Sturctural behaviour of steel lattice telecommunication towers under the seismic action with other actions

Abstract

Doğal afetlerde kesintisiz servis sağlanması kamu hizmetleri için temel bir kriterdir. Kamu hizmetlerinden olan telekomünikasyon ağları, güvenli iletişim sistemlerinin işleyişinin sağlanmasında önemli rol oynamaktadır. Geçmiş yıllardaki depremlerde birçok çelik telekomünikasyon kulesinde deprem sarsıntısının, özellikle depremden hemen sonra hayati önem taşıyan kurtarma ve iyileştirme sürecinde iletişimin sağlanmasında gecikmelere sebep olduğu görülmüş ve telekomünikasyon kulelerinin iletişim ağının önemli unsurları olduğu ortaya çıkmıştır. Dolayısıyla, iletişim sistemindeki deprem etkisiyle oluşabilecek aksaklıkların en aza indirilebilmesi için, iletişim kulelerinin deprem etkilerine karşı da güvenilirliliğinin değerlendirilmesi gereklidir. Bu çalışmada, 40 m ve 80 m yüksekliği olan mevcut iki çelik telekomünikasyon kulesinin, rüzgar yükü ve sismik etkiler altındaki yapısal davranışı incelenmiştir. Kulenin yapısal olarak modellenmesi ve analizleri sonlu eleman modelini kullanan SAP 2000 programı ile yapılmıştır. Kulenin analizlerinde hem düşey yükler hem de kule üzerindeki rüzgar yükleri dikkate alınmıştır. Diğer taraftan, kulenin sismik hareketler altındaki davranışlarını belirlemek için dört farklı doğal deprem ivme kaydından yararlanılmıştır. Chi-Chi 1999, Kocaeli 1999, Landers 1992 ve Hector Mine 1999 deprem kayıtları kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu çalışmada örnek olarak seçilen kulelerin sismik yükler ve rüzgar yükleri altındaki davranışları yapısal tepkisi de göz önüne alınarak karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

The service without interrupted is a crucial design criterion for utilities exposed to natural hazards. As one of the utilities, telecommunication lines play a considerable role in the operation of a reliable telecommunication system. Recent earthquakes reveal that telecommunication towers are fundamental components since the impacts of shaking to numerous telecommunication tower structures led to delays in the systems of national communication all through the most significant rescue and recovery period, specifically the hours immediately following the earthquake. Thus, in order to minimize the disruption to telecommunication systems, the reliability and the safety of these towers against natural forces should be assessed. In this study, actually built 4-legged steel telecommunication towers having two different heights of 40 m and 80 m were selected in order to assess its structural response under the effect of earthquake. All computer simulations were conducted using a finite element modeling software of SAP 2000. The structural analysis considered as acting vertical loads as well as wind effects over the steel towers. Moreover, four different natural ground motion records, namely Chi-Chi 1999, Kocaeli 1999, Landers 1992, and Hector Mine 1999 were utilized to identify the dynamic behavior of the tower under seismic excitations. As a result, the structural response of the telecommunication tower and its behavior under seismic and wind forces were discussed comparatively.