Mimarlıkta Deprem Riskine Yönelik İleri Yapısal Simülasyonlar

Depremler, yapının yalnızca “taşıyıcı sistemini” değil, mimari kurgunun tamamını —plan morfolojisi, malzeme yoğunluğu, cephe–iç donatı, merdiven–asansör çekirdekleri, MEP omurgası, düşey sirkülasyon, egress (tahliye) ve açık alan bağlantıları— eşzamanlı olarak sınar. Bu nedenle depreme dayanıklı mimarlık, ileri yapısal simülasyonlar olmadan eksik kalır. Bugün hedef performans yaklaşımı (IO—hemen kullanım, LS—can güvenliği, CP—göçmenin önlenmesi), olasılıksal sismik tehlike (PSHA) ile deprem tehlikesi → kayıt seçimi → sayısal model → analiz → fragilite → kararzinciri üzerinden bilgisayar ortamında doğrulanır. Ancak simülasyon yalnız mühendislerin alanı değildir: Mimarın plan morfolojisi, çekirdek yerleşimi, cephe sistemleri ve non-strüktürel bileşen kararları başlangıçta modele gömülmediği sürece, “kağıt üzerindeki iyi fikir” sahada beklenmedik davranışlara yol açabilir.

1) Hedef Performans ve Tasarımın Başlangıç Koşulları

• Performans tanımı: IO/LS/CP seviyeleri yalnız taşıyıcı için değil, non-strüktürel ve MEP sistemleri, egressmetrikleri ve işlev sürekliliği (işletme senaryosu) için de yazılmalıdır.

• Mimari eşlenikler: IO hedefi → kütle azaltımı, simetrik plan, çekirdek perdelerde süreklilik; LS hedefi → göçme önleme sınırları ve derz/darbe mesafeleri; CP hedefi → çarpışma senaryoları, düşme konisi yönetimi.

• Kabul ölçütleri: Kat ötelemeleri (drift), kat içi ivme, plastik dönme/ bağıntı, eleman hasar göstergeleri; non-strüktürel için ankraj kuvvetleri, asma tavan/arma­tür salınım sınırları; MEP için kompansatör mesafeleri.

2) Deprem Tehlikesi, Kayıt Seçimi ve Ölçekleme

• PSHA → senaryo: Dönüş periyotları (50 yılda %10, 2.475 yıl vb.) için tehlike eğrileri; mimari kritiklik ve işlev sürekliliğine göre uygun seviye.

• Kayıt seçimi: Yerel zemin sınıfı, Vs30, yakın-fay etkisi (pulse), yönlülük; spektral uyum ve zarf şartı.

• Ölçekleme: Tekdüze (uniform), hedef spektruma göre çoklu kayıt ölçekleme; gömülü rastgelelik için 7–11 kayıt.

3) Analiz Yelpazesi: Doğrusal–Doğrusal Olmayan, Statik–Dinamik

• Hızlı tarama: Doğrusal modal analiz (frekanslar, mod şekilleri) → morfoloji ve kütle dağılımı hakkında erken teşhis.

• Pushover: Kapasite eğrisi, hedef yer değiştirme; mimari düzensizliklerin ilk taraması.

• Zaman tanım alanı (NTHA): Doğrusal olmayan, çok kayıtlı dinamik analiz → non-strüktürel ve MEP etkilerinin gerçekçi tahmini.

4) Artımsal Dinamik Analiz (IDA) ve Çökme Olasılığı

• IDA mantığı: Aynı kayıtlar artan ölçeklerle uygulanır; IM–EDP (örn. Sa(T) – tepe drift) eğrileri ve küresel stabilite sınanır.

• Metrikler: Çökme sınırı (COL), artımsal çökme oranı (ACR); mimari sonuç: darbe mesafesi, hareket köprülerigereksinimi.

• Tasarım geri beslemesi: Yüksek ACR → kütle/rijitlik yeniden dağıt; simetriyi artır, yumuşak katları kaldır.

5) Plastik Menteşe vs. Fiber Eleman: Nerede Hangisi?

• Plastik menteşe: Kavramsal projede hızlı; birleşik plastik dönme sınırlarıyla katman içi kararlar.

• Fiber çubuk/ kabuk: Kesitte çekme-basınç–kesme yayılımı; beton ezilmesi/çelik akması ve kesişim etkileri; mimaride kolon/duvar boyut kararı daha erken belirir.

• Kontrol listesi: Malzeme parametreleri (f’c, fy, εcu), sargı etkisi, boyuna-etriye oranları; doğrulama–kalibrasyon.

6) Sönüm Modelleri ve Mimarın Hissedeceği Fark

• Rayleigh/Caughey: Modlara bağlı sönüm; yanlış kalibrasyon kat içi ivme tahminini bozar → asma tavan ve raf güvenliği yanlış çıkar.

• Histeretik/viskoz sönüm: Damper–izolasyon gibi gerçek aygıtların etkisinin doğru temsili.

• Mimari etkisi: Işık armatürü ve tavan sistemlerinin tasarım ivmesi; raf ankrajı sınıfı.

7) Zemin–Yapı Etkileşimi (SSI) ve Temel Kararları

• Sert/yarı-sonsuz ortam: Yatay–düşey yay–sönüm modellemesi; rotasyon serbestlikleri.

• Sıvılaşma/oturma: Plastik zemin davranışının etkin rijitlik üzerindeki etkisi; bodrum/derin temel karmaşası.

• Mimari yansımalar: Bodrumsuz/az bodrum; yükseltilmiş taban kotu; giriş rampalarında kavisli geçiş.

8) Sismik İzolasyon ve Enerji Sönümleyiciler: Modelden Detaya

• İzolasyon: LRB/HDRB, sürtünmeli sarkaç; merkez ofset ve ısınma etkileri; giriş köprüleri ve peyzajda hareket derzleri.

• Damperler: Viskoz, sürtünmeli, BRB; seçili akslarda kat içi ivmeyi düşürerek raf-asma tavan hasarını azaltır.

• Mimari karar: İzolasyon derzi tasarım motifi (ışık bandı/ su çizgisi); hareketli merdiven/galeri bağlantıları.

9) Non-Strüktürel ve MEP Modelleme: “Görünmeyen”in Hesabı

• Asma tavan/armatür: Kütle–yay–sönüm tekillikleri; askı aralığı ve ikincil emniyet kablolarının etkisi.

• Raf–dolap–vitrin: Devrilme dönemi, ankraj kuvvetleri; L-ankraj ve devrilme durdurucu ile doğrulama.

• MEP: Kablo tavası izolatörlü, borulama kompansatör ve kılavuzlu; sprinklerde sismik kelepçe.

• Mimari çıktılar: Şaft boyutları, servis boşlukları, bakım erişimi, tavanda bakım kapakları.

10) Düzensizliklerin Sayısal Okunuşu ve Plan Morfolojisi

• Kütle/rijitlik düzensizliği: Özellikle L-T-Z planlarda torsiyon büyümesi; modal kütle katılımı ve merkezlerin ayrıklığı.

• Yumuşak kat: Zemin kat ticaret/galeri → pushover ve NTHA’da yerel mekanizmalar; mimari çözüm: arka destekçerçeveler, perde sürekliliği.

• Darbe (pounding): Komşu blok aralığı; IDA ile deplasman zarfı → darbe mesafesi.

11) Rüzgâr–Deprem Birlikte Etkisi ve Konfor

• Konfor ve güvenlik: Servis seviyesinde rüzgâr titreşimleri, deprem sonrası artçılarla çakışabilir.

• Etkileşim modeli: Aerodinamik sönüm + histeretik deprem modeli; vortex azaltıcı mimari elemanların depremde kilit moduna geçmesi.

• Metrik: Kat ivmesi RMS (konfor) vs. pik (hasar) ayrımı.

12) Prefabrik–Yerinde Dökme Bağlantıları ve Ayrıntı Modelleme

• Bağlantı tipleri: Manşon–kayma pimi–betonarme dişli ek; cıvatalı/ kaynaklı çelik birleşimler.

• Sayısal kritik: Kayma–delinme, tork–sıkma toleransları; yorulma ve tekrar eden artçılar.

• Mimari etkiler: Şantiyede kontrol erişimi, görünen birleşimlerin estetikle barışması.

13) Tarihi Yapılar ve Kâgir Sistemler: Mikro–Makro Modellemenin Köprüsü

• Mikromodel: Taş/tuğla–harç arayüzleri; itki–çekme ayrışması.

• Makromodel: Eşdeğer duvar–çerçeve sistemleri; limit analiz.

• Mimari öncelik: Reversibl güçlendirme (lifli polimer şerit, çelik gergi, hafif çatı); görünürlük ve koruma dengesi.

14) Parametrik Tasarım, Optimizasyon ve Belirsizlik (UQ)

• Parametrik köprü: Plan oranları, çekirdek yeri, pencere aksları gibi mimari değişkenler → otomatik mesh ve analiz.

• Optimizasyon: Genetik algoritma, çok hedefli (drift ↓, kütle ↓, gün ışığı ↑).

• UQ: Malzeme–geometri–kayıt belirsizlikleri; Monte Carlo veya Latin Hiperküp örnekleme; duyarlılık analizi.

15) Fragilite Eğrileri, Kayba Çeviri ve Karar

• Fragilite: Hasar olasılığı–IM ilişkisi (örn. Sa(T)=x iken asma tavan hasar olasılığı %y).

• Kayba çeviri: Onarım maliyeti, iş kesintisi, can güvenliği göstergeleri; karar matrisleri.

• Mimari sonucu: Çok küçük maliyetli non-strüktürel paketin (askı–ankraj–kompansatör) kayıp üzerindeki büyük etkisi.

16) BIM–SIM–SHM: Tasarımdan Dijital İkize

• BIM–SIM köprüsü: Mimari modelden analiz modeline (meshleme, eleman eşleştirme) yarı otomatik geçiş.

• SHM entegrasyonu: İvme–drift sensörleri, duman–gaz–su kaçak; Bina Durum Paneli.

• AAR döngüsü: Deprem/tatbikat sonrası verilerin model güncellemesine yansıması (model kalibrasyonu).

17) Egress ve Kalabalık Akış Simülasyonları ile Yapısal Davranışın Birleştirilmesi

• Çift simülasyon: Yapısal deplasman–duman yayılımı → dinamik yönlendirme; merdiven–hol kapasitesine göre LED oklar.

• Mimari çıktı: Genişleme cepleri, ikinci merdiven, toplanma ceplerine dış yönlendirme.

• Metrikler: Toplam boşalma süresi (TBS), kapı/merdiven debisi, kuyruk uzunluğu.

18) Yangın–Deprem Ardışıklığı: Performansın İkili Sınavı

• Sıralı yükleme: Depremde hasar gören elemanın yangın direnci; duman/ basınçlandırma senaryosunun fail-safekurgusu.

• MEP sürekliliği: UPS geçiş, gaz kesici, damper zamanlaması.

• Mimari gereklilik: Merdiven holleri–duman odaları, basınç farkı ve kapı açma kuvveti sınırları.

19) Kampüs ve Çok Bloklu Yerleşkelerde Ada Yaklaşımı ve Bağlantı Elemanları

• Ada yaklaşımı: Her blok bağımsız analiz; aradaki köprüler menteşeli/kayar.

• Darbe mesafesi: Bloklar arası minimum açıklık; IDA zarfına göre bağlantı.

• Mimari tasarım: Köprüler hareket derzli, peyzajda gölge derzi olarak görünür.

20) Prototipleme, Hibrit Simülasyon ve Deneysel Doğrulama

• Hibrit simülasyon: Kritik birleşimler laboratuvarda, tüm yapı sayısalda; gerçek zamanlı bağlantı.

• Mock-up: Cephe–brise-soleil–asma tavan–kayar ankraj; MEP askıları ve FAT/SAT.

• Kabul: Tork–bulon kayıtları, çekme–kesme deneyleri, UPS geçiş testleri; CDE arşivi.

21) Tasarım–Simülasyon İş Akışı: Mimar İçin Yol Haritası

1. Hedef performans ve kullanım senaryolarını yaz.

2. Morfoloji kararları (simetrik/derzli/kompakt) + kütle yönetimi.

3. BIM → SIM ilk geçiş; hızlı modal/pushover taraması.

4. Kayıt seçimi–ölçekleme ve NTHA; non-strüktürel/MEP için kat içi ivme–drift eşikleri.

5. IDA ile çökme olasılığı ve darbe mesafesi; gerekiyorsa izolasyon/damper.

6. UQ–optimizasyon; kritik detaylara odaklan.

7. Fragilite–kayıp ve karar; non-strüktürel paketin kapsamını kesinleştir.

8. Mock-up–FAT/SAT; AAR ve SHM ile işletmeye devret.

22) Vaka A — Orta Katlı Ofis (Düzensiz Plan → Simetrik Revizyon)

Durum: L-plan, zemin katta galeri; ofis + perakende.
Analiz: Modal/pushover’da torsiyon ↑; NTHA’da kat içi ivme yüksek.
Mimari revizyon: Galeri arkasında arka destek çerçeve; plan derz ile iki ada; brise-soleil ikincil emniyetli.
Sonuç: Drift %28 ↓, kat içi ivme %22 ↓; raf/asma tavan hasar riski düştü.

23) Vaka B — Kütüphane (Non-Strüktürel Odak + MEP)

Durum: Raf devrilmeleri ve sprinkler kırılmaları yaşanmış.
Analiz: NTHA kat içi ivme yüksek; raf doğal periyodu ile rezonans.
Mimari/MEP çözüm: Raf L-ankraj + devrilme durdurucu; tavan sismik askı; sprinklerde kompansatör ve sismik kelepçe; düşük ivme zonları oluşturuldu.
Sonuç: Non-strüktürel hasar olasılığı belirgin ↓; AAR’de TBS de iyileşti.

24) Vaka C — Laboratuvar Bloğu (IO Hedefi + İzolasyon)

Durum: Hassas cihazlar; iş sürekliliği kritik.
Analiz/karar: IDA’da drift limitleri iyi, fakat kat içi ivme yüksek → temel izolasyonu.
Mimari detay: Hareket köprüsü, cephede büyük deplasman derzi; MEP hatlarında ekstra esneklik.
Sonuç: Cihaz kesintisi ≈ 0; IO hedefi sağlandı.

25) Hızlı Kontrol Listesi — İleri Simülasyonlu Mimari Tasarım

• Hedef performans (IO/LS/CP) ve non-strüktürel/MEP eşikleri yazıldı.

• PSHA/senaryo ve kayıt seçimi–ölçekleme tamam.

• BIM’den analize tutarlı eleman eşleştirme yapıldı.

• Modal + pushover ile erken tarama; yumuşak kat ve torsiyon giderildi.

• NTHA ile kat içi ivme ve drift doğrulandı; MEP/non-strüktürel tasarım ivmeleri belirlendi.

• IDA ile çökme olasılığı ve darbe mesafesi saptandı.

• SSI ve temel detayları modellendi; sıvılaşma/oturma senaryoları değerlendirildi.

• İzolasyon/damper varsa derz–köprü–cephe hareketleri çözüldü.

• Rüzgâr–deprem birlikte etkisi ve konfor kontrol edildi.

• Fragilite–kayıp analizi ve karar matrisi hazır.

• Mock-up–FAT/SAT ve CDE arşivi düzenlendi.

• SHM/dijital ikiz ile işletme izleme planı kuruldu.

---

Sonuç

İleri yapısal simülasyonlar, mimarlığı sayısal ayrıntıya boğmak için değil; tasarım kararlarını görünürleştirmek için vardır. Bir yapının deprem karşısındaki kaderi; plan morfolojisinin yalın–simetrik kurgusu, çekirdek/perde sürekliliği, kütle yönetimi, non-strüktürel ve MEP bileşenlerinin doğru askı–ankraj–kompansatörlerle güvenceye alınması, izolasyon/damper gibi teknoloji seçimlerinin derz–köprü–cephe ile mimari uyumu ve nihayet tüm bunların sayısal doğrulaması ile belirlenir. Bu doğrulamanın omurgası; (1) Hedef performansın açık yazımı, (2) Kayıt seçimi–NTHA–IDA ile çokkayıtlı doğrulama, (3) Fragilite–kayıp çevirisi ve karar matrisidir.

Başarı, tek bir dev analizden değil; tekrarlı ve arttırmalı bir süreçten doğar: modal/pushover ile hızlı tarama → NTHA ile ayrıntı → IDA ile çökme olasılığı → UQ ile belirsizliğe dayanıklılık → mock-up/ FAT–SAT ile sahada doğrulama → SHM/dijital ikiz ile işletmede öğrenme. Bu döngü mimariyi, istatistikle konuşan, veriyle revize olan ve insan odaklıbir pratiğe taşır. Bir kayar slot, bir kompansatör, bir ikincil emniyet teli, bir izolasyon derzi, bir duman damperi—hepsi modelde hak ettiği yeri bulduğunda, proje yalnız yönetmeliğe uygun değil; ölçülmüş, kanıtlanmış bir güven mimarisine dönüşür.

Son söz: Deprem, tasarımın “belirsiz” yanlarını acımasızca seçer. İleri simülasyon, mimara nerede neyin kırılacağınısarsıntıdan önce söyler. Bu nedenle kalem, model ve sahadaki ankraj, aynı cümlede buluşmalıdır.

Soft Art Mimarlık, mimarlık ve iç mekan tasarımının en yeni trendlerini keşfetmek isteyenlere ilham veren ve yaratıcı düşünceleri bir araya getiren bir platformdur. Amacımız, mimarlık dünyasında sürekli olarak gelişen yenilikleri takip ederken, sektördeki en yaratıcı fikirlerin ortaya çıkmasına yardımcı olacak bir ortam sunmaktır. Misyonumuz, geniş bir uzman ağı ile işbirliği yaparak projelerinizi daha büyük ölçekte hayata geçirmeye olanak tanımaktır. Web sitemiz, mimarlık, iç mekan tasarımı, tasarım trendleri, malzeme kullanımı ve daha birçok konuya dair detaylı makalelerle doludur. Her biri, sektördeki en son gelişmeleri ve yaratıcı çözümleri keşfetmek isteyenler için hazırlanmıştır. Aynı zamanda ilham veren projelerin tanıtımlarını ve görsel anlatımlarını bulabileceğiniz sayfalarımızda, tasarım dünyasının derinliklerine inmek ve kendi vizyonunuzu geliştirmek için gerekli tüm bilgilere ulaşabilirsiniz. Bu platformda, size ilham vermek ve hayal gücünüzü harekete geçirmek için en kaliteli içeriği sunmayı amaçlıyoruz.

Soft Art Mimarlık, aynı zamanda tasarım dünyasına adım atmış veya bu alanda ilerlemek isteyen profesyonel ve amatör tasarımcıların buluşma noktasıdır. Topluluğumuz, fikirlerinizi paylaşabileceğiniz, deneyimlerinizi aktarabileceğiniz ve projelerinizi daha geniş bir kitleye tanıtabileceğiniz aktif bir platformdur. Burada, benzer tutkularda bir araya gelen diğer tasarımcılarla etkileşimde bulunarak, projelerinizi zenginleştirebilir ve yeni fırsatlar yaratabilirsiniz. Sizin gibi yaratıcı zihinlerle bağlantı kurmak, daha yenilikçi ve etkili çözümler geliştirmemizi sağlıyor. Soft Art Mimarlık olarak, en büyük önceliğimiz, sizin vizyonunuzu gerçeğe dönüştürmek ve projelerinizi daha geniş bir izleyici kitlesine ulaştırmaktır. Amacımız, tasarım dünyasının güzelliklerini ve potansiyelini keşfederek, her projeyi daha etkileyici ve özgün hale getirmek için gereken desteği sunmaktır. Biz, yaratıcılığınızı besleyerek, size ilham verici bir yolculuk vaat ediyoruz.