YAPILARDA SİSMİK İZOLASYON VE GÜÇLENDİRME

Transkript

1 YAPILARDA SİSMİK İZOLASYON VE GÜÇLENDİRME Sismik İzolasyon Tasarım ve Uygulama Uzmanlığı

2 Yapılarda Sismik İzolasyon ve Güçlendirme DEPREMDE YIKILMA TEHLIKESI OLAN TUM YAPILAR ICIN ONCELIKLI COZUM: YIKILMALARIDIR (*) (*) Depremde yıkılma tehlikesi olan bir yapının, eğer şartlar elverişliyse kontrollü bir şekilde yıkılarak, güncel yönetmeliklere göre yeniden yapılması en doğru çözümdür. Ancak muhtelif sebeplerle (tarihi binalar ve kültür varlıkları gibi) yıkımı ve yeniden inşası mümkün olmayan yapılar için güçlendirme ve/veya onarım, sadece profesyonel uygulamacılar tarafından ve en gelişmiş teknolojiler kullanılarak yapılmalıdır. Sismik izolasyon ise hem yeni inşa edilecek hem de mevcut yapılar için en güvenli deprem koruma yöntemlerinden biridir.

3 ULUS YAPI Ulus Yapı nın inşaat ve yapı sektöründeki misyonu; ülkemiz coğrafyasının kaçınılmaz bir gerçeği olan deprem tehdinin binalarımıza, yaşam alanlarımıza, tarihi eserlerimize ve hassas donanımlarımıza karşı yıkıcı etkilerini bertaraf etmek, can ve mal güvenliğimizi temin etmek. Ulus Yapı bunun için sismik temel izolasyonu ve karbon-fiber teknolojileri gibi gelişmiş mühendislik çözümlerini kullanmakta. Cumhuriyet tarihinin en büyük yatırımı olan Marmaray projesinde doğrudan Japonlara deprem mühendisliği hizmeti verilmesi, Finansbank Operasyon Merkezi bilgi işlem katının komple sismik izolasyonu, Cevahir Alışveriş Merkezi ndeki 240 tonluk cam kubbenin altına deprem izolatörleri yerleştirilmesi, Topkapı Sarayı Harem Sergisi ndeki tarihi eserlerin sismik izolatörlerle depreme karşı güvence altına alınması, Tübitak Sage modernizasyon projesi kapsamında pnömatik izolatörlerle F16 jetlerinin havada asılı tutulması, Doğal Afet Sigortaları Kurumu nun tüm yurtta dolaşan deprem simülatörünün geliştirilmesi, Kandilli Rasathanesi nde Dünya daki en büyük pseudo-dinamik deprem test makinelerinden birinin kurulması Ve daha niceleri, Türkiye de ilklere imza atan Ulus Yapı mühendislerince gerçekleştirildi. Cevahir AVM Finansbank Operasyon Binası Fulya Terrace Konutları Soğuksu Park Evleri Ulus Yapı deprem güvenliğinde dünya çapında bir uzmanlık kuruluşu Bugüne dek gerek Türkiye de gerekse Dünya çapında çok sayıda prestijli projeye mühendislik ve uygulama hizmetleri sunup yapı güvenliği donanımları sağlayan Ulus Yapı, uluslararası iş ortaklarıyla birlikte ABD ve Kanada dan Porto Riko ya kadar tüm Kuzey Amerika da, Şili den Afrika ve Yeni Zelanda ya kadar tüm güney yarımkürede, İngiltere den Romanya ya kadar tüm Avrupa da, Ukrayna dan Japonya ya kadar tüm Asya da ve tartışmasız rakipsiz olduğu Türkiye den Körfez ülkelerine kadar tüm Ortadoğu da faaliyet göstermekte. İnşaat sektöründe yarım asırı aşan deneyimleriyle yöneticileri ve mühendislik ekibi, büyüme felsefesini teknolojik eğitime yatırım üzerine kurmuş olan Ulus Yapı nın entelektüel sermayesini oluşturmakta. Küresel verimliliğe gösterdiği hassasiyet ve tüm paydaşlarına karşı gösterdiği sosyal sorumluluk anlayışı, ülkemizin mühendislik ihraç eden nadir kuruluşlarından biri olmaktan gurur duyan Ulus Yapı yı geleceğin parlak kurumsal vatandaşları arasına taşımakta. Ulus Yapı nın en kıymetli varlığı, itibarıdır. Ona bu itibarı layık gören müşterileri veli nimetidir. Ulus Yapı sizlere hizmet için burada, ülkemize hizmet için tüm Dünya da.

4 Yapılarda Sismik İzolasyon ve Güçlendirme Sismik İzolasyon Nedir? Sismik izolasyon; yapıların deprem etkilerinden korunması amacıyla geliştirilmiş bir sistemdir. Sistemin amacı, bir yapıyı etkileyen deprem yüklerinin azaltılmasıdır. Sismik yalıtım yapının depreme dayanma kapasitesini arttırmak yerine, binaya gelen sismik enerjiyi binaların periyodunu uzatarak azaltma esasına dayanan depreme dayanıklı bir düzenleme yaklaşımıdır. Sismik yalıtılmış yapı yaklaşımında; 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. Ayrıca deprem sonrası stratejik önem arz eden iletişim, savunma, sağlık gibi sektörlerde hizmetin durmadan devamı sağlanır. Mesela sismik yalıtımı yapılmış bir hastanede, deprem anında ameliyathanenin kullanılması mümkün olur. Sismik yalıtım teknolojisinin doğru uygulamaları büyük depremler sırasında bile binaların elastik davranmasını sağlar. Şaşırtıcı olan da bu yaklaşım prensibinin hayli basit olmasıdır. 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. Sismik izole edilmiş yapı Klasik yapı Sismik yalıtım sayesinde aşağıda belirtilen yararlar sağlanır; Yüksek can güvenliği, Yapının taşıyıcı sistemi ve mimari elemanlarında minimum deprem hasarı, Şiddetli depremlerden sonra bile hemen kullanım; Hastaneler, Hava Alanları ve Bilgi İşlem Merkezleri vs. Hemen kullanım sayesinde iş kaybının önlenmesi ve pazar payının korunması, Yapının değerli eşya ve cihaz içeriğine etkin koruma, Ulaşım yapılarında süreklilik, köprü ve viyadüklerin hasar görmeden kullanılmasının devamı, Yıkılma ve hasar olmayacağından yeniden inşaat ya da onarım mâliyetlerine gerek kalmaması, Minimum bakım gereksinimi, Tarihî bina ve değerlerin korunması. Kauçuk İzolatörler; Bir kauçuk izolatör, imalat ölçüsüne göre 450 tona kadar yük taşıyabilir. Bir kauçuk izolatör imalat ölçüsüne göre 1 metreye kadar yer değiştirebilme özelliğine sahiptir. Daire yada kare en kesitli üretilirler. Daire kesitlilerin çap ölçüsü mm dir. Çok düşük ya da yüksek sıcaklıklarda, kendisinden beklenilen davranışı gösterebilme özelliğine sahiptir. Ortalama bir yastığın servis ömrü 50 yıldan fazladır. Uygulaması basittir. Güvenilir ve emniyetlidir. Bakım gerektirmez.

5 TÜRKİYE NİN İLK SİSMİK İZOLATÖRLÜ KONUT BİNASI Aykent Loft Konut Projesi Dizayn ve Uygulama : Ulus Yapı Malzemeleri ve İnşaat Taah. Tic. Ltd. Şti. Proje Müşaviri : Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü İzolatör Üreticisi : Robinson Seismic Ltd. Ürün Danışmanlığı : Holmes Consulting Group Zemin Islahı : Zetaş Zemin Teknolojisi A.Ş. Kurşun Çekirdekli İzolatör (Lead Rubber Isolator) Kurşun çekirdekli kauçuk izolatör, Yeni Zelanda da Dr.Bill Robinson (Robinson Seismic Ltd.) tarafından bulunup geliştirilmiş olup, bugu n de du nyanın pek çok yerinde kullanılmaktadır. Kurşun çekirdekli izolatör, tabakalar halinde bulunan yuvarlak şekildeki kauçuk ve çelik plakalardan imal edilmiş izolatördür. İnce kauçuk tabakalar ile çelik plakaların bir sıcak preslemeden sonra yapıştırılması sureti ile imal edilmektedirler. Bu izolatörlerin ortasına, ayrıca bir enerji sönümleme kapasitesi sağlamak üzere, kurşun çekirdek yerleştirilmektedir.

6 Yapılarda Sismik İzolasyon ve Güçlendirme TÜRKİYE NİN EN BÜYÜK AVM SİNİN SİSMİK İZOLASYONUNU GERÇEKLEŞTİRDİK Piramit Cam Kubbe Mesnetlerinin Sismik İzolasyonu AVM nin çatı kısmında bulunan 240 ton ağırlığındaki, toplam 16 adet kolon tarafından taşınan ve dilatasyon ile ayrılmış iki farklı blok üzerine sabit mesnetli olarak oturtulmuş olan piramit cam kubbe ışıklığın, AVM nin bir tarafındaki toplam 8 adet mesnetinin sismik izolatörler ile değiştirilerek hareketli (kayıcı) hale getirilmesi ve böylece depremde göçme ihtimalinin engellenmesi için yapılan bütün işlerin tasarımı ve uygulaması. Üçgen Işıklık Mesnetlerinin Sismik İzolasyonu AVM nin çatı kısmında bulunan, her iki tarafı dilatasyon ile ayrılmış iki farklı blok üzerine ankastre bağlı olan üçgen ışıklığın, tüm AVM boyunca bir tarafındaki mesnetlerinin sismik izolatörler yerleştirilerek hareketli hale getirilmesi ve böylece depremde göçme ihtimalinin engellenmesi için yapılan bütün işlerin tasarımı ve uygulaması. TOPKAPI SARAYI HAREM-İ HÜMAYUN SERGİSİ NDEKİ TARİHİ ESERLERİN DEPREM KORUMASI Harem in hiç bilinmeyen yönleriyle yansıtılmasını amaçlayan Padişahın Evi: Topkapı Sarayı Harem-i Hümayunu sergisi, Topkapı Sarayı nın ikinci avlusundaki Has Ahırlar da tarih ve sanat sevenlere, Ulus Yapı nın sponsorluğunda ulaştırıldı. Bu sergi kapsamında, KİK (Koni-içi-Küre) tipi Sismik İzolatörler ile tarihi eserlerin bulunduğu vitrin ünitelerine deprem izolasyonu yapılmıştır. Bu proje Türkiye de bir ilktir.

7 FİNANSBANK OPERASYON MERKEZİ SİSMİK KAT İZOLASYONU Finansbank Bilgi İşlem Merkezi Veri Toplama Katı için geliştirilen sismik izolasyon sistemiyle ilgili olarak öncelikle bir ön tasarım gerçekleştirilmiştir. Yapının bulunduğu bölgenin, yapılan bilimsel çalışmalar neticesinde önümüzdeki 30 yıl içinde %65 olasılıkla gerçekleşmesi beklenen İstanbul depremini oluşturacak faya uzaklığı, faylanma türü ve zemin durumuna bağlı olarak dünyadaki mevcut kuvvetli yer hareketi kataloglarından 8 adet deprem türü kaydı seçilmiştir. Daha sonra BNC tipi izolatörün belirli geometrik parametreleri değiştirilerek, optimum izolatör geometrisine ulaşılmaya çalışılmıştır. Bu amaçla geliştirilen bir program ile her bir deprem için değişik parametreler ile çözümlemeler yapılmıştır. Bu aşamada BNC izolatörünün en önemli parametresi olan iç yüzey eğimi sabit tutulduktan sonra, her bir deprem altında meydana gelebilecek en büyük yatay yer değiştirme değeri belirlenmiş ve bu çözümlemeler sonucunda izolatör çapı belirlenmiştir. Burada üzerinde durulması gereken nokta, izolatör çapının belirlenmesinde kullanılan yer hareketlerinin dışında daha farklı özelliklerde yer hareketleri meydana gelebileceği ve bunun sonucunda öngörülenden daha fazla yatay deplasman oluşabileceğidir. Bu nedenle çözümlemeler sonucunda elde edilen deplasmana bir miktar güvenlik payı eklenerek sonuç geometriye karar verilmiştir. Ayrıca Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkı da Yönetmelik 2007 de tanımlanan tepki spektrumu kullanılarak elde edilen spektral deplasman değeri izolatör deplasman kapasitesi kontrol edilmiştir. 1. Aşama: Sismik izolatörlerin yerleştirilmesi 2. Aşama: Yüzer döşeme çelik kontrüksiyonu 3. Aşama: Yüzer döşeme betonu 4. Aşama: Sismik izole edilmiş yüzer döşeme üzerinde yer alan data kabinetleri hiç hasar görmeden, diğer katlardaki objeler depremde devrilebilir.

8 Yapılarda Sismik İzolasyon ve Güçlendirme Güçlendirme Ne Zaman Yapılmalıdır? Güçlendirme, bir yapının yük taşıma kapasitesini, rijitliğini, sünekliğini veya bunlardan bazılarını hasar öncesi veya mevcut durumun üzerine çıkarmak amacıyla yapılan değişiklik olarak tarif edilmiştir. Güçlendirme için yapının hasar görmüş olması gerekmez. Yapıda güçlendirme gereksinimi; Yapının kullanım amacının değişmesiyle, Yönetmelik değişmesi nedeniyle, Yapı malzemelerinin kullanım ömrünü doldurması nedeniyle, Deprem, darbe ve patlama gibi etkenler nedeniyle ortaya çıkabilir. Yapıların Güçlendirme Sistematiği Yapının Analizi Onarım / Güçlendirme Stratejisi Onarım Güçlendirme Teknikleri Malzemelerin Seçimi Ve Projelendirme Onarım / Güçlendirme Uygulaması Doğru Uygulama Kontroller Aşırı sehim yapan döşemelerin güçlendirilmesi

9 TARİHİ ŞİŞLİ İETT BİNASI GÜÇLENDİRME PROJESİ Kagir binalarda taşıyıcı sistemler yığma tuğla veya taştan oluşur. Tüm duvarları taşıyıcı özellikte olan bu tip yapılarda başarıyla uygulanan bir güçlendirme tekniği, duvarların çelik hasırlar ile donatılarak üzerlerine püskürtme beton uygulanması suretiyle rijitliklerinin artırılmasıdır. Ayrıca bina köşelerinde çelik elemanlar ile ilave takviye sağlanır. ULUS YAPI nın gerçekleştirdiği bu projede 4 katlı bir tarihi binada tüm duvarların içten çelik hasır ve püskürtme beton ile rijitlikleri artırılmış ve bina köşelerinde çelik elemanlar ile ilave takviye elde edilmiştir. Şişli deki tarihi İETT binasının yığma yapı güçlendirme projesi Eksiksiz güçlendirme; doğru projelendirme, ek temellerin dizaynı, yıkım, kazı, pürüzlendirme, ankrajlama, donatı montajı, çatlak onarımı ve beton aşamalarından oluşur.

10 Yapılarda Sismik İzolasyon ve Güçlendirme BİLİMSEL PROJELERİMİZ VE AKADEMİK ÇALIŞMALARIMIZ Tarihi Yapıların Onarılması ve Güçlendirilmesi Makedonyadaki tarihi Mustafa Paşa camisinin 1/10 İmalat sonrası test aşaması Gu çlendirme aşaması Onarım aşaması Gu çlendirme sonrası test aşaması ölçekteki modelini inşaa ettik. Bu modeli Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi Deprem Laboratuvarında sarsma masası üzerinde depreme maruz bıraktık ve modele hasar verdik, daha sonra hasar görmüş olan modeli yapı kimyasalları kullanarak önce onardık sonra da FRP (lifli polimer) malzeme ile güçlendirerek tekrar aynı depreme tabii tuttuk ve modelin farklı durumlardaki davranışını inceledik. En Güncel ve Teknolojik Güçlendirme Yöntemlerinden Biri Olan Lifli Polimer (FRP) Sistemlerinin Avantajları: 1. Çok yüksek çekme dayanımı ve elastisite modülüne sahiptirler. 2. Çelik veya betonarme mantolama gibi geleneksel güçlendirme yöntemlerine göre çok daha kolay ve hızlı uygulanırlar. 3. Güçlendirme uygulamalarında yapının boşaltılmasına gerek duyulmadan, kısmi düzenlemelerle yapı endüstriyel tesis servis verirken, güçlendirme işlemlerine devam edilir. 4. Çok hafif olmaları nedeniyle yapıda ilave yük artışına neden olmazlar. 5. Asidik veya alkali ortamlara ve korozyona mükemmel dayanıklılık sağlarlar. Frp li güçlendirme uygulaması

11 REFERANSLARIMIZDAN ÖRNEK GÜÇLENDİRME UYGULAMALARI Mal Kabul ve Yükleme Alanındaki Betonarme Nişlere Çelik Takviye Yapılması Mal kabul ve yükleme alanında bulunan kirişlerin depreme karşı güçlendirme çalışmaları kapsamında, 20 m açıklıklı betonarme L tipi kirişler için, bilgisayar yazılımları kullanılarak oluşturulan modellere statik analiz yapılmış ve HEB600 çelik profiller ile mevcut kirişler güçlendirilmiştir. Betonarme Elemanların Kimyasal Yöntemlerle Güçlendirilmesi Zaman içinde muhtelif betonarme elemanlarda oluştuğu tespit edilmiş yapısal çatlaklar epoksi enjeksiyonu yöntemiyle tamir edilmiş, pas payı dökülmüş betonarme yüzeylerde kimyasal harçlar ile yüzey tamirleri yapılmış, aşırı yüke maruz kalan bazı guseler ve kirişler çelik elemanlarla güçlendirilmiş ve plastik deformasyon sınırının ötesinde sehime maruz kaldığı gözlemlenen bazı döşemeler kırılarak yüksek dayanımlı betonarme ile yenilenmiştir.

12 Yapılarda Sismik İzolasyon ve Güçlendirme Sismik İzolasyon Tasarım ve Uygulama Uzmanlığı Ulus Yapı Malzemeleri ve İnşaat Taah. Tic. Ltd. Şti. Gülbahar Mh. Salih Tozan Sk. No:13 İyigün İş Mrk. K:2 Şişli, İstanbul T F E info@ulusyapi.com