Ground Motion Uncertainty Models: A Comparative Study
Yer Hareketi Belirsizlik Modelleri: Karşılaştırmalı Bir Çalışma
- Tez No: 777619
- Danışmanlar: PROF. DR. SARA WADIA-FASCETTI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Northeastern University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 172
Özet
Deprem Mühendisliği; deprem kuvvetlerinin büyüklüğünü ve bu kuvvetlerin yapılar üzerindeki etkilerini belirleyerek bir deprem anında hem yapının hem de insanların güvenliğini sağlayacak tasarım yöntemleri geliştirerek azaltmayı hedefleyen bir çalışma alanıdır. Tepki spektrumu da hem dinamik analiz hem de depreme dayanıklı yapı tasarımı hususlarında yer hareketini temsil etme anlamında çok uygun bir araçtır. Bir yapının dinamik tepkisi, fay mekanizması, şiddeti, kuvvetli yer hareketi süresi ve bölgesel yer ve topoğrafik koşullar ile sismik kaynak-yer mesafesi gibi diğer yerel unsurlara bağlıdır. Son zamanlarda meydana gelen depremlerin yol açtığı ağır hasarlar; yukarıda bahsedilen özellikleri ile ilgili yer hareketi belirsizliklerini derinlemesine anlama ve uygun tasarım yönetmelikleri geliştirme gerekliliği doğurmuştur. 1906 depreminden sonra en pahalı deprem olarak bilinen Ocak 17, 1994 Northridge Depremi, mühendislik araştırmalarında faydalanılabilecek en geniş kapsamlı şiddetli yer hareketi kayıt setlerini hizmete sunmuştur. Bu tezde, Northridge Depremi şiddetli yer hareket verileri kullanılarak, yer şartları ve bölgenin sismik kaynağa uzaklığı gibi bölgesel belirsizlikleri hesaba katan altı farklı yer hareketi modeli geliştirilmiştir. Belirsizlik, istatistik ve bulanık mantık kullanılarak sayısallaştırılmıştır. Yerel bölge jeolojisi kaya veya alüvyon olarak sınıflandırılmıştır. Bulanık kümler faya olan merkez üssel mesafeyi yakın, orta ve uzak olarak temsil etmek için kullanılmıştır. Yer hareketi modelleri üç ana başlık altında sunulmuştur: bulanık, istatistiksel ve bileşik bulanık mantık-istatistiksel modeller. Dinamik analizler, üç katlı bir kayma yapısı ve sekiz katlı moment dayanımlı bir çerçeve üzerinde gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yer hareketi modelleri dinamik analiz için gerekli girdi hareketini tanımlamakta kullanılmıştır. Elde edilen tepki spektrum değerleri, zaman tanım alanı ve stokastik (rastgele) titreşim analizlerinden elde edilen tepki değerleri ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar neticesinde, her modelin kudreti ve sınırları ele alınmıştır. Bu araştırma çalışması sonucunda pek çok yargıya varılmıştır. Sismik kaynak-yer arası mesafe ve bölgesel yer şartlarının tepki spektrumunun şeklini etkilediği gösterilmiştir. Geliştirilen yer hareketi modelleri arasında yer alan bileşik bulanık mantık-istatistiki modellerden Model 4 ve 5'in incelenen yapılar için en tatmin edici sonuçları ürettiği ortaya çıkmıştır. Bu modelleri tasarıma dahil etmek için iki ayrı yöntem önerilmiştir. İlk yöntem, Model 4'ün üst limite uygulanan bir ölçek çarpanı olarak; ikinci yöntem ise Model 4 ve 5'in, sırasıyla alt ve üst limit olarak birleştirilerek kullanılmasını önermektedir.
Özet (Çeviri)
The field of earthquake engineering attempts to mitigate earthquake hazards by quantifying the earthquake forces, evaluating their effects on structures and developing design methods to provide the safety of the people and the structure in the event of an earthquake. A response spectrum is found to be a convenient tool to represent the ground motion for both dynamic analysis and the design of earthquake resistant structures. The dynamic response of a structure depends on ground motion characteristics such as its fault mechanism, magnitude, strong motion duration, and other site dependent factors such as local site and topographic conditions, and source-to-site distance. The massive damage caused by recent earthquakes requires an in-depth understanding of the uncertainties to the above mentioned characteristics of ground motion and the refinement of the design codes. The Northridge Earthquake of January 17, 1994, known as the most costly American earthquake since 1906, produced the largest set of ground motion recordings useful for engineering research. In this thesis, strong motion data from this earthquake is used to develop six different ground motion models which quantify the uncertainties due to local site conditions and site's distance to the source. Uncertainty is quantified using fuzzy logic and statistics. The local site's geological condition is characterized as rock or alluvium. Fuzzy sets are used to represent near, intermediate and far epicentral distances. The ground motion models are presented under three main headings: fuzzy, statistical, and combined fuzzy-statistical models. Dynamic analyses are performed on a three story shear building and an eight story moment resisting frame. The developed ground motion models are used to define the input motion for dynamic analyses. The resulting structural response obtained using the newly developed models are compared to the response obtained from time history and random vibration analyses. Capabilities and limitations of each model are discussed in view of these comparisons. Several conclusions are drawn from the research work. It is shown that source-to-site distance and local site conditions affect the shape of the response spectrum. Among the developed ground motion models, the combined fuzzy-statistical models, namely Models 4 and 5, produce satisfactory estimates of the structural responses for the buildings analyzed. Two approaches are proposed for incorporating these models in design. The first approach involves use of Model 4 with a scale factor applied to the upper bound, whereas the second approach proposes a combination of Models 4 and 5 by using the lower bound of the former and the upper bound of the latter.
Benzer Tezler
- Mevcut betonarme okul binalarında güçlendirme perdelerinin etkinliğinin doğrusal olmayan dinamik analiz ile irdelenmesi
Investigation of the rc infill wall effectiveness in the rehabilitation of existing rc school buildings employing nonlinear dynamic analyses
ORKUN GÖRGÜLÜ
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL
- Mevcut betonarme binaların deprem etkisindeki davranışının değerlendirilmesi
Evaluating the seismic resistance of existing buildings
A.İRFAN ATMACA
- Comparative analysis of the international regulations and guidelines related to the seismic hazard assessment for nuclear facilities
Nükleer tesisler için sismik tehlike analizleri ile ilgili uluslararası düzenleme ve kılavuzların karşılaştırmalı analizi
BARIŞ GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDeprem Çalışmaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP GÜLERCE
PROF. DR. NURETDİN KAYMAKCI
- Erken Hristiyan ve ilk Bizans resim ve kabartma sanatında kaynak ve okullar (2 cilt)
Sources and school of painting and sculpture during the early Christian and first Byzantine period
AHMET MEHMET KİPMEN
- Practical tools for ranking and selection of ground-motion prediction equations (GMPEs) for probabilistic seismic hazard assessment and development of a regional GMPE
Olasılıksal sismik tehlike analizleri için yer hareketi tahmin denklemlerinin sıralanmasında ve seçilmesinde kullanılacak pratik araçlar ve bölgesel bir yer hareketi tahmin denkleminin geliştirilmesi
ÖZKAN KALE
Doktora
İngilizce
2014
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEDE SİNAN AKKAR
DR. LAURENTIU DANCIU