Depreme Dayanıklı Yapılar | Sismik İzolasyon, Deprem Yalıtımı

Sismik İzolasyon Nedir

Baz izolasyon sistemi olarak da bilinen sismik izolasyonu, bir yapıyı deprem kuvvetlerine karşı korumanın en popüler yollarından biridir.  Sismik izolasyon, sallanan bir zemine dayanan bir üst yapıyı, alt yapısından önemli ölçüde ayıran ve böylece bir binanın veya bina dışı yapının bütünlüğünü koruyan yapısal elemanların bir koleksiyonudur.

Temel izolasyon, pasif yapısal titreşim kontrol teknolojilerine ait deprem mühendisliğinin en güçlü araçlarından biridir. İzolasyon, kauçuk rulmanlar, sürtünme rulmanlar, bilyalı rulmanlar, yay sistemleri ve diğer araçlar gibi çeşitli teknikler kullanılarak elde edilebilir. Bir bina veya bina dışı yapının, uygun bir ilk tasarım veya müteakip modifikasyonlar yoluyla potansiyel olarak yıkıcı bir deprem etkisinden kurtulmasını sağlamak amaçlanmıştır. Bazı durumlarda, sismik izolasyonunun uygulanması hem bir yapının sismik performansını, hem de sismik sürdürülebilirliğini önemli ölçüde artırabilir.

Temel izolasyon sistemi, izolasyon bileşenleri olan veya olmayan izolasyon birimlerinden oluşur:

  1. İzolasyon birimleri, bir bina veya bina dışı yapıya yukarıda belirtilen dekuplaj (bir sonraki kata iletilmeyen, ses yalıtımında kullanılan terim) etkisini sağlaması amaçlanan bir sismik izolasyon sisteminin temel elemanlarıdır.
  2. İzolasyon bileşenleri, kendi kendine ayrışma etkisi olmayan izolasyon birimleri ile parçaları arasındaki bağlantılardır.

İzolasyon birimleri kesme veya kayma birimlerinden oluşabilir.

Bu teknoloji hem yeni yapısal tasarım, hem de sismik güçlendirme için kullanılabilir. Sismik güçlendirme sürecinde, en önemli ABD anıtlarından bazıları, ör: Pasadena Belediye Binası, San Francisco Belediye Binası, Salt Lake City ve İlçe Binası veya LA Belediye Binası, sismik izolasyon sistemlerine monte edildi. Binaların etrafında sertlik diyaframları ve hendekler yaratmanın yanı sıra devrilme ve P-Delta Etkisine karşı hükümler gerektiriyordu.

Sismik izolasyonu daha küçük bir ölçekte de kullanılır. İzole yükseltilmiş döşeme sistemleri temel ekipmanı, depremlere karşı korumak için kullanılır. Bu teknik, heykelleri ve diğer sanat eserlerini korumak için dahil edilmiştir. Sismik izolasyon birimleri, binanın hareket etmesine izin veren Doğrusal hareket yatakları, binanın hareketinden kaynaklanan kuvvetleri emen yağ damperleri ve deprem sona erdiğinde binanın orijinal konumuna dönmesini sağlayan lamine kauçuk yataklardan oluşur.

Depreme Karşı Direnç Sağlamak

Deprem kuşağı üstünde olan Türkiye’de sıklıkla ortaya gelen irili ufaklı depremler nedeniyle, binaların radye asli ve perde betonlarında kılcal çatlaklar oluşur. İmalat adımında yapılmış olan su yalıtımı programı vakit etkisiyle zarar görmüş ise, bu çatlaklardan gelişen hava ve nem, çatlak içindeki demir donatıyı süratle çürütür. Sonraki sarsıntılarda, çatlak süresince çürüyen ve incelen demir donatı kırılır ve kopar. Bu amaçla binaların asli ve taşıyıcı betonarme perdelerine oluşturulan su yalıtımı, depreme karşı sağlam olmaları yönünden çok mühimdir.

Ülkemizde binalarda su yalıtımı hususu ile ilgili şimdilik bir yönetmelik yoktur. Bu amaçla su yalıtımı ürünlerinin seçimi ve uygulanması tamamen inşaat firmaları ve müteahhitlerin inisiyatifine kalmaktadır. Ve malesef bu hususta hatalı ve eksik programlar yapılmaktadır. Özellikle binaların toprak altında (temel yapılar) kalan kısımlarının yalıtımında oluşturulan hataların, sonradan telafisi çok zordur. Bu husus genelde ihmal edilmekte; bundan dolayı donatılar zarar görmektedir.

Ülkemizde, binaların statiğinde çok mühim rolleri olan asli ve taşıyıcı perdelerin su yalıtımları ile ilgili, yalnızca içeriye su girmemesi hedefiyle program yapılmaktadır. Halbuki binaların toprak altında kalan bu kısımlarına oluşturulan su yalıtımının görevi, ilk olarak donatıyı korumaktır.

Ülkemizdeki deprem felaketleri incelendiğinde, yıkılan binaların büyük çoğunluğunun rutubetin neden olduğu korozyon nedeniyle zayıflamış olduğu görülmektedir. Bina tarafından emilen su, malzemelerin kimyasal doğasını bozar ve yatak kalitesine sahip takviye çubuklarına ulaşarak paslanmaya neden olur. Su yalıtımı olmayan binalarda, takviye çubukları 10 yıl içinde yatak kalitelerinin %70’ini kaybeder. Bütün bu koşullar nedeniyle zayıflamış olan bina, doğal afetlere karşı direnç gösteremez.

Binalarda su yalıtımı, depremlerde can güvenliğini sağlamak için alınması gereken bireysel önlemlerin başında geliyor. Sağlıklı su yalıtımı binalar için depreme karşı bir kalkan görevi görür. Bu nedenle, tüm mevcut ve yeni binaların su yalıtımı depreme dayanıklı yapıların ilk şartıdır.

Yapılarda su yalıtımı can ve mal güvenliği için oldukça önemlidir. Su yalıtımı toplam yapı maliyetinin yalnızca yüzde 3’ünü oluşturuyor. Yüzde 92’sinin sismik bantta bulunduğu ülkemizde, yalıtım ek bir maliyet değil, inşaat sigortasıdır. Son verilere göre ülkemizdeki 7 milyondan fazla konut deprem güvenliği açısından riskli sayılabilir. Dolayısıyla nihai tüketicinin bu konuda büyük sorumluluğu vardır. Bir ev satın aldığınızda, bir ev inşa ettiğinizde veya evinize yalıtım uyguladığınızda standartlara uygun CE sertifikalı malzemelerle kaliteli yalıtım olduğundan emin olmalısınız.

Beton EvBeton Evler Depreme Dayanıyor

Betonarme konstrüksiyonda, beton ve çeliğin kombinasyonu depreme dayanıklılık için en önemli üç özelliği sağlar: sertlik, mukavemet ve esneklik. Deprem hasarı çalışmaları sürekli olarak iyi sabitlenmiş perde duvarlarının düşük katlı binalarda deprem direncinin anahtarı olduğunu göstermektedir.

Optimal tasarım koşulları, tüm yüksekliği genişleten ve bir binanın dört tarafında da bulunan perde duvarları içerir. Uzun duvarlar kısa duvarlardan daha güçlüdür ve katı duvarlar, pencereler ve kapılar için çok fazla açıklığa sahip olanlardan daha iyidir. Bu elemanlar, hasar görmeden veya çok fazla bükülmeden, raf ve kesme adı verilen ciddi yanlamasına (düzlem içi) kuvvetlerden kurtulmak için tasarlanmıştır. Perde duvarlar da etkili bir şekilde çalışması için temel yapısına iyi oturtulmalıdır. Düzgün monte edilmiş çelik takviye çubukları, temele güvenli bir sabitleme sağlamak için duvarlar ve temel arasındaki bağlantı boyunca uzanır.

Binalar Neden Başarısız

Depremlere en savunmasız olan düşük katlı binalar, bir depremin kuvvetlerine direnmek veya sağlam bir temele veya her ikisine de iyi bağlanmamış duvarlara sahip olmak için gerekli sertliğe, mukavemete ve esnekliğe sahiptir. Üç tip bina en önemli hasarı sürdürülebilir kılar:

Zemin kat sadece sütunlardan oluşan çok katlı binalar

Bu binaların çoğu, bir garaj veya zemin katında birçok büyük pencereye sahip bir yaşam alanı ile 3 ila 4 katlıydı. Kolonlar yapıyı kaldırabilecek kadar güçlü olabilir, ancak sismik bir olay sırasında yeterli miktarda raf direnci sağlamamış olabilir. Deprem binayı yan yana salladığında, üst katlar bazen bir tarafa eğildi. Ahşap, çelik veya betondan yapılmış olsun, hepsi hasar gördü.

Duvarlar ve temel arasında zayıf bağlantıları olan ahşap çerçeve evler

Ahşap çerçeveli binalar doğal olarak esnektir, bu da bir deprem sırasında bir niteliktir. Ancak, sarsıntı bu evlerin bir kısmını bir tarafa savurdu. Perde duvarlar yeterince güçlüydü, ancak temele olan bağlantı zayıf bir noktaydı.

Takviyesiz duvar veya beton binalar

Çelik çubuklarla güçlendirilmemiş duvar veya beton duvarlar, etkili perde duvarları olacak kadar esnek değildi. Ve bunları temellerine bağlayan çelik yoksa, duvarlar ve temel arasındaki bağlantı zayıf bir nokta olabilir.

Betonarme Neden Güvenlidir

Betonarme duvarlar kompozit bir sistemdir: Beton, sıkıştırma kuvvetlerine, takviye çeliği de depremden kaynaklanan çekme kuvvetlerine karşı dayanıklıdır.

Beton çubukların etrafına dökülür ve yerine kilitlenir. Çeliğin çekme kuvvetlerine dayanması için olağanüstü esnekliği, betonun sıkıştırmaya karşı dirençli kaya benzeri kabiliyeti ile birleştiğinde, en önemli üç depreme dayanıklılık özelliğinin mükemmel bir kombinasyonu ile sonuçlanır: sertlik, mukavemet ve esneklik. Yapı Teknolojileri Laboratuvarlarında yapılan bir araştırma, hafifçe güçlendirilmiş bir beton perde duvarın bile çerçeveli duvar konstrüksiyonuna göre raf yükü direncinin altı katından fazla olduğunu ortaya koydu.

Modern betonarme binaların bu son depremlerden nadiren önemli bir hasarla ayakta kaldıkları şaşırtıcı değil.