Bitişik nizam yapıların dinamik etkilerinin viskoz sönümleyiciler tarafından sönümlenmesi

Abstract

Bu tez kapsamında bitişik nizam yapılar arasında mevcut çarpma etkilerini, viskoz sönümleyici ekleyerek ne derece önleyebildiğini, yapılar arasındaki mesafelerin değişimine bağlı olarak ne derece etkin olduklarını inceleyeceğiz.Ülkemiz bilindiği üzere aktif fay kuşağında yer almaktadır. Ülkemizin bu konumu geçmişte yaşamış olduğu depremlerin yıkıcılığından ve tahribatından da anlaşılabilir. Dolayısıyla depremi ülke gerçeği olarak göz önüne almak, yapıları bu doğrultuda inşa etmek ülkemiz mühendisleri ve akademisyenlerine düşen bir görevdir. Ülkemiz gelişmekte olan ülkeler sınıfında olduğundan dolayı şehirleşme konusunda hızlı bir o kadarda düzensiz yapılaşma ile yapılar inşa edilmektedir. Ülkemiz enerji konusunda yurtdışına bağlı olduğundan dolayı akaryakıt maliyetleri de yüksek olduğundan, şehir merkezlerinde ikamet etme talebi zorunluluk haline gelmiştir, buda merkezdeki yapıların m2 maliyetlerini arttırmış dolayısıyla yapılar yatay mimari değil de düşey mimariyle, metrekareyi olabildiğince verimli kullanmayı amaçlamıştır. Bu felsefe, yapıları bitişik nizama iterek yapılar arası boşluk bırakmadan yapılar inşa ettirmiştir. Fakat bu tip yapılarda deprem sırasında dinamik etkilere beraber tepki vermeye, direnmeye sebep olmasından dolayı statik olarak beklenilmeyen etkiler söz konusudur. Bu tez kapsamın bitişik nizam yapıları, dinamik yüklerden olan deprem yükü ile ortaya çıkması beklenilen çarpma etkisi (ponding effect) nin viskoz sönümleyiciler ekleyerek önüne geçmeyi hedefledik. Yeni deprem yönetmeliğimiz olan ''TBDY-2018'' de belirtilen dört deprem sınıfından en etkili iki depremi olan DD-1 ve DD-2 depremlerinin tepki spektrumlarını kullanarak zaman tanım alanında daha önceden meydana gelmiş depremlerden olan İmperial Valley, Kobe, Kocaeli, Northridge depremlerini ölçeklendirdik. Bunu ETABS programında yer alan Matched History ara yüzünü kullanarak yaptık.Her iki yapımız çelik çerçeveli yapılardır. Kolonları HEA 300, kirişleri ise IPE 270 olarak seçtik. Döşeme kalınlığı ise 20 cm olarak kabul edildi. Yapılar arasındaki mesafe 5 cm den başlayarak 10 cm ve 15 cm olarak devam etti. Yapıları, küçük yapının son katı, büyük yapının yarısına denk gelen 3. Kat hizasına boşluk(derz) elamanı ve akabinde viskoz sönümleyici yerleştirdik. Boşluk elamanları döşeme hizasında bulunan kirişler arasına yerleştirildi, viskoz sönümleyiciler ise kolon ve kirişin bağlı olduğu düğüm noktasına yerleştirildi.Yapılar arasında boşluk mesafesini sırasıyla arttırarak analizleri tekrarladık, bunun yanında viskoz sönümleyicinin parametrelerini sabit tuttuk. Boşluk elemanlarını uygulamadaki deprem derzleri olarak göz önüne aldık ve sayısal olarak bize yapılar arasında çarpmadan meydana gelen çarpma kuvvetinin değerini ve sayısını verdi. Yapılan analizler ışığında anlaşılmıştır gerek mevcut yapılar gerekse yeni yapılacak olan yapılarda deprem performansını sünekliği arttırarak sağlamak yapı açısından en uygun çözüm olacaktır. Klasik çözüm genellikle yapısal elemanları rijitleştirmek oluyor, buda yapının daha fazla deprem yükü çekmesi demektir. Tabii ki yapısal olarak uygun olan çözüm her zaman maddi açıdan uygun olmayabilir lakin sönümleyicilerin gelişen teknoloji ışığında maliyetlerinin daha makul seviyelere indiği de bir gerçektir.Bu noktada bize düşen Mühendislik eğitimi veren kurumların bu tip yapısal koruma ve takip sistemlerini pratik hayatta karşılığının olduğu ve projelerde kullanılabilirliklerinin bilinç seviyesine yükseltmek olmalıdır.

Within the scope of this thesis, we will examine the effects of existing impacts between adjacent structures by adding viscous dampers, and how effective they are due to changes in the distances between structures.As it is known, our country is located in the active fault zone. This position of our country can be understood from the devastation and destruction of earthquakes in the past. Therefore, it is a duty of our country's engineers and academicians to consider the earthquake as the reality of the country and to construct structures in this direction. Since our country is in the class of developing countries, structures are being built with irregular construction as fast as urbanization. Since our country is connected to abroad in terms of energy, fuel costs are high and the demand for residence in the city centers has become a necessity, which has increased the m2 costs of the buildings in the center, so the buildings aimed to use square meters with vertical architecture as efficiently as possible. This philosophy pushed the structures into adjoining order and built structures without leaving spaces between the structures. However, statically unexpected effects have been mentioned in this type of structures due to the resistance and resistance to the dynamic effects during the earthquake.In this thesis, we aimed to prevent the contiguous structure of the scope by adding viscous dampers to the ponding effect which is expected to occur with the earthquake load which is one of the dynamic loads. Using the response spectra of the two most severe earthquakes, DD-1 and DD-2, from the four earthquake classes specified in our new earthquake regulation TB TBDY-2018 ini, we can use the response spectra of Imperial Valley, Kobe, Kocaeli, Northridge earthquakes. We have scaled. We did this using the Matched History interface in the ETABS program.Both of our structures are steel framed structures. We chose the columns HEA 300 and the beams IPE 270. Slab thickness was accepted as 20 cm. The distance between the structures started from 5 cm and continued to 10 cm and 15 cm. The structures were based on the 3rd floor level, which corresponds to the last floor of the small structure, half of the large structure, and the dampers and void elements were defined. The gap elements were placed between the beams at the floor level, and the viscous dampers were placed at the junction of the column and beam.We repeated the analyzes by increasing the gap spacing between the structures, respectively, while keeping the parameters of the viscous damper constant. We considered the gap elements as seismic joints in the application, and numerically gave us the value and number of the impact force caused by impact between structures.In the light of the analyzes, it is understood that providing the earthquake performance by increasing ductility in both existing and new buildings will be the most appropriate solution in terms of structure. The classic solution is to rigidize the structural elements, which means that the structure will draw more earthquake loads. Of course, the structurally feasible solution may not always be financially feasible, but it is also true that the cost of dampeners is reduced to more reasonable levels in the light of developing technology.At this point, it is our duty to raise the structural protection and follow-up systems of the engineering education institutions to the level of awareness of their practical life and their usability in projects.