Türkiye’de meydana gelmiş depremlere dayalı elastik giren enerji spektrumu geliştirilmesi

Yıl 2024, , 1439 - 1454, 20.05.2024

İbrahim Özgür Dedeoğlu , Yusuf Calayır

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1168898

Öz

Yapıların enerji esaslı değerlendirilmesinde, yer hareketlerinin etkisi sisteme giren enerji girişi vasıtasıyla göz önüne dikkate alınmaktadır. Bu yaklaşımda, öncelikli hedef yapı sistemine giren enerjinin belirlenmesidir. Bu giren enerjinin pratik bir şekilde belirlenmesinde kullanılabilecek giren enerji spektrumlarının oluşturulması, enerji esaslı değerlendirme için büyük önem arz etmektedir. Yapılan bu çalışmada, deprem etkisiyle TBDY (2018)’e göre ZC ve ZD zemin sınıfına sahip elastik yapı sistemleri için maksimum giren enerjinin belirlenmesinde kullanılabilecek temel elastik giren enerji spektrumunun elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle, öncelikle Türkiye’de meydana gelen ve veri istasyon zemin sınıfı ZC ve ZD olan bir dizi kuvvetli deprem yer hareketi seçilmiştir. Ardından bu kuvvetli deprem yer hareketlerine ait ivme kayıtları, PGA değerleri 0.1 g olacak şekilde ölçeklendirilmiştir. Her bir zemin sınıfına ait bu ölçekli ivme kayıtları kullanılarak kütleye göre normalize edilmiş elastik giren enerji spektrumları bulunmuş ve bu spektrumlardan faydalanılarak söz konusu zemin sınıfı için ortalama giren enerji spektrumu elde edilmiştir. Kütleye göre normalize edilmiş ortalama giren enerji spektrumu idealize edilerek, söz konusu zemin sınıfı için doğrusal elastik sistemlere giren maksimum enerjinin pratik olarak belirlenmesinde kullanılabilecek bir temel elastik giren enerji spektrumu önerilmiştir. Önerilen spektrumun etkinliği, her iki zemin sınıfı için zaman tanım alanı çözümlerine dayalı olarak elde edilen giren enerji spektrumları ile karşılaştırılarak irdelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

TSD Sistem, Elastik giren enerji spektrumu, Enerji esaslı değerlendirme, Deprem yer hareketi, Türkiye depremleri

Kaynakça

• Housner G. W., Limit design of structures to resist earthquakes, The First World Conference on Earthquake Engineering, Berkeley, California, 12-15 June 1956.
• Akiyama H., Earthquake-resistant limit-state design for buildings, University of Tokyo Press, Tokyo, 1985.
• Kuwamura H., Galambos T. V., Earthquake load for structural reliability, Journal of Structural Engineering, 115 (6), 1446–1462, 1989.
• Uang, C. M., Bertero, V. V., Evaluation of seismic energy in structures, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 19, 77–90, 1990.
• Fajfar, P., Vidic, T., Consistent inelastic design spectra: Strength and displacement, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 23, 507–521,1994.
• Fajfar, P., Vidic, T.,. Consistent inelastic design spectra: Hysteretic and input energy, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 23, 523–537, 1994.
• Sucuoğlu H., Nurtuğ A., Earthquake ground motion characteristics and seismic energy dissipation, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 24 (9), 1195–1213, 1995.
• Decanini, L.D., Mollaioli, F., Formulation of elastic earthquake input energy spectra, Earthq. Eng. Struct. Dyn., 27(12), 1503-1522, 1998.
• Decanini, L.D., Mollaioli, F., An energy-based methodology for the assessment of seismic demand, Soil Dyn. Earthq. Eng., 21(2), 113-137, 2001.
• Manfredi, G., Evaluation of seismic energy demand, Earthq. Eng. Struct. Dyn., 30(4), 485-499, 2001.
• Chai, Y. H., Incorporating low-cycle fatigue model into duration-dependent inelastic design spectra, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 34, 83–96, 2004.
• Leelataviwat, S., Goel, S.C., Stojadinovic, B., Energy-based seismic design of structures using yield mechanism and target drift, J. Struct. Eng. Eng., 128 (8), 1046-1054, 2002,
• Benavent‐Climent, A., Pujades, L.G., López‐Almansa, F. Design energy input spectra for moderate‐seismicity regions, Earth. Eng. Struct. Dyn., 31(5), 1151-1172, 2002
• Benavent-Climent, A., López-Almansa, F., Bravo-González, D.A., Design energy input spectra for moderate-to-high seismicity regions based on Colombian earthquakes”, Soil Dyn. Earthq. Eng., 30(11), 1129-1148, 2010.
• Amiri, G.G., Abdollahzadeh, G. R., Amiri J. V., Design elastic input energy spectra based on Iranian earthquakes, Canadian Journal of Civil Engineering, 35(6), 635-646, 2008.
• López-Almansa, F., Yazgan, A.U., Benavent-Climent, A., Design energy input spectra for high seismicity regions based on Turkish registers, Bull. Earthq. Eng. Eng., 11 (4), 885-912, 2013.
• Dindar, A.A., Yalçın, C., Yüksel, E., Özkaynak H., Büyüköztürk, O., Development of earthquake energy demand spectra, Earthq. Spectra, 31(3), 1667-1689, 2015.
• Alıcı, F.S., Sucuoğlu, H. Prediction of input energy spectrum: attenuation models and velocity spectrum scaling, Earthq. Eng. Struct. Dyn., 45(13), 2137-2161, 2016.
• Alıcı, F.S., Sucuoğlu, H., Elastic and inelastic near-fault input energy spectra, Earthq. Spectra, 34(2), 611-637, 2018.
• Quinde, P., Reinoso, E., Terán-Gilmore, A., Inelastic seismic energy spectra for soft soils: Application to Mexico City, Soil Dyn. Earthq. Eng., 89, 198-207, 2016.
• Güllü, A., Yüksel, E., Yalçın, C., Anıl Dindar, A., Özkaynak, H., Experimental verification of the elastic input energy spectrum and a suggestion, Proceedings of the Interdisciplinary Perspectives for Future Building Envelopes, Istanbul, Turkey, May, 2017.
• Güllü, A., Yüksel, E., Yalçın, C., Anıl Dindar, A., Özkaynak, H., Büyüköztürk, O., An improved input energy spectrum verified by the shake table tests, Earthq. Eng. Struct. Dyn., 48(1), 27-45, 2019.
• Gharehbaghi, S., Gandomi, A.H., Achakpour, S. and Omidvar, M.N., A hybrid computational approach for seismic energy demand prediction, Expert Syst. Appl., 110, 335-351, 2018.
• Zhou, Y., Song, G., Huang, S. and Wu, H., Input energy spectra for self-centering SDOF systems, Soil Dyn. Earthq. Eng., 121, 293-305, 2019.
• Merter, O., A study on elastıc ınput energy spectra for actual earthquake ground motıons at stiff soil sites, COMPDYN 2019, 7th ECCOMAS Thematic Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering M. Papadrakakis, M. Fragiadakis (eds.) Crete, Greece, 24–26 June 2019.
• Merter, O., An investigation on the maximum earthquake input energy for elastic SDOF systems, Earthq. Struct., 16(4), 487-499, 2019.
• Karimzadeh, S., Ozsarac, V., Askan, A., and Erberik, M.A., Use of simulated ground motions for the evaluation of energy response of simple structural systems, Soil Dyn. Earthq. Eng., 123, 525-542, 2019.
• Shargh, G. S., Barati, R., Estimation of inelastic seismic input energy, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 142, Article 106505, 2021.
• Dedeoğlu İ. Ö., Calayır Y., Farklı tasarım spektrumlarına göre ölçeklenmiş deprem kayıtları etkisindeki TSD sistemlerin yapısal tepkilerinin ve giren enerjilerinin değerlendirilmesi, DUJE, 12, (2), 411-430, 2021.
• Chopra A. K., Dynamics of structures = Theory and applications to earthquake engineering. New York, NY: Prentice-Hall, 1995.
• Uang, C. M., Bertero, V. V., Use of Energy as a Design Criterion in Earthquake Resistant Design, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, USA, UCB/EERC-88/18, 1988.
• AFAD. Afet ve Acil Durum Yönetim Başkanlığı, Deprem Dairesi Başkanlığı, https://tadas.afad.gov.tr/, Erişim zamanı; Şubat 2, 2021.
• TBDY, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Türk Standartları Enstitüsü, 2018
• MATLAB, (R2018a). Natick, Massachusetts: The MathWorks Inc.; 2018