Deprem yalıtımı

Deprem yalıtımı ya da taban yalıtımı (sismik izolasyon ya da sismik taban izolasyonu olarak da adlandırılabilen) bir yapıyı deprem kuvvetlerine karşı korumak için en çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Bir üst yapıyı, sallanan zemin üzerinde duran alt yapısından büyük ölçüde ayırarak bir binanın ya da başka yapının bütünlüğünü koruyan bir yapısal elemanlar topluluğudur.

Utah Eyalet Meclisi binasının altındaki taban yalıtımı

İki bina modeli eş zamanlı sarsma masası testi. Sağdaki deprem yalıtımı ile donatılmıştır

Los Angeles Belediye Binası, dünyada sonradan deprem yalıtımı uygulanan en yüksek bina

Taban yalıtımı, pasif yapısal titreşim önleme teknolojileri ile ilgili en güçlü deprem mühendisliği araçlarından biridir.

Yalıtım, kauçuk taşıyıcılar, sürtünmeli taşıyıcılar, bilyeli taşıyıcılar, yay sistemleri ve diğer yöntemler gibi çeşitli teknikler kullanılarak elde edilebilir. Bir binanın veya başka yapının potansiyel olarak yıkıcı bir sismik etkiden kurtulmasını uygun bir proje ya da tadilat projesi ile sağlamayı amaçlar. Bazı durumlarda taban yalıtımı uygulanması yapının hem sismik performansını, hem de sismik sürdürülebilirliğini önemli ölçüde arttırabilir. Fakat taban yalıtımı bir binanın depremden hiç etkilenmemesini sağlamaz.

Taban yalıtımı sistemi, yalıtım bileşenleri içeren veya içermeyen yalıtım birimlerinden oluşup burada:

1. Yalıtım birimleri bir binayı ya da başka yapıyı yukarıda belirtilen şekilde sallanan zeminden ayırmayı amaçlayan bir taban yalıtım sisteminin temel elemanlarıdır.
2. Yalıtım bileşenleri ise, yalıtım birimleri ile kendi başına ayırıcı olmayan parçaları arasındaki bağlantılardır.

Yalıtım birimleri kesen ya da kayan birimlerinden oluşabilir.

Bu teknoloji hem yeni yapı projesi, hem de sonradan deprem güçlendirme için kullanılabilir. Deprem güçlendirme sürecinde, binaların etrafında rijitlik diyaframları ve hendekler oluşturmanın yanı sıra, devrilmeye ve P-Delta Etkisine karşı önlemler alınması gerekebilir.

Taban yalıtımı ayrıca daha küçük ölçekte, bazen bir binadaki tek bir oda için de kullanılır. Önemli donanımları depreme karşı korumak için yalıtılmış ve yükseltilmiş döşeme sistemleri kullanılır. Bu teknik heykellerin ve başka sanat eserlerinin korunmasında kullanılmıştır. Buna bir örnek, Tokyo şehrinde Ueno Parkı içerisindeki Ulusal Batı Sanatı Müzesi'nde bulunan, Rodin'in Cehennem Kapıları adlı heykelidir.

Şikago'daki The Field Museum'da bulunan bir taban yalıtımı gösterimi

Taban yalıtım birimleri, binanın hareket etmesini sağlayan doğrusal hareketli taşıyıcılar, bina hareketinin oluşturduğu kuvvetleri emen yağ amortisörleri ve deprem bittiğinde binanın eski konumuna dönmesini sağlayan lamine kauçuk taşıyıcılardan oluşur.

Tarihçe

Taban yalıtım taşıyıcıların öncülüğünü Yeni Zelanda'da 1970'lerde Dr. Bill Robinson yaptı. Kurşun çekirdekli çelik ve kauçuk katmanlardan oluşan taşıyıcı 1974 yılında Dr. Robinson tarafından icat edildi.

Taban yalıtım sistemlerinin ilk kullanımı İran'ın Pasargad şehrindeki Büyük Kiros Anıt Mezarının M.Ö. 550 yılında inşasına kadar uzanır. Bu tarihi yer dahil olmak üzere, İran topraklarının %90'ından fazlası dünyanın en aktif deprem bölgelerinden biri olan Alp-Himalaya kuşağında yer almaktadır. Tarihçiler, ağırlıklı olarak kireç taşından oluşan bu yapının iki temele sahip olacak şekilde tasarlandığını keşfettiler. Saroj harcı olarak bilinen kireçli sıva ve kum harcı ile birbirine yapıştırılan taşlardan oluşan birinci ve alt temel, deprem anında hareket edecek şekilde tasarlanmıştır. Yapının tabanına hiçbir şekilde bağlı olmayan büyük bir levha oluşturan üst temel tabakası ise cilalı taşlardan oluşmaktadır. Bu ikinci temelin tabana bağlı olmamasının nedeni, plaka benzeri bu tabakanın bir deprem olduğunda yapının ilk temeli üzerinde serbestçe kayabilmesiydi. Tarihçilerin binlerce yıl sonra keşfettiği üzere, bu sistem tam da tasarımcılarının öngördüğü gibi çalışıyordu ve sonuç olarak Büyük Kiros Anıt Mezarı bugün hala ayaktadır.

Taban yalıtım fikrinin gelişimi iki döneme ayrılabilir. Antik çağda yalıtım, çok katmanlı kesilmiş taşların inşa edilmesiyle (ya da temelin altına kum veya çakıl döşenmesiyle) yapılırken, daha yakın tarihte, yalıtım ara yüzü olarak, çakıl ya da kum tabakalarının yanı sıra, zemin ile temel arasında ahşap kütükler kullanılmıştır.

Uyarlanabilir taban yalıtımı

Uyarlanabilir taban yalıtım sistemi, aktarılan titreşimi en aza indirmek amacıyla, özelliklerini girdilere göre ayarlayabilen bir yalıtıcı içerir. Manyetoreolojik sıvı amortisörleri ve Manyetoreolojik elastomerli yalıtıcılar, uyarlanabilir taban yalıtım sistemleri olarak önerilmiştir.

Taban yalıtım sistemlerine sahip önemli binalar ve yapılar

• Büyük Kiros Anıt Mezarı
• Los Angeles Belediye Binası
• Oakland Belediye Binası
• Pasadena Belediye Binası
• San Francisco Belediye Binası
• California Place of the Legion of Honor (San Francisco)
• De Young Müzesi (San Francisco)
• Asya Sanatları Müzesi (San Francisco)
• James R. Browning ABD Temyiz Mahkemesi Binası (San Francisco)
• San Francisco Uluslararası Havalimanı Dış Hatlar Terminali (dünyanın en büyük taban yalıtımlı yapılarından biridir)
• Salt Lake City İlçe Meclisi Binası
• Başakşehir Çam ve Sakura Şehir Hastanesi (İstanbul)
• Yeni Zelanda Parlamento Binası (Wellington)
• Yeni Zelanda Te Papa Tongarewa Müzesi (Wellington)
• İsa Mesih'in Son Zaman Azizleri Kilisesi Salt Lake Tapınağı (Salt Lake City)
• BAPS Shri Swaminarayan Mandir Chino Hills (dünyanın ilk depreme dayanıklı Hindu tapınağı)
• Apple Park (Apple şirketi merkezi)

Ayrıca bakınız

• Depreme dayanıklı yapılar
• Jeoteknik mühendislik
• Amortisör