Gökdelenler yeni taşıyıcı sistemle deprem ve rüzgara daha dayanıklı

Imperial College London araştırmacıları ile Arup mühendisleri, yüksek binalarda deprem ve şiddetli rüzgar etkilerini azaltmaya yönelik yeni bir taşıyıcı sistem geliştirdi. Geleneksel Japon pagodalarının esneklik prensibinden esinlenen yaklaşım, binanın belirli üst katlarının ana taşıyıcı çekirdekten kısmen bağımsız hareket etmesine izin veriyor. Böylece gökdelenin kendi kütlesi titreşimleri sönümleyen bir mekanizma gibi çalışıyor. Sistem, binanın tepesinde büyük alan kaplayan ve yüksek maliyet oluşturan geleneksel kütle sönümleyicilere alternatif sunarken, kullanılabilir ticari alanın korunmasını da sağlıyor.

HAREKETLİ KATLAR

Yeni mimaride binanın tepeye yakın birkaç katı, yaylar ve sönümleyiciler aracılığıyla ana çekirdekten ayrılıyor ve kontrollü biçimde hareket edebiliyor. Bu hareket, rüzgar veya deprem sırasında oluşan enerjinin bir bölümünü emerek yapının salınımını sınırlıyor. Araştırma ekibinin 1:300 ölçekli modellerle gerçekleştirdiği rüzgar tüneli ve deprem simülasyonlarında, geleneksel rijit yapılara kıyasla rüzgar kaynaklı tepe ivmelerinde yüzde 71, taban kuvvetlerinde yüzde 50’nin üzerinde ve deprem sırasında tepe hareketlerinde yüzde 42 azalma elde edildi.

 

MALZEME TASARRUFU

Sistemin taşıyıcı yapı üzerindeki kuvvetleri azaltması, temel, kolon ve ana çekirdekte kullanılan çelik ile beton miktarının da düşürülebilmesine imkân veriyor. Bu durum doğrudan inşaat maliyetlerini azaltırken yapının karbon ayak izini de aşağı çekiyor. Teknolojinin mevcut inşaat yöntemleriyle uyumlu olması, yeni projelere entegrasyonunu kolaylaştıran unsurlar arasında yer alıyor.

ÇİFT KORUMA

Yeni mimari özellikle Hong Kong, Manila ve Taipei gibi hem şiddetli rüzgarların hem de yüksek deprem riskinin bulunduğu büyük finans merkezleri için geliştirildi. Sistem, farklı yük türlerine karşı aynı taşıyıcı yapı üzerinden koruma sağlayarak yüksek katlı binalarda ek donanım ihtiyacını azaltmayı amaçlıyor.

GERÇEK ÖLÇEK

Araştırma ekibi, laboratuvar ve simülasyon aşamalarının ardından teknolojiyi gerçek binalarda uygulanabilecek ölçeğe taşımak için çalışmalarını sürdürüyor. Geliştirilen yöntem, daha yüksek ve daha hafif yapıların tasarlanmasına imkân verirken malzeme kullanımını ve toplam proje maliyetini azaltmayı hedefliyor. Aynı yaklaşım, yüksek katlı yapıların çevresel etkisini düşürmeye yönelik yeni bir mühendislik seçeneği olarak öne çıkıyor.