Son yıllarda Türkiye de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanında ne yazık ki yıkıcı depremler yaşandı. Depremle yaşamayı öğrenmek ve bireysel, kamusal, kurumsal tedbirleri almak kaçınılmaz bir hal aldı ve depreme dayanıklı yapıların inşa edilmesinin önemini de bir kez daha anladık. Yapıları depreme dayanıklı hale getirmenin etkili yollarından biri de sismik izolatör kullanmak.
Bina sismik izolatörü, bir yapı ile temeli arasına yerleştirilen cihazlardan oluşur. Sismik izolatör sistemi özetle depremin enerjisini emerek deprem kuvvetini azaltır ve yapıyı hasardan korumaya yardımcı olur. Bu yazımızda sismik izolatör hakkında merak ettiklerinizi ele aldık.
Sismik izolatörler, deprem anında yapının maruz kaldığı sarsıntı miktarını azaltmak için bina ile temeli arasına yerleştirilen cihazlardır. Aslında bir çeşit deprem yalıtımıdır. Nasıl ki binalarımızı su ve hava koşullarına karşı korumak için dış yalıtım yaptırıyorsak deprem sarsıntısına karşı korumanın bir yolu da deprem yalıtımı için kullanılan sismik izolatördür.
Deprem sismik izolatörü, yapıyı zeminden yalıtmak ve yapıya sismik şok yayılmasını azaltmak için kullanılan bir araçtır. Yapısal hasar olasılığını azaltmanın yanı sıra bina içindeki eşyalarda -özellikle de bilgisayar, hassas aletler, tıbbi cihazlar ve iletişim sistemleri gibi ekipmanlarda- ikincil hasarları da en aza indirir. Bu nedenle konutlarda kullanımı yeni yeni gündeme gelse de hastane, okul, kritik kamu binaları gibi önemli yapılarda kullanılması kaçınılmazdır.
Sismik İzolatör Nasıl Çalışır?
Deprem izolasyonu olmayan binalarda depremin yıkıcı etkisini binanın kolon ve kiriş gibi taşıyıcı sistemleri karşılar. Bu durum, bina ve zemin şartları ile deprem şiddetine göre binanın yapısal elemanlarına zarar verebilir. Deprem izolasyonu yani sismik izolatör olan binalarda ise depremin etkilerine sismik izolatörler cevap verir. Nasıl mı?
Deprem sırasında kırılan fayların oluşturduğu sismik dalgalar, zeminin yapısına göre farklı hızlarda yayılmaya başlar. Zemin yumuşak olduğunda sismik dalgaların hızı düşükken sert zeminlerde yüksektir.
Binalar bu sismik dalgaların etkisiyle titreşebilir. Bu binanın salınım yaptığı anlamına gelir. Binanın salınım sonrası eski konumuna dönmesi için de belli bir süre gerekir. Bu süreye periyot deniliyor. Bir saniye içinde hareketin kaç kez tekrarladığı ise frekansı ifade ediyor.
Bina ve zeminin periyotları yani eski konuma geri dönme süreleri birbirine yakınsa deprem esnasında binada rezonans meydana gelir. Bu en basit anlatım ile binada hasarın artması demektir. İşte, sismik izolatör sistemi, binayı bu etkilerden korumak için yapıyı zeminden ayırarak binanın zeminden bağımsız hareket etmesini sağlayan bir esneklik katmanı oluşturur.
Sarsıntı ile esneyen izolatörler deprem anında yatay hareket ederek binada oluşacak rezonans etkisini önler. Yani şiddetli sarsıntı esnasında bina bu sarsıntıdan etkilenmez ya da küçük salınımlar yapar. Bu da yapıyı hasardan korurken bina sakinlerinin yaralanmasını önlemeye yardımcı olur. Diğer koşullara da bağlı olarak bina ya hiç hasar almaz ya da hafif düzeyde hasarlanır.
Sismik İzolatör Çeşitleri Nelerdir?
Sismik izolasyon için kullanılan 3 farklı sismik izolatör bulunur:
Sürtünmeli sarkaç izolatör, enerjiyi emmek yani sönümlemek ve binanın alacağı sarsıntıyı azaltmak için bir sürtünme mekanizması kullanır. Bir dizi silindir tarafından desteklenen çelik levhadan oluşur. Deprem sırasında makaralar çelik levhaya doğru kayarak sallamanın enerjisini dağıtan bir sürtünme yaratır. Bu da binanın salınım periyodunu artırarak yıkıcı etkiyi azaltır.
Kurşun çekirdekli kauçuk izolatör, enerjiyi emmek ve sarsıntıyı azaltmak için kurşun ve kauçuk kombinasyonundan yararlanır. Kauçuk kaplı kurşun çekirdek, yapıya iletilen sarsıntı miktarını azaltacak şekilde tasarlanır. Deprem esnasında kuvveti etkili bir şekilde dağıtır, binanın titreşim periyodunu uzatır ve binanın ivmesini azaltır.
Yüksek sönümlü izolatör ise enerjiyi emmek ve sarsıntıyı azaltmak için kauçuk ve sönümleyicileri birlikte kullanır. Enerjiyi kontrollü bir şekilde dağıtmak üzere tasarlanmış olan damperler, bu sismik izolatörlerin deprem sırasında aşırı gerilmesini önlemeye yardımcı olur.
Sismik İzolatör Kullanım Ömrü Ne Kadardır?
Sismik izolatörlerin kullanım ömrü; sismik izolatörün çeşidi, yaşadığı depremlerin şiddeti, ortam koşulları ve yapılan bakım dahil olmak üzere bir dizi faktöre göre değişir. Bu nedenle sismik izolatörlerin gerektiği şekilde çalışabilmeleri için düzenli olarak kontrol ve bakımlarının yapılması önem arz eder. Kontrol ve bakım sırasında gerekli görülürse sismik izolatörlerin değiştirilmesi de hayati öneme sahiptir.
Sürtünmeli sarkaç izolatörlerin makaraları eşit şekilde aşınacak şekilde tasarlandığı için uzun yıllar değiştirilmeleri gerekmeyebilir. Bu izolatörlerin ömürleri 50 yıl veya daha fazladır.
Kurşun çekirdekli kauçuk izolatörler de 50 yıl veya daha uzun süre aşınmadan dayanacak şekilde tasarlanır.
Yüksek sönümlü izolatörler ise şiddetli depremlerde minimum deformasyona uğrar. 60 yıl ve üzeri hizmet ömrüne sahiptir.
Birden fazla büyük deprem yaşayan ve uygun şekilde bakımı yapılmayan sismik izolatörlerin beklenenden daha erken değiştirilmesi gerekebilir.
Sismik izolatör bakım sıklığı, çeşidine göre değişiklik gösterir; ancak maliyetli değildir. Büyük ve orta şiddetli deprem sonrasında mutlaka kontrol edilmesi, deprem olmasa da yıllık ve 5’er yıllık periyodik bakımların yapılması önerilir.
Sismik İzolatör Nasıl Yapılır?
Sismik izolatör yapımı da merak edilen konular arasında. Sismik izolatör, deprem yalıtımı için kullanıldığından binanın temeline ya da bodrum katına yerleştirilir. Böylece deprem anında zeminden gelen sarsıntının etkisini minimum düzeyde binaya yansıtır. İzolatörlerin yerleştirilmesi yetkili ve uzman şirketler tarafından yapılmalı ve denetlenmelidir.
Binanın elektrik, su, gaz gibi tesisatları binaya dahilken sismik izolasyonlu bina deprem anında bina zemininden ayrı hareket eder. Bu nedenle şehir şebekelerin bağlantısı için özel ara parçalar kullanılır. Sismik izolatörler aracılığıyla deprem anında bina hareket edeceği için binanın çevresinde belirli bir mesafe bırakılır. Buna sismik boşluk adı verilir. Sismik boşluğun üzerine de özel kapaklar kapatılır.
Sismik İzolatör Sonradan Yapılır mı?
Sismik izolatörler, deprem sırasında yapıları hasardan korumak için bina inşa edilirken veya belirli koşulları sağlayan mevcut yapılarda güçlendirme olarak kullanılabilirler. Aralarında sismik boşluk için yeterli mesafe olmayan bitişik binalara uygulanamaz. Kat sayısı arttıkça binaların sarsıntı sonrası eski konumlarına dönme süreleri uzadığından 10’un üzerinde kata sahip binalarda da sismik izolatör tek başına kullanılmaz.
Sismik İzolatör Avantajları Ve Dezavantajları Nelerdir?
Bir binada sismik izolatör kullanmaya karar vermeden önce faydalarını ve sınırlamalarını değerlendirmek önemlidir:
Sismik izolatör avantajları:
Sismik izolatör, deprem sırasında binanın aldığı hasar miktarını azaltmaya yardımcı olur.
Bina sakinlerini sarsıntı sırasında güvende tutmaya destek olur.
Değerli ekipmanları hasara karşı korur.
Yapıda hasar riskini azalttığı için düşük sigorta primleri ile sigorta maliyetini düşürür.
Deprem sırasında yapıya uygulanan stres miktarını azaltarak erken aşınma ve yıpranmayı önler, yapıların ömrünü uzatır.
Sismik izolatör dezavantajları:
Geleneksel inşaat yöntemlerinden daha maliyetlidir.
Uygulaması, montajı daha zordur. İnşaat sürecinde daha dikkatli planlama ve koordinasyon gerektirir.
Her yapı tipine uygun değildir. Örneğin sismik izolatör kuvvetli bir rüzgarda yapının daha fazla sallanmasına neden olabilir.
Sismik İzolatör Fiyatları Ne Kadar?
Sismik izolasyon; binanın sahip olduğu kat, kolon adedi, zemin türü gibi faktörlerden dolayı projeye özel tasarlanır. Bu nedenle sismik izolatör maliyeti, projeden projeye farklılık gösterir. Hal böyle olunca sismik izolatör fiyatları ortalama olarak yapım maliyetinin %10’una denk gelir. Sismik izolatör maliyeti hesaplamasına arsa payı da katılırsa bu oran daha da düşebilir.
Sismik izolatör hakkındaki soruları yanıtladık. Binanız için sismik izolatör kullanmayı düşünüyorsanız sismik izolatörlerin kullanım ömrünü belirlemek ve bir bakım planı geliştirmek için alanında uzman bir mühendisle görüşmenizi öneririz. Dilerseniz depreme dayanıklı temel özellikleri hakkında detaylı bilgi verdiğimiz “Depreme Dayanıklı Bina Temeli Hakkında Tüm Merak Ettikleriniz” yazımıza da okuyabilirsiniz.
