Fizik öğretmeni sınıfa; 'Bir binanın depreme dayanıklılığı sadece sağlamlığına değil, aynı zamanda kütle ve rijitlik merkezlerinin çakışık olup olmamasına bağlıdır' bilgisini verir. Eğer bir binada kütle merkezi ile rijitlik (direnç) merkezi arasında büyük bir fark (eksantrisite) varsa, deprem anında bina üzerinde nasıl bir fiziksel etki gözlemlenmesi beklenir?
Şıklar
Bina sadece düşey doğrultuda (boyuna dalga etkisiyle) zıplama hareketi yapar.
Binanın periyodu sonsuza yaklaşır ve deprem dalgaları binayı etkilemez.
Bina üzerinde burulma (torsion) momentleri oluşur ve köşe kolonlarda aşırı zorlanma meydana gelir.
Deprem dalgalarının yayılma hızı bina içinde artarak rezonansı engeller.
Zemin ivmesi bina kütlesiyle ters orantılı bir kuvvet uygular ve bina sabit kalır.
Çözüm Açıklaması
Kütle merkezi (binanın ağırlığının toplandığı nokta) ile rijitlik merkezi (binanın direnç gösteren elemanlarının merkezi) çakışmazsa, deprem kuvveti bir moment kolu oluşturur. Bu durum binanın kendi ekseni etrafında dönmesine (burulma) neden olur. Burulma, özellikle köşelerdeki kolonların tasarım kapasitelerinin çok üzerinde yük almasına ve erken kırılmasına yol açar.