İlk Kez 10 Katlı Bir Masif Ahşap Yapıda Deprem Simülasyonu Yapıldı

Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
Sismik dayanıklılık söz konusu olduğunda ahşabın bir deprem anında yeterli düzeyde performans gösterme kabiliyetini sorgulayan bir dizi söylenti mevcut. Ancak esnekliği kırılmadan plastik olarak deforme olmasını, hareket ve titreşim nedeniyle oluşan enerjiyi emmesini ve yaymasını sağlar. Dahası çelik veya betondan farklı olarak ahşap, iyi bir dayanıklılık/ağırlık oranına sahip hafif bir malzemedir ve binaya aşırı yük bindirmeden sismik kuvvetlere dayanmasını sağlar. Bu dünya genelinde daha küçük çaplı binalarda geniş çaplı olarak doğrulandı ancak yüksek katlı bir masif ahşap bina bir deprem anında nasıl tepki verir?

Tallwood Projesi kuşkuları gidermek için kısa süre önce San Diego'daki Kaliforniya Üniversitesi'nde (UCSD) çapraz lamine ahşaptan (CLT) yapılmış 10 katlı bir bina inşa etti. Bina 1994 yılında Los Angeles'ta yaşanan 6.7 büyüklüğündeki Northridge depremini ve 1999 yılında Tayvan'da yaşanan 7.7 büyüklüğündeki Chi-Chi depremini canlandıran bir sarsma masası üzerinde test edilmiş. 

Birbirine tutturulmuş ahşap katmanları ile inşa edilen masif ahşap binalar daha az enerji tüketmeleri nedeniyle çevreye karşı sorumlu bir seçenek olarak görüldüğünden dünya çapında şehirlerde giderek yaygınlaşıyor. Bu özellikle Uluslararası Bina Yönetmeliği'nde (IBC) gerçekleştirilen değişikliklerin bu binaların yüksekliklerinin aşamalı olarak artmasına izin verdiği Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bazı yargı bölgelerinde geçerli. Değişiklikler ayrıca tasarım ve inşaata yönelik ayrıntılı yönergeler ile yangına dayanıklılık, yük kapasitesi ve sismik korumaya ilişkin koşulları da kapsıyor.

ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF), somut veriler elde etmek ve yüksek ahşap binalar için sismik tasarım yöntemini teyit etmek adına dünyanın en büyük açık hava deprem simülatörünü geliştirmek için 17 milyon dolar tahsis etti. 25 x 40 fit ölçülerindeki bu sarsma masası, NSF'nin Doğal Tehlikeler Mühendislik Araştırma Altyapısı sisteminin bir parçası olup, 1.300 sedan arabaya eş değer 2.000 metrik ton veya 4,5 milyon pound ağırlığındaki binaları taşıma ve sarsma gücüne sahip. Simülatör depremler esnasında yaşanan 3D yer hareketlerinin tümünü tam olarak yeniden üretir ve altı serbestlik derecesindeki hareketi içerir; boylamasına, yanal, dikey, devrilme, eğim ve sapma.

LEVER Architecture tarafından tasarlanan ve Timberlab tarafından bağışlanan masif ahşap ürünler kullanılarak imal edilen Tallwood Binası 116 fit yüksekliğe ulaşıyor. Mimarlara göre "Sıradan bir piyasa oranı prototipi olarak geliştirilen tasarım binanın bir deprem esnasında birincil yapısal sisteme zarar vermeden sallanmasına ve kendini yeniden yapılandırmasına imkan veren masif ahşap sallanan duvarları ile öne çıkar. Her bir sallanan duvarın tam yüksekliği boyunca yayılan ard germeli çelik çubuklar ve her bir kat seviyesinde bulunan değiştirilebilir U şekilli eğilme plakaları (UFP'ler) sismik bir olayın gücünü sönümler. Konsept, depremin akabinde yapının yıkılması ihtiyacını ortadan kaldıran, dayanıklı ve kolay onarılabilir bir sonuç yaratarak temel can güvenliği performans gerekliliklerinin ötesine geçer."

Testler sırasında 800 sensör, mühendislerin gerçek hayatta benzer yapılar tasarlamalarına destek olacak bilgisayar modellerinin geliştirilmesine ve ayarlanmasına imkan verecek kritik veriler topladı. Artık en üstteki dört kat, kullanım ömrünün sonunda malzemenin yeniden kullanımına yönelik daha ileri testler için sökülecek.

Proje ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Colorado School of Mines, Nevada Üniversitesi, Colorado Eyalet Üniversitesi, Washington Üniversitesi, Washington Eyalet Üniversitesi, California Üniversitesi (San Diego), Oregon Eyalet Üniversitesi ve Lehigh Üniversitesi'nin de dahil olduğu bir üniversiteler birliği tarafından desteklenmiş. Proje aynı zamanda US Forest Service, Forest Products Laboratory ve bir dizi sanayi ortağından da destek almış.