TABAN İZOLASYON SİSTEMLERİNİN BETONARME BİR BİNAYA UYGULANMASI VE MALİYET ANALİZİ

Öz

Klasik yöntemle dizayn edilen yapılar sismik kuvvetlere kendi başlarına karşı koymakta, büyük statik ve dinamik yüklerin karşılanabilmesi için yapı rijitliği ve sünekliği arttırılmaktadır. Rijitliğin ve sünekliğin yüksek düzeyde olması daha kaliteli malzeme daha büyük kesitler ve yapısal sisteme gelen etkinin artması anlamına gelmektedir. Yapıya gelecek olan yüklerin önceden tahmin edilmesi ve buna karşı koyucu kuvvetlerin üretilmesi veya üstyapı ile temel arasına sönümleyici elemanlar uygulamak gibi yöntemler yeni tasarım yöntemleridir. Yapısal kontrol sistemleri olarak adlandırılan bu yöntemler sayesinde insan hayatı, stratejik yapılar ve değerli ekipmanlar klasik yöntemle inşa edilenlere göre daha güvenle korunabilmektedir. Bu çalışmada pasif kontrol sistemlerinden taban izolasyon sistemi, 4 katlı betonarme bir binaya kurşun çekirdekli kauçuk izolatörler kullanılarak uygulanmıştır. İzolatörler Uniform Building Code-1997 şartnamesine göre dizayn edilmiş, sabit temelli yapı ile izole edilmiş aynı yapı için taban kesme kuvvetleri hesaplanarak, üst yapıyı etkileyen deprem kuvvetlerindeki azalma gözlemlenmiştir. İzole edilmiş örnek yapı için izolatör yüksekliğine bağlı yapı periyodunun değişimi ve dizayn edilmiş olan izolatörlerin yatay deplasmanlarının ve tabaka kalınlıklarının değişiminin izolatörlerin maksimum düşey yük taşıma kapasitelerine olan etkisi incelenmiştir. Ayrıca iki ayrı firmadan alınan kurşun çekirdekli kauçuk izolatör fiyatları kullanılarak, klasik yöntemle inşa edilen yapıya göre maliyetteki değişim değerlendirilmeye çalışılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Taban İzolasyon Sistemi; İzolatör; Kauçuk İzolatör; İzolasyon; Betonarme

Application of the Base Isolation Systems to a Reinforced Concrete Building and Cost Analysis

Abstract

The structures designed using classical methods withstand the seismic effects by their own, thus, the stiffness and the elasticity of the structures are generally improved to react the large static and dynamic loads. Improved levels of stiffness and elasticity results in additional effects to the structural system and requires materials of high quality and larger cross-sections. The methods that predict the potential loads to the structure to generate the withstanding forces or the inclusion of the isolators between the superstructures and their foundations are regarded as new design concepts. By means of these methods, also called the structural control systems, human life, strategic structures and valuable equipments are more safely secured compared to the classical methods. In this study, a passive control system, base isolation, was applied to a four-storey reinforced concrete building using lead-plug rubber isolators. The isolators were designed under the rules of Uniform Building Code-1997, and for the same structure, base shear forces for two different design configurations were computed. In the first configuration, a straightforward fixed base structure was used, whereas, in the second configuration, a seismic isolated structure was utilized. The amount of decrease in terms of the seismic forces that affect the superstructure was observed through the results of the two configurations. For the sample seismic isolated structure, the effects of the structure periodical change which depends on the isolator height, horizontal shifts of the isolators designed, and the variation of the rubber layer to the maximum vertical load capacity of the isolators were investigated. Besides, prices of the lead-plug rubber isolators were obtained from two different companies to analyze the potential amount of change of the costs during the production of the seismic isolated structure compared to the prices of a classical fixed base structure.

Keywords

• Base Isolation System; Isolator; Rubber Isolator; Isolation; Reinforced Concrete