ODTÜ Mühendislik Bilimleri Bölümü öğretim üyelerimizden Sayın Prof. Dr. Murat Dicleli'nin "Sismik Damper" isimli buluşu üniversitemizdeki araştırmalardan ticari hale dönüştürülen ilk araştırma ürünü olmuştur. Ticarileşme sürecinde hem Sayın Dicleli'nin, hem de bu tür işlemlerde ODTÜ'lü öğretim üyelerine destek veren ODTÜ Teknokent Teknoloji Transfer Ofisi'nin yoğun çabaları olmuştur. Bu buluş için ana konusu yapı malzemeleri, sismik cihazlar ve genleşme derzleri olan ve alanında lider Maurer Söhne GmbH & Co. KG firması ile lisans anlaşması yapılmıştır.

 

Buluşla ilgili bilgiler aşağıda yer almaktadır.

 


 

DEPREM ENERJİ SÖNÜMLEYİCİ (MRSD)
Bina ve köprüleri deprem etkisine karşı koruyan bir çelik cihaz

Yerkabuğu içindeki kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan enerjiye bağlı titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları, yeryüzeyini ve yeryüzeyi üzerindeki yapıları sarsma olayına “Deprem” denir. Deprem nedeniyle sarsılan yapılar Şekil 1(a) da görüldüğü gibi yatay yönde ötelenerek deprem enerjisini emerken hasar da görürler.  Hasarın yapıların ayakta durmasını engelleyecek seviyeye ulaşması sonucunda da yapılar çökerek can ve mal kaybına sebep olurlar. Bu nedenle, dünyanın oluşumundan beri, deprem açısından aktif olan bölgelerde depremlerin ardışıklı olarak oluştuğu ve bunun sonucunda da binlerce insanın ve yapıların yok olduğu bilinmektedir.  Yapılarda oluşacak hasar ve buna bağlı olarak can kaybı, yapının temelden ayrılarak temel ile yapı arasına kayıcı yüzeyler ile birlikte monte edilen ve damper olarak adlandırılan enerji sönümleme cihazları tarafından önlenebilir (Şekil 1(b)).  Bu damperlerin monte edildiği yapılarda, deprem enerjisi Şekil 1(a) da görüldüğü gibi yapıyı ayakta tutan kolon, kiriş gibi esas yapı elemanları tarafından değil, Şekil 1(b) de görüldüğü gibi deprem etkisi altında temel seviyesinde ötelenen damperler tarafından emilir ve yapının hasar görmesi engellenir. Başka bir deyişle hasar yapıda değil, damperlerde meydana gelir.

 

SD-sekil1

 

MRSD olarak adlandırılan bir damper de ODTÜ Mühendislik Bilimleri bölümü bünyesinde deprem enerjisini sönümlemek üzere üç yıllık aralıksız bir bilimsel çalışma sonucunda geliştirilmiştir. Çelikten imal edilen bu damper piyasada benzer amaçla kullanılmak üzere pazarlanan yabancı kaynaklı ürünlere kıyasla çok daha iyi bir  performansa sahiptir.  Damper, Şekil 2 ve 3 de görüldüğü gibi üstte ray sistemi ve altta enerji emici sistem olmak üzere iki ana kısımdan oluşmaktadır.  Enerji emici sistem sekiz adet  çelik silindirden ibarettir. Çelik silindirler altta bir bağlantı (ankraj) plakasına sabitlenmiş olup, üstte ise sekiz adet çelik kol ve bu kollara bağlı kayıcılar vasıtasıyla ray sisteminin içerisine oturmaktadır (Şekil 2 ve 3). Şekil 4 te görüldüğü gibi ray sistemi bina ve köprülerde üst yapıya, enerji emici system ise binalarda temele, köprülerde ise ayaklar üzerine monte edilmektedir.  Deprem sarsıntısı esnasında ray sistemi ve enerji emici sistem arasında oluşan göreli yatay ötelemeler nedeniyle enerji emici silindirler çelik kolların hareket etmesiyle birlikte dönerek enerji emer (Şekil 2(b)) ve yapı elemanlarında oluşacak hasarı sınırlar.  Başka bir deyişle, hasar binada değil enerji emici silindirlerde oluşur.

 

SD-sekil2

 

SD-sekil3

 

Sözkonusu damperle ilgili dikkat edilecek en önemli husus ise, piyasadaki diğer damperlerden farklı olarak MDHR’nin, Şekil 5’te görüldüğü gibi deplasmanla uyumlu bir elastik ötesi rijitliğe sahip olmasıdır. Bu önemli özellik, damperin geometrik işlev görme mekanizmasının bir parçası olan burulma kollarının uzunluğuna bağlı olup malzeme cinsinden büyük oranda bağımsızdır. Bu sayede, damperin elastik ötesi rijitliği, uygulanacak projeye uyumlu olarak istenilen şekilde burulma kollarının uzunlukları değiştirilerek kolaylıkla ayarlanabilmektedir (Şekil 6).  Bu özellik sayesinde, sözkonusu damper, piyasadaki damperlere kıyasla  uygulandığı yapıların deprem etkisi altında daha az deplasman yapmasını sağlamaktadır. Buna ilaveten, elastik ötesi rijitlik büyük oranda damperin geometrik işlev görme mekanizmasına bağlı olduğundan, malzeme, çevre, ve dış fiziksel şartlardan etkilenmemektedir. Servis ömrü yaklaşık 125 yıldır.

 

SD-sekil5

 

SD-sekil6

 

MRSD’nin piyasadaki diğer sismik izolasyon sistemlerine göre avantajları aşağıdaki gibidir;

1- Damperin performansı çevre ve dış fiziksel etkilere bağlı değildir (Bkz. Tablo 1).
2- Damperin elastik ötesi rijitliği, geometrik işlev görme mekanizmasına bağlı olup malzeme özelliklerinden büyük oranda bağımsızdır.
3- Damperin deplasmanla uyumlu elastik ötesi rijitliği, piyasadaki sismik izolasyon sistemlerine göre uygulandığı yapıların deprem etkisi altında daha az deplasman yapmasını sağlamaktadır.
4- Damper, deplasmana dayalı elastik ötesi rijitliğe sahip olması nedeniyle performansa dayalı tasarıma daha uygundur.
5- Mevcut sismik izolasyon sistemlerine kıyasla daha uzun bir servis ömrüne sahiptir (125 yıl).
6- Damperin histeretik eğrisinin altındaki alanın büyük olması nedeniyle daha çok enerji emer.
7- Piyasadaki damperlere kıyasla daha büyük kuvvet ve deplasman kapasitesine sahiptir.
8- Düşey yöndeki deprem hareketlerinden etkilenmez (damperin düşey yönde bağımsız hareket edebilen ray ve enerji emici kısımlardan oluşması nedeniyle)
9- Enerji emici silindirler değiştirilerek damper depremden sonra kolaylıkla tekrar işlev görür hale getirilebilir (her depremde değiştirilmeleri gerekmemektedir).
10- Daha güvenilir karakteristik dayanım ve elastik ötesi rijitlik değerlerine sahiptir
11- Damperin deplasmana uyumlu elastik ötesi rijitlik özelliği binalarda torsiyon etkisini azaltır.

 

SD-tablo1

 

MDHR damperinin tam ölçekli testleri Almanya’da Münih Harp Akademisinde Maurer Söhne firmasının sponsorluğu altında gerçekleştirilmiştir. Test edilen damperin deplasman yapmamış ve deplasman yapmış durumdaki fotoğrafları Şekil 7’de görülmektedir. Şekil 8’de ise testler sonucunda elde edilen kuvvet-deplasman histeretik eğrileri görülmektedir.

 

SD-sekil7

 

SD-sekil8

 

Sözkonusu damper özellikle yüksek binalarda çelik çaprazlar vasıtasıyla bina taşıyıcı çerçevesi içerisine yerleştirilerek de uygulanabilmektedir (Bkz. Şekil 9).  Damperin özellikle deplasmanla uyumlu olarak artan elastik ötesi rijitliği sayesinde, deprem enerjisi tüm katlarda homojen bir şekilde emilebilmektedir .

 

SD-sekil9

 

"Sismik Damper" için üretici firma tarafından hazırlanmış tanıtım videosu:

 

Ürün animasyonu-1:

 

Ürün animasyonu-2:

Son Güncelleme:

07/11/2013 - 09:58