Uzamsal çelik uzay yapıların deprem etkisi altında dinamik davranışı

Abstract

Ill ÖZET Düzlem sistemlerde kemer veya kırık çerçeve, uzay sistemlerde kabuk veya kubbe formunda, bir mekan örten çubuk sistemlerden meydana gelen ve yüklerin düğüm noktalarına uygulandığı sistemler uzamsal yapılar olarak adlandırılmaktadır. Bilindiği gibi, özellikle büyük açıklıkları geçmek için çelik yapılardan faydalanılır. Gerek mimari sebeplerden dolayı gerekse ekonomik çözümler üretmek için, büyük açıklıklı mekanlarda taşıyıcı sistem olarak kubbe veya kubbe formunda konstrüksiyonlar kullanılır. Çoğu kez, bu tip yapılar düzgün bir geometriye sahip değillerdir. Dolayısıyla, deprem etkisi altında bu yapıların hesabı için eşdeğer statik yöntemin kullanılması uygun görülmemektedir. Bu nedenle, bu tip yapıların dinamik davranış analizinin yaklaşık yöntemler yerine, dinamik yöntemlerle yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada, deprem etkisine maruz Uzamsal Çelik Uzay Yapılarda, yapı geometrisindeki değişimin, hız, deplasman, ivme gibi dinamik büyüklüklere etkisi incelenmiştir. Deprem hesap yöntemi Zaman Tanım Alanı (Time History) yöntemidir. Yöntemde, California El Centra (Imperial vadisi depremi-1940) depremi ivme kayıtlan Zaman Tanım Alam (Time History) fonksiyonu olarak kullanılmıştır. Uzamsal Çelik Uzay Yapı olarak çok farklı geometriye sahip yapı sistemleri vardır. Böyle bir çalışma kapsamı içerisinde tüm sistemlerin ele alınması olanaksızdır. Bu nedenle geometrik modellerin oluşturulmasında sadece Schwedler ve Zeiss-Dywidag kubbeler çalışmaya esas sistem olarak alınmıştır. Geometri değişiminde ise, geometrik frekans sayılan ve basıklık oranları parametre olarak seçilmiştir. Geometrik frekans sayılan (N) 2, 4, 6, 8 ve 10 dur. Basıklık oranlan (/l) ise 0.05, 0.15, 0.25, 0.35, 0.50 dir. Sonuç olarak, frekans sayılan ve basıklık oranlatma göre toplam on dokuz ayn geometriye sahip Uzamsal Çelik Uzay Yapının deprem etkisi altında dinamik davranışı incelenmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Uzamsal Çelik Uzay Yapı, Kubbe, Zaman Tanım Alam Yöntemi, Deprem

IV ABSTRACT Curved Structural frames belong to a class of structures where a large proportion of the applied loading is resisted by the axial force in the members. These type-curved frames are called spatial frames. Spatial frames may have two and three dimensions. As it is known, especially steel structures are used to cover the large span structural systems. Because of architectural and economic conditions, domes or dome formed constructions are used for large span system. In general, this type structures don't have regular geometry. Therefore, for these types, equivalent static lateral force method is not suitable for earthquake analysis. For this reason, dome or dome formed structures have to be analyzed by using dynamic methods instead of equivalent static lateral force methods. In this study, the effects of geometry changing on the dynamic parameters such as velocity, displacement and acceleration are investigated in the spatial steel space structures subjected to earthquake excitations. Earthquake analysis method is Time History. In this method, El Centro (1940) earthquake acceleration records are used for the Time History Functions. There are structural systems, which have much different geometry, in spatial steel space structures. It is impossible to take into account all of possible systems. Therefore, in the study, Schwedler and Zeiss-Dywidag domes are used as base systems to form geometric models. In the geometry changing, geometric frequency and rise-span ratios are taken selected as parameters. Geometric frequencies (N) are 2, 4, 6, 8 and 10. Rise-span ratios (u) are 0.05, 0.15, 0.25, 0.35 and 0.50 As a result, dynamic response of spatial steel space structures that have nineteen different models are investigated according to the number of frequency and rise-span ratios. KEY WORDS: Spatial Steel Space Structure, Dome, Time History Method, Earthquake.