MEKANİK TESİSATLARDA SİSMİK KORUMA

Transkript

1 MEKANİK TESİSATLARDA SİSMİK KORUMA OKAN SEVER Makine Yüksek Mühendisi EREN KALAFAT Makine Mühendisi, MBA

2 BU SEMİNERİN SONUNDA Depremlerin nasıl oluştuğu hakkında kısa ve öz, tesisatlar üzerindeki etkileri hakkında ise ayrıntılı bilgi sahibi olacaksınız. Tesisatların depremlerden korunmasıyla ilgili literatüre (yönetmelikler, standartlar vs) hâkimiyet kazanacaksınız. Projenizdeki yapıdan beklenen depreme dayanıklılık performans seviyesini belirleyebileceksiniz. Projenize özel keşif özeti ve şartnameyi hazırlayabileceksiniz. Belirlemiş olduğunuz şartnameye uygun saha uygulamalarını denetleyebileceksiniz.

3 Dünyadaki Ana Tektonik Levhalar

4 DÜNYA SİSMİK HAREKET TABLOSU

5

6 Türkiye deki Tektonik Levhalar

7 Türkiye deki Büyük Depremler - I CAN KAYBI DEPREM ADEDĠ > < TOPLAM 128

8 Türkiye deki Büyük Depremler - II YER YIL CAN KAYBI MALAZGĠRT HAKKARĠ SINIRI ERZĠNCAN NĠKSAR-ERBAA TOSYA-LADĠK BOLU-GEREDE VARTO GEDĠZ LĠCE ÇALDIRAN-MURADĠYE ERZURUM KOCAELĠ

9 Depremlerde Tesisat Hasarları - I Soğutma kulesi kaideye bağlanmamıģ! Ġstisnasız tüm tesisat ekipmanları, hesaplanacak deprem yüklerine karģı yeterli dayanımda ve uygun yöntemlerle monte edilmelidir!

10 Depremlerde Tesisat Hasarları - II Soğutma grubunun boru bağlantısında sismik tedbir alınmamıģ. Boru, soğutma grubunun gövdesiyle birlikte koparak ayrılmıģ! Özellikle mekanik oda içindeki borularda sismik koruma yapılması Ģarttır.

11 Depremlerde Tesisat Hasarları - III Çatı tipi paket (rooftop) klima, açık yaylı titreģim izolatörlerinin üzerine yerleģtirilmiģ. Sismik koruma yapılmamıģ! Açık yaylı vb gibi sismik özelliği olmayan titreģim izolatörleri ile birlikte sismik sınırlandırıcı kullanılması Ģarttır.

12 Depremlerde Tesisat Hasarları - IV Sınırlandırıcılar sismik yüklere göre hesaplanmamıģ ve sahada geliģigüzel imal edilmiģ!

13 Depremlerde Tesisat Hasarları - V Ġzolatör sismik yüklere dayanıklı seçilmemiģ ve kaideye bağlanmamıģ!

14 Depremlerde Tesisat Hasarları - VI Sismik izolatörün kaide kenarına olan mesafesi yeterli değil! Bu gibi durumlarda izolatörü kaideye bağlayan cıvatanın betonu kırması kaçınılmaz olur. Kenar mesafesi ve bağlantı derinliği, sismik yüklere göre hesaplanmalıdır.

15 Yapılardan Beklenen Depreme Dayanıklılık Performansı

16 TASARIM AŞAMALARI Yönetmelik seçimi Şartname yazılması Keşif özeti çıkarılması Konsept proje hazırlanması

17 BUNU YAPMAYIN!!! Projenizin başarıya ulaşması için, şartnamelerde yetersiz bilgiye sebep olabilecek şu ifadeden kaçının: Tesisatlar depreme karşı korunacaktır. Bunun yerine şartnamenin sismik korumayla ilgili bölümünü ayrıntılı olarak kaleme alın.

18 Örnek Keşif Özeti No Açıklama Birim Miktar 1 SĠSMĠK HALAT Set 3,2 mm kalınlığında, asgari kopma dayanımının 450 kgf olduğu uluslararası kuruluģlarca onaylanmıģ ve sertifikalandırılmıģ, montaj kolaylığı açısından özel klipsleri sayesinde bağlantı yapmaya uygun, elastikiyeti alınmak üzere ön gerilme yapılmıģ sismik halat seti 2 SĠSMĠK HALAT KÖġE BAĞLANTI PARÇASI Asgari kopma dayanımının kgf olduğu uluslar arası kuruluģlarca onaylanmıģ sismik halat bağlantısı yapmaya uygun nitelikte, 45 açılı, çift tarafından sismik halat bağlantısı yapılabilir, yüksek kalitede çelikten mamul köģe bağlantı parçası 3 SĠSMĠK TĠTREġĠM ĠZOLATÖRÜ kg arası ağırlık taģıyabilecek, 25 mm çökme miktarına haiz, yay sabiti yatay/düģey oranı asgari 1 olan, kadmiyum veya PVC kaplamalı çelik yaylı, tabanında elastomer elemanı olan, her yönden gelebilecek deprem yüklerine karģı koruma sağlayacak nitelikte, yay çökme yüksekliği ayarlanabilir tipte sismik titreģim izolatörü 4 ÇĠFT ÇÖKMELĠ LEVHA TĠPĠ KAUÇUK ĠZOLATÖR kpa arası yüklerde ve yüksek frekanslı titreģimlerin yalıtımında kullanılmak üzere, ekipmanların yere bağlantılarında direk teması engelleyecek ancak sismik koruma amacıyla yapılacak yapısal bağlantılar engellemeyecek tasarımda izolatör 5 AÇILI YAYLI VE KAUÇUKLU KOMBĠNE TĠTREġĠM ASKISI kg arası ağırlık taģıyabilecek, 25 mm çökme miktarına haiz, yay sabiti yatay/düģey oranı asgari 1 olan, kadmiyum veya PVC kaplamalı çelik yaylı ve içten çelik destekli kauçuk elemanlı kombine, ısıl boyut değiģtirmeye maruz boru hatlarında askı çubuklarının ±15 (toplam 30 ) açıyla hareketine olanak veren titreģim askısı Adet Adet Adet Adet

19 Keşif özeti hazırlarken Yüklenicileri haksız rekabetten korumak ve projenizin gerçek ihtiyaçlarını doğru fiyata temin etmek için, keşif özetlerinde sismik korumayı sadece TEK BİR satır olarak yazmaktan kaçının. Bunun yerine keşif özetinin sismik koruma maddelerini ayrıntılı olarak tarifleyin ve sismik donanımları miktarlarıyla birlikte belirtin.

20 Tasarım Safhalarının Uygulamaya Etkisi Tesisat Teklif Projesi Sismik Koruma Konsept Projesi Tesisat Uygulama Projesi

21 Örnek Sismik Proje Plan Çizimi

22 Tesisat projeleri yapılırken Tesisatlarda sismik koruma, birkaç standart detay çizimi ile halledilecek bir konu değildir. Her yapının ve her projenin kendine has özel durumları ve beklentileri sebebiyle projeye özel sismik koruma tasarımının yapılması olmazsa olmaz bir gereksinimdir.

23 Disiplinler Arası Koordinasyon Mimarî Mekanik MİMAR Elektrik Statik & İnşaat

24 Sismik İzolatör Yerleşimi

25 BUNLARI YAPIN Şartnamelerde SİSMİK KORUMA yı ayrıntılı olarak yazın. Keşif özetlerinde SİSMİK KORUMA yı ayrıntılı olarak yazın. Projenize özel SİSMİK KORUMA tasarım hizmeti alın.

26 YÖNETMELİKLER VE KAYNAKLAR Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik International Building Code IBC 2006 Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik National Fire Protection Association NFPA ASHRAE El Kitabı Temeller 2005 Bölüm 54 ASHRAE Sismik Koruma Ġçin Pratik Bir Rehber 1999 SMACNA Sismik Koruma Kılavuzu: Mekanik Sistemler Ġçin Yönergeler 1998 FEMA 412 : Mekanik Ekipmanlarda Sismik Sınırlandırma, 2002 FEMA 413 : Elektrik Ekipmanlarında Sismik Sınırlandırma, 2004 FEMA 414 : Hava Kanallarında ve Borularda Sismik Sınırlandırma, 2004

27 T.C. Deprem Yönetmeliği YAPISAL ÇIKINTILARA, MİMARİ ELEMANLARA, MEKANİK VE ELEKTRİK DONANIMA ETKİYEN DEPREM YÜKLERİ Binalarda balkon, parapet, baca, vb konsol olarak binanın taşıyıcı sistemine bağlı, ancak bağımsız çalışan yapısal çıkıntılar ile cephe, ara bölme panoları, vb yapısal olmayan tüm mimari elemanlara uygulanacak; mekanik ve elektrik donanımlar ile bunların bina taşıyıcı sistem elemanlarına bağlantılarının hesabında kullanılacak eşdeğer deprem yükleri Denk.(2.21) ile verilmiştir. f = 0.5 A I w H H e o e i N (2.21) Hesaplanan deprem yükü, yatay doğrultuda en elverişsiz iç kuvvetleri verecek yönde ilgili elemanın ağırlık merkezine etki ettirilecektir. Düşey konumda olmayan elemanlara, Denk.(2.21) ile hesaplanan eşdeğer deprem yükünün yarısı düşey doğrultuda etki ettirilecektir Denk.(2.21) de we ile gösterilen mekanik veya elektrik donanım ağırlıklarının binanın herhangi bir i inci katındaki toplamının 0.2wi den büyük olması durumunda, donanımların ağırlıklarının ve binaya bağlantılarının rijitlik özellikleri, bina taşıyıcı sisteminin deprem hesabında göz önüne alınacaktır Mekanik veya elektrik donanımın bulunduğu kattaki en büyük ivmeyi tanımlayan kat ivme spektrumu nun uygun yöntemlerle belirlenmesi durumunda, Denk.(2.21) uygulanmayabilir Yangın söndürme sistemleri ve acil yedek elektrik sistemleri ile dolgu duvarlarına bağlanan donanımlar ve bunların bağlantılarında Denk.(2.21) ile hesaplanan veya e göre elde edilen deprem yükünün iki katı alınacaktır.

28 T.C. Deprem Yönetmeliği 2006 Parametreler f = 0.5 A I w H H e o e w e : Tesisat bileşeninin ağırlığı H i : Tesisat bileşenin bina içindeki konumunun yüksekliği H N : Binanın toplam yüksekliği I : Önem faktörü A o : Deprem zemin ivmesi i N

29

30 IBC 2006 ( ) Section 1621 Architectural, Mechanical and Electrical Component Seismic Design Requirements (Pages ) F p a p S DS W p R p I p z h 0.4 ap SDS Wp Fp 1 2 Rp I p (Equation 16-67) = Seismic design force - [Sismik Dizayn Yükü] = Component amplification factor - [Bileşen Yükseltgeme Faktörü] = Design spectral response acceleration at short periods [Ani Spektral Karşılık İvmesi] = Component operating weight - [Bileşenin Çalışma Ağırlığı] = Component response modification factor - [Bileşen Karşılık Faktörü] = Component importance factor - [Bileşen Önem Faktörü] = Height in structure at point of attachment of component [Bileşenin Bina İçindeki Konumunun Yüksekliği] = Average roof height of structure - [Binanın Toplam Yüksekliği] z h

31 Örnek 1 (Türk Kodu): Ekipman: Kazan Yer: İstanbul / Türkiye We = 5 ton Hi = 0 Hn = 15 m I = 1,4 Ao = 0,4 Fe = 1,4 ton

32 Örnek 1 (IBC 2003): Ekipman: Kazan Yer: İstanbul / Türkiye Wt = 5 ton z = 0 h = 15 m Ip = 1 ap = 1 Rp = 2,5 (1,5 with shallow expansion anchor)

33 Örnek 1 (IBC 2003): Ss = 1,65 (İstanbul) Site Class: D Fa = 1 Sds = 2/3 Fa x Ss = 1,1 Fp = 0,88 ton (1,47 ton)

34 Eğer Bu Ekipman Çatıda İse; Türk Kodu na Göre: Fe = 4,20 ton IBC 2003 e göre: Fp = 2,65 ton (4,42 ton)

35 Örnek 2 (Türk Kodu): Ekipman: Pompa (titreşim yalıtımı var) Yer: İstanbul / Türkiye - Hastane We = 1 ton Hi = 0 Hn = 25 m I = 1,5 Ao = 0,4 Fe = 0,3 ton

36 Örnek 2 (IBC 2003): Ekipman: Pompa (titreşim yalıtımı var) Yer: İstanbul / Türkiye - Hastane Wt = 1 ton z = 0 h = 25 m Ip = 1,5 ap = 2,5 Rp = 2,5 (1,5) Sds = 1,1 Fp = 0,66 ton (1,1 ton)

37 Eğer Bu Ekipman Çatıda İse; Türk Kodu na Göre: Fe = 0,9 ton IBC 2003 e göre: Fp = 2 ton (3,3 ton)

38 SONUÇLAR Örnekler Türk Kodu Zemin Kat IBC 2003 Zemin Kat Türk Kodu Çatı IBC 2003 Çatı Örnek 1 1,4 Ton 0,88 Ton (1,47 Ton) Örnek 2 0,3 Ton 0,66 Ton (1,1 Ton) 4,20 Ton 2,65 Ton (4,42 Ton) 0,9 Ton 2 Ton (3,3 Ton)

39 Sismik Sınırlandırma Uygulamaları Sismik sınırlandırma uygulamaları, aģağıdaki tesisat donanımları için, titreşim yalıtımı yapılıp yapılmayacağına bağlı olarak, çeģitli yöntemlerle gerçekleģtirilir: Döşemeye oturan ekipmanlar Duvara bağlı ekipmanlar Tavana asılı ekipmanlar Borular, hava kanalları, elektrik tavaları vb Kolonlar Kaideler

40 Döşemeye Oturan Ekipmanlar - I (titreşim yalıtımı yapılmayacaksa) DöĢemeye oturan bir ekipman, titreşim yalıtımı yapılmayacaksa, doğrudan döģemeye sabitlenmelidir. Sabitleme yönteminin ve elemanlarının, geçerli yönetmeliğe göre belirlenmiģ sismik yüklere uygun olması Ģarttır.

41 Döşemeye Oturan Ekipmanlar - II (titreşim yalıtımı yapılmayacaksa)

42 Döşemeye Oturan Ekipmanlar - III (titreşim yalıtımı yapılmayacaksa)

43 Döşemeye Oturan Ekipmanlar - I (titreşim yalıtımı yapılacaksa) DöĢemeye oturan bir ekipman, titreşim yalıtımı yapılacaksa, izolatörler ile döģemeye monte edilecektir. Açık yaylı veya kauçuk izolatörler ile monte edilen ekipmanlar için, ilaveten sismik sınırlandırıcı kullanılması Ģarttır.

44 Döşemeye Oturan Ekipmanlar - II (titreşim yalıtımı yapılacaksa)

45 Döşemeye Oturan Ekipmanlar - III (titreşim yalıtımı yapılacaksa) TitreĢim yalıtımı yapılacak bir ekipman, sismik izolatörler ile döģemeye monte edilirse, tek bir donanım kullanarak hem titreģim yalıtımı hem de sismik koruma yapılmıģ olacaktır.

46 Duvara Bağlı Ekipmanlar - I Duvara bağlı ekipmanlarda titreģim yalıtımı gerekmiyorsa sadece sismik yüklere uygun Ģekilde montaj yapılması yeterlidir.

47 Duvara Bağlı Ekipmanlar - II

48 Tavana Asılı Ekipmanlar - I Tavana asılı ekipmanların, titreşim yalıtımı yapılmayacaksa katı çubuklar veya sismik halatlar ile, titreşim yalıtımı yapılacak ise sadece sismik halatlar ile yatayda ve düģeyde 45 açıyla bağlanarak sismik yüklere karģı korunmaları Ģarttır. Rot çubukları belirli bir uzunluktan fazla ise, burkulmaya karģı ilave profiller ile desteklenmelidir.

49 Tavana Asılı Ekipmanlar - II

50 Asılı Borular - I SICAK VE SOĞUK SU GİBİ FARKLI ISIL GENLEŞME YAPAN BORU GRUPLARI, AYNI TRAPEZDE BİR ARADA SİSMİK BAĞLANMAMALIDIR. SİSMİK KÖŞE PARÇASI İLAVE HALAT (GEREKİRSE ) SİSMİK KÖŞE PARÇASI BORU ÜST DESTEĞİ ALTERNATİF KONUM (2 ADET KÖŞE PARÇASI GEREKİR ) TEK BORU BORU TRAPEZİ

51 Asılı Borular - II FARKLI ISIL GENLEŞME YAPAN BORU GRUPLARI AYRI AYRI SİSMİK BAĞLANMALIDIR. ASKI ÇUBUĞU DESTEĞİ KESİT GÖRÜNÜŞÜ ÜSTTEN GÖRÜNÜŞ

52 Asılı Hava Kanalları, Elektrik Tavaları... ASKI ÇUBUĞUNA U-KELEPÇE VEYA ÇİFT SOMUN İLE BAĞLAYINIZ. ALTERNATİF KONUM İLAVE HALAT (GEREKİRSE ) SİSMİK KÖŞE PARÇASI

53 Kolonlar - I