TÜRKİYE DEKİ SİSMİK İZOLASYON UYGULAMALARININ İNCELENMESİ INVESTIGATION ON SEISMIC ISOLATION APPLICATIONS IN TURKEY

Transkript

1 ÖZET: TÜRKİYE DEKİ SİSMİK İZOLASYON UYGULAMALARININ İNCELENMESİ U. Akyüz, 1 A. Caner, 2 A. Yakut, 1 ve S. Ozdemir 3 1 Prof. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara 2 Doç. Dr., İnşaat Müh. Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara 3 İnşaat Y. Müh.(Deprem), Sismolab, Ankara ozdemir@sismo-lab.com Türkiye'de sismik izolasyon, özellikle Sağlık Bakanlığı'nın 2013 yılından itibaren yürürlüğe koyduğu, sismik izolasyon uygulamasını çoğu durumda zorunlu kılan politikası ile popülerlik kazanmıştır. Bu çalışmada, Türkiye'de yapılan bazı hastane projelerinde kullanılan sismik izolasyon sistemleri örneklenmiştir. Örnekleri oluşturan beş hastane kompleksinden biri yakın zamanda hizmete açılmış olup diğer dört hastane yapım aşamasındadır. Projelerin çoğunda sürtünme ya da kauçuk esaslı izolatörler, projeler özelinde değerlendirilmiş ve tercih edilmiştir. Hastane proje sahalarından ikisi yakın fay etkisi altında olup sismik tehlike analizlerinde detaylı yakın fay analizi gerektirmektedir. Bu hastane projelerine yönelik inceleme çalışmamıza göre, sismik izolasyon teknolojisi Türkiye'de gelişme ve olgunlaşma sürecinde olup proje paydaşları sismik izolasyon uygulamalarında tecrübe edinme aşamasındadırlar. ANAHTAR KELİMELER: Sismik Temel İzolasyonu, Hemen Kullanım Performans Düzeyi INVESTIGATION ON SEISMIC ISOLATION APPLICATIONS IN TURKEY ABSTRACT: Use of seismic isolation systems have become popular in Turkey especially after Ministry of Health s policy change on new hospital designs starting from year of 2013 such that application of seismic isolation has become compulsory for them. In this study, seismic isolation systems used at some of the hospital designs have been exemplified. The case study includes five hospitals in which one of them put into service more recently and four of them are still under construction. In many cases, friction pendulum based systems and lead rubber bearings have been selected based on the detailed analytical studies. It shall also be noted that two of the hospitals are very close to an active fault that required a comprehensive study of near fault effects in seismic hazard computations. Based on this study, seismic isolation knowledge in Turkey is in growing up stage and project stakeholders have been gaining experience in implementing seismic isolation technology. KEYWORDS: Seismic Base İsolation, İmmediate Occupancy Performance Level 1. GİRİŞ 1.1. Sismik İzolasyon Teknolojisinin Türkiye deki Güncel Durumu Türkiye de sismik izolasyon teknolojisinin büyük ölçekli projelerde uygulamaya geçilmesinde Sağlık Bakanlığı nın 2013 yılında yayımladığı genelge önemli bir adım olmuştur. Genelgeye göre 1. ve 2. derece deprem bölgelerinde bulunan, 100 yatak ve üzerindeki tüm hastanelerin sismik izolasyonlu olarak tasarlanması zorunlu kılınmıştır. Son yıllarda pek çok şehir hastanesi projesinde tasarım metodu olarak sismik izolasyon

2 kullanılmaktadır. Ne var ki, Sağlık Bakanlığı genelgesine göre sismik izolasyon tercihinde projeye ya da sahaya özel bir kriter bulunmamaktadır [Özdemir, 2016]. Bu çalışmada, Türkiye de sismik izolasyonlu olarak projelendirilmiş olan 5 farklı hastane örneklenmiştir. 2. TÜRKİYE DEN İNCELENEN HASTANELER 2.1. Isparta Şehir Hastanesi 1. derece deprem bölgesinde bulunan Isparta da inşa edilen Isparta Şehir Hastanesi, Sağlık Bakanlığı nın son yıllarda tercih ettiği model olan kamu-özel ortaklığı kapsamında inşa edilmiş; 755 yatak kapasitesine sahip olup yakın zaman önce hizmete açılmıştır. Toplam 178,143 m 2 kapalı inşaat alanına sahip sağlık kompleksinin üç boyutlu mimari görseli Şekil 1 dedir. Şekil 1. Isparta Şehir Hastanesi, üç boyutlu mimari görseli Isparta Şehir Hastanesi nde toplam 903 adet çift sürtünme yüzeyli sarkaç türü izolatör kullanılmıştır. Kiralanabilir alan kaybı yaşamamak için izolatörler temel seviyesi yerine otopark olarak kullanılan birinci bodrum katın üst kotunda teşkil edilmiştir. Üst yapıyı oluşturan üç ayrı blok, kendi içlerinde sismik olarak izole olup bloklar arasında sismik boşluklar oluşturulmuştur. Şekil 2 de T şeklindeki bloklar (solda ve sağda) ve orta blok gösterilmiştir. Şekil 2. Isparta Şehir Hastanesi, sismik izolasyon katı mimari planı 2.2. Manisa Eğitim ve Araştırma Hastanesi Normal faylanma mekanizmasının ağırlıkta olduğu Manisa, bilindiği gibi 1. derece deprem bölgesinde yer alan, yaşadığı orta büyüklükte depremlerle anılan illerimizdendir. Manisa Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Manisa da sismik izolasyonlu olarak inşa edilen sağlık kampüslerinden biridir. Hastane, 558 hasta yatak kapasitesine sahip olup 179,000 m 2 inşaat alanına sahiptir. Şekil 2 de hastanenin genel görünüşü verilmiştir.

3 Şekil 3. Manisa Eğitim ve Araştırma Hastanesi, mimari genel görünüş Manisa Eğitim ve Araştırma Hastanesi nde sismik izolatör olarak kauçuk esaslı kurşun çekirdekli mesnetler tercih edilmiştir. Isparta Şehir Hastanesi nde olduğu gibi bu hastanede de izolatörler otopark katı olarak kullanılan 1. bodrum katının tavanında yer almakta olup, toplam izolatör adedi 734 tür. Manisa Eğitim ve Araştırma Hastanesi nde Isparta Şehir Hastanesi nden farklı olarak, sismik izolasyon düzlemi monolitik olarak tasarlanmıştır. Polikliniklerin yer aldığı 5 farklı blok, 60 cm kalınlığındaki tek parça döşeme üzerine oturmakta, böylece üst yapıyı oluşturan bloklar arasında sismik boşluk bulunmamaktadır. Ayrıca bu farklı bloklar, farklı kat adetlerine sahiptir. Tek izolatör tablasına oturan bu blokların deprem etkisinde birbirine çarpmasını ve sıcaklık farklarından kaynaklı rötre ve sünme etkilerini engellemek için bloklar arasında 15 er cm derz oluşturulmuştur. Şekil 4 te monolitik izolatör döşemesine oturan T1, T2, C1, C2 ve MH blokları ve tip kesit gösterilmiştir. Şekil 4. Manisa Eğitim ve Araştırma Hastanesi, üst yapı blokları ve tipik kesit görüntüsü Sürtünme sarkaçlı sistemlere kıyasla kauçuk esaslı izolatörlerde plan boyutları daha küçük izolatörler elde etmek mümkün olmakla birlikte kauçuğun doğası gereği tasarım parametrelerindeki belirsizlikler, çelik esaslı sürtünme sarkaçlı sistemlere göre daha fazladır Eskişehir Şehir Hastanesi Eskişehir Şehir Hastanesi sahası 2. derece deprem bölgesine denk gelmekte olup, Sağlık Bakanlığı genelgesine tabi hastanelerden bir diğeridir.

4 Eskişehir Şehir Hastanesi nin inşaatı Haziran 2017 itibari ile devam etmektedir yatak kapasitesine ve 330,000 m 2 oturum alanına sahip bu hastane, üst yapı bloklarının birbirinden ayrı olarak sismik yalıtım teşkil edilmesi bakımından Isparta Şehir Hastanesi ne benzerdir. Şekil 5 te Eskişehir Şehir Hastanesi ne ait mimari görsel bulunmaktadır. Şekil 5. Eskişehir Şehir Hastanesi, mimari model Kendine ait sismik izolasyon düzlemi bulunan, sismik boşluk ile birbirinden ayrılmış üst yapı blokları Şekil 6 dadır. Şekil 6. Eskişehir Şehir Hastanesi, sismik yalıtımlı üst yapı blokları Eskişehir Şehir Hastanesi nde çift sürtünme yüzeyli sürtünme sarkacı türünde toplam 973 izolatör kullanılmıştır. İzolatörler üstte ve altta kirişlerle birbirine bağlanarak izolatörlerin rijit diyafram etkisi ile birlikte hareket etmeleri hedeflenmiştir İzmir Bayraklı Entegre Sağlık Kampusu İzmir ili de Manisa gibi aktif faylara yakın ve yakın fay etkilerinden etkilenebilecek bir konumda yer almaktadır. İzmir Bayraklı Entegre Sağlık Kampusu de sismik izolasyonlu, kamu-özel ortaklığı projelerinden biridir. Projede mimari ve statik tasarım tamamlanmış olup, sahada imalat işleri kazı aşamasındadır. Şekil 7 de hastanenin genel görünüşü verilmiştir.

5 Şekil 7. İzmir Bayraklı Entegre Sağlık Kampusu, mimari görünüş 337,000 m 2 inşaat alanı ve 1680 yatak kapasitesi ile bu hastane, eşlenikleri içinde en büyük hastanelerden biri olacaktır. Hastane izolatör katı, önceki örneklerde olduğu gibi otopark alanı olarak kullanılacaktır. Kompleksi oluşturan bloklar monolitik izolatör döşemesine oturmakta olup, izolatör döşemesi kirişli çerçeve sistem olarak tasarlanmıştır. Eskişehir Şehir Hastanesi ndeki kirişlemeden farklı olarak izolatörler sadece üstten kirişlerle bağlanmıştır. Hastaneye ait plan görüntüsü Şekil 8 dedir. Şekil 8. İzmir Bayraklı Entegre Sağlık Kampusu, plan görünüşü İzmir Bayraklı Entegre Sağlık Kampusu sismik izolasyon sistemi tasarım aşamasında olup, yaklaşık 1250 adet çift sürtünme yüzeyli sürtünme sarkacı türünde izolatör kullanılacağı öngörülmektedir Kocaeli Entegre Sağlık Kampusu Kocaeli, Kuzey Anadolu Fay hattı üzerinde bulunması dolayısıyla deprem açısından yüksek risk altında bir bölgedir. Kocaeli Entegre Sağlık Kampusu, Kuzey Anadolu Fay Hattı na 5 km uzaklıkta olması dolayısıyla yakın fay etkileri dikkate alınarak tasarlanmış bir yapıdır. Yakın fay etkilerinin uzun periyotlarda etkin olması, performansı uzun periyotlarda hedeflenen sismik izolasyonlu yapılarda oldukça önemlidir. Kocaeli Entegre Sağlık Kampusu, yaklaşık 201,500 m 2 oturum alanına ve 995 hasta yatak kapasitesine sahiptir. Yapısal tasarım kabulleri bakımından İzmir Entegre Sağlık Kampusu ile oldukça benzerdir. Haziran 2017 itibari ile sahada imalat işleri temel seviyesini geçmiş olup, izolatör katının betonu döküm aşamasındadır. Şekil 9 ta hastaneye ait 3 boyutlu model görülebilir.

6 Şekil 9. Kocaeli Entegre Sağlık Kampusu, mimari görünüş Kocaeli Entegre Sağlık Kampusu için öngörülen toplam izolatör adedi 1069 olup izolatör türü çift sürtünme yüzeyli sürtünme sarkacı türündedir. Şekil 10 da hastaneye ait plan görüntüsü bulunmaktadır. 3. SONUÇLAR Şekil 10. Kocaeli Entegre Sağlık Kampusu, plan görünüşü Bu inceleme çalışması neticesinde, aşağıdaki sonuçlara varılmıştır: Benzer ölçekteki projelerde farklı tasarım yaklaşımlarına rastlanmaktadır. Sürtünme sarkacı türündeki izolatörlerin, kauçuk esaslı kurşun çekirdekli mesnetlere göre daha fazla tercih edildiği görülmektedir. Türkiye de sismik izolasyon uygulamaları gelişme aşamasında olup, proje paydaşları tecrübe edinme aşamasındadır. Deprem ülkesi olan Türkiye de, bu süreçte kazanılan bilgi ve tecrübe, ileriki yıllarda proje ve sahaya özel uygulamalara geçilmesi için önemli bir adımdır. KAYNAKLAR Özdemir, S. (2016). Bina Tipi Yapılarda Sismik İzolasyon Etkinliğinin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Deprem Çalışmaları Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Çankaya.