Araştırma Makalesi
PDF EndNote BibTex RIS Kaynak Göster

U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı

Yıl 2022, Cilt 38, Sayı 3, 602 - 619, 30.12.2022

Öz

Deprem etkilerine karşı sismik sönümleyici kullanımı, yapıları bu tip etkilerden korumada yenilikçi ve etkili bir yöntemdir. Yapı güvenliğini sağlayan ve yapım maliyetini düşüren bu sönümleyiciler gerek kullanım yeri gerekse üretildikleri malzeme bakımından çok çeşitlidir. Bunlardan biri olan metalik sönümleyici sistemler, kararlı histeretik davranışa sahip olmaları, sıcaklıktan ve yükleme hızından bağımsız pozitif davranış göstermeleri ve diğer sönümleme sistemlerine göre çok düşük maliyetli olmaları nedeniyle tercih edilen sönümleme sistemleridir. Bu çalışma, iki farklı U şeklinde metalik sönümleyici sistemini (H tipi- yatay kalınlıklı ve V tipi- düşey kalınlıklı) geliştirmeyi ve eksenel doğrultuda yük taşıma kapasitelerinin belirlenmesini amaçlamaktadır. Öncelikle tek parçalı biçimde metalik sönümleyicilerde modellemeler yapılmıştır. Sönümleyici parçalarının kalınlık, kol uzunluğu, kol genişliği ve toplam derinlik parametreleri değişken tutularak 228 farklı geometride sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Modelleme sonucu elde edilen histeretik özellikleri kıyaslanmış ve optimum boyutlar belirlenmiştir. Her iki tip sönümleyici tipinden ideal ölçülerle iki farklı U biçimli dört parçalı bütünleşik metalik sönümleyiciler dizayn edilmiş ve yapısal performansları ortaya konulmuştur. Yeni tip sönümleyicilerin literatürdeki diğer sönümleyiciler ile yapısal parametrelerinin karşılaştırılması yapılmıştır.

Kaynakça

  • Duggal, S. K., 2007. Earthquake resistant design of structures. New Delhi: Oxford university press, 448 pp.
  • Symans, M. D., Cofer, W. F., & Fridley, K. J., 2002. Base isolation and supplemental damping systems for seismic protection of wood structures: Literature review. Earthquake Spectra, 18(3), 549-572.
  • Sanchez, J., Masroor, A., Mosqueda, G., & Ryan, K., 2013. Static and dynamic stability of elastomeric bearings for seismic protection of structures. Journal of structural engineering, 139(7), 1149-1159.
  • Roeder, C. W., & Stanton, J. F., 1983. Elastomeric bearings: state-of-the-art. Journal of Structural Engineering, 109(12), 2853-2871.
  • Robinson, W. H., 1982. Lead‐rubber hysteretic bearings suitable for protecting structures during earthquakes. Earthquake engineering & structural dynamics, 10(4), 593-604.
  • Weisman, J., & Warn, G. P., 2012. Stability of elastomeric and lead-rubber seismic isolation bearings. Journal of Structural Engineering, 138(2), 215-223.
  • Fenz, D. M., & Constantinou, M. C., 2008. Modeling triple friction pendulum bearings for response-history analysis. Earthquake Spectra, 24(4), 1011-1028.
  • Mokha, A., Constantinou, M. C., Reinhorn, A. M., & Zayas, V. A., 1991. Experimental study of friction-pendulum isolation system. Journal of Structural Engineering, 117(4), 1201-1217.
  • Cheng, F. Y., Jiang, H., & Lou, K., 2008. Smart structures: innovative systems for seismic response control. CRC press, 627 pp.
  • Shanmuga Priya, D., Cinitha, A., Umesha, P. K., & Nagesh, R. I., 2014. Enhancing the seismic response of buildings with energy dissipation methods–An overview. Journal of Civil Engineering Research.
  • Fujino, Y., & Abé, M. (1993). Design formulas for tuned mass dampers based on a perturbation technique. Earthquake engineering & structural dynamics, 22(10), 833-854.
  • Luft, R. W., 1979. Optimal tuned mass dampers for buildings. Journal of the Structural Division, 105(12), 2766-2772.
  • Bauer, H. F. (1984). Oscillations of immiscible liquids in a rectangular container: a new damper for excited structures. Journal of Sound and Vibration, 93(1), 117-133.
  • Tamura, Y., Fujii, K., Ohtsuki, T., Wakahara, T., & Kohsaka, R., 1995. Effectiveness of tuned liquid dampers under wind excitation. Engineering structures, 17(9), 609-621.
  • Ghorbani, H. R., & Rofooei, F. R., 2020. A novel double slip loads friction damper to control the seismic response of structures. Engineering Structures, 225, 111273.
  • Jaisee, S., Yue, F., & Ooi, Y. H., 2021. A state-of-the-art review on passive friction dampers and their applications. Engineering Structures, 235, 112022.
  • Skinner, R.J., Kelly, J.M., and Heine, A.J., Hysteresis dampers for earthquake resistant structures, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 43, 287.
  • Eldin, M. N., Dereje, A. J., & Kim, J., 2020. Seismic Retrofit of Framed Buildings Using Self-Cantering PC Frames. Journal of Structural Engineering, 146(10), 04020208.
  • Tyler, R.G., 1985. Further notes on a steel energy-absorbing-element for braced frameworks, Bulletin of New Zealand National Society for Earthquake Engineering, 18, 270.
  • Xie, L., Zhang, L., Pan, C., Zhang, R., & Chen, T., 2020. Uniform damping ratio- based design method for seismic retrofitting of elastoplastic RC structures using viscoelastic dampers. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 128, 105866.
  • Constantinou, M. C., & Symans, M. D., 1993. Experimental study of seismic response of buildings with supplemental fluid dampers. The Structural Design of Tall Buildings, 2(2), 93-132.
  • Yang, T. Y., Li, T., Tobber, L., & Pan, X., 2020. Experimental and numerical study of honeycomb structural fuses. Engineering Structures, 204, 109814.
  • Varzaneh, M. N., & Hosseini, M., 2019. Cyclic performance and mechanical characteristics of the oval-shaped damper. KSCE Journal of Civil Engineering, 23(11), 4747-4757.
  • Guo, W., Ma, C., Yu, Y., Bu, D., & Zeng, C. (2020). Performance and optimum design of replaceable steel strips in an innovative metallic damper. Engineering Structures, 205, 110118.
  • Qiu, C., Zhang, Y., Qu, B., Dai, C., Hou, H., & Li, H., 2019. Cyclic testing of seismic dampers consisting of multiple energy absorbing steel plate clusters. Engineering Structures, 183, 255-264.
  • Jiao, Y., Kishiki, S., Yamada, S., Ene, D., Konishi, Y., Hoashi, Y., & Terashima, M., 2015. Low cyclic fatigue and hysteretic behavior of U‐shaped steel dampers for seismically isolated buildings under dynamic cyclic loadings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 44(10), 1523-1538.
  • Maleki, S., & Mahjoubi, S., 2013. Dual-pipe damper. Journal of Constructional Steel Research, 85, 81-91.
  • Qu, B., Dai, C., Qiu, J., Hou, H., & Qiu, C., 2019. Testing of seismic dampers with replaceable U-shaped steel plates. Engineering Structures, 179, 625-639.
  • Deng, K., Pan, P., Su, Y., & Xue, Y., 2015. Shape optimization of U-shaped damper for improving its bi-directional performance under cyclic loading. Engineering Structures, 93, 27-35.
  • Maleki, S., & Mahjoubi, S., 2014. Infilled-pipe damper. Journal of Constructional Steel Research, 98, 45-58.
  • Gullu, A., Smyrou, E., Khajehdehi, A., Ozkaynak, H., Bal, I. E., Yuksel, E., & Karadogan, F., 2019. Numerical modelling of energy dissipative steel cushions. International journal of steel structures, 19(4), 1331-1341.
  • Shirinkam, M. R., & Razzaghi, J., 2020. Experimental and analytical investigation on the behavior of metallic Box-Shaped Dampers (BSD). In Structures (Vol. 23, pp. 766-778).
  • Bagheri, S., Barghian, M., Saieri, F., & Farzinfar, A., 2015. U-shaped metallic-yielding damper in building structures: Seismic behavior and comparison with a friction damper. In Structures (Vol. 3, pp. 163-171).
  • E. Yurteri, 2021. U Şekilli İki Farklı Metalik Sönümleyicinin Histeretik Davranışlarının Nümerik Olarak İncelenmesi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Kayseri,
  • Halama, R., Sedlák, J., & Šofer, M., 2012. Phenomenological modelling of cyclic plasticity. Numerical Modelling, 1, 329-354.
  • Chaboche, J. L., 1986. Time-independent constitutive theories for cyclic plasticity. International Journal of plasticity, 2(2), 149-188.
  • Krolo, P., Grandić, D., & Smolčić, Ž., 2016. Experimental and numerical study of mild steel behaviour under cyclic loading with variable strain ranges. Advances in Materials Science and Engineering.
  • Logan, D. L., 2000. A first course in the finite element method using Algor. Brooks/Cole Publishing Co., 696 pp.
  • Armstrong, P. J., & Frederick, C. O., 1966. A mathematical representation of the multiaxial Bauschinger effect (Vol. 731). Berkeley: Central Electricity Generating Board [and] Berkeley Nuclear Laboratories, Research & Development Department.
  • Chaboche, J. L., Van, K. D., & Cordier, G., 1979. Modelization of the strain memory effect on the cyclic hardening of 316 stainless steel.
  • Fırat, M., 2004. Çevrimsel Malzeme Deformasyonlarının Modellenmesi Bölüm I Plastisite Bünye Modelleri. Makina Tasarım ve İmalat Dergisi, 6(1), 1-11.
  • Protocol for Fabrication, Inspection, Testing and Documentation of Beam-Column Connection Tests and Other Experimental Specimens, 1997. FEMA, SAC-Steel Project, Oakland, Calif, USA,
  • Abaqus, F.E.A 2018. Dassault Systemes Simulia Corporation, Providence, RI, USA.
  • Jones, R. M., 2009. Deformation theory of plasticity. Blacksburg, Va: Bull Ridge Pub, 622 pp.
  • Çapan, L., & Güven, E., 2014. Plastisite Teorisi, TMMOB Makine Mühendisleri Odası, 256 s.
  • C. European Standard, EN ISO 6892-1: Metallic Materials Tensile Testing-Part1: Method of Test at Room Temperature, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium, 2010.
  • ECCS, 1986. ECCS Technical Committee 1 – Structural Safety and Loadings – Technical Working Group 1.3 – Seismic Design Recommended Testing Procedure for Assessing the Behaviour of Structural Steel Elements under Cyclic Loads”. 1st Edition, Brussels.
  • ATC-24, 1992. “Guidelines for Cyclic Seismic Testing of Components of Steel Structures for Buildings,” Report No. ATC-24, Applied Technology Council, Redwood City, CA.
  • FEMA, 2007. “Interim Protocols for Determining Seismic Performance Characteristics of Structural and Nonstructural Components Through Laboratory Testing,” FEMA 461 Draft document, Federal Emergency Management Agency.
  • Düğenci, O., 2022. Çelik basınç çubuklarında bazı güçlendirme türlerinin basınç dayanımı kapasitelerine katkısının deneysel araştırılması. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11(1), 136-147.
  • ANSI/AISC 341-16, 2016. Seismic provision for structural steel building, American Institute of Steel Construction, Inc. 480 pp.
  • Suzuki, K., Saeki, E., & Watanabe, A., 1999. Experimental study of U-shaped steel damper. Part 1: Test of single U-shaped damper. Part 2: Test of U-shaped dampers with rubber bearings. In Proceedings of Architectural Institute of Japan (AIJ) Annual Conference, B (Vol. 2, pp. 665-668).
  • Aghlara, R., & Tahir, M. M., 2018. A passive metallic damper with replaceable steel bar components for earthquake protection of structures. Engineering structures, 159, 185-197.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Enes YURTERİ>
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
0000-0002-5901-8948
Türkiye


Oğuz DÜĞENCİ> (Sorumlu Yazar)
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
0000-0002-5033-125X
Türkiye

Yayımlanma Tarihi 30 Aralık 2022
Yayınlandığı Sayı Yıl 2022, Cilt 38, Sayı 3

Kaynak Göster

Bibtex @araştırma makalesi { erciyesfen1166974, journal = {Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi}, issn = {1012-2354}, address = {ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ 38039 Kayseri, TÜRKİYE}, publisher = {Erciyes Üniversitesi}, year = {2022}, volume = {38}, number = {3}, pages = {602 - 619}, title = {U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı}, key = {cite}, author = {Yurteri, Enes and Düğenci, Oğuz} }
APA Yurteri, E. & Düğenci, O. (2022). U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı . Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi , 38 (3) , 602-619 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/erciyesfen/issue/74713/1166974
MLA Yurteri, E. , Düğenci, O. "U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı" . Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 38 (2022 ): 602-619 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/erciyesfen/issue/74713/1166974>
Chicago Yurteri, E. , Düğenci, O. "U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı". Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 38 (2022 ): 602-619
RIS TY - JOUR T1 - U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı AU - EnesYurteri, OğuzDüğenci Y1 - 2022 PY - 2022 N1 - DO - T2 - Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 602 EP - 619 VL - 38 IS - 3 SN - 1012-2354- M3 - UR - Y2 - 2022 ER -
EndNote %0 Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı %A Enes Yurteri , Oğuz Düğenci %T U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı %D 2022 %J Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi %P 1012-2354- %V 38 %N 3 %R %U
ISNAD Yurteri, Enes , Düğenci, Oğuz . "U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı". Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 38 / 3 (Aralık 2022): 602-619 .
AMA Yurteri E. , Düğenci O. U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2022; 38(3): 602-619.
Vancouver Yurteri E. , Düğenci O. U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2022; 38(3): 602-619.
IEEE E. Yurteri ve O. Düğenci , "U Biçimli İki Farklı Tip Metalik Sönümleyicinin Eksenel Kuvvet Altında Yapısal Davranışı ve İki Yeni Metalik Sönümleyici Tasarımı", Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 38, sayı. 3, ss. 602-619, Ara. 2022

✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.