T.C.
ISTANBUL KÜLTÜR ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ İ.K.Ü.
YAPILARIN DEPREME KARŞI KORUNMASINDA ETKİN BİR ÇÖZÜM
Dr.Erdal Coşkun
Yapıların Güçlendirme Yöntemleri
Geleneksel Yöntemler
Yapının deprem yükü taşıma kapasitesini, rijitliğini, sünekliğini, stabilitesini ve elastik ötesi şekil değiştirmelerini artırarak, depremden gelen titreşim enerjisini tüketebilecek güçte taşıyıcı sistemi güçlendirmek veya iyileştirmek.
Sismik İzolasyon
Yapının ve deprem ivmesinin özellikleri dikkate alınarak;
Sismik izolasyonların uygulama alanları
Mevcut yapılara uygulanabileceği gibi, yeni yapılacak yapılarda daha avantajlı biçimde kullanılabilir.
Sismik İzolasyon : ABD
Japonya
Çin Halk Cumhuriyeti Yeni Zelanda
İtalya
gibi gelişmiş ülkelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Sismik izolasyon kullanımında amaç
Bütün deplasmanların temel ile üst yapı arasında olmasını sağlamak ve sönümleyici elemanın mümkün olduğu kadar deprem enerjisini yutmasını ve sönümlemesini temin etmektir.
Bu amaçla yapının dinamik özellikleri
değiştirilerek depremde yapıya gelecek yatay
Yapının sönümü artırılırsa yapıya gelen hem ivme hem de ötelenme azalacaktır.
Yapıların şiddetli depremlerde yatay yer değiştirmeleri 30-40 cm’den büyük olmamalıdır (Robinson ve Heskel- 1994).
Yapı periyodu T=2π√m/k ifadesi ile verilmektedir.Periyod yapının kütlesi ile doğru, rijitliği ile ters orantılıdır.
Yapının rijitliği azaltılır,periyodu uzatılırsa yapıya daha küçük bir deprem kuvveti gelecektir.
Yapının periyodu 2 - 2.5 sn kadar uzatılırsa, deprem kuvvetlerinde önemli bir azalma olmaktadır.
İzolasyonlu sistemde yapının yer hareketini büyütme oranı 0.9 - 1.0 civarındadır. İzolasyonlu yapı RİJİT KÜTLE HAREKETİ yapmaktadır.
İzolasyonsuz yapı yer hareketini 3.0 - 6.0 kat büyütmektedir.
Sismik İzolasyon Yapılmış ve Yapılmamış Yapının Deprem Davranışı
Sismik İzolasyonlu
Sadece tabanda ötelenme var
Sismik İzolasyonsuz
Katlar arasında büyük ötelenmeler var
Kullanılması uygun olmayan durumlar
Yapıların periyotlarının uzatılması yumuşak zeminler üzerine inşaa edilmiş yapılar için zararlıdır.Yumuşak zeminlerde sismik izolasyon konularak yapı periyodunun artırılması halinde yapıya gelecek deprem yükü artacaktır.
Bitişik nizam yapılarda izolasyon yapılması uygun değildir.
Depremin Pasif ve Aktif kontrolü
Pasif Kontrol Aktif Kontrol
Sismik İzolatör Pasif Enerji Yutucular
Elastomerik Mesnetler Metal Sönümleyiciler Bağ Sistemleri Kurşun-Kauçuk Mesnetler Sürtünme Sönümleyicileri Kütle Sistemleri Elastomerik Mesnetler ve Enerji
Yutucu Cihazlar
Viskoelastik sönümleyiciler Değişken rijitlik ve kütle sistemleri
Viskoz Sönümleyiciler Şok sistemler Sürtünme sarkacı mesnetleri Ayarlanmış Kütle Sarkacı
Sönümleyiciler
Aerodinamik Sistemler
Yassı Kayıcı Mesnetler ve Yük Veren Cihazlar
Ayarlanmış Sıvı Sönümleyiciler
Yağlanmış Kayan Mesnetler ve Enerji Yutucu Sistemler
Sismik İzolatörlerin Türleri
Sismik izolasyon tekniği basit bir ilkeye dayanmaktadır.
Yapının temellerinin üstünde düşey taşıyıcı mesnetlerinde yatay harekete izin verecek bir düzenleme yapmak. Bu ilkeye dayalı olarak geliştirilen ve uygulamaları son on yılda büyük artış gösteren sismik izolasyon teknolojileri iki ana grupta toplanmaktadır.
Kauçuk izolatörler (Elastomeric Isolators)
Sürtünmeli sarkaç türünde izolatörler (Friction Pendulum)
Kaucuk Esasli Deprem İzolatorleri
Kaucuk Esasli Deprem İzolatorleri
Kauçuk (Elastomerik) İzolatör
Çelik tespit levhaları
Elastomerik izolatör
Çelik tespit levhaları Kolon
Temel Kurşun çekirdek
Kauçuk Çelik levhalar
Genel Prensipler
Test D
Test Düüzenezeneğğii Sismik İSismik İzolatzolatöörr
Yer de
Yer değğiişştirmetirme
KuvvetKuvvet
Histeretik çevrim Enerji Yutulması
Deprem enerjisi
Sönümlenen enerji
City and County Building, Salt Lake City, Utah,
ABD.
Uygulama-ABD (Kauçuk İzolatör)
Oakland City Hall Binası, ABD
Shan Tou şehir müzesi, Çin Halk Cumhuriyeti
28 katlı konut yapısı, Japonya
Sıvılaştırılmış gaz deposu, Yunanistan
SONUÇ VE DEĞERLENDİRME
Görülmektedir ki sismik izolasyon yapılan yapılarda, deprem etkisi en aza
indirgenmekte ve gerek yapının gerekse yapıda bulunan donanımların ve cihazların depremden zarar görmesi engellenmektedir. Depremlerden sonra hizmet vermesi hayati önem taşıyan köprü, viyadük, itfaiye binası, hastane, iletişim binası gibi yapılarda sismik izolasyon yapılması gelişmiş ülkelerde şart koşulmaktadır.
Amerika Birleşik Devletleri’nde 1986 yılından bu yana teknik yönetmeliklere girmiş bulunan sismik izolasyon teknolojisi diğer ülkelerin yönetmeliklerine de dahil edilmiş bulunmaktadır. Ülkemizde Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından hazırlanan ve 1998 yılında yürürlüğe giren yeni deprem yönetmeliğinde sismik izolasyona yeşil ışık yakılmakta ve Amerikan Deprem Yönetmeliği kurallarına uyulmasının yeterli olduğu belirtilmektedir.
Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından yapılması planlanan Birinci Türkiye Deprem Şurasında alınacak kararlar ile sismik izolasyon konusunun yeni deprem
Sismik İzolatörler İçin Kullanılan Standartlar:
ENV 1998 (Eurocode 8)
AASHTO Standart Specifications For Highway Bridges
AASHTO Guide Specifications For Seismic İsolation Design
EN 1337 - Structural Bearings
CEN TC 340 – European Standart on Antiseismic Devices
NEHRP – Guidelines For The Seismic Rehabilitation Of Buildings
UBC – Uniform Building Code
FEMA273 – Federal Emergency Management Agency
ATC – Applied Technology Council
Elektronik Posta : e.coskun@iku.edu.tr
