Mesnetlerinden farklı dinamik etkilere maruz kalan asma köprülerin geometrik olarak lineer olmayan deterministik ve stokastik analizi
Geometrically nonlinear deterministic and stochastic analyses of suspension bridges to multiple support sesimic excitations
Yazar: SÜLEYMAN ADANUR
Danışman: DOÇ.DR. ALEMDAR BAYRAKTAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ÖZET Bu çalışmada, mesnetlerinden farklı dinamik etkilere maruz asma köprülerin deterministik ve stokastik analizleri geometrik olarak lineer olmayan davranış dikkate alınarak incelenmektedir. Deterministik analizlerde yer hareketi olarak 1971 San Fernando depremi Pacoima Barajı S16E bileşeni ile 1992 Erzincan depremi doğu-batı bileşeni ivme kayıtlan kullamlmaktadır. Stokastik analizlerde ise yer hareketi olarak Clough ve Penzien tarafından düzeltilerek elde edilen filtre edilmiş beyaz gürültü modeli dikkate alınmaktadır. Yer hareketi modeli, mesnetlere etkiyen yer hareketlerinin yansıma ve kırılmalarla değişebilir olmasından kaynaklanan korelasyon etkisini, dalga yayılma etkisini ve zemin özelliklerinin yer hareketine etkisini içermektedir. Yer tabakasının karmaşık yapısından dolayı, yer hareketlerinin farklı noktalardaki değişiminden doğan etkilerin asma köprüler gibi uzun açıklıklı sistemlerin deterministik ve stokastik analizlerinde dikkate alınması gerekir. Bu amaçlarla hazırlanan tez aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır. Birinci bölümde genel bilgilerden, konunun öneminden ve bu konuda daha önce yapılmış çalışmalardan bahsedilmektedir. Deterministik ve stokastik analiz formülasyonu da bu bölümde verilmektedir. İkinci bölümde stokastik analizlerde kullanılacak olan yer hareket modeli üzerinde durulmaktadır. Ayrıca, uygulama olarak seçilmiş Boğaziçi Köprüsü'nün analitik modeli oluşturulmakta ve köprünün modal analizinden elde edilen frekans ve mod şekilleri de gösterilmektedir. Üçüncü bölümde mesnetlerinden farklı dinamik etkilere maruz asma köprünün deterministik ve stokastik analizlerinden elde edilen tepki bileşenleri irdelenmektedir. Dördüncü bölümde çalışmadan çıkarılabilecek sonuçlar ile öneriler verilirken, bu bölümü kaynaklar izlemektedir. Çalışma sonucunda mesnetlerdeki farklı yer hareketlerinin asma köprüler üzerinde önemli etkiler oluşturduğu ortaya koyulurken, bu etkilerin asma köprüler gibi uzun açıklıklı yapı sistemlerinin analizlerinde dikkate alınması gereği de vurgulanmaktadır. Anahtar Kelimeler: Deterministik Analiz, Stokastik Analiz, Asma Köprü, Geometrik Olarak Lineer Olmayan Davranış, Dinamik Tepki Bileşeni, Zahiri- Statik Tepki Bileşeni, Kovaryans Fonksiyonu, Güç Spektral Yoğunluk Fonksiyonu, Filtre Edilmiş Beyaz Gürültü, Farklı Dinamik Etki, Korelasyon Etkisi, Dalga Yayılma Etkisi, Zemin Etkisi. VI

Abstract:
SUMMARY Geometrically Nonlinear Deterministic and Stochastic Analyses of Suspension Bridges to Multiple Support Seismic Excitations In this study, deterministic and stochastic responses of suspension bridges to multiple support seismic excitations are investigated by considering geometrically nonlinear behavior. S16E component of Pacoima Dam record of 1971 San Fernando earthquake and east- west component of 1992 Erzincan earthquake are used as ground motions in the deterministic analyses. In the stochastic analyses filtered white noise model modified by Clough and Penzien is considered as a ground motion. The ground motion model used for the multiple support seismic excitations includes the effects of incoherence, wave passage, and site response. Because of the complex nature of earth crust, the multiple support seismic excitations should be taken into account in the deterministic and stochastic analyses of long span structures like suspension bridges. The thesis prepared with this scope includes the following chapters. In the first chapter, general information, the importance of the matter, previous studies about the subject are given. The formulations of deterministic and stochastic analyses are also presented in this chapter. In the second chapter, the ground motion model used in the stochastic analyses is given. Besides, the analytical model of Bosporus Suspension Bridge chosen as an example is occurred and the frequencies and mode shapes obtained from modal analysis of the bridge are also shown. In the third chapter, response values obtained from deterministic and stochastic analyses of suspension bridge to multiple support seismic excitations are discussed. As the results and recommendations obtained from the analyses are given in chapter four, the references are presented in the next chapter. As a conclusion it can be observed that multiple support seismic excitations have significant effects on suspension bridges. So, these effects should be considered in the analyses of long span structural systems like suspension bridges. Keywords: Deterministic Analysis, Stochastic Analysis, Suspension Bridge, Geometrically Nonlinear Behavior, Dynamic Response Component, Pseudo- Static Response Component, Covariance Function, Power Spectral Density Function, Filtered White Noise, Multiple Support Seismic Excitation, Incoherence Effect, Wave-Passage Effect, Site-Response Effect. VII