Çelik moment ve merkezi çaprazlı çerçeve sistemlerin deprem davranışının artımsal dinamik analiz yöntemi ile değerlendirilmesi

Abstract

Yapıların dinamik yükler altında doğrusal olmayan davranışının belirlenmesinde farklı analiz yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler içerisinde en kabul göreni doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analiz yöntemidir. Bu yöntemde, elastik davranış spektrumuna uygun olarak seçilen deprem kayıtları ölçeklendirilerek yapıya etkittirlir ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizler yapılır. Analiz sonucunda taşıyıcı sistemde oluşacak hasar seviyeleri değerlendirilir. Tez kapsamında iki farklı sistemli çelik taşıyıcı üzerinde Artımsal Dinamik Analizler (ADA) gerçekleştirilmiştir. Seçilen çelik taşıyıcı sistemler beş açıklıklı, dokuz katlı ve bir bodrum katlı moment çerçevesi ile beş açıklıklı dokuz katlı merkezi çaprazlı çerçevedir. Binaların ofis amaçlı kullanılması planlanmış olup inşa yeri Yalı Mahallesi / Maltepe / İstanbul olarak karar verilmiştir. Analizlerde kullanılan elastik davranış spektrumu 2008-İstanbul Yüksek Yapılar Deprem Yönetmeliğine uygun olarak oluşturulmuştur. Zemin sınıfı moment çerçeve için "D", merkezi çaprazlı çerçeve için ise "B" olarak seçilmiştir. Ofis binaları 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan deprem yer hareketlerine maruz bırakılmışlardır. Analizlerde 20 farklı deprem kaydı kullanılmıştır. Artımsal dinamik analizler (ADA) her yapının hakim periyoduna karşılık gelen spektral ivme değerinin 0.1g artırılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucunda yapısal elemanların plastik mafsal deformasyonları ve sistemin göreli kat ötelemeleri verilmiştir. Ayrıca tez kapsamında, merkezi çaprazlı çerçeve sistemlerinin göreli kat öteleme oranlarının güvenlik sınırı (GV) performans seviyesinde istatiksel çalışmalar yapılmıştır.Various analytical methods are used to determine the nonlinear behavior of structures under dynamic loads. Among them, the widely accepted method is the nonlinear dynamic analysis method in time domain. In this method, nonlinear dynamic analyzes are made in the time domain by scaling selected earthquake records in accordance with the structural elastic response spectrum characteristics and evaluation of the damage levels in the structural system. To examine the effects of the increased intensity on the responses of the systems, Incremental Dynamic Analysis (IDA) was carried out. In this study, two steel structural systems with different lateral resistance configuration were examined using IDA approach. The steel structure systems are moment resisting frame consists of five spans, nine stories with one basement as moment frame, and concentrically braced frames consists of five spans, nine stories. Buildings are used for office purpose and the construction site is located on Maltepe/İstanbul. The elastic response spectrum used in the analysis was established in accordance with the Istanbul Tall Building Seismic Design Codes (Draft), 2008. The soil classification was selected as "D" for the moment frame system and "B" for the concentrically braced frame system. Office buildings were exposed to seismic hazard with a 2% chance of passing over within 50 years. 20 different earthquake records were used in the analyses. Incremental Dynamic Analyses were performed by increasing the spectral acceleration value corresponding to the dominant period of each structure at 0.1g at each analysis. The analyses results show that plastic hinge deformations and relative shear displacements occurred. In addition to this thesis, the statistical investigation of the relative floor slip rates safety limit at performance level for the concentrically braced frame systems have been carried out.