Arsan Atlas® Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatör Özellikleri ve Çalışma Prensipleri

Arsan ATLAS® kurşun çekirdekli kauçuk izolatörleri, sismik izolasyon prensibine göre dizayn edilir ve çalışır. Düşük sönümlü doğal kauçuk katmanlarından oluşan elastomer mesnetin çekirdeğine  ek rijitlik, uniform şekil değiştirmesi ve sisteme sönüm özelliği kazandırmak için kurşun saplanan mesnet tipidir

Esneklik

• Binanın titreşim periyodunu arttırarak depremden gelen kuvvetleri önemli ölçüde azaltır.
• İleri hasar veya yapının yıkılmasına sebep olabilecek rezonans durumunun oluşumunu önler.

Enerji Sönümleme

• Enerji sönümleme, kapasiteye hasara sebep olabilecek deplasmanları kontrol eder.

Servis Yükleri için Rijitlik

• Deprem kaynaklı olmayan yükler (rüzgar,fren yükü vs.) yeterli miktarda rijitlik sağlar. Dikey ve yatay tüm servis yükleri altında rijitlik performansını gösterir.

Yeniden Merkezlenebilme

• Kauçuğun elastikiyeti sayesinde yapı deprem sonrasında prjinal konumuna geri döner. Sismik faaliyet sonrası mesnetlerin tekrar merkezleme özelliği sayesinde yapının işlevselliğini korumasını sağlar.

 Arsan ATLAS® Kurşun Çekirdekli Kauçuk İzolatörler deprem izolasyon prensiplerine uygun olarak tasarlanır.

Kurşun çekirdekli kauçuk izolatörde histerik döngü ve enerji dağıtma kapasitesini gösteren kuvvet-yer değiştirme grafiği

Kurşun çekirdek enerji sönümleme kapasitesi sayesinde izolatörde oluşan yatay yer değiştirmesini azaltmaktadır. Bu prensip nedeniyle histerik sönümleyiciler gibi davranıp, kuvvet-yer değiştirme davranışının non-lineer olmasına sebep olmaktadır. Kurşun, çelik plakalar tarafından elastik ötesi bir deformasyon yaratacak bir kesme kuvveti ile zorlandıkça, kendi akma sınır noktasını geçer geçmez histerik bir döngüde enerjiyi dağıtmaktadır. Arsan ATLAS® kurşun çekirdekli kauçuk izolatörleri, %15 ile %30 arasında bir sönüme sahip olabilmektedir.

Kurşun çekirdekli kauçuk izolatörün sönümlendirdiği enerji miktarı, yükleme esnasındaki ve yüklemenin kaldırılması ile oluşan elips biçimli döngüsel alana eşittir. Her bir çevrimde, kinetik enerji ısı enerjisine çevrilir ve sönümlendirilir. %100-250 arasında bir birim uzamaya kadar lineer bir davranış sergileyen kauçuğun düşük kayma modülü sayesinde yatay esnekliğe kolayca ulaşabilmektedir.

Sismik İzolasyon ve Amacı

“Sismik izolasyon” yönteminde amaç, yapının tabanına esnek ve enerji sönümleyici elemanlar yerleştirerek yapının periyodunu artırıp zeminden yapıya aktarılan deprem kuvvetinin azaltılmasıdır. Bu yöntem ile deprem nedeniyle yapıya etkiyen enerji miktarının taban izolatörleri tarafından küçültülerek yapıya aktarılması sağlandığından yapının maruz kaldığı deprem enerjisi küçülmekte ve yapının depreme karşı dayanımı artmaktadır.

Sismik izolasyon yöntemi, zemin ile yapı arasındaki etkileşimi azaltmakta ve yapının tabanında, düşeyde rijit fakat yatayda esnek, belirli ölçülerde deplasman yapabilen donanımlar yerleştirmek suretiyle üst yapıyı yer hareketinden ayırma işlemidir. Yatayda esnek olması büyük yer değiştirmelerin odaklandığı izolasyon sisteminde kat ivmelerinin azaltılmasını sağlarken; düşeyde rijit olması bir deprem hareketinde hemen hemen rijit bir şekilde hareket eden üst yapısının göreli kat ötelemelerinin azaltılmasını sağlamaktadır.

Konvansiyonel ve Sismik İzolasyonlu Yapı

Sismik izolasyonlu yapının doğal periyodunun artması; ivmede azalmaya ve yerdeğiştirmede artmaya yol açarken, sönümün artması hem ivmenin, hem de yerdeğiştirmenin azalmasına neden olur.

 Sistem aynı zamanda yerçekimi, rüzgar, sıcaklık etkileri, rötre ve sünme etkileri gibi kullanma yükleri altında yapı stabilitesini sağlayacak rijitliğe de sahip olmalıdır.

 Tasarım Kriterleri

Sismik izolasyon sistemleri aşağıdaki şartları sağlamak zorundadır;

• İzolatörler yalnızca deprem durumunda değil, servis durumunda da düşey, yatay yükleri ve diğer tüm servis gereksinimlerini yapısal mesnetlere benzer şekilde karşılamalıdır.
• Kullanıldığı yapının doğal periyodunu yakalamak için yatayda yeterli esnekliği sağlamalıdır.
• Depremden sonra yeniden merkezlenmelidir, zira artık deplasman servis durumunda ekstra yükler doğuracaktır.
• Deprem durumunda yeterli sönümü yapabilmelidir, zira yetersiz sönüm sonucunda taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan elemanlarda taşıma sınır kapasitesini geçebilir.

Tasarım Standartları

Arsan ATLAS® kurşun çekirdekli kauçuk izolatörler proje gerekliliklerine göre farklı standartlara göre dizayn edilebilmektedir. En çok kullanılan standartlar ise;

• EN 15129 Anti-seismic Devices with EN 1337 Structural Bearings Standard
• AASHTO Guide Specification for Seismic Isolation Design
• ASCE 7-16 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures
• Türk Bina Deprem Yönetmeliği 2018

 CE Belgesi

Arsan ATLAS® kurşun çekirdekli kauçuk izolatörleri EN standartları ile tam uyumludur ve MPA Karlsruhe tarafından onaylanmış CE belgesine sahiptir.

CE belgesi kauçuk izolatör tasarımında ve üretiminde ilgili Avrupa Standardı’nın tüm gerekliliklerinin yerine getirildiğini ispatlar.