Zelzele izolatörü nedir? Binalarda sarsıntı izolatörü kullanmanın avantajları neler?

Yüksek katlı binalarda sismik kuvvetlerden kaynaklanan hasarları önlemek için zelzele izolasyonu (temel izolasyonu) sistemi kullanılabiliyor. Sarsıntı izolasyonu sisteminde, alt yapı ile üst yapı ortasına süspansiyon yahut bir dizi taşıyıcı yatak yerleştiriliyor. Sismik kuvvetler nedeniyle yer sallandığında süspansiyon, yerden üst yapıya kuvvet transferini engelliyor ya da azaltabiliyor.

Deprem izolatörü nedir?

Deprem izolatörleri, enerjiyi emecek ve bina üzerinde sönümleme tesiri yaratacak formda tasarlanmıştır. Bu sistem ile elde edilen yapıya esneklik kazandırıldığı için binalar zelzele kaynaklı hareketlere maruz kalmaz. Bu prosedür 1900’lerde kullanılmaya başlandı fakat 1970’lerde sismik güçlü bina dizaynında pratik bir kademeye ulaştı.

Geleneksel yüksek yapılarda temel, rijit olarak inşa edilir. Yani bir sarsıntı anında yerden yapıya yük transferi nedeniyle üst yapı da temel ve toprakla birlikte hareket eder. Yer değiştirme, binanın üst kısımlarında daha fazla olacaktır ve bu binanın yüksekliğinin 2/3’üne kadar ulaşır. Yapı rijit olduğundan ötürü, sarsıntı kaynaklı yanal kuvvetler hasarlara neden olabilir ve hatta binaların çökmesine (rezonans) neden olabilir.

Deprem kuvvetleri denetim edilemeyeceği için, yapıyı esnek hale getirmek, binaları sismik kuvvetlerden muhafazanın daha yeterli bir yoludur. Bu, yapının temeline zelzele izolatörleri yerleştirilerek gerçekleştirilir. Bu izolatörler, yer hareketinden ötürü yapı üzerinde oluşan yanal kuvvetler üzerinde büyük bir tesire sahiptir. Taban ve alt yapı sismik kuvvetlerle hareket eder ve izolatör alt yapı ile üst yapı ortasında esneme sağlar.

Bu sayede üst yapı sarsıntıdan daha az etkilenir. Temel izolasyonu, yapının rijitliğini tesirli bir biçimde azaltır ve yapının üzerindeki atalet kuvvetlerini azaltır. Ayrıyeten zelzele kuvvetinin doğal frekansını da düşürür ve rezonans oluşumunu mahzurlar.

Rijit bir temele sahip olan yapı sıfır doğal döneme sahip olacaktır. Yer hareket ettiğinde, yapı üzerinde yer ivmesine eşit olan ivme oluşur. Burada taban ile yapı ortasındaki izafi yer değiştirme sıfır olacaktır. Lakin esnek yapıda (deprem izolatörleri kullanılan yapılar) doğal periyod sonsuzdur. Bu nedenle, yer hareket ettiğinde yapı üzerinde rastgele bir ivme oluşmaz ve rölâtif yer değiştirme, taban yer değiştirmesine eşit olacaktır.

Deprem izolatörü kullanmanın avantajları

• Temel izolasyonunun sağlanması, sarsıntıya güçlü bir bina inşa etmenin tesirli bir yoludur.
• Binaların içindeki mülklerin ziyan görmesini önler.
• Yapıya daha fazla stabilite sağlar.
• Temel izolasyonu, sismik enerjiyi yapılar üzerinde dağıtmanın yeterli bir yoludur.
• Deprem anında yapı elemanlarının plastik deformasyonu önlenebilir.