Geri Dön

Investigation of elastomeric bearings' behavior under fatigue loading

Elastomerik mesnetlerin yorulma yüklemesi altındaki davranışlarının incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 596926
  2. Yazar: KADİR EKŞİ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH ALEMDAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Geleneksel yaklaşıma göre, yapılar genellikle esas olarak düşey yüklere direnecek şekilde dizayn edilmişlerdir. Bu durum deprem sırasında oluşan yatay hareketlere karşı zayıf bir davranışa yol açabilir. Günümüzde yapıların belli seviyede deprem performansı sergileyebilmesi için Deprem Mühendisliği alanında önemli gelişmelerin olmasının yanında, özellikle stratejik öneme sahip yapılarda deprem kaynaklı hasarların azaltılması için temel izolasyon sistemleri kullanılır. Temel izolasyonunun mantığı üst yapıyla alt yapıyı birbirinden ayırmaktır. Amaç izolatörlerin yatay esnekliklerinden faydalanarak üst yapıya aktarılan deprem yüklerinin azaltılmasıdır. Elastomerik mesnetler piyasadaki en çok kullanılan sismik izolasyon sistemlerinden biridir. Bu mesnetler çelik plakalarla birleşmiş volkanize kauçuk bloklardan oluşur. Kauçuk bloklar mesnetin esnekliğini sağlarken çelik plakalar ise düşey rijitliğini sağlarlar. Çelik plakaların mesnedin yatay davranışına hemen hemen hiç etkisi olmamasına karşın, düşey yüklerin düzgün bir biçimde temele aktarılabilmesi açısından çok önemlidirler. Elastomerik mesnetler yatay hareketlerini sürekli bir basınç kuvveti altında yaparlar. Bu durum tezin başlangıç noktasıdır. Bu çalışmada, tam boy elastomerik mesnetten 100 mm x 100 mm plan boyutlarında kesilmiş numunelerin davranışları farklı koşullar altında incelenmiştir. Başlangıç olarak numunelerin basınç rijitliği ve kayma modülü AASHTO ve ASTM standartlarında belirtilen yöntemlere yakın bir şekilde belirlenmiştir. Sonrasında 3, 4.5 ve 6 MPa basınç yükleri altında tekrarlı yatay yükleme sırasındaki davranışları gözlenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Basınç değeri arttıkça yatay rijitliğin azaldığı gözlenmiştir. Deneysel çalışmaların tamamlanmasından sonra, 5 Parametreli Mooney-Rivlin hiperelastik malzeme modeli kullanılarak mesnet numunesinin sonlu eleman modelleri yapılmıştır. Kauçuk malzeme davranışını tam olarak simule edebilmek için gerekli olan bazı test dataları eksik olduğu için program datasında bulunan bir kauçuk malzemenin gerilme-gerinme grafiği, bu çalışmada elde edilen kayma davranışıyla modifiye edilerek kullanılmıştır. Modifiye edilmiş olan grafiğe uygun malzeme katsayıları elde edilerek analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, belirtilen bazı data eksikliklerine rağmen belirli gerinme seviyelerinde -özellikle yanal davranışta- deneysel sonuçlara oldukça yakın değerler elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

According to the traditional approach, structures are designed to mainly resist vertical loads. This approach may lead to poor conditioning along horizontal ground movements occurred during an earthquake. Although there are significant improvements in Earthquake Engineering to design the structures with a certain level of earthquake performance, base isolation is used mainly at strategically important structures to reduce the eartquake-induced damage. The modern concept of base isolation works by decoupling the upper-structure from sub-structure. The aim is to reduce the transmission of the earthquake loads to the upper-structure by taking advantage of the horizontal flexibility of the berings. Elastomeric bearings are one of the most commonly used seismic isolation systems in the market. These bearings are generally consist of vulcanized rubber blocks bonded to steel plates. Rubber blocks provide the flexibility, while the steel plates provide axial rigidity. Although the steel plates have nearly no effect to lateral behavior, they are essential to provide the sufficient axial stiffness in order to transmit vertical loads to foundation properly. Elastomeric bearings make the horizontal movements under continuous compression loads. This situation is the starting point of the thesis. In this study, behaviors of elastomeric bearing samples with a 100 mm x 100 mm plan dimensions cut from a full-size bearing were examined under different conditions. As a start, compression stiffness and shear modulus of the bearings were determined by using the methods close to ones clarified in AASHTO and ASTM Specifications. Later, the change at lateral behavior was observed during repetitive dynamic lateral movement under 3, 4.5 and 6 MPa compression load levels and the results were compared. It was observed that the lateral stiffness decreases as the compression load increases. After the experimental studies were executed, the finite element model of a bearing sample was prepared by using 5-Parameter Mooney-Rivlin Hyperelastic Material Model. Since some essential test data for simulating the behavior of the rubber material accurately are missed, stress-strain graphs of another rubber material which were found in software documentation were modified with shear data obtained from the experimental studies. Analyses were executed by using the material constants obtained from the modified graphs. Although being lack of some test data for rubber material, accurate results were found -especially for lateral behavior- on certain strain levels.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    75017

    Çeşitli katkılı ve katkısız polimer yatakların sürtünme ve aşınma karakteristiklerinin deneysel tayini

    Başlık çevirisi yok

    VEDAT TEMİZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA GEDİKTAŞ

  2. Tez No

    612284

    Investigation and comparison of bearing devices used in high-speed railway bridges under earthquake impact

    Yüksek hızlı tren köprülerinde kullanılan mesnetlerin deprem etkisi altındaki davranışlarının araştırılması ve birbirleriyle kıyaslanması

    UĞUR AŞCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Deprem Çalışmaları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALP CANER

    PROF. DR. AYŞEN AKKAYA

  3. Tez No

    383365

    Experimental investigation of uplift on seismic base isolators

    Sismik izolatorler üzerindeki kaldırma etkisinin deneysel olarak incelenmesi

    EVREN ERKAKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALP CANER

  4. Tez No

    612087

    Helikopterlerde kullanılan küresel elastomerik yatakların mekanik tasarımı

    Mechanical design of spherical elastomeric bearings used in helicopters

    MEHMET SAİD BAYRAKLILAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT MAKARACI

  5. Tez No

    494847

    Elastomer malzemelerde şekil faktörünün basma modülü üzerine etkisinin incelenmesi ve endüstriyel olarak kullanılan parçalarla karşılaştırılması

    Investigation of shape factor effects on compression modulus on elastomeric materials and comparison with industrially used parts

    UFUK BİLGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ

Geri Dön