Depreme Dayanıklı Binalar Nasıl Tasarlanır?
Depreme Dayanıklı Binalar Nasıl Tasarlanır?

Tarih boyunca, yalnızca doğa güçleriyle karşılaşmaları için etkileyici yapılar ve şehirler inşa ettik. Peki depreme dayanıklı binalar nasıl tasarlanır? Depremler, dünyanın en yıkıcı güçlerinden biridir – zemindeki sismik dalgalar binaları tahrip edebilir, can alabilir ve kayıp ve onarım için muazzam miktarda paraya mal olabilir.

Ulusal Deprem Bilgi Merkezi’ne göre, her yıl ortalama 20.000 deprem oluyor  bunlardan 16 tanesi büyük felaketler. 20 Eylül 2017’de, 7.1 büyüklüğü Meksika’nın başkentini salladı ve yaklaşık 230 kişiyi öldürdü. Diğer depremlerde olduğu gibi, hasar depremin kendisinden değil, binaların içinde insanlarla birlikte çökmesi ve depreme dayanıklı binaları zorunlu kılmaktan kaynaklanmıştır.

Geçtiğimiz birkaç on yıl boyunca, mühendisler binaları depreme dayanacak şekilde daha iyi donatmak için yeni tasarımlar ve inşaat malzemeleri getirdiler. Depreme dayanıklı binaların bugün nasıl tasarlandığını öğrenmek için okumaya devam edin.

Depremler Binaları Nasıl Etkiler?

Özelliklere bakmadan önce, depremlerin insan yapımı yapıları nasıl etkilediğini anlamak önemlidir. Bir deprem meydana geldiğinde, yerin her tarafında farklı aralıklarla kısa aralıklarla şok dalgaları gönderir. Binalar genellikle dikey kuvvetleri ağırlıklarından ve yerçekiminden alacak şekilde donatılırken, depremlerden yayılan yan yana kuvvetleri kaldıramazlar.

  • Depremler binalara yatay baskı yaparak çökmelerine neden olur.
  • Yıkılan binalar, yılda 2,1 milyar dolarlık hasara ve yılda ortalama 10,000 ölüme neden oluyor.

Bu yatay yük, duvarları, döşemeleri, sütunları, kirişleri ve onları bir arada tutan konektörleri titretir. Binaların alt ve üst kısımları arasındaki hareket farkı, aşırı derecede baskı uygulayarak destek çerçevesinin kırılmasına ve tüm yapının çökmesine neden olur.

Depreme Dayanıklı Binalar Nasıl Tasarlanır?
Depreme Dayanıklı Binalar Nasıl Tasarlanır?

Depreme Dayanıklı Binalar Nasıl Tasarlanır?

Depreme dayanıklı binalar nasıl tasarlanır diye düşünüyorsanız Depreme dayanıklı bir bina tasarlamak için, mühendislerin yapıyı güçlendirmeleri ve bir deprem kuvvetlerini önlemesi gerekir. Depremler, bir binayı bir yönden iten enerjiyi serbest bıraktığından, strateji binanın ters yönde itilmesini sağlamaktır. İşte binaların depremlere dayanmasına yardımcı olmak için kullanılan yöntemlerden bazıları.

1. Esnek Bir Temel Oluşturun

Kara kuvvetlerine direnmenin bir yolu, binanın temelini yeryüzünün üzerinde “kaldırmak” tır. Taban izolasyonu, çelik, kauçuk ve kurşuntan yapılmış esnek pedlerin üzerine bir bina inşa etmeyi içerir. Taban, deprem sırasında hareket ettiğinde, izolatörler titreşir ve yapının kendisi sabit kalır. Bu, sismik dalgaları absorbe etmeye ve bir bina boyunca seyahat etmelerini önlemeye etkili bir şekilde yardımcı olur.

Bu depreme dayanıklı binalar nasıl tasarlanır makalemizin anlatılan ilk adımıydı sırada diğer adımlarımız var.

  • Bina, temeli zeminden izole eden esnek pedlerin üzerine inşa edilmiştir.
  • Bir deprem çarptığında, yapı sabit kalırken yalnızca taban hareket eder.

2. Sönümlemeli Karşı Kuvvetler

Arabaların amortisörleri olduğunu biliyor olabilirsiniz. Ancak, mühendislerin bunları depreme dayanıklı binalar yapmak için de kullandıklarını bilemeyebilirsiniz. Otomobillerde kullanımlarına benzer şekilde, amortisörler şok dalgalarının büyüklüğünü azaltır ve binaların yavaşlamasına yardımcı olur. Bu iki yolla gerçekleştirilir: titreşim kontrol cihazları ve sarkaç damperleri.

Titreşimli Kontrol Cihazları

İlk yöntem, bir binanın her bir seviyesine bir kolon ile kiriş arasına damperlerin yerleştirilmesini içerir. Her damper, silikon yağı ile doldurulmuş bir silindirin içindeki piston kafalarından oluşur. Bir deprem meydana geldiğinde, bina titreşim enerjisini pistonlara aktarır, yağa karşı iter. Enerji, titreşimlerin gücünü dağıtarak ısıya dönüştürülür.

  • Kirişlere bağlı ayarlanmış amortisörler, hareketi ısıya dönüştürmek ve darbeleri emmek için pistonlar ve yağ kullanır.

Sarkaç Gücü

Diğer bir sönümleme yöntemi, öncelikle gökdelenlerde kullanılan sarkaç gücüdür. Mühendisler, binanın tepesinde bir hidrolik sisteme sahip olan çelik kablolarla büyük bir topu askıya almaktadır. Bina sallanmaya başladığında, top bir sarkaç görevi görür ve yönü sabitlemek için ters yönde hareket eder. Sönümleme gibi, bu özellikler bir deprem durumunda binanın frekansını eşleştirmek ve engellemek için ayarlanmıştır.

3. Titreşimlerden Kalkan Binaları

Araştırmacılar, yalnızca karşı koyma güçleri yerine, binaların enerjiyi depremlerden saptırıp yönlendirebilecekleri yöntemleri deniyorlar. “Sismik görünmezlik pelerini” olarak adlandırılan bu yenilik, 100 eş merkezli plastik ve beton halkalardan oluşan bir pelerin yaratmayı ve binanın temelinin altına en az üç ayak gömmeyi içerir.

Sismik dalgalar halkalara girerken, daha kolay gezinmek için dış halkalara geçmeye zorlanırlar. Sonuç olarak, esasen binadan uzağa kanalize edilir ve zemindeki plakalara dağıtılır.

4. Binanın Yapısını Güçlendirin

Yıkıma dayanmak için binaların, sismik bir olay sırasında içlerinden geçen kuvvetleri yeniden dağıtması gerekir. Perde duvarları, traversler, diyaframlar ve moment dirençli çerçeveler bir binayı güçlendirmek için merkezidir.

Perde duvarları, deprem kuvvetlerinin aktarılmasına yardımcı olan kullanışlı bir bina teknolojisidir. Panellerden yapılmış olan bu duvarlar bir binanın hareket sırasında şeklini korumasına yardımcı olur. Perde duvarları genellikle çapraz çapraz parantezlerle desteklenir. Bu çelik kirişler, basıncı engellemeye ve kuvvetleri temellere geri itmeye yardımcı olan sıkıştırma ve gerginliği destekleme özelliğine sahiptir.

Diyaframlar bir binanın yapısının merkezi bir parçasıdır. Binanın zeminlerinden, çatıdan ve üstlerine yerleştirilmiş olan destelerden oluşan diyaframlar zeminden gerilimi ortadan kaldırmaya ve binanın dikey yapılarına itme kuvvetine yardımcı olur.

Moment dirençli çerçeveler bir binanın tasarımında daha fazla esneklik sağlar. Bu yapı, binanın ek yerlerinin arasına yerleştirilir ve ek yerleri sert kalırken kolonların ve kirişlerin bükülmesine izin verir. Böylelikle, bina, depremlerin daha büyük kuvvetlerine karşı koyabilirken, tasarımcılara yapı elemanları düzenlemek için daha fazla özgürlük sağlar.

Depreme Dayanıklı Malzemeler

Şok emiciler, sarkaçlar ve “görünmezlik pelerinleri” enerjinin bir dereceye kadar atılmasına yardımcı olabilirken, bir binada kullanılan malzemeler istikrarından eşit derecede sorumludur.

Çelik ve ahşap

Bir inşaat malzemesinin strese ve titreşime dayanması için yüksek sünekliğe sahip olması gerekir – büyük deformasyonlara ve gerilime maruz kalma yeteneği. Modern binalar genellikle yapı çeliğiyle inşa edilir – binaların kırılmadan bükülmesini sağlayan çeşitli şekillerde gelen bir çelik bileşenidir. Ahşap, hafif yapısına göre yüksek mukavemetinden dolayı şaşırtıcı bir sünek malzemedir.

Yenilikçi Malzemeler

Bilim adamları ve mühendisler, depreme dayanıklı binalar nasıl tasarlanır konusunda daha da şekil tutma özelliğine sahip yeni yapı malzemeleri geliştiriyorlar. Şekil hafızalı alaşımlar gibi yenilikler hem ağır zorlanmaya dayanabilme hem de orijinal şekillerine dönebilme kabiliyetine sahipken, çeşitli polimerler tarafından yapılan fiber takviyeli plastik ambalajlar sütunların etrafına sarılabilir ve% 38 daha fazla güç ve süneklik sağlayabilir.

Mühendisler aynı zamanda doğal elementlere de dönüşüyorlar. Yapışkan ancak katı midye lifleri ve örümcek ipliğinin mukavemet / boy oranı yapılar oluşturma konusunda ümit verici yeteneklere sahiptir. Bambu ve 3D baskılı malzemeler, binalar için potansiyel olarak daha fazla direnç sağlayabilecek sınırsız biçimlerde hafif, birbirine kenetlenen yapılar olarak da işlev görebilir.

Yıllar boyunca, mühendisler ve bilim insanları etkili bir deprem geçirmez binalar oluşturmak için teknikler geliştirdiler. Günümüzde teknoloji ve malzemeler günümüzde olduğu gibi, henüz binanın bozulmamış güçlü bir depreme dayanabilmesi henüz mümkün değildir. Yine de eğer bir bina işgalcilerin çökmeden kaçmalarına izin veriyorsa ve yaşamları ve toplulukları kurtarıyorsa, bunun büyük bir başarı olduğunu düşünebiliriz.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz