Deprem yalıtımı (sismik izolasyon, sismik yalıtım ya da taban yalıtımı da denir), yapının kendisi ile temeli arasına yerleştirilen özel cihazlar (deprem yalıtım cihazları) sayesinde yapı ile zemin arasında bir katman oluşturarak, yapının ve yapının içindeki tüm bileşenlerin depremin yıkıcı etkilerinden korunmasını sağlayan bir yöntemdir.
Deprem yalıtımı (sismik izolasyon, sismik yalıtım ya da taban yalıtımı da denir), yapının kendisi ile temeli arasına yerleştirilen özel cihazlar (deprem yalıtım cihazları) sayesinde yapı ile zemin arasında bir katman oluşturarak, yapının ve yapının içindeki tüm bileşenlerin depremin yıkıcı etkilerinden korunmasını sağlayan bir yöntemdir.
Deprem izolatörleri (deprem yalıtım cihazları, sismik izolatör veya taban yalıtım cihazları da denir) yapılarda her kolona birer tane, perde altlarına ise birden fazla olacak şekilde yerleştirilerek üst yapı temelden ve zeminden ayrılır.
Deprem yalıtımı, cihazların yanal yönde esnek olması sayesinde, uygulandığı yapının periyodunu büyütür ve deprem anında oluşacak yatay deplasman talebini de izolatör arayüzünde (deprem yalıtım cihazları ile) karşılar. Ayrıca, normal yapılarda %5 olarak kabul edilen sönüm oranı, deprem yalıtımı söz konusu olunca %20 ve üzerine çıkarak depremin yıkıcı etkilerinin azaltılmasında ekstra bir rol oynar.
Deprem yalıtımı üst yapının hem yapısal hem de yapısal olmayan elemanlarını korur ve böylece yapının herhangi bir depremi sıfır hasar ile atlatmasını sağlayarak tamamen fonksiyonel kalmasını sağlar.
Deprem yalıtımı, bir yapıda göreli kat ötelenmeleri ve kat ivmelerini aynı anda kontrol altına alabilen, kanıtlanmış ve uygulanabilir tek yöntemdir. Ayrıca, deprem yalıtımı, yapının ve içindeki tüm bileşenlerin (yapısal ve yapısal olmayan tüm elemanlar), o yapının bulunduğu bölgede beklenen en büyük depremden sıfır hasar ile çıkmasını sağlayan ve böylece yapının herhangi bir depremden sonra kesintisiz olarak kullanımını garanti altına alan da tek yöntemdir.
Ulusal ve uluslararası tüm deprem yönetmelikleri, yapının süneklik düzeyine bağlı olarak belli bir seviyede hasar alması kabulü ile hazırlanır, aksi takdirde yapıların tasarlanabilmesi mümkün olmamaktadır. Yani, tüm yapılar, o bölgede beklenen tasarım depremi altında belli bir seviyede hasar alacaktır. Yönetmeliklerin amacı, hasarsızlık sağlamak değil, yapıların göçmesini önleyerek can güvenliğini sağlamaktır. Yapılarda herhangi bir depremde hasarsızlık, yalnızca deprem yalıtımı uygulaması ile sağlanabilir. Yönetmeliklere uygun yapılar inşa edildiğinde can kayıpları minimuma indirilebilecek olsa dahi, büyük bir deprem sonrası oluşacak olan maddi kayıpların önüne geçebilecek tek yöntem deprem yalıtımıdır. Bununla birlikte, yapısal olmayan elemanların (duvar, tavan, mekanik-elektrik aksam, dolap vb eşyalar) da büyük bir depremi hasarsız olarak atlatmasını sağlayacağı için, deprem yalıtımının insan sağlığı üzerindeki ve ekonomik yararlarının yanı sıra çok büyük bir psikolojik faydası da vardır.
Ek olarak, deprem yalıtımının yaygınlaşması ile, deprem sonrası hasar gören yapıların tamirat ve yıkım çalışmaları sırasında çevreye verilen zarar da önlenmektedir.
Yukarıda söz edilen “Yapılarda Klasik ve Deprem Yalıtımlı Tasarımdaki Temel Farklar” konulu içeriğin ayrıntılarına BURADAN erişilebilir.
Yukarıda söz edilen “Depreme Dayanıklı Tasarım Seçenekleri“ni can kaybı riski, binanın deprem sonrası kapanma olasılığı ve süresi, yapım ve deprem sonrası tamirat maliyetleri açısından karşılaştıran görsele BURADAN erişilebilir.
İzolatörün yanında yapı zeminden tamamen ayrıldığı için mekanik detaylar (elektrik-su-atık-doğalgaz gibi bağlantıların tamamı) da deprem yalıtımına ve her yöne harekete uygun olacak şekilde özel detaylar ile mesnetlenmelidir. Bu tip özel uygulamalar piyasadan temin edilebilmektedir.
Deprem yalıtımı uygulanan yapının, olası bir deprem anında her yöne serbest bir şekilde hareket edebilecek şekilde inşa edilmesinden dolayı zeminden tamamen ayrılacak ve yapının etrafında bir boşluk kalacaktır. Bu boşluğun, çepeçevre derzler ile geçilmesi gerekmektedir. Yine bu tarz uygulamalar için üretilen standart derzler piyasada rahatlıkla bulunabilmektedir.
Deprem yalıtım cihazlarının hiçbirinin tek başına depremin düşey bileşenine karşı bir etkisi yoktur. Düşey depreme karşı ekstra bir önlem alınmak isteniyorsa, deprem izolatörünün yanında ekstra özel sönümleyici sistemler kullanılması zorunludur. Bir diğer yandan da depremlerin düşey bileşenleri gerek yapısal gerekse yapısal olmayan elemanlar üzerindeki etkileri, yatay bileşenlere göre çok daha düşüktür. Bunu da göz önüne alarak, yapısal analizlerin sonucuna göre, düşey depreme karşı önlem alınıp alınmaması ihtiyacına karar verilir ve bunun sonucunda gerekmesi halinde ekstra özel cihazlar kullanılır.
Deprem izolatörlü olarak yapılması planlanan yapılarda, yapının mimariden itibaren izolatörlü olarak tasarlanması ve modellenmesi gerekmektedir. Örneğin, izolatörlerin yerleştirileceği kolonların boyutları hesaplar ile ayarlanmalı ve genel mimari de yine izolatör uygulamasına elverişli şekilde belirlenmelidir. İzolatörlü ve izolatörsüz yapılardaki mimari yaklaşım ve tasarım birbirinden farklıdır ve izolatörsüz olarak planlanmış ve hazırlanmış bir mimariye, genellikle izolatör uygulaması yapılamamaktadır. Bu nedenle, deprem izolatörü uygulanması planlanan bir yapının, en baştan buna uygun bir mimari ile çözülmesi gerekmektedir.
Yapının mimari çözümleri deprem izolatörü uygulaması ile uyumlu olacak şekilde ayarlandıktan sonra, statik hesaplar da daha etkin bir şekilde yapılabilecektir. Benzer şekilde, statik hesapların da, içerisinde deprem izolatörü modellerine sahip, doğrusal ve doğrusal olmayan analizleri yapma kapasitesi olan ve bu alanda kendini kanıtlamış yapısal analiz programları ile yapılması gerekmektedir.
Statik hesaplar başlamadan önce, AFAD tarafından yayınlanan Türkiye Deprem Tehlike Haritasından alınacak tasarım ivme spektrumları ile birlikte sahaya özgü deprem tehlike analizlerinin de uzman kişilere yaptırılması ve söz konusu yapının hesaplarının bunun ardından başlatılması gerekmektedir.
Deprem yalıtımlı yapılar, “özel yapı” kategorisine girmektedir. Bu kapsamda, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, özel yapıların tasarım ve uygulama aşamalarında, önceden belirlenmiş uzman kişiler ile çalışılmasını zorunlu kılmaktadır. “Tasarım Gözetmenliği (TGUA)” denilen bu sisteme göre, deprem yalıtımlı bir yapı söz konusu olduğunda hem sahaya özgü deprem tehlike analizlerinin yapılması (TGUA-1) hem de deprem yalıtımlı yapının tasarlanması (TGUA-5) aşamalarında tasarım gözetmenleri ile çalışılması zorunlu olmaktadır. Tasarım gözetmenleri, ilgili alanlarda yapılan hesapları kontrol etmek ve onaylamak ile sorumlu olmaktadır.
Tasarım Gözetmenliği sistemi ile ilgili ayrıntılı bilgi, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı’nın TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ – TASARIM GÖZETİMİ VE KONTROLÜ HİZMETLERİ başlıklı internet sayfasında bulunmaktadır.
İzolatörlerin sahada ilgili yerlerine montajlarını, bu alanda uzman ekiplerin yapması çok önemlidir. Bu cihazların montajı çok hassas ve dikkatli yapılmalıdır. Aksi takdirde ne kadar doğru tasarım ve üretim yapılırsa yapılsın, montaj sırasında oluşacak bir hatanın geri dönüşü çok zordur.
Deprem izolatörlerinin saha montajlarından örnek görüntüler ve genel notlara BURADAN ulaşılabilir.
Bir yapıya, deprem yalıtımı uygulandığında yapısal elemanlarda bir boyut ya da donatı tasarrufunun kesin olarak sağlanması beklenemez. Bazı durumlarda üst yapı elemanlarının boyutlarının küçülmesi, donatı miktarının azalması gibi tasarruflar söz konusu olabilmektedir ancak bu her yapı için değişkenlik gösterebilir ve hesaplar ile mutlaka kontrol edilmesi gerekir.
Deprem yalıtımı uygulanan yapılarda perde duvar ihtiyacı çok azalmakta veya tamamen ortadan kalkmaktadır.
Deprem yalıtımlı yapılarda ince uzun kolon / perde tipi taşıyıcı sistemler ve kirişsiz döşeme yerine, kare kolon ve kirişli çerçeveler kullanılması tercih edilmelidir.
Deprem yalıtımı yalnızca yeni inşaatlarda değil, güçlendirme uygulamalarında da kullanılabilmektedir. Ancak öncesinde, yapının deprem yalıtımı ile güçlendirmeye uygun olup olmadığının anlaşılabilmesi için uzman bir ekibin değerlendirme yapması zorunludur. Uzman ekip tarafından ön kontrollerin yapılmasının ardından eğer izolatör ile güçlendirme konusunda bir engel yok ise; öncelikle var olan yapının beton kalitesinin (güncel karot alımları ve malzeme testleri ile) belirlenmesi ve yapının taşıyıcı sisteminin anlaşılması ile başlar. Ardından, yapı deprem izolatörlü olarak modellenir ve analizleri gerçekleştirilir. Bu sırada, izolatör uygulanacak katın zemin ve tavanında bulunan yapısal elemanlar ile kolonlarının dayanım ve boyut kontrolleri de yapılır ve yapısal elemanlardaki güçlendirme gerekliliği belirlenir. Bu işlemler neticesinde yapının izolatör ile güçlendirmesi sırasında yapılacak inşaat çalışmalarının kapsamı da belirlenmiş olur. Yukarıda yazan işlemlerin büyük bölümü, zaten izolatörsüz bir güçlendirme planlandığında da yapılması gereken çalışmalardır. İzolatör üretimi ve montajından bağımsız olarak, yapılacak inşaat çalışmalarının belirlenmesiyle birlikte, izolatör ile güçlendirme yapılıp yapılamayacağı ve işin nihai maliyetleri ortaya çıkar.