Yarı-aktif sismik izolasyon sistemlerine sahip binaların deprem yükleri altındaki olasılıksal davranışı
Probabilistic behavior of buildings with semi-active seismic isolation systems under earthquake loads
Yazar: SEDA ÖNCÜ DAVAS
Danışman: PROF. DR. CENK ALHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapısal kontrol, binaları ve titreşime duyarlı içeriklerini depremlerden korumak için kullanılabilir. Yapısal kontrol sistemlerinden biri olan sismik izolasyon, etkin deprem kuvvetlerini esnek izolatörler vasıtasıyla düşüren pasif bir yöntemdir. Ancak, fay hattına yakın depremlerde oluşabilecek büyük taban deplasmanlarını azaltmak için izolasyon sisteminde ilave sönümleme gerekli olabilir. Kat ivmelerinde meydana gelebilecek büyütmeleri en aza indirgemek için de, yarı-aktif sönümleyiciler pasif olanlara göre tercih edilebilir. Çalışma prensipleri nedeniyle yapıya enerji aktarmayan ve çok küçük bir güç kaynağı ile çalışabilen yarı-aktif sönümleyiciler, stabilite problemine neden olabilen ve çalışması esnasında yüksek güç gerektiren aktif sönümleyicilere göre tercih edilmektedir. Bununla birlikte, yarı-aktif izolasyonun sismik performansı, yarı-aktif cihazların ve/veya sismik izolatörlerin mekanik özelliklerindeki ve rastgele değişikliklere bağlı olarak farklılık gösterebilir. Yarı-aktif kontrol cihazları ile donatılmış sismik olarak izole edilmiş binaların sismik davranışının gerçekçi bir değerlendirmesini elde etmek için, deprem parametrelerinde olduğu gibi izolasyon sistemindeki belirsizlikler de dikkate alınmalıdır. Bu çalışmanın amacı, bahsedilen belirsizlikleri göz önüne alarak titreşime duyarlı teçhizatı ve yapısal bütünlüğünü korumada yarı-aktif izolasyonun etkinliğini incelemek ve yakın-fay depremlerinde yarı-aktif sismik izolasyonun güvenilirliğini belirlemektedir. Bu tez kapsamında, 3 katlı ve 9 katlı yarı-aktif sismik izolasyonlu prototip binaların fay hattına yakın mesafelerdeki güvenilirliğini belirlemek için tarihi ve sentetik yakın fay depremlerine maruz bırakılarak, Monte-Carlo simülasyon tekniği ile olasılıksal analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, başarısızlık olasılığı ve güvenilirlik grafikleri olarak karşılaştırmalı şekilde sunulmuştur.

Abstract:
Structural control can be used for protecting buildings and vibration-sensitive  contents from earthquakes. Among these, seismic isolation is a passive one that lowers effective earthquake forces via use of flexible bearings. But supplemental damping in the isolation system may be necessary to reduce large isolator displacements under near-fault earthquakes. In order to minimize possible amplifications in floor accelerations, semi-active dampers are preferable to passive ones. Per their working prenciple, semi-active dampers do not add energy to the structure and require small amount of power to operate, thus they are also preferred to active ones since active dampers may cause instability and require high amount of power. However, seismic performance of semi-active isolation may vary due to variations in the mechanical properties of semi-active devices and/or seismic isolators. Such uncertainties as well as those in the earthquake parameters should be taken into consideration to obtain a realistic picture of the seismic behavior of seismically isolated buildings equipped with semi-active control devices. The objective of this study is to examine the effectiveness of semi-active isolation in protecting vibration-sensitive equipment and structural integrity considering aforementioned uncertainties and determine the reliability of semi-active seismic isolation under near-fault earthquakes. The scope of the thesis, in order to determine the reliability of 3 and 9 story semi-active isolated benchmark buildings located at close vicinity to the fault, the probabilistic analyses of the buildings under the historical and synthetic near-fault earthquakes are carried out by using Monte-Carlo simulation technique. The results are presented in the form of comparative probability of failure and reliability plots.