Deprem esnasında, yüksek katlı yapılarda şiddetli yer hareketi sebebiyle büyük kuvvetler oluşur. Bu kuvvetler, yapının temelinde, kolonlarında ve kirişlerinde hasara sebebiyet verebilir. Yüksek katlı yapıların depreme dayanıklı hale getirilmesi için, bulundukları eyaletlerin deprem yönetmeliklerine göre inşaları ve kontrolleri önemli yer tutmaktadır.
Bu içerikte yüksek katlı binalarda depreme yönelik alınan çeşitli önlemlere birlikte göz atacağız.
İçindekiler
Yüksek Katlı Yapılarda Depreme Karşı Hangi Önlemler Alınabilir?
Depreme dayanıklı yapı tasarımında temel ilke; yapının deprem enerjisini sönümlemesidir. Bu da, yapı elemanlarının sünek davranışı ile sağlanmaktadır. Süneklik, bir malzemenin plastik deformasyon olmadan deformasyonunu sürdürme yeteneğidir. Deprem enerjisi, yapı elemanlarının plastik deformasyonu ile emilir ve yapının taşıyıcı sistemine zarar gelmesi önlenir.
Yüksek katlı yapılarda sünekliği sağlamak amacıyla çelik malzemesine başvurulur. Çelik, sünekliği yüksek bir malzemedir ve plastik deformasyonu kolayca sağlayabilir. Fakat, bazı yüksek katlı yapılarda gelen sismik yük tam olarak emilemez ve yapının taşıyıcı sistemi zarara uğrayabilir. Bunu engelleyerek deprem enerjisinin tüketilmesi için uygulanan bazı yöntemler bulunmaktadır. Bunlar;
- Sismik taban izolatör sistemleri,
- Pasif sönümleme sistemleri
- Aktif sönümleme sistemleri olarak karşımıza çıkmaktadır.
Sismik Taban İzolatör Sistemleri
Sismik taban izolatörleri, yapıların tabanlarına yerleştirilen ve deprem enerjisini tüketerek yapının hasar görmesini engelleyen sistemlerdir. Sismik izolatör sistemleri, yapının tabanındaki zemin ile yapıyı birbirinden ayırarak çalışmaktadır. Böylelikle, deprem esnasında oluşan yer hareketleri, yapıya direkt aktarılmaz ve yapının taşıyıcı sistemi korunmuş olur.
Pasif Sönüm Sistemleri
Pasif sönümleme sistemleri, herhangi bir enerji kaynağı tarafından aktifleştirilmeden sismik etkilerle hareket eden sönümleme sistemleridir. Üst yapıya ulaşan enerji, teknolojik aletlerle tüketilmektedir. Ayarlı Kütle Sönümleyici, Ayarlı Likit Sönümleyici, Ayarlı Akışkan Sönümleyici ve Ayarlı Likit Kolon Sönümleyici en sık kullanılan çeşitleridir.
Aktif Sönümleme Sistemleri
Aktif sönümleme sistemleri, yapıya yerleştirilmiş sönümleyicilerin kullanımında enerji kaynağı ve bilgisayar kontrollü uyarıcı gerektirdiği için aktif olarak kabul edilmektedir. Yapının üst kısmına yerleştirilen aktif sönümleyiciler, yapıya gelen deprem enerjisini sönümleyip binanın salınımını azaltmaktadır.
Yüksek Katlı Örnek Yapılar ve Depreme Karşı Alınan Önlemler
Petronas Kuleleri
Petronas Kuleleri’nde, her iki kuleyi birbirinden ayıran ve 41. ve 42. katlarda bulunan çelik köprü, yoğun rüzgar ve deprem durumlarında iki kuleden de ayrı hareket edebilmektedir. Bu sayede, köprü ayaklarının altında bulunan ayarlı kütle sönümleyiciler, deprem enerjisini soğurarak yapıdaki salınımı kontrol altında tutmaktadır.
Burj al Arab
Basra Körfezi’nde ağır rüzgâr yüklerine ve hareketli fay hattına yakınlığıyla birçok yanal yüke maruz kalan Burj al Arab, çelik diyagonallerle güçlendirilen bir dış iskelete sahiptir. Dış iskelette 11 adet ayarlı kütle sönümleyici mevcuttur. Bu önlem sayesinde yapıya gelen yanal yükler tüketilmekte ve salınım azaltılmaktadır.
Jin Mao Kulesi
Yapıda çelik kullanımıyla binanın yanal yüklere karşı dayanımının arttırılması amaçlanmıştır. Ek olarak sismik yüklere karşı yapının 57. katında bulunan, pasif enerji sönümleyici gibi çalışan bir havuz bulunmaktadır. Havuz, pasif enerji sistemlerinden ayarlı akışkan sönümleyici sınıfına dahildir.
Taipei 101
Taipei 101 binasında, 87. ve 92. katlar arasında, ayarlı bir kütle sönümleyici bulunmaktadır. Bu sönümleyici, deprem sırasında oluşan yatay yükleri emerek yapının hasar görmesini önlemektedir.
