Yapıların plastik enerji dengesine göre sismik tasarımı
Öz
Yapı
sistemlerinin doğrusal olmayan analizi ve tasarımında enerji kavramına dayalı
hesaplamalar, yer değiştirme esaslı yöntemlere bir alternatif olarak
gelişmektedir. Enerjiye dayalı yapı tasarımı aynı zamanda yer değiştirme
kavramını da içermekte ve diğer analizlere kıyasla daha rasyonel bir yöntem
olarak anılmaktadır. Çalışmada kullanılan yöntemde, deprem etkisi yapıya bir
enerji girişi olarak ele alınmakta ve yapı sistemi için genel enerji denge
denklemi yazılmaktadır. Plastik mafsalların kiriş uçlarında ve kolon alt
uçlarında oluştuğu ideal göçme mekanizması esas alınmaktadır. Yapı için bir
göreli kat ötelemesi oranının hedeflenmesi ile tasarım yatay kuvvetlerinin
sistem üzerinde yaptığı dış işin genel enerji dengesinden elde edilen plastik
enerji ile eşitlenmesi sonucunda taban kesme kuvveti ifadesi türetilmektedir.
Enerji esaslı taban kesme kuvvetinin seçilen 3 ve 5 katlı çelik çerçeve
yapıların kat seviyelerine eşdeğer statik yük olarak etkitilmesinin ardından,
belirli bir yönetmeliğe göre önceden boyutlandırılmış yapı taşıyıcı sisteminin
plastik tasarımı belirlenen yeni taban kesme kuvvetine göre tekrarlanmaktadır.
İteratif bir yaklaşım sunan tasarım yönteminde, bir önceki iterasyonun kesit
boyutları elde edilene dek tasarım devam etmektedir. Tasarım sonucunda
belirlenen taşıyıcı sistemin, enerji esaslı taban kesme kuvveti ile doğrusal
olmayan artımsal itme analizinden belirlenen göreli kat ötelemesi oranları ile
tasarımda hedeflenen göreli kat ötelemesi oranı karşılaştırılmaktadır. Esas
alınan ideal göçme mekanizması durumunun oluşup-oluşmadığı kontrol
edilmektedir. Sonuçlar ölçekli gerçek deprem ivme kayıtları ile
gerçekleştirilen zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizlerin
verdiği sonuçlarla karşılaştırılıp, yorumlanmaktadır.
Anahtar Kelimeler
References
- Applied Technology Council. “ATC40 Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings Volume 1”. California, USA, SSC 96-01, 1996.
- Federal Emergency Management Agency. “FEMA 356 Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings”. Washington, DC, USA, 2000.
- Federal Emergency Management Agency. “FEMA 440 Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures”. Washington, DC, USA, 2005.
- Structural Engineers Association of California. “Vision 2000 Performance Based Seismic Engineering of Buildings”. Sacramento, CA, USA, 1995.
- Akbaş B, Shen J. “Earthquake resistant design and energy concepts”. Technical Journal of Turkish Chamber of Civil Engineers, 14(2), 2877-2901, 2003.
- Bertero VV, Teran-Gilmore A. Use of Energy Concepts in Earthquake-Resistant Analysis and Design: Issues and Future Directions. Advances in Earthquake Engineering Practice: Series 2, University of California, Berkeley, 1994.
- Leelataviwat S, Goel SC, Stojadinovic B. “Energy based seismic design of structures using yield mechanism and target drift”. ASCE Journal of Structural Engineering, 128(8), 1046-1054, 2002.
- Teran-Gilmore A, Avila E, Rangel G. “On the use of plastic energy to establish strength requirements in ductile structures”. Engineering Structures 25(7), 965-980 2003.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Engineering
Journal Section
Research Article
Publication Date
June 29, 2018
Submission Date
August 18, 2016
Acceptance Date
-
Published in Issue
Year 2018 Volume: 24 Number: 3