Dissipation Of Earthquake Effects In Steel Structures By Using ADAS Element

Year 2010, Volume: 23 Issue: 1, 33 - 48, 30.06.2010

Ayten Günaydın , Hasan Gönen

Abstract

Lateral
displacement control of structures and preventing the damage of structural and
non-structural elements are important for working and living comfort. Passive
energy dissipation (PED) devices, which dissipate the energy applied by seismic
loads and reduce the structural damages due to giving additional damping and
stiffness to the structures, are one of the control mechanisms. In this study
seismic response of the structures are investigated by using ADAS (Added
Damping And Stiffness) element which is one of the PED devices. 7, 10 and 15
stories steel frames are analyzed for two different earthquake acceleration
records. Top story displacements and base shear forces of frames used ADAS
element have decreased compared to those of frames that are not used ADAS
element.

Keywords

ADAS element, Earthquake energy, Steel structure

ADAS Elemanı Kullanılarak Çelik Yapılarda Deprem Etkilerinin Azaltılması

Abstract

Deprem
yükleri altında yapıların yanal deplasmanlarının kontrol edilmesi, taşıyıcı ve taşıyıcı
olmayan elemanların hasara uğramaması, çalışma ve yaşama konforunun sağlanması açısından
önemlidir. Pasif enerji sönümleyen (PES) araçlar, yapıya ilave sönüm ve
rijitlik sağlayarak dinamik yüklerin yapıya uyguladığı enerjinin büyük bir
kısmını sönümleyen ve yapısal hasarları azaltan kontrol mekanizmalarından
biridir. Bu çalışmada PES araçlarından biri olan ADAS (Added Damping And
Stiffness) elemanı kullanılarak çelik yapıların dinamik davranışı incelenmiştir.
7, 10 ve 15 katlı çelik çerçeveler iki farklı deprem ivme kaydı kullanılarak
analiz edilmiştir. ADAS elemanı kullanılan çerçevelerin, en üst kat
deplasmanları ve taban kesme kuvvetleri ADAS elemanı kullanılamayan çerçevelere
göre azalmıştır.

Keywords

ADAS elemanı, Deprem enerjisi, Çelik yapı, Pasif kontrol sistemleri.

References

• [1] A. Günaydın, “Çelik Yapıların Yanal Ötelenmelerinin Pasif Kontrol Metotları”, Doktora Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Eskişehir, 133 s., 2004.
• [2] T.T. Soong, and B.F. Spencer Jr, “Supplemental Energy Dissipation: State-of-the-Art and State-of –the-Practice”, Engineering Structures, Vol. 24, pp. 243-259, 2002.
• [3] I.D. Aiken, D.K. Nims, A.S. Whittaker, and J.M. Kelly, “Testing of Passive Energy Dissipation Systems”, Earthquake Spectra, Vol. 9, No.3, pp.335-370, 1993.
• [4] J.M. Kelly, R.I. Skinner, and A.J. Heine, “Mechanisms of Energy Absorption in Special Devices for Use in Earthquake Resistant Structures,” Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering, Vol. 5, pp.63-88, 1972.
• [5] R.I. Skinner, J.M. Kelly, and A.J. Heine, “Hysteresis Dampers for Earthquake-Resistant Structures”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 3, pp. 287-296, 1975.
• [6] H. Özdemir, “Nonlinear Transient Dynamic Analysis of Yielding Structures”, Ph.D. Dissertation, University of California, Berkeley, CA, USA, 1976.
• [7] M.C. Constantinou, T.T. Soong and G.F. Dargush, “Passive Energy Dissipation Systems for Structural Design and Retrofit”, Multidisciplinary Centre for Earthquake Engineering Research, 1998.
• [8] D.M. Bergman, and S.C. Goel, “Evaluation of Cyclic Testing of Steel-Plate Devices for Added Damping and Stiffness, Technical Report UMCE 87-10,The University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA, 1987.
• [9] A.S. Whittaker, V.V. Bertero, C.L. Thompson and L.J. Alonso, “Seismic Testing of Steel Plate Energy Dissipation Devices”, Earthquake Spectra, Vol. 7, No. 4, pp.563-606, 1991,
• [10] A. Tena-Collunga, “Mathematical Modelling of the ADAS Energy Dissipation Devices”, Engineering Structures, Vol. 19, No.10, pp. 811-821, 1997.
• [11] E. Martinez-Romero, “Experiences on the use of Supplementary energy Dissipators on Building Structures”, Earthquake Spectra, Vol. 9, No.3, pp.581-626, 1993.
• [12] C.L. Perry, E.A. Fierro, H. Sedarat, and R.E. Scholl, “Seismic Upgrade in San Francisco using Energy Dissipation Devices”, Earthquake Spectra, Vol. 9, No.3, pp.559-579, 1993.
• [13] C. Xia and R.D. Hanson, ”Influence of ADAS Element Parameters on Building Seismic Response”, Journal of Structural Engineering, Vol. 118, No:7, pp.1903-1918, 1992.
• [14] TS 498, Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, TSE, Ankara, 1987.
• [15] TS 648, Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları, TSE, Ankara, 1980.
• [16] ETABS (Version 6.23), Three Dimensional Analysis of Building Systems, Computers and Structures Inc., Berkeley.
• [17] COSMOS, The Consortium of Organizations for Strong Motion Observation Systems, (http://www.cosmos-eq.org), 2004.