Yapısal elemanların deprem etkisindeki davranışlarının belirlenmesinde benzeşik dinamik deney tekniği uygulamaları
Pseudo dynamic test aplications to determine the earthquake response of structural members
Yazar: ASLI CEYHAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERCAN YÜKSEL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Deney aletleri = Tests materials ; Deneyler = Experiments ; Deneysel inceleme = Experimental research ; Deprem kayıtları = Earthquake records ; Deprem mühendisliği = Earthquake engineering ; Deprem parametreleri = Earthquake parameters ; Dinamik analiz = Dynamic analysis ; Dinamik davranış = Dynamic behavior

Özet:
Yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, benzeşik dinamik deney (pseudo dynamic test) tekniği detaylı olarak incelenmiş ve geliştirilen bir algoritmanın doğruluğu deneysel ve analitik olarak irdelenmiştir. Bu konuda oluşturulan algoritmayla, benzeşik dinamik deneyi gerçekleştirmek, deney öncesinde simülasyonunu yapmak için MATLAB ortamında bir yazılım geliştirilmiştir. Laboratuvar koşullarında uygulanabilecek numune boyut ve detayları bu simülasyon programı yardımıyla elde edilmiştir. Kontrol numunesi olarak kullanılanan çelik konsol elemanının IDARC2D programı ile farklı deprem ivme kayıtları etkisindeki analizleri yapılmış ve elastik analiz sonuçları benzeşik dinamik deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.Birinci bölümde, tez çalışmasının konusu, genel amacı ve kapsamı anlatılmıştır.İkinci bölümde, yapısal elemanların davranışını belirlemeye yönelik deneysel yöntemler kısaca gözden geçirilmiş ve benzeşik dinamik deney tekniği yöntemi detaylı olarak anlatılarak; diğer yöntemlere göre olan avantajları ortaya konmuştur. Bu yöntemin kullanılmaya başlanmasından günümüze kadarki süreçte literatürde yer almış önemli çalışmalar ile yöntemin güvenilirliğini etkileyen hata analizi çalışmaları anlatılmıştır. Ayrıca, bu deney yönteminde önemli yeri olan integrasyon teknikleri de bu bölümde anlatılmıştır.Üçüncü bölümde geliştirilen benzeşik dinamik deney algoritması ve yazılımı anlatılmıştır. Algoritma içinde önemli bir işlevi olan sonlu farklar integrasyon yöntemi de bu bölümde anlatılmıştır. Oluşturulan iki yazılımdan PSD_see.m istenilen ivme kayıt etkisinde sistemin davranışının simülasyonunu yapmak üzere geliştirilmiştir. PSD_run.m yazılımının algoritması genel olarak PSD_see.m yazılımıyla aynı olmakla birlikte, eş zamanlı olarak deneyin gerçekleştirilmesini sağlayan kontrol komutlarını da içermektedir.Dördüncü bölümde ise; genel olarak çelik konsol kolon sistemi üzerinde harmonik formdaki ivme kaydı ve gerçek ivme kaydı etkisinde geliştirilen deneysel ve analitik hesap anlatılmıştır ve karşılaştırmaları yapılmıştır.Beşinci ve son bölümde, karşılaştırma sonuçlarına bağlı olarak genel sonuç ve değerlendirme yapılmıştır.

Abstract:
The study which is presented as Ms.S. Thesis is aimed to understand the pseudo-dynamic test technique in details. The study consists of theoretical and experimental parts. Detailed literature survey about the test technique and the integration method of the dynamic equlibrium equation which is the most critical componant of the technique has been made and presented.The method consists of two main parts. Dynamic equilibriun equation is kept and solved in the test computer. The next step?s target displacement value is commanded to the servovalve by the controller. The structural load response which corresponds to lateral stiffness matix is measured by the load cell mounted on the body of the actuator.A computer program to perform the pseudo dynamic test method for single degree of freedom systems (SDOF) has been created in MATLAB. There exists virtual and executable versions of the program.To perform correctness and sensitivity analyse of the produced computer program, a steel cantilever column was used in the laboratory tests. To simplfy the comparision, only elastic response of the steel column was taken into consideration. Not only the simple harmonic accelaration records but also the real earthquake records were used in analytical and experimental works. The ?exact solution? of the elastic column subjected to different accelaration records were obtained from the software of IDARC2D which is very well known computer program for elastic and inelastic analyses of plane frames.In the first chapter; aim and content of the study are presented generally.In the second chapter, the existing experimental methods which are used to determine the response of structural elements, are presented briefly. Pseudo-dynamic test technique has been explained extensively and the advantages over the other techniques are listed. The literatural survey about the technique and studies on the error analysis that is effective on the accuracy of the method are presented for the period from the past to the present. The alternative integration techniques which are crutial in pseudo-dynamic test method are also explained.In the third chapter, the use of central difference method as a solution technique for the differantial equation of motion is explained extensively. The developped computer program to perform pseudo-dynamic test in the laboratory is presented. The two related softwares, namely PSD_see.m and PSD_run.m are explained in details.In the fourth chapter, the analytical and experimental results of an elastic steel cantilever column subjected to harmonic and real acceleration records are compared and made some interpretaions.In the fifth chapter, the obtained general results are presented.