Sürtünme tipi sönümleyicilerin yapısal davranış üzerindeki etkisi
The effect of friction dampers on structural behavior
Yazar: MEHMET ŞEVİK
Danışman: PROF. DR. ALİ DEMİR
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan davranışlar = Nonlinear behaviors ; Enerji yutucu cihazlar = Energy dissipation devices ; Performans analizi = Performance analysis ; Sürtünme sönümlüleri = Friction dampers

Özet:
Bu tez çalışmasında, iki farklı okul yapısının sürtünme tipi sönümleyicili ve sönümleyicisiz olmak üzere performansları değerlendirilmiştir. Aynı zamanda ABAQUS CAE programında teorik deneysel olarak tasarlanan bir doğrusal sürtünme tipi sönümleyicinin yapısı ve davranışı incelenmiştir.
Tez çalışması altı bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, sismik tasarımda geleneksel yaklaşımın dışına çıkıldığında karşımıza çıkan enerji tüketim sistemlerinin önemi, çalışmanın arka planı, amacı ve kapsamında olarak sunulmuştur. İkinci bölümde, yapıların deprem etkilerinde korunması ve deprem performanslarının arttırılması amacıyla kullanılan enerji tüketim sistemleri ve lif takviyeli polimerler hakkında bilgiler verilmiştir. Depremler sırasında sıkça karşılaşılan enerji kesintisinden dolayı herhangi bir güç kaynağına ihtiyaç duyulmayan pasif enerji tüketim sistemleri incelenmiştir. Üçüncü bölümde, teze konu olan sürtünme tipi sönümleyicilerin literatürdeki çalışmalarına yer verilmiştir. Ayrıca ABAQUS CAE programında tasarlanan doğrusal sürtünme tipi sönümleyicinin kararlı ve dikdörtgene yakın histeretik eğrisi sergilenmiş ve yapısında bulunan sürtünme plakaları, dış plakalar, boşluklu plaka ve cıvatalardaki gerilme konturları raporlanmıştır. Sürtünme tipi sönümleyicilerin en önemli parametrelerinden biri olan kayma yükünün hesabının sönümleyici üzerindeki hangi parametrelere bağlı olduğuna değinilmiştir. Sürtünme tipi sönümleyicinin ETABS programında yapıya entegresi konusunda bilgiler verilmiş. Rijitlik ve kayma yükü gibi sönümleyici parametreleri açıklanmıştır. Ardından ETABS programında on bir deprem ivme kaydıyla yapılan zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizlere, yapı elemanlarında kullanılan doğrusal olmayan davranış modellerine ve malzeme modellerine değinilmiştir. Çalışmadaki her iki yapıda da yayılı plastik davranış modeli olan fiber plastik mafsal modeli kolon elemanları için kullanılmıştır. Kiriş elemanlarında ise yığılı plastik mafsal modeli kullanılmıştır. Performans analizi için TBDY 2018'de belirtilen şekil değiştirme ve plastik dönme sınırları bu bölümde açıklanmıştır. Dördüncü bölümde geometrisi kareye yakın okul yapısı, beşinci bölümde ise geometrisi dikdörtgen okul yapısı için elemanların hangi hasar bölgelerinde kaldığı, kat yer değiştirmeleri, kat ötelemeleri, kat kesmeleri, kat ivmeleri, sönümleyicilerin enerji sönüm yüzdeleri ve sönümleyicilerin analiz sonucu elde edilen histeretik eğrileri sunulmuştur. Dördüncü ve beşinci bölümdeki yapılar sönümleyicili ve sönümleyicisiz olmak üzere karşılaştırılmıştır. Altıncı bölümde sonuçlar ve önerilere yer verilmiştir. Altıncı bölümü referanslar ve özgeçmiş kısmı takip etmektedir.

Abstract:
In this thesis, the performances of two different school structures, with and without friction damper, were evaluated. Also, the components and behavior of a linear friction damper designed theoretic experimentally in the ABAQUS CAE program were investigated. 
The thesis study consists of six parts. In the first part, the importance of energy dissipation systems, which we encounter when we go beyond the traditional approach in seismic design, is presented as background information for the purpose and scope of the study. In the second part, information is given about energy dissipation systems and fiber reinforced polymers used to protect structures against earthquake effects and to increase their earthquake performance. Passive energy dissipation systems, which do not need any power source due to the power outage that is frequently encountered during earthquakes, have been studied. In the third chapter, previous studies on friction dampers in the literature are reviewed.                     In addition, the stable and nearly rectangular hysteretic curve of the linear friction damper designed in the ABAQUS CAE program is exhibited and the stress contours in the friction plates, outer plates, slotted plates and bolts are reported. It has been mentioned that the calculation of the slip load, which is one of the most important parameters of friction dampers, depends on which parameters on the damper. Information was given about the integration of friction damper into the structure with the ETABS program. Damper parameters such as stiffness and slip load are explained. Then, in the ETABS program, nonlinear time history analyses performed with eleven earthquake acceleration records, nonlinear behavior models used in structure elements and material models were discussed. In both structures in the study, the fiber plastic hinge model, which is a distributed plastic behavior model, was used for the column elements. In the beam elements, the concentrated plastic hinge model is used. Strain and plastic rotation limits specified in TBEC 2018 for performance analysis are explained in this section. In the fourth part, the school structure with a geometry close to a square, in the fifth part, the rectangular school structure, the damage areas of the elements, storey displacements, storey drifts, storey shears, storey accelerations, energy dissipation percentages of the dampers and the hysteretic curves obtained from the analysis of the dampers are presented. The structures in the fourth and fifth sections are compared with and without dampers. The results and suggestions are given in the sixth section. The sixth section is followed by the references and resume section.