Tesisatta Modüler Taşıyıcı Sistemlerin Sismik Koruması

20 Kasım 2020 Dergi: Kasım-2020

Dr. Bahadır Şadan, OBS Deprem Mühendisliği Çözümleri
Mustafa Görkem Yıldız, Sismodinamik Müşavir Mühendisler

Mekanik tesisat ve elektrik tesisatı için kullanılan modüler taşıyıcı sistemler son yıllarda giderek yaygınlaşmaktadır. Özellikle kaynaklı imalat yapılması zor olan şantiyelerde işçilikten ve zamandan tasarruf sağlayabilen bu sistemlerin, pahalı olmakla birlikte, birçok faydaları olduğu bilinmektedir. Ancak bu tür sistemlerde kullanılan profiller ve bağlantı parçaları için uluslararası kabul görmüş standartlar mevcut olmadığından ötürü, her üretici kendine ait profil ve bağlantı parçaları tasarımları yapmaktadır. Bundan dolayı bu sistemlerin gerek kendilerinin gerekse taşıdıkları tesisatın depreme karşı korunmaları söz konusu olduğunda, uluslararası kabul gören standartlara göre ayrı ayrı hesaplar yapılması gerekmektedir. Bu yazıda bu sistemlerin ve taşıdıkları tesisatın depreme karşı korunmalarının önemi anlatılmaktadır.

Günümüzdeki en önemli yaşamsal kaynakların başında “zaman” gelmektedir. Zamanın verimli kullanılması hayatın her alanında çok önemli bir hale gelmiştir. Endüstri tesisleri, ticaret merkezleri, ar-ge çalışmaları ya da inşaat projeleri, sürekli “vakit nakittir” anlayışı ile zamanla yarışır vaziyettedir. Çünkü herhangi bir projenin maliyeti, çoğu zaman söz konusu projenin süresiyle doğrudan etkilidir. Hatta yeteri kadar hızla sonuca ulaştırılmayan projeler, daha tamamlanamadan çağın gerisinde bile kalabilmektedir.

Zamanla yapılan bu yarışın sonucu olarak, zaman tasarrufu anlamında en etkili çözümlerin kullanılmasına yönelik bir ihtiyaç doğmuştur. Bu doğrultuda, özellikle endüstri tesislerinde ve inşaat projelerinde yapısal olmayan ekipmanların taşınması amacıyla “modüler taşıyıcı sistemler”in kullanımı bu ihtiyacı karşılamak üzere yaygınlaşmaktadır.

Özellikle ağır bir tesisatın ya da ekipmanın taşınması söz konusu olduğunda alışageldiğimiz en yaygın yöntem, NPU ve NPI gibi çelik profillerin yapısal elemanlara kaynatılmasıyla elde edilen rijit sistemlerdir. Bunun nedeni, NPU ve NPI gibi çelik profillerin dünyanın hemen her yerinde geçerli uluslararası standartlara uygun olmaları itibarıyla, tasarım açısından çok daha kolay ve ekonomik bir çözüm sunuyor olmasıdır. Nitekim çok yaygın bir şekilde kullanılan birçok çelik analiz yazılımının da algoritmaları ve kitaplıkları bu elemanları içermektedir. Dolayısıyla bu elemanlar kullanılarak yapılan bir tasarım çok daha kolay ve bağımsız olarak kontrol edilebilir olmaktadır. Üstelik bu elemanlardan imal edilen bir taşıyıcı sistemin, uluslararası yönetmeliklere ve standartlara göre deprem dayanımının sağlanabilmesi için ilave sismik koruma ürünleri kullanılmasına gerek kalmayabilmektedir. 

Bununla birlikte, NPU veya NPI profillerle oluşturulan rijit sistemlerin gerektirdiği “sahada kaynak” imalatları, hem işçilik kalitesinin denetiminin oldukça zor olması sebebiyle güvenlik zafiyetleri doğurduğundan, hem de nispeten daha yavaş bir imalat olduğundan giderek tercih edilmemeye başlamıştır. Bunun yanında, yanıcı parlayıcı maddelerin bulunduğu tesislerde çoğu zaman kaynak imalatlarının yapılması zaten hiç tercih edilmeyen bir durum olmaktadır.

Bu noktada, modüler taşıyıcı sistemler imalat aşamasındaki hız, güvenlik ve denetlenebilirlik anlamında ciddi bir avantaj sağlamaktadır. Bununla birlikte, tasarım aşamasında çoğu zaman karşılaşılan ciddi bir sorunu beraberinde getirmektedir. Modüler taşıyıcılar için geçerli bir uluslararası standardizasyon bulunmamaktadır. Bu nedenle modüler taşıyıcı sistemlerin kullanıldığı durumlarda hem modüler taşıyıcı sistemlerin kendilerinin hem de taşıdıkları tesisatın birbirlerinden bağımsız olarak deprem yükleri altında tasarlanmaları ve deprem korumalarının uygun şekilde yapılmış olması gerekmektedir.

Modüler Taşıyıcı Sistemler

Tesisat için kullanılan modüler taşıyıcı sistemler, yönetmeliklerde Yapısala Benzeyen Yapısal-Olmayan Bileşenler (Nonbuilding Structures Similar to Buildings) tanımlamasıyla ele alınmaktadır ve dolayısıyla bu tanımlamaya giren sistemler için geçerli olan bölümlere göre tasarlanmaları gerekmektedir (Şekil 1).

Dr. Bahadır Şadan, OBS Deprem Mühendisliği Çözümleri Mustafa Görkem Yıldız, Sismodinamik Müşavir MühendislerŞekil 1. ASCE 7-16 Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures (referred by IBC) [1]

Daha da ötesi bu modüler taşıyıcı sistemlerin, bırakın taşıdıkları tesisatı sismik korumadan muaf tutmayı, kendilerinin dahi ayrıca ilgili maddelere göre sismik açıdan uygunluklarının onaylanmış olması gerekmektedir (Şekil 1 ve Şekil 2).

sekil 2. NEHRP Recommended Seismic Provisions FEMA P-750Şekil 2. NEHRP Recommended Seismic Provisions FEMA P-750 [2]

Tesisatın Sismik Koruması

Her ne şekilde taşınıyor olursa olsun tesisatın sismik korumasının Uluslararası Bina Kodu – IBC (International Building Code) tarafından atıfta bulunulan ASCE 7-16’nın 13. Bölümü’ne göre yapılması kaçınılmaz bir zorunluluktur. Zaman zaman trapez taşıyıcı olarak bilinen sistemlerin modüler sistemlerle karıştırıldığı görülmektedir. Oysa trapez taşıyıcılar, kendi başlarına salt bir yapısal-olmayan bileşen olup, modüler taşıyıcı sınıfına girmemektedir. Bundan ötürü trapez taşıyıcı sistemlerin de ASCE 7-16 Bölüm 13’e göre sismik açıdan korunmuş olması gerekliliği geçerlidir.

Önemle belirtilmelidir ki yangından korunma tesisatları da yukarıda açıklanan duruma tabidir. ASCE tarafından yangından korunma tesisatları için atıfta bulunulan NFPA standardında bahsi geçen ortak taşıyıcı sistemler (shared support systems) yine zaman zaman yanlış anlaşılmalara sebebiyet verebilmektedir.