ISO 23618:2022 ve Sismik İzolasyon Cihazları – Kapsamlı Bir Giriş

Depremler yapılı çevreler için en yıkıcı doğal afetler arasında yer almaktadır. Geleneksel sismik tasarım felsefesi, çökme önlendiği sürece yapısal hasarı kabul etmektedir. Ancak son yıllarda toplum daha iyi dayanıklılık talep etti: Binalar sadece yaşamı korumakla kalmamalı, aynı zamanda depremlerden hemen sonra da çalışır durumda kalmalıdır.

Bu hedefe ulaşmak için dünya çapındaki mühendisler şunları geliştirdi:sismik izolasyon sistemleri. İzolasyon, her yapısal elemanı güçlendirmek yerine, yapıyı yer sarsıntısından ayırmayı ve iletilen kuvvetleri azaltmayı amaçlar. Bir zamanlar yeni olan bu konsept, binlerce binanın, köprünün ve endüstriyel tesisin korunmasıyla küresel uygulamaya dönüştü.

ISO 2022'de yayınladıISO 23618:2022 – Yapıların tasarımına ilişkin temeller- Genel ilkelerSismik olarak izole edilmiş yapılar.Bu uluslararası standart, onlarca yıllık bilgiyi tasarım, analiz, inşaat ve bakımı kapsayan tutarlı bir çerçevede birleştirir. Rolünü vurguluyorkauçuk yataklar, kayar cihazlar ve damperlerTemel izolasyon ürünleri olarak.

Bu belge, aşağıdaki gibi izolasyon cihazlarına vurgu yaparak ISO 23618'e ayrıntılı bir giriş sağlar:yüksek-sönümlü kauçuk yataklar (HDRB'ler), kurşun-kauçuk yataklar (LRB'ler),Veviskoz damperler. Aynı zamanda ISO 23618'i Avrupa ve Amerika standartlarının yanına yerleştirir ve vaka çalışmaları, performans tartışmaları ve geleceğe yönelik yönlendirmeler sağlar.

ISO 23618 aşağıdakiler için geçerlidir:Binaların yatay sismik izolasyonuve belirli yapılar. Dikey izolasyonu, LNG tanklarını ve çoğu köprüyü hariç tutar (ancak ilkeler uyarlanabilir). Standart, izolasyonun bir-eklenti değil, ilk tasarım aşamasında entegre edilmesi gereken sistem-düzeyinde bir strateji olduğunu vurgulamaktadır.

Felsefe üç temele dayanır:
1). Yapısal sürenin uzatılması– doğal periyodun 2–3 saniyeye veya daha fazlasına kaydırılması, ivmelerin azaltılması.
2). Sönümlemenin arttırılması– Yer değiştirmeyi sınırlamak için sismik enerjinin dağıtılması.
3). Yeniden-merkezlemenin sağlanması– çalkaladıktan sonra orijinal konumuna geri dönmek.
 

İzolasyon katmanı, üst yapı ile alt yapı arasında yer alır, dikey yükleri destekler, 600 mm'ye kadar yatay yer değiştirmeye izin verir ve dönme esnekliği sağlar. Altyapı sağlam ve sağlam olmalı, deformasyon izolatörlerde yoğunlaşmalı ve açıklık boşlukları (hendekler) darbeyi önlemelidir. Performans SLS, ULS ve MCE koşulları için tanımlanır.

ISO 23618 eşdeğer doğrusal analize (etkili sertlik ve sönümleme) ve doğrusal olmayan zaman-geçmiş analizine olanak tanır. Cihaz özellikleri testlerden kalibre edilir.

Cihazlar şunları içerir:elastomerik mesnetler (HDRB'ler, LRB'ler), kayan sarkaçlar, doğrusal kılavuzlar, Veamortisörler. Her biri yük kapasitesini, yer değiştirmeyi,enerji dağılımı, dayanıklılık ve kalite kontrol.
5.1 Yüksek-Sönümlü Kauçuk Rulmanlar (HDRB'ler)
HDRB'lerkauçuk ve çelik laminasyonlardan oluşur. Modifiye edilmiş kauçuk bileşikleri %15-18 oranında sönümleme sağlar. Onlarca MN'ye kadar dikey yükleri desteklerler, ~0,4–1,0 MPa yatay kayma modülüne izin verirler ve dayanıklıdırlar. Okullarda, ofislerde ve kulelerde yaygındır.
5.2 Kurşun-Kauçuk Rulmanlar (LRB'ler)
LRB'ler10–12 MPa üreten ve enerjiyi dağıtan merkezi bir kurşun fişi içerir. Sönümleme %10–20'dir. Hastanelerde ve acil durum merkezlerinde güvenilir, ayarlanabilir ve yaygın olarak uygulanır. Örnek: Wellington Hastanesi, Yeni Zelanda.
5.3 Eğimli Yüzeyli Kaydırıcılar (Sarkaç Sistemleri)
Küresel sürme sistemleryerçekimi yoluyla geri yükleme kuvveti üretir. Periyot kütleden bağımsız olarak eğrilik yarıçapına bağlıdır. 0,02–0,06 sürtünme katsayıları sönümleme sağlar. 600 mm veya daha fazlasına kadar yer değiştirme kapasitesi. Havaalanlarında ve stadyumlarda kullanılır.
5.4 İlave Damperler
Viskoz damperlerenerjiyi hıza-bağlı sıvı direnci yoluyla dağıtır.Histeretik damperleresnek çelik kullanın.Sürtünme amortisörlerikontrollü sürtünme altında kayar. Bunlar sönümlemenin yetersiz olduğu durumlarda izolasyonu artırır.

ISO 23618 bölgesel kodları tamamlar:
- EN 15129:2009 + AC:2010 (Avrupa) –Anti-sismik cihazlarstandart kaplamarulmanlar, kaydırıcılar, damperler.
- ASCE/SEI 7-22 (ABD) – İzolasyonla ilgili Bölüm 17 dahil tasarım yükleri.
- AASHTO LRFD Kılavuzu Teknik Özellikleri (2014, ABD) –Sismik izolasyonköprüler için tasarım.
ISO kavramsal olarak her ikisine de uygundur ve performansa- dayalı tasarıma odaklanır.

Hastaneler:Kaiser Permanente Hastanesi (Kaliforniya) sarkaç izolasyonu kullanıyor.
Köprüler:Viskoz damperli Akashi Kaikyō Köprüsü (Japonya).
Miras:Salt Lake City & County Binası (Utah, ABD) izolasyonla güçlendirildi.
Nükleer:Japon fabrikaları kritik güvenlik için izolasyon kullanıyor.

ISO 23618, tip testleri (tam-ölçekli döngüsel), rutin fabrika testleri, inşaat denetimi ve bakım denetimlerini gerektirir. EN 15129, CE-işaretini ve Fabrika Üretim Kontrolünü ekler. ABD standartları yeterlilik testi gerektirir.

Rüzgar etkileri – izolatörler servis rüzgarı altında yerinden çıkmamalıdır. Yangın – elastomerin korunmaya ihtiyacı vardır. Orta-kat izolasyonu – dikkatli diyafram ve yük yolu tasarımı gerektiren yüksek binalar için pratiktir.

Faydaları: Daha az hızlanma (%50-70), ekipmanın korunması, operasyonel süreklilik, retrofit uyarlanabilirliği.
Sınırlamalar: Daha yüksek maliyet (%5-10), hendek için alan gereksinimi, bakım, yumuşak topraklarda daha az etkili.

Hibrit sistemler kauçuk ve kaydırıcıları birleştirir. Akıllı sönümleyiciler (manyetoreolojik sıvılar) yarı-aktif kontrolü mümkün kılar. Yüksek binaların orta-kat izolasyonu ortaya çıkıyor. Cihazlar çoklu-tehlikelere dayanıklılık (deprem + rüzgar + yangın) için tasarlanıyor.

ISO 23618:2022 küresel en iyi uygulamaları kodlarsismik izolasyon. Felsefesi süreyi uzatmayı vurguluyor ve şunu ekliyor:sönümlemeve yeniden merkezlemenin sağlanması. ISO 22762 ile bağlantı kurarakelastomerik rulmanlarEN 15129 ve ASCE 7 ile uyumlu olarak küresel uyumu teşvik eder. Tecrit sadece yapısal bir çözüm değil aynı zamanda toplum için bir dayanıklılık stratejisidir.