Geri çekme düzensizliğine sahip çelik çerçevelerde optimum viskoz sönümleyici dağılımının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada geri çekme düzensizliğine sahip iki adet çelik çerçeve üzerinde optimum sönümleyici dağılımı incelenmiştir. Geri çekme düzensizliğine bağlı gerilme yığılmaları bulunan çelik çerçeveler üzerinde zaman-tanım alanında doğrusal analizler gerçekleştirilmiştir. Optimum viskoz sönümleyici dağılımının belirlenebilmesi için basitleştirilmiş sıralı arama algoritması kullanılmıştır. Analizler neticesinde kat kolonlarında oluşan en büyük eksenel kuvvet, kesme kuvveti ve eğilme momenti değerleri, katlar için göreli kat yerdeğiştirme oranları ve taban kesme kuvvetleri incelenmiş olup, optimum dağılımın üniform dağılıma göre ne gibi farklılıklar yarattığı ortaya konulmaya çalışılmıştır. Nümerik çalışma neticesinde, basitleştirilmiş sıralı arama algoritması ile yapılan optimum sönümleyici dağılımının, toplam sönümleyici büyüklüğü değişmediği halde üniform dağılıma göre daha olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür.

Keywords

• Çelik çerçeveler,Viskoz sönümleyiciler,Geri çekme düzensizliği,Optimum sönümleyici dağılımı

Investigation of optimum viscous damper distribution in steel frames with set back irregularities

Abstract

In this study the optimal damper distribution is investigated on two steel frames with set-back irregularities. Linear time-history analyses has been performed on steel frames with tensile strains due to set-back irregulaties. A simplified sequential search algorithm is used to determine the optimal viscous damper distribution. As a result of analysis, maximum axial force, shear force and bending moment values in the columns, relative floor displacement rates for the floors, base shear forces are investigated and it has been attempted to show how the optimum distribution is different from the uniform distribution. As a result of numerical study it has been seen that the optimal damper distribution gives more positive results than the uniform distribution even though the total damper size does not change.

Keywords

• Steel frames,Viscous dampers,Set-back irregularity,Optimum damper distribution

References

1. Constantinou MC, Soong TT, Dargush GF. “Passive energy dissipation systems for structural design and retrofit”. Multidisciplinary Center For Earthquake Engineering Research, Buffalo, NY, 1998.
2. Özmen G, Pala S, Yalçın K. “Çok katlı yapılarda geri çekme düzensizliğinin deprem hesabına etkisi”. 4. Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, Ankara, Türkiye, 17-19 Eylül 1997.
3. Karavasilis TL, Bazeos N, Beskos DE. ”Seismic response of plane steel mrf with setbacks: estimation of inelastic deformation demands”. Journal of Constructional Steel Research 64, 644-654, 2008.
4. Mazza F. “Nonlinear Seismic Analysis of rc. framed buildings with setbacks retrofitted by damped braces”. Engineering Structures, 126, 559-570, 2016.
5. Montazeri SM, Khaledi F, Kheyroddin A. “A study on steel moment resisting frames with setbacks: dynamic properties”. The 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal, 24-28 September 2012.
6. Takewaki I. “Displacement-acceleration control via stiffness damping collaboration”. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 28, 1567-1585, 1999.
7. Takewaki I. “optimum damper placement for planar building frames using transfer functions”. Probabilistic Engineering Mechanics, 15, 317-325, 2000.
8. Gluck N, Reinhorn AM, Gluck J, Levy R. “Design of supplemental dampers for control of structure”. Journal Struct Eng ASCE, 122(12),1394-9, 1996.

9. Loh CH, Lin PY, Chung NH. “Design of dampers for structures based on optimal control theory”. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 29, 1307-1323, 2000.
10. Aydın E. “Optimal damper placement based on base moment in steel building frames”. Journal of Constructional Steel Research, 79, 216-225, 2012.
11. Cimellaro GP. “Simultaneous stiffness-damping optimization of structures with respect to acceleration, displacement and base shear”. Engineering Structures, 29, 2853-2870, 2007.
12. Levy R, Lavan O. “Fully stressed design of passive controllers in framed structures for seismic loadings”. Structural and Multidisciplinary Optimization, 32, 485-498, 2006.
13. Singh MP, Moreschi LM. “Optimum seismic response control with dampers”. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 30, 553-72, 2001.
14. Silvestri S, Trombetti T. “Physical and numerical approaches for the optimal insertion of seismic viscous dampers in shear-type structures”. Journal of Earthquake Engineering, 11, 787-828, 2007.
15. Garcia DL. “A simple method for the design of optimal damper configurations in mdof structures”. Earthquake Spectra 17(3), 387-398, 2001.
16. Zhang RH, Soong TT. “Seismic design of viscoelastic dampers for structural applications”. Journal of Structural Engineering ASCE, 118(5), 1375-1392, 1992.
17. Garcia DL, Soong TT. “Efficiency of a simple approach to damper allocation in mdof structures”. Journal of Structural Control, 9(1), 19-30, 2002.
18. DBYBHY. “Deprem bölgelerinde yapılacak binalar hakkında yönetmelik”. TC. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, 26454 Sayılı Resmi Gazete, Ankara, Türkiye, 2007.
19. Sap2000. “Yapısal analiz programı”. Versiyon 16.1.1. Computers and Structures Inc. Berkeley-California, 2014.
20. Eurocode 8. “Design of Structures for Earthquake Resistance”. 2004.
21. Fahjan YM. “Selecting and scaling of real earthquake records appropriate the acceleration design spectrum in Turkish earthquake code”. IMO Technical Journal, 4423-4444, Article 292, 2008.
22. Pacific Earthquake Engineering Research Center. “PEER Strong Motion Database”. http://peer.berkeley.edu/smcat, 2006.
23. FEMA 273. “Federal Emergency Management Agency Publication". NHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Washington, DC, 1997.