Deprem seçiminin süneklik düzeyi yüksek rijit çelik çerçevelerin sismik performansına etkisi
Effects of earthquake record selection on the seismic performance of special steel moment resisting frames
Yazar: MUHAMMED KAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DEVRİM ÖZHENDEKCİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Yapı çeliği = Structural steel ; Yüksek çelik yapılar = High steel structures ; İnşaat mühendisliği = Civil engineering

Özet:
Yapıların doğrusal olmayan dinamik yöntemlerle sismik performans hesaplamaları yapılırken üstesinden gelinmesi gereken temel zorluk sabit tehlike spektrumuna uyan deprem takımları kurmaktır. Ancak uygun deprem setleri oluşturulması amacıyla özellikle kayıtların seçimi ve ölçeklendirme metodu hususunda akademisyenler ve araştırmacılar tarafından geniş katılımla uzlaşılmış bir yöntem bulunmamaktadır. 
Öte yandan halihazırda global ölçekte pek çok ulusal şartname tarafından da adapte edilmiş ve kullanılmakta olan yöntem ASCE/SEI 7-10 yönetmeliğinde sunulandır. Bu yöntem uyarınca, seçilen deprem kayıtları ortalama spektrum belirli bir periyot aralığında tasarım spektrumuna yakınsayacak biçimde ölçeklendirilir. Deprem takımında 7 adet deprem kaydı kullanılması durumunda analiz sonrası elde edilen göreli kat ötelemesi oranlarının ortalaması alınır veya 3 adet deprem kaydı kullanılması durumunda analiz sonucunda elde edilen göreli kat ötelemesi oranlarının maksimumu alınmaktır. Şartnamenin 7 adet deprem kaydı seçilip ortalama deplasman alınması ile 3 adet deprem kaydı seçilip maksimum deplasman kullanılması seçeneklerini bir nevi birbirinin muadili gibi ele alması, bu iki yaklaşımın birbirinin yerini ne derece tutacağı konusunda ciddi soru işaretleri oluşturmaktadır. Yapısal yer değiştirmelerdeki saçılmanın genellikle deprem yükleri etkisinde yüksek olmasından dolayı bu metotların birbirlerini eşlemesi oldukça tartışmalıdır. Diğer bir deyişle, saçılma yüksek olduğunda maksimum ve ortalama değerleri arasındaki farkta büyük ihtimalle yüksek olacaktır.
Bu çalışma, ortalama spektrumları bir sabit tehlike spektrumuna yakınsayacak biçimde ölçeklendirilmiş yedili deprem seti kayıtlarında elde edilen maksimum göreli kat ötelemelerinin ortalama değerleri ile üçlü deprem seti kayıtlarında elde edilen maksimum göreli kat ötelemesi değerlerinin maksimumlarının karşılaştırılmasıdır. Tez çalışmasında, çok katlı süneklik düzeyi yüksek olarak tasarlanmış bir model çerçeve çözümleri üzerinden karşılaştırma yapılmıştır. Dinamik yükler altında modellenen yapının davranışını araştırmak amacıyla 50 yılda gerçekleşme olasılığı %10 olan tehlike düzeyinde ölçeklendirme yapmak amacıyla 7 adet çekirdek kayıt seçilmiştir. Referans setinde bulunan 7 deprem kaydının olası bütün üçlü kombinasyonları belirlenerek sabit tehlike spektrumuna yaklaşacak şekilde yeniden ölçeklendirilmiştir. 7'li set referans seti olarak kabul edilip bu set için ortalama göreli kat ötelemesi değerleri ile alt grupların maksimum göreli kat ötelemesi değerleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, başlangıç öngörüsüne uygun olarak 7 li ve 3 lü deprem setleri kullanılarak yapılan performans değerlendirmesinin birbirini eşlemesi mümkün görünmemektedir.

Abstract:
The main challenge to overcome during the seismic performance evaluation of structures with nonlinear dynamic procedures is to establish earthquake suites matching to a uniform hazard spectrum. However, particularly, there is not a widely accepted and compromised method by scholars and researchers with regard to the selection and scaling methods for setting up proper earthquake sets.
On the other hand, the method which is currently mostly adopted and implemented by most of the national specifications in global scale, is the one specified under the ASCE/SEI 7-10 regulation. According to this method, the selected earthquake records are scaled as the average spectrum in a given period range converged to the design spectrum. In case, to utilize 7 records and taking the mean of the obtained displacements after the analyses or selecting and scaling 3 records and taking the maximum of the displacements. Since the specification consider the selection of 7 unit earthquake records and taking their average displacement in a way equivalent of the selection of 3 unit earthquake records and taking the maximum displacement, serious questions arise in terms of to what extent these two approaches will replace each other. It is quite arguable if these methods compensate each other owing to the fact that dispersion of structural displacements are generally high under earthquake loads. Namely, since the dispersion is high the difference between the maximum and mean values will most probably be high. 
This study is a comparison of the average values of maximum story drifts obtained from 7 unit earthquake sets which are scaled in a way in their average spectrums are converging to a uniform hazard spectrum and the maximums of values of story drift values obtained from 3 unit earthquake sets. Within the scope of this thesis study, a comparison is made based on a model frame solution designed with high multiple story ductility level. There are seven core ground motion records selected with the same hazard level of 10% possibility of exceedance in 50 years in order to study the behavior of the model frame under dynamic loads. All possible trio combinations of the seven ground motion records of the reference set are determined and records of all of the subsets are re-scaled in order each subset shall approach the uniform hazard spectrum. The 7 unit set was deemed as reference set and the values of the average story drift for this set and the values of sub-groups maximum story drift are compared. According to the obtained results, the matching of the performance evaluation made by using 7 with 3 unit earthquake sets is not seem possible.