Sismik İzolasyon Nedir?
Depremler her zaman yıkıcı olmak zorunda değil. Zemin hareketlerine dayanıklı binalar, dünyanın pek çok yerinde uzun süredir inşa ediliyor. Amerika ve Japonya gibi ülkelerde uygulanan sismik izolasyon sistemleri, ülkemizde 2000’li yıllarda kullanılmaya başlandı. Sağlık Bakanlığı, 2013’te deprem riski yüksek bölgelerde 100’den fazla yatak kapasitesi olan hastanelerde bu sistemleri zorunlu hale getirdi. 2019’da yayımlanan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) ise bu uygulamalar için özel bir bölüm içeriyor.
Enerji, izolatör katmanında yoğunlaşır ve binanın titreşim periyodu uzatılır. Bu nedenle deprem enerjisinin büyük bir kısmı bu katmanda tüketilir. Üst yapıda göreli öteleme ve ivmeler azalır, bina kesintisiz kullanım ve sınırlı hasar performansını sağlar. Ayrıca, bina içerisindeki değerli ekipmanlar korunur ve afet durumlarında binanın kullanımı sürer.
Tasarım sürecinde DD-1 ve DD-2 olmak üzere iki farklı deprem yer hareketi düzeyi dikkate alınır. DD-1 için alt sınır, DD-2 için üst sınır değerleri kullanılarak yalıtım sisteminin yer değiştirmesi ve yatay kuvvetler hesaplanır. Ayrıca Rüzgâr, sıcaklık, yaşlanma ve nem gibi etkiler de uygulama sırasında dikkate alınır. Sismik izolatörler, üst yapının altında bodrum kata veya temel üstüne yerleştirilir ve serbest hareket alanı sağlanmalıdır.
Sismik İzolatör Çeşitleri Nelerdir?
TBDY 2018’de yer alan sismik izolatör çeşitleri, elastomer ve eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleridir.
Elastomer Yalıtım Birimleri
Genel olarak çelik plakalar ve kauçuk tabanlı elastomer malzemelerin vulkanizasyonu ile oluşturulan izolatörlerdir. Yapısındaki çelik plakalar, bu kompozit yalıtım birimlerine üst yapıyı desteklemek için gereken eksenel dayanımı ve stabiliteyi kazandırır. En yaygın tipi kurşun çekirdekli kauçuk izolatörlerdir. Kurşun çekirdek, yüksek enerji sönümleme kapasitesi ile izolatörün yatay yer değiştirmesini azaltır.
Eğri Yüzeyli Sürtünmeli Yalıtım Birimleri
Eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri teknik olarak içbükey çelik plakalar ve onların arasına yerleştirilen hareketli bir elemandan oluşur. Ayrıca deprem etkisi altında bu birimler, sarkaç prensibine uygun şekilde hareket eder. Özellikle yapıya etki eden deprem kuvvetine karşılık oluşacak dengeleyici kuvvet, kayma hareketini yapan yüzeyin eğriliğine ve üst yapının öz ağırlığına bağlıdır. Depremden kaynaklanan enerjinin sönümlenmesi ise bu eğri yüzeyler arasında oluşan sürtünme ile sağlanır.
Sismik İzolasyonlu Bina Tasarımı
Tasarım süreci, izolatörlerin yerleştirileceği düzlemin belirlenmesiyle başlar. Özellikle Yazılım, izolatör yerleşimini mimari ve statik projelere göre düzenler ve ardından düşey yük analizlerini gerçekleştiririr.
Sonraki aşamada, tasarımcılar deprem koşullarına uygun tasarım spektrumu oluşturur veya sismik tehlike analizini tamamlar. Ayrıca hedef titreşim periyodunu belirlerken deplasman ve rijitlik hesaplarını tasarımcılar yapar.
Tasarımcılar, nihai tasarımda hedef spektruma uyumlu deprem hareketlerini ve izolatör özelliklerini doğrular. Ayrıca tasarımcılar, üst yapı ve izolatör katmanının analizlerini yaparak tüm kriterleri kontrol eder.
Sismik İzolatör Modelleme
Modelleme süreci, titiz bir ön tasarım ile başlar. Bu aşamada izolatör rijitliklerini ve hedef deplasmanlarını, yönetmeliklerde belirtilen ‘Eşdeğer Statik Yük’ prosedürlerine göre belirledi. İzolasyon sisteminin performansını ise doğrusal veya doğrusal olmayan analizlerle değerlendirir.
Her bir kolona veya perde duvara farklı tipte izolatörler tanımlayarak projelerini özelleştirir. bu nedenle detaylı bilgilere ulaşmak için internet sitemizdeki tasarım kılavuzlarını inceleyin.
Erzurum Sağlık Kampüsü
Erzurum Sağlık Kampüsü, 201,500 m² alanda, en yükseği 13 katlı 9 bloktan oluşur. Prota Mühendislik, betonarme ve çelik tasarımları ile metraj ve maliyet analizlerini tamamladı ve 2011-2012 yıllarında sismik izolasyon projelerini hazırladı.
Prota Mühendislik, Erzurum Sağlık Kampüsü’nün yapısal tasarımını depreme dayanıklı şekilde gerçekleştirdi. Ayrıca Projenin tüm yapısal analizleri ProtaStructure ile tamamlandı. ProtaStructure, Türkiye ve dünyada mühendisler tarafından tercih edilmektedir. Özellikle deprem riski yüksek bölgelerdeki birçok hastane projesinde ProtaStructure kullanılmaktadır.
Sismik izolasyon sistemlerine daha da yakından bakmak için bilimsel yayınlarımızı inceleyebilirsiniz.
Daha fazla bilgi için aşağıdaki bağlantılara göz atabilirsiniz:
