Depreme Karşı Dayanıklı Bina Nasıl Yapılır

Depreme dayanıklı bir bina tasarlamak için mühendislerin yapıyı güçlendirmesi ve bir depremin kuvvetlerine karşı geliştirecek şekilde tasarlaması gerekir. Depremler bir binayı bir yönden iten enerjiyi serbest bıraktığından, temel strateji binayı ters yönde ittirmektir. Binaların depreme dayanmasına yardımcı olmak için kullanılan yöntemler şunlardır:

Esnek Bir Temel Oluşturmak

Zeminden gelen kuvvetlere direnmenin bir yolu, binanın temelini yeryüzünden “kaldırmak”tır. Kısaca taban izolasyonu, çelik, kauçuk ve kurşundan yapılmış esnek pedlerin üzerine bir binanın inşa edilmesi anlamına gelir. Baz deprem sırasında hareket ettiğinde, yapının kendisi sabit kalırken izolatörler titreşir. Bu, sismik dalgaları emmeye ve bir binadan geçmelerini önlemeye etkili bir şekilde yardımcı olur.

Sönümlü Karşı Kuvvetler

Arabalarda amortisör bulunduğunun farkında olabilirsiniz. Ancak, mühendislerin bunları depreme dayanıklı binalar yapmak için kullandıklarını bilmiyor olabilirsiniz. Otomobillerde kullanımlarına benzer şekilde, amortisörler şok dalgalarının büyüklüğünü azaltır ve bina hareketlerinin yavaşlamasına yardımcı olur. Bu iki şekilde yapılır: titreşim kontrol cihazları ve sarkaç amortisörleri.

Titreşim Kontrol Cihazları

İlk yöntem, amortisörlerin bir sütun ve kiriş arasında bir binanın her bir seviyesine yerleştirilmesini içerir. Her damper, silikon yağı ile doldurulmuş bir silindir içindeki piston başlıklarından oluşur. Bir deprem meydana geldiğinde, bina titreşim enerjisini pistonlara aktarır, yağa karşı iter. Enerji, titreşimlerin kuvvetini dağıtarak ısıya dönüşür.

Sarkaç Gücü

Başka bir sönümleme yöntemi de, öncelikle gökdelenlerde kullanılan sarkaç gücüdür. Mühendisler, binanın tepesinde hidrolik sistemli çelik kablolarla büyük bir topu asarlar. Bina sallanmaya başladığında, top bir sarkaç gibi hareket eder ve yönü stabilize etmek için ters yönde hareket eder. Sönümleme gibi, bu özellikler bir deprem durumunda binanın frekansına uyacak ve bunlara karşı koyacak şekilde ayarlanmıştır.

Binaları Titreşimlerden Korumak

Sadece güçlere karşı koymak yerine, araştırmacılar binaların enerjiyi depremlerden tamamen saptırıp yönlendirebildikleri yöntemleri deniyorlar. “Sismik görünmezlik pelerini” olarak adlandırılan bu teknoloji, 100 temel plastik ve beton halkadan oluşan bir pelerin oluşturulmasını ve binanın temelinin en az üç metre altına gömülmesini içerir. Temel olarak binadan uzakta kanalize edilirler ve yerdeki plakalara dağıtılırlar.

Binanın Yapısının Güçlendirilmesi

Çöküşe dayanmak için, binaların sismik bir olay sırasında içinden geçen kuvvetleri yeniden dağıtması gerekir. Perde duvarlar, çapraz destekler, diyaframlar ve ‘moment dirençli çerçeveler’ bir binanın takviye edilmesinde merkezi bir öneme sahiptir.

Perde duvarlar deprem kuvvetlerinin aktarılmasına yardımcı olan kullanışlı bir yapı teknolojisidir. Panellerden yapılmış bu duvarlar, bir binanın hareket sırasında şeklini korumasına yardımcı olur. Bu çelik kirişler, basınca karşı koymaya ve kuvvetleri temele geri itmeye yardımcı olan sıkıştırma ve gerginliği destekleme yeteneğine sahiptir.

Diyaframlar bir binanın yapısının merkezi bir parçasıdır. Binanın zeminlerinden, çatıdan ve üzerlerine yerleştirilen güvertelerden oluşan diyaframlar, zeminden gerilimi gidermeye ve binanın dikey yapılarına itme kuvvetine yardımcı olur.

Momentlere dayanıklı çerçeveler bir binanın tasarımında daha fazla esneklik sağlar. Bu yapı, binanın derzleri arasına yerleştirilir ve derzler rijit kalırken sütunların ve kirişlerin bükülmesini sağlar. Böylece bina, tasarımcılara yapı elemanlarını düzenleme konusunda daha fazla özgürlük sağlarken, bir depremin daha büyük kuvvetlerine direnebilir.

Depreme Dayanıklı Malzemeler

Şok emiciler, sarkaçlar ve “görünmezlik pelerinleri” enerjiyi bir ölçüde dışarı atmaya yardımcı olabilirken, bir binada kullanılan malzemeler istikrarından eşit derecede sorumludur.

Çelik ve Ahşap

Bir yapı malzemesinin stres ve titreşime dayanması için yüksek sünekliğe sahip olması gerekir. Çünkü bu durum büyük binanın deformasyonlara ve gerilime maruz kalma kabiliyetini arttırır. Modern binalar genellikle yapısal çelikten inşa edilir. Ahşap ayrıca hafif yapısına göre yüksek mukavemeti nedeniyle şaşırtıcı bir sünek malzemedir.

Yenilikçi Malzemeler

Bilim adamları ve mühendisler, daha fazla şekil tutma özelliğine sahip yeni yapı malzemeleri geliştiriyorlar. Şekil hafızalı alaşımlar gibi yenilikler hem ağır gerginliğe dayanma hem de orijinal şekline dönme yeteneğine sahipken, çeşitli polimerler tarafından üretilen fiber takviyeli plastik sargı sütunların etrafına sarılabilir ve yüzde 38'e kadar daha fazla mukavemet ve süneklik sağlayabilir.

Mühendisler de doğal unsurlara yöneliyor. Midyelerin yapışkan ama sert lifleri ve örümcek ipeğinin mukavemet / boyut oranı, yapı oluşturmada umut verici özelliklere sahiptir. Bambu ve 3D baskılı malzemeler, binalar için potansiyel olarak daha fazla direnç sağlayabilen sınırsız formlara sahip hafif, birbirine kenetlenen yapılar olarak da işlev görebilir.

Yıllar geçtikçe mühendisler ve bilim adamları, depreme dayanıklı binalar oluşturmak için bazı teknikler geliştirdiler. Ancak Gelişmiş teknoloji ve malzemelerinin bugünkü biçimiyle, güçlü bir depreme hasar görmeden dayanması henüz tam olarak mümkün değil. Yine de, alınacak bu önlemlerle bina sakinleri, bina çökmeden kurtulabilir. Bunu başarabildiğimiz oranda kendimizi başarılı olarak değerlendirebiliriz.

Son Dakika Teknoloji Haberleri için aşağı kaydırınız.