Moment aktaran çelik çerçeveli bir yapının hasar görebilirlik analizi için bir yazılımın geliştirilmesi
Developing a software for fragility analysis of a steel moment frame
Yazar: ABDURRAHMAN AKCAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ANIL DİNDAR
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem ve Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering

Özet:
Depreme dayanıklı yapıların tasarımında önemli bir parametre yapıların öngörülen deprem şiddetinde, performansının belirlenmesidir. Kırılganlık fonksiyonlarıyla elde edilen hasar görebilirlik analizleri, yapıların performanslarını olasılıklı olarak ifade etmektedir. Kırılganlık eğrilerinin oluşturulması, depremlerin sebep olabileceği risklerin tahmin edilmesinde ve depremlerin yapılar üzerinde ekonomik etkilerinin öngörülmesinde önemlidir. Bu çalışmada 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe giren TBDY-2018 yönetmeliğine göre tasarlanmış 5 katlı moment aktaran çelik çerçeveli bir sistemin, tanımlanan hasar limit durumlarına bağlı olarak kırılganlık eğrilerinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Yani yapıda oluşabilecek hasar durumlarının olasılık olarak hesaplanması öngörülmüştür. Kırılganlık eğrilerinin elde edilmesinde artımsal dinamik analiz yöntemi uygulanmıştır. Artımsal dinamik analiz yönteminin uygulanmasında PEER (Pasifik Deprem Mühendisliği Araştırma Merkezi) yer hareketi veri tabanından elde edilen 11 adet deprem çifti kullanılmış olup, her deprem analizinde yapıya ait spektral ivme şiddet ölçüsü olarak ele alınmıştır. Hasar ölçütü olarak ise katlar arası ötelenmenin maksimum değeri kullanılmıştır. Bu çalışmadaki diğer bir amaç; artımsal dinamik analiz yöntemini gerçekleştirip, ardından kırılganlık eğrilerini çıkarabilecek bir kod yazılmasıdır. 5 katlı çelik yapının modellenmesi ve analizler OpenSees programıyla TCL komut dili aracılığıyla tamamlanmıştır. Açık kaynaklı program olan OpenSees ve Python bir arada kullanılmıştır. Modeller OpenSees ile oluşturulurken, analizler Python aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Python yazılım dili kullanılarak analizler tek bir kod içinde tamamlanmıştır. Yazılan Python kodu, oluşturulan OpenSees modelinde, depreme ait şiddet ölçüsünü belirli limitlerle arttırarak analizleri yaparken, her bir şiddet ölçüsüne bağlı olarak her bir deprem analizi sonucunda yapıda oluşan maksimum katlar arası ötelenmeyi çıktı olarak vermektedir. Analizlerin sonucunda 11 adet depremin analiziyle yapıya ait IDA grafikleri elde edilmektedir. Hasar limit durumları, Can Güvenliği, Hemen Kullanım, Göçme Önlenmesi olarak tanımlanmıştır. IDA sonuçları, belirlenen hasar limit durumlarına bağlı olarak kırılganlık eğrileri tanımlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Artımsal dinamik analiz, kırılganlık eğrileri, Çelik yapılar, Moment aktaran çerçeveler

Abstract:
An important parameter in the design of earthquake resistant structures is the determination of the performance of the structures at the predicted earthquake intensity. The damage limit analysis obtained by the fragility functions that express the performance of the structures in probabilistic way for specific intensity level. Creating fragility curves is important in predicting the risks caused by earthquakes and predicting economic effects on earthquakes. In this study, it is aimed to obtain the fragility curves of a 5-storey steel moment frame designed according to the TBDY-2018 specification that has been began to use on January 1, 2019, depending on the defined damage limit conditions. In other words, it is foreseen to calculate the damage states that may occur in the structure as probability. Incremental dynamic analysis method has been applied to obtain fragility curves. In the incremental dynamic analysis, 11 earthquake pairs obtained from PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center) ground motion database were used. The spectral acceleration of the structure was taken as a measure of intensity (IM) in each earthquake analysis. As the damage measure (DM), the maximum value of the drift between the floors was used. Another purpose in this study; writing a code that can perform incremental dynamic analysis using Python. Modeling and analysis of the 5-storey steel structure was completed with the OpenSees program through the TCL command language. OpenSees and Python are open source programs used together. While the models were created with OpenSees, the analyzes were carried out via Python. Analyzes were completed in a single code using the Python software language. In the OpenSees model, while the Python code that is written, analyzes the earthquake intensity by increasing it with certain limits, it gives the output between the maximum drift as a result of each earthquake analysis based on each severity measure. As a result of the analyzes, IDA graphics of the building are obtained by 11 earthquake analyzes. Damage limit states are defined as Life Safety, Immediate Occupancy, Collapse Prevention. The IDA results are used within the Baker (2015) fragility curve function depending on the specified damage limit states. The fragility curves of the structure are developed. 

Keywords: Incremental dynamic analysis (IDA), Fragilty curves, Steel structures, Special moment frames