Yapı
sistemlerinin doğrusal olmayan analizi ve tasarımında enerji kavramına dayalı
hesaplamalar, yer değiştirme esaslı yöntemlere bir alternatif olarak
gelişmektedir. Enerjiye dayalı yapı tasarımı aynı zamanda yer değiştirme
kavramını da içermekte ve diğer analizlere kıyasla daha rasyonel bir yöntem
olarak anılmaktadır. Çalışmada kullanılan yöntemde, deprem etkisi yapıya bir
enerji girişi olarak ele alınmakta ve yapı sistemi için genel enerji denge
denklemi yazılmaktadır. Plastik mafsalların kiriş uçlarında ve kolon alt
uçlarında oluştuğu ideal göçme mekanizması esas alınmaktadır. Yapı için bir
göreli kat ötelemesi oranının hedeflenmesi ile tasarım yatay kuvvetlerinin
sistem üzerinde yaptığı dış işin genel enerji dengesinden elde edilen plastik
enerji ile eşitlenmesi sonucunda taban kesme kuvveti ifadesi türetilmektedir.
Enerji esaslı taban kesme kuvvetinin seçilen 3 ve 5 katlı çelik çerçeve
yapıların kat seviyelerine eşdeğer statik yük olarak etkitilmesinin ardından,
belirli bir yönetmeliğe göre önceden boyutlandırılmış yapı taşıyıcı sisteminin
plastik tasarımı belirlenen yeni taban kesme kuvvetine göre tekrarlanmaktadır.
İteratif bir yaklaşım sunan tasarım yönteminde, bir önceki iterasyonun kesit
boyutları elde edilene dek tasarım devam etmektedir. Tasarım sonucunda
belirlenen taşıyıcı sistemin, enerji esaslı taban kesme kuvveti ile doğrusal
olmayan artımsal itme analizinden belirlenen göreli kat ötelemesi oranları ile
tasarımda hedeflenen göreli kat ötelemesi oranı karşılaştırılmaktadır. Esas
alınan ideal göçme mekanizması durumunun oluşup-oluşmadığı kontrol
edilmektedir. Sonuçlar ölçekli gerçek deprem ivme kayıtları ile
gerçekleştirilen zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizlerin
verdiği sonuçlarla karşılaştırılıp, yorumlanmaktadır.
Enerjiye dayalı tasarım Enerji denge denklemi Enerji esaslı taban kesme kuvveti Plastik tasarım Doğrusal olmayan statik ve dinamik analiz
Energy-based
approaches are developed as an alternative to displacement-based methods in
nonlinear analysis and design of structures. The structural design methodology
based on energy concepts incorporates the displacement concept simultaneously
and it may be mentioned more rational by comparison with the other existing
methods. Earthquake is considered as an energy input to the structure within
the study and then the general energy-balance equation is written for the
structure system. Ideal collapse mechanism, where plastic hinges are assumed to
be located on beam ends and column bases, is considered. An admissible
interstory drift ratio is targeted for the design and base shear force
expression is derived by equating the plastic energy from general
energy-balance with the external work done by the design lateral forces. The
new energy-based base shear force is distributed to story levels of 3- and
5-story steel structures as equivalent static lateral forces and then plastic
design of structural system, which is predesigned that comply with a seismic
code at the beginning of the methodology, is implemented. The structural design
method involves an iterative technique and it is continued until the same
sections of the former iteration are obtained. The interstory drift ratios
obtained from pushover analysis using the inverted triangular distribution of
energy-based base shear force are compared with the target drift of the design.
The accepted ideal collapse mechanism is checked whether it occurs or not. The
results are interpreted and compared to the results of nonlinear time history
analyses performed by using the time histories of real earthquakes scaled in
time domain.
Energy-based design Energy-balance equation Energy-based base shear force Plastic design Nonlinear static and dynamic analysis
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Publication Date | June 29, 2018 |
Published in Issue | Year 2018 Volume: 24 Issue: 3 |