Depremin oluşturduğu yıkımlar ile depreme dayanıklı tasarım teknolojileri gündeme çıkmıştır. Deprem etkisini yüksek miktarda ortadan kaldıran ve herkesin dilinde olan bir teknoloji de “Sismik İzolatörlerdir”.
Sismik İzolatör Nedir?
Deprem vb. doğal afetlerde yapıların zarar görmesi ve ileri seviyelerinde ise yıkılmasının nedeni, mevcut yapı yükünün üstüne beklenmeyen yüklerin eklenmesidir. Deprem bölgelerindeki oluşan yapısal hasarların çoğunluğu, yapısal olmayan, sonradan yapıya etki eden yüklerin, yapı rijitliğini bozması ile yüksek ivmenin oluşması ve hareketlenmesiyle meydana gelir.
Sismik izolatörler, deprem esnasında yapıya etki eden titreşimleri kontrol edip yapının depremden en düşük seviyede etkilenmesini sağlayan yapısal sistemlerdir. Sismik izolatörler, yapının temelinde bulunur. Temel ile üstündeki yapı arasında titreşim emici bir bariyer olarak çalışıp, zeminden gelen deprem titreşimlerini, yapının üst katlarına iletmeden kontrol ederek deprem etkisini bir nevi temelde keser.
Daha detaya girersek, sismik izolatörler yapının bodrum ve zemin katı arasında bulunan kolonlara uygulanır. Kolonlar sistemin özelliklerine göre belirli yerlerden kesilip boşluklar oluşturulur. Bu boşluklara sismik izolatörler yerleştirilir. Sismik izolatörler hem kolonun taşıma özelliğini eksiltmeden yapının taşıyıcı sistemine katkıda bulundukları gibi aynı zamanda da temelden gelen titreşimlerin üst katlara çıkmasını engellerler. Yapıyı yerden ayırarak deprem etkisi yapı bütününde kendini gösteremez ve kullanıcılar için normal taşıyıcı sistemlere göre çok daha güvenli bir yapı oluşur.
Sismik izolatörleri seçmeden önce, yapıya her yönden gelecek deprem yüklerine karşı dayanım testi yapılmış ve sertifikalandırılmış çelik muhafazalı izolatörler olduğundan emin olmalısınız.
Sismik İzolatörler Nasıl Çalışır?
Sismik İzolatörlerin ana prensibi, yapıya sonradan gelen deprem vb. afet yüklerini emerek yapının korunmasıdır. Yüksek elastik özellikli malzemelerin kullanılması ile bu emme sağlanabilir. Sismik izolatörlerin içinde ayarlanabilir çelik yaylar ya da kauçuk takozlar olması gerekir. İzolatör gövdesinde yer alan bu iki malzemenin depreme karşı davranışları farklıdır.
Kauçuk; yüksek frekanstaki titreşimleri alır. Deprem sırasında yapının yatay yönde hareketini sağlayarak, üstünde bulunan yapının deprem hareketinden bağımsız bir şekilde ayakta kalmasını sağlar.
Çelik yaylar; yüksek titreşim yalıtımı gerektiğinde, ağır yükleri karşılayabilmeleri için tercih edilirler. Yani yapıdan gelen eksenel kuvvetleri taşırlar.
İzolatörün gövde malzemesi, kapalı mahallerde yüksek dayanımlı boya, açık mahallerde ise galvaniz ile kaplanmalıdır. Gövdenin içinde çelik yaylar bulunuyorsa, bu yaylar da PVC ile kaplanmalıdır. Yayların tabanında ince bir kauçuk tabakası bulundurulması gerektiğine dikkat edilmelidir.
Sismik İzolatör Tipleri
Pasif Sismik İzolatörler; bu tip izolatörlerde, depremden kaynaklanan titreşimler, sistem tarafından emilerek yapıya etki eden kuvvet miktarı azaltılır. Yüksek frekanslı titreşimleri filtreleyip, yapıda minimum hasarın oluşmasını sağlar. Bu tip izolatörlerin en yaygınları ELASTOMERİK yastıklardır. Polimerik malzemelerden yapılmış yastıklar, bir dizi elastomerik levhanın üst üste yerleştirilmesi ile oluşur.
Aktif Sismik İzolatörler; Pasif sismik izolatörlere ek olarak, sarsıntılara müdahale ederek, yapıya etki eden titreşimlerin miktarını azaltırlar. İzolatör bünyesinde kontrol edilebilir bir kuvvet uygulayan aktüatörler vardır. Yapıya uygulanan bu kontrollü kuvvetler, deprem sırasında yapıya etki eden deprem kuvvetini azaltır.
Sismik İzolatörlerin Faydaları
Sismik izolatörler, kullanıldıkları yapılarda depremin yıkıcı etkilerini yüksek oranda düşürerek yapı içindeki kullanıcılar için güvenli yaşam alanları oluştururlar. Büyük resme baktığımızda da, sismik izolatörün yapılmadığı yapılarda, depremden sonra yapılacak olan onarım işlerinin maliyeti, sismik izolatör uygulaması maliyetinden çok daha fazladır. Sismik izolatörler hem kullanıcılar için yüksek miktarda deprem dayanımı olan yaşam alanları sunarken aynı anda ekonomik bir çözümdür.
Dayanım Kapasitesi
Sismik izolatörler tiplerine ve kullanılan malzemelere göre dayanım kapasitelerinde değişiklik gösterebilirler. Kaliteli malzemeler ve profesyonel bir ekip ile uygulaması yapılan izolatörlerde, yaklaşık 9 şiddetindeki depremlere dayanıklılık rahat bir şekilde sağlanabilir. Deprem ve afete karşı önlem konusunda günümüzün en iyi örneği olan Japonya'da, sismik izolatörler ile donatılmış yapılar, 9 şiddetindeki 2011 depreminde depremden minimum şekilde etkilenmiştir.
Sismik izolatörler yapının ilk inşa aşamasında uygulanabileceği gibi, yapı tamamen bittikten sonra da eklenebilirler. Burada göz önünde bulundurulması gerekilen kısım, sonradan eklenen sismik izolatörler, çalışma prensipleri gereği bazı yapısal değişikliklere neden olabilirler. Bu değişikliklere en basit örnek, izolatörlerin yerleştirileceği kolonlarda, geçici bir kopukluk sağlayıp izolatörü yerleştirmek verilebilir. Gerekli değişiklikler profesyonel bir ekip tarafından uygulandığında, yapıda bir sıkıntı yaşamadan sağlam bir temel oluşturulabilmektedir.