Bina tipi bitişik yapılarda sismik taban izolatörlerinin kullanımı

Abstract

Son yıllarda sismik taban izolatörleri, yapıları depremlerin zararlı etkilerinden korumak adına sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle okul, hastane ve köprü gibi özel amaçlı kullanıma sahip yapılar, deprem anında çok insan barındırması ve/veya deprem sonrasında da hemen kullanıma açılması gerektiğinden taban izolatörlü inşa edilebilmektedir. Tez çalışmasında öncelikle, bitişik binalarda deprem sırasında meydana gelen çarpışmalara, taban izolatör parametrelerinin değişim etkisi incelenerek, tezin genel kapsamı ortaya konulmuştur. Değişik kat sayısına sahip bitişik binaların toplanmış kütle modelleri üzerinde çalışılmıştır. Zaman tanım alanındaki sismik cevaplar, izolatörlü ve izolatörsüz binalar için nümerik integrasyon metodu ile çözümlenmiştir. Deprem etkisi altındaki yapının, çeşitli izolatör parametreleri uygulandığında verdiği tepkiler elde edilmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır. Böylece çalışmaya referans niteliği kazandırılmak istenmiştir. Çalışmanın sonraki bölümünde halihazırda inşa edilmiş olan ve üç bitişik binadan oluşan okul binası (Salihli Fen Bilimleri Koleji) taşıyıcı sistemi, SAP2000 programı ile modellenmiştir. Yapı gerçekte izolatörsüz olduğundan öncelikle bu haliyle analizler gerçekleştirilerek deprem cevapları ve çarpma kuvvetleri elde edilmiştir. Daha sonra uygun taban izolatör özellikleri saptanarak binaya yerleştirilmiş ve tekrar sismik analiz gerçekleştirilerek çarpışma durumları araştırılmıştır. Binalar arası çarpma kuvvetleri, doğrusal olmayan elastik yay modeli (Hertz modeli) kullanılarak hesaplanmıştır.Sonuç olarak, bitişik binalar arasında deprem esnasında meydana gelen çarpışmalar, tabana yerleştirilen sismik izolatör parametreleri değiştirilerek incelenmiştir. İzolatörler, üst yapıların periyotlarını değiştirdiği için, çarpışmanın en aza indirgenmesi, ancak üst yapı periyotlarının birbirine yakın olduğu durumlarda gerçekleşir.

Recently, seismic isolation is used often for prevention of harmful effects of earthquakes to structures. Especially, buildings with special purpose use such as colleges, hospitals and bridges can be constructed with base isolators since it is necessary to have many people at the time of an earthquake and / or to use immediately after the earthquake.In this thesis, firstly, the effect of change of base isolator parameters on the collisions of adjacent buildings during an earthquake was examined and the general scope of the thesis was tried to be revealed. Lumped mass models of adjacent buildings with different floors were studied. Seismic responses in time domain have been solved by numerical integration method for non-isolated and isolated buildings. The seismic responses under the effect of various isolator parameters were obtained and the results were interpreted. Thus, the study is tried to be a reference for the researchers familier with the subject. In the next section of the thesis, the school building (Salihli Science College), which is already built and consists of three adjacent buildings, is modeled with the SAP2000 program. Since the structure is actually without isolators, first of all, analyzes are carried out in this state and earthquake responses and pounding forces are obtained. Then, suitable base isolator characteristics were determined and placed in the building and the seismic analysis was carried out to investigate the pounding situations. The pounding forces between buildings are calculated using a nonlinear elastic spring model (Hertz model).Poundings between adjacent buildings, during earthquakes have been investigated. As result, closer naturel period values of buildings can prevent structural poundings, since the seismic isolators change the natural period of the structures attached.