Yapı sistemleri için yeni tip pasif sönümleyici geliştirilmesi ve deneysel araştırılması
Development and experimental research of new type passive dampers for building systems
Yazar: MUSTAFA ÇALI
Danışman: DOÇ. DR. SÜLEYMAN KAMİL AKIN
KTO Karatay Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Depremler insanlık için büyük tehdit oluşturan doğal afetlerdir. Bu nedenle yapıların depreme dayanıklı hale getirilmesi ve yapıların güçlendirilmesi çok önemlidir. Depreme dayanıklılık açısından alınan bu önlemler, can kayıplarını azaltmak ve yapıların dayanıklılığını artırmak açısından önemlidir. Yapıların deprem davranışının iyileştirilmesinde pasif kontrol sistemleri kullanılmaktadır. Pasif sönümleyiciler, deprem anında ortaya çıkan enerjiyi sönümleyen mekanik elemanlardır. Bu elemanlar bir yapı içindeki mekanik sistemlerin titreşimlerinin kontrol edilmesine yardımcı olur. Pasif damperler yapıların dayanıklılığını arttırmak ve sismik hasarları en aza indirmek için kullanılmaktadır. Sönümleme çözümlerinin kullanımı, yapı mühendisliğinde binaların sağlamlığını ve dayanıklılığını arttırmak için yaygın bir uygulamadır. Bu teknolojiler arasında viskoz sönümleyiciler, enerji dağıtımı yoluyla deprem sırasında yapısal sistemlerin tepkisini değiştirme yetenekleriyle öne çıkmaktadır. Viskoz sönümleyiciler yapısal elemanların arasına yerleştirilerek kinetik enerjiyi ısıya dönüştürmekte, böylece yapının sismik yük altındaki tepkisini azaltmaktadır. Bu araştırmada, viskoz sönümleyicilerin etkileri değerlendirilerek bu teknolojinin geliştirilmesine yönelik yeni bir pasif hibrit viskoz sönümleyici cihazı geliştirilmiştir. Sönümleyicinin yapısı, bu tasarımın temelini oluşturan dinamik yükleri sönümleyecek şekilde optimize edilmiştir. Tasarlanan ve üretilen viskoz sönümleyicinin deneysel çalışmaları yapılmış ve sonuçları sunulmuştur. Deneysel kanıtlar, geliştirilen pasif viskoz sönümleyicinin yapısal titreşimi etkili bir şekilde azaltabildiğini ve sistem stabilitesini artırabildiğini göstermektedir. Çalışmada, deneysel sonuçların doğrusal olmayan analiz yöntemlerinden zaman tanım alanında analiz yöntemiyle üç uygulama ile çözümü yapılarak anlatılmıştır. Böylelikle sönümleyici ile çözüm yapılacak çalışmalara öncelik etmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmanın bulgularının, yapı ve deprem mühendisliği alanlarında güçlendirme ve yapısal sönümleme çözümleri üzerine yapılan araştırmalara öncülük etmesi aynı zamanda da yeni nesil sönümleyicilerin yerli üretimin önünü açması hedeflenmektedir.

Abstract:
Earthquakes are natural disasters that pose a significant threat to humanity. Therefore, it is crucial to make buildings earthquake-resistant and to reinforce structures. These measures taken to enhance earthquake resistance are important for reducing loss of life and increasing the durability of structures. Passive control systems are used to improve the seismic behavior of structures. Passive dampers are mechanical elements that dissipate the energy generated during an earthquake. These elements help control the vibrations of mechanical systems within a building. Passive dampers are employed to enhance the durability of structures and minimize seismic damage. The use of damping solutions is a widespread practice in structural engineering to increase the robustness and resilience of buildings. Among these technologies, viscous dampers stand out for their ability to modify the response of structural systems during an earthquake through energy dissipation. Viscous dampers are placed between structural elements, converting kinetic energy into heat, thereby reducing the structure's response under seismic loads. In this research, the effects of viscous dampers have been evaluated, leading to the development of a new passive hybrid viscous damper device. The structure of the damper has been optimized to attenuate dynamic loads, which forms the basis of this design. The designed and manufactured viscous damper has undergone experimental testing, and the results have been presented. Experimental evidence demonstrates that the developed passive viscous damper can effectively reduce structural vibrations and enhance system stability. In this study, the experimental results were analyzed using nonlinear analysis methods, specifically through time history analysis, with three applications presented. Thus, it is intended to prioritize studies that will use dampers for their solutions. The findings of this study aim to pioneer research in the fields of structural and earthquake engineering, particularly in the area of reinforcement and structural damping solutions, and to pave the way for the domestic production of new generation dampers.