Sismik yalıtımlı binaların yakın fay etkisi altında davranışı

Abstract

Günümüzde depreme dayanıklı yapı tasarımı konusunda mühendislerin en önemli araştırma konularından biri deprem yalıtım sistemleridir. Son yıllarda deprem konusunda önemli bir araştırma konusu da, küçük depremlerde dahi büyük hasar potansiyeline sahip yakın fay yer hareketleridir. Bu tez çalışmasında, yakın fay yer hareketlerinin deprem yalıtımlı sistemler üzerine etkisi araştırılmıştır.Doğrultu etkisi içeren yakın fay yer hareketleri yüksek hız değerleriyle birlikte hız kaydında atım içermektedir. Bu nedenle dayanıma göre tasarım yaklaşımı, yakın fay etkileri altında yetersiz kalabilmektedir. Bu tez çalışmasında, atım periyodu sürelerine göre 3 ayrı gruptan oluşan toplam 72 adet yer hareketi kullanılmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizlerde, deprem yalıtımlı bina bu yer hareketlerine maruz bırakılmıştır.Tez çalışmasında kullanılmak üzere seçilen yakın fay yer hareketleri maksimum hız yönüne döndürülerek kullanılmıştır. Döndürülen yer hareketleri TBDY 2018'e uygun şekilde ölçeklendirilerek analizlerde kullanılmıştır. Doğrusal olmayan model oluşturulmuş, taşıyıcı sistem elemanlarında plastik mafsal tasarımı yapılmış ve tekrarlı yükler altındaki azalım dikkate alınarak analizler gerçekleştirilmiştir.Üst yapı tasarımında ASCE 7-16 (ASCE 2016) dikkate alınmıştır. Atım periyotları ile yalıtım elemanı deplasmanları arasında ilişki incelenmiştir. Sonuç olarak küçük atım periyotlu deprem kayıtlarının, küçük periyotlardaki yüksek spektral ivme etkisiyle yüksek yalıtım elemanı deplasman talebi oluşturduğu tespit edilmiştir. Ayrıca yer hareketi kaydının atım içeren yönünün diğer yöne göre yaklaşık 2 kat daha fazla deplasman talebi oluşturduğu görülmüştür.

Currently, one of the most important subjects of structural engineering design is seismic isolation systems. Also, in recent years an important study subject on earthquake engineering is near-fault ground motions which have the potential of high destruction even in the small earthquakes. In this thesis, the effects of near-fault ground motions on the seismically isolated building are researched.Near-fault ground motions which have the effect of directivity include pulses with the velocity values in the velocity record. Therefore the strength-based design approach can be insufficient under the impacts of near-fault. In this thesis, in total 72 ground motions consisting of 3 different groups based on pulse period duration are used. In the non-linear dynamic analyses the seismically isolated building was subjected to these ground motions.The near-fault ground motions that are selected to be employed in this thesis are used by rotating towards the maximum velocity direction. The rotated ground motions were scaled according to TBDY 2018 and were used in analyses. The nonlinear model is created, the plastic hinges are designed, and the nonlinear time history analyses are carried out considering cyclic degradation effects. In superstructure design, ASCE 7-16 (ASCE,2016) was considered. The relationship between the pulse periods and the displacements of isolation components was examined. As a result, it is determined that the ground motions with low pulse periods, due to the high spectral acceleration demand at the short periods, create the large isolation unit displacement demands. Also, it is seen that displacement demands of pulse contained component of records has approximately two times larger than other component displacement demands.