Testere tipi sismik enerji sönümleyicilerin tasarımı ve çevrimsel yük etkisindeki davranışlarının incelenmesi

Abstract

Bu tezde yapıların depreme karşı korunabilmesi için geliştirilmiş Testere Tipi SismikEnerji Sönümleyici (TTSES) olarak adlandırılan yüksek süneklik ve enerji tüketimkapasitelerine sahip bir pasif enerji tüketim sistemi üzerinde gerçekleştirilen deneysel,sayısal ve teorik çalışmalar anlatılmaktadır. TTSES' in temel özelliği literatürdeki mevcutmetalik sönümleyici sistemlerine göre çok daha fazla sayıda metalik sönümleyicikullanımına imkan veren ve yapısal çerçeve ile köşegen doğrultusunda mafsallı birleşimeolanak sağlayan bir tasarıma sahip olmasıdır. TTSES dış çekirdek ve iç tüp adında iki anaparçadan meydana gelmektedir. İç çekirdekte bulunan orta profilin iki yanında bir serimetalik sönümleyici levha bulunmaktadır. Metalik sönümleyici levhalar dış tüpün iççekirdeğe göre yapacağı bağıl hareket neticesinde eğilme kuvveti etkisinde akmak üzereözel olarak tasarlanmışlardır. İki aşamadan oluşan deneysel çalışmalarda öncelikle metaliksönümleyici levhalar üzerinde bazı ön çalışmalar yapılmış daha sonra TTSES ile mevcutçelik yapı uygulamalarında sıklıkla kullanılan geleneksel çelik çaprazları temsil eden birdeney elemanı çevrimsel yükleme altında test edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sayısalçalışmalar kapsamında Ansys paket programı ile sonlu eleman analizleri yapılmıştır.Teorik çalışmalarda ise TTSES'in yük-yerdeğiştirme performansını belirlemek üzereliteratürde daha önceki çalışmalarda da kullanılan bazı basitleştirilmiş yöntemlerdenfaydalanılmıştır. Geliştirilen sistem ile yüksek süneklik ve enerji tüketimi sağlanırkenyaklaşık olarak % 45 sönüm oranına ulaşılmıştır. Sonuç olarak bu tezde gerçekleştirilendeneyler ile TTSES'in depreme dayanıklı yapı tasarımında ve mevcut yapılarıngüçlendirilmesinde kullanılabileceği ortaya konulmuştur.

This thesis presents the experimental, numerical and theoretical studies of a highductility and energy dissipation capacity passive energy dissipation device called the SawType Seismic Energy Dissipaters (TTSES) which is developed for earthquake protection ofbuildings. TTSES's basic feature is that it has a design that allows the use of much moremetallic damper than the existing systems in the literature and allows pinned connectionwith structural frame in diagonal direction. TTSES is composed of two main part calledinner core and outer tube. The inner core has a series of metallic damper plates on bothsides of the middle profile. The metallic damper plates are specially designed to yield inbending force as a result of the relative movement of the outer tube to the inner core. Theexperimental part of the study is comprised of two phases: firstly, some preliminary studieswere carried out on metallic damper plates and then TTSES specimens were tested undercyclic loading. Results compared with a conventional steel brace specimen often used inexisting steel structure applications. Finite element analysis were conducted with Ansyssoftware. In the theoretical studies, some of the simplified methods used in previousstudies in the literature have been utilized to obtain load-displacement relationship ofTTSES specimens. With the developed system, high ductility and energy dissipation wereachieved, and also a damping ratio of approximately 45 % were reached. The test results ofTTSES have clearly demonstrated that it can be used with a great degree of reliability inthe earthquake resistant design or upgrading of buildings.