Geri Dön

Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri etkisinde burkulması önlenmiş çelik çaprazlı çerçevelerin sismik performansının numerik ve deneysel olarak incelenmesi

Numerical and experimental investigation of the seismic performance of buckling-restrained braced frames under the effects of the February 2023 Kahramanmaraş earthquakes

PDF İndir

  1. Tez No: 986572
  2. Yazar: FATMA ESRA UZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET BAKIR BOZKURT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 (TBDY-2018) esaslarına göre çelik binaların yatay yük taşıyıcı sistemleri; moment aktaran çelik çerçeveler (MAÇÇ'ler), merkezi çaprazlı çelik çerçeveler (MÇÇÇ'ler), dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler (DÇÇÇ'ler) ve burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveler (BÖÇÇÇ'ler) olarak tanımlanmıştır. Bu yatay yük direnç sistemlerinin temel görevi yapının yatay rijitliğini sağlamak ve öngörülen elemanların plastik deformasyon yaparak deprem esnasında ortaya çıkan enerjiyi sönümleyebilmesini sağlamaktır. Bu tez kapsamında, yüksek yatay rijitliğe ve yüksek enerji sönümleme kapasitesine sahip BÖÇÇÇ'lerin Kahramanmaraş depremleri altındaki sismik performansları hem numerik hem de deneysel olarak araştırılmıştır. Numerik çalışmalar OpenSees yazılımı ile deneysel çalışmalar ise Manisa Celal Bayar Üniversitesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarı'nda bulunan tam ölçekli deney düzeneği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada; numerik çalışmaların temelini oluşturacak BÖÇ elemanların malzeme modelinin ve sismik parametrelerinin belirlenmesi için öncelikle bir adet gerçek ölçekli BÖÇ elemanı test edilmiştir. Daha sonra 3, 6 ve 9 katlı ters-V ve tek diyagonal tipi BÖÇÇÇ'ler TBDY-2018 ve Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik 2018 (ÇYTHYE-2018) esaslarına göre tasarlanmıştır. Tasarlanan her bir prototip bina Şubat 2023 tarihinde meydana gelen Kahramanmaraş depremlerindeki en büyük 4 adet yer hareketlerine arka arkaya maruz bırakılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizler sonucunda en büyük ve kalıcı göreli kat öteleme oranları, çaprazlara gelen en büyük ve kalıcı birim şekil değiştirme değerleri, kümülatif birim şekil değiştirmeler ve taban kesme kuvvetleri raporlanmıştır. Elde edilen değerler, TBDY-2018'de tanımlanan sınır değerler ile karşılaştırılarak prototip binaların sismik performansları belirlenmiştir. BÖÇ elemanların AISC 341-22'de tanımlanan ve numerik analizlerden elde edilen farklı yükleme protokolleri altındaki sismik performanslarının incelenebilmesi için yedi adet daha gerçek ölçekli deney gerçekleştirilmiştir. Test edilen BÖÇ numunelerinde sargı mekanizması olarak dolgusuz çelik elemanlar ve ayırıcı malzeme olarak kauçuk ve teflon kullanılmıştır. BÖÇ elemanlarının tasarım parametrelerinin belirlenebilmesi için test edilen birinci deneyde kalıcı kat ötelemesiz, ikinci ve üçüncü deneylerde ise sırasıyla +%0.5 ve -%0.5 kalıcı kat ötelenme altında numuneler deney çerçevesine yerleştirilerek çevrimsel quasi-statik yüklemelere maruz bırakılmıştır. Dördüncü, altıncı ve sekizinci deneylerde BÖÇ numunuleri yine kalıcı kat ötelemesiz olarak çerçevesi içerisine yerleştirilirken, beşinci ve yedinci deneylerdeki BÖÇ numuneleri ise sırası ile +%0.655 ve -%0.850 kat ötelemeleri altında deney düzeneğine yerleştirilerek yüklemelere maruz bırakılmıştır. Numerik analizler ve deneysel çalışmalar BÖÇÇÇ'lerin deprem bölgelerinde güvenli bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Ayrıca test numunelerinin farklı kat ötelenme değerleri altında deney çerçevesine yerleştirilebilmeleri ve test sonrasında farklı kat ötelenme değerleri altında test çerçevesinden çıkartılabilmeleri önerilen birleşim detayları sayesinde BÖÇ'lerin deprem sonrası yapılarda oluşacak kat ötelenmeleri altında kolayca değiştirilebileceklerini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

According to the Turkish Building Earthquake Code-2018 (TBEC-2018), the lateral load-resisting systems of steel buildings are classified as moment resisting steel frames (MRSFs), concentrically braced steel frames (CBSFs), eccentrically braced steel frames (EBSFs), and buckling-restrained braced steel frames (BRBSFs). The primary function of these lateral force-resisting systems is to provide adequate lateral stiffness to the structure and to ensure that designated structural members dissipate seismic energy through plastic deformation. Within the scope of this thesis, the seismic performance of BRBSF systems which exhibit high lateral stiffness and significant energy dissipation capacity under the Kahramanmaraş earthquake ground motions was investigated both numerically and experimentally. The numerical analyses were performed using the OpenSees software, while the experimental studies were carried out using a full-scale test rig located at the Manisa Celal Bayar University Structural and Earthquake Engineering Laboratory. In this study, a full-scale BRB member was first tested to determine the material model and seismic performance parameters of the BRB elements that would form the basis of the numerical analyses. Subsequently, 3-, 6-, and 9-story chevron-V and single-diagonal BRB systems were designed in accordance with the Turkish Building Earthquake Code-2018 (TBEC-2018) and the 2018 Regulation on the Design, Calculation, and Construction Principles of Steel Structures (SDCCPSS-2018). Each designed prototype structure was then subjected to the four strongest ground motions recorded during the Kahramanmaraş earthquakes of February, 2023, and nonlinear time-history analyses were performed. Based on these analyses, maximum and residual interstory drifts, maximum and residual axial strain demands in the cross-braces, cumulative axial strains, and base shear forces were evaluated. The resulting seismic demand values were compared with the relevant limit states defined in TBEC-2018 to assess the seismic performance levels of the prototype buildings. Seven additional full-scale tests were carried out to evaluate the seismic performance of BRB elements under various loading protocols specified in AISC 341-22 and derived from the numerical analyses. In all tested BRB specimens, unfilled steel tubes were used as the casing mechanism, while rubber and teflon materials were used as the separation layers. To determine the design parameters of the BRB elements, the first specimen was installed in the test frame without any imposed residual floor drift. In the second and third tests, the specimens were subjected to cyclic quasi-static loading under imposed residual floor drift levels of +0.5% and –0.5%, respectively. In the fourth, sixth, and eighth tests, the BRB specimens were again placed in the loading frame without residual story drift, whereas in the fifth and seventh tests, the specimens were installed under residual story drift demands of +0.655% and –0.850%, respectively, and subsequently loaded according to the designated loading protocol. The numerical analyses and experimental results indicate that BRBFs can be safely employed in seismically active regions. Moreover, the proposed connection detailing has shown that BÖÇ members can be readily replaced even in the presence of post-earthquake residual story drifts. This was verified experimentally, as the test specimens were successfully installed in the loading frame under various imposed drift demands and were removed after testing under different residual drift conditions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1011603

    Seismic performance of full-scale rc columns under high axial loading

    Yüksek eksenel yük altındaki tam ölçekli betonarme kolonların sismik davranışı

    SAFİYE GÜNDOĞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER TUĞRUL TURAN

  2. Tez No

    1015938

    İstanbul ikitelli organize sanayi bölgesindeki betonarme endüstri binalarının deprem performansının mimari açıdan değerlendirilmesi

    Architectural assessment of the earthquake performance of reinforced concrete industrial buildings in İstanbul ikitelli organized industrial zone

    BAHAR ŞEVLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CANER GÖÇER

  3. Tez No

    878907

    Analysis of disaster response social policies from gender perspective: The case of 6 February earthquakes

    Afetlere yönelik sosyal politikalar ve uygulamaların toplumsal cinsiyet perspektifinden analizi: 6 Şubat depremleri örneği

    ZEYNEP ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    SosyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Sosyal Politika Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE İDİL AYBARS

  4. Tez No

    901927

    Depremde aile üyelerini kaybeden yetişkin bireylerin umutsuzluk düzeyleri ve yas süreçlerinin algıladıkları sosyal destek düzeyi ile ilişkisinin incelenmesi

    The examination of the relationships between the levels of perceived social support, hopelessness, and the grieving processes of adult individuals who lost family members in an earthquake

    ASLI İNAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    PsikolojiÇağ Üniversitesi

    Psikoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KAHRAMAN KIRAL

  5. Tez No

    947727

    Düşey taşıyıcı elemanlardaki hasarın malzeme mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

    Examination of the effect of damage to vertical carrier elements on material mechanical properties

    SUAT TORUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    İnşaat MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET KAMANLI

Geri Dön