DEPREM YALITIMLI BİNALARDA UYGULAMA SÜREÇLERİ: GÖZTEPE VE BAŞIBÜYÜK HASTANESİ ÖRNEKLERİ"

DEPREM YALITIMLI BİNALARDA UYGULAMA SÜREÇLERİ: GÖZTEPE VE BAŞIBÜYÜK HASTANESİ ÖRNEKLERİ" Dr. Cüneyt Tüzün 4 ARALIK 2017, İMO İstanbul Şubesi Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama İÇERİK Deprem Yalıtımı Tasarımı Temel Felsefesi Deprem Yalıtımı Tasarım ve Uygulama Başıbüyük Hastanesi Uygulaması Türkiye de Yapıların Deprem Yalıtımının Geleceği Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 1

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Mevcut Deprem Tasarım Yaklaşımı Klasik yapı tasarımın temel felsefesi yapı içindekilerin can güvenliği ni sağlamaktır. Diğer bir değiş ile yapıda belirli bir oranda hasar a bilerek izin verilir. Gelişen teknoloji ve yatırımların artması sonucunda yapıların depremde sadece içindekilerin can güvenliğini sağlaması yeterli bir tasarım felsefesi olarak görülmemektedir. Bu durumda alternatif olarak performansa dayalı tasarım» yaklaşımı deprem mühendisliği alanında kullanılmaya başlanılmıştır. Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TÜRK DEPREM YÖNETMELİĞİ YAKLAŞIMI 2007 Türk Deprem Yönetmeliği de dünyadaki modern yönetmeliklerin tasarım felsefesini takip etmektedir. Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 2

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama PERFORMANSA DAYALI TASARIM FELSEFESİ Söz konusu tasarım felsefesi deprem etkisi altındaki yapı davranışının daha önceden belirlenen bir davranış yerine yatırımcı ve tasarımcı nın birlikte çalışarak belirlediği belirli bir deprem etkisi altında belirli bir davranış hedefi için gerekli çalışmaları yapmasına dayanır. Burada hedeflenen davranışa göre yapıdaki taşıyıcı elemanlar ın yanında içindeki yapısal olmayan elemanların da davranışları için belirli tasarım yaklaşımlarını içermektedir. Böylece yapıda sadece yapısal eleman hasarından değil yapısal olmayan elemanlardan doğacak can ve mal kayıplarının da önüne geçilmesi hedeflenmektedir. Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama PERFORMANSA DAYALI TASARIM HEDEFLERİ Operasyonel Hemen Kullanım Can Güvenliği Göçmenin Önlenmesi Operasyonel : Binanın kullanım amacını sürdürmesi Hemen Kullanım : Binada yapısal hasar yok, yapılsal olmayan hasar meydana gelebilir Can Güvenliği : Binada belirgin hasar meydana gelir ancak can kaybı yoktur Göçmenin Önlenmesi : Bina ağır hasar görür ancak stabilitesini korur Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 3

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Yapısal Sistem Hasar Oranı İlişkisi %40 Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama PROBLEMİN TANIMI Günümüzde özellikle gelişen teknolojiye paralel olarak yapıların içindeki değerli ve hassas elemanlardan dolayı klasik deprem tasarımı yeterli bir çözüm olarak kabul edilmemektedir. Yatırımcılar deprem sonrası yapılarında hasar meydana gelmemesinin yanında içindeki elemanların da işlevlerini sürdürmesini beklemektedirler. Diğer bir değişle hedeflenen performans operasyonel olarak adlandırılabilir. Söz konusu performans hedefi temel olarak iletişim merkezleri, sağlık merkezleri, üretim hatları gibi binalar için geçerlidir. Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 4

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama PROBLEMİN TANIMI Son yıllarda Türkiye genelinde ve özellikle büyük şehirlerde artan yüksek maliyetli yatırımlar bir çok soruyu da beraberinde getirmektedir; Söz konusu yapıların deprem güvenliği nedir? Yatırımcılar ve son kullanıcılar bu bilgiye sahip mi? Beklenen büyük bir deprem sonrası söz konusu yapılarda meydana gelmesi kaçınılmaz hasar kabul edilebilir boyutta mı? Deprem sonrası yapısal ve yapısal olmayan hasarı minimize etmek mümkün mü? Çözümün maliyeti nedir? Yukarıdaki sorunlara çözüm olarak en etkin yöntem deprem yalıtımı olarak görünmektedir. Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama PROBLEMİN ÇÖZÜMÜ Söz konusu hedef performansın gerçekleştirilebilmesi için klasik deprem tasarımına alternatif olarak geliştirelecek çözüm; Yapısal olmayan elemanların deprem tasarımı Deprem yalıtımı uygulaması Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 5

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama NEDEN TABAN YALITIMI? Artan Güvenlik : Binaya etkiyen deprem yüklerinin ve ivmelerin büyük oranda azaltılması ile artan güvenlik Yapısal Performans: Tasarım sonucunda yapısal elemanlarında minimum hasar Yapısal Olmayan Elemanların Korunması: Azalan ivme ve deplasmanlar ile bina içindeki eşyaların hasar almasının engellenmesi Foksiyon sürekliliği: Gerek yapısal gerekse yapısal olmayan elemanlardaki minimum hasar sonucu binanın foksiyonuna depremden sonra da devam edebilmesi Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama DEPREM İZOLASYONU TEMEL İLKELERİ Deprem yalıtımı en basit tanım ile yatay doğrultuda esnek, düşey doğrultuda rijit elemanları binanın bleirli bir düzlemine yerleştirerek üst yapıya etkiyen deprem yüklerinin azaltıması olarak tanımlanabilir. Konvansiyonel Tasarım Deprem Yalıtımı Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 6

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem İzolasyonlu Yapı Davranışı Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Yalıtımı Uygulamaları (Türkiye) Türkiye de deprem izolasyonu uygulamaları güçlendirme amaçlı başlamış olup, geçtiğimiz 10 yıl içinde uygulama sayısı artmıştır. Bu uygulamaların bazıları söyledir: İstanbul-Ataturk Havalimanı Terminali (Güçlendirme) (FPS) Antalya Havalimanı Terminali (Güçlendirme) (LRB,) Bilkent Okulu -Erzurum (LRB) Sabiha Gökçen Havalimanı Bakım Binası (LRB) Sabiha Gökçen Havalimanı Terminali (FPS) Istanbul Teknik Üniversitesi Veri Merkezi (LRB) Aykent Konutları Silivri, İstanbul (LRB) UDİM Binası KRDAE, İstanbul (FPS) Bilkent Ü. Kampüs Binası, Erzurum (LRB) Diyarbakır Hava Üssü Bakım Hangarları (LRB) MHP Binası Çatısı, Ankara (Şok Önleyici) Ayazağa Kültür Merkezi, İstanbul(LRB) Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 7

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Yalıtımı Uygulamaları (Türkiye) Avrasya Gösteri Merkezi, Halkalı, Istanbul Kocaeli Üniversitresi Hospital (FPS, EPS) Gebze Doğal Gaz Santralı (Mass Tuned Damper) Erzurum Hastanesi (LRB, DIS) Erzurum Sağlık Kampüsü (FPS, Maurer) Van Sağlık Kampüsü (FPS, FIP) Başıbüyük Hastanesi (Güçlendirme) (LRB, Freysinet) Okmeydanı Hastanesi (TP, EPS) Göztepe Hastanesi (TP, EPS) Kartal Hastanesi (TP,EPS) Adana Hastanesi (TP,EPS) Şu anda tasarımı ve uygulaması devam eden 15 den fazla sağlık kompleksi bulunmaktadır. Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Yalıtımı Uygulamaları (Dünya) Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 8

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Yalıtımı Uygulamaları (Dünya) Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Yalıtımı Uygulamaları (Dünya) Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 9

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Yalıtımı Uygulamaları (Dünya) Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Deprem Izolasyonu Uygulamaları (Dünya) Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 11

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Yapının Ön Tasarımı Mimar/Mühendis Mekanik/Elektrik... (Yapı Mühendisi) Sahaya Özel Deprem Tehlikesi Analizi ( Deprem Mühendisi) TASARIM SÜRECİ Tasarım Parametreleri - Hedef Performans - Maksimum Deplasman - Üst Yapı Kuvveti (Yapı Mühendisi) Yaltım Birimi Tasarımı - Yalıtım birimi parametreleri (Yalıtım Birimi Üreticisi ) Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama Yaltımlı Binanın Analizi ( Yapı Mühendisi) TASARIM SÜRECİ Yapının Tasarımı - Yalıtım Birimi Bağlantıları - Üst Yapı Elemanlarının Tasarımı - Yapısal olmayan elemanların bağlantı tasarımı (Yapı Mühendisi / Mekanik / Elektrik Tasarım Parametrelerinin Kontrolü (Yapı Mühendisi) Deprem Yaltımlı Binanın İnşaatı (Yüklenici ) Test Aşaması (Bağımsız Kontrol) Bağımsız Kontrol (Danışman) Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 15

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST AŞAMASI Tasarım sonucu belirlenen tüm yalıtım birimi tiplarinden 2 adet üretilerek Avrupa ve ABD yöntemeliklerinde belirtilen kurallar çerçevesinde prototip testleri yapılır. Söz konusu testler bağımsız test merkezlerinde yapılarak test sonuçları bağımsız kontrol heyeti tarafından değerlendirilir. Değerlendirme sonucunda yalıtım birimi tasarım parametreleri kontrol edililir. Test kriterlerini sağlayan yalıtım birimlerinin üretim aşamasına geçilir. Üretim aşamasında tüm yalıtım birimleri üretim testleri uygulanarak ilgili parametreler kontrol edilir. Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST MERKEZLERi Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 16

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST MERKEZLERi Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST MERKEZLERi Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 17

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST MERKEZLERi Caltrans Seismic Response Modification Device (SRMD) Test Facility Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST MERKEZLERi Seismic Simulator Laboratory and Calibration Laboratory of National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE),Taiwan Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 18

Deprem Yalıtımlı Binalarda Uygulama TEST VİDEOLARI Başıbüyük Hastanesi Uygulaması MARMARA ÜNİVERSİTESİ BAŞIBÜYÜK EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 19

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması Design Consultant Supervision and Control Consultant jv Boğaziçi University, Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute Contractor Başıbüyük Hastanesi Uygulaması Toplam İnşaat Alanı 113.000m 2 İnşa Tarihi 1991 Konvansiyonel Güçlendirme Tarihi 2002 Blok Adedi 16+1 Yatak Kapasitesi 750 Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 20

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması 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. Başıbüyük Hastanesi Uygulaması 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 Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 21

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması İzolatör Planı Başıbüyük Hastanesi Uygulaması İzolatör Tipleri Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatör NTM Tipi Kayıcı Kauçuk İzolatör Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 22

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması Yalıtım Arayüzü Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatörler Düşük Sürtünmeli Kayıcı İzolatörler Zemin Kat Seviyesinde 688 İzolatör Temel Seviyesinde 154 İzolatör Toplam 843 Izolatör Başıbüyük Hastanesi Uygulaması İzolatörlerin yerleştirilmesi kolonların kesilerek sistemin askıya alınması şeklinde yapılmaktadır. Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 23

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması İzolatörlerin Yerleştirilmesi Başıbüyük Hastanesi Uygulaması İzolatörlerin Yerleştirilmesi Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 24

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması Başıbüyük Hastanesi Uygulaması YAPISAL OMAYAN ELEMANLARIN DEPREM KORUMASI UYGULAMALARI Dolgu Duvarlar Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 25

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması YAPISAL OMAYAN ELEMANLARIN DEPREM KORUMASI UYGULAMALARI Asma Tavanlar Başıbüyük Hastanesi Uygulaması YAPISAL OLMAYAN ELEMANLARIN DEPREM KORUMASI UYGULAMALARI Kablolar Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 26

Başıbüyük Hastanesi Uygulaması YAPISAL OMAYAN ELEMANLARIN DEPREM KORUMASI UYGULAMALARI Kablolar Başıbüyük Hastanesi Uygulaması Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 27

Göztepe & Okmeydanı Hastanesi Uygulaması Göztepe & Okmeydanı Hastanesi Söz konusu hastaneler IPKB tarafından sismik izolasyon kullanılarak yıkılıp tekrar yapılmaktadır. Yaklaşık 250000 m2 alana va 1500 yatak kapasitesine sahip olan hastaneler depreme karşı 506 adet üç parçalı sürtünmeli sarkaç tipi izolatörler ile tasarlanmıştır. Göztepe & Okmeydanı Hastanesi Uygulaması Göztepe & Okmeydanı Hastanesi İzolatör birimlerini geometrisi ve çalışma şekli şöyledir. Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 28

Göztepe & Okmeydanı Hastanesi Uygulaması Istanbul Seismic Risk Mitigation and Emergency Preparedness Project (ISMEP) T.C. İstanbul Valiliği İstanbul Project CoordinationUnit (İPCU) PROJECT ENGINEER ENGINEER CONTRACTOR jv LEED Expert Boğaziçi University, Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute Seismic Expert Göztepe & Okmeydanı Hastanesi Uygulaması Eski ve Yeni Hastane Karşılaştırması Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 29

Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 30

Yıkılacak Binalar Yıkılacak Binalar Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 31

Genel Görünüm Maketi Kesit Görünümü Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 32

Kesit Perspektif Temel Kazısı : 25.05.2014 Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 33

Ankrajlı Duvar İnşaatı Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 36

Prototip Testleri Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 40

Prototip Testleri Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 41

Binada 3. bodrumda 459 adet ve teknik binada ise 46 adet yalıtım birimi bulunmaktadır. Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 42

Yalıtım Birimi Yerleştirilme Aşamaları Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 44

Deprem Yalıtımlı Binalarda Sorunlar ve Çözüm Önerileri Sorunlar ve Çözüm Önerileri Türkiye de uygulama alanı ve sayısı giderek artan deprem izolasyonu uygulamalarında karşılaşılan temel sorunlar şöyle özetlenebilir: 1. Türkiye deki tasarımcı mühendislerin / mimarların konu hakkında yeterli bilgi ve tecrübeye sahip olmaması 2. Türkiye deki yatırımcıların süreçleri hakkında yeterli bilgi sahibi olmaması 3. İzolatörlerin test süreçlerinde yaşanan sorunlar 4. Türkiye de konu ile ilgili yönetmelik ve standartların eksikliği Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 51

Deprem Yalıtımlı Binalarda Sorunlar ve Çözüm Önerileri Çözüm Önerileri Söz konusu sorunların çözümü ve daha iyi uygulamalara sahip olmak adına yapılabilecek çalışmalar şöyle özetlenebilir: 1. Tasarımcı mühendislerin / mimarların konu ile ilgili yüksek lisans ve doktora derslerinin açılması, meslek içi eğitimlerin yapılması (İMO, Üniversite, vd) 2. Tasarım ve uygulamaya esas döküman olarak yönetmeliklerin hazırlanması. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2016 Haziran ayında mühendislik camiası ile paylaşılmıştır. Söz konusu yönetmelik içinde en önemli konu bağımsız kontrol heyeti nin çalışma esaslarının belirlenmesi Deprem Yalıtımlı Binalarda Sorunlar ve Çözüm Önerileri Çözüm Önerileri 3. İzolatörlerin test süreçlerininden kaynaklanan sorunların giderilmesi için prototip testleri yerine kalite kontrol testlerine önem ve ağırlık verilmesi 4. Türkiye de konu ile ilgili üretim ve test merkezleri için gerekli akreditasyon ve onay kuruluşlarının oluşturulması ( Üniversiteler değil!!!) 5. Dünyada büyük mühendislik uygulamalarının en önemli bileşeni olan bağımsız kontrol heyeti oluşumunun Türkiye de de kurulması ( Üniversiteler değil!!!) Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 52

Deprem Yalıtımlı Binalarda Sorunlar ve Çözüm Önerileri Sonuç ve Değerlendirme Depreme karşı güvenli yapı tasarımında oldukça yeni bir teknoloji olan taban yalıtımı uygulamalarıın gelecekte daha kaliteli ve az sorunlu yürütülebilmesi için yapılması gerek çalışmaların oldukça fazla ve zor olduğu açıktır. Performansa dayalı tasarım felsefesi içinde yatırımcıların binalarından fonksiyonel kalma performansını hedef olarak belirlemesi durumuda taban yalıtımı uygulaması kaçınılmaz bir sonuç olarak ortaya çıkmaktadır. Binaların gerek yapısal gerekse yapısal olmayan elemanlarında hasarı minimize eden bu tasarım yaklaşımı deprem sonrası olası güçlendirme ve yenileme maliyetlerini de en aza indirgenmektedir. Deprem Yalıtımlı Binalarda Sorunlar ve Çözüm Önerileri Sonuç ve Değerlendirme Bu avantajları düşünüldüğünde taban yalıtımı uygulamasının ilk yatırım maliyetinin çok bir önemi kalmamaktadır. Günümüzde uygulaması giderek artan taban yalıtımı lı binalar için 2018 yılınının 1. yarısında yürürlüğe girmesi planlanan yeni Türk Deprem Yönetmeliği içinde yer alacak taban yalıtımı bölümüm ile tasarım, test ve uygulama aşamaları resmi kurallar çerçevesinde oturtulacaktır. Bu aşamada unutulmaması gereken bir nokta taban yalıtımı uygulamalarının özellikli uygulamalar olup bağımsız kontrol heyeti (peer review) altında gerçekleştirilmesi gerekliliğidir. Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 53

İlginiz için teşekkürler... Dr. Cüneyt Tüzün cuneyt.tuzun@boun.edu.tr Dr.Cüneyt Tüzün,IMO İstanbul,Aralık 2017 54