Mühendis Çekmecesi: Sismik İzolatör Sistemleri

Sismik izolatörler tahmin edilenin aksine; sistem, yapının depreme dayanma kapasitesini arttırmaz, binanın periyotunu uzatarak sismik enerjinin azaltılması esasına dayanarak çalışır. Deprem sonucunda yapıya etki eden yatay deprem kuvvetleri yukarıya doğru çıktıkça büyür, Böylece yapıya etkiyen yatay kuvvetler çok büyük değerlere ulaşır. Yapı ise elastik sınırları içerisinde taşıyabileceği yükler vardır. Yaklaşık olarak yapı kendi ağırlığının %10’ u gibi bir yatay yüke karşı koyabilir. Sismik yalıtılmış yapı yaklaşımda ise; yapının depremde oluşacak yatay yüke göre 5-6 kez daha düşük bir yükü taşıyabilmesi esas alınır. Şiddetli depremde ise yapının depreme karşı koyması ve yıkılmaması sağlanır. Yapılan bir araştırmaya göre sismik yalıtımlı bir bina Richter ölçeğine göre 8.0 büyüklüğündeki bir depremi, sanki Richter ölçeğine göre 5.5 büyüklüğündeki bir deprem gibi hisseder. Bir yapının etkin salınım periyotu 0.1 ile 1 saniyelik periyot aralığındadır. Kauçuk izolatörlerle bu salınım periyotu, 2-3 saniyelik periyotlara uzar.

Sismik yalıtımlı bir binada katlar arası farklı deplasmanlar olmayacağı için kolon ve kirişlerde zorlanmalar minimum olur. Bu sistem ile bir yapının taşıyıcı elemanlarını etkileyen sismik (depremsel) iç kuvvetler ortalama 1/4 oranında azaltılabilir. Sismik yalıtım ile bir yapıda oluşan katlar arası farklı yer değişimleri, etkili biçimde azaltılabilir. Katlar arası hareket farklılıklarının küçülmesi, yapının daha yavaş ve kontrollü salınım göstermesini sağlar. Böylece yapının kendisinin, içindeki canlıların, değerli eşya ve hassas cihazların etkin bir şekilde korunması sağlanır.

Sismik İzolatör tipleri;

· Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatör (Lead Rubber Isolator): Çelik plakalar ve kauçuğun preslenmesi şeklinde imal edilen izolatörlerdir. Düşük sönümlü kauçuk izolatörlerden farklı olarak ortasında kurşun çekirdek bulunur. Bu çekirdek, izolatörün enerji sönümleme kapasitesini sağlamasında önemli rol oynar.

Çapraz Doğrusal Hareket Sistemi (Cross Linear Bearing): Çapraz doğrusal hareket sistemi (CLB), birbirine dik olarak konumlandırılmış iki adet doğrusal raya monte edilen yine iki adet düşük sürtünmeli doğrusal hareket eden bloktan oluşmaktadır (Şekil 5). CLB ünitesi üzerinde yer alan tampon bloklar çok düşük bir sürtünme katsayısına sahip olup, çok az bir kesme kuvveti karşılamaktadır. Diğer bir deyişle çok düşük büyüklüğe sahip yanal etkilerde bile sistem aktif hale gelmektedir. CLB’lerin bir başka avantajlı özelliği de; basınç kuvvetlerinin yanı sıra çekme kuvvetlerine karşı da çalışabilmesidir.

Kayıcı Tabakalı Kauçuk İzolatör (Sliding Laminated Rubber Isolator): Kayıcı tabakalı kauçuk izolatör, diğer izolatörlerle (LRI, CLB tipi) birlikte kullanılır. Küçük genlikli yatay sarsıntılarda SLR, kauçuk tabakaların şekil değiştirmesi ile uygulandığı sisteme sönüm kapasitesi sağlar. Daha büyük sarsıntılarda ise, plakanın kayması ile üzerindeki yapıda meydana gelen salınım hareketi kontrol altına alınır.

Çelik Bilyalı İzolatör (Steel Ball Bearings): Çelik bilyalı izolatör, düşük bir sürtünme katsayısı vermek üzere iki adet çelik levha arasında sıkıştırılmış çok sayıdaki bilyalardan oluşur. Bilyaların sayısı, binanın düşey yüklerini yeterli düzeyde karşılayacak şekilde, sismik izolasyon sisteminin tasarımı esnasında kolayca ayarlanabilmektedir. Bu izolatörler genellikle kurşun çekirdekli izolatörler (LRI) ve diğer sönümleyicilerle kombine edilecek şekilde bir arada kullanılmaktadır.

Son Söz olarak şunları söyleyebiliriz, "Deprem risk oranı yüksek olan ve ayrıca yerleşim alanlarının sık olduğu bölgeler de uygulanması yasal olarak yönetmeliğe eklenmeli."

Sizlerde düşüncelerinizi yorumlarda bizlerle paylaşmayı ihmal etmeyin...

KAYNAK1
KAYNAK2
KAYNAK3