Sismik izolasyon platformlarının performanslarının sismik izolatörlerin mekanik özelliklerindeki küçük sapmalara olan duyarlılığı
Sensitivity of the performances of seismic isolation platforms to small deviations in mechanical properties of seismic isolators
Yazar: KEMAL HIŞMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CENK ALHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering
Dizin: Deprem = Earthquake ; Sismik yalıtım = Seismic insulation ; Yalıtım malzemeleri = Insulating materials ; Yer değiştirme = Displacement ; İvme = Acceleration

Özet:
Titreşime hassas cihazlar büyük ivmelere maruz kaldığında, geçici olarak servis dışı kalabilir veya tamamen kullanılamayacak biçimde hasar görebilirler. Bu cihazların çoğu veri toplama merkezlerinde, endüstriyel yapılarda, hastanelerde veya üniversitelerde kullanılmakta olup toplum sağlığı, toplum güvenliği ve ülke ekonomisi bakımından önemli görevler yerine getirdiklerinden hasar görmeleri ve hatta işleyişlerinin kısa süre için durması büyük sakıncalar doğurabilmektedir. Sismik izolasyon platformları, bu cihazları deprem titreşimlerinin zararlı etkilerinden korumak amacıyla kullanılan ve içinde hassas cihazların bulunduğu yapısal sistemlerin altına yerleştirilen taban izolasyon sistemleridir. Bir sismik izolasyon platformuna gelen deprem ivmeleri, platformun üstündeki cihazlara azaltılarak iletilir. Ancak, tolere edilebilecek ivme değerleri oldukça düşük olduğundan, platformun sismik performansının hassas bir şekilde belirlenmesi önemlidir. Öte yandan, izolasyon sistemlerini oluşturan sismik izolatörlerin mekanik özelliklerinde, üretimdeki hatalardan dolayı tasarım değelerine göre küçük sapmalar meydana gelebilir. Benzer şekilde, platforma yerleştirilen üst yapının mekanik özelliklerde de küçük sapmalar ortaya çıkabilir. Bu çalışmada, sismik izolatörlerin veya sismik izolasyon platformuna yerleştirilen yapısal sistemlerin mekanik özelliklerinde meydana gelebilecek, tasarım değerlerine göre küçük sapmaların sismik performansı ne ölçüde etkileyeceği farklı tarihi deprem kayıtlarının kullanılacağı nümerik deneyler ile araştırılmıştır. Sismik performans kriteri olarak izolatör deplasmanları, hassas cihazların bulunduğu katlara iletilen toplam ivme değerleri ve taban kesme kuvvetleri göz önüne alınmıştır. Hassasiyet analizleri doğrusal ve doğrusal olmayan izolasyon sistemleri için gerçekleştirilmiş, farklı izolasyon periyotları ve sönüm oranları dikkate alınmıştır. Çalışma sonucunda, farklı yapısal parametrelerin farklı performans kriterlerini farklı seviyelerde etkilediği ve duyarlılığın izolasyon sistemi karakteristik özelliklerine bağlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
When subjected to high accelerations, vibration-sensitive devices could go out of service temporarily or could be damaged permenantly. Since most of these equipment are housed in data collection centers, industrial structures, hospitals, or universities, they have cruial roles in terms of public health, public security, and national economy. Therefore, it could lead to big problems if these devices were damaged or went out of service even for a short period of time. Seismic isolation platforms are base isolation systems placed underneath the structural systems which contain sensitive equipment in order to protect these devices from the harmful earthquake vibrations. Earthquake accerations coming to a seismic isolation platform are transmitted to the sensitive equipment in a reduced fashion. However, since the tolerable acceleration levels are too low, it is very important to accurately determine the seismic performance of such a platform. On the other hand, there could be small deviations in the mechanical properties of the seismic isolators forming the isolation systems from the design values due to errors in the manufacturing process of these isolators. Similarly, there could be small deviations in the mechanical properties of the superstructures placed on the platform. In this study, the influence of possible small deviations in the mechanical properties of seismic isolators or the structural system sitting on the seismic isolation platform is investigated via numerical experiments using historical earthquake records. Isolator displacements, total accelerations transmitted to the floors of the structural system housing the sensitive devices, and base shears are considered as the seismic performance criteria. Sensitivity analyses are conducted for both linear and nonlinear isolation systems. Various isolation periods and isolation damping ratios are considered. Results show that different structural parameters affect different performance criteria at different levels and sensitivity depends on the characteristics of the isolation system.