HOŞGELDİNİZ Mustafa ERGÜN Şevket ATEŞ

Transkript

1 HOŞGELDİNİZ Mustafa ERGÜN Şevket ATEŞ Karadeniz Teknik Üniversitesi

2 HOŞGELDİNİZ KÖPRÜLERİN DİNAMİK ANALİZLERİNDE ÖLÇEKLENDİRİLMİŞ DEPREM KAYITLARININ KULLANIMI

3 Konu Başlıkları Yapıların Dinamik Analizlerinde Kullanılan Yöntemler Deprem Kayıt Kaynakları Gerçek Deprem Kayıtlarının Seçilmesi Deprem Kayıtlarını Ölçeklendirme Yöntemleri SELECTION & SCALING (SESCAP) Ölçeklendirme Programı ile Deprem Kayıtlarının Ölçeklendirilmesi Köprü Modeli Hakkında Bilgiler Bulgular ve İrdelemeler Sonuçlar

4 Yapıların Dinamik Analizlerinde Kullanılan Yöntemler Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi Mod Birleştirme Yöntemi Zaman Tanım Alanında Analiz Yöntemi Zaman Tanım Alanında Doğrusal Analiz Yöntemi Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz Yöntemi

5 Deprem Kayıt Kaynakları Yapay Deprem Kayıtları Benzeştirilmiş Deprem Kayıtları Gerçek Deprem Kayıtları

6 Gerçek Deprem Kayıtlarının Seçilmesinde Dikkate Alınacak Hususlar Tektonik oluşum Deprem büyüklüğü Faylanma tipi Kaynak-Bölge mesafesi Yerel zemin koşulları Kuvvetli yer hareketi süresi Spektral şekil Yakın fay özellikleri

7 Gerçek Deprem Kayıtlarının Sağlaması Gereken Yönetmelik Şartları Köprü Türü Yapıların Sağlaması Gereken Koşullar Deprem yatay hareketlerinin her iki bileşenine ait %5 sönümlü spektral ivme değerlerinin karelerinin toplamının karekökü (SRSS) alınarak yeni bir spektrum oluşturulacaktır. Ele alınan her bir yer hareketine ait ilk adımda hesaplanan spektral ivme değerlerinin ortalaması alınarak yeni bir spektrum elde edilecektir. İkinci adımda elde edilecek spektral ivme değerleri, 0,2T1 ile 1,5T1 periyot aralığında, burada T1 köprünün hakim periyodudur, izolasyon sistemli köprüler için ise etkin periyot Teff, %5 sönüm oranlı tasarım spektrumunun spektral ivme değerlerinin 1,3 ünden daha az olmayacaktır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler için, yer hareketinin üç bileşeninde kullanılması durumunda yatay bileşenler düşey bileşenden bağımsız olarak ölçeklendirilir. Ele alınan her bir yer hareketine ait düşey bileşenlerin spektral değerlerinin ortalaması 0,2Tv ile 1,5Tv periyot aralığında %5 sönüm oranlı tasarım spektrumunun 0,9 undan daha az olmayacaktır. Burada, Tv köprünün en düşükmodundaki periyottur.

8 Deprem Kayıtlarını Ölçeklendirme Yöntemleri Frekans Tanım Alanında Ölçeklendirme Zaman Tanım Alanında Ölçeklendirme

9 Başla PEER veri bankasında bulunan kayıtların büyüklük, faylanma mekanizması, mesafe ve zemin koşulları gibi özellikleri listelenir %5 sönüme sahip olacak şekilde kayıtların yatay bileşenlerinin herbiri için tepki spektrumları oluşturulur a = T B gerçek hedef ( S a (T)S a (T)) TA ST T 2 B gerçek ( S a (T)) TA a >0.20 ST veya a <0.05 ST E Kayıtlar elenir H Ölçeklendirilmiş tepki spektrumları oluşturulur Tepki spektrumları elenir H Tepki spektrumları arasından süre ve genlikleri bakımından yönetmelikte verilen şartları sağlayamayan kayıtlar elenir T B TA E ( ) gerçek hedef hedef TGH = as a (T)-S a (T) /S a (T) 1 OGH(%) = TGH 100 k Ölçekleme katsayıları ve oransal göreceli hataları en küçük olan ilk elli kayıt alınır ve bunlardan tasarım spektrumu ile en iyi eşleşen 10 adet kayıt seçilir Şekil 1. Zaman Tanım Alanında Ölçeklendirme Yöntemi Hesap Adımlarının Akış Diyagramı Yardımıyla Gösterimi. Son

10 Deprem Kayıtlarının SESCAP ile Ölçeklendirilmesi Şekil 2. SESCAP Programının Ana Penceresi Ekran Görüntüsü.

11 Ölçeklendirme İşlemi İçin Seçilen Deprem Kayıtları Tablo 1. Ölçeklendirme İşlemi İçin Seçilen Deprem Kayıtları. Kayıt No Deprem Adı Tarih Kayıt İstasyonu Mw¹ r² (km) Zemin³ P0031 Parkfield Cholame # C P0037 Borrego Mtn El Centro Array # C P0039 Borrego Mtn Terminal Island C P0148 Coyote Lake Gilroy Array # C P0170 Imperial Valley Delta C P0180 Imperial Valley El Centro Array # C P0447 Morgan Hill Hollister City Hall C P0725 Superstin Hills(B) El Centro Imp. Co. Cent C P0813 Landers Hemet Fire Station C P0870 Landers LA-E Vemon AV C Deprem büyüklüğü, Faya en yakın mesafe, Zemin sınıfı

12 SESCAP ile Ölçeklendirme Uygulaması Şekil 3. P0180 Kayıt Nolu, El Centro Array #8 İstasyon Kaydı, Imperial Valley Depremine Ait Ölçeklendirme İşlemi Ekran Görüntüsü.

13 Deprem Yer Hareketlerine Ait Ölçeklendirme Sonuçları Tablo 2. Deprem Kayıtlarına Ait Ölçeklendirme Sonuçları. Kayıt Ölçeklendirme Hata Deprem Adı Tarih Kayıt İstasyonu No Katsayısı (%) P0031 Parkfield Cholame #5 2,4110 6,2523 P0037 Borrego Mtn El Centro Array #9 9,6096 8,7993 P0039 Borrego Mtn Terminal Island 78, ,6855 P0148 Coyote Lake Gilroy Array #2 3,0626 6,3826 P0170 Imperial Valley Delta 2,7728 3,7100 P0180 Imperial Valley El Centro Array #8 1,8208 6,0399 P0447 Morgan Hill Hollister City Hall 10,6457 5,9189 P0725 Superstin Hills(B) El Centro Imp. Co. Cent 3,1427 3,7881 P0813 Landers Hemet Fire Station 9,9571 6,4432 P0870 Landers LA-E Vemon AV 19, ,7182 ivme ( cm/s 2 ) P0180 _ FN zaman ( s) ivme ( cm/s 2 ) P0180 _ FN zaman ( s) Şekil 4. Imperial Valley Depremi, El Centro Array#8 İstasyon Kaydı Yer Hareketine Ait Doğal ve Ölçeklenmiş İvme Kayıtları

14 Köprü Modeli Kenar Ayak A 97,54 m Kenar Ayak B 30,48 m Orta Ayak 1 Orta Ayak 2 36,58 m 30,48 m ,93 m 3 1 Kenar Ayak A Orta Ayak 1 Orta Ayak 2 Kenar Ayak B Şekil 5. Köprü Planı ve Boy Kesiti.

15 Bulgular ve İrdelemeler Eğilme M omenti ( KNm) Eğilme M omenti ( KNm) Ölçeksiz Kayıtlar Tabliye U zunluğu ( m) Ölçekli Kayıtlar Tabliye U zunluğu ( m) Şekil 6. P0031, P0170 ve P0180 Kayıt Numaralı Yer Hareketlerinin Yatay Bileşenine Maruz Köprü Tabliyesi Eğilme Momentleri Sınır Değerlerinin Tabliye Boyunca eğişimi.

16 Köprü Ay ak B oyu ( m) Köprü Ay ak B oyu ( m) Eğilme M omenti ( KNm) Ölçeksiz Kayıtlar Ölçekli Kayıtlar Eğilme M omenti ( KNm) Şekil 7. P0031, P0170 ve P0180 Kayıt Numaralı Yer Hareketlerinin Yatay Bileşenine Maruz Köprü Ayağı Eğilme Momentleri Sınır Değerlerinin Ayak Boyunca Değişimi.

17 Sonuçlar Analizlerde dikkate alınan kayıtlara ait ölçeklendirme katsayısı ve oransal göreceli hata gibi ölçeklendirme parametrelerinin diğer kayıtlara göre daha küçük olma nedeni, bu kayıtlara ait ivme davranış spektrumları ile tasarım ivme spektrumu arasındaki genlik farkının küçük olmasından kaynaklanmaktadır. Bu farkın küçük olması, bu kayıtların tasarım ivme spektrumu ile iyi bir uyum içinde olduklarını ve analizlerde kullanılmaları gerekliliğini göstermektedir. Herhangi bir yapının dinamik analizini gerçekleştirirken tek bir deprem kaydının kullanılması durumunda yapısal davranışın, o bölgenin deprem karakteristiğini değil sadece tek bir yer hareketinin etkilerini yansıtmaktadır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, daha gerçekçi ve daha doğru sonuçların elde edilebilmesi için en az üç adet deprem kaydının dinamik analizlerde kullanılması gerekliliğini ifade etmektedir. Yer hareketi etkisi altında elde edilen sonuçların birbirleriyle karşılaştırılabilmeleri, yönetmelik tasarım ivme spektrumu ile karşılaştırılabilmeleri ve dinamik analizlerde yol gösterici olabilmeleri için ölçeklendirilmeleri gerekliliği görülmektedir. Bu şekilde yer hareketleri arasındaki genlik farklılıklarının azaltılmasıyla yapısal davranış üzerinde oluşturdukları etki farklılıkları minimize edilebilmektedir.

18 HOŞGELDİNİZ TEŞEKKÜRLER