Why do buildings fall in earthquakes? - Vicki V. May

Neden depremde binalar çöker? - Vicki V. May

Çeviri: Halil Sarı Gözden geçirme: şeref bacak

Earthquakes have always been a terrifying phenomenon,

Depremler her zaman korkutucu bir fenomendi

and they've become more deadly as our cities have grown,

ve kentlerimiz büyüdükçe en büyük risk olan

with collapsing buildings posing one of the largest risks.

çöken binalar ile daha ölümcül hale geldi.

Why do buildings collapse in an earthquake,

Neden binalar depremde çöker

and how can it be prevented?

ve bu nasıl önlenebilir?

If you've watched a lot of disaster films,

Eğer çok fazla felaket filmi izlediyseniz,

you might have the idea

şöyle düşünebilirsiniz.

that building collapse is caused directly by the ground beneath them

Binanın yıkılmasına doğrudan altındaki zeminin

shaking violently, or even splitting apart.

şiddetle sarsılması ya da bölünmesi sebep olur.

But that's not really how it works.

Aslında böyle olmuyor.

For one thing, most buildings are not located right on a fault line,

Bir kere, çoğu bina fay hattı üstünde yerleşik değil

and the shifting tectonic plates go much deeper than building foundations.

ve levha hareketi bina temelinin çok daha altından gitmektedir.

So what's actually going on?

Peki aslında neler oluyor?

In fact, the reality of earthquakes and their effect on buildings

Esasında, deprem gerçeği ve binalar üzerindeki etkisi

is a bit more complicated.

biraz daha karmaşıktır.

To make sense of it, architects and engineers use models,

Mimar ve mühendisler bunu anlamak için

like a two-dimensional array of lines representing columns and beams,

kolon ve kirişleri temsil eden iki boyutlu çizgiler ya da bina kütlesini temsil eden

or a single line lollipop with circles representing the building's mass.

ve daireler çizen tek hat üzerindeki lolipoplar gibi modeller kullanır.

Even when simplified to this degree, these models can be quite useful,

Bu derece basitleştirilmiş modeller bile çok yararlı olabilir.

as predicting a building's response to an earthquake

Depreme karşı bina tepkisini tahmin etmek

is primarily a matter of physics.

öncelikle fiziğin konusudur.

Most collapses that occur during earthquakes

Deprem anında meydana gelen bina çökmelerinin bir çoğu

aren't actually caused by the earthquake itself.

aslında depremin kendisinden kaynaklanmaz.

Instead, when the ground moves beneath a building,

Bunun yerine, binanın zemini sallandığında

it displaces the foundation and lower levels,

binanın temeli ve alt seviyelerini değiştirir,

sending shock waves through the rest of the structure

yapının kalanına şok dalgalar gönderir

and causing it to vibrate back and forth.

ve ileri geri titreşmesine neden olur.

The strength of this oscillation depends on two main factors:

Titreşimin gücü iki ana faktöre bağlıdır:

the building's mass, which is concentrated at the bottom,

binanın kütlesi, bu altta yoğundur

and its stiffness,

ve onun sertliği

which is the force required to cause a certain amount of displacement.

ki belirli bir miktar yer değişimi için gerekli olan kuvvettir.

Along with the building's material type and the shape of its columns,

Binanın sertliği, malzeme türü ve kolon şeklinin yanısıra

stiffness is largely a matter of height.

genellikle yükseklikle ilgilidir.

Shorter buildings tend to be stiffer and shift less,

Alçak binalar daha sert ve daha az kaymaya yatkınken,

while taller buildings are more flexible.

yüksek binalar daha esnektir.

You might think that the solution is to build shorter buildlings

Çözümü daha alçak binalar yapmakta bulabilirsiniz.

so that they shift as little as possible.

Böylece mümkün olduğu kadar az kayarlar.

But the 1985 Mexico City earthquake is a good example of why that's not the case.

Ama 1985 Meksika depremi durumun böyle olmadığına en iyi örnektir.

During the quake,

Deprem sırasında,

many buildings between six and fifteen stories tall collapsed.

altı ila onbeş katlı pek çok bina çöktü.

What's strange is that while shorter buildings nearby did keep standing,

Ne gariptir ki yandaki alçak binalar ayakta kalırken,

buildings taller than fifteen stories were also less damaged,

onbeş kattan daha yüksek binalar da daha az zarar gördü

and the midsized buildings that collapsed

ve çöken orta ölçekli binaların

were observed shaking far more violently than the earthquake itself.

depremde daha şiddetli şekilde sarsıldığı gözlendi.

How is that possible?

Bu nasıl mümkün olabiliyor?

The answer has to do with something known as natural frequency.

Cevabın doğal frekans olarak bilinen olguyla ilgisi bulunmaktadır.

In an oscillating system,

Bir salınım sisteminde

the frequency is how many back and forth movement cycles occur within a second.

frekans, bir saniyede ileri geri oluşan hareket döngüsünün sayısıdır.

This is the inverse of the period,

Bu, bir döngüyü tamamlamak için

which is how many seconds it takes to complete one cycle.

gereken saniye miktarı olan periyodun tersidir.

And a building's natural frequency, determined by its mass and stiffness,

Kütlesi ve sertliği tarafından belirlenen bir binanın doğal frekansı,

is the frequency that its vibrations will tend to cluster around.

titreşimlerinin etrafında kümelenme eğilimi olan frekanstır.

Increasing a building's mass slows down the rate at which it naturally vibrates,

Bina kütlesinin artırılması, doğal titreşim hızını yavaşlatır,

while increasing stiffness makes it vibrate faster.

sertliğinin artırılması ise titreşimi hızlandırır.

So in the equation representing their relationship,

Yani ilişkilerini gösteren denklemde

stiffness and natural frequency are proportional to one another,

sertlik ve doğal frekans birbiriyle doğru orantılıyken

while mass and natural frequency are inversely proportional.

kütle ve doğal frekans birbiriyle ters orantılıdır.

What happened in Mexico City was an effect called resonance,

Meksika'da olan rezonans etkisiydi,

where the frequency of the earthquake's seismic waves

depremin sismik dalga frekansıyla

happen to match the natural frequency of the midsized buildings.

orta ölçekli binaların doğal frekansları eşleşti.

Like a well-timed push on a swingset,

Bir salıncağı itmenin iyi zamanlaması gibi

each additional seismic wave amplified the building's vibration

her ilave sismik dalga bina titreşimini

in its current direction,

mevcut yönünde artırdı,

causing it to swing even further back, and so on,

daha da geriye sallanmasına neden oldu, vesaire,

eventually reaching a far greater extent than the initial displacement.

sonuçta ilk kaydırmadan daha büyük boyuta ulaştı.

Today, engineers work with geologists and seismologists

Bugün, mühendisler jeolog-sismologlarla birlikte çalışıp

to predict the frequency of earthquake motions at building sites

rezonans kaynaklı çöküşü önlemek için

in order to prevent resonance-induced collapses,

toprak ve arazi türü gibi faktörleri dikkate alarak,

taking into account factors such as soil type and fault type,

önceki deprem verileriyle birlikte, inşaat alanlarında

as well as data from previous quakes.

deprem frekansı tahmini yapıyor.

Low frequencies of motion will cause more damage to taller

Düşük frekanslı hareket, yüksek ve daha esnek binalara

and more flexible buildings,

fazla hasar verirken,

while high frequencies of motion pose more threat

yüksek frekanslı hareket, alçak ve sert olan yapıları

to structures that are shorter and stiffer.

daha fazla tehdit etmektedir.

Engineers have also devised ways to abosrb shocks

Mühendisler ayrıca sarsıntıları emen metotlar geliştirdi

and limit deformation using innovative systems.

ve yaratıcı sistemler kullanarak bozulmaları sınırladılar.

Base isolation uses flexible layers

Binanın temel kaymasını, kalan kısmından ayırmak için

to isolate the foundation's displacement from the rest of the building,

taban izolasyonunda esnek tabakalar kullanıp

while tuned mass damper systems cancel out resonance

ayarlanmış kütle damper sistemi titreşimleri azaltmak için

by oscillating out of phase with the natural frequency

doğal frekans ve faz dışı salınımla birlikte

to reduce vibrations.

rezonansı yok eder.

In the end, it's not the sturdiest buildings that will remain standing

Sonuçta, ayakta kalacak binalar en sağlam olanlar değil

but the smartest ones.

en akıllı olanlardır.