Serbest dönen çubuklar ile oluşturulan temel ayırıcılı sistemin deprem etkisindeki davranışı
Base isolation by free rolling rods under basament
- Tez No: 66649
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN BODUROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1997
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
ÖZET Bu çalışmanın amacı, öncelikle yeni bir metot olan serbest dönen çubuklardan oluşan temel ayırıcılı sistemin, deprem etkisindeki dinamik davranışının incelemek, daha sonra temel ayırıcı sistemlerin yapısı, kullanılma esasları ve uygulamadaki yerleri hakkında genel bilgiler vermektir. 1. ve 2. Bölümlerde deprem sırasındaki yatay yer hareketinden yapının nasıl etkileneceği, temel ayırıcılı sistemlerin yapılış amacı, genel özellikleri, yapısı, uygulama örnekleri ve çeşitleri açıklanmıştır. 3. Bölümde serbest dönen çubuklar ile temel ayırıcılı sistem oluşturulmuş ve bu sistemin dinamik analizi yapılmıştır. Model olarak bir serbestlik dereceli bir sistem esas alınmış ve bu sistemin temeline yerleştirilen serbestçe dönen çubukların sürtünme kuvvetleriyle birlikte dinamik titreşimi incelenmiştir. Dinamik analiz için adım adım integrasyon yöntemlerinden Wilson-6 metodu kullanılmıştır. 4. Bölümde Wilson-9 metodu ile bulunan formülasyonlardan çıkan sonuçlan derleyen bir bilgisayar programı C++ dilinde yazılmış bu programın amacı programdaki veriler- sabitler, programın bilgisayar akış şeması gösterilmiştir. Herhangi bir deprem ivme kaydını kullanarak; deprem sırasında yer ivmeleri etkisinde kaldığı düşünülen bir serbestlik dereceli bir sistemin, temel ayırıcı ile izolasyonlu ve izolasyonsuz olmak üzere mutlak ivme karşılıklarını hesaplayan bir program geliştirilmiştir ve geliştirilen modelin yapısı hakkında bilgi verilmiştir. 5. Bölümde yazılan bilgisayar programında İzmir (1977) ve Balıkesir (1979) deprerderinin gerçek ivme kayıtlan kullanılarak iki serbestlik dereceli bir model de, temel aymasının işlediği (izolasyonlu) ve işlemediği (izolasyonsuz) durumlar için yer değiştirme, hız ve ivmeler hesaplanmış ve sonuçlar grafik olarak verilmiştir. Temel ayırıcı sistemlerin yapıyı kuvvetli deprem hareketinin zararlı etkilerinden ne ölçüde koruduğu, yapıya iletilen yer hareketin şiddetini ne oranda azalttığı gösterilmek istenmiştir. 6. Bölümde yapılan örnekler sonucunda; temel aynalı sistemin yapıya iletilen ivmeleri sınırlamadaki etkisi anlatılmıştır. Ayrıca n serbestlik dereceli sistemlerde serbest dönen çubuklar ile oluşturulan temel ayırıcılı sistemin etkisi anlatılmıştır.
Özet (Çeviri)
BASE ISOLATION BY FREE ROLLING RODS UNDER BASEMENT SUMMARY First of all, the purpose of this study is to give some general information about base isolation by free rolling rods under basement ad aplication of base isolating systems. A new base isolation method is proposed for the protection of structures. Because of the efficiency of the; isolation devices the isolated structure may be made to remai elastic throughout major earth-quakes. This device consist of two sets of mutually orthogonal free rolling rods under basement of the structure. Since the coefficient of rolling friction of the rods is vey small in practise, the structure can be isolated excellently from the support excitation. In this study the analytical method ad the response of the isolated system for differet parameters, such as the periods of the structure, the coefficiant of rolling friction and the masses of rolling rods, are presented. The results indicate that the proposed method is excellent in isolating the structure from support excitations, as expected. Secondary the purpose of this study is to give some general information about charecteristic, properties, principle of using and application of base isolating systems. Seismic base isolators protect structures by decoupling them from damaging groud motions and by absorbing energy. The main effects of the base isolation is to decouple the structure from the ground and increase the resonant period of structues and bearings to a value outside the range of periods containing the principal earthquake energies. Base isolated structures concentrate high lateral deformations ad hystoretic damping in special components conneed between the base and the supporting foundation. The base isolation system can be separate the structure from the ground excitation during a major earthquake. As such, the structure may be subrected to smaller external forces due to earthquakes compored to unisolated structures. In our imagination we hought that the best technique of isolation is to disconnect the structure from the ground completely when the earthquake occurs. Free rolling rods uder the basement is a new method of base isolation specifically designed for this purpose. It is easy to see that the maxium forces of excitation transmitted to the superstructure by earthquakes are the rolling friction in this device. In general the friction resistance to the rolling motion is so small, that it can be neglected as usual. A set of free rollers is proposed to place under the basement of a structure for base isolation. The rollers bear the weight of structure and roll freely to filer out the ground acceleration. When on earthquake occurs land exceeds a certain intensity), the XIFixed Frame Fixed Frame H3 H2 Hi U Ü o o M3 M2 Ml Mb Figure 1. Structure with free rolling rools under basement Therfore the structure is only subjected to the rolling friction mobilized at the basement. The model is reduced to that of a rigid structure founded on free rolling rads. This study consist of six chapters. In the first chapter; much of the literature on theorical aspects of base isolation is summarized. In the second chapter, the properties, behaviour and design of several types of base isolation systems are given. Same of devoloped base isolation systems are. Free rolling rods under basement. Lamenated rubber bearings with friction damper. Sleeved pile systems.. Resilient-friction base isolators.. Lead-Rubber hystetic bearings. Some irnformation has been given about this systems in the second chapter. In the third chapter; the analytical model of the base isolation system by free rolling rods under basement is introduced. Dynamic analysis is carried out considering vertical components of ground motions. In this chapter, the two degrees of freedom system is subjected to the horizontal and vertical components of ground motions. Equation of motion for the isolated structure: Jr.r-2-Mr\ Mt.Ub + KsUb + MU = Ff+ Üg + KsUg (1) J HIJr. f2 - Mr Mt.Üb + KsUb + MÜ = Ff+[ lÜg + KsUg (1) M MÜ+CU+KU=- Mt 2 ıj. \ Jr. r z - Mr Ff + ; ug (2) M, C, K mass, damping and stimess of the superstructure, respectively Mb mass of the basement Ks stimess of the recentring spring r, Mr, Jr radius, mass and mas moment of inertia of the roller, respectively U relative to basement displacement of the rooof Ub, Ug absolute displacements of the basement and ground, respectiely Mt M + Mb + (Mr + Jr.f2)/4 Ft Mg(M + Mb) sign (Ug + Ub) M The coefficient of kinetic rolling friction M M (1 - M/Mt) The primary horizontal input ferce to the structure is the friction force between the roller and the basement, Ff. Assume that the resultant of the friction force and the vertical normal force passes through the centre of the roller, so that they do not make any contributio to acceleration of the roller. The inertia forces of the rolling roller are balanced by Fb and Fg, where Fb is the force between the roller and the basement, and Fg is the force between the roller and the basement is Ff + Fb, and that between the roller and the foundation is Ff + Fg The step by step integration method which is caled Wilson-0 method has bee used to dynamic response analysis of the system. In the fourth chapter; a C++ program to calculate absolute acceleration response values with the horizontal ground motion is developed. xmBasement Foundation Ub -?Ur Figure 2. Free body diagram for roller. In the fifth chapter; the responses of the free rolling rods base isolated, two degrees of freedom syste, that subjected to İzmir N-S 1977, Balıkesir N-S 1979 earthquaes, are calculated and presented graphically. Some information about the ground motion records are presented in the table: Place Balıkesir 152,18 Date 29.03.1984 Direction Number of Data N-S Time Interval of Data (sec) 1508 0,01 Max. Value (cm/sec2) Izmir 25.08.1977 N-S 851 0,01 160,51 Table 1. Ground Motion Records The response of the system is very sensitive to the starting times of sliding and nonsliding phases, implying that the digitized time interval At should be very small. The time interval of, At = 0,01 sec is choosen in dynamic analysis. Absolute acceleration for a damping of Ç = 0,06 The coefficient of kinetic rolling frictition. \i = ranges from 0,0007 to 0,0016. XIVIn the sixth chapter; the results are discussed and some main characteristics observed from graphs are fabulated. XV
Benzer Tezler
- Küçük titreşim ölçümleri ve dolgu duvarlarının mekanik modele yansıtılması
Başlık çevirisi yok
UMUT DEVRİM ERSİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
- Deneysel akut spinal kord hasarında myrıcetın'in nöroprotektif etkilerinin değerlendirilmesi
Myricetin in experimental acute spinal cord damageevaluation of neuroprotective effects
SERDAR KAPLAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
NöroşirürjiNecmettin Erbakan ÜniversitesiBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH KESKİN
- Takviyeli plaklarda dinamik analiz
Dynamic analysis stiffened plates
MURAT GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİHAL ERATLI
- Bazı düzensizlikler içeren üç boyutlu büyük yapı sistemlerinin doğrusal olmayan çözümlenmesi
Başlık çevirisi yok
ERCAN YÜKSEL
Doktora
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
- Betonarme binalarda zemin kat yüksekliğinin farklı olması durumunda dolgu duvarların etkisinin incelenmesi
The effect of infill walls in reinforced concrete buildings with different ground floor heights
ÖZGE ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY AKSU ÖZKUL