Seismic Protection Strategies in Buildings: An Architectural Perspective and Comparative Analysis

Abstract

Earthquakes have historically acted as critical determinants in the evolution of architectural forms. This study examines seismic protection strategies ranging from traditional techniques to future technologies. Specifically, it analyzes the energy dissipation capacities of Anatolian Hımış/Bağdadi and the Far Eastern Shinbashira principle. The research investigates traditional ductility-based approaches, modern seismic isolation, and the potential of smart materials like Shape Memory Alloys (SMA) and self-healing concrete. Based on literature reviews and case studies, it is concluded that seismic design has shifted from a strength-based paradigm to one focused on energy management and flexibility, with future structures predicated on hybrid systems.

Keywords

• Seismic architectural design
• Traditional construction techniques
• Seismic isolation

Binalarda Sismik Koruma Stratejileri: Mimari Bakış ve Karşılaştırmalı Analiz

Abstract

Deprem, mimari tasarımın ve yapı mühendisliğinin en kritik belirleyicilerinden biri olarak, tarih boyunca yapı formlarının ve malzeme tercihlerinin evrimleşmesinde rol oynamıştır. Bu çalışma geleneksel dönemden günümüze ve geleceğin teknolojilerine uzanan süreçte sismik koruma stratejilerinin gelişimini incelemektedir. Çalışma kapsamında; Anadolu vernaküler mimarisindeki Hımış/Bağdadi teknikleri ile Uzak Doğu mimarisindeki Shinbashira prensibinin enerji sönümleme kapasiteleri analiz edilmiştir. Geleneksel yöntemlerin esneklik ve süneklik esaslı yaklaşımları, modern sismik izolasyon ve pasif enerji sönümleyicilerin çalışma sistemleri, şekil hafızalı alaşımlar (SMA) ve kendini onaran beton gibi akıllı malzemelerin, geleceğin depreme dayanıklı yapı tasarımındaki potansiyel rolleri incelenmiştir. Yapılan literatür taraması ve vaka analizleri sonucunda; sismik tasarımın sadece dayanım odaklı yaklaşımdan, enerji yönetimi ve esneklik odaklı yaklaşıma doğru evrildiği ve geleceğin yapılarının hibrit sistemler üzerine kurgulanacağı sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Sismik mimari tasarım
• Geleneksel yapım teknikleri
• Sismik izolasyon

References

1. Akıncıtürk N., 2003. Yapı tasarımında mimarın deprem bilinci, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 8(1), 189-201.
2. Aksoy D., Ahunbay Z., 2005. Geleneksel ahşap iskeletli Türk konutu’nun deprem davranışları, İTÜ Dergisi/a: Mimarlık, Planlama, Tasarım, 4(1), 47-58.
3. Amran M., Onaizi A.M., Fediuk R., Vatin N.I., Muhammad Rashid R.S., Abdelgader H., Ozbakkaloglu T., 2022. Self-healing concrete as a prospective construction material: A review, Materials, 15, 3214.
4. Ataman G., 2007. Hımış yapının taşıyıcılık açısından karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi (Yüksek lisans tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
5. Başkan S., 2008. Geleneksel Doğu Karadeniz evleri, Erdem, (52), 41-90.
6. Bock T., Linner T., Miura S., 2011. Robotic high-rise construction of pagoda concept: innovative earthquake-proof design for the Tokyo sky tree, In Proceedings of CTBUH 2011 World Conference.
7. Charleson A.W., 2008. Seismic design for architects: Outwitting the quake (1. Baskı), Oxford: Elsevier Architectural Press.
8. Deneko E., Filaj E., 2023. An overview of self-healing concrete in sustainable construction, Journal of Transactions in Systems Engineering, 1(2), 110-119.

9. Doğangün A., Tuluk Ö.İ., Livaoğlu R., Acar R., 2006. Traditional wooden buildings and their damages during earthquakes in Turkey, Engineering Failure Analysis, 13, 981-996.
10. Efe Y., Bedirhanoğlu İ., 2024. Betonarme Perde Duvarların Eğilme ve Kesme Etkilerine Karşı Güçlendirilmesi Üzerine Literatür Değerlendirmesi, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 15(3), 663-675.
11. Gogus A., Zekioglu A., 2021. Başakşehir Çam and Sakura City Hospital, Istanbul, Turkey helping to develop the largest base-isolated building in the World, The Arup Journal, 2, 24-29.
12. Hallale S., Kshirsagar B., Choudhari A., Dhende J., Kharmate D., 2019. Case study of tuned mass damper at Taipei world financial center, IJSART, 5(6).
13. Hasol D.,1979. Ansiklopedik mimarlık sözlüğü. İstanbul: Yapı Endüstri Merkezi Yayınları.
14. Indirli M., Castellano M.G., Clemente P., Martelli A., 2001. application of shape memory alloy devices: the rehabilitation of the S. Giorgio Church bell tower, In Smart Structures and Materials 2001: Smart Systems for Bridges, Structures, and Highways (Vol. 4330, pp. 262-272), SPIE.
15. Infanti S., Robinson J., Smith R., 2008. Viscous dampers for high-rise buildings, In The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing: China.
16. Konishi A., Emura M., 2015. Structural Design and Construction of the Foundation of TOKYO SKYTREE, International Journal of High-Rise Buildings, 4(4), 249-259.
17. KRDAE-BDTİM, 2000. Genel Bilgiler (Deprem nedir?), Genel Bilgiler, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi, Erişim adresi: http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/2/deprem-bilgileri/genel-bilgiler/#
18. Mahamood A.A., Mukhtar F., Alam M.S., 2026. Seismic resilience of RC structures with shape memory alloys: Past and new perspectives, Engineering Structures, 346, 121638.
19. Nakahara K.O.J.I., Hisatoku T., Nagase T., Takahashi Y., 2000. Earthquake response of ancient five-story pagoda structure of Horyu-Ji temple in Japan, Proceedings of the WCEE, 7.
20. Poon D., Shieh S.S., Joseph L.M., Chang C., 2004. Structural design of Taipei 101, the world’s tallest building, In Proceedings of the ctbuh 2004 seoul conference, seoul, korea (pp. 271-278).
21. Şengel H.S., Erol H., Yavuz E., 2009. Sismik izolasyon tekniği ve kullanılışına ilişkin örnek uygulama, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22(2), 166-178.
22. Tazkır M.A., 2025. Yüksek sismik taleplere maruz yapılarda sismik yalıtım ve viskoz sönümleme sistemlerinin performans incelemesi (Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul.
23. TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. T.C. İçişleri Bakanlığı Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara, (18.03.2018 tarih ve 30364 sayılı Resmi Gazete).
24. Tüzün C., Vuran E., 2011. Depreme karşı yapısal risklerin azaltılması ve yapısal güçlendirme (Ed. M. Erdik). İstanbul: T.C. Başbakanlık AFAD Yayınları.