Doğrusal ve doğrusal olmayan izolasyon sistemlerinin sismik performanslarının karşılaştırılması
A comparison of seismic performances of linear and non-linear isolation systems
Yazar: MURAT ÖZGÜR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CENK ALHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan sistemler = Nonlinear systems ; Doğrusal sistemler = Linear systems ; Sismik taban yalıtımı = Seismic base isolation

Özet:
Depreme dayanıklı yapı tasarımında sismik taban izolasyonunun kullanımı Türkiye'de ve dünyada giderek yaygınlaşmaktadır. Sismik izolasyon sistemlerinden düşük sönümlü kauçuk izolatörlerin viskoz sönümleyiciler ile birlikte kullanıldığı sistemler doğrusal davranış sergilerlerken, uygulamada sıklıkla kulanılan yüksek sönümlü veya kurşun çekirdekli kauçuk izolatörlerden oluşan izolasyon sistemlerinin davranışları doğrusal değildir. Ancak, sismik izolasyonlu binaların sismik analizlerinin doğrusal analiz yöntemleri kullanılarak yapılabilmesi için izolasyon sisteminin doğrusal (lineer) olması veya doğrusal olmayan (nonlineer) izolasyon sisteminin deprem yönetmeliklerinde tanımlanan ?eşdeğer rijitlik? ve ?eşdeğer sönüm? kavramları yardımıyla doğrusal olarak modellenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, bu yaklaşık doğrusal modelleme yönteminin uygunluğu araştırıldı. Farklı sismik izolasyon sistemlerine sahip bina modellerinin kullanıldığı bu çalışmada, izolasyon sistemleri lineer ve nonlineer olarak ayrı ayrı modellendi ve farklı tarihi deprem kayıtları kullanılarak binaların sismik analizleri gerçekleştirildi. İzolatör deplasmanları, katlar arası göreli öteleme oranları, kat ivmeleri, taban kesme kuvvetleri ve taban burulma momentleri gibi sismik performans kriterleri açısından karşılaştırmalar yapılarak farklı modelleme yöntemlerinin sismik taban izolasyonlu binaların sismik performanslarına etkileri ortaya koyuldu. İzolatörlerin doğrusal olmayan davranışları Bouc-Wen modeli kullanılarak modellendi, izolatörlerin ikili eksenel etkileşimleri göz önüne alındı ve üç boyutlu modeller kullanılarak dışmerkezlik etkileri de hesaba katıldı. Eşdeğer doğrusal modellerin doğrusal olmayan modelleri temsil etmekte çoğu zaman zorlandığı görüldü.

Abstract:
Use of seismic base isolation in earthquake resistant design is becoming more common both in Turkiye and worldwide. While seismic isolation systems composed of low damping rubber bearings and viscous dampers behave linearly, the behaviors of the seismic isolation systems, which are composed of high damping rubber bearings or lead rubber bearings and used in practice, are nonlinear. However, in order to be able to perform the seismic analyses of seismically isolated buildings via linear analysis methods, the seismic isolation system should be linear or modeled linearly via use of ?effective stiffness? and ?effective damping? terms defined in seismic codes. In this study, the suitability of this approximate linear modeling method is investigated. In this study, where different building models with different isolation systems are used, the isolation systems are modeled as linear and nonlinear and the seismic analyses of buildings are conducted under different earthquake records. Influences of different modeling techniques on the performances of seismic base isolated buildings are shown by comparing seismic performance criteria including isolator displacements, inter-story drift ratios, floor accelerations, base shears, and torsional base moments. Nonlinear behaviors of the isolators are modeled via Bouc-Wen model; biaxial interactions of isolators are taken into account; and eccentricity is taken into account via use of three dimensional models. It is shown that equivalent linear models generally fall short of simulating the behaviors of nonlinear models.