Zemine yarı-rijit bağlı çerçevelerin lineer olmayan tepki spektrumlarının elde edilmesi
Obtaining nonlinear response spectrum of semi-rigid supported frames
Yazar: OKTAY DEMİRDAĞ
Danışman: PROF. DR. HİKMET HÜSEYİN ÇATAL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Bölümü / Yapı Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Depremde yapılarda olusan yapısal hasarların, toptan göçmelerin bir sebebi de zeminparametrelerinin dikkate alınmadan yapısal analizin gerçeklestirilmesidir. Bu nedenleçalısmada, zemine yarı-rijit baglanmıs olan çerçevelerin dogrusal olmayandavranıslarının tepki spektrumlarının elde edilmesi arastırılmıstır. Bu amaçla,çerçevenin zemine baglandıgı noktalar, zemin özelliklerine temsilen dönmeye veötelenmeye karsı elastik yaylar ile modellenmistir.Birçok yapı topaklanmıs kütleli sistemler ile modellenmesine ragmen gerçekte tümyapıların, sonsuz sayıda serbestlik dereceleri vardır. Bu çalısmada, çerçevelerin yanalrijitligini temsil eden düsey tasıyıcı elemanların yayılı kütleleri ve deformasyonlarıda analize dahil edilerek hesap modelleri topaklanmıs kütleli sürekli sistem olarakkurulmustur.Deprem mühendisliginde, tasıyıcı sistemlerinin eleman kuvvetleri vedeplasmanlarının hesabı için tepki spektrumu metodunu kullanmak büyük hesapkolaylıkları saglamakta olup yaygın sekilde kullanılır. Tasarımcı, ilgili deprem içinelde edilen spektrum egrilerinden, periyodu belli olan bir yapının spektral ivmesiniokuyabilmekte ve depreme dayanıklı olarak tasarlayacagı yapıya etkiyen depremkuvvetini hesaplayabilmektedir. Bu çalısmada, zemine yarı-rijit baglı çerçevelerindogrusal olmayan malzeme davranısı da dikkate alınarak güçlü yer ivmelerietkisindeki tepkileri incelenmistir. Çerçevelerin farklı süneklik seviyeleri içindogrusal ve dogrusal olmayan tepki spektrumları elde edilmistir. Yarı-rijit olarakmodellenen kolon-zemin birlesiminin, zemin etkilerini gösteren farklı yay degerleriiçin elde edilen tepki deplasman, hız ve ivme spektrumları grafiklerle sunulmustur.

Abstract:
One of the reasonable causes of considerable damages observed in structures afterthe earthquakes is the performing analysis without considering soil parameters. Inthis thesis, obtaining response spectra for nonlinear behavior of the semi-rigidsupported frames is studied. For this purpose, column-soil joints of the frame aremodeled with elastic springs against translation and rotation to include soilproperties.Although structures are frequently modeled as discrete parameter system withconcentrated masses, all structures, infact, have infinite degree of freedom. In thisstudy, the distributed mass and deformations of vertical structural elementsrepresenting the lateral stiffness of the frame are also taken into consideration in theresponse spectrum analysis and the mathematical model of the frame is establishedas a continuous system with concentrated masses.Response spectrum method supplies a great arithmetic comfort in modern earthquakeengineering for calculation of element forces and displacements of structural systemsand therefore is widely used in the discipline. The designer can read the spectralacceleration of a structure having a certain period from the spectrum curves obtainedfor the considered earthquake and can calculate the earthquake force acting to thestructure that will be designed as earthquake-resistant. The response of semi-rigidsupported frames subjected to strong ground motions is searched, in this study,taking inelastic material behavior into consideration. Elastic and inelastic responsespectra of semi-rigid supported frames are obtained for different ductility levels.Response displacement, velocity and acceleration spectra obtained for differentspring coefficients defining soil properties are presented in graphs.