SİSMİK İZOLASYON KAPSAM. Sismik İzolasyon & Enerji Sönümleme (Sismik İzolatörler & Damperler) Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler

Transkript

1 Deplasman Kuvvet KAPSAM Sismik İzolasyon & Enerji Sönümleme (Sismik İzolatörler & Damperler) Sürme Zemin Kazık Sistemleri Bina Kaldırma & Sismik İyileştirme Teknolojisi Sismik İzolasyon ile Güçlendirme Örneği (Marmara Üniversitesi Başıbüyük Eğitim ve Araştırma Hastanesi) SİSMİK İZOLASYON NEDİR? Sismik izolasyon basitçe, yatay olarak esnek, düşey doğrultuda rijit elemanları binanın tabanına yerleştirerek üst yapıyı yüksek frekanslı deprem hareketinden sakınmaktır. SİSMİK İZOLASYON Konvansiyonel Tasarım Sismik İzolasyon SİSMİK İZOLASYON TEMEL İLKELERİ SİSMİK İZOLASYON TEMEL İLKELERİ Yapının rijitliğini azaltmak suretiyle periyodunu uzatarak daha az deprem yükü etkimesi hedeflenir. Yapıdaki sönüm oranını ve enerji tüketme becerisini artırarak yapıya etki eden kuvvetlerin azaltılması ve deplasmanların kontrol altına alınması hedeflenir. Kat ivmeleri düşürülerek hassas ekipmanlara ve/veya bina içeriğine etkiyen kuvvetlerin azaltılması sağlanır. Artan Sönüm Artan Sönüm Yerdeğiştirmeler izolatör seviyesinde gerçekleşerek, üst yapıdaki göreli ve mutlak deplasmanın azaltılması sağlanır. Periyod Periyod 1

2 KAUÇUK İZOLATÖRLER Kauçuk Mesnetler de yatay esneklik kauçuk sayesinde, düşey rijitlik kauçuğa vulkanize edilmiş çelik plakalar sayesinde sağlanır. SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Genel olarak 3 tiptirler 1. Düşük Sönümlü Kauçuk İzolatörler (LDRB) 2. Yüksek Sönümlü Kauçuk İzolatörler (HDRB) 3. Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatörler (LRB) SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Tek Sürtünme Yüzeyli SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Üç Sürtünme Yüzeyli Sarkaç Çift Sürtünme Yüzeyli SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Sürtünmeli Sarkaç İzolatörsüz Kurşun Çekirdekli Kauçuk 2

3 Deplasman Kuvvet YAPISAL HASAR Yapıdaki sönüm oranını ve enerji tüketme becerisini artırarak yapıya etki eden kuvvetlerin azaltılması ve deplasmanların kontrol altına alınması hedeflenir. Artan Sönüm Artan Sönüm Periyod Periyod Konvansiyonel yöntemlerle inşa edilmiş yapıda enerji sönümü %5 mertebelerindeyken, sönümleyiciler ile bu oran >%10 mertebelerine çıkabilir - Sık Depremler Tasarım Depremi En Büyük Deprem YER HAREKETİ DÜZEYİ Konvansiyonel Sönümleyici İzolatör ASCE 7-10 Metal Sönümleyiciler Sürtünmeli Sönümleyiciler 3

4 Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar Viskoelastik Sönümleyiciler Viskoz Sönümleyiciler ENERJİ SÖNÜMLEYİCİ ÇELİK KAFES KULELER Viskoz sönümleyici Küresel mesnet Güçlendirme amaçlı kısmi veya tamamıyla boşaltmanın mümkün olmadığı binalar için yenilikçi bir güçlendirme yöntemi 4

5 Mucit ve Patent Sahibi Prof. Dr. Alessandro Balducci Avantajları Güçlendirilen yapının boşaltılmasına gerek kalmaz. Takviye işlemleri yapılırken yapının işlevselliği devam eder. Dolaylı masraflar (binanın boşaltılması, tamirat vb.) dikkate alındığında geleneksel yöntemlerden daha ekonomik çözüm sunar. Güçlendirilen yapı, şiddetli depremleri bile Hemen Kullanım performans düzeyi gereklerini sağlayacak şekilde minimum hasar ile atlatabilir. Binanın belirli bir noktasına kurulan sönümleyici kule, asansör kovası ya da yangın merdiveni gibi mevcut yapıya ilave fonksiyonellik katabilecek şekilde kullanılabilir ve mimarı açıdan yapının estetiğini minimal şekilde etkiler. Enerji sönümleyici aygıtların bakımı ve rutin kontrolleri kolayca erişilebilir bir yerde oldukları için gayet hızlı bir şekilde yapılabilir. Bu sistem çoğunlukla geri dönüşümü mümkün malzemeler ile oluşturulduğu için kurulduktan sonra ileride istendiği takdirde rahatça sökülebilir. 5

6 Ön Koşullar Binanın imalat ve malzeme kalitesi belli bir standardın üzerinde olmalıdır. Bina mümkün olduğunca esnek olmalıdır (perdesiz çerçeve sistem) Güçlü rijit diyafram döşemelerine ihtiyaç duyar Zemin iyileştirmesi gerekebilir Bina çevresinde kulelerin yerleşimi için yeterli alan bulunmalıdır İmalat Kalemleri Betonarme kazık imalatı Betonarme döşeme imalatı Çelik kafes kule için HEB profil montajı Kule ile binanın rijit bağlantısı için HEB profil montajı Φ 30 mm çapında ve 500mm uzunluğunda kimyasal ankraj imalatı Viskoz sönümleyici montajı Küresel mesnet montajı Benedetto Croce Lisesi, L'Aquila-İtalya Torrette Bölge Hastanesi, Ancona-İtalya 5 adet Enerji Sönümleyici Kule kullanımı ön görülmüştür. Diletasyonlar ile ayrılmış 13 blok kolon mantoları ve viskoz sönümleyiciler ile birbirlerine bağlanmıştır. İnşaat devam etmektedir Foggia Hastanesi-İtalya 6

7 Kuleler mimari düzenleme ve makyaj ile görsel olarak daha güzelleştirilebilirler SÜRME ZEMİN KAZIK SİSTEMLERİ Sürme Zemin Kazık Sistemleri Kullanım Alanları Mevcut bina temeli güçlendirmeleri Mevcut yapılar için, etkili, tahribatsız ve çok yönlü patentli çelik/beton kompozit sürme zemin kazık sistemi. Farklı temel oturmalarının düzeltilmesi Kullanım Alanları İmalat Kalemleri Sismik İyileştirme Mevcut binalara bodrum kat eklenmesi Kazık Sürme Teçhizatı Çelik Boru St52 S355J2H 7

8 İmalat Kalemleri İmalat Kalemleri Uzunluğu proje ihtiyacına göre 1 m ile 10 m arasında değişebilen çelik borular Çelik Boru St52 S355J2H Sürülen boruları birbirine bağlayan manşonlar St52 S355J2H Hidrolik Kazık Sürme Makinası ve Minimum C25 kalitesinde mikro-beton (kendinden yerleşen beton). (Maksimum dane çapı 7mm) Kazık Sürme Teçhizatı grobeton üzerine yerleştirilir. Döşeme ve dolgu kaldırılarak temel alt kotuna inilir. Temel alt kotuna grobeton dökülür. Yeni temel donatıları hazırlanır Temel betonu dökülür Kazık sürülürken aynı anda mikro-beton (kendinden yerleşen beton) enjekte edilir. Kazık sürme makinası yerleştirilir İstenilen uzunlukta boru ilave edilerek işleme devam edilir 8

9 Çelik boru dışına enjekte edilen beton, çeliği korozyondan korur Avantajları Ekipmanlar ve makinalar hafif ve küçüktür Sıkışık, dar bölgelerde bile çalışılabilme imkanı Gürültü kirliliği yaratmaz İmalat esnasında titreşim yaratmaz Çevreye rahatsızlık vermez, aşırı kirlenme yaratmaz Ön Koşul En son çelik boru içine de beton doldurularak işlem sona erdirilir. Orta sertlikteki ve yumuşak zeminlerde etkilidir BİNA KALDIRMA & SİSMİK İYİLEŞTİRME TEKNOLOJİSİ Bina Kaldırma ve Sismik İyileştirme Teknolojisi Mevcut bir bina Bina çevresi ve bina içindeki dolgu kaldırılır Mevcut bina temellerine deprem izolatörü yerleştirmek için yenilikçi bir çözüm 9

10 Bina ile bağlantısı olmayan bir temel inşa edilir. Temel içerisinde kaldırma aparatları bırakılır Bina mevcut yapı elemanlarıyla bağlantılı fakat altta yeni imal edilmiş temel ile bağlantısı olmayan yeni bir temel daha hazırlanır. Uygun yerlerde hidrolik krikolar için boşluklar bırakılır. Gerekli görülmesi durumunda sürme kazık sistemi ile temel iyileştirmesi yapılır Hidrolik krikolar yerleştirilir Bina kaldırılır Bina izolatörlerin üzerine indirilir İzolatörler yerleştirilir Hidrolik krikolar kaldırılır İlave Bodrum Kat Eklenerek Sismik İyileştirme İlave Bodrum Kat Eklenerek Sismik İyileştirme Sürme kazık imalatı yapılır Bodrum Kat İmalatı Yapılır Yeni imal edilecek kat boyunca zemin kaldırılır İzolatörler Yerleştirilir ve Bina İzolatörler Üzerine Yüklenir 10

11 İlave Bodrum Kat Eklenerek Sismik İyileştirme Konut Uygulaması L Aquila - İtalya Bodrum Kattaki kazıklar kesilir Konut Uygulaması L Aquila - İtalya Konut Uygulaması L Aquila - İtalya MARMARA ÜNİVERSİTESİ BAŞIBÜYÜK EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ SİSMİK İZOLASYON İLE GÜÇLENDİRME ÖRNEĞİ 11

12 Toplam İnşaat Alanı m 2 İnşa Tarihi 1991 Konvansiyonel Güçlendirme Tarihi 2002 Blok Adedi 16+1 Yatak Kapasitesi Bodrum + Zemin + 9 Normal K. Zemin + 1 Normal K. 2 Bodrum+ Zemin + 1 Normal K. 2 Bodrum+ Zemin + 2 Normal K. 2 Bodrum + Zemin + 9 Normal K. 2 Bodrum + Zemin + 10 Normal K. Yalıtım Arayüzü Yapısal Analiz ve Güçlendirme Tasarımı Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatörler Yalıtım arayüzü altında 16 blok tek bir blok haline dönüştürüldü Alçak bloklar ayrı olarak değerlendirildi (yalıtım arayüzü üzerinde diletasyonlar korundu) Yalıtım arayüzü üzerinde 4 yüksek blok tek bir blok haline getirildi Düşük Sürtünmeli Kayıcı İzolatörler Zemin Kat Seviyesinde 688 İzolatör Temel Seviyesinde 154 İzolatör Toplam 843 Izolatör İzolatör Planı İzolatör Tipleri Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatör NTM Tipi Kayıcı Kauçuk İzolatör 12

13 February 2015 February 2015 February 2015 February 2015 February 2015 İlginiz İçin Teşekkürler! 13