Yazı » Depreme Dayanıklı Akıllı Yapılar... | İnşaatım.com
Buradasınız » Anasayfa » Yazılar » İnşaat Yazıları-1 » Deprem » Depreme Dayanıklı Akıllı Yapılar...
Depreme Dayanıklı Akıllı Yapılar...
Yapıları depreme karşı korumayı amaçlayan yöntemler arasına, daha ziyade geleceğe yönelik olarak görülen ve aktif kontrol uygulamasını amaçlayan akıllı yapı tekniği de eklenmiştir. Bu teknik süratle gelişmekte olup elektronik endüstrisinin son yıllarda gösterdiği ilerlemelere paralel olarak uygulamaya konulabilecek düzeye erişmektedir. Depreme dayanıklı akıllı yapı uygulaması ilk olarak Japonya'da uygulanmaya başlamış ve bir kaç bina bu teknoloji ile donatılmıştır.
Kontrol kuvveti, u(t), genellikle iki şekilde yapıya uygulanır. Bunlardan birincisi ön gerilimli beton endüstrisinde kullanılan yüksek gerilimli çelik demetler ve onlara bağlı hidrolik krikoların harekete geçmesi ile gerçekleşir ve Aktif Demetli Sistem (ADS) olarak isimlendirilebilir. ADS sistemi yüksek gerilimli çelik demetlerin bina yahut köprü açıklıklarına diagonal olarak yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. Çelik demetler ön gerilime tabi tutulduktan sonra servo kontrollu hidrolik krikoya bağlanır. Elektronik ölçüm aletleri ile toplanan veriler yukarıda belirtilen dinamik denge denkleminin çözümlenmesi için gerekli bilgileri oluşturur. Denklem, anında bilgisayar aracılığı ile çözümlenir. Sonuçta elde edilen kontrol kuvvetinin uygulanması için gerekli sinyal servo kontrola gönderilir. Servo kontrol krikonun hidrolik sistemini harekete geçirir ve gerekli kuvvet yapıya uygulanır. Bu tür kuvvet uygulaması yapı mühendislerinin aşina oldukları türde bir diagonal yükleme olup konvansiyonel yapı takviyelerinde sık kullanılır. Bu nedenle tercih sebebidir. Aktif kuvvet uygulamasının değişik bir türü ise kuvvetlerin direk olarak yapı elemanlarına uygulanmasıdır. Bu tür bir uygulama Japonya'da yapılmış ve laboratuvar ortamında çelik çerçeveli bir yapının kolonlarının altına servo kontrollü hidrolik krikolar koymak sureti ile gerçekleştirilmiştir. Gösterilen bu uygulama depremden kaynaklanan ve kolonlara gelen atalet momentlerinin kontrol kuvvetlerince dengelenmesini amaçlamıştır ve başarı ile sonuçlanarak deprem deplasmanlarını büyük ölçüde küçültülmüştür.
Ykinci uygulama türü ise yapıya ek kütleler koyarak yapı sönümünü artırmayı öngörür ve Aktif Kütle Sönümleyicisi (AKS) olarak tanımlanabilir. Bu tür uygulamada oldukça büyük kütleler binaların üst katına yerleştirilir. Bu kütleler bulundukları ortamda kaymaya müsaittir ve sürtünmenin azaltıldığı bir yüzeye yerleştirilerek hidrolik krikolar ve yaylı sistemler aracılığı ile binaya bağlanır. Deprem esnasında hidrolik krikoların etkisi ile harekete geçirilerek binaya kuvvet etkiler ve binanın sönümlenmesini sağlar. Bu tür bir teknolojinin Japonya'da 43 katlı çelik konstrüksiyon taşıyıcı sistemli bir otel binasına uygulanması da gösterilmiştir. Deprem ivmesinin ve bina deplasmanlarının deprem esnasında ölçülerek yukarıda verilen dinamik denge denklemine veri oluşturması ve sönümleme için gerekli kuvvetlerin hesaplanarak ek kütleye uygulanması sureti ile bina depreme karşı korunur.
Yukarıda belirtilen genel sorunların yanı sıra, yapı davranışı ve türü ile ilgili aşılması gerekli çeşitli sorunlar araştırma projelerine konu olmaktadır. Bunlardan bir tanesi akıllı yapı tekniğinin ülkemizdeki yapıların çoğunluğunu oluşturan betonarme yapılara uygulanmasıdır. Bu konuda Kanada'nın Ottawa Üniversitesinde başlatılmış bir araştırma projesi sürdürülmektedir. Betonarme yapılarla ilgili çıkabilecek özel sorunlar aşağıdaki bölümde özetlenmiştir.
Yapıları depremden korumayı amaçlayan akıllı yapı tekniği son yıllarda yapılan araştırmalar ve bilgisayar teknolojisindeki atılımlarla süratle gelişmektedir. Japonya'da deneme amaçlı birkaç uygulamanın dışında henüz kullanımı yaygınlaşmamış olan bu teknoloji gelecekte depreme karşı korunma yöntemlerinden biri haline gelebilir. Halen aşılması gerekli çok sayıda engelin olmasına rağmen analitik ve laboratuvar çalışmaları bu teknolojinin başarı ile uygulanabileceğini kanıtlamıştır.