Reduction of seismic response of buildings by viscoelastic dampers

Abstract

BİNA TEPKİLERİNİN VISKOELASTİK SÖNDÜRÜCÜLERLE DÜŞÜRÜLMESİ ÖZET Bu çalışma, binalarda enerji emici cihazlardan olan viskoelastik söndürücülerin etkinlik derecelerini incelemektedir. Bu cihazların avantaj ve dezavantajları, aynı zamanda üç ayrı model bina üzerindeki uygulamalarının sonuçları açıklanmıştır. Bu cihazların binaların deprem davranışlarını ne derecede düşürdüğü analitik olarak ortaya konulmuştur. Bu çalışmanın amacı, viskoelastik söndürücülerin enerji emme potansiyelini kullanarak, çoğunlukla orta ve yüksek katlı binalarda, depremden doğacak kat deplasmanlarını ve kesit zorlanmalarını azaltmaktır. Kullanılan viskoelastik söndürücülerin yararlarım gösterebilmek için, önce yedi katlı çelik bir binada ve sonra on ve yirmi katlı iki ayrı betonarme binada zaman tanım alanında doğrusal olmayan deprem davranış analizi yapılmıştır. Bu analizlerde iki deprem kaydı kullanılmıştır; El Centro ve Pasadena. Deprem frekanslanndaki değişimin binaların deprem davranışları üzerindeki etkileri de ayrıca incelenmiştir. En üst katlardaki deplasman ve ivme değerleri ile taban kesme kuvveti ve benzeri parametrelerin değişimi incelendiğinde görülür ki, bu söndürücüler binaya monte edildikleri zaman bir fren pedalı vazifesi görmekte ve binanın deprem davranışlarını içlerindeki sönüm miktarıyla doğru orantılı olarak düşürmektedirler.

IV REDUCTION OF SEISMIC RESPONSE OF BUILDINGS BY VISCOELASTIC DAMPERS ABSTRACT This study is focused on the viscoelastic dampers to be used as energy absorbing devices in buildings. Their advantages and disadvantages as well as their application on three model structures have been described. The analytical studies of the model structures exhibiting the structural response reduction due to these viscoelastic devices are presented. The purpose of utilizing viscoelastic dampers is to reduce the earthquake response on a structural system, mostly medium or high rise structures, by taking the advantage of energy dissipation potential of the viscoelastic dampers, thereby reducing the storey drifts and section forces. In order to exhibit the benefits of viscoelastic damper, a nonlinear time history analysis is carried out for all case studies; (a) seven-storey steel frame (b) ten- storey reinforced concrete frame and (c)twenty-storey reinforced concrete frame. The analysis are carried out by utilizing two earthquake records; El Centra and Pasadena. The affect of change in the earthquake frequencies on the structural responses are also investigated. The top displacements as well as the top accelerations and also the base shear values obtained indicate that these viscoelastic dampers when incorporated into the super structure behave like a brake pedal and reduce the earthquake response significantly in proportion to the amount of damping supplied in the devices.