Sismik taban yalıtımlı binaların modellenmesi, tasarımında karşılaşılan problemler ve pratik mühendislik çözümleri

Abstract

Türkiye'de özellikle son dönemlerde sağlık yapıları sismik taban yalıtımlı binalar olarak inşa edilmektedir. Sağlık yapılarının büyük bir deprem sonrası hizmete devam edebilir olması, bu binaların sismik taban yalıtımlı olarak inşa edilmesini gerekli kılmaktadır. Taban yalıtımlı sistemlerin modellenmesi, analizi ve tasarımı standart yapılardan önemli ölçüde ayrışmaktadır. Bu tür yapıların tasarımında dikkat edilmesi gereken hususlar ve karşılaşılan tasarım sorunlarıyla ilgili çözümler hakkında alternatif tasarım yaklaşımlarına gereksinim duyulabilmektedir. Örneğin yakın fay yönelim etkilerine maruz sismik taban yalıtımlı binalarda izolatörlerdeki aşırı yüksek deplasman taleplerinin azaltılabilmesi için izolasyon kotunda sönümleyici damperlerin sisteme ilave edilmesine ihtiyaç olabilmektedir. Analizlerde yer ivmesi kayıtlarının düşey bileşeninin kullanılması zaman tanım alanında yapılan analiz sonuçlarını değiştirebilmekte ve sürtünmeli sarkaç tip izolatörlü sistemlerde tasarım taban kesme kuvvetlerini artırabilmektedir. Ortak izolasyon döşemesi üzerinde yer alan genleşme derzleriyle birbirinden ayrılmış bina bloklarında yatay rijitliği diğerlerine nispeten az olan blokların tasarım taban kesme kuvvetleri yüksek mod etkileri nedeniyle önemli mertebelerde artabilmektedir. Bu tip yapılaşma Türkiye'deki hastane binalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Söz konusu problemlerin tasarım aşamasında tespit edilmesi ve uygun çözüm yaklaşımlarının belirlenmesi deprem sonrası hemen kullanımı beklenen hastane yapıları için kritik öneme sahip görülmektedir. Bu tez kapsamında taban yalıtımlı binaların tasarımında karşılaşılan söz konusu sorunlarla ilgili tespit ve çözüm önerileri üzerine çalışmalar yapılmıştır.In Turkey, especially in recent years, hospital buildings are being built as base isolated buildings. The base isolated hospital buildings are important to ensure that they can continue to service after a major earthquake. The modeling, analysis and design of such systems differs from standard buildings. Alternative design approaches may be required for the design of such structures. For example, in order to reduce the extremely high lateral displacement demands on the isolators due to the near fault directivity effect, supplementary damping system may be required to be installed at the isolation level. The use of vertical ground motion may change the time history analysis results. The design base shear may increase due to consideration of the vertical ground motions (Friction Pendulum or Sliders). At the multiple blocks separated by the expansion joints located on the common isolation floor, design base shear may significantly increase in some of the relatively flexible blocks due to the heavy base mat and excitation of higher superstructure vibration modes. Such structures are widely used for the hospital buildings in Turkey. Identifying the aforementioned problems at the design stage and determining appropriate solution approaches are critical for hospital buildings that are expected to be operational immediately after the earthquake. In this thesis, studies have been carried out on the identification and solution of the problems related to the design of base isolated buildings