Standart yapılarda sismik izolasyon

Abstract

Bu çalışma, binaların periyodunu büyülterek deprem etkilerini azaltmak amacıyla kullanılan sismik izolatörleri, avantajlarını ve uygulamalarını incelemektedir. Sismik İzolasyon kavramına genelde uygulamanın yapı ile temel arasında yapılması nedeniyle sismik taban izolasyonuda denilebilir. Sismik taban İzolasyonunun temel ilkesi, bina ile temel arasına yanal rijitliği düşük elemanlar koyarak, binayı depremin yıkıcı etkilerinden uzaklaştırmak ve binaya ankastre temelli durumundaki doğal periyodundan ve özellikle deprem hareketinin hakim periyodundan daha büyük bir doğal periyod kazandırmaktır. Yaklaşık 30 yıllık mazisi olan sismik izolatörler ile ilgili başlangıçtaki kaygılar izolasyon yüzeyindeki aşırı deplasmanlarla ilgili olmuştur; ancak bu etkili enerji sönümleyicilerin geliştirilmesiyle aşılmıştır. Fleksibıl bir mesnet (örneğin elastomer esaslı mesnet) ile birlikte kullanıldığında enerji sönümleyiciler hem deplasmanları hemde deprem kuvvetlerini kontrol altına alabilmektedir. Pek çok izolatör enerji sönümleyicileri bünyesinde barındırmaktadır. (Örnek; kurşun çekirdekli elastomer mesnetlerde sönümleme işini ortadaki kurşun parça sağlar.) Günümüze kadar Yeni Zelanda, ABD, Japonya ve İtalya'da yüzlerce yapı ve köprüde izolasyon sistemleri kullanılmıştır. İzole edilecek yapının deprem analizleri ile izole edilmemiş yapının deprem analizleri arasında çok büyük farklılıkları yoktur. Tipik deprem akselerasyonları 0,1-1 arasmda dominant periyodlara sahiptir. Bu periyod arasındaki yapılar rezonansa girdikleri için şiddetli deprem yüklerine maruz kalırlar. Sismik İzolatörlerin en önemli özelliği yapının doğal periyodunu artırmalarıdır. Yapı periyodu deprem periyodunu aştığı için rezonans önlenmiş olur ve dolayısıyla akselerasyon katsayısı küçülür. Bu durumda tasarım esasıda açıktır. İzole edilmemiş yapı için kullanılan belirli faktörlerin yine belirli kat sayılarla çarpılması ve dolayısıyla yapıya etki edecek deprem yüklerinin küçültülmesi söz konusudur. Bu durumda yapılması gereken, toplam tasarım deplasmanının hesaplanması, akselerasyon katsayısının tespiti, zemin etkileri ve zemin katsayısının dikkate alınması ve response değiştirme katsayısının analizlere dahil edilmesidir. Bu çalışmada dünya üzerindeki sismik izolatör kullanılarak sismik yalıtım yapılan birçok örnek gösterilmiş ve bu örneklerden İstanbuldaki Türk Ekonomi Bankası Yönetim binası projesi detaylı incelenmiştir.This study, examines the advantages and applications of seismic isolators used in order to decrease the effects of earthquakes upon buildings by increasing their periods. Seismic Isolation is generally referred to as Seismic Base Isolation, because' ft is generally applied between the foundation and the building. The basic property of the Seismic Base Isolation is to decouple the building from the earthquakes destructive effects and to increase the undamped period of the building, and the earthquake, by installing low lateral rigidity elements between the foundation and the building. The initial concerns about the seismic isolators had been the large displacements on the isolation surface, however this problem has been solved with the coming of effective energy dissipators. When used with a flexible bearing (e.g. elastomeric based bearings), energy dissipators are able to control both the displacements and the seismic forces. A majority of isolators have dissipators within themselves (e.g. in lead cored elastomeric bearings dissipation is done by the lead core). To this day hundreds of structures have been seismically isolated in New Zealand, U.S.A., Japan and Italy. There aren't much differences between the seismic analyses of the building to be isolated and the unisolated building. Typical Earthquake accelerations' dominant periods are between 0,1-1. Seismic isolators' most dominant characteristic is the lengthening of the natural period of the structure. Because the structural period is larger than the earthquake's period, resonance is prevented and acceleration coefficient is decreased. In this case design principle is obvious. Certain factors multiplication with certain coefficients used for the unisolated building and decreasing the seismic load is in question. In this case, calculation of the total design displacement, establishing the acceleration coefficient, base effects, base coefficient, and response change coefficients needs to be included in the analyses. In this study, many examples have been given on the application of seismic isolators, around the world, and of these examples Türk Ekonomi Bankası Headquarters in Istanbul has been examined in detail.