tesisatlarda sismik koruma

7/24/2019 Tesisatlarda Sismik Koruma

http://slidepdf.com/reader/full/tesisatlarda-sismik-koruma 1/12

Tesisatlarda Sismik Koruma

Eren KALAFAT, Makine Mühendisi, MBA

1. Deprem Nedir?

2. Türkiye’nin Depremselliği

Depremin sözlük anlamı ‘‘Yer kabuğunun derin katmanlarının kırılıp yerdeğiştirmesi veya yanardağların püskürme durumuna geçmesi yüzündenoluşan sarsıntı, yer sarsıntısı, hareket, zelzele’’ olarak belirtilmiştir.

Yer kabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin,dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları ve yer yüzeyini sarsma olayına‘‘DEPREM’’ denir. Deprem, insanın hareketsiz kabul ettiği ve güvenle ayağınıbastığı toprağın da oynayacağını ve üzerinde bulunan tüm yapıların da hasargörüp, can kaybına uğrayacak şekilde yıkılabileceklerini gösteren bir doğaolayıdır. Depremlerin meydana gelmesi; yerkabuğunu oluşturan levhalarınbirbirine sürtünmeleri, birbirlerini sıkıştırmaları, birbirlerinin üstüne çıkmalarıveya altına girmeleri gibi jeolojik hareketlerden kaynaklanmaktadır. Dolayısıyladünyada meydana gelen depremlerin hemen büyük çoğunluğunun, bu

levhaların birbirlerini zorladıkları levha sınırlarında dar kuşaklar üzerindeoluştukları söylenebilir. Günümüzde dünya üzerinde varlığı bilinen ana tektoniklevhalar Şekil 1’de görülmektedir.

Dünyamızda en büyük ve en çok zarara yol açan depremlerin yaşandığı ikiönemli deprem kuşağından biri, Japonya’yı ve Kuzey Amerika kıtasının batısınıetkileyen Pasifik Deprem Kuşağı, diğeri ise Türkiye’yi etkileyen Akdeniz - Hima-laya deprem kuşağıdır.

Avrasya - Afrika - Arap ana tektonik levhaları arasında bulunan Türkiye’nin (Şekil1) bu büyük levhalar arasında yer alan nispeten küçük daha fazla sayıda levha-dan ötürü neredeyse tamamının deprem kuşağı içinde olduğu bir gerçektir(Şekil 2).

Şekil 1. Dünyadaki ana tektonik levhalar



Şekil 2. Türkiye’deki tektonik levhalar

Şekil 7. Esnek bağlantısız ekipman - borubirleşiminde hasar oluşumu

Şekil 8. Yanlış monte edilmiş sismikizolatörün kaidede yaptığı hasar

Şekil 3. Kaideye bağlanmamış ekipmanlar

Şekil 4. Sismik korumasız (açık yaylı)izolatörlü ekipmanda hasar oluşumu

Şekil 5. Yetersiz dayanımdaizolatör seçimi

Şekil 6. Sertifikasız sismiksınırlandırıcı

2. Tesisatlarda Deprem Hasarları

Depremler tarih boyunca yıkıcı hasarlara ve

can kayıplarına sebep olmuş doğal afetler-dir ve günümüzde büyük kayıplara sebepolmaktadırlar.

Modern binalardaki tesisatların maliyeti,artık binaların toplam maliyeti içinde çokbüyük oranlara varmaktadır. Soğutmagrupları, soğutma kuleleri, kazanlar, klimasantralleri, pompalar, hidroforlar, jeneratör-ler vb tesisat ekipmanları ve bu ekipman-lara bağlı boru ve kanal tesisatları ciddibedellere mal olmaktadır.

Ancak maddi kaygılardan çok daha önem-lisi can güvenliğidir. Örneğin bir binadaki

yangından korunma ve acil durum sistem-leri, ancak tesisatlar sayesinde çalışır vazi-yette olabilmektedir. Uluslararası sigortakurumlarının yaptığı araştırmalara göre,bir deprem sonrasında meydana gelenhasarların ve kayıpların %80’e varan kısmıyangınlardan kaynaklanmaktadır.

Aşağıdaki şekillerde önlem alınmamış ve/veya yanlış alınmış bazı tesisatlarda veekipmanlarda meydana gelen depremhasarları görülmektedir.

Şekil 3’te kaidesine bağlanmamış birsoğutma grubunun devrildiği görülmek-tedir. Şekil 4’te açık yaylı izolatörlerle monteedilmiş bir çatı tipi klima (rooftop) cihazındameydana gelen hasar görülmektedir. Açıkyaylı izolatörler birlikte sismik sınırlandırıcıkullanılması gerekmektedir.

Şekil 5’te yetersiz dayanımda seçilmişmuhafazalı izolatörlerde hasar oluşumugörülmektedir. Şekil 6’da sismik yüklerekarşı dayanımı hesap edilmemiş ve geli-şigüzel imal edilmiş sınırlandırıcılardankaynaklanan bir hasar görülmektedir. Sis-mik korum amacıyla kullanılacak tüm ürün-lerin sertifikalı olması gerekliliği bu örnektegözler önüne serilmiştir.

Şekil 7’de bir soğutma grubuna esnek

bağlantı elemanı kullanmadan bağlanmışboru hattının sebep olduğu hasar görülme-ktedir. Şekil 8’de ise bir sismik izolatörün be-ton kaideye yanlış bağlanmasından ötürümeydana gelen hasar görülmektedir.

Yukarıdaki örneklerden görüldüğü üzere,tesisatların sismik koruması sadecebazı donanımların monte edilmesindenibaret bir konu değildir. Öncelikle ilgiliyönetmelik ve/veya bina kodlarına göreyapılacak sismik yük hesaplarına uygundonanımların seçilmesi, daha sonra isebu donanımların yine doğru mühendislikdetaylarına göre monte edilmeleri şarttır.Gerek donanımların gerekse mühendis-lik hizmetlerinin alanında uzman yetkinkuruluşlardan alınması, projenin doğruolması için hayati derecede önemlidir.

Eylül-Ekim 2006 2



4. Tesisatlarda Sismik Korumanın Tarihçesi

Depremler eski çağlardan beri var olmaktadır.Ancak depremlere karşı oluşturulan tasarımkriterleri halen gelişmekte olan bir konudur.Günümüzde en gelişmiş deprem yönet-meliklerinin yazıldığı ülkelerden biri olan

ABD’de depreme karşı dayanımı konu alanilk yönetmelik, 1906 yılındaki büyük SanFrancisco depreminden sonra şehrin yenidenkurulması sırasında hazırlanmıştır. Yönetme-likte belirtilen sismik yük, rüzgârdan veyadepremden kaynaklanabilecek 30 PSF (1.436Pa) bir yüktü.

ABD’de bir yönetmelikte sismik korumaylailgili maddeler ilk kez UBC’nin (Tekdüze BinaKodu) 1927 basımında görülmüştür. An-cak bu maddelerde hiçbir zorlayıcı hükümbulunmamaktaydı. 1960 yılında Califor-nia eyaletinde hazırlanan ve tüm eyaletiçerisinde geçerli olan yönetmelik UBC’deyer alıncaya kadar farklı şehirlerdeki çeşitliyönetmeliklerde farklı yaklaşımlara rastlandı.Bu tarihten sonra sismik koruma hakkındakideğişiklikler önce California’daki yönetme-liklerde hazırlanıp, daha sonra UBC’ye ve ora-dan da yerel yönetmeliklere uyarlandı.

1971 San Fernando depremine kadar es-nek olarak bağlanmış (titreşimi yalıtılmış)cihazlara mahsus sorunlara değinenolmamıştı. Bu deprem, mekanik tesisatlarınve titreşim yalıtım sistemlerinin günümüz-deki standartlara oldukça benzediği binalarınyoğunlukta olduğu teknik bir bölgede mey-dana gelen ilk büyük depremdi. Titreşimyalıtımı yapılmış cihazlar normal bir şekilde

yerleştirilmediğinden, depremde oluşanyükler sismik sınırlandırılması yapılmamışyayların serbest bir şekilde salınmasınayol açmıştı. Bu salınımların sonuçları dayıkıcı olmuştu. Cihazlar yerlerinden hareketetmişti (bazıları devrilmiş, zıplamış ve ya-tayda ötelenmişti) ve boru bağlantılarıkırılmıştı. O zamana kadar izolatörleri serbestyerleştirmek veya yerle olan bağlantılarınıgevşek bırakmak çok yaygın bir uygulamaydıve deprem bütün bu gevşek cıvatalarınkopmasına yol açmıştı. Bu olaydan sonramühendislik çevreleri, tesisatların sismikkorunması konusunun özel ilgi gerektiren birçalışma alanı olduğunu fark etti.

Deprem anında yeryüzünün yaptığı hareket,denizdeki dalgalara benzer yapıdadır. Hemdüşey hem de yatay doğrultuda hareketlilikvardır. Yeryüzü, dalgalı ve çırpıntılı bir denizyüzeyini andırır. İvme grafiklerinde devamlıdeğişen mertebeler gözlenirken, arada anisıçrayışlar da meydana gelebilir. Her dep-remin karakteristiği ve yapısı kendisineözgüdür. Yerde oluşan kuvvetler doğrudanyapılara iletilir. Yapılan mühendislik analizle-rinde düşey doğrultuda oluşan ivmelere karşıdayanım daha başarılıdır, çünkü binalar za-ten 1 G (yerçekimi ivmesi) kadar düşey yükeve hatta emniyet katsayısıyla birlikte dahada büyük düşey yüklere dayanacak şekilde

tasarlanmaktadır. Emniyet katsayısında hesa-ba katılan fazladan yük 1 G ivmenin yanındaküçük kalan bir yüktür ve depremde oluşan

düşey yükü karşılayabileceği öngörülür. Binaşartnamelerinde öncelikli olarak dikkatealınan yükler yatay yüklerdir.

Son zamanlarda bağlantı yerleri gibi bazı

unsurlar için düşey ivmeler de özel olarakdikkate alınmaktadır. Binanın tabanındaaçığa çıkan deprem yükleri veya kaymagerilmeleri binayı hareket ettirmeye çalışır vebu hareket binanın kendi doğal frekansındasalınmaya başlamasına sebebiyet verir. Göz-lemciler son birkaç sene içerisinde, özellikleLos Angeles’taki Northridge depremindensonra, düşey yüklerin de önemli olabileceğinikeşfettiler. Böylece düşey yüklerin de hesap-lamalarda yer alması gerekliliği doğmuş oldu.

Yer hareketlerini gösteren grafiklerdeyaklaşık 10 cm civarında olduğu gözlenenbir hareketin, yüksek binalarda yaklaşık 23cm genlikli salınımlara yol açtığı gözlenmiştir.Hatta binanın bu 23 cm hareketi yer sarsıntısıdindikten sonra bile devam etmiştir. Busenaryo her ne kadar çok korkutucuymuşgibi görünse de aynı binanın rüzgâr yüzün-den 15 cm ile 20 cm arasındaki genliklerdesalındığını göz önünde bulundurmak ge-rekir. Bu salınımların bizim için bir sorun olupolmadığını belirleyen unsur, yerde meydanagelen ivmelenmenin miktarıdır.

Binaların bu salınım hareketi, şartnamelerdekitasarım yükünün hesaplanmasındaki biretken olarak kullanılır. Kuvvet, periyodu(bir salınım turu için geçmesi gereken süre)hesaba katacak şekilde hesaplanır. Periyo-

dun, binanın yüksekliği ve yere gömülmemiktarıyla bir ilişkisi vardır. Burada hesapla-nan kuvvetlerin, binanın çeşitli bileşenlerine(cihazlar vb dâhil) farklı biçimlerde ve farklımiktarlarda etkidiği düşünülür. Bu farklılıklarve dağılımlar belli başlı prosedürlere görebelirlenir. Örneğin yay ile titreşim yalıtımıyapılmış cihazlarda yayın esnekliği vedoğal frekansı da hesaba katılır. Yatay kuv-vetler sadece cıvataları kesmeye çalışmayıp,desteklenmiş cihazları da devirmeye çalışırlar.

Analizlerde yatay ve düşey hareketler ayrı ayrıele alınır, ancak sonuçta elde edilen hareketne tam bir düşey ne de tam bir yatay hareket-tir. Deprem sırasında oluşan hareket daha çokdeğişken şiddetli sallanma ve devrilme tarzıbir harekettir. Eğer zorlayıcı kuvvet uzun süreyayın doğal frekansıyla aynı frekansta devamederse, salınımın genliği giderek büyür. Ancakgerçekte yayla titreşim yalıtımı yapılmış ciha-zlar tam rezonansa girmiş gibi davranmazlarçünkü zorlayıcı kuvvet bir salınımdan çok,durup tekrar başlayan bir darbe yapısındadır.Bu çalkalanma hareketinin zararlarından, çokiyi tasarlanmış bir sınırlayıcı sistem sayesindekurtulmak mümkün olabilir. Aynı zamandasınırlayıcı sistem, titreşim yalıtımı yapılmışcihazın çalışması sırasında hafif bir hareketyapmasına izin vermeli, fakat bu hareketizolatörlerin fonksiyonelliğinde herhangi bir

kısıtlamaya yol açmamalıdır.

Birçok ulusal yönetmelikte şu cümle yer alır:

“Cihaz, makine ve bunların sabitlenmesinisağlayan bağlantıların tasarımı, bu cihaz vemakinelerin genel tasarım ve detay bilgile-rinde yer almalıdır.” 1 G ivmenin katları veyakesirleri olarak verilen zorlayıcı kuvvetler (bu-

rada sadece yatay) birçok faktör göz önündebulundurularak hesaplanır. Bunlar sismikkatsayı, bina önem faktörü, bölge faktörüveya hızdan kaynaklanan ivme faktörü (Av)gibi etkenlerdir. Bölge ve (Av) faktörleri, olasıbir depremin şiddetine yönelik bir tahminbelirtirler. Bölgenin sismik aktivitesine bağlıolarak bu etkenler artar. Birçok şartnamede,tasarım kuvvetine bir sismik katsayının vebir performans kriteri çarpanının eklen-mesi tavsiye edilir. Bunların yanı sıra bazışartnamelerde bina içindeki konuma ve izo-latörün çökme miktarına (destek noktasınınperiyodunun binanınkine oranı) bağlı olarakbelirlenen kuvvet artımı gibi etkenler de he-saba katılır. Birçok şartname bu son unsur-lardan dolaylı olarak bahseder. Ayrıca bazışartnamelerde düşey kuvvetlerin, yatay kuv-vetin 1/3’ü olacağından bahsedilir. Bu oran,yapılan gözlemlerle belirlenmiş bir değerdirve düşey yer ivmelenmelerinin yatay yerivmelenmelerine oranı olarak ifade edilir.

Tasarım kuvvetleri, dört ana yönetmelik-teki (BOCA, IBC, SBC, UBC) formüllerdenfaydalanılarak hesaplanır. Tasarımı ya-pan mühendis en güncel sismik tasarımihtiyaçları için yerel otoritenin yönetmeliğinebaşvurmalıdır. Tasarım kuvvetleri, esnekbağlantılarla ve/veya bağlantının üst kat-larda olup olmamasıyla ilgili etkenleri de

içermeli ve sismik sınırlayıcı ile dübellerinkarşılayacağı asgari kuvveti karşılayacakdüzeyde olmalıdır. Sorumlu mühendis, aynızamanda sismik sınırlayıcıların yerel veya ulu-sal yönetmeliklere uygunluğunu da kontroletmelidir.

Yönetmelikler detaylı analizlerinbulunmaması durumunda tasarım kuv-vetini hesaplarken izlenecek yolları içerir.BOCA ve SBC şartnameleri burada fazla netbir bilgi verememektedirler. Sadece esnekolarak yerleştirilmiş cihazlar için “cihazın ve yerleştiği yerin dinamik özellikleri göz önündebulundurulacaktır” demekle yetinirler.

Ulusal ve yerel yönetmeliklerde yatay tasarımkuvveti, aşağıdaki faktörlere bağlı olarakhesaplanır: (1) binanın yeri, (2) önem faktörü,(3) bölge faktörü, (4) tesisatın bina içerisinde-ki konumu, (5) cihaz bağlantısı (sabit veyaesnek) ve (6) can güvenliği. Yönetmeliktehesaplanan tasarım ivmelenmeleri, fazla aktifolmayan bölgelerdeki esnek bağlı cihazlardaküçük gibi görünse de 1989 Loma Prieta(San Francisco) depreminde bir binanın girişkatındaki ivmelenmelerin tasarım ivmelerimertebesinde olduğunun belirlendiği vebu binanın çok yakınındaki bir köprüyolunçökmesi sonucu bir kişinin hayatını trajik birbiçimde kaybettiği örnek dikkat çekicidir. Bu

‘‘küçük’’ ivmelenmeler, tesisatı koruyabilecekbir şekilde mühendislerce dikkate alınmalıdır.Mühendisler bu ivmeleri hesaba katarak,

Eylül-Ekim 20063



cihazların şartnameye göre yerleştirilmesineözen göstermelidirler. Cihaz sabit veya esneknasıl bağlanırsa bağlansın, cıvataların sis-mik analizi yapılmalıdır. Hiçbir yönetmeliktesürtünme kuvveti sismik kuvvete karşı birdirenç kuvveti olarak dikkate alınmaz. Yataydeprem kuvvetleri, cihazı devirmeye çalışan

kuvvetleri ve her yöndeki dönel kuvvetleride hesaba katarak dübellerin büyüklüğühesaplanmalıdır. Her şartnamede buluna-bilecek çeşitli dipnotlar çok büyük önemtaşıyabilir. Tasarım kriterlerini seçebilmek içinproblemi iyi tanımlayabilmek ve çok teorikveya çok cılız olmayan çözümler üretebilmekgereklidir. Şartnamelerin gerektirdiği kri-terler yemek tarifi gibidir; iyi tasarlanmış birürün için genellikle iyi bir aşçıya (mühendis/tasarımcı) gereksinim duyulur.

Uluslararası alanda geçerliliği en fazla olan

deprem yönetmelikleri, dünya üzerinde yıkıcıdepremlerin yaşandığı bölgelerin başındagelen A.B.D.’de yayınlanmaktadır. Gerek buülkede gerekse dünyanın birçok bölgesindehalen yürürlükte olan şartnamelerin sırasıylaTekdüze Bina Kodu (UBC – Uniform BuildingCode) 1997 ve BOCA 1996 ile birlikte Kanadakökenli Ulusal Bina Kodu (NBC – NationalBuilding Code) 1996 olduğu söylenebilir. An-cak Uluslararası Kod Konseyi (ICC – Interna-tional Code Council) tarafından yayınlanan ve2006 yılı itibariyle yürürlükte olan en geçerlideprem standardı Uluslararası Bina Kodu(International Building Code) IBC–2003’ tür.

Yine büyük ve yıkıcı depremlerin yaşandığıbir ülke olan Japonya’da geçerli depremyönetmeliği, Japon Standart Bina Yasası(The Building Standard Law of Japan) 2004‘ün içinde yer almaktadır. Ancak gerek Japonyönetmeliğine gerekse büyük depremlerinyaşandığı diğer ülkelerin (Avustralya, YeniZelanda, Güney Amerika ülkeleri, İran veHazar Denizi bölgesi ülkeleri) yerel yönet-meliklerine, uluslararası projelerde geçerliyönetmelikler olarak pek rastlanmamaktadır.Ayrıca Avrupa kıtasının deprem tehlikesindennispeten uzak olması, sismik önlemlerle ilgiliteknik şartnamelerin gelişmiş Avrupa dev-letlerinin ilgi alanına girmemesinin sebebiolarak gösterilebilir.

IBC–2003 yönetmeliğinin yanı sıra, yineA.B.D.’de deprem güvenliği konusundafaaliyet gösteren en büyük kuruluş olanFederal Afet Yönetim Kurumu – FEMA (Fe-deral Emergency Management Agency)tarafından yayınlanan standartlar gelmekte-dir. Bunlar arasında “Mekanik EkipmanlardaSismik Sınırlandırma (FEMA 412)”, “ElektrikEkipmanlarında Sismik Sınırlandırma (FEMA413)” ve “Hava Kanallarında ve Borularda Sis-mik Sınırlandırma (FEMA 414)” gibi doğrudantesisatlara yönelik olanlarıyla birlikte; “SağlıkTesislerinde Sismik Tedbirler (FEMA 150)”, “İlkve Orta Dereceli Okullarda Sismik Tedbirler

(FEMA 149)” vb gibi bina kullanım amacına

yönelik olanları da mevcuttur.

FEMA, 356 numaralı şartnamesinde birdeprem anında ve sonrasında binalardaki vetesislerdeki yapısal olmayan elemanlardan(tesisatlar vb) beklenenleri derecelendirmişve böylelikle 4 kademeli bir performans

düzeyi sıralaması oluşturmuştur. Bunlarınaçıklaması aşağıda kısaca yapılmıştır:

İşlevsellik Performans Seviyesi

Yapısal olmayan elemanlarda işlevsellikperformans seviyesi “yapının depremsonrası hasar durumunda, yapısal olmayanelemanlarının (tesisatların vb) deprem ön-cesindeki fonksiyonlarını aynı şekilde devamettirebilmeleri” durumu olarak tanımlanabilir.

Bu performans seviyesi yapıdaki acil durum,yangından korunma, aydınlatma, mekanikve elektrik tesisatları ve bilgi işlem sistem-lerinin büyük bir bölümünün işlevlerini ye-

rine getirmeye devam ettiği veya bu sistem-lere yapılacak küçük tamirat işlemleri ile eskidurumlarına devam etmelerinin mümkünolduğu durumdur. Bu özel yapısal olmayanperformans seviyesi yapı mühendislerinin ilgive uzmanlık alanına girdiği için söz konusuelemanların deprem sonrasında bu perfor-mans seviyesini göstermesi, ancak sismik ko-ruma yapılmasıyla mümkün olacaktır.

Özellikle kuvvetli bir yer hareketi sonrasıhastane, haberleşme merkezleri, elektrik üre-tim merkezleri gibi ilk kullanılacak yapılardabulunan elektronik ve mekanik sistem-lerin deprem güvenliği için sismik koruma

yapılması hayati derecede önemlidir. Özelliklehastanelerdeki sistemlerin deprem esnasındadahi işlevlerini yerine getirebilmeleri, cangüvenliğinin tam sağlanması için gereklidir.

Hemen Kullanım Performans Seviyesi

Yapısal olmayan elemanlarda hemenkullanım performans seviyesi “depremsonrasında yapıdaki giriş-çıkış kapıları, merdi-venler, asansörler, acil aydınlatma sistemleri, yangın alarm sistemleri gibi sistemlerin genelolarak işlevlerini sürdürebilmekte olduğu du-rum” olarak tanımlanabilir.

Söz konusu performans seviyesinde bazı

camlarda küçük kırıklar ve bazı yapısal ol-mayan elemanlarda hafif hasar meydanagelebilir, ancak binada yapısal olarak hiçbirtehlike yoktur. Binada genel bir temizlik vedüzenleme yeterli olacaktır. Genel olarak buperformans seviyesinde, yapıdaki elektrikve mekanik sistemler için önlemler alınmalıve işlevlerini sürdürmeleri sağlanmalıdır.Ancak bazı sistemlerin doğrultularında vekonumlarında küçük değişmeler ve sistem-lerin içinde küçük hasarlar meydana gelmişolabilir. Konut tarzı yapılarda bulunan ısıtma,su tesisatı, doğal gaz ve haberleşme sistem-leri işlev dışı kalabilir, ancak yapısal olmayanelemanlardan kaynaklanabilecek can kaybı

riski oldukça düşüktür.

Bu performans seviyesi özellikle hastaneler vehaberleşme merkezleri için yeterli güvenliğisağlayamayabilir. Ancak yüksek nitelikli ofisvb binalar için tercih edilebilir.

Can Güvenliği Performans Seviyesi

Yapısal olmayan elemanlarda can güvenliğiperformans seviyesi kısaca “depremsonrasında binadaki yapısal olmayan eleman-larda hasarın meydana geldiği, ancak buhasarın can güvenliğini tehlikeye atacak boyut-ta olmadığı” duruma karşılık gelmektedir.

Söz konusu performans seviyesinde, bina-daki yapısal olmayan elemanlar (tesisatlarvb) oldukça hasar görmüştür ve hasarınmaddi boyutu oldukça fazladır, ancak yapısalolmayan elemanlar bulundukları yerlerdençıkıp düşmemiş ve binanın içinde veyadışındakilerin can güvenliğini tehdit edecekdurumda değildirler. Binadaki hafif yapısalolmayan elemanların yarattığı enkazlar

çıkışları kısmen kapatabilir; havalandırma,sıhhî tesisat ve yangın sistemleri zarar göre-bilir ve işlevlerini yitirebilir. Bu performansseviyesinde yapısal olamayan elemanlardankaynaklanan yaralanmalar meydana gelebilir,ancak binada genel olarak can güvenliğinitehdit edecek riskler oldukça düşüktür.Yapıdaki yapısal olmayan elemanlarınyeniden işlevsel durumlarına getirilmesi za-man ve maliyet alan bir işlemdir.

Bu performans seviyesi, ancak depremsonrasında uzun süre kullanım dışı kalmasınınmahsur teşkil etmeyeceği depo vb gibi bi-nalarda tercih edilebilir.

Riski Azaltılmış Performans Seviyesi

Yapısal olmayan elemanların riski azaltılmışperformans seviyesi kısaca “deprem sonrasıhasar gören yapısal olmayan elemanlarındüşme tehlikesi meydana gelebilecek durumu” olarak tanımlanabilir. Bu durumda dış ortamayüksek zarar verebilecek olan yapısal olma-yan elemanların, insanların çok bulunduğuyerlere düşmelerinin engellenmesi gerekliliğiortaya çıkmaktadır.

Söz konusu performans seviyesinde, depremsonrası yapısal olmayan elemanlarda ol-dukça ağır hasar meydana gelmektedir; ancak

parapet, dış cephe panelleri, ağır kaplamalar,asma tavanlar, büyük raflar gibi düşme riskiolan ve insanların can güvenliğine bir tehditolabilecek ağır elemanların düşmelerininengellemesi için önlem alınmalıdır.

Bu hasar seviyesinde amaç, tüm yapıdakiyapısal olamayan elemanlarda meydanagelen hasarları belirlemek değil, insanlariçin tehlike oluşturabilecek yapısal olma-yan elemanların belirlenmesidir. Dolayısıylabu performans seviyesi, ancak hiçbir nite-lik beklenmeyen en alt sınıf binalar için vesadece deprem esnasındaki can güvenliğininsağlanması açısından tercih edilebilir.

5. Uluslararası Yönetmelikler

Eylül-Ekim 2006 4



Son olarak, tesisatlarla ilgili özel bir konuolması itibariyle, yangından korunma sistem-leri için geçerli standartlardan bahsetmekgerekir. BOCA, UBC, IBC, FEMA yayınları vbuluslararası yönetmeliklerin ve şartnamelerinhemen hiçbirinde bu konuya değinilmemiştir.Bunun sebebi ise, geçtiğimiz yüzyıl boyunca

ve günümüzde halen bu konudaki tek oto-rite sahibi kurumun A.B.D. Ulusal YangınKoruma Birliği (NFPA – National Fire Protec-tion Association) olmasıdır. Bu kurumun oto-matik yangın söndürme (sprinkler) sistem-leriyle ilgili olarak yayınlamış olduğu NFPA13 standardı, yangın tesisatlarında sismikönlemlerin nasıl alınacağına dair son dereceayrıntılı bilgiler ve yönergeler içermektedir.

Türkiye’de 2006 yılı itibariyle halen yürürlükteolan deprem standardı T.C. Bayındırlık ve İskânBakanlığı tarafından 1997 yılında yayınlanmışve halen geçerli olan Afet Bölgelerinde

Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik ’tir.Bu yönetmeliğin 6.11.2 numaralı maddesialtında mekanik ve elektrik donanıma et-kiyen deprem yüklerinin nasıl hesaplanacağıanlatılmıştır. Ancak tesisatlar vb yapısalolmayan bileşenlerin depreme karşı nasılkorunacağına dair bilgiler bu yönetmelikkapsamında ele alınmamıştır.

Bu konudaki en güncel gelişme 06.03.2006tarih ve 26100 sayılı Resmi Gazete’deyayınlanan Deprem Bölgelerinde YapılacakYapılar Hakkında Yönetmelik ’in, yayınlanmatarihinden itibaren bir yıl sonra yürürlüğe gi-recek olmasıdır. Bu tarihten itibaren Afet Böl-

gelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönet-melik yürürlükten kalkacaktır.

Yeni yönetmelikte binalardan beklenendeprem performansları derecelendirmişolmasına rağmen yapısal olmayanbileşenlerden yine bahsedilmemiş olması,ülkemizde bu konuya verilen önemin halenyetersiz olduğunun bir göstergesidir.

Bir binanın herhangi bir katında yer alanbir tesisat donanımına deprem anında et-kiyen kuvvet, donanımın bulunduğu nok-tada ortaya çıkan deprem ivmesinin bir

sonucudur. Depremin sebep olduğu (a)ivmesine bağlı olarak (m) ağırlığındaki birtesisat donanımına etkiyen deprem kuvveti(F), klasik fizikteki ( F = m . a ) denklemiylehesaplanır (Şekil 9). Burada belirlenmesi ge-reken değer (a) ivmesidir ve bu değer çeşitliuluslararası standartlara göre farklı yöntem-lerle belirlenir.

Dünyada 2006 yılı itibariyle yürürlükte olanen geçerli deprem standardı UluslararasıKod Konseyi (ICC – International Code Coun-cil) tarafından yayınlanan Uluslararası BinaKodu (International Building Code) IBC- 2003’tür. IBC-2003’e göre sismik korumanıngerekli görüldüğü durumlarda, sismik yükler

aşağıdaki formül yardımıyla hesaplanır:

Burada (Fp) ile gösterilen yatay depremyükünün hesaplanmasında kullanılan denk-lem aşağıdaki bileşenleri içermektedir:

ap : Bileşen yükseltgeme faktörü (tesisatbileşeninin deprem yükünü artırma oranı)SDS : Ani spektral karşılık ivmesi (zemin ivmesihesabında belirtilir)Wp : Tesisat bileşeninin ağırlığı

z : Tesisat bileşenin bina içindeki konumunun yüksekliği h : Binanın toplam yüksekliği Rp: Bileşen karşılık faktörü (tesisat bileşeninindeprem yüküne karşı koyma oranı)Ip : Bileşenin önem faktörü

Denklem 1’den de görüldüğü üzere IBC-2003yönetmeliği uyarınca tesisat bileşenlerineetkiyen deprem yüklerinin hesaplanmasındakullanılacak deprem zemin ivmesi değeri,ani spektral karşılık ivmesi (SDS) değerinebağlı olarak sismik tasarımcı tarafındanbelirlenir. Ayrıca (SDS) değerinin, binanınbulunduğu arazi şartlarını da içermesi sebe-

biyle, projeye özel çok hassas deprem yükühesabı yapılması mümkün olmaktadır. Ben-zer şekilde bileşen önem faktörü (Ip) projesahibi ve/veya tasarımcı tarafından, ihtiyacave beklentilere bağlı olarak belirlenebilmek-tedir.

Türkiye’de 2006 yılı itibariyle halen yürür-lükte olan deprem standardı T.C. Bayındırlıkve İskan Bakanlığı tarafından ilk sürümü 1997yılında yayınlanmış olan Afet BölgelerindeYapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik ’tir.Bu yönetmeliğin 6.11.2 numaralı maddesialtında mekanik ve elektrik donanıma etkiyendeprem yüklerinin aşağıdaki denkleme görehesaplanması gerektiği belirtilmektedir:

fe = we Ao I (1 + Hi / HN) (2)

Burada (fe) ile gösterilen yatay depremyükünün hesaplanmasında kullanılan denk-lem, aşağıdaki bileşenleri içermektedir:

Ao : Deprem zemin ivmesi I : Önem faktörüHi : Tesisat bileşenin bina içindeki konumunun yüksekliği HN : Binanın toplam yüksekliği

Denklem 2’den de görüldüğü üzere Türkiye’deyürürlükte olan yönetmelik uyarınca te-

sisat bileşenlerine etkiyen deprem yüklerinin

hesaplanmasında kullanılacak deprem ze-min ivmesi değeri ve önem faktörü, tesisatşartnamesinde belirtilmiş olmalıdır. Hangitesisat bileşenlerine sismik koruma yapılmasıgerektiğine dair detaylı bilgi veren birbölüm ve/veya madde ise yönetmelikte yeralmamaktadır.

Depreme karşı korunması gereken bir tesisatbileşeni (ekipman, boru, kanal vs) için titreşimyalıtımı yapılıp yapılmayacağına bağlı olaraksismik koruma uygulamasının nasıl olmasıgerektiği, aşağıda çeşitli başlıklar altındaanlatılmıştır.

Teraslarda, mekanik tesisat odalarında vb me-kânlarda direk döşeme üstüne ya da betonveya çelik bir kaide üzerine monte ekipman-lar olarak soğutma kuleleri, soğutma grup-

ları, kazanlar, pompalar, hidroforlar, komp-resörler, klima santralleri, hücreli ve açık tipfanlar, genleşme tankları ve diğer tanklar, ısıdeğiştirgeçleri, elektrik panoları, kolektörlervb sayılabilir. Bunlar arasında titreşim yapanekipmanlar için titreşim yalıtımı yapılmasıgerekebilir. Sismik koruma ise titreşimyalıtımı yapılıp yapılmayacağına bağlı olarakfarklılıklar gösterebilir.

Titreşim yalıtımı yapılmayacak bir ekipmandoğrudan beton döşeme üzerine monte edi-lecekse sismik koruma açısından yapılmasıgereken tek şey, ekipmanın beton döşemeyesabit olarak bağlanmasıdır. Şayet ekipmanın

kendi şasisi, hesaplanacak sismik yüklerekarşı yeterli dayanımda ise ekipmanın kendişasisinden bağlantı yapılabilir (Şekil 10).

Burada önemli olan iki noktadan ilki, sözkonusu ekipmana etkiyecek sismik yüklerinuygun yöntemlerle hesaplanması; ikincisi isebu yüklere karşı yeterli dayanımı sağlayacakbağlantının yöntemi, ebatları ve benzeribilgileri içerecek şekilde detaylı olarakprojelendirilmesidir.

Ekipmanın kendi şasisinin, hesaplanacak sismikyüklere karşı yeterli dayanımda olmadığı du-rumlarda, ekipman altına ilave bir şasi yapılabilir(Şekil 11) veya ekipmanın etrafına çelik malzeme-lerden takviyeler kulanılabilir (Şekil 12). Her ikidurumda da ekipman ile ilave şasi ve/veya takviyearasındaki bağlantının, sismik yüke karşı yeterli

dayanımda olduğundan emin olunmalıdır.

6. Yerel Yönetmelikler

8. TESİSATLARDA SİSMİK KORUMAUYGULAMALARI

8.1. Döşemeye Oturan Ekipmanlar

7. Sismik Yüklerin Hesaplanması

Şekil 9. Tesisata etkiyen depremkuvveti

Şekil 10. Ekipmanın kendi şasisinden döşemeyedoğrudan sabitlenmesi

Eylül-Ekim 20065



Bir tesisat ekipmanın döşemeye doğrudanbağlanmasında önemli bir nokta olarak, sözkonusu ekipmana etkiyecek sismik yüklerekarşı yeterli dayanımı sağlayacak bağlantınınyöntemi, ebatları ve benzeri bilgileri içerecekşekilde detaylı olarak projelendirilmesiningerekliliğini belirtmiştik. Buna bir örnekolarak Şekil 13’te görülen detay verile-bilir. Burada kenarlarından boylu boyuncadeğil, sadece köşelerinden ilave takviyelerledesteklenerek sismik koruması yapılan bir

ekipman görülmektedir. Köşe takviyelerinekipmana ve döşemeye sadece birer cıvataile bağlanması durumunda, herhangi birsismik hareket esnasında bu noktalardadönme hareketi oluşabileceğinden ötürü,takviye parçalar bir tarafta en az iki cıvata ilebağlanmalıdır. Bir başka seçenek ise takviyeparçasının ekipmana (Şekil 14) veya yapıya(Şekil 15) kaynatılmasıdır.

Tankların ağırlık merkezlerinin yerden yüksek-te olmasından ötürü döşemeye bağlanaraksismik korunması, ancak yapılacak hesabagöre yeterli dayanımda bağlantı parçalarıkullanılabildiği taktirde mümkün olacaktır(Şekil 16). Aksi taktirde tankın ağırlık mer-kezinin üstünden halatlarla (Şekil 17) veyakuşaklarla (Şekil 18) bağlanması veya çevre-si boyunca ilave bir çelik veya ahşap kafesiçinde hapsedilmesi (Şekil 19) gerekebilir.

Titreşim yalıtımı yapılması gereken bir ekip-man beton döşeme veya çelik kaide üzerinetitreşim izolatörleri ile monte edilmelidir.Böyle bir durumda sismik koruma için açıktip izolatörlerle birlikte sismik sınırlandırıcıkullanılır veya sismik koruma özelliğine sahip

kombine izolatörler kullanılır.

Şekil 11. Ekipmanın altına yapılan ilave şasidendöşemeye sabitlenmesi

Şekil 15. Köşe takviye parçasının yapıya kaynatılması

Şekil 16. Bir tankın döşemeye doğrudanbağlanması

Şekil 18. Bir tankın ağırlık merkezininüstünde bir noktadan kuşaklarla bağlanması

Şekil 19. Bir tankın çevresi boyunca ilaveçelik veya ahşap kafes içinde hapsedilmesi

Şekil 17. Bir tankın ağırlık merkezinin üstünde bir noktadan halatlarla bağlanması

Şekil 12. Ekipmanın ilave takviye ile döşemeyesabitlenmesi

Şekil 13. Ekipmanın köşe takviye parçalarıylabağlanması

Şekil 14. Köşe takviye parçalasının ekipmanakaynatılması

Şayet ekipman açık tip izolatörler ile monteedilmişse, ilave sismik sınırlandırıcılar kulla-nılması gerekir (Şekil 20). Örneğin jeneratörvb bazı ekipmanlar, üretici firmadan titreşimizolatörleriyle temin edilebilmektedir. Ben-zer şekilde önceden titreşim izolatörleri üze-rine monte edilmiş bir ekipman için sonradan

sismik koruma istendiği taktirde ilave sismiksınırlandırıcılar kullanılması gerekir.

Burada önemli olan iki noktadan ilki;kullanılacak sismik sınırlandırıcının, uygunyöntemlerle hesaplanmış sismik yüklerekarşı yeterli dayanımda olduğunun, bağımsızkuruluşlarca verilen sertifikalarla ispatlan-ması gerekliliğidir. İkinci önemli nokta ise

sismik sınırlandırıcının uzman mühendislerce

Eylül-Ekim 2006 6



belirlenmiş hesaplamalara uygun nite-likte bağlantısının yapılmasıdır. Buna görebağlantıda kullanılacak cıvataların derinliğive kenar mesafeleri sismik dayanıma göreprojelendirilmelidir.

Şayet ekipman monte edilmeden önce sis-mik projelendirme yapılacaksa, söz konusuekipman için sismik izolatörler seçilmelidir.

Soğutma kuleleri, soğutma grupları, pom-palar, hidroforlar, kompresörler, fanlar vbbirçok ekipman, sismik korumalı izolatörlerile yapıya bağlanabilir (Şekil 21).

Mekanik tesisat odalarında, koridorların vehemen her tür mahallin asma tavanlarındaasılı olarak monte ekipmanlar arasında fanlıısıtıcı/soğutucular (fan-coil), değişken debilihavalandırma (VAV) üniteleri, kanal tipi fan-lar ve aspiratörler, elektrikli ve sulu bataryalıısıtıcılar, susturucular ve hatta klima santral-leri vb sayılabilir. Bunlar arasında titreşimyapan ekipmanlar için titreşim yalıtımıyapılması gerekebilir. Sismik koruma isetitreşim yalıtımı yapılıp yapılmayacağınabağlı olarak farklılıklar gösterebilir.

Titreşim yalıtımı yapılmayacak bir asılı ekip-man, askı çubuklarıyla veya çelik profillerile tavana doğrudan asılacaksa sismik ko-ruma açısından yapılması gereken şeyekipmana etkiyecek sismik yüklere karşıyeterli dayanımda bir sismik sınırlandırmayapılmasıdır. Bunun için ekipmanın askılarile yatayda ve düşeyde 45° ( 15° toleranspayıyla) açı yapacak şekilde çelik profillerveya sismik halatlar kullanılmalıdır (Şekil 22).

Burada önemli olan iki noktadan ilki, sözkonusu ekipmana etkiyecek sismik yüklerin

uygun yöntemlerle hesaplanması; ikincisi ise

bu yüklere karşı yeterli dayanımı sağlayacakçelik profillerin veya sismik halatların ve

bunların bağlantı şekillerinin detaylı olarakprojelendirilmesidir.

Titreşim yalıtımı yapılacak bir asılı ekip-manın, askı çubuklarıyla veya çelik pro-filler ile tavana asılmasında titreşim askılarıkullanılmalıdır. Böyle bir durumda sismikkoruma için katı çelik profillerin kullanılmasımümkün değildir; aksi taktirde ekipmanıntüm titreşimi doğrudan yapıya iletilecek-tir. Dolayısıyla titreşim yalıtımı yapılmış asılıekipmanların sismik koruması, ancak sismikhalatlar kullanılarak yapılabilir (Şekil 23 ve24).

ele alınması gereken geniş kapsamlı bir ko-nudur.

Tavana asılı boru hatları, deprem açısındanen kritik borulardır. Bunu sebebi, depremyüklerinin anlık olmayıp dalgalar halindefarklı büyüklüklerde ve frekanslarda ardıardına gelmesi neticesinde boru hatlarınınrezonansa girme tehlikesidir. Böyle bir du-rumda çok küçük sismik yükler dahi boruhatlarının kırılıp kullanılmaz hale gelmesineve çevresindeki diğer tesisatlara da zararvermesine sebep olabilir. Üstelik yangındankorunma ve benzeri can güvenliği sistemleri-nin, boru hatlarının sağlamlığına bağlı olma-sı, borularda sismik korumayı tesisatlar için enönemli konulardan biri yapmaktadır.

Asılı boruların sismik koruması, yapılacaksismik projelere bağlı olarak, boru hattıboyunca çeşitli noktalarda enlemesine veboylamasına sismik sınırlamalar yapılmasısuretiyle gerçekleştirilir. Bu noktalarınınseçimi için öncelikle boru hattına parçalarhalinde numaralar verilir (Şekil 25). Dahasonra, numaralandırılmış her hat için, uçlardabirer çift olmak üzere asgari 2 çift enleme-sine (Şekil 26) ve bir adet boylamasına (Şekil27) sismik bağlantı noktası seçilir. Ayrıcaboru hatlarında hem enlemesine hem deboylamasına sismik bağlantı vazifesi gören45° açılı bağlantılar yapılması durumundamaliyet ve zamandan büyük ölçüde tasarrufyapılabilir (Şekil 28).

Şekil 20. Açık tip titreşim izolatörleri ilebirlikte sismik sınırlandırıcı kullanılması Şekil 22. Titreşim yalıtımı yapılmamış asılı ekipmanda halat veya

profil ile sismik koruma

Şekil 21. Sismik izolatörler ile monte edilmiş ekipman

Şekil 23. Titreşim yalıtımı yapılmış asılı ekipmandatitreşim askısı ve sismik halat kullanımı

Şekil 24. Titreşim askısı ve sismik halat montaj detayı

Şekil 25. Boru hatlarında sismik bağlantı yerleşimleriiçin numaralandırma

8.2. Tavana Asılı Ekipmanlar

8.3. Borular

+_

Tesisatlarda sismik korumaaçısından en kritik konulardanbiri borulardır. Bunun sebebi,çok çeşitli amaçlı ve farklımalzemelerden boruların ya-

tayda, düşeyde, tavana asılı,duvara bağlı, döşeme üzerindeve daha başka birçok şekildemonte edilebilmesidir. Ayrıcaçoğu zaman borularda datitreşim yalıtımı yapılması ge-rekebilmektedir. Üstelik birçoktesisat borusu, taşıdıklarıakışkanın işletme esnasındakifarklı sıcaklıklarından dolayıısıl boyut değiştirmelere maruzkalmaktadır. Tüm bu farklı özel-liklerinden dolayı boruların sis-mik koruması, tüm detaylarıyla

Eylül-Ekim 20067



Borulardaki sismik bağlantılar, katı çelik pro-filler ile yapılabileceği gibi (Şekil 29) sismikçelik halatlar kullanılarak da yapılabilir (Şekil

30). Ancak titreşim yalıtımı yapılan ve/veyaısıl genleşmelere maruz boru hatlarında katıçelik profiller kullanılamaz. Ayrıca sismik çe-lik halatlar gerek malzeme hafifliği gerekseuygulama kolaylığı açısından, hemen herzaman hem malzemeden hem de işçilik gi-derlerinden ekonomi sağlamaktadır. Üsteliksismik çelik halatların uluslararası bağımsızkuruluşlar tarafından sertifikalandırılmışolanları da mevcut olup, işverenin veyakontrol mühendisinin güvenlikle ilgilitalepleri doğrudan karşılanabilir.

Katı profiller hem çekme hem de basma kuv-vetlerine karşı gelir. Bu nedenle boru hattınınsadece tek tarafında kullanılırlar ve bundan

dolayı askı çubuğunun da sismik yükleremaruz kalmasına sebep olurlar. Bu durum,katı profillerle sismik koruma tasarımını dahakritik yapmaktadır. Çelik halatlar ise sadeceçekme kuvvetine karşı çalıştıklarından dolayı,karşılıklı iki halat şeklinde her zaman çiftolarak kullanılırlar ve askı çubuğuna sismikyük aksettirmezler. Sismik halatların bu özel-likleri, hem enlemesine hem de boylamasınabağlantının tek bir noktada yapılmasınısağlayan 45° açılı bağlantılar yapılmasınaolanak vermektedir. Bu durum, asma tavaniçinde yer sıkıntısı olan projeler için büyükavantajlar sağlamanın yanı sıra, özellikleişçilik maliyetlerinden de büyük oranda tasar-

ruf edilmesini sağlamaktadır.

Asılı boru hatlarında birden fazla borunun tekbir trapez üzerinde taşınması durumunda,taşıyıcı trapezin sismik olarak bağlanması ge-rekir. Bu durumda önemli olan nokta, borularıntrapez üzerinde sismik yüklere karşı dayanıklıolarak bağlanması gerekliliğidir. Bunu sağlamak

üzere boruların U-kelepçeler veya benzeritipte bağlantılarla trapeze sabitlenmesi gerekir(Şekil 31). Tek noktadan bağlanan klasik kelep-çeler, bağlantı noktasının bir moment koluoluşturması ve çoğu zaman bu noktanın yeterlidayanımda olmaması sebebiyle sismik açıdanuygun değildirler.

Asılı boru hatlarındaki ısıl genleşmeler sismiksınırlandırma açısından kritik uygulamalardır.Özellikle farklı ısıl genleşmelere maruz borularınaynı trapez üzerinde olmaları durumunda,bunların sismik bağlantılarının da ayrı ayrı çözül-mesi gerekir (Şekil 32). Ayrıca ısıl genleşme ya-pan boru hatları, açısal sapma yapabilen titreşimaskıları ile asılmadıkları taktirde, kayar mesnet

kullanımı gerektirir. Kayar mesnetler ise sismikbağlantı açısından kritiktir.

Asılı boru hatları üzerinde monte edilençeşitli ekipmanlar (in-line pompalar, tüpler, ısıdeğiştirgeçleri vs) için ayrıca sismik bağlantıyapılması gerekebilir. Böyle durumlarda yinetitreşim yalıtımı gerekip gerekmeyeceğine bağlıolarak titreşim askıları da kullanılabilir (Şekil 33).

Hava kanalları, sismik açıdan nispeten dahaaz kritik ekipmanlardır. Bunun sebepleri, be-lirli bir kesitin altındaki kanalların nispetenhafif olmaları ve kanal içindeki akışkanınhava olması sebebiyle nispeten az teh-like yaratmalarıdır. Ancak belirli kesitinüzerindeki kanallar ve duman tahliyesi gibikritik amaçlara hizmet eden kanallarınsismik koruması önemlidir. (Kesit alanı vebenzeri değerler, yönetmeliklerde ve/veyaşartnamelerde sismik koruma gereksinimlerialtında belirtilir.)

Tavana asılı kanallar, deprem açısından kri-tiktir. Bunu sebebi, tıpkı borularda olduğugibi, deprem yüklerinin anlık olmayıp dal-galar halinde farklı büyüklüklerde ve fre-kanslarda arka arkaya gelmesi neticesindekanal hatlarının rezonansa girme tehlikesidir.Böyle bir durumda çok küçük sismik yüklerdahi kanal hatlarının kırılıp kullanılmaz halegelmesine ve daha kötüsü çevresindeki diğertesisatlara da zarar vermesine sebep olabilir.

Yine borularda olduğu gibi, asılı havakanallarının sismik koruması, yapılacak sismikprojelere bağlı olarak, boru hattı boyunca

çeşitli noktalarda enlemesine ve boylamasına

Şekil 26. Uçlarda birer çift enlemesine sismik bağlantı yerleşimi

Şekil 27. Her hat için bir set boylamasına sismikbağlantı yerleşimi

Şekil 29. Asılı boru hatlarında çelik profiller ilesismik bağlantı

Şekil 32. Farklı ısıl genleşme yapan borugruplarında sismik bağlantı

Şekil 30. Asılı boru hatlarında sismik halatlar ile sismik bağlantı

Şekil 31. Trapez üzerindeki boru gruplarında sismikbağlantı

Şekil 28. Tek noktada enlemesine ve boylamasınasismik bağlantı yerleşimi

8.4. Hava Kanalları

Eylül-Ekim 2006 8



sismik sınırlamalar yapılması suretiylegerçekleştirilir. Bu noktalarının seçimi içinöncelikle kanal hatları parçalar halindenumaralandırılır. Daha sonra enlemesine veboylamasına sismik bağlantı noktaları belir-lenir.

Hava kanallarındaki sismik bağlantılar dayine borularda olduğu gibi sismik çelik halat-lar (Şekil 34) veya katı çelik profiller (Şekil 35)kullanılarak yapılabilir. Ancak titreşim yalıtımıyapılan kanallarda sadece sismik çelik halatlarkullanılabilir.

Sismik çelik halatların gerek malzeme hafifliğigerekse uygulama kolaylığı açısından, he-men her zaman hem malzemeden hem deişçilik giderlerinden ekonomi sağladığını veuluslararası bağımsız kuruluşlar tarafındansertifikalandırılmış olanlarının da mev-cut olup işverenin veya kontrol mühen-

disinin güvenlikle ilgili talepleri doğrudankarşılanabildiğini söylemiştik.

Tıpkı borularda olduğu gibi hava kanallarındada sismik bağlantı amacıyla kullanılan katıprofiller hem çekme hem de basma kuv-vetlerine karşı gelir. Bu nedenle kanal hattınınsadece tek tarafında kullanılırlar ve bundandolayı askı çubuğunun da sismik yükleremaruz kalmasına sebep olurlar. Bu durum,katı profillerle sismik koruma tasarımını dahakritik yapmaktadır. Çelik halatlar ise sadeceçekme kuvvetine karşı çalıştıklarından dolayı,karşılıklı iki halat şeklinde her zaman çiftolarak kullanılırlar ve askı çubuğuna sismikyük aksettirmezler.

Bazı durumlarda hava kanalları askıçubuklarıyla değil çelik profiller ile tavanaasılabilir. Böyle durumlarda, çelik pro-filden yapılmış taşıyıcı sistemin profil kesiti,uzunluğu, yapıya bağlantı noktası detaylarıgibi tüm parametreleriyle birlikte, sismik

yüklere dayanıklılık açısından analiz edilmesigerekir. Şayet sistem mevcut haliyle sismikyüklere karşı yeterli dayanımda değilse, sis-mik bağlantılarla takviye yapılması gerekir(Şekil 36).

Asılı elektrik tavaları, busbar vb hatlardada tıpkı boru ve hava kanalı trapezlerindeolduğu gibi sismik çelik halatlar (Şekil 37)veya katı profillerle (Şekil 38) sismik bağlantıyapılabilir. Duvar dibinden ve/veya döşemeüzerinden giden hatlarda ise, hattın monteedildiği yapısal elemanın sismik yükleredayanıklı olması kaydıyla, ilave donanımlarla

sismik koruma yapılmasına gerek olmayabilir.

Kolon boruları özellikle çok katlı binalardakritik bir konudur. Bunun sebepleri, öncelikleuzun bir boru hattının yalıtımlı ve içi doluağırlığının bina statiğine olan etkisi ve yineuzun bir boru hattında meydana gelen ısılboyut değiştirmelerin (genleşme/büzüşme)yaratacağı gerilmelerdir.

Kolon borularında oluşan ısıl boyut

değiştirmelere karşı uygulanan yöntem-lerden biri, boru hattının kaydırılması (off-set)veya hat üzerinde genleşme/ büzüşme alıcıkısımlar (omega) oluşturulmasıdır (Şekil 39).

Bu yöntemde öncelikle boruda medyana ge-lecek ısıl boyut değiştirmeler hesaplanmalıdır.Bundan sonra boru, binanın belirli katlarındaboru sabit olarak monte edilir (Şekil 40). Şayetboruda titreşim yalıtımı isteniyorsa, borukelepçesi elastomer yastık tipi izolatörler

üzerine monte edilebilir (Şekil 41).

Şekil 33. Boru hattı üzerindeki pompanın sismik koruması

Şekil 34. Asılı hava kanallarında sismik halatlar ilesismik bağlantı

Şekil 35. Asılı hava kanallarında çelik profiller ilesismik bağlantı.

Şekil 37. Elektrik tavalarında sismik halatlar ilesismik bağlantı

Şekil 38. Elektrik tavalarında çelik profiller ilesismik bağlantı

Şekil 39. Kolon borularında genleşme/ büzüşme alıcı kısımlar (omega) oluşturulması

Şekil 36. Çelik profillerle asılı kanalda sismik halat-lar ile sismik bağlantı

8.5. Elektrik Tavaları

8.6. Kolon Boruları

Eylül-Ekim 20069



Daha sonra yukarıya ve aşağıya doğru ısılboyut değiştirmelere izin verecek şekilde

boru kılavuzları oluşturulur (Şekil 42). Borukelepçeleri, ısı yalıtımının altında boruyakaynaklı olmalıdır. Isı köprüsü oluşumunuönlemek amacıyla kelepçenin üzerine de ısıyalıtımı yapılması gerekir.

Bu yöntemin en büyük mahsuru, mimariprojede istenmeyen yanal hacim gereksi-nimlerine ve dolayısıyla yer kayıplarına sebepolmasıdır. İkinci olarak birçok dirsek içerme-leri sebebiyle bu kısımlar sistem basıncınınciddi şekilde artmasına sebep olurlar. Sonolarak ise sabit noktadan dolayı bina statiğineciddi bir yük bindirilmesi söz konusudur.

Isıl boyut değiştirmelere karşı uygulananbir başka yöntem, boru hattı üzerinde be-lirli noktalarda ve gerekli sayıda uzamakompansatörleri kullanılmasıdır (Şekil 43).Bir önceki yöntemde olduğu gibi burada

da öncelikle boruda meydana gelecek ısılboyut değiştirmeler hesaplanır, sonra borusabit noktaya monte edilir ve daha sonrada yukarıya ve aşağıya doğru ısıl boyutdeğiştirmelere izin verecek şekilde borukılavuzları oluşturulur.

Uzama kompansatörleri potansiyel sızıntınoktaları oluşturmaları ve bakım gerek-tirmeleri gibi sebeplerden ötürü sorunlarayol açabilirler. İkinci olarak, sismik dayanımaçısından boru hattı üzerinde zayıf nokta-lar oluştururlar. Son olarak ise yine sabitnoktadan dolayı bina statiğine ciddi bir yük

bindirilmesi söz konusudur.

Kolon borularındaki ısıl boyut değiştirmelerekarşı uygulanabilecek gelişmiş bir yöntemolarak, kolon borusunun yaylar üzerine mon-te edildiği “yüzer sistem” gösterilebilir. Buyöntemde de ilk olarak boruda meydana ge-lecek ısıl boyut değiştirmeler hesaplanır vebu ısıl boyut değiştirmeleri karşılayacak yay-lar seçilerek, boru bu yaylar üzerine monteedilir (Şekil 44).

Yüzer sistem hesabında öncelikle borularındolu ağırlıkları ve işletme sıcaklıkları belirle-nir. Daha sonra boru çapına ve uzunluğuna

bağlı olarak her 2 veya 3 katta bir borununyerleştirileceği yaylar için bir ön seçim yapılır.Bu seçimlerle birlikte keyfi olarak belirlenmişbir sanal sıfır noktası (ısıl genleşme olmadığıöngörülen, genelde şaft ortasına yakınseçilen bir nokta) yazılıma girilerek ısılgenleşme sonrası yaylara gelecek yükler veçökme miktarları hesaplanır. Başlangıçtaseçilmiş yayların uygun olmaması durumun-da seçimler birkaç defa tekrarlanarak en uy-gun yaylar belirlenir.

Kolon boruları için yüzer sistem hesabı, he-sap makinesi ile yapılması çok zahmetli olan

ve zaman alıcı bir işlemdir. Bundan ötürü buiş için özel olarak tasarlanmış bir bilgisayaryazılımı kullanılır. Bu yazılım, her denemeseçimi sonrasında arka arkaya sürekli tekrar-lanan hesaplamalar (iterasyon) yaparak enuygun izolatör seçimine olanak tanır (Çizelge1).

Yüzer sistem uygulanmış bir kolon borusun-da sismik koruma gereken durumlarda, kolo-nun belirli noktalarında 4 yönlü sismik halatsetleri kullanılır (Şekil 45).

Şekil 40. Kolon borularında sabit nokta

Şekil 41. Kolon borularında titreşim yalıtımlısabit nokta

Şekil 43. Kolon borularında genleşme/büzüşme alıcıuzama kompansatörleri kullanımı

Şekil 44. Kolon borularında ısıl boyut değiştirmelereve titreşime karşı yüzer sistem

Şekil 42. Kolon borularında boru kılavuzukullanımı

Çizelge 1. Kolon borularında yüzer sistem örnek hesap formu

Eylül-Ekim 2006 10



Yüzer sistem uygulamasının bir benzeri olarak,kolon borusunun ortada bir noktada sabitlen-mesi, üst ve alt noktalarda ise yaylar üzerinemonte edilmesi şeklinde uygulamalar da mev-cuttur. Ancak bu uygulamalarda, kolon borusu-nun bina statiğine olan olumsuz etkisi bertarafedilemeyeceği gibi, borulardaki titreşimlerin detamamen ortadan kaldırılamaması gibi mahsur-

lar söz konusu olmaktadır.

Döşeme üzerine monte edilecek mekanik, elek-trik ve sıhhî tesisat ekipmanlarının, imalat maki-nelerinin ve benzeri cihazların bakım, temizlikvs amaçlarla döşemeden yüksekte olmasınıtemin etmek üzere betondan veya çelikten ka-ideler kullanılır. Bu kaidelerin deprem açısındangüvenilirliğinin sağlanabilmesi için çeşitli ted-birler alınması gerekir.

Her şeyden önce beton kaideler kesinlikle çe-

lik donatılı olmalıdır (Şekil 46). Ayrıca kaidenindonatısı, üzerinde bulunduğu döşemenindonatısıyla bağlantılı olmalıdır. Bunun teminedilebilmesi için çeşitli yöntemler mevcuttur.En düşük maliyetli ve güvenilir yöntem döşemedonatısından kaide için filizler bırakılmasıdır(Şekil 47a). Ancak bunun için inşaat işlerininmekanikle çok titiz bir koordinasyon dahilindeyürütülmesi şarttır. Bunun sağlanamadığı du-rumlarda, döşemeye sonradan çelik dübellerçakılarak kaide donatısı bu dübellere saplı rotçubuklarına bağlanır (Şekil 47b).

Bazı durumlarda sismik yüklere yeterlidayanımı sağlayacak çelik dübellerin çaplarınınbüyüklüğü ve çakma derinlikleri, uygulama

açısından büyük zorluklara hatta imkânsızlıklarasebep olabilir. Böyle durumlarda çelik çakmadübel yerine, küçük çapta ve dalma derinliğindeaynı dayanımı sağlayacak kimyasal dübellerkullanılabilir (Şekil 47c).

Beton kaide tasarımında çok kritik bir nokta,ekipmanın kaideye bağlantılarının, kaidekenarlarına olan mesafeleridir (Şekil 48). Şayetbu mesafeler gereğinden az olursa, bağlantıcıvatasının betonu patlatma tehlikesi ortayaçıkar (bkz. Şekil 8). Bu bağlantı mesafeleridetaylı bir sismik mühendislik çalışmasıylabelirlenir. Ancak genel prensipler açısındanbazı detaylar Şekil 49’da gösterilmiştir.

Özellikle kritik mahallerde (altında veyayanında gürültü hiç istenmeyen mekanikodalar vb) ciddi oranda titreşim yalıtımıgereken ekipmanların (büyük pompalar,kompresörler vb) döşemeden yüksekte

durmasını temin etmek üzere çelik ve/

veya yine donatılı beton atalet kaidelerikullanılmalıdır. Bu kaideler, sadece titreşimyalıtımı amacıyla kullanılacaklarsa, çelik yaylıtitreşim izolatörleri üzerine monte edilirler(Şekil 50).

Sismik koruma gereken durumlarda titreşim

izolatörlerine ek olarak sismik sınırlandırıcılarkullanılabileceği gibi (Şekil 51), doğrudan sis-mik izolatörler kullanılarak daha az maliyetleçözüme ulaşılabilir (Şekil 52).

Şekil 45. Yüzer sistem uygulanmış kolon borularındasismik halat kullanımı (üstten görünüş)

Şekil 46. Çelik donatılı beton kaide

Şekil 50. Çelik/beton atalet kaidelerindetitreşim izolatörü uygulaması

Şekil 47. Betonarme kaide donatılarının döşeme donatısıyla bağlantı yöntemleri

Şekil 48. Beton kaide üzerindeki ekipmanın vebağlantı noktalarının kenar mesafeleri

Şekil 51. Çelik/beton atalet kaidelerinde

titreşim izolatörüyle birlikte sismik sınırlandırıcıuygulaması

Şekil 52. Çelik/beton atalet kaidelerindesismik izolatör uygulaması

Şekil 49. Beton kaide üzerindeki ekipmanın vebağlantı noktalarının kenar mesafeleri

8.7. Kaideler ve Atalet Şasileri

Eylül-Ekim 200611



KAYNAKLAR

1) FEMA 412, December 2002 “Installing Seismic Restraints for Mechanical Equipment”

2) FEMA 413, December 2004 “Installing Seismic Restraints for Electrical Equipment” 3) FEMA 414, December 2004 “Installing Seismic Restraints for Duct and Pipe” 4) Tauby, J.R. ; Lloyd, R. ; Noce, T. ; Tünnissen, J. “A Practical Guide to Seismic Restraint” ASHRAE, 19995) “Seismic Restraint Manual – Guidelines for Mechanical Systems” SMACNA, 19986) T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı “Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik”, 1997 7) ICC (International Code Council) “IBC - Inernational Building Code”, 20008) www.deprem.gov.tr

Eren KALAFAT, Makine Mühendisi, MBA

1974 İstanbul doğumludur. Orta ve lise öğrenimini İstanbul Erkek Lisesi’nde, lisans eğitimini 1997 yılında YTÜ Makine MühendisliğiBölümü’nde, işletme yüksek lisans (MBA) eğitimini Yeditepe Üniversitesi’nde tamamladı. Yapı malzemeleri üzerine faaliyet gösteren UlusYapı şirketini kurdu. Ersa Mühendislik ve Sönmez Metal firmalarında mekanik tesisat projelendirme, taahhüt ve yeni ürün geliştirmekonularında çalıştı. ABD’de Oklahoma Eyalet Üniversitesi, ASHRAE ve özel firmaların; sismik koruma ve titreşim yalıtımı, YKIP (Yer KaynaklıIsı Pompası) ve değişken debili havalandırma (VAV) sistemleri eğitim programlarını tamamladı. YKIP konusunda faaliyet gösteren kuru-cusu olduğu ISIMAS A.Ş.’de halen şirket ortağıdır. Aktif olarak, kurucusu ve büyük hissedarı olduğu ULUS YAPI Şirketlerinde Başkanlıkgörevini sürdürmektedir.

Eylül-Ekim 2006 12

tesisatlarda sismik koruma

Documents