yapilarin depreme karŞi korunmasinda etkİn bİr ÇÖzÜmweb.iku.edu.tr/~ecoskun/sismik...

İstanbul Kültür Üniversitesi 1

T.C.ISTANBUL KÜLTÜR ÜNİVERSİTESİİNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İ.K.Ü.

YAPILARIN DEPREME KARŞI KORUNMASINDA ETKİN BİR ÇÖZÜM

Dr.Erdal Coşkun


Yapıların Güçlendirme Yöntemleri

Geleneksel YöntemlerYapının 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 İzolasyonYapının ve deprem ivmesinin özellikleri dikkate alınarak; yapının rijitliğini azaltmak, periyodunu ve sönümünüartırarak yapıya daha küçük deprem kuvvetlerinin gelmesini sağlamak ve yapının küçük veya orta şiddetli depremlerdeki hasarının önlenmesi ve şiddetli depremlerdeki hasarının da en aza indirgenmesi.


Sismik izolasyonların uygulama alanlarıMevcut yapılara uygulanabileceği gibi, yeni yapılacak yapılarda daha avantajlı biçimde kullanılabilir.

Sismik İzolasyon :

ABDJaponyaÇin Halk CumhuriyetiYeni Zelandaİtalya

gibi gelişmiş ülkelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.


Sismik izolasyon kullanımında amaç

Bütün deplasmanların temel ile üst yapıarasında 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 yükün azaltılması hedeflenir.


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 İzolasyonluSadece tabanda ötelenme var

Sismik İzolasyonsuzKatlar 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 yüküartacaktır.

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 SarkacıSönümleyiciler

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 dayalıolarak 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


Kauçuk (Elastomerik) İzolatör

Çelik tespit levhaları

Elastomerik izolatör

Çelik tespit levhaları

Kolon

Temel

Kurşun çekirdek

Kauçuk Çelik levhalar


Genel Prensipler

Kuvvetli yer hareketi ivme spektrumu Kuvvetli yer hareketi yer değiştirme spektrumu


Test DTest Düüzenezeneğğii Sismik Sismik İİzolatzolatöörr

Yer deYer değğiişştirmetirme

Kuv

vet

Kuv

vet

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 girmişbulunan sismik izolasyon teknolojisi diğer ülkelerin yönetmeliklerine de dahil edilmişbulunmaktadır. 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 yönetmeliğinde yeterli biçimde yer almasının zamanı gelmiş bulunmaktadır.Gerçekten deprem mühendisliğinde bir çığır açan sismik izolasyon tekniğinde son onbeş yılda büyük gelişmeler sağlanmıştır. Doğal bir olgu olan depreme karşıyapıların korunmasında etkili bir çözüm olan sismik izolasyon teknolojisinin uygulanması rasyonel bir yaklaşım olacaktır.


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 : [email protected]

mailto:[email protected]

YAPILARIN DEPREME KARŞI KORUNMASINDA ETKİN BİR ÇÖZÜMYapıların Güçlendirme YöntemleriSismik izolasyonların uygulama alanlarıSismik izolasyon kullanımında amaçSismik İzolasyon Yapılmış ve Yapılmamış Yapının Deprem DavranışıKullanılması uygun olmayan durumlarDepremin Pasif ve Aktif kontrolüSismik İzolatörlerin TürleriKaucuk Esasli Deprem İzolatorleriKaucuk Esasli Deprem İzolatorleriKauçuk (Elastomerik) İzolatörGenel PrensiplerCity and County Building, Salt Lake City, Utah, ABD.Uygulama-ABD (Kauçuk İzolatör)Oakland City Hall Binası, ABDShan Tou şehir müzesi, Çin Halk Cumhuriyeti28 katlı konut yapısı, JaponyaSıvılaştırılmış gaz deposu, YunanistanSONUÇ VE DEĞERLENDİRMESismik İzolatörler İçin Kullanılan Standartlar:

yapilarin depreme karŞi korunmasinda etkİn bİr ÇÖzÜmweb.iku.edu.tr/~ecoskun/sismik...

Documents