İki kamu hastanesi depremi bu sistem sayesinde hasarsız atlattı (Sismik izolatör nedir?)

Malatya Kadın Doğum ve Çocuk Hastanesi ile Gaziantep İnayet Topçu Hastanesi, zeminlerine yerleştirilen sismik izolatör sayesinde 10 ilde yıkıma neden olan 7,7 ve 7,6 büyüklüğündeki depremleri hasar almadan atlattı.

Deprem sırasında her iki hastanede kaydedilen videoları izleyen Dokuz Eylül Üniversitesi (DEÜ) Jeofizik Mühendisliği Emekli Öğretim Üyesi Prof. Dr. Mustafa Akgün, görüntülerin, izolatör kullanımının ne kadar önemli olduğunu ortaya koyduğunu dile getirdi.

Akgün, "Malatya Hastanesindeki görüntüde izolatör sayesinde zemin ile bina farklı hareket ediyor. Gaziantep İnayet Topçu Hastanesinde kaydedilen görüntü ise bu sistemin bina içindeki etkisini gösteriyor. Binanın çok sallanmasını engellemiş. Böylece hemşireler ayakta durabilmiş ve kuvözleri tutabilmiş" diye konuştu.

Bu sistemi araba amortisörüne benzeten Akgün, şöyle devam etti:

"Binayı zemine sabitlediğimiz zaman otomatikman bina ve zemin ortak hareket ediyor ve bina zeminden aldığı enerjiyi atıncaya kadar sallanmayı sürdürüyor. Bu sallanma sırasında bina esnekliğini kaybederse yıkılıyor. İzolatör dediğimiz sistem araba amortisörlerinde kullanılan bir sisteme benzer. Yaylı bir sistemle bina zeminden ayrılıyor. Böylece bina, zemindeki davranışın tamamını içine almıyor. İzolatör, zemin hareketinin kontrollü olarak binaya aktarılmasını sağlıyor."

Prof. Dr. Akgün, bu sistemin, doğru yapılırsa koruma sağladığına değinerek, "Bu sistem sonradan yapılan binalara da uygulanabilir fakat maliyeti yüksek olur. Çünkü kolonlar kesilecek ve kolonların arasına konacak." ifadelerini kullandı.

ERKEN UYARI SİSTEMİ DE ÖNEMLİ

Sismik izolatör kadar erken uyarı sisteminin de önemli olduğuna dikkati çeken Akgün, şu değerlendirmede bulundu:

"Sismik izolatörler binanın deprem sırasındaki davranışını kontrol ediyor ama bir de deprem erken uyarı sistemleri var. Bu Meksika'da uygulandı. İtalya'da ve Amerika'da da var. Sizin bölgenize yıkıcı deprem dalgası gelmeden uzaklığa göre yaklaşık 20 saniye önceden haberiniz oluyor ve uyarılar veriliyor. Siz depreme uykuda değil uyanmış olarak yakalanıyorsunuz. Zamanınız oluyor. İstanbul'da yapılmış yerler var. İzmir'de denemesi yapıldı. Dünyadaki gelişimlerin Türkiye'de de uygulanması gerekiyor. Bu Japonya'da, Meksika'da var. Meksika son büyük depreminde bunu kullandı ve birçok can kaybı engellenmiş oldu."

SİSMİK İZOLATÖR NEDİR?

İzolasyon cihazları binanın altına yerleştirilerek yapıyı deprem hareketlerinden ayırır. Sismik izolasyon, binanın sallanmasını önemli ölçüde azaltabilir. Sismik izolasyon yöntemi, lamine kauçuk mesnetlerin geliştirilmesiyle mümkün olmuştur. Şekil  5, bir lamine kauçuk yatağın enine kesit görünümünü göstermektedir. Kauçuk yatak, çok sayıda ince kauçuk levha tabakasından ve güçlendirici çelik levhalardan oluşur ve çok düşük yatay sertliğe sahiptir. Şekil  6Yaygın olarak kullanılan sismik izolasyon cihazlarını gösterir.

Sismik izolasyon metoduna, deprem anında  meskenlerin hasarını indirgemek adına lamine kauçuk mesnetler ile beraberenerji sönümleme cihazları takılması şarttır. Bir kurşun-kauçuk yatak, yatağın ortasındaki katı bir kurşun tıkacın göbeği etrafında kauçuk ve çelik katmanlarından oluşur. Kurşun fiş, bir enerji emici cihaz olarak hizmet eder. Yüksek sönümlemeli kauçuk yatak, hareketin neden olduğu enerjiyi yaymak için mühim sönümleme sağlamak üzere özel kauçuklar kullanır.

Sismik izolasyon yöntemleri, izolatörlerin yerleşimine göre ikiye ayrılabilir. Biri, izolatörlerin yapının tabanına yerleştirildiği 'Taban izolasyonu' olarak adlandırılır. Diğeri, izolatörlerin üst yapıda daha yüksek bir kotta kurulduğu 'kat ortası izolasyonu' olarak adlandırılır. Şekil  8, orta katlı sismik yalıtımlı bir binayı göstermektedir. Bina 80 m uzunluğunda ve 20 m genişliğinde olup, zemin kat açık alan olarak hizmet vermektedir. Zemin kattaki altı büyük kolonun her bir tepesine birer lamine kauçuk mesnet yerleştirilmiştir.

SİSMİK İZOLATÖR NEREDE KULLANILIR?

Bir deprem hareketine yanıt veren bir sallama masası üzerine yerleştirilmiş döşenmiş iki odanın karşılaştırmasını göstermektedir. Bir oda sismik izolasyonlu bir binadadır. Diğeri geleneksel bir binada. Sol üstteki resim, sismik olarak izole edilmiş bir binadaki odanın tepkisini göstermektedir. Sağ alttaki resim, geleneksel bir binadaki odanın tepkisini göstermektedir. Konvansiyonel binada dolapta bulunan sofra takımları yere düştü. Aksine, sismik yalıtımlı binada yapı daha az zorlanarak hareket ettiğinden çok az hasar görmüştür. Sismik izolasyon yöntemi, sadece yapısal güvenliği değil, aynı zamanda yapıdaki insan ve mülklerin emniyetini ve güvenliğini de sağlar.

DEPREM İZOLATÖRÜ ÇALIŞMA PRENSİBİ

Depremlerin neden olduğu potansiyel hasarı azaltmak için, eski yöntemler perde duvarlar veya çaprazlı çerçeveler ekleyerek bina rijitliğini arttırdı. "Sismik Taban İzolasyon Sistemi", yapıyı zeminden yalıtmak ve yapıya sismik şok yayılmasını azaltmak için esnek bir yaklaşımdır.

"Sismik Temel İzolasyon Sistemi", yapısal hasar olasılığını azaltmanın yanı sıra, bina içindeki bilgisayarlar, hassas aletler, tıbbi cihazlar ve iletişim sistemleri gibi ekipmanlarda ikincil hasarları da en aza indirir. Zemin ile üst yapı arasına “Sismik Taban İzolasyon Sistemi” tesis edilir. Bridgestone Multi-Rubber Mesnet, sismik taban izolasyonu için ideal bir çözüm olduğu kanıtlanmış bir izolasyon kauçuk mesnettir.

SİSMİK GÜVENLİK NEDİR?

Bu taban izolasyon sistemleri genellikle yapının ağırlığını desteklemek için bir veya daha fazla tip mesnet içerir. Bu bileşenlere bazı örnekler; elastomerik pedler, kayar plakalar veya ters sarkaçlar. Bu bileşenlerin tümü, bir miktar enerji dağılımı sağlayabilir, ancak tipik olarak yalnızca histeretik sönümleme biçimindedir. Histeretik sönümleme, enerji emilimi açısından belirli sınırlamalara sahiptir ve bazı durumlarda daha yüksek modları harekete geçirebilir.

SİSMİK İZOLATÖR HESABI

Sismik izolasyon (deprem izolasyonu veya taban izolasyonu), binanın kendisi ile temeli arasına yerleştirilen, bina ile zemin arasında bir katman oluşturan ve amacı bina içindeki tüm bileşenleri tahribattan korumak olan özel bir cihazdır (deprem izolasyon cihazları). depremin etkileri.

Deprem izolatörleri (sismik izolatörler veya taban izolasyon cihazları) binalarda kolon başına bir, perde altına ise birden fazla konur ve üst yapı temelden ve zeminden ayrılır. Sismik izolasyon, cihazların yanal esnekliği sayesinde uygulandığı yapının periyodunu arttırır ve izolatör arayüzünde (deprem izolasyon cihazları ile) deprem anında oluşacak yatay yer değiştirme talebini karşılar. Ayrıca normal yapılarda %5 olarak kabul edilen sönüm oranı, deprem yalıtımı söz konusu olduğunda %20 ve üzerine çıkmakta ve depremin yıkıcı etkilerinin azaltılmasında ekstra rol oynamaktadır.

Binanın mimari çözümleri deprem izolatör uygulamasına uygun hale getirildikten sonra statik hesaplar daha etkin bir şekilde yapılabilmektedir. Aynı şekilde deprem izolatör modellerine sahip, lineer ve lineer olmayan analizler yapabilen ve bu alanda kendini kanıtlamış yapısal analiz programları ile statik hesaplar yapılmalıdır.

Statik hesaplara başlanmadan önce AFAD tarafından yayınlanan Türkiye Deprem Tehlike Haritası tasarım spektrumu ile sahaya özgü sismik tehlike analizleri de uzmanlara yaptırılmalı ve ilgili hesapların yapısına bundan sonra geçilmelidir. Deprem yalıtımlı binalarda statik modelleme ve analizler yapılırken dikkat edilmesi gereken temel noktalar “Statik Modeling in Deprem Yalıtımlı Binalar – Genel Yaklaşım Prensipleri” adlı dosyada bulunmaktadır.