Yüksek katlı binalarda sismik kuvvetlerden kaynaklanan hasarları önlemek için deprem izolatörleri (temel izolasyonu) sistemi kullanılabiliyor. Deprem izolasyonu sisteminde, alt ve üst yapı arasına süspansiyon görevi görecek bir dizi taşıyıcı yatak yerleştiriliyor. Sismik hareketler nedeniyle yer sallandığında süspansiyon, zeminden üst yapıya kuvvet aktarımını engelliyor ya da azaltabiliyor.

Sarsıntı yoğunluğunu yüzde 80’e kadar azaltan sismik izolatörler; kimyasallar, pas, nem ya da güneş ışınları gibi yıpratıcı durumlara karşı korunaklı ve ortalama 60 yıl kullanılabiliyor.

İzolatörlerin binanın yapım aşamasında yapılacak hesapların ardından uygun yerlerinin belirlenmesi ve yerleştirilmesi gerekiyor. Bu sistemin kullanıldığı yapılarda ağırlık taşıma kapasitesi artıyor.

Deprem İzolatörü Nedir?

1921 yılında Amerikalı Mimar Frank Lyond Wright, Tokyo’daki Imperial Hotel’in temellerinde, taban izolasyon fikrini uygulayan ilk kişi olmuştur. 1969 yılında dünyada ilk kauçuk sismik izolasyonlu yapı, İsviçreli mühendisler tarafından Makedonya’nın Skobje şehrinde bir ilkokul binasında uygulanmıştır.

Deprem izolatörleri, enerjiyi emecek ve bina üzerinde sönümleme etkisi yaratacak şekilde tasarlanmıştır. Bu sistem ile elde edilen yapıya esneklik kazandırıldığı için binalar deprem kaynaklı hareketlere maruz kalmaz. Bu yöntem 1900’lerde kullanılmaya başlandı ama 1970’lerde sismik dayanıklı bina tasarımında pratik bir aşamaya ulaştı.

Sismik izolasyon için şu tanımlamayı yapmak da mümkün: “Sismik izolasyon, yapının dayanım kapasitesini artırmak yerine binaya gelen sismik enerjiyi sönümleyerek ya da binaların periyodunu uzatarak deprem yüklerini azaltma esasına dayanan bir tasarım yaklaşımı olarak tanımlanabilir. Deprem sırasında ve sonrasında verilmesi gereken sağlık hizmeti göz önünde bulundurulduğunda, sağlık tesisleri için deprem izolatörleri hayati rol oynuyor”

Geleneksel yüksek yapılarda temel, rijit olarak inşa edilir. Yani bir deprem anında zeminden yapıya yük aktarımı 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 dolayı, deprem kaynaklı yanal kuvvetler hasarlara neden olabilir ve hatta binaların çökmesine (rezonans) neden olabilir.

Deprem kuvvetleri kontrol edilemeyeceği için, yapıyı esnek hale getirmek, binaları sismik kuvvetlerden korumanın daha iyi bir yoludur. Bu, yapının temeline deprem izolatörleri yerleştirilerek gerçekleştirilir. Bu izolatörler, yer hareketinden dolayı yapı üzerinde oluşan yanal kuvvetler üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Zemin ve alt yapı sismik kuvvetlerle hareket eder ve izolatör alt yapı ile üst yapı arasında esneme sağlar.

Bu sayede üst yapı depremden daha az etkilenir. Temel izolasyonu, yapının rijitliğini etkili bir şekilde azaltır ve yapının üzerindeki atalet kuvvetlerini azaltır. Ayrıca deprem kuvvetinin doğal frekansını da düşürür ve rezonans oluşumunu engeller.

Rijit bir temele sahip olan yapı sıfır doğal periyoda sahip olacaktır. Yer hareket ettiğinde, yapı üzerinde yer ivmesine eşit olan ivme oluşur. Burada zemin ile yapı arasındaki göreli yer değiştirme sıfır olacaktır. Ancak esnek yapıda (deprem izolatörleri kullanılan yapılar) doğal periyod sonsuzdur. Bu nedenle, yer hareket ettiğinde yapı üzerinde herhangi bir ivme oluşmaz ve göreli yer değiştirme, zemin yer değiştirmesine eşit olacaktır.

Deprem izolatörü kullanmanın avantajları

Deprem izolatörü kullanmanın şu olası faydaları sıralanıyor. Tabi ki bu konuyu mutlaka bir uzmana danışmak önemli:

• Temel izolasyonunun sağlanması, depreme dayanıklı bir bina inşa etmenin etkili bir yolu olabilir,
• Binaların içindeki mülklerin zarar görmesini önleyebilir,
• Yapıya daha fazla stabilite sağlayabilir,
• Temel izolasyonu, sismik enerjiyi yapılar üzerinde dağıtmanın iyi bir yoludur,
• Deprem anında yapı elemanlarının plastik deformasyonu önlenebilir,
• Yüksek düzeyde can güvenliği sağlar,
• Aynı oranda minimum düzeyde bakım gerekliliği vardır,
• Araştırma ve geliştirmeye ait projelerin korunması için gereklidir,
• Yapıda bulunan mimari ve taşıyıcı elemanlarda minimum hasar oluşumunu sağlar,
• Şiddetli deprem sonrasında hemen kullanım olanağı mevcuttur,
• Köprü ve viyadüklerde hasar görmeksizin kullanımına devam edilmesini sağlar,
• Ulaşım yapılarında devam eden süreklilik temin eder,
• Yapı içerisinde yer alan eşya ve cihazların korunması amacına hizmet eder.

Tüm bunların yanı sıra deprem izolatörleri, sahip olduğu kauçuk tabakalar sayesinde kimyasallar, pas, nem ve zararlı ultraviyole ışınlara karşı da dayanıklılığa sahip. Bu sayede de malzeme bozulmalarının önüne geçiyor ve 60 yıla yakın bir dayanıklılık gösteriyor.

Depremde riski en aza indiren deprem izolatörleri sadece yeni binalara değil eski binalara da uygulanabiliyor.