İstanbul Teknik Üniversitesi Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetim Enstitüsü. Dr. Bahadır Şadan

Transkript

1 İstanbul Teknik Üniversitesi Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetim Enstitüsü Dr. Bahadır Şadan 16 Mart 2016 Çarşamba Saat: 12:30 Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetim Enstitüsü Prof.Dr. Remzi Ülker Konferans Salonu

2 KAPSAM Sismik İzolasyon & Enerji Sönümleme Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler Bina Kaldırma & Sismik İyileştirme Teknolojisi Sismik İzolasyon ile Güçlendirme Örneği

3 SİSMİK İZOLASYON

4 SİSMİK İZOLASYON NEDİR? Sismik izolasyon basitçe, yatay olarak esnek, düşey doğrultuda rijit elemanları binanın tabanına yerleştirerek üst yapıyı yüksek frekanslı deprem hareketinden sakınmaktır. Konvansiyonel Tasarım Sismik İzolasyon

5 SİSMİK İZOLASYON TEMEL İLKELERİ Sismik İzolasyonun Birincil Etkisi Yapının rijitliğini azaltmak suretiyle periyodunu uzatarak daha az deprem yükü etkimesi hedeflenir. Kat ivmeleri düşürülerek hassas ekipmanlara ve/veya bina içeriğine etkiyen kuvvetlerin azaltılması sağlanır. Yerdeğiştirmeler izolatör seviyesinde gerçekleşerek, üst yapıdaki göreli ve mutlak deplasmanın azaltılması sağlanır.

6 Deplasman Kuvvet SİSMİK İZOLASYON TEMEL İLKELERİ Sismik İzolasyonun İkincil Etkisi 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

7 PERFORMANS HEDEFLERİ Deprem Senaryosu Tasarım Depremi (Orta Sıklıktaki Deprem, 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem - DBE) Geleneksel Yöntem Günlük Kullanımdaki Binalar (Konutlar, Ofisler, Oteller vb.) Can Güvenliği Deprem Sonrası Kullanımı İstenen ve İnsanların Uzun Süreli Yoğun Olarak Bulunduğu Binalar Hemen Kullanım Sismik İzolasyon Günlük Kullanımdaki Binalar (Konutlar, Ofisler, Oteller vb.) Hemen Kullanım (Operasyonel) Deprem Sonrası Kullanımı İstenen ve İnsanların Uzun Süreli Yoğun Olarak Bulunduğu Binalar Operasyonel Nadir Deprem (Olası En Büyük Deprem 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan deprem -MCE) - Can Güvenliği Can Güvenliği (Hemen Kullanım) Hemen Kullanım

8 KAUÇUK İZOLATÖRLER Kauçuk Mesnetler de yatay esneklik kauçuk sayesinde, düşey rijitlik kauçuğa vulkanize edilmiş çelik plakalar sayesinde sağlanır. Genel olarak 3 tiptirler 1. Düşük Sönümlü Kauçuk İzolatörler (LDRB) 2. Yüksek Sönümlü Kauçuk İzolatörler (HDRB) 3. Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatörler (LRB)

9 SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER

10 SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Tek Sürtünme Yüzeyli Çift Sürtünme Yüzeyli

11 SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Üç Sürtünme Yüzeyli Sarkaç

12 SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER

13 Sürtünmeli Sarkaç İzolatörsüz Kurşun Çekirdekli Kauçuk

14 SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER

15 Deplasman Kuvvet SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER 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

16 SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER ASCE 7-10

17 Metal Sönümleyiciler SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER

18 Sürtünmeli Sönümleyiciler SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER

19 Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER

20 Viskoelastik Sönümleyiciler SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER

21 Viskoz Sönümleyiciler SİSMİK ENERJİ SÖNÜMLEYİCİLER

22 ENERJİ SÖNÜMLEYİCİ ÇELİK KAFES KULELER

23 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler Güçlendirme amaçlı kısmi veya tamamıyla boşaltmanın mümkün olmadığı binalar için yenilikçi bir güçlendirme yöntemi

24 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler Viskoz sönümleyici Küresel mesnet

25 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler Mucit ve Patent Sahibi Prof. Dr. Alessandro Balducci

26 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler

27 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler

28 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler

29 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler

30 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler 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.

31 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler 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

32 Enerji Sönümleyici Çelik Kafes Kuleler İmalat Kalemleri Betonarme kazık imalatı Betonarme döşeme imalatı Çelik kafes kule için çelik profil imalatı Kule ile binanın rijit bağlantısı için çelik profil imalatı Kimyasal ankraj imalatı Viskoz sönümleyici montajı Küresel mesnet montajı

33 Benedetto Croce Lisesi, L'Aquila-İtalya

34

35 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

36 Foggia Hastanesi-İtalya

37 Kuleler mimari düzenleme ve makyaj ile görsel olarak daha güzelleştirilebilirler

38 BİNA KALDIRMA & SİSMİK İYİLEŞTİRME TEKNOLOJİSİ

39 Bina Kaldırma ve Sismik İyileştirme Teknolojisi Mevcut bina temellerine deprem izolatörü yerleştirmek için yenilikçi bir çözüm

40 İmalat Aşamaları Mevcut bir bina Bina çevresi ve bina içindeki dolgu kaldırılır

41 İmalat Aşamaları Bina ile bağlantısı olmayan bir temel inşa edilir. Temel içerisinde kaldırma aparatları bırakılır Gerekli görülmesi durumunda sürme kazık sistemi ile temel iyileştirmesi yapılır

42 İmalat Aşamaları 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. Hidrolik krikolar yerleştirilir

43 İmalat Aşamaları Bina kaldırılır İzolatörler yerleştirilir

44 İmalat Aşamaları Bina izolatörlerin üzerine indirilir Hidrolik krikolar kaldırılır

45 İlave Bodrum Kat Eklenerek Sismik İyileştirme Sürme kazık imalatı yapılır Yeni imal edilecek kat boyunca zemin kaldırılır

46 İlave Bodrum Kat Eklenerek Sismik İyileştirme Bodrum Kat İmalatı Yapılır İzolatörler Yerleştirilir ve Bina İzolatörler Üzerine Yüklenir

47 İlave Bodrum Kat Eklenerek Sismik İyileştirme Bodrum Kattaki kazıklar kesilir

48 Konut Uygulaması L Aquila - İtalya

49 Konut Uygulaması L Aquila - İtalya

50 Konut Uygulaması L Aquila - İtalya

51 SİSMİK İZOLASYON İLE GÜÇLENDİRME ÖRNEĞİ

52 Ülker Mühendislik ve Dr. Cüneyt Tüzün izni ile KENTSEL DÖNÜŞÜM UYGULAMASI MODA APARTMANI

53 MARMARA ÜNİVERSİTESİ BAŞIBÜYÜK EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ

54 Toplam İnşaat Alanı m 2 İnşa Tarihi 1991 Konvansiyonel Güçlendirme Tarihi 2002 Blok Adedi 16+1 Yatak Kapasitesi 750

55 3 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.

56 Yalıtım Arayüzü Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatörler Düşük Sürtünmeli Kayıcı İzolatörler Zemin Kat Seviyesinde 688 İzolatör Temel Seviyesinde 154 İzolatör Toplam 843 Izolatör

57 Yapısal Analiz ve Güçlendirme Tasarımı 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

58 İzolatör Planı

59 İzolatör Tipleri Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatör NTM Tipi Kayıcı Kauçuk İzolatör

60

61 İlginiz İçin Teşekkürler!