerindeki belirsizliğin nedenleri değişkenlerdeki doğal rastgelelik (yağışların, akımların, yapı malzemesi özelliklerinin, trafik değişkenlerinin değişken karakterleri) olabileceği gibi, eldeki bilgilerin sınırlı olmasından kaynaklanan model ve parametre belirsizliği ve insan faktörleri de olabilir. Problemlerdeki olay ve süreçleri tam olarak anlayamayışımız ve hesaplar için elde yeterli bilgi olmayışı onları tam olarak kontrol edemeyişimize neden olur. Mühendislikte kusursuz, yani tam olarak güvenilir bir sistem pratik ve ekonomik açıdan kullanılabilir değildir. Bu durumda mükemmel olmayan sistemler kullanmak zorunda kalırız, ancak başarısızlık olasılığını (riski) hesaplamamız ve bu riski kabul edilebilir bir değerde tutmamız gerekir.

Mühendislik sistemlerinde başarısızlık yapısal başarısızlık (yapının çökmesi, barajın ya da seddenin yıkılması, borunun kırılması) ya da performansta başarısızlık (taşkının kontrol edilememesi, yeterli suyun sağlanamaması, trafiğin tıkanması) şeklinde görülebilir.

İnşaat mühendisliğinde sistemlerin başarısızlığı her zaman mal ve can kaybına ve çevre kirlenmesine yol açmasa bile büyük ekonomik zararlara neden olacağından mühendislerin tasarlanan sistemlerin başarısızlık şekillerini belirleyebilmeleri, güvenilirlik analizi yaparak başarısızlık olasılığını hesaplayabilmeleri ve güvenilirliği artırarak kabul edilebilir düzeye getirmeleri gerekmektedir.

Belirsizlik ve yol açtığı risk olasılıklara dayandığından istatistik yöntemlerle analiz edilmesi gerekir. Ancak bu yöntemleri pratikte kullanmak zor olacağından çoğu zaman bu yöntemlerle belirlenen güven katsayılarına dayanan basit standartlar oluşturarak uygulamada mühendisler için hesap kolaylığı sağlanır.

Mühendislerin gelecekte teknolojinin gelişmesiyle daha karmaşık problemleri eldeki sınırlı bilgilerle çözmeleri gerekeceğinden güvenilirlik ve risk analizinin önemi daha da artacaktır. Bu nedenle inşaat mühendislerinin bu konu ile ilgili temel kavram ve yöntemleri bilmeleri gerekir. Bu makalede temel güvenilirlik ve risk kavramları verilmiş, belirsizliği göz önüne almak için kullanılan yaklaşımlardan çok kısa olarak söz edilmiştir.