Çapraz yay gruplarını kullanan sismik izolasyon sisteminin iyileştirilmesi

Çapraz yay gruplarını kullanan sismik izolasyon sisteminin iyileştirilmesi için, yay kutuları üzerinde bir kilit mekanizması oluşturularak göreli yüksek bir rijitlik sağlanmıştır. Çalışma kapsamında kuramsal ve deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Çalışmaların deneysel bölümü İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın birinci bölümünde, yay kutularında oluşturulacak kilit sistemi olarak çeşitli alternatifler irdelenmiştir. Hem etkinlik hem de maliyet bakımından diğerlerinden üstün olan çözümde; yay kutularında uygun çapta delik açarak, yay mekanizmasının çalışmasını engelleyici ve göreli olarak yüksek başlangıç rijitliği sağlayabilen bir malzemenin buradan geçirilmesi amaçlanmıştır. İkinci bölümde, yay kutusu üzerinde açılacak delikten geçirilecek farklı malzemeler üzerinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Söz konusu malzeme kesme etkisine maruz kalacağından dolayı, bu etkinin oluşturulacağı basit bir deney düzeneği geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda; karbon, krom, vanadyum, tungsten ve molibden alaşımı bir çelik türü olan HSS tipi çelik çubukların kullanımına karar verilmiştir. HSS tipi çelik çubukların farklı çaptaki örnekleri üzerinde deneyler gerçekleştirilerek, belirli çaplara ait kırılma yükü ve rijitlik değerleri elde edilmiştir. Böylece, seçilen düşük genlikli yer hareketlerine karşı gelen rijitlik ve kırılma yükü değerleri için uygun çapta malzeme seçimi yapılabilmiştir. Üçüncü bölümde, kullanımı uygun bulunan HSS tipi çelik çubuklar yay kutularına kayma kilidi olarak eklenmiş ve düşey hidrolik veren (MTS) altında deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda kayma kilidi takılmış yay kutusunun kuvvet yerdeğiştirme ilişkileri elde edilmiştir. Böylece, HSS tipi çelikten yapılmış kayma kilidinin kırılarak devre dışı kalması için gerekli yük ve kırılma öncesindeki yay kutusu rijitlik değerleri elde edilmiştir. Dördüncü bölümde, kayma kilidi takılı yay kutuları ¼ ölçekli sismik izolasyon katına eklenerek yatay hidrolik veren (MTS) ile statik deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda, kayma kilidi takılmış yay kutularının izolasyon katına eklendiğinde ortaya çıkan davranış elde edilmiştir. İzolasyon katı rijitlik değerleri ve HSS tipi çelik çubukların kırılma yükleri elde edilerek, sayısal çalışmalar ile belirlenen değerlerle karşılaştırılmıştır. Beşinci bölümde; kayma kilidi bulunan yay kutuları ile oluşturulan sismik izolasyon katına, Karayel ve diğ. (2016) çalışmasındaki iki kat yükü yüklenerek yarı-statik deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu sayede, izolasyon katı üzerinde yük varken, kayma kilitlerinin davranışları ve sayısal hesaplar ile bulunan sonuçların deney sonuçlarıyla karşılaştırılması sağlanmıştır. Yapılan bu çalışmalar sonucunda, yay kutuları için geliştirilmiş kayma kilitlerinin etkin bir şekilde çalıştığı kanıtlanmıştır.