Sismik İzolatörler Nedir? Nasıl Çalışır?

• 14 Mayıs 2025

Sismik İzolatörler Nedir? Nasıl Çalışır? TBDY 2018’e Göre Kullanımı ve Uygulama Alanları

Giriş

Türkiye, deprem riski yüksek bir ülke olup, 1. dereceden 4. dereceye kadar farklı şiddetlerdeki deprem bölgesine ayrılmaktadır. Bu sebeple, yapı güvenliği ve dayanıklılığı her geçen gün daha da önemli hale gelmektedir. Depremler, yapısal bütünlüğü bozarak ciddi can ve mal kayıplarına neden olabilir. Ancak depreme karşı geliştirilmiş mühendislik çözümleri, bu kayıpları minimize etmeyi hedefler. Bu çözümlerden biri de sismik izolatörlerdir. Sismik izolatörler, binaların temeline yerleştirilerek deprem anında oluşan sismik kuvvetleri absorbe ederek, bu kuvvetlerin binanın üst yapısına iletilmesini büyük ölçüde engeller. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018), bu tür sistemlerin kullanımını belirli kurallar çerçevesinde düzenleyerek, güvenli yapıların inşa edilmesini sağlar. Bu yazıda, sismik izolatörlerin tanımı, çalışma prensibi, türleri, TBDY 2018 kapsamındaki kullanım esasları ve uygulama alanları detaylı bir şekilde ele alınacaktır.

1. Sismik İzolatör Nedir?

Sismik izolatörler, deprem sırasında yapının zemine doğrudan bağlanmasını azaltarak, yapıyı sismik kuvvetlerden koruyan sistemlerdir. Yapının temeline yerleştirilen bu izolatörler, binanın zemine olan hareketini engeller ve deprem sırasında yatay hareketlerin sönümlenmesini sağlar. Sismik izolatörler, yapıyı deprem enerjisinden izole ederek, yapının içindeki insanlar ve içeriklerin güvenliğini artırır.

1.1 Amaçları

Sismik izolatörlerin temel amaçları şunlardır:

• Deprem kuvvetlerini yapıdan izole etmek

• Yapının periyodunu artırarak rezonans etkisini engellemek

• Can güvenliğini sağlamak ve yapının bütünlüğünü korumak

• Deprem sonrası özellikle sağlık, eğitim ve veri merkezi gibi kritik yapıların işlevselliğini korumak

2. Sismik İzolatörler Nasıl Çalışır?

Sismik izolatörler, yapının zeminle olan etkileşimini minimuma indirerek depreme karşı bir bariyer oluşturur. Bu sistem, zemindeki hareketleri ve titreşimleri sönümleyerek yapının yatay hareketlerine karşı daha esnek hale getirir. Sismik izolatörlerin çalışması temel fiziksel prensiplere dayanır.

2.1 Temel Fiziksel Prensipler

Sismik izolatörlerin çalışmasındaki temel prensipler şunlardır:

• Periyot Uzatımı: İzolatörler, yapının doğal titreşim periyodunu uzatarak, yapının rezonansa girmesini engeller. Bu şekilde, yapı depremde daha az etkilenir.

• Enerji Sönümleme: İzolatörler, deprem enerjisini sönümlendirerek, yapı üzerinde oluşan etkileri azaltır. Özellikle kurşun çekirdekli izolatörler, enerjiyi etkili bir şekilde sönümler.

• Yönlendirilmiş Hareket: İzolatörler, yapının yalnızca belirli yönlerde hareket etmesine olanak tanır. Bu sayede, yapı yalnızca yatay hareketler gösterir ve dikey hareketler minimize edilir.

3. Sismik İzolatör Türleri

Farklı zemin koşulları, bina türleri ve performans hedeflerine göre farklı sismik izolatör türleri geliştirilmiştir. Bu izolatör türleri, farklı yapısal ihtiyaçlara uygun çözümler sunar.

3.1 Elastomerik İzolatörler

Elastomerik izolatörler, kauçuk ve çelik plakaların birleşiminden oluşur. Bu tür izolatörler, esnek ve dayanıklı yapıları ile tanınır.

• Avantajları: Yüksek esneklik ve uzun ömür

• Dezavantajları: Sınırlı enerji sönümleme kapasitesi

3.2 Kurşun Çekirdekli Elastomerik İzolatörler (LRB)

Bu izolatörler, elastomerik yapıların merkezine kurşun çekirdek yerleştirilmiş izolatörlerdir. Bu sayede, hem enerji sönümleme hem de esneklik sağlanır.

• Avantajları: Hem enerji sönümleme hem de esneklik sağlar

• Kullanım Alanı: Hastaneler, okul binaları ve kamu binaları gibi kritik yapılarda kullanılır

3.3 Sarkaç Tipi (Friction Pendulum) İzolatörler

Bu izolatörler, içbükey yüzeylere sahip olan ve hareketli parçalardan oluşan sistemlerdir. Sarkaç tipi izolatörler, büyük yatay deplasmanları etkili bir şekilde yönetebilirler.

• Avantajları: Büyük deplasmanlara uygunluk

• Dezavantajları: Yüksek maliyetli

3.4 Viskoz Damperler

Viskoz damperler, içerisinde viskoz sıvı bulunan amortisör sistemleridir. Bu tür izolatörler, özellikle yüksek katlı yapılarda etkin bir şekilde çalışır.

• Avantajları: Yüksek katlı yapılarda etkili

• Kullanım Alanı: Gökdelenler, köprüler ve ulaşım yapıları

4. TBDY 2018’e Göre Sismik İzolasyon Tasarımı

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018), sismik izolasyon sistemlerinin yapısal tasarımda nasıl kullanılacağını ayrıntılı şekilde tanımlamaktadır. Bu yönetmelik, izolatörlü sistemlerin yalnızca teorik değil, pratik ve mühendislik uygulamaları açısından da güvenilirliğini sağlamak amacıyla oluşturulmuştur. Yönetmelikte yer alan kurallar; performans hedefleri, yapısal analiz yöntemleri ve izolatör sistemlerinin test ve sertifikasyon süreçlerini kapsamaktadır.

4.1 Performans Hedefleri

TBDY 2018, sismik izolasyon uygulanacak yapılarda hedeflenen performans düzeylerini tanımlayarak, bu yapıların deprem sonrası işlevselliğini korumasını amaçlar. Bu hedefler, yapının kullanım amacına göre değişkenlik gösterir ve analizlerin bu hedeflere göre yapılması gerekir.

• Kesintisiz Kullanım (Immediate Occupancy – IO)

• Bu performans seviyesi, depremin hemen ardından yapının tüm işlevselliğini korumasını öngörür. Başta hastaneler, itfaiyeler, veri merkezleri ve acil müdahale binaları olmak üzere kritik altyapılar için zorunludur. Yapı, deprem sonrası tam kapasiteyle hizmet verebilmeli, içerisindeki ekipmanlar zarar görmemeli ve tüm sistemler aktif kalmalıdır.

• Sınırlı Hasar (Limited Structural Damage – LS)

• Daha az kritik yapılarda kabul edilebilir seviyede hasar oluşması öngörülebilir. Bu yapılarda amaç, binanın çökmeden veya büyük yapısal deformasyonlar oluşmadan ayakta kalmasını ve can güvenliğinin sağlanmasını temin etmektir. Genellikle eğitim binaları, konutlar ve ticari yapılar için tercih edilir.

Yönetmelik, yapı kullanım amacına göre bu hedeflerden birini belirlemeyi zorunlu kılar. Tasarım süreci bu hedeflere göre şekillenir.

4.2 Tasarım ve Modelleme İlkeleri

TBDY 2018, izolatörlü sistemlerin yapısal tasarımında geleneksel yöntemlerin ötesine geçilmesini ve ileri analiz tekniklerinin kullanılmasını şart koşar. Aşağıda temel prensipler yer almaktadır:

• Doğrusal Olmayan Davranışın Modellenmesi:

• İzolatörler, doğrusal olmayan (non-linear) mekanik davranış sergiler. Bu nedenle, sismik analizlerde kullanılan izolatör modelleri de bu davranışı gerçekçi şekilde temsil etmelidir. Özellikle kurşun çekirdekli veya sürtünmeli izolatörlerde, enerji yutma ve rijitlik değişkenliği gibi parametreler hesaba katılmalıdır.

• Üç Boyutlu (3D) Lineer Olmayan Zaman Tanım Alanında (Time History) Analiz:

• Yapının 3 boyutlu yapısal modeli üzerinden, zaman tanım alanında (nonlinear time history analysis) analiz yapılması zorunludur. Bu, yapı ile izolatör sisteminin dinamik etkileşimini en doğru şekilde yansıtır.

• Deprem Yer Hareketleri ve Zemin Sınıfı:

• Analizlerde, yapının inşa edileceği bölgenin zemin sınıfına göre tanımlanmış deprem spektrumları kullanılmalıdır. TBDY 2018, farklı zemin türleri için farklı ivme değerleri ve frekans aralıkları tanımlar. Ayrıca, analizlerde en az 7 farklı gerçek veya yapay deprem kaydı kullanılmalı ve bu kayıtlar yönetmelikte tarif edilen şekilde ölçeklendirilmelidir.

• İzolatörlerin Mekanik Özelliklerinin Parametrik İncelenmesi:

• İzolatör rijitliği, sönüm oranı, maksimum yatay deplasman kapasitesi ve diğer özellikleri, sistemin genel tepkisini doğrudan etkiler. Bu parametrelerin her biri, hesaplamalarda göz önünde bulundurulmalı ve aşırı deplasman durumları için emniyet sınırları belirlenmelidir.

4.3 Test ve Sertifikasyon

Sismik izolatörlerin güvenli, işlevsel ve yönetmeliğe uygun olduğunun doğrulanması için üç aşamalı bir test ve belgelendirme süreci zorunludur:

1. Prototip Testleri (Tip Testleri):

Tasarım aşamasında, kullanılacak izolatör tipine ait numuneler üzerinde tam boyutlu (full-scale) prototip testleri yapılmalıdır. Bu testlerde izolatör;

• Maksimum deplasman,

• Yük altında rijitlik değişimi,

• Enerji sönümleme kapasitesi gibi performans kriterlerine göre test edilir.

• Bu testlerin amacı, tasarım varsayımlarının sahada da karşılanıp karşılanamayacağının belirlenmesidir.

2. Üretim Süreci ve Kalite Kontrol:

İzolatörlerin seri üretimi sırasında, her üretim partisi için kalite kontrol yapılmalıdır. Üretici firmalar, imal edilen her izolatörün teknik özelliklerini belgelemek ve uygunluk raporları sunmak zorundadır. Bu aşamada, ölçümler ve fiziksel özellikler sürekli denetlenir.

3. Fabrika Kabul Testleri (Factory Acceptance Tests - FAT):

Her bir izolatör için fabrika ortamında statik ve dinamik testler gerçekleştirilmelidir. Bu testlerde izolatörün;

• Belirtilen sönümleme katsayısı,

• Rijitlik oranı,

• Maksimum dayanım kapasitesi,

• belirlenir. Test sonuçları, proje danışmanları ve ilgili kurumlar tarafından kontrol edilir. Uygunluk raporu olmayan izolatörlerin şantiyeye sevkine izin verilmez.

4. Sertifikasyon ve Belgelendirme:

Testleri başarıyla tamamlayan izolatörler, akredite kuruluşlar tarafından belgelendirilmelidir. Avrupa Birliği’ne uygunluk için CE belgesi, Türkiye içi uygulamalar için TSE ve bağımsız denetim kuruluşlarından alınmış kalite belgeleri talep edilir. Ayrıca, TBDY 2018'e uygunluk raporları da proje dosyasına eklenmelidir.

Bu bölüm, sadece mühendislik hesaplarını değil; uygulamadan önceki kalite güvencesini, inşaat sürecindeki kontrol mekanizmalarını ve son kullanıcı güvenliğini de kapsayan çok disiplinli bir yaklaşımı zorunlu kılar. TBDY 2018’in getirdiği bu sistematik çerçeve, özellikle kritik yapıların depreme karşı dirençli hale getirilmesinde büyük rol oynamaktadır.  

5. Sismik İzolatörlerin Uygulama Alanları

5.1 Hastaneler

Hastaneler, deprem sonrası bile hizmet vermeye devam etmesi gereken yapılardır. Bu nedenle, Türkiye’de birçok şehir hastanesi sismik izolasyon sistemi ile inşa edilmektedir. Örneğin, Elazığ, Adana ve Mersin şehir hastanelerinde sismik izolatörler kullanılmaktadır.

5.2 Eğitim Binaları

Okul ve üniversite binalarında da sismik izolasyon kullanımı, öğrenci güvenliğini artırmak adına önemlidir. Bu tür yapılar için sismik izolasyon önerilmektedir.

5.3 Köprü ve Viadükler

Ulaşım altyapısının çökmesi, felaket sonrası yardım organizasyonlarını sekteye uğratabilir. Sismik izolatörler, köprü ve viyadüklerin depremde hasar görmeden ayakta kalmasını sağlar.

5.4 Veri Merkezleri ve Kritik Altyapı

Veri merkezleri ve kritik altyapı yapıları, depremler sonrası kesintiye uğramamalıdır. Bu yapıların korunması amacıyla sismik izolasyon teknolojisi kullanılmaktadır.

6. Sismik İzolasyonun Avantajları ve Dezavantajları

Sismik izolasyon sistemleri, deprem enerjisinin yapı üzerine doğrudan etkisini azaltmak amacıyla geliştirilen ileri mühendislik çözümleridir. Özellikle yüksek riskli bölgelerde, kritik yapılar için vazgeçilmez hale gelen bu sistemlerin hem teknik hem de ekonomik yönleri dikkatlice değerlendirilmelidir. TBDY 2018 kapsamında da önerilen bu teknolojinin avantajları ve sınırlılıkları aşağıda detaylı biçimde incelenmiştir.

6.1 Sismik İzolasyonun Avantajları

1. Deprem Yüklerinin Azaltılması

Sismik izolasyon sistemleri, yapı ile zemin arasına yerleştirilen izolatörler sayesinde depremin yapıya ilettiği kuvvetleri önemli ölçüde azaltır. Bu sayede:

• Taşıyıcı sistem daha düşük iç kuvvetlere maruz kalır,

• Donatı miktarları ve kesit büyüklükleri daha düşük tutulabilir,

• Yapısal elemanlarda hasar oluşma riski azalır.

2. Deprem Sonrası Kullanılabilirlik

Özellikle hastaneler, havaalanları, veri merkezleri ve enerji santralleri gibi kesintisiz çalışması gereken yapılarda, izolasyon sayesinde sistemler depremden sonra da faaliyetine devam edebilir. Bu, can güvenliği kadar ekonomik sürdürülebilirlik açısından da büyük avantaj sağlar.

3. Yapısal ve Mimarî Esneklik

Sismik izolasyon sistemleri kullanıldığında, üst yapı rijitliği çok yüksek olmak zorunda değildir. Bu durum, mimari tasarımda daha fazla özgürlük sağlar. Örneğin:

• Asimetrik planlı yapılar daha güvenli hale getirilebilir,

• Uzun açıklıklı yapılar daha rahat tasarlanabilir,

• Cam cephe gibi hassas elemanlar kullanılabilir.

4. Ekipman ve İç Mekân Güvenliği

Deprem sırasında sadece taşıyıcı sistem değil; iç mekânlardaki makineler, medikal cihazlar, raflar, arşivler ve asansörler de zarar görebilir. Sismik izolasyon bu tür eşyaların hareketini minimuma indirerek:

• Ekipman kayıplarını engeller,

• İş sürekliliğini garanti altına alır,

• Hasar sonrası onarım maliyetlerini düşürür.

5. Yaşam Güvenliği ve Psikolojik Etki

Deprem sırasında binanın kontrollü hareket etmesi, yapının çökme veya ağır hasar alma riskini ciddi şekilde düşürür. Bu da binada bulunan kişilerin hayatta kalma şansını artırır. Ayrıca, kullanıcıların psikolojik güvenlik algısı da olumlu yönde etkilenir.

6. Uzun Vadeli Ekonomik Fayda

İlk yatırım maliyeti yüksek görünse de:

• Yapının kullanım ömrü boyunca daha az bakım ve onarıma ihtiyaç duyması,

• Deprem sonrası iş kaybı yaşanmaması,

• Sigorta primlerinde indirim gibi avantajlar sayesinde uzun vadede ekonomik fayda sağlar. 

6.2 Sismik İzolasyonun Dezavantajları

 1. Yüksek İlk Yatırım Maliyeti

Sismik izolasyon sistemleri, geleneksel yapım tekniklerine göre daha yüksek maliyetlidir. Bu farkın başlıca nedenleri:

• İzolatörlerin birim fiyatlarının yüksek olması,

• Gelişmiş mühendislik ve analiz gereklilikleri,

• Montaj ve denetim süreçlerinin daha uzun sürmesidir.

Ancak bu maliyet, yapı türüne göre toplam inşaat bedelinin %3 ila %10'u arasında değişmekte ve kritik yapılarda kaçınılmaz kabul edilmektedir.

2. Tasarım ve Hesap Karmaşıklığı

İzolatörlü sistemler, geleneksel sistemlerden daha karmaşık analiz ve detay gerektirir:

• Doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizleri gerekir,

• Sönümleme ve rijitlik parametrelerinin doğru modellenmesi şarttır,

• TBDY 2018'e tam uyumlu hesap yapmayan sistemler riskli kabul edilir.

Bu nedenle, yalnızca tecrübeli yapı mühendisleri tarafından tasarlanmalı ve kontrol edilmelidir.

3. Zemin Koşullarına Bağımlılık

Sismik izolasyon sistemlerinin etkinliği, zemin koşullarıyla doğrudan ilişkilidir. Özellikle:

• Çok zayıf zeminlerde yatay deplasmanlar kontrolsüz artabilir,

• Zemine gömülü yapı bölümlerinde izolatörlerin yerleşimi zorlaşabilir,

• Yeraltı su seviyesi yüksekse sistemin korunması gerekir.

Bu tür durumlarda özel mühendislik çözümleri geliştirilmesi gerekir.

4. Bakım ve Denetim Gereksinimi

İzolatörler, yapının temel güvenlik elemanları olduğu için:

• Belirli aralıklarla kontrol edilmeli,

• Korozif etkilerden korunmalı,

• Zamanla özelliklerinde bozulma olup olmadığı test edilmelidir.

Bu da bakım maliyetlerini ve yapıya erişim gereksinimini artırır. 

5. Yapı Tipi ve Yükseklik Sınırlamaları

Her yapı tipi sismik izolasyona uygun değildir. Özellikle:

• Çok alçak katlı yapılar (1-2 katlı) için ekonomik fayda düşüktür,

• Çok yüksek binalarda izolatör performansı yeterli olmayabilir,

• Rijit bodrum katlı yapılarda izolasyon düzleminin belirlenmesi zor olabilir.

Bu tür durumlarda alternatif sistemler değerlendirilmelidir.

6.3 Değerlendirme ve Uygulama Önerileri

Sismik izolasyon sistemleri, özellikle kritik işlevsellik gerektiren yapılar için büyük avantaj sağlar. Ancak her projede uygulanabilirliği, zemin özellikleri, yapı tipi, ekonomik beklentiler ve yerel yönetmeliklere göre ayrı ayrı değerlendirilmelidir.

Önerilen uygulama alanları:

• Hastaneler ve sağlık kompleksleri,

• Veri merkezleri ve bankacılık altyapıları,

• Endüstriyel tesisler ve enerji santralleri,

• Deprem sonrası kullanılacak kamu binaları,

• Deprem riski yüksek bölgelerdeki okul ve yurtlar.

Uygulama öncesi mutlaka yapılması gerekenler:

• Yerel zemin etüdü ve spektral analizler,

• Yapıya özel performans hedeflerinin belirlenmesi,

• TBDY 2018'e uygun hesap ve raporlama,

• Sertifikalı izolatör tercihi,

• Deneyimli danışmanlık ve kontrol mühendisliği hizmeti alınması.

7. Türkiye’de Sismik İzolasyon Uygulamaları

7.1 Uygulanan Bazı Projeler

• Elazığ Fethi Sekin Şehir Hastanesi: Dünyanın en büyük sismik izolatörlü hastanelerinden biri

• İstanbul Havalimanı Altyapı Binaları: Deprem güvenliği için izolatörler kullanılmıştır

• Avrasya Tüneli Giriş-Çıkış Yapıları: Depreme dayanıklı altyapı sağlanmıştır

7.2 Yönetmelik Zorunluluğu Olan Yapılar

• Sağlık Bakanlığı Şartnameleri: Şehir hastaneleri

• AFAD Koordinasyon Merkezleri

• Deprem Sonrasında Hizmet Vermesi Gereken Tesisler

8. Gelecek Perspektifi: Akıllı İzolasyon Sistemleri

Gelişen teknoloji ile birlikte, sismik izolatör sistemlerine sensörler entegre edilerek gerçek zamanlı yapı sağlığı izleme sistemleri kurulmaktadır.

Sismik izolasyon sistemleri, deprem mühendisliğinde gelinen en ileri teknolojilerden biridir. Türkiye gibi deprem kuşağında yer alan ülkelerde, bu sistemlerin yaygınlaştırılması hem can güvenliği hem de ekonomik sürdürülebilirlik açısından kritik öneme sahiptir.

TBDY 2018’in bu teknolojilere verdiği yasal ve teknik destekle birlikte:

• Birçok hastane, kamu binası ve özel yapı projesinde izolatör sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.

• Özellikle 2020 sonrası inşa edilen kamu projelerinde bu teknoloji standart hale gelmektedir.

• Üniversiteler, araştırma merkezleri ve yerel yönetimler bu sistemlerin test ve Ar-Ge süreçlerini hızlandırmaktadır.

Gelecekte, yapı sağlığı izleme, yapay zeka destekli analiz, akıllı müdahale sistemleri gibi kavramlarla birlikte sismik izolasyon; sadece bir mühendislik çözümü değil, aynı zamanda yaşam kalitesini koruyan ve şehirlere direnç kazandıran bir strateji haline gelecektir.

Sismik izolasyon, sadece bugünü değil; geleceği de güvence altına alan bir teknolojidir.

Sismik izolatörler, yapılarınızın güvenliğini artıran ve deprem risklerini minimize eden önemli bir teknolojidir. Efil İnşaat olarak, projelerinizde en güncel ve etkili çözümleri sunmak için her zaman yanınızdayız. Daha fazla bilgi ve danışmanlık hizmeti almak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.

EFİL İNŞAAT