Sismik İzolatör Nedir

Türkiye genelinde son günlerde artan depremler nedeniyle, depremlerle ilgili birçok terim sık sık gündeme gelmeye başladı. Bu terimlerden biri de deprem izolatörü olarak da bilinen sismik izolatör.

Sismik izolatör nedir? Sismik izolasyon, deprem meydana geldiğinde sarsıntıları absorbe etmek ve hasarın doğrudan binaya iletilmesini önlemek için tasarlanmış bir yapıdır. Temel ile bina arasına sarsıntıyı emen özel bir cihaz yerleştirilmiştir, böylece çok fazla titreme hissetmezsiniz.

Birçok fay hattı üzerinde bulunan ve deprem ülkesi olarak da bilinen Türkiye’de hemen hemen her gün ufak şiddetli bile olsa depremler meydana gelmektedir. Depremden en çok, dayanıklılığı düşük olan binalar etkilenmektedir. Ancak sismik izolasyon sayesinde bu yapıların, depreme dayanıklılık kapasitesi arttırılabilmektedir.

Depreme dayanıklı bina yapılarının üç ana türü vardır: sismik izolasyon yapıları, depreme dayanıklı yapılar ve titreşim sönümleyen yapılar.

Sismik İzolasyon Yapısının Temel Sistemi

Sismik izolasyon yapısı, bina ile temel arasında lamine kauçuktan yapılmış bir sismik izolasyon izolatörü ve sallanmayı bastıran bir damper (titreşim sönümleme elemanı) kullanır. Bu sismik izolasyon cihazları ile binanın zeminden ayrılmasıyla depremin sarsılmasının doğrudan iletilmeyeceği mekanizma sağlanmaktadır.

Binanın doğrudan zeminde olduğu yapı ile karşılaştırıldığında, depremin sarsıntısı daha fazla emilir, bu nedenle mükemmel karşı önlemlerden biri olarak kabul edilir. Özellikle yüksek katlı apartmanlarda üst katlar sallanmaya daha duyarlı olduğundan bu sistem aktif olarak benimseniyor.

Sismik İzolatör Tarihçesi

Sismik izolatörünün ülkemizle tanışması biraz geç olmuştur. 1921 yılında Amerikalı Mimar Frank Lyond Wright, Tokyo’da yer alan Imperial Hotel’in temellerinde, sismik izolatörü uygulan ilk kişi olmuştur. 1969 yılında ise Dünyada ilk kauçuk sismik izolasyonlu yapı, İsviçreli Mühendisler tarafından Makedonya’nın Skopje şehrindeki bir ilkokul binası üzerinde uygulanmıştır.

Türkiye’de ise ilk uygulamalar 1999 yılında Atatürk Havalimanında başlayıp, günden güne hız kazanmıştır. 2013 yılında Sağlık Bakanlığı tarafından yayınlanana genelgede, 100’den fazla yatağa sahip, birinci ve ikinci deprem bölgesi riski altındaki hastanelerin deprem yalıtımlı olarak tasarlanması zorunlu hala getirildikten sonra, özellikle hastaneler üzerindeki bu uygulamalar hızlı bir şekilde artmıştır

 Sismik İzolatör Çeşitleri Nelerdir?

Sismik izolatör nedir? Detaylı bilgi sahibi olduk. Sismik izolatörler; kurşun çekirdekli izolatörler, yüksek sönümlü izolatörler ve sürtünme tipi sismik izolatörler olmak üzere üç çeşittir.

  1. Kurşun Çekirdekli İzolatörler

Yuvarlak ve dikdörtgen şekillerde bulunan kurşun çekirdekli izolatörler, çelik ve kauçuk plakaların birbirine entegresi ve ortasına kurşun çekirdek yerleştirilmesi sonucu oluşur. Kurşun çekirdek, %20 ila %30 arasında enerji sönümlemesi görevi yapar.

  1. Düşük Sönümlü İzolatörler

Düşük sönümlü izolatörler, ilk üretilen izolatör çeşididir. Genel olarak tek başına kullanılmayan bu izolatör çeşidi, sönümlemeye yarayan damper ile birlikte kullanılırlar.

  1. Yüksek Sönümlü İzolatörler

Yüksek sönümlü izolatörler, tek başına sönümleme işlemi yapabildiği için, düşük sönümlü izolatörler yerine tercih edilmeye başlamıştır.  Yaklaşık %15 olarak sönümleme yapabilen bu izolatörlerin; tarihi binaların korunması, can güvenliği, minimum bakım, onarım maliyetlerinin minimuma indirmesi, iş kaybının önlenmesi gibi birçok avantajı vardır.

Sismik İzolatör Özellikleri

Yapının sönümü arttırılarak, yapıya gelen ivme ve ötelenme azaltılmış olur. Sismik izolatör özellikleri şunlardır:

  • Yapıların deprem sırasındaki yatay yer değiştirmesi 30 – 40 cm’den büyük olmamalı.
  • Yapı periyodu T=2π√m/k formülüyle ifade edilir. Periyot; yapının kütlesi ile doğru, rijitliği ile ters orantılıdır.
  • Yapının rijitliği azaltılıp, periyot uzatılırsa, şiddetli bir depremde bile yapıya küçük bir deprem kuvveti gelir.
  • Yapı periyodu 2 – 2,5 sn civarında uzatılırsa, deprem kuvvetinde önemli ölçüde azalma olur.
  • Sismik izolasyonlu bir yapıda, yer hareketini büyütme oranı 0.9 – 1.0 civarındadır. İzolasyonlu yapı rijit kütle hareketi yapar.
  • İzolasyonsuz bir yapıda yer hareketi, 3 – 6 kat arası büyür.

Sismik İzolatör Ne İşe Yarar?

Sismik izolatör; yapının maruz kaldığı; deprem, rüzgâr vb. yüklerin azaltılmasında oldukça faydalıdır. Sismik izolasyon sistemi, zemin ile yapının tabanı arasına, esnek enerji sönümleyici elemanlar olarak yerleştirilir, bu sayede zeminden yapıya deprem kuvvetlerinin azaltılmasını sağlayarak, sistemik enerji ve hareketlerin absorbe edilmesine yardımcı olur.

Sismik izolasyona sahip olmayan bir yapı, kendi ağırlığının 1/10’u kadar yatay yük taşıyabilir, eğer bu değerden daha fazla bir yük binerse yapıda kalıcı deformasyonlar, kolon – kiriş birleşim noktalarından kırılmalar olur. Ancak sismik izolasyonu olan bir yapı olursa, bu değerler çok daha yukarılara çıkar, çünkü sismik izolasyon yatay yükü azaltır.

Sismik İzolatör Çalışma Prensibi Nedir?

Sismik izolatörlerin çalışma prensibi; deprem sırasında üzerindeki yapının sarkaç misali küçük salınımlar yapmasını sağlayarak, oluşan dinamik sürtünme kuvveti ile deprem enerjisinin azaltılmasını sağlar.

Sismik izolatörler, depremin yapıya uyguladığı dinamik kuvvetleri ve buna bağlı deplasmanları, %80 – % 90 gibi yüksek bir oranda azaltmaktadır. Bu sayede yapı deprem kuvvetlerine karşı izole edilmiş olur.

Sismik İzolatörün Yararları

Sismik izolatörler, deprem kuşağında yer alan birçok ülke için çok önemlidir. Deprem izolatörünün yararları:

  • Yüksek düzeyde can güvenliği,
  • Minimum düzeyde bakım gerekliliği,
  • Araştırma – geliştirmeye ait projelerin korunması,
  • Yapıyı ayakta tutan taşıyıcı elemanlarda minimum düzeyde hasar,
  • Şiddetli deprem sonrasında bile yapıyı kısa sürede kullanabilme olanağı,
  • Özellikle ulaşımda önem arz eden köprü ve viyadük gibi bölümlerin hasar görmeksizin kullanımına devam edilebilmesi,
  • Yapı içerisinde yer alan eşya ve cihazların korunması,
  • Ulaşım yapılarındaki devam eden süreklilik,

Sismik İzolatörün Uygulama Alanları

Sismik izolatörlerin uygulama alanları genelde yeni yapılardır. Yeni yapılarda daha avantajlı bir biçimde kullanılabilen sismik izolatörler, mevcut yapılara da uygulanabilir.

Bütün deplasmanların temel ile üst yapı arasında olmasını sağlamak, sönümleyici elemanın mümkün olduğu kadar deprem enerjisini sönümlemesini sağlar. Bu amaçla, yapının dinamik özellikleri değiştirilerek depremde yapıya gelecek yatay yükün azaltılması hedeflenir. Sismik izolasyon:

  • ABD
  • Japonya
  • Çin Halk Cumhuriyeti
  • Yeni Zelanda
  • İtalya
  • Türkiye
  • Hindistan
  • Fransa
  • Yunanistan

Gibi ülkeler başta olmak üzere birçok ülkede kullanılmaktadır.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here