Çok katlı yapılarda yapı sağlığı izlenmesi ile model doğrulanması

Abstract

Hemen hemen tüm yapılar, işlevselliklerini uzatmak veya felaketle sonuçlanabilecek durumlardan kaçınmak amacıyla belirli bir bakım türüne ihtiyaç duyarlar. Yapı Sağlığı İzleme (YSİ) çalışmaları, mevcut yapıların sürekli olarak gözlemlenmesi, anlık veri toplanması ve gelecekteki güvenliklerinin sağlanmasını amaçlamaktadır. YSİ, olası bir depremden hemen sonra anlık rasyonel karar mekanizmalarının oluşturulmasında kritik öneme sahiptir. Çalışma kapsamında, Amerika Birleşik Devletleri'nin Kaliforniya eyaletinin Walnut Creek bölgesinde bulunan on katlı betonarme bir yapı dikkate alınmıştır. Seçilen yapı üzerinde zemin kat, üçüncü kat, sekizinci kat ve çatı katı olmak üzere yapının dört farklı katında toplamda on altı adet ivmeölçer bulunmaktadır. Bu ivmeölçerler arasından her katta x ve y yönü olmak üzere ikişer adet, toplamda sekiz adet ivmeölçer seçilmiştir. Bölgede farklı yıllarda meydana gelen birçok deprem, yapıda bulunan cihazlar tarafından kaydedilmiştir. Çalışma kapsamında mevcut deprem kayıtları incelenmiş devamında farklı uzaklık ve büyüklüklerde olan altı adet deprem kaydı seçilmiştir. Yapının farklı katlarında bulunan ivmeölçerlerden alınan deprem kayıtları, çeşitli deprem şiddet parametreleri için ayrı ayrı analiz edilmiştir. Ayrıca deprem kayıtlarının frekans içeriğinin katlara göre değişimleri incelenmiştir. Gerçekleştirilen analizlerden elde edilen sonuçlar ve yapıya ait kısıtlı statik bilgiler göz önüne alınarak yapının nümerik modeli oluşturulmuştur. Yapının zemin katında bulunan ivmeölçerlerden elde edilen deprem kayıtları nümerik modele aktarılmıştır. Devamında nümerik model ve cihazlardan elde edilen kayıtlar dikkate alınarak, farklı şiddet parametreleri için karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve oluşturulan nümerik modelin doğruluğu teyit edilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise 06.02.2023 tarihinde Kahramanmaraş' ta gerçekleşen merkez üssü Pazarcık ve Elbistan olan, Mw 7.7 ve Mw 7.6 büyüklüklerindeki depremlerden sonra meydana gelen dört artçı deprem dikkate alınmıştır. Benzer analiz ve değerlendirmeler bu kayıtlar için de gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında elde edilen sonuçların kendi içinde tutarlı olduğu görülmüştür. Deprem şiddet parametreleri ve hasar parametreleri arasındaki uygun ilişkinin kurulması halinde, yapının hasar durumu hakkında anlık bilgi sahibi olmak mümkün olacaktır.

Almost all structures require a certain type of maintenance in order to extend their functionality or avoid catastrophic situations. Structural Health Monitoring (SPI) studies aim to continuously observe existing structures, collect instant data and ensure their future safety. SPI is of critical importance in creating instant rational decision mechanisms immediately after a possible earthquake. Within the scope of the study, a ten-storey reinforced concrete building located in the Walnut Creek region of California, USA, was taken into consideration. There are a total of sixteen accelerometers on the selected building on four different floors of the building, including the ground floor, third floor, eighth floor and attic floor. Among these accelerometers, two accelerometers were selected for each floor, in the x and y directions, for a total of eight accelerometers. Many earthquakes that occurred in the region in different years were recorded by the devices in the building. Within the scope of the study, existing earthquake records were examined and six earthquake records of different distances and magnitudes were selected. Earthquake records taken from accelerometers located on different floors of the building were analyzed separately for various earthquake intensity parameters. In addition, the changes in the frequency content of earthquake records according to floors were examined. A numerical model of the structure was created, taking into account the results obtained from the analyzes and the limited static information of the structure. Earthquake records obtained from accelerometers on the ground floor of the building were transferred to the numerical model. Subsequently, by taking into account the numerical model and the records obtained from the devices, it was examined comparatively for different intensity parameters and the accuracy of the created numerical model was confirmed. In the last part of the study, four aftershocks that occurred after the earthquakes of Mw 7.7 and Mw 7.6 in Kahramanmaraş on 06.02.2023, with epicenters in Pazarcık and Elbistan, were taken into account. Similar analyzes and evaluations were carried out for these records. The results obtained within the scope of this study were found to be internally consistent. If the appropriate relationship between earthquake intensity parameters and damage parameters is established, it will be possible to have instant information about the damage status of the structure.