Yığma yapılar için kütle sönümleyicilerin yapay zeka algoritmaları ile optimizasyonu
Optimization of mass dampers with artificial intelligence algorithms for masonry buildings
Yazar: OĞUZ UZDİL
Danışman: PROF. DR. TURGAY ÇOŞGUN ; PROF. DR. SİNAN MELİH NİGDELİ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Tarihi yapılar, kültürel mirasımızın önemli bir kısmını oluşturan yığma yapılar olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yapılar, rijit diyafram davranışı göstermeyen döşemeleri ve sınırlı sünekliğe sahip duvarları nedeniyle dinamik yüklere karşı yeterli dayanıma sahip değildirler. Donatısız olmaları, sünek davranışı kısıtlayarak deprem kuvvetlerine karşı daha savunmasız hale getirmektedir. Kalın kesitli duvarlar ise bu kuvvetleri artırmaktadır. Açıklanan bu nedenler sonucunda, tarihi yapıların korunmasında pasif, yarı aktif ve aktif kontrol sistemlerinin kullanılması önerilmektedir. Pasif kontrol cihazlarından biri olan ayarlı kütle sönümleyiciler (TMD), yüksek yapılar dışında tarihi yapılarda da tercih edilmektedir. Deprem ve rüzgâr gibi dinamik etkilere karşı yapının tepkisini azaltarak yapı elemanlarının ömrünü uzatır ve can güvenliği sağlamaktadır. TMD'ler, basit çalışma prensipleri ve başarılı uygulamaları sayesinde yaygın olarak kullanılmakta olup, performansları büyük ölçüde tasarım parametrelerine bağlıdır. Tez çalışmasında, yapay zekâ algoritmalarıyla TMD'lerin optimum parametreleri belirlenmiş, %5 kütle katılım oranına sahip TMD'nin maksimum deplasmanı en fazla azalttığı tespit edilmiştir. Geliştirilen kodlama, düzgün geometriye sahip xxiv yığma yapılar için etkin bir çözüm olarak öngörülmüş ve bu sayede yapıların dinamik tepkilerinin optimize edilmesine olanak tanınmıştır. Bu yaklaşım, tarihi yapıların korunmasında güçlendirme dışında farklı bir yol sunmakta ve minimum müdahale ile kültürel mirasın gelecekte de korunmasını hedeflemektedir.

Abstract:
Historical structures, which are a significant part of our cultural heritage, are presented as masonry buildings. These structures do not have sufficient resistance to dynamic loads due to their floors, which do not exhibit rigid diaphragm behavior, and walls that possess limited ductility. Their lack of reinforcement makes them more vulnerable to earthquake forces by restricting ductile behavior. Thick-walled sections exacerbate these forces. As a result of the aforementioned reasons, the use of passive, semi-active, and active control systems is recommended for the preservation of historical buildings. One of the passive control devices, tuned mass dampers (TMD), is preferred not only for high-rise buildings but also for historical structures. By reducing the building's response to dynamic effects such as earthquakes and wind, TMDs extend the lifespan of structural elements and ensure safety. TMDs are widely used due to their simple operating principles and successful applications, and their performance is largely dependent on design parameters. In this thesis, the optimum parameters of TMDs have been determined using artificial intelligence algorithms, revealing that a TMD with a mass participation ratio of 5% reduces maximum displacement the most. The developed coding has been proposed as an effective solution for masonry structures with regular geometry, allowing for the optimization of the dynamic responses of buildings. This approach offers an alternative method for preserving historical structures beyond strengthening and aims to protect cultural heritage in the future with minimal intervention.