Elastomer izolatörlerin alt ve üst sınır değerlerinin sismik izolasyonlu binaların kat ivmesi tepkilerine etkisi
Effect of lower and upper bound values of elastomeric isolators on the floor acceleration responses of seismically isolated buildings
Yazar: ALİ CEM ARSLAN
Danışman: PROF. DR. CENK ALHAN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Sismik izolasyon, yapı hakim periyodunun uzatılması ile yapının yatayda esnekliğini arttıran, sönüm artırımı ile de etkin deprem kuvvetlerinin ve ivme tepkilerinin azaltılması felsefesine dayanır. Güncel deprem yönetmeliği, üstyapıya etki eden yatay deprem kuvvetlerinin hesabının yalıtım birimleri parametrelerinin üst sınır değerleri ile yapılması gerektiğini belirtirken yapıdaki kat ivmelerini saptamak için ise nominal parametrelerle analiz yapılması gerektiğini belirtmiştir. Üstyapı, izolatör üst sınır değerleri ile tasarlandığında izolatörlerde meydana gelen yer değiştirme azalmaktadır ve rijitlik artmaktadır. Böylelikle üstyapıda ortaya çıkan ivme değerlerinin daha yüksek olması beklenir. Bu durumda kesintisiz kullanım hedefi içeren yapılardaki titreşime hassas cihazların kullanılamaz hale gelme ihtimali ortaya çıkmaktadır. Bu kapsamda, λüst ve izolatör tasarımının farklılık gösterebilmesi durumu dikkate alınarak belirlenen λara sınır durumlarında üstyapıda meydana gelebilecek pik kat ivmesi değerlerinin nominal durumlara kıyasla farklılıklarını incelemek amacıyla T0 = 2 s ve T0 = 3 s izolasyon periyoduna sahip 3 ve 6 katlı yapıların izolasyon sistemi tasarımı güncel deprem yönetmeliğinin ilgili formülleri kullanılarak hesaplanmıştır. 11 adet yakın-fay ve uzak-fay deprem yer hareketine tabi tutularak 3DBASIS ile nominal, λara ve λüst olmak üzere 3 set analizler gerçekleştirilmiştir. λara ve λüst parametre değerleri ile hesaplanan pik kat ivmelerinin nominal ile hesaplananlara olan oranları elde edilmiş ve etkileri tartışılmıştır. Üstyapı kuvvetleri gibi kat ivmelerinin de üst sınır değerleri kullanılarak hesaplanması gerektiği ortaya konmuştur.

Abstract:
Seismic isolation is based on increasing horizontal flexibility of the structure by extending dominant period of the structure and reducing effective earthquake forces and acceleration reactions by increasing the damping. Current earthquake code specifies that the calculation of horizontal earthquake forces acting on the superstructure should be performed using the upper bound values of the isolation unit parameters, while determining floor accelerations should be conducted using nominal parameters. When the superstructure is designed using the upper bound values of the isolators, the isolator displacement decreases and isolator stiffness increases. Consequently, the acceleration in the superstructure is expected to be higher. Which causes vibration-sensitive equipment in structures intended for continuous use may become inoperable. Therefore, λupper and λintermediate that is determined due to differences are considered in order to investigate the differences in the peak floor acceleration values that may occur in the superstructure compared to nominal conditions. The isolation system design for 3- and 6-story structures with isolation periods of T0 = 2 s and T0 = 3 s are carried out using the formulas of current earthquake code. Three sets of analyses, including nominal, λintermediate, and λupper, are performed using 3DBASIS under 11 near-fault and far-fault earthquake ground motions. The ratios of the peak floor accelerations calculated by λintermediate and λupper values to those calculated by nominal were obtained and the consequences are discussed. It has been revealed that floor accelerations, as superstructure forces, should be calculated using upper limit values.