Energy based seismic assessment and design
Enerji esaslı sismik değerlendirme ve tasarım
- Tez No: 539571
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK SUCUOĞLU, PROF. DR. MURAT ALTUĞ ERBERİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deprem Mühendisliği, Enerji, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Energy, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 165
Özet
Günümüz depreme dayanıklı tasarım yöntemlerinin güvenilirliğini geliştirme ihtiyacı, deprem sırasında yapı sistemine yüklenen sismik enerji ve yapının bu enerjiyi sönümleme kapasitesine dayanan“enerji esaslı deprem tasarımı”kavramının ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Enerji esaslı yaklaşımlar, deprem etkisi altındaki yapıların davranışlarının kapsamlı olarak yorumlanması için hem tasarım, hem de değerlendirme aşamasında etkili araçlar sağlamaktadır. Enerji esaslı tasarım yöntemi iki önemli temel hususu içermektedir. Bunlardan ilki hem yapısal hem de yer hareketi ile ilgili parametreleri göz önünde bulundurarak sismik enerji spektrumlarının tahminidir. İkinci konu ise sismik davranış sırasında yapısal sistemlerin gerçek enerji soğurma ve dağıtma kapasitelerinin değerlendirilmesidir. Bu bağlamda, bu çalışmanın amacı ilk olarak yapısal özelliklerin (sönüm oranı ξ, ve dayanım azaltma katsayısı Rµ) ve yer hareketi özelliklerinin (moment büyüklüğü Mw, zemin tipi S, fay tipi F ve faya olan uzaklık R) etkilerini dikkate alarak sismik enerji spektrumlarının tahminine yönelik bir prosedürün ortaya konulmasını kapsamaktadır. Bu parametrelere ek olarak elastik ötesi davranışın ve faya yakın yer hareketlerinin sismik enerji üzerindeki etkileri de incelenmiş ve bu çalışmada detaylı bir şekilde yer verilmiştir. İkinci olarak, sırasıyla tek dereceli ve çok dereceli sistemlerin enerji dağıtım özelliklerinin irdelenmesine yer verilecektir. Bu amaçla, toplam yüklenen sismik enerji ve dağıtılan enerji arasındaki ilişki elde edilmiş ve tek dereceli sistemlerin enerji dağıtım verimliliğinin duyarlılığını etkileyen parametrelere bakılmıştır. Daha sonra, tek dereceli inelastik sistemlerin maksimum yer değiştirme taleplerini tahmin etmek için eşit yer değiştirme kurulana göre daha iyi sonuçlar ortaya koyan iki farklı Rµ–ξ–T spektrumu türetilmiştir. Uygulama aşamasında, tahmin edilen sismik enerji ve yer değiştirme spektrumları birbirlerine entegreli olarak çok dereceli sistemlerin enerji dağıtım mekanizmalarının ortaya çıkartılmasında kullanılmıştır. Buna uygun olarak sisteme yüklenen enerjinin dağıtılması için yeterli sayıda plastik mafsalın, çok dereceli sistemlerin modal enerji formulasyonu ve tahmini modal elastik yer değiştirme spektrumu kullanılarak tespit edilmesi amaçlanmıştır. Böylece tüm kiriş-kolon birleşim yerlerinin potansiyel plastik mafsal yerleri olarak tasarlandığı kapasite tasarımından farklı olarak, sismik davranış sırasında sisteme yüklenen enerjinin önceden tanımlanmış bölgelerde belirli sayıdaki plastik mafsal ile verimli bir şekilde dağıtılması sağlanmış olacaktır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, bu yöntemin yapısal sistemlerin sismik performansının iyileştirilmesinde kapasite esaslı sismik tasarım yaklaşımlarına önemli bir iyileştirme sağladığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The need to improve the reliability of current earthquake resistant design procedures has promoted energy-based concepts that employ seismic input energy and energy dissipation capacity of structures as the main design tools. Energy based approaches provide effective tools at both design and assessment stages for a comprehensive interpretation of the seismic behavior of structural systems during an earthquake excitation. Energy based assessment and design procedure includes two crucial aspects. The first one is the prediction of input energy spectra, considering both the structural and ground motion related parameters. The second concern is the evaluation of the actual energy absorption and dissipation capacity of structural systems during seismic response. In this regard, the aim of this study is first to introduce a procedure for the prediction of earthquake input energy spectra considering the effects of structural properties (damping ratio ξ and lateral strength ratio Rµ) and ground motion characteristics (moment magnitude Mw, soil type S, fault type F, distance to fault R). Furthermore, the effects of inelastic behavior and near-fault ground motions on input energy are also considered, and presented in this study. Then the energy dissipation characteristics of SDOF and MDOF systems are studied, respectively. In this sense, the relation between input energy and dissipated energy is obtained, and sensitivity of energy dissipation efficiency of SDOF systems is assessed. In this scope, two different Rµ–ξ–T spectra, as an improvement to equal displacement rule, are derived for estimating the maximum displacement of inelastic SDOF systems from the maximum displacement of equivalent linear SDOF systems. In the application stage, the predicted input energy and displacement spectra are integrated to attain the energy dissipation mechanisms of MDOF systems. Accordingly, it is aimed that a sufficient number of plastic hinges required to dissipate the imparted energy are detected from response spectrum analysis, by using the modal energy formulation of MDOF systems and estimated modal inelastic displacements. Thus, it is ensured that unlike the capacity design in which all beam-column connections are designated and designed as potential plastic hinge locations, a limited number of plastic hinges at the predefined locations can dissipate the imparted energy during seismic response efficiently. Based on the obtained results in this study, the suggested method improves the capacity based seismic design procedures in improving the seismic performance of structural systems.
Benzer Tezler
- Energy-based seismic response assessment of simple structural systems by considering Turkish strong ground motion dataset
Türkiye kuvvetli yer hareketi veri tabani kullanılarak basit yapısal sistemlerin enerji esaslı sismik tepkilerinin incelenmesi
TOGHRUL DAMIRZADE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MURAT ALTUĞ ERBERİK
- Energy based seismic performance assessment of reinforced concrete columns
Betonarme kolon elemanlarının enerji esaslı bir yöntemle sismik performans değerlendirmesi
BORA ACUN
Doktora
İngilizce
2010
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. MURAT ALTUĞ ERBERİK
PROF. DR. HALUK SUCUOĞLU
- Yapıların deprem davranışının enerji esaslı analizi
Energy based seismic analysis of structures
BAYKAL HANCIOĞLU
Doktora
Türkçe
2009
Deprem MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ZEKERİYA POLAT
YRD. DOÇ. DR. MURAT SERDAR KIRÇIL
- Mevcut yüksek katlı betonarme binaların hasar görebilirliğinin kırılganlık eğrileri yardımıyla belirlenmesi
Evaluate damage potential with fragility curves for existing high rise R.C. Building
HÜSEYİN KEMAL DAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL
- Accuracy of simulated hysteresis energy dissipation behavior of ductile RC components
Sünek betonarme elemanları için hesaplanan enerji sönümleme davranışının doğruluğu
AHMED ABUAISHEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Bilim Dalı
DOÇ. DR. UFUK YAZGAN