KATEGORİLER

11 Kasım 2020 Çarşamba

REZONANS

Sürekli olarak kıpraşıyoruz. Ne güzel bir kelime "kıpraşmak", öz Türkçe "yavaşça kımıldamak" demekmiş. Son olarak bugün saat 09.45'te 4,8 büyüklüğünde Kuşadası merkezli bir depremle sallandık. Aslında deprem olmasa bile canlı cansız her nesne sürekli titreşim halinde. Dalgalar halinde yayılıyor bu salınımlar. Her bir nesnenin dalga boyu (periyod) ve dalga sıklığı (frekans) kendine özel. Buna doğal frekans diyoruz. Frekansın birimi, yani bir saniyedeki titreşim sayısı, Hertz olarak ifade ediliyor. Örneğin sağlıklı bir insan vücudunun frekans aralığı 62-68 MHz. (1 Mega Hertz = 1.000.000 Hertz) Böyle bir titreşimi hissetmemiz mümkün değil elbette. Belki de bu bizim en büyük şansımız. İnsan kalbi normal olarak 1,2 Hertz frekansında atıyor. Vücudumuzun frekansı 58 MHz'in altına düştüğü zaman hastalıklar baş göstermekte.

Sağlıklı genç bir insan 20 Hertz ila 20.000 Hertz arasındaki frekansa sahip olan sesleri hissedebiliyormuş. Ben 30-9.200 Hertz arasındakileri işitebildim. Siz de burada kendinize bu testi uygulayabilirsiniz. Yalnız dikkat edin, kulaklıkla dinliyorsanız yüksek volümler sizi rahatsız edebilir, o zaman sesi istediğiniz ölçüde kısabilirsiniz.


Yaklaşık bir haftadır İzmir Depreminde yıkılan binaları düşünüyorum. Elimde bu binaların özelliklerine dair herhangi bir envanter olmamakla birlikte ağır hasar gören yapıların genellikle sekiz on katlı apartman binaları olduğu dikkatimi çekmişti. Zemin, yapı malzemesi ve işçilik kusurları mutlaka ortaya çıkan felaketin esas unsurları olmakla birlikte rezonans olayını da düşünmedim değil. Peki nedir rezonans? Kısaca dıştan gelen herhangi bir etkinin (fiziki ya da manyetik kuvvet, dalga, ses, rüzgar, hatta duygu ve düşünce) frekansı ile nesnenin doğal frekansının uyumu diyebiliriz. Bakın burası çok önemli. Uyum, ahenk sözcükleri de "kıpraşmak" gibi insanın içine huzur veren kelimeler değil mi? İşte burada yanılıyoruz. Uyum aynı zamanda bir çöküş, yok oluş, bir felaket. 

Hasar oluşturabilecek deprem dalgaları 0,1 ila 10 Hertz frekans aralığında salınımlar oluşturur. Kaba bir hesapla sekiz katlı bir binanın doğal frekansı (kat yüksekliği/10) 0,8 Hertz'dir. Eğer bina kayalık bir zemindeyse depremin süresine de bağlı olarak deprem dalgalarının frekansıyla binanın doğal frekansının bire bir örtüşmesi oldukça düşük bir olasılık. Çünkü sağlam zemin deprem dalgalarını olduğu gibi binaya iletir. Oysa gevşek zeminlerde deprem dalgaları, rastgele yayılarak farklı frekanslarda binlerce deprem dalgasına dönüşür. Bu dalgalardan herhangi birinin binanın doğal frekansını yakalama olasılığı oldukça yüksektir. Bina ne kadar sağlam ve mükemmel olursa olsun, her hangi bir frekans uyumu sağlandığında, yani rezonansa girildiğinde kurtuluş yoktur. Anında parçalanır ve bina bir moloz yığınına dönüşür. Rezonansa giren sulu gevşek zeminler sıvılaşabilir, sağlam binalar zemine gömülebilir ya da yan yatabilir.

Yukarıdaki nedenlerle sağlam olmayan zeminlerde dört beş katın üzerinde inşa edilen binalar depremin rezonans etkisine karşı savunmasızdır. Bu tür zeminlerde inşa edilecek daha yüksek binalar zeminde ana kayaya kilitlenecek şekilde betonarme kazıklara oturtulmalıdır. Yüksek frekanslı deprem salınımları kat sayısı fazla olmayan binalarda etkili olurken düşük frekanslı salınımlar yüksek katlı binalarda etkilidir. Bu kıyıya yakın yerlerde küçük deniz dalgalarının kayıkları sallaması, büyük gemilerin ise hareketsiz durmasına ya da açık denizde kayıkların yüksek dalgalı denizde daha sakin kalırken büyük gemilerin sallanmasına benzer. Benzer şekilde frekansı yüksek depremler alçak yapılarda daha tahrip edici olurken, frekansı düşük deprem dalgaları yüksek yapıları iyice sallar ve yapının dayanımını zorlar. Yine köprülerde askeri birliğin uygun adım yürümesi halinde rezonans meydana gelebilir. Tarihte bir Fransız askeri birliğin bu nedenle Sen Nehrine uçtuğu bilinir. Bu yüzden köprüden geçen askeri birlikler köprünün doğal frekansını yakalamamaları için serbest adım yürütülür. 

Rezonans olayına en sık salıncak örneği verilir. Salıncağı hangi kuvvetle iterseniz itin o hareketini (gidip gelme zamanını) kendi ayarlayacaktır. Bu o salıncağın doğal frekansıdır. Uyguladığınız kuvvet salıncağın frekansına denk düştüğünde ve aynı şekilde bunu devam ettirmeniz durumunda parmağınızın ucuyla bile itseniz salıncak gittikçe artan bir şekilde havalanacaktır. Uygun frekansta çıkaracağınız doğal yada suni ses dalgalarıyla kristal şarap kadehlerini atomlarına ayırarak parçalayabilirsiniz. Tıpta ses dalgalarının rezonans etkisiyle böbrek taşlarını kırdığını duymuşsunuzdur. Ayrıca rezonans terapi (biorezonans) bazı bağımlılıklardan kurtulmak amacıyla, kanser tedavisinde ve psikolojik tedavilerde kullanılmaktadır. Yirminci yüzyılın başlarından itibaren rezonans, kanser hücrelerinin teşhis ve tedavisinde (Manyetik Rezonans - MR) uygulanmaya başlamıştır. 

Üniversitenin ilk yıllarında bölüm öğrencileri olarak bize üçlü amfide bir film gösterilmişti. Filmin konusu, açılışı törenlerle 1 Temmuz 1940'da yapılan bir köprünün rüzgar sebebiyle yıkılma öyküsüydü. Tacoma Köprüsü, tamamlandığında dünyanın en uzun üçüncü asma köprüsü olmuştu ve zamanının bir mühendislik harikasıydı. Trafiğe açılmasından yaklaşık dört ay sonra 64 km/s hızla esen rüzgar köprünün yaklaşık bir saat içinde dramatik bir şekilde yıkımına sebep olmuştu. Bize o zamanlar bu felaketin nedeni olarak rezonans gösterilmişti. Oysa köprü her rüzgarda sallanıyordu. Bu şekilde trafiğe açılan köprüde hareketi sönümleyecek tedbirler alınmaya çalışılsa da fayda etmemiş, insanlar köprüye "Dörtnala Gertie" (Galloping Gertie) ya da "En Çok Sallanan Köprü" (Wobbliest Bridge) lakaplarını takmışlardı. 

Yıllar sonra sorunun rezonanstan kaynaklanmadığı, köprünün yıkılmasına "Aeorelastic Flutter" denilen bir olayın sebep olduğu anlaşıldı. Özetle köprü tabliyesinin (yol platformunun) her iki yanında düşey olarak uzatılan düz saçtan etekler bu faciaya sebep olmuştu. Bunun yerine rüzgarın içinden geçebileceği bir çelik kafes problemi ortadan kaldırabilecekti. Bir de şu konu var elbette: Sabit hızda esen bir rüzgar yapılarda rezonans yaratmaz. Rezonansın oluşabilmesi için rüzgarın dalgalar şeklinde kesik kesik esmesi gerekir. Aksi takdirde gökdelenlerin ayakta kalması iyice zorlaşırdı. 

Duygu frekans uyumunun ikili ilişkilerdeki yansıması nasıl olur acaba? Bence mutlak aşkın felaket getireceği bu rezonans kuramıyla da kanıtlanmış oluyor. Bu yüzden her zaman dile getirdiğim üzere iki kişiden biri aşık ise diğeri aşık olunan kişidir. Böylece iki kişi yok olacağına biri hasta oluyor, diğeri keyfini sürüyor.

Aşağıda filmini izleyebileceğiniz Tacoma Köprüsü yıkılırken meydana gelen tek can kaybı arabanın içinde nehre uçan yukarıda resmini gördüğünüz köpek bahtsız Tubby.


     

24 yorum:

  1. eski inşaat mühendisleri başkanını içeri almışlar, adam 77 yaşındaymış. hımmm rezonans, frekans, bilemiyorum doğrudur tabi, aşk depremi de böyle yani pekuuu :) yeni bir hayat noldu yaa :)

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. İnşaat Mühendisleri Odası başkanının ne suçu varmış bilmiyorum, internette böyle bir haber bulamadım. Onun bildiğim kadarıyla tek başına proje onay ve denetleme yetkisi yok. Ben devlette görevli denetleme elemanlarının, belediye ve bakanlık personelinin birinci derecede sorumlu olduklarını düşünüyorum. Örneğin bir dönem deniz kumu kullanıldığını söylüyorlar, normal kum ocakları bile ruhsatsız çalıştırılmaz, birileri göz yummuş, görevini suiistimal etmiş. Bilinmeyen bir tarihe kadar askıda:))

      Sil
  2. merhaba, sizin için midye ve zeytinyağlı dolma tariflerini temize çektim. Sevgiler.

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. OK, püf noktasını öğrendim, teşekkürler:)

      Sil
  3. Boğaz köprüsünden geçerken hep bir aklımdan geçer ''Köprü sağlam mı hala'' diye, bir tedirgin olurum manzarasına rağmen:)
    Bu depremler bir müddet devam eder ne yazık ki.

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Sezar'ın hakkı Sezar'a! Boğaz asma köprüleri kusursuz görünüyor. Japonların teknoloji ve birikimi ve iş ahlakı son derece tatmin edici. Daha önemlisi bu tür köprülerin periyodik bakımları olur. Karayolları yıllarca bunu kusursuz yaptı ve yapmaya devam ediyor. Üstelik yıllarca sert rüzgarlar, trafik yükü ve depremlerle test edilmiş oldu. Ülkede tedirgin olacağınız o kadar çok şeyimiz var ki, köprüye sıra gelmez:)
      Deprem fırtınası diyorlar buna:) Güzel bir şey, stres atıyoruz. Bunlar olmasa daha şiddetli depremler olur.

      Sil
  4. Okuyorum, öğreniyorum hatta üç beş bilgi dışında çoğu yeni diye seviniyorum derken konu yine aşka dayanmasın :))) O an bir güldüm. Kaleminize sağlık, gerçekten çok bilgilendirici ve ufuk açıcı bir yazı olmuş.

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Şimdi bu nereden aklıma geldi diyeceksiniz:) Hani derler ya elektrik alamadım falan. İşte alınca da böyle oluyor, mutlak uyumun, yani frekanslardaki çakışmanın dalga yüksekliklerini sonsuza dek arttıracağını ve sonuçta kırılmaya, parçalanmaya ve bir yok oluşa sürükleyeceğini düşündüm. Fakat biliyorsunuz ben karşılıklı aşka inanmıyorum. İki canlı birbirinden hoşlanabilir, sevebilir. En yoğun sevgi annenin evladına sevgisidir. Buna aşk tanımını yakıştırmak bile mümkündür. Belki bildiğimiz kadarıyla Yunus Emre'nin ilahi aşkı da olabilir. Mevlana konusunda Şems işi bozuyor:) Ancak hiçbir evladın annesine olan sevgisi annesinin ona olan sevgisine yetişemez. Doğanın kanunları, bence...:)

      Sil
  5. Rezonans olayı bizimde aklımıza gelmişti,izmirdeki depremden etkilenen bölge tamamen yumuşak zeminde olan bir bölge,bırakın depremi, caddelerden geçen kamyon,tır gibi ağır yüklü araçlar bile buralarda sarsıntılara neden olabiliyormuş..Bölgede tanıdığımız kişiler vardı,anlatıyolardı,binaları yıkım esnasında bile makina kepçenin vurduğu noktalardan metrelerce uzaktaki binalarda hafif sarsıntılara neden oluyormuş..Yani bu bölge aslında çok riskli bir bölge,yeniden imarın ve kentsel dönüşüm yapılması bile çok riskli,bundan vazgeçmeleri ve mevcut bölgedeki binaların tamamının yıkılması gerekiyor..Yoksa bu gidişle çok şiddetli bir depremde ,bölgedeki halkın yarısından fazlasının zarar görmesi çok yakın olabilir..

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Kesinlikle katılıyorum. Dört beş katın üzerindeki binalar kazıklı temele oturtulmaksızın mutlak surette risk taşır. Bakın, proje, malzeme ve işçilik hatalarından bahsetmiyorum bile. Meşhur Ankara kili diye bir zemin vardır. Güçlü ekskavatörler ancak kaldırabilir bu zemini. Birinci derece deprem kuşağında yer almamasına rağmen çok katlı binalarda orada da her zaman temel kazıklarla güçlendirilir. Bayraklı ve civarı alüvyon ağırlıklı bir zemin olduğu için kazıkla güçlendirilmemiş dört beş katın üstündeki binalar kesinlikle riskli.

      Daha önceki yazılarımda belirtmiştim. 6,9 büyüklüğünde bir deprem İzmir'de yaşanabilecek en büyük depremlerden biri. Bu yüzden bana göre İzmir yapıların emniyeti bakımından iyi bir sınav verdi. Anılan bölgelerin dışında yapısal önemli bir hasar yok bildiğim kadarıyla. Fakat bir şeyi gözden kaçırmamak lazım. Aynı deprem şöyle bir on beş saniye daha devam etmiş olsaydı tablo çok daha vahim bir hal alabilirdi. Yine de ucuz atlatıldı. Bundan sonra Bayraklı ve Manavkuyu civarında kazık temel yapılmamış çok katlı binalarda oturmak biraz cesaret işi. Tarihi tekerrür deprem oluşmasında ciddi bir veri olarak değerlendirilir. Bu yüzden ben bir yüz yıl daha bu büyüklükte bir deprem olmasını beklemiyorum. Ne var ki, yukarıdaki rezonans yazımla ilişkili olarak, 30 Ekim depreminde gözle görülmese de ana taşıyıcı elemanlarda bazı hasarlar oluşmuş olabilir. Yani, olası daha küçük depremlerde bile daha hassas bir hale gelmiş olabilir bu yapılar. Güçlendirme olayı bana göre hikaye. Dediğiniz gibi mevcut binalardan çoğunun bir daha zemin ıslah etmeden yapılmaksızın aynı şekilde yeniden inşa edilmemesi gerekir. Bu bölgedeki yapılar iyi bir değer kaybına uğrayacaktır. Fakat bir on yıl geçtikten sonra eminim her şey unutulacak, maalesef...

      Sil
  6. Uyumun aynı zamanda yok oluş olabileceği aklıma gelmezdi hiç ama haklısınız. Pozitifin bile kötü olabileceğini öğrendik bu sene .

    Mobil uygulamada video gözükmediginden neden bahsediyorsunuz diye bakındım bi :) web sürümüne geçince durum anlaşılır oldu :)

    Ne anlama geliyor bilmiyorum ama 20 den baslayıp 138 küsürden sonra kayboldu fakat başlangıç ve sonda ki sesler dalgalanma gibi bir haldi , Ses demek mümkün mü bilmiyorum:)

    Keyfini sürenler mızıkçılık yapıyor bu durumda :)

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Ben de yeni fark ettim:) Doğru diyorsunuz, Covid (+) sanki olumlu bir durumu çağrıştırıyor ama asrın felaketini müjdeliyor:(

      Kulağı çok rahatsız edici sesler var, her biri ayrı bir frekansı gösteriyor. 138'den sonra kaybolmaması lazım, 9.000 i geçinceye kadar ben işittim, daha sağlam kulaklar çok daha ileri gidebilirler. Evet, ses ama herhangi bir cazibesi olmayan sesler:)

      Onların suçu değil bence:)

      Sil
  7. yeni şeyler öğrendim:) köprüye çok şaşırdım, uyumdan mı yıkıldı o? fazla uyum bence de sorun çıkarırı, biraz aykırı olmak lazım :)

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Sevindim:) Biraz bahsettim ama güzel bir soru bu sorduğunuz. Uzun yıllar bu köprünün doğal frekansı ile rüzgarın frekansının uyumu yani teknik lisanla "rezonans" olarak bilindi. Dediğim gibi üniversitede bize bu olayı rezonans (frekans uyumu) olarak örnek gösterdiler. Ancak, daha sonra meteoroloji kayıtlarına bakmışlar ve o saatte esen rüzgarın sabit bir hıza sahip olduğunu tespit etmişler. Böyle bir durumda rüzgarın frekansından bahsedemeyiz. Dolayısıyla köprünün rezonans yani uyum sebebiyle yıkıldığı iddiası çürümüş oluyor. Aerodinamiği ilgilendiren, akışkanlarda (hava, su gibi) yapılan tasarımlarda dikkate alınması gereken bir olay bu. Çok fazla tekniğe girmeyeyim ama eğer bu husus dikkate alınmadığı takdirde uçaklarda ve gemilerde bu konu dikkate alınmazsa ters bir dalga veya rüzgar istenmeyen sonuçlar doğurabilir. Yıkılan Tacoma köprüsünde yolun iki kenarına etek şeklinde yapılan saç levhalar bunun nedeni olmuş:)

      Diğer taraftan sizinle aynı fikirdeyim, fazla uyumda sorunlu bir durum:)

      Sil
  8. Hani Çin'de deprem olunca binalar esniyor, sallanıyor depremle; onu da bir anlatır mısınız size zahmet Mr. Kaplan? Çok mu zor acaba her yerde o sistemi uygulamak?

    Bir de "Duygu frekans uyumunun ikili ilişkilerdeki yansıması nasıl olur acaba? Bence mutlak aşkın felaket getireceği bu rezonans kuramıyla da kanıtlanmış oluyor. Bu yüzden her zaman dile getirdiğim üzere iki kişiden biri aşık ise diğeri aşık olunan kişidir. Böylece iki kişi yok olacağına biri hasta oluyor, diğeri keyfini sürüyor." demişsiniz ya, hep biri daha çok aşık, biri için hep öncelik o, biri için varsa yoksa o ama işte her ilişkide biri için böyle. Diğeri için her şeyin en fazla yarısı kadar öyle bence :D

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Mrs. Kedi, uzun bir izahat yapmıştım, nasıl oldu anlamadım, aniden silindi. Bu ikinci denemem:) Ne yazık ki daha kısa olacak.

      Evet, memnuniyetle bildiklerimi anlatayım ama benim uzmanlık alanım alt yapı, özellikle baraj ve HES'ler, biliyorsunuz:)

      Gökdelen tanımı değişti. Eskiden on on beş katlı binalara gökdelen diyorduk. Şimdi gökdelen sayılması için en az kırk elli katlı yapılar olması gerekiyor. Sizin kastettiğiniz de bu gökdelenler olmalı.

      Gökdelen inşaatları diğer çok katlı binalardan farklı. Bir kere ileri bir mühendislik bilgisi gerektiriyor. Öncelikle tonlarca yapıyı taşıyacak sağlam bir temel lazım. Zemin zayıf olsa da yüz metreden fazla derinliği olan 150-160 cm çapındaki çelik ve betonarme kazıklar bu işi çözüyor.

      Alt katlardan sonra taşıyıcı elemanlar betonarme kolon kiriş yerine çelik profillerden oluşuyor. Çelik profiller cıvatalarla birbirine bağlanıyor ve katlar yükseliyor. Bu binaya hem dayanıklılık hem de elastikiyet sağlıyor. Beton, çeliğe oranla çekme dayanımı çok düşük olan bir yapı malzemesi, üstelik rijit, yani kırılabilen. Bu sebeple döşemeler hariç taşıyıcı olarak kullanılmıyor.

      Gökdelenler kendi ağırlığı dışında diğer binaların çok üzerinde rüzgar ve deprem yükü alırlar. Rüzgar deyip geçmeyin ciddi bir yüktür:)

      Bu yüzden gökdelenlerin aerodinamik özelliği önem kazanır. Yani ince uzun bir bina yaparsanız en üst katta en az beş on metre sağa sola sallanır bina. Aerodinamik özellik farklı yönlerden esen rüzgarı sönümler ve binaya en az etki etmesini temin eder.

      Bunun yanı sıra rüzgar ve deprem etkisini sönümleyecek amortisörler ya da devasa sarkaç ağırlıkları kullanılır. Bunlar rüzgar ve deprem kuvvetini aksi yönüne hareket ederek binayı mümkün olduğunca dengede tutmaya çalışırlar. Fakat yine de binanın en üst seviyesinde normal zamanda bile bir metre civarında bir salınım söz konusudur. Çelik de olsa "fatigue" metal yorgunluğu dediğimiz bir olay vardır. Yanal itkilerden doğan salınımlar güçlü olursa çelik bile zaman içinde direncini yitirir. Bu bakımdan kritik bölgelerde kontrol ve periyodik bakım esastır bu tür yüksek yapılarda.

      Duygu rezonansı diyelim buna, hem fikiriz:) Fakat,

      Mutual Pure Passion = Catastrophic Failure :))

      Sil
    2. Açıklama için çok teşekkürler Mr. Kaplan :) Bence mevzu aşksa sonuç her daim catastropic failure :))

      Sil
  9. Yazı enfesti bunun altını çizmem gerek: Üslup Üstat, sevilesi bir öğretmen tadındaydı ki bu çok önemli, bir disiplin yazısını teknik ama anlaşılır kılmak, en tembel öğrenciye bile okutabilmek! Aydın sorumluluğu bu olsa gerek:)

    YanıtlaSil
  10. Ben genelde bir köprüden geçerken içime tuhaf bir duygu bürünüyor sebebini tam olarak bilmiyorum hep ama genel de üst geçit kullanırken veya arabayla bir köprünün üstünden geçerken gerçekleşiyor bu her an köprü yıkılcakmış gibime geliyor.

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Uzun açıklıklı köprüler üzerindeki trafik yüküyle bazen esneyebilir. Bu hareketi hissedebilirsiniz. Belki de bu yüzdendir tedirginliğiniz:) Rahat olabilirsiniz, bu yıkılacağını göstermez.

      Sil
  11. suç, kimse tarafından kabul görmüyor. birileri can kaybediyor yine de üstü kapatılıyor, ateş düştüğü yeri yakıyor ne yazık ki. birileri acılardan rant devşiriyor daima. artık şaşırmıyorum, uzaylı gibi hissediyorum kendimi. belki de acıları hissetmenin getirdiği bir tepki.

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Aynı şeyleri hissediyorum ben de. İnsan bu gibi olaylara neyin sebep olduğunu biliyor, çözümü de son derece net. Elimizde bunları değiştirebilecek kudret yok ne yazık ki. Yöneticilerimiz "en hafif lisanla" ahlaksız. Geçenlerde bir bilgi okudum: Japonya'da deprem olduğu anda ülkenin bütün demiryolu ağındaki hızlı trenlere bir sinyal gidiyor ve trafik durduruluyormuş. İnsana verilen değer bu olmalı...

      Sil