Yüksek yapılarda deprem kuvvetlerinin neden olduğu hasarları önlemek için titreşim izolasyonu (temel izolasyonu) sistemi kullanılabilir. Deprem izolasyon sisteminde alt ve üst yapının ortasına askı veya bir dizi taşıyıcı mesnet konur. Sismik kuvvetler nedeniyle zemin sallandığında, süspansiyon tabandan üst yapıya kuvvet aktarımını önleyebilir veya azaltabilir.
Deprem izolatörü nedir?
Deprem izolatörleri, enerjiyi absorbe etmek ve bina üzerinde sönümleme etkisi oluşturmak için tasarlanmıştır. Bu sistem ile elde edilen yapıya esneklik kazandırıldığı için binalar sarsıntı kaynaklı hareketlere maruz kalmamaktadır. Bu yol 1900’lü yıllarda kullanılmaya başlanmış, ancak 1970’li yıllarda depreme dayanıklı yapı tasarımında pratik bir düzeye ulaşmıştır.
Geleneksel yüksek binalarda temel rijit olarak inşa edilir. Yani bir sarsıntı anında zeminden yapıya yük aktarımı nedeniyle üst yapı da temel ve toprakla birlikte hareket eder. Binanın üst kısımlarında yer değiştirme daha fazla olacak ve bina yüksekliğinin 2/3’üne kadar ulaşacaktır. Yapı rijit olduğundan, sarsıntıdan kaynaklanan yanal kuvvetler hasara neden olabilir ve hatta binaların çökmesine (rezonans) neden olabilir.
Sismik kuvvetler kontrol edilemediğinden yapıyı esnek hale getirmek, binaları sismik kuvvetlerden korumanın daha iyi bir yoludur. Bu, yapının temeline deprem izolatörleri yerleştirilerek gerçekleştirilir. Bu izolatörlerin yer hareketinden dolayı yapıya etki eden yanal kuvvetler üzerinde büyük etkisi vardır. Sismik kuvvetlerle taban ve alt yapı hareket eder ve izolatör alt ve üst yapı ortasında esneme sağlar.
Bu sayede üst yapı titreşimden daha az etkilenir. Temel yalıtımı, yapının sertliğini etkili bir şekilde azaltır ve yapı üzerindeki atalet kuvvetlerini azaltır. Ayrıca deprem kuvvetinin doğal frekansını düşürür ve rezonans oluşumunu engeller.
Rijit temele sahip yapının sıfır doğal periyodu olacaktır. Zemin hareket ettiğinde yapı üzerinde zemin ivmesine eşit bir ivme oluşur. Burada zemin ile yapı arasındaki bağıl yer değiştirme sıfır olacaktır. Ancak esnek bir yapıda (deprem izolatörleri kullanan yapılarda) doğal periyot sonsuzdur. Bu nedenle, zemin hareket ettiğinde yapı üzerinde rastgele bir ivme oluşmaz ve bağıl yer değiştirme, yer değiştirmeye eşit olacaktır.
Deprem izolatörü kullanmanın avantajları
- Temel yalıtımı sağlamak, darbeye dayanıklı bir bina inşa etmenin etkili bir yoludur.
- Bina içindeki eşyaların zarar görmesini engeller.
- Yapıya daha fazla stabilite sağlar.
- Temel yalıtımı, sismik enerjiyi yapılar üzerinde dağıtmanın iyi bir yoludur.
- Deprem anında yapı elemanlarının plastik deformasyonu önlenebilir.
