Simetrik ve asimetrik binalarda modal ek dışmerkezlik yönteminin uygulanması

Abstract

Çoğu yapı yönetmelikleri asimetrik binaların eşdeğer statik yük ve dinamik analizlerinde burulma etkisi yapan ek dışmerkezlik hesabını kapsamaktadır. Eşdeğer statik yük yönteminde ek dışmerkezlik uygulama prosedürü basit ve açıktır, ayrıca çoğu bina analiz yazılımlarında standart olarak uygulanmaktadır. Ancak, ek dışmerkezliğin dinamik analizlerdeki uygulaması şu iki yaklaşımla gerçekleştirilebilir: 1) Kütle merkezinin her iki yönde gerekli miktarda kaydırılması. Bu durum sistemin global rijitlik matrisini değiştirir ve bundan dolayı doğal frekansın ve modal parametrelerin her eksantirisite durumu için yeniden hesaplanması gerekir; 2) Tüm eksantirisite durumları için her bir katta meydana gelen momenti dikkate alarak statik analiz hesabı yapmak ve sonuçlarını dinamik analiz sonuçlarıyla birleştirmek.Bu çalışmada, dinamik modal süperpozisyon tekniğindeki ek dışmerkezlik uygulamalarıyla ilgili olarak, ek dışmerkezliğin ayrı ayrı tüm mod şekilleri üzerindeki etkisinin hesaba katılabilmesi için global kuvvet vektörlerinin değiştirilmesine yönelik alternatif bir yöntem değerlendirilmiştir. Ayrıca Türk Deprem Yönetmeliği, IBC ve Eurocode'daki ek dışmerkezlik uygulamaları da incelenmiştir. Söz konusu yöntem, çok katlı simetrik ve asimetrik iki örnek binanın çözümünde uygulanmış ve sonuçlar adı geçen yönetmeliklerce önerilen yöntemlerle elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.Most building codes enforce the inclusion of accidental torsion in the equivalent static load and dynamic analyses of asymmetric buildings. The computations of accidental torsional moments in the equivalent static load procedure are straightforward and already implemented in most of building analysis tools. However, the application of accidental torsion in dynamic analysis can be performed in one of the following two basic approaches: 1) Shifting the centre of mass by the required amount of eccentricity in either direction. This will lead to change in global stiffness matrix of the system, therefore natural frequencies and modal parameters are needed to be computed for each eccentricity cases. 2) Run static analyses considering torques at each storey level to approximate accidental torsion for each eccentricity cases then combine the results with the dynamic load results.In this study an alternative procedure, for the application of accidental torsion in dynamic modal superposition technique by modification of global force vectors to include the effect of accidental torsion for each modal shape separately, is evaluated. In the otherhand, the applications in Turkish code, IBC and EuroCode for accidental eccentricity are studied. The proposed method has been applied to symmetric and non-symmetric two sample multi-storey buildings and the results are compared with those obtained by using conventional approaches.