Testere tipi sismik enerji sönümleyicilerin tasarımı ve çevrimsel yük etkisindeki davranışlarının incelenmesi
Design of saw type seismic energy dissipaters and investigation of the behavior under cyclic loading test
Yazar: SERHAT DEMİR
Danışman: PROF. DR. METİN HÜSEM
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Enerji sönümleme = Energy damping ; Sonlu elemanlar = Finite elements ; Çelik yapılar = Steel structures

Özet:
Bu tezde yapıların depreme karşı korunabilmesi için geliştirilmiş Testere Tipi Sismik
Enerji Sönümleyici (TTSES) olarak adlandırılan yüksek süneklik ve enerji tüketim
kapasitelerine sahip bir pasif enerji tüketim sistemi üzerinde gerçekleştirilen deneysel,
sayısal ve teorik çalışmalar anlatılmaktadır. TTSES' in temel özelliği literatürdeki mevcut
metalik sönümleyici sistemlerine göre çok daha fazla sayıda metalik sönümleyici
kullanımına imkan veren ve yapısal çerçeve ile köşegen doğrultusunda mafsallı birleşime
olanak sağlayan bir tasarıma sahip olmasıdır. TTSES dış çekirdek ve iç tüp adında iki ana
parçadan meydana gelmektedir. İç çekirdekte bulunan orta profilin iki yanında bir seri
metalik sönümleyici levha bulunmaktadır. Metalik sönümleyici levhalar dış tüpün iç
çekirdeğe göre yapacağı bağıl hareket neticesinde eğilme kuvveti etkisinde akmak üzere
özel olarak tasarlanmışlardır. İki aşamadan oluşan deneysel çalışmalarda öncelikle metalik
sönümleyici levhalar üzerinde bazı ön çalışmalar yapılmış daha sonra TTSES ile mevcut
çelik yapı uygulamalarında sıklıkla kullanılan geleneksel çelik çaprazları temsil eden bir
deney elemanı çevrimsel yükleme altında test edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sayısal
çalışmalar kapsamında Ansys paket programı ile sonlu eleman analizleri yapılmıştır.
Teorik çalışmalarda ise TTSES'in yük-yerdeğiştirme performansını belirlemek üzere
literatürde daha önceki çalışmalarda da kullanılan bazı basitleştirilmiş yöntemlerden
faydalanılmıştır. Geliştirilen sistem ile yüksek süneklik ve enerji tüketimi sağlanırken
yaklaşık olarak % 45 sönüm oranına ulaşılmıştır. Sonuç olarak bu tezde gerçekleştirilen
deneyler ile TTSES'in depreme dayanıklı yapı tasarımında ve mevcut yapıların
güçlendirilmesinde kullanılabileceği ortaya konulmuştur.

Abstract:
This thesis presents the experimental, numerical and theoretical studies of a high
ductility and energy dissipation capacity passive energy dissipation device called the Saw
Type Seismic Energy Dissipaters (TTSES) which is developed for earthquake protection of
buildings. TTSES's basic feature is that it has a design that allows the use of much more
metallic damper than the existing systems in the literature and allows pinned connection
with structural frame in diagonal direction. TTSES is composed of two main part called
inner core and outer tube. The inner core has a series of metallic damper plates on both
sides of the middle profile. The metallic damper plates are specially designed to yield in
bending force as a result of the relative movement of the outer tube to the inner core. The
experimental part of the study is comprised of two phases: firstly, some preliminary studies
were carried out on metallic damper plates and then TTSES specimens were tested under
cyclic loading. Results compared with a conventional steel brace specimen often used in
existing steel structure applications. Finite element analysis were conducted with Ansys
software. In the theoretical studies, some of the simplified methods used in previous
studies in the literature have been utilized to obtain load-displacement relationship of
TTSES specimens. With the developed system, high ductility and energy dissipation were
achieved, and also a damping ratio of approximately 45 % were reached. The test results of
TTSES have clearly demonstrated that it can be used with a great degree of reliability in
the earthquake resistant design or upgrading of buildings.