Süper Yüksek Katlı BinalardaSensör Tabanlı Yapısal Davranış İzleme ve Hasar Değerlendirme Yaklaşımı

Süper yüksek katlı binalar (high-rise ve super-tall structures), taşıyıcı sistem geometrileri, yüksek kat sayıları ve karmaşık dinamik davranışları nedeniyle, klasik yapı değerlendirme yöntemleriyle ele alınması güç olan bir yapı grubunu temsil etmektedir. Bu tür yapılarda deprem etkisi yalnızca ani dayanım kayıplarıyla değil; rijitlik değişimleri, modal davranış farklılaşmaları ve zamana bağlı yapısal evrim üzerinden değerlendirilmelidir.

Bu nedenle süper yüksek yapıların yapısal güvenliği, tekil deprem sonrası gözlemsel incelemelerden ziyade, sürekli sensör verisine dayalı, veri odaklı ve zamana bağlı analiz yaklaşımları ile ele alınmalıdır.

Leeboard tarafından geliştirilen yapı sağlığı izleme ve karar destek altyapısı, süper yüksek katlı binaların bu özgün mühendislik gereksinimlerine yanıt vermek üzere tasarlanmıştır.

Süper Yüksek Yapıların Dinamik Davranış Özellikleri

Süper yüksek katlı yapılarda taşıyıcı sistem davranışı, düşük katlı ve orta yükseklikteki yapılardan temel olarak ayrışmaktadır. Bu yapıların dinamik yanıtı;

• Yüksek mod sayısı

• Modlar arası etkileşim

• Rüzgâr, deprem ve servis yüklerinin birlikte etkisi

• Katlar arası göreli ötelenmelerin (Interstory Drift Ratio – IDR) büyütülmesi

gibi karmaşık mekanizmalar tarafından belirlenmektedir.

Bu bağlamda, süper yüksek yapılarda hasar çoğu zaman lokal ve gözle görülür bir kırılma şeklinde ortaya çıkmaz. Aksine, hasar çoğunlukla;

• Doğal frekanslarda küçük fakat anlamlı kaymalar

• Modal sönümleme oranlarında değişimler

• Enerji dağıtım kapasitesinde azalma

şeklinde ölçülebilir fakat gözle fark edilmesi zor yapısal davranış değişimleri olarak kendini gösterir.

Deprem Sonrası Değerlendirmede Klasik Yaklaşımların Sınırları

Süper yüksek katlı binalarda deprem sonrası yapılan geleneksel değerlendirmeler çoğunlukla:

• Gözlemsel hasar tespiti

• Lokal eleman incelemeleri

• Sınırlı sayıda ölçüm

üzerine kuruludur. Ancak bu yaklaşımlar, yapının küresel (global) dinamik davranışındaki değişimleri yakalamakta yetersiz kalabilmektedir.

Bu tür yapılarda taşıyıcı sistem, deprem sonrasında ayakta kalabilir; ancak rijitlik ve sönümleme özelliklerinde meydana gelen değişimler, ilerleyen sismik olaylar açısından ciddi bir risk birikimine işaret edebilir. Dolayısıyla “gözle hasar yok” durumu, yapının gerçek güvenlik seviyesini yansıtmayabilir.

Sensör Tabanlı Sürekli İzleme Yaklaşımı

Bu mühendislik gereksinimi doğrultusunda Leeboard sistemleri, süper yüksek katlı binalar için sürekli ve çok noktalı sensör tabanlı izleme yaklaşımını benimsemektedir. Bu yaklaşım kapsamında yapı davranışı aşağıdaki parametreler üzerinden değerlendirilir:

• Üç eksenli ivme zaman serileri

• Kat bazlı dinamik yanıtlar

• Doğal frekansların zamansal değişimi

• Modal sönümleme oranlarının evrimi

• Katlar arası göreli hareketlerin izlenmesi

Bu veriler, yapının tek bir anlık durumunu değil; zamana bağlı davranış eğilimini ortaya koyar. Böylece küçük fakat süreğen yapısal bozulmalar erken aşamada tespit edilebilir.

Veri Odaklı Analiz ve Karar Destek Mantığı

Süper yüksek yapılarda sensör verisinin tek başına üretilmesi yeterli değildir. Asıl kritik unsur, bu verilerin yorumlanabilir ve karar verilebilir bilgiye dönüştürülmesidir.

Leeboard altyapısı, sensör verilerini:

• Zaman–frekans düzleminde analiz eder

• Davranış değişimlerini referans durumlarla karşılaştırır

• Anlamlı sapmaları sınıflandırır

Bu süreç sonucunda elde edilen çıktılar, yalnızca “ölçüm” değil; müdahale önceliği, risk seviyesi ve izleme gereksinimi gibi kararları destekleyen teknik göstergelere dönüşür.

Süper Yüksek Yapılar İçin Bilimsel ve Mühendislik Dayanağı

Leeboard’un süper yüksek katlı yapılar için geliştirdiği bu yaklaşım; çağdaş yapı mühendisliği literatüründe yer alan yapısal sağlık izleme (Structural Health Monitoring – SHM) prensipleriyle uyumludur. Sensör tabanlı sürekli izleme, yüksek katlı yapılarda;

• Deprem sonrası hızlı ve nesnel değerlendirme

• Gizli hasarların erken tespiti

• Gelecek sismik olaylara yönelik risk birikiminin izlenmesi

açısından kritik bir mühendislik gerekliliği olarak kabul edilmektedir.

Sonuç

Süper yüksek katlı binalar, taşıyıcı sistem davranışları açısından klasik değerlendirme yöntemlerinin ötesinde bir mühendislik yaklaşımı gerektirmektedir. Leeboard’un sensör tabanlı, veri odaklı ve karar destekli izleme altyapısı; bu yapıların zamana bağlı dinamik davranışını izleyen, ölçülebilir risk göstergeleri üreten ve müdahale süreçlerini bilimsel temele oturtan çağdaş bir yapı sağlığı izleme modelini temsil etmektedir.

Bu yaklaşım, süper yüksek katlı yapıların güvenliğinin yalnızca deprem anında değil, yapının tüm yaşam döngüsü boyunca izlenmesini mümkün kılar.