KAPSAM Sismik İzolasyon Temel İlkeleri İzolatör Tipleri İzolatörlü Tasarım Genel Süreci Sorunlar ve Çözüm Önerileri
SİSMİK İZOLASYON TEMEL İLKELERİ Sismik izolasyon basitçe, yatay olarak esnek, düşey doğrultuda rijit elemanları binanın tabanına yerleştirerek üst yapıyı yüksek frekanslı deprem hareketinden sakınmaktır. Konvansiyonel Tasarım Sismik İzolasyon
SİSMİK İZOLASYON TEMEL İLKELERİ Taban Kesme Kuvveti Deplasman Kuvvet Yapının rijitliğini azaltmak suretiyle periyodunu uzatarak daha az deprem yükü etkimesi hedeflenir. Periyod Uzatımı Kat ivmeleri düşürülerek hassas ekipmanlara ve/veya bina içeriğine etkiyen kuvvetlerin azaltılması sağlanır. İzolatörsüz Bina Taban İzolatörlü Bina Periyod Yapıdaki sönüm oranını ve enerji tüketme becerisini artırarak deplasmanların kontrol altına alınması hedeflenir. Artan Sönüm Periyod Artan Sönüm Periyod
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)
KAUÇUK İZOLATÖRLER Kauçuk İzolatörler, projenin ihtiyacına göre kayıcı tipte (slider) diğer izolatörler ile beraber kullanılabilir. Kayıcı İzolatörler -Genel olarak izolasyon sisteminde düşük yatay rijitlik istenildiğinde Kauçuk İzolatörler veya -düşük yatay rijitlik istenilen spesifik bölgelerde kullanılır Düşük Sürtünmeli Kayıcı İzolatörler
SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER
SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Tek Sürtünme Yüzeyli Çift Sürtünme Yüzeyli
SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER Üç Sürtünme Yüzeyli Sarkaç
SÜRTÜNMELİ SARKAÇ İZOLATÖRLER
Sürtünmeli Sarkaç İzolatörsüz Kurşun Çekirdekli Kauçuk
İzolatör Tipi Seçimi Performans talebi, deprem riski, yapının geometrisi, mimari tasarım, ekonomik sebepler izolatör tipi seçiminde rol oynar Kauçuk izolatörlerin kauçuk yüksekliğinin 4 katına (%400 kayma birim şekil değiştirmesi) kadar çalışabildiği görülmüştür. Tasarım değeri %200-250 kayma birim şekil değiştirmesi Kayıcı izolatörlerin deplasman kapasitelerinin iyi hesaplanması gereklidir. Avrupa menşeili izolatörlerde koruyucu dış bant yoktur Amerika menşeili izolatörlerde koruyucu dış bant bulunur Darbe (Impact) vs. Zorlanmış Kayma (Forced Sliding)??
İzolatör Tipi Seçimi Soğukta kauçuk sertleşir ve rijitleşir Sürtünmeli Sarkaç??? Burulma düzensizliği olan, asimetrik binalar (Ağırlık Merkezi vs. Rijitlik Merkezi) Sürtünmeli sarkaç izolasyon sisteminde ağırlık merkezi ve rijitlik merkezi çakışıktır. Kauçuk izolatörler için özel ve zahmetli çalışma gerekir. Farklı rijitlikte izolatörler kullanılır. Deprem Riski (Yüksek Deplasman Talebi) Kauçuk İzolatörlerde deplasman kapasitesi yükseklik ile orantılıdır. Yükseklik artınca burkulma riski de artar İlave Sönümleyiciler (Damper) ile deplasman sınırlandırılabilir.
İzolatör Tipi Seçimi Düşük Sönümlü, Yüksek Sönümlü, Kurşun Çekirdekli İzolatör??? Düşük sönümlü kauçuk izolatörler genel olarak tek başlarına kullanılmaz Sönüm genel olarak ilave sönümleme sistemi (damper) kullanılarak sağlanır Yüksek sönümlü kauçuk izolatörler %15 mertebesinde sönüm sağlayabilirler. EN15129 a göre dinamik prototip ve üretim testlerine ihtiyaç yoktur Kurşun Çekirdekli izolatörlerde, Kurşun çekirdek sayesinde %20-25 mertebelerinde sönüm elde edilebilir
İzolatör Tipi Seçimi Üç Sürtünme Yüzeyli, Çift Sürtünme Yüzeyli, Tek Sürtünme Yüzeyli Sürtünmeli Sarkaç???? Tek sürtünme yüzeyli sarkaçların deplasman kapasiteleri düşüktür (düşük deprem riski) Üç sürtünme yüzeyli sarkaçlar daha küçük depremde aktive olurlar Üç sürtünme yüzeyli ve çift sürtünme yüzeyli sarkaçlar ile büyük depremlerde aynı performans elde edilebilir Üç sürtünme yüzeyli sarkaçların plan boyutu (dolayısıyla maliyet) daha ufaktır.
Süreç Genel Tasarım (Generic Design) Genellikle kamu ihalelerinde İzolatör Tipi ve Tasarımı Belirli Kamu ihalesi veya özel sektör İzolatör Üreticisi Belirli Özel sektör
Süreç Genel Tasarım (Generic Design) 1/2 Avan Mimari Proje Yüklenici Projeci Seçimi DBE Depremi V b Yapısal Tasarım MCE Depremi Δ max Diletasyonlar Sismik Tehlike Analizi İzolasyon Ara Yüzünün Belirlenmesi Statik Hesap (Sismik Ağırlık) Performans Hesabı Yapısal Tasarım Teknik Şartname Hazırlanması Üreticilerden Tekliflerin Toplanması Teknik Değerlendirme Ekonomik Değerlendirme Üretici Seçimi 2/2
Süreç Genel Tasarım (Generic Design) 2/2 İzolatör Özelliklerinin Uygunluğunun Teyidi (Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz) OK Seçilen İzolatör Tipi ve Boyutlarına Göre İzolasyon Ara Yüzü Detaylarının Revizyonu X İzolatörlerin Yeniden Tasarımı Prototip Üretimi ve Testleri OK Seri Üretim ve Fabrika Üretim Testleri X X İzolatörlerin Yeniden Tasarımı Test Frekansı Sıklaştırılarak Tekrar Edilir
Süreç İzolatör Tipi ve Tasarımı Belirli 1/2 Avan Mimari Proje Yüklenici Projeci Seçimi İzolatör Tasarımı (Proje Müellifi) Proje Müellifi tarafından İzolatör Özelliklerinin Uygunluğunun Teyidi (Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz) Yapısal Tasarımın Sonlandırılması Sismik Tehlike Analizi İzolasyon Ara Yüzünün Belirlenmesi Statik Hesap (Sismik Ağırlık) Performans Hesabı Teknik Şartname Hazırlanması Üreticilerden Tekliflerin Toplanması Teknik Değerlendirme Ekonomik Değerlendirme Üretici Seçimi 2/2
Süreç İzolatör Tipi ve Tasarımı Belirli 2/2 X Prototip Üretimi ve Testleri İzolatörlerin Yeniden Tasarımı OK Seri Üretim ve Fabrika Üretim Testleri X Test Frekansı Sıklaştırılarak Tekrar Edilir Avantajı Proje müellifinin yapacağı doğru ve detaylı bir tasarım ile süreç oldukça kısalacaktır Dezavantajı Yeterince bilgi ve deneyime sahip deprem mühendisi eksikliği Yanlış bir tasarım süreci daha da uzatacaktır
İzolatör Üreticisi Belirli Süreç Avan Mimari Proje Yüklenici Projeci - Üretici Seçimi Sismik Tehlike Analizi İzolasyon Ara Yüzünün Belirlenmesi Statik Hesap (Sismik Ağırlık) Performans Hesabı İzolatör Tasarımı (Üretici +Proje Müellifi) Proje Müellifi tarafından İzolatör Özelliklerinin Uygunluğunun Teyidi (Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz) Yapısal Tasarımın Sonlandırılması Prototip Üretimi ve Testleri Seri Üretim ve Fabrika Üretim Testleri
Süreç Avantajı Proje Müellifi ve Üretici projenin başından beraber çalışacak ve yapı için en uygun izolasyon sistemi özelliklerine karar verebilecektir Üretici deneyimini projeye yansıtacaktır İhale süreci baştan yapıldığı için süreç oldukça kısalacaktır Dezavantajı Kamu ihale kanununa uygun değil En doğru ve yetkin üreticinin seçimi?? Deneyimsiz ve yeterli bilgiye sahip olmayan Proje Müellifi + Yanlış Üretici =????
Sorunlar ve Çözüm Önerileri Deprem İzolasyonlu Yapılar Afet Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007) kapsamı dışındadır. AFAD tarafından yürütülen Deprem Yönetmeliğinin güncellemesi çalışmaları kapsamında Pasif Yapısal Kontrol (Deprem İzolasyonu ve Sismik Sönümleyiciler) ile ilgili bir ilave bölüm hazırlanmaktadır. Tahmini yayınlanma tarihi 2015 Deprem İzolasyon Derneği tarafından hazırlatılan taslak Sismik İzolasyon Yönetmeliği ne websitemizden ulaşılınabilir. www.did.org.tr Yerli yönetmelik eksikliği sırasında Amerikan ve Avrupa Şartnameleri kullanılabilir. (ASCE 7-10, EN 15129 vb.)
Sorunlar ve Çözüm Önerileri Yeterli bilgi ve deneyime sahip mühendis eksikliği bulunmaktadır Deprem İzolasyonu İnşaat Mühendisliği lisans, ve Deprem Mühendisliği yüksek lisans müfredatına sokulmalıdır. İnşaat Mühendisleri ve Mimarlar için özel eğitimler düzenlenmelidir (TMMOB, DID vb. Kuruluşlarca) Deprem İzolasyonlu projeler için Bağımsız Kontrol Heyeti oluşturulmaldır???
Sorunlar ve Çözüm Önerileri Test süreci çok uzun Prototip testleri için yeterli donanıma sahip laboratuar çok az Türkiye de devlet destekli tam donanımlı bir laboratuar kurulması gerekli Üreticiler prototip testi yapılmış izolatörlerden oluşan katalog oluşturmalılar (Özellikle konut tipi küçük binalar için) Yüksek Sönümlü Kauçuk İzolatör (HDRB) ve İlave Sönümleyiciler (Damper) ile birlikte Düşük Sönümlü Kauçuk İzolatör (LDRB) kullanımı yaygınlaştırılmalı EN15129 HDRB ve LDRB tip izolatörlerin dinamik özelliklerinin, elastomer malzeme üzerinde veya sınır olmaksızın ölçeklendirilmiş numuneler üzerinde yapılan testler ile tespit edilmesine imkan vermektedir.
Türkiye için Deprem kaçınılmaz bir gerçektir Deprem İzolasyonu Türkiye nin Geleceğidir