Comparison of Analysis Methods in the Design of Structures with Seismic Isolation

Yıl 2022, Cilt: 38 Sayı: 1, 117 - 127, 30.04.2022

Hakan Öztürk

Öz

Sismik İzolasyonlu Yapıların Tasarımında Kullanılan Analiz Yöntemlerinin Karşılaştırılması

Öz

Sismik izolasyon sistemi, üst yapı ve temel arasında deprem esnasında oluşan enerjiyi sönümleyerek, üst yapıya daha az ivme ve kuvvet talebi iletilmesini sağlamaktadır. Böylece gerek yapının gerekse yapıda bulunan ekipman ve cihazların depremden zarar görmesi engellenmektedir. Bu çalışmada, 4 katlı betonarme bir yapının kurşun çekirdekli kauçuk izolatörler kullanılarak ön tasarımı, farklı konum ve zemin sınıfı, periyot ve karakteristik dayanım oranı parametreleri TBDY2018’de tanımlanan Etkin Deprem Yükü Yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Çalışmada 8 farklı şehir merkezi, 2 farklı zemin sınıfı, 5 farklı periyot ve 5 farklı karakteristik dayanım oranı dikkate alınmıştır. Gerçekleştirilen parametrik çalışma ile üst yapının doğrusal, sismik izolatörlerin ise doğrusal olmayan davranışı dikkate alınarak izolasyon seviyesinde oluşan yerdeğiştirme, kesme kuvveti ve ivme-yerdeğiştirme tepki spektrumları (taban kesme oranı-yerdeğiştirme) belirlenmiş ve sismik izolatörlerin davranışına etki eden parametreler incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kurşun çekirdekli kauçuk izolatör, Betonarme yapı, İvme-yerdeğiştirme tepki spektrumu

Kaynakça

• Chen, W.F., Scawthorn. C., 2013. Earthquake Engineering Handbook, CRC Press.
• Alhan C., Şahin, F., 2011. Protecting vibration-sensitive contents: an investigation of floor accelerations in seismically isolated buildings, Bulletin of Earthquake Engineering, c. 9, s. 4, ss. 1203-1226.
• Naeim, F., Kelly, J.M., 1999. Design of Seismic Isolated Structures, John Wiley Sons, Inc.
• Çavdar, E., 2019. Deprem Etkime Açısının Kütle Dış Merkezliliği Olan Sismik İzolasyonlu Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Teknik Üniversitesi, LEE, Eskişehir.
• Constantinou, M.C., Whittaker, A.S., Kalpakidis, Y., Fenz, D.M., Warn, G.P., 2007b. Performance of seismic isolation hardware under service and seismic loading, Technical Report MCEER-07-0012.
• Yolcu, A., Tanırcan, G., Tüzün, C., 2019. Türkiye’deki deprem yalıtım sistemlerinin tasarımında doğrusal olmayan tepki spektrumlarına dayalı bir yöntem, 5. International Conference on Earthquake Engineering and Seismology (5ICEES).
• Whittaker, D., Jones, L., 2014. Displacement and Acceleration Design Spectra for Seismic Isolation Systems in Christchurch, N.Z. NZSEE Annual Technical Conference, Wellington, N.Z.
• Erdoğdu, H., Çavdar, E., Özdemir, G., 2019. 2007 ve 2018 Türkiye deprem şartnamelerinin kıyaslanması: Sismik taban izolasyonlu bir yapı tasarımı, 5. International Conference on Earthquake Engineering and Seismology (5ICEES).
• Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskân Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara, 2007.
• TBDY-2018, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Ankara, 2018.
• Özdemir, G., Constantinou, M.C., 2010. Evaluation of equivalent lateral force procedure in estimating seismic isolator displacements, Soil Dynamics and Earthquake Engineering (Soil Dyn. Earthquake Eng.), c. 30, s. 10, ss. 1036-1042.
• Jones, L., Aiken, I., Black, C., Whittaker, D., Sadan, B., 2015. Nonlinear response spectra for isolation system design: case studies in Turkey, California and New Zealand, 3rd Turkish Conference on Earthquake Engineering and Seismology (3TDMSK).
• Türkiye Deprem Tehlike Haritası, AFAD, https://tdth.afad.gov.tr
• Charleson, A., Guisasola, A., 2017. Seismic Isolation for Architects, Routledge, Taylor & Francis Group.
• Robinson, W.H., 1982. Lead-rubber hysteretic bearings suitable for protecting structures during earthquakes, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 10, ss. 593-604.
• Kalpakidis, I.V., Constantinou, M.C., 2008. Effects of heating and load history on the behavior of lead rubber bearings, Technical Report MCEER-08-0027.
• Kalpakidis, I.V., Constantinou, M.C., 2009a. Effects of heating on the behavior of lead-rubber bearing. I:Theory, Journal of Structural Engineering, c. 135, s. 12, ss. 1440-1449.
• [Kalpakidis, I.V., Constantinou, M.C., 2009b. Effects of heating on the behavior of lead-rubber bearing II:Verification of Theory, Journal of Structural Engineering – ASCE, 135, ss. 1450-1461.
• Özdemir, G., Avsar, Ö., Bayhan, B., 2011. Change in response of bridges isolated with LRBs due to lead core heating, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, c. 31, s.7, ss. 921-929.
• Özdemir, G., Dicleli, M., 2012. Effect of lead core heating on the seismic performance of bridges isolated with LRB in near‐fault zones, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, c. 41, s. 14, ss. 1989-2007.
• Özdemir, G., 2014. Lead core heating in lead rubber bearings subjected to bidirectional ground motion excitations in various soil types, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, c. 43, s.2, ss. 267-285.
• McVitty, W.J., Constantinou, M.C., 2015. Property modification factors for seismic isolators: Design guidance for buildings, Technical Report MCEER-15-005.
• McVitty, W.J., Constantinou, M.C., 2017. Seismic isolation bounding analysis: property modification factor approach of ASCE 7-2016 and ASCE 41-2017, 16th World Conference on Earthquake Engineering, Santiago Chile, 16WCEE.
• Özdemir, G., Avşar, Ö., 2017. Use of bounding analyses to estimate the performance of a seismically isolated structure, Anadolu University Journal of Science and Technology A- Applied Sciences and Engineering, c. 18, s. 1, ss. 161-177.
• Erdik, M., Ülker, Ö., Şadan, B., Tüzün, C., 2018. Seismic isolation code developments and significant applications in Turkey, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 115, ss. 413-437.
• Özdemir, G., 2010. Response Of Isolated Structures Under Bi-Directional Excitations Of Near-Field Ground Motions, Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, FBE.
• Özdemir, G., Avşar, Ö., 2013. Response of seismic-isolated bridges in relation to intensity measures of ordinary and pulselike ground motions, Journal of Bridge Engineering, 18, ss. 250-260.
• Çavdar E., Özdemir, G., 2018. Ölçeklendirilen yakın saha deprem kayıtlarının farklı doğrultularda etkimesi durumunda yalıtım birimi maksimum yer değiştirmelerinde gözlenen değişim, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University c. 33, s. 2, ss. 585-598.
• Kitayama, S., Constantinou, M.C., 2021, Implications of strong earthquake ground motion duration on the response and testing of seismic isolation systems, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, c. 50, s. 2, ss. 290–308.
• Erdoğdu, H. , Çavdar, E. & Özdemir, G. 2021. Türk Deprem Yönetmelikleri (DBYBHY ve TBDY) Spektrum Tanımlarının Deprem Yalıtım Sistemi Tasarımı Özelinde Karşılaştırılması. Teknik Dergi, 32 (5) , 11127-11152. DOI: 10.18400/tekderg.713068
• http://www.dis-inc.com (Erişim Tarihi: 10.08.2021).