Yapılarda Taban İzolasyonu Sistemleri

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye’ de teorik ve uygulama açısından gelişme süreci içinde olan ve yeni yapılacak yapılarla birlikte mevcut konvansiyonel yapıların depreme karşı güçlendirilmesinde bir alternatif oluşturan taban izolasyonu kavramı, gelişimi, teorik esasları ve analitik uygulamaları konu edinilmiştir. Taban izolasyon sistemlerini oluşturan nonlineer davranış gösteren mesnetlere ait fiziksel ve mekanik özellikler farklı mesnet tiplerine bağlı olarak gösterilmiştir ve bu parametreler kullanılarak nonlineer deprem analizleri gerçekleştirilmiş ve sonuçları tablolar ve şekiller halinde açıklanmıştır. Nonlineer deprem analizleri ilk olarak, taban izolasyonlu sistemlerde kullanılan parametrelerin daha kolay anlaşılmasını sağlamak amacıyla Kocaeli Depreminin Petkim(Yarımca) İstasyonu kaydı kullanılarak basit bir örnek sistem için ve daha sonra çeşitli deprem ivme kayıtlarına ait bileşenler kullanılarak dokuz katlı perdeli – çerçeveli bir sistem için gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, kayıcı ve elastomer farklı iki mesnet tipi ile oluşturulan farklı izolasyon sistemlerinin ve aynı yapının ankastre tabanlı olması durumlarındaki performanslarını karşılaştırmalı olarak sunar. Türkiye’ de mühendislik projelerinde uygulanan Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik’ te bu konu ile ilgili şart yoktur. Bu nedenle Amerika Birleşik Devletleri’ nde yürürlükte olan ve taban izolasyonlu yapılarla ilgili şartlar içeren yönetmelikler hakkında bilgi verilmiş, bu yönetmeliklerden UBC 97 ilgili şartları açıklanmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’ nin sismik olarak etkin bölgesi California’ da taban izolasyon sistemleri geniş ölçüde hatta farklı sistemlerin üreticileri arasında rekabet yaratan düzeyde uygulama alanına sahiptir. Bu durum ülke koşullarıyla ve yapılan araştırmalarla orantılıdır. Tezde son olarak, ülkemiz koşullarına uygun ve sonraki araştırmalarla geliştirilebilecek bir kayıcı mesnet tipi önerilmiştir.

The concept, improvement, theory and analytical applications of the base isolation is considered in this study. The base isolation subject that has the improvement process in the mean of theory and application in Turkey is an alternative solution for the retrofit design of the existing structures and the new structures. The physical and mechanical properties of the bearings that show nonlinear behavior are described due to different bearing types. The nonlinear analysis are performed and the analysis results are represented as tables and analytical shapes. The nonlinear earthquake analysis are performed first, for a basic system that provide easiness to understand the base isolation parameters using the Kocaeli Earthquake Petkim(Yarımca) Station acceleration records and second, using the various earthquake records or time histories for a shear wall-frame combined structural system with nine storeys. The comparative analysis results represent the performances for two different isolation systems formed by the sliding and elastomeric bearings and the same building with fixed base. Since the Turkish Earthquake specifications include no objects for the base isolation, the American specifications for the structures with base isolation are used. The base isolation projects have the wide application range particularly in the California State seismic zone. This situation is proportionally with the country conditions and the investigations done. The last in this study, a sliding bearing type is recommended for our country economical conditions. This isolator can be a source model for the later investigations.