Tasarım ile gerçek deprem spektrumları arasındaki farklılıkların sismik izolasyonlu binaların performansına etkisi
The effect of discrepancies between design and earthquake spectra on the performance of seismically isolated building
- Tez No: 1017595
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDA ÖNCÜ DAVAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Deprem Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tasarım spektrumları deprem mühendisliğinde temel bir araç olmakla birlikte, gerçek deprem kayıtlarını her zaman tam olarak temsil edememektedir. Özellikle uzun periyot bölgesinde ortaya çıkan farklılıklar, etkin periyodu uzatılmış sismik izolasyonlu yapıların davranışı açısından kritik önem taşımaktadır. Bu bağlamda, sismik izolasyon sistemlerinin gerçek deprem koşulları altındaki performansının değerlendirilmesi önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, kurşun çekirdekli kauçuk izolatörler kullanılarak tasarlanan sismik izolasyonlu yapıların, tasarım spektrumları ile gerçek deprem spektrumları arasındaki farklılıklar altındaki performansını incelemektir. Bu kapsamda, Hatay ili Antakya ilçesi için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018) esaslarına göre deprem tehlike parametreleri belirlenmiş; aynı plan özelliklerine sahip beş ve on katlı iki betonarme yapı modeli bu bölgeye göre tasarlanmış ve ETABS analiz programında modellenmiştir. İlk aşamada taban ankastre bina modellerinin üstyapı tasarımı gerçekleştirilmiş, ardından bu modeller kurşun çekirdekli kauçuk izolatörler kullanılarak sismik izolasyonlu hale getirilmiştir. Yapıların davranışı doğrusal ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri ile incelenmiş, yalıtımlı modeller için zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler uygulanmıştır. Bu amaçla, tasarım spektrumuna uygun olacak şekilde on bir adet deprem kaydı seçilmiş ve basit ölçeklendirme yöntemi ile analizlerde kullanılmıştır. Ayrıca izolatörlerin geometrik ve mekanik özellikleri belirlenmiş, şekil değiştirme ve kararlılık kontrolleri yapılarak nihai tasarım parametreleri elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, aynı bölgeyi temsil eden gerçek yer hareketinin etkisini incelemek amacıyla 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri sırasında Hatay ili Antakya ilçesindeki TK3123 istasyonunda kaydedilen Mw 7.7 büyüklüğündeki deprem kaydı dikkate alınmıştır. Böylece, önce Hatay/Antakya bölgesi için yönetmelik esaslı tasarım yapılmış, ardından aynı bölgedeki gerçek deprem kaydı kullanılarak tasarlanan yapıların davranışı sınanmıştır. Bu doğrultuda, tasarım spektrumuna göre ölçeklendirilmiş kayıtlar ile gerçek deprem kaydı altında elde edilen taban deplasmanları, kat ivmeleri, göreli kat ötelemeleri, kat kesme kuvvetleri, çekme durumu ve kayma birim şekil değiştirmesi talepleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, tasarım spektrumuna göre ölçeklendirilmiş deprem kayıtlarının ortalama sonuçları altında her iki bina modelinin genel olarak yönetmelik koşullarını sağladığını göstermiştir. Buna karşılık, TK3123 gerçek deprem kaydı altında özellikle izolasyon düzleminde oluşan istemlerin belirgin biçimde arttığı görülmüştür. Gerçek kayıt altında taban deplasmanları ve kat kesme kuvvetleri önemli ölçüde büyümüş, bazı durumlarda kayma birim şekil değiştirmesi oranı yönetmelik sınırına ulaşmış veya bu sınırı aşmıştır. Buna karşın göreli kat ötelemeleri sınır değerlerin altında kalmış ve üstyapının büyük ölçüde korunabildiği görülmüştür. Sonuç olarak, bu çalışma tasarım spektrumuna göre seçilip ölçeklendirilmiş kayıtlarla yapılan değerlendirmenin, bazı gerçek yer hareketlerinin oluşturabileceği kritik istemleri her zaman tam olarak yansıtmayabileceğini göstermektedir. Özellikle uzun periyot içeriği belirgin ve yakın fay karakteri taşıyan yer hareketlerinin, sismik izolasyonlu yapılarda izolasyon düzlemindeki performans istemlerini önemli ölçüde artırabildiği görülmüştür. Bu yönüyle tez, sismik izolasyonlu binaların değerlendirilmesinde sahaya özgü kritik yer hareketi özelliklerini dikkate alan tamamlayıcı incelemelerin önemini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Although design spectra are a fundamental tool in earthquake engineering, they do not always fully represent actual earthquake records. In particular, the differences that arise in the long-period range are of critical importance for the behavior of seismically isolated structures with elongated effective periods. In this context, evaluating the performance of seismic isolation systems under actual earthquake conditions has gained importance. The aim of this thesis study is to investigate the performance of seismically isolated structures designed using lead-rubber bearings under the differences between design spectra and actual earthquake spectra. Within this scope, earthquake hazard parameters for the Antakya district of Hatay province were determined in accordance with the Turkish Building Earthquake Code (2018); two reinforced concrete building models with the same plan characteristics, one five-story and the other ten-story, were designed for this region and modeled in the ETABS analysis program. In the first stage, the superstructure design of the fixed-base building models was carried out, and then these models were converted into seismically isolated structures by using lead-rubber bearings. The behavior of the structures was examined by linear and nonlinear analysis methods, and nonlinear time-history analyses were performed for the isolated models. For this purpose, eleven earthquake records were selected to be compatible with the design spectrum and were used in the analyses by the simple scaling method. In addition, the geometric and mechanical properties of the isolators were determined, and final design parameters were obtained by performing deformation and stability checks. In the second stage of the study, in order to investigate the effect of the actual ground motion representing the same region, the earthquake record with a magnitude of Mw 7.7 recorded at station TK3123 in the Antakya district of Hatay province during the February 6, 2023 Kahramanmaraş earthquakes was taken into account. Thus, first, a code-based design was carried out for the Hatay/Antakya region, and then the behavior of the designed structures was tested by using the actual earthquake record from the same region. Accordingly, the base displacements, floor accelerations, interstory drifts, story shear forces, uplift condition, and shear strain demands obtained under the records scaled according to the design spectrum and under the actual earthquake record were evaluated comparatively. The findings showed that, under the average results of the earthquake records scaled according to the design spectrum, both building models generally satisfied the code requirements. In contrast, under the actual TK3123 earthquake record, it was observed that the demands occurring particularly at the isolation level increased significantly. Under the actual record, base displacements and story shear forces increased considerably, and in some cases the shear strain ratio reached or exceeded the code limit. On the other hand, interstory drifts remained below the limit values, and it was observed that the superstructure could be largely protected. As a result, this study shows that evaluations made with records selected and scaled according to the design spectrum may not always fully reflect the critical demands that may be generated by some actual ground motions. In particular, it was observed that ground motions with pronounced long-period content and near-fault characteristics may significantly increase the performance demands at the isolation level in seismically isolated structures. In this respect, the thesis reveals the importance of supplementary investigations that take into account site-specific critical ground-motion characteristics in the evaluation of seismically isolated buildings.
Benzer Tezler
- The influence of site heterogeneity on the seismic response of nuclear power plant structures
Temel zemininin heterojenitesinin nükleer güç santrali yapılarının sismik davranışınına etkisi
BERKE SAYIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA ECE BAYAT
DR. YALÇIN BULUT
- Sahaya özel tasarım spektrumlarının belirlenmesinde yerel zemin koşulları ve havza etkisi
Investigation of site-specific design spectra under local soil conditions and basin effect
BİLAL ÖZASLAN
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP İYİSAN
- Bingöl'de Çapakçur Irmağı kuzeyinde yer alan orta-düşük periyodlu alanın sismik tehlike ve risk analizi
Seismic hazard and risk analysis of the medium-low period area located north of the Çapakçur River in Bingol
MERAL ALTIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiBingöl Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN AKBAYRAM
- Energy based seismic assessment and design
Enerji esaslı sismik değerlendirme ve tasarım
FIRAT SONER ALICI
Doktora
İngilizce
2019
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK SUCUOĞLU
PROF. DR. MURAT ALTUĞ ERBERİK
- Determination of conformity of urban transformation project in Gaziantep city with the new earthquake code by using SAP2000.
Sap2000 kullanarak Gaziantep'teki kentsel dönüşüm projesinin yeni deprem yönetmeliğine uygunluğunun belirlenmesi.
SATURNIN FLORIS KACKA SANGOLA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deprem MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAT ATMACA
DOÇ. DR. ADEM ATMACA