FARKLI ZEMİN GRUPLARINDAKİ ENERJİ DAĞILIMLARINI İNCELEMEK İÇİN BİR NEURAL NETWORK YAKLAŞIMI

Benzer belgeler
ALÇAK, ORTA VE YÜKSEK KATLI ORTOGONAL YAPILARIN DİNAMİK YÜKLER ALTINDAKİ ENERJİ TALEBİ. Ali Nail ÇETİNER

ALÇAK, ORTA VE YÜKSEK KATLI ÇELİK ÇERÇEVELERDE HİSTERETİK ENERJİ TALEPLERİ

TEK SERBEST DERECELİ SİSTEMLERDE ENERJİ PARAMETRELERİ. Bülent AKBAŞ 1, Ali Nail Çetiner 1

Çelik Çerçevelerde Sabit Düktilite İçin Doğrusal Olmayan Zaman Tanım Alanı ve Öteleme Analizlerinin Karşılaştırılması *

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

BETONARME ÇERÇEVE YAPILARIN GERÇEK DEPREMLERE AİT İVME KAYITLARI İLE DOĞRUSAL OLMAYAN DİNAMİK ANALİZİ

Çelik Çaprazlı Çerçevelerde Farklı Performans Seviyeleri İçin Sismik Enerji İstemleri

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

DBYYHY 2007 ve DEPREME KARŞI DAYANIKLI YAPI TASARIMI. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

ARTIMLI DİNAMİK ANALİZ YÖNTEMİ İLE BETON AĞIRLIK BARAJLARDAKİ HASAR BELİRLENMESİ

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

KESİT HASAR SINIRLARININ BELİRLENMESİNDE SARGILAMA DURUMUNUN ETKİSİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİ. Yrd. Doç. Dr Mehmet Alpaslan KÖROĞLU

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Yüksek Sıcaklık Etkisinde Kalan Betonun Basınç Dayanımı-Renk Değişimi İlişkisinin Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini

MAKSİMUM YER İVMESİ VE HIZI İLE YER DEĞİŞTİRME TALEBİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN ARAŞTIRILMASI

DEPREM YÖNETMELİĞİNDEKİ FARKLI ZEMİN SINIFLARINA GÖRE YAPI DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

Ders 1.2 Türkiyede Barajlar ve Deprem Tehlikesi

ÇELİK UZAY ÇATI SİSTEMLİ HAL YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Armağan KORKMAZ *, Zeki AY **

DEPREM YÖNETMELİĞİ 2007 VE TÜRKİYE BİNA DEPREM YÖNETMELİĞİ İLE UYUMLU ZAMAN TANIM ALANINDA ANALİZ SONUÇLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

MEVCUT PERDELİ BETONARME BİR YAPININ DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLE DEPREM PERFORMANSININ BELİRLENMESİ

YAPILARIN DEPREME KARŞI KORUNMASINDA ETKİN BİR ÇÖZÜM

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

A3 Düzensizliğine Sahip Yapıların Doğrusal Olmayan Kat Kesme Kuvvetlerinin İncelenmesi

Ceyhun EREN 1 ve Hilmi L 2

BETONARME YÜKSEK YAPILARDA DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

Deprem Etkisindeki Betonarme Binalarda Yumuşak Kat Düzensizliğine Perde Duvar Etkisi

1 Mayıs 2003 Bingöl Depreminde Yıkılmış Betonarme Üç Katlı Bir Okul Binasının Statik ve Dinamik Analizi

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

Data Merkezi. Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles. Tunç Tibet AKBAŞ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

YAPI VE DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE PERFORMANS YAKLAŞIMI -1

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

DOĞRUSAL OLMAYAN SİSMİK İZOLASYON SİSTEMLERİNİN PERFORMANSLARININ YAPISAL PARAMETRELERE OLAN DUYARLILIĞI

TDY 2007 YE GÖRE DEPREM ELASTİK TASARIM İVME SPEKTRUMU

Betonarme Çerçeve Yapılar İçin Güvenilirlik Esaslı Sismik Tasarımda Yük Katsayılarının Optimizasyonu

BETONARME BİNALARDA SARGI DONATISI ETKİSİNİN YAYILI PLASTİK MAFSAL MODELİYLE İNCELENMESİ

Farklı Yöntemler Kullanılarak Güçlendirilmiş Betonarme Binaların Performansa Dayalı Tasarıma göre Deprem Performanslarının Belirlenmesi

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

SÜREKLİLİK VE SÜREKSİZLİK DURUMLARINDA PERDE-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİ. İnşaat Y. Müh., Gebze Teknik Üniversitesi, Kocaeli 2

YAPISAL DÜZENSİZLİKLERİ OLAN BETONARME YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

YAKIN SAHA DEPREMLERİNİN ZEMİN ÖZELLİKLERİ FARKLI YÜKSEK KATLI BETONARME BİNALARA ETKİSİ

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

BETONARME BİNALARDA EŞDEĞER TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEM VE 3-B DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN DİNAMİK ANALİZ DEPLASMAN TALEPLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26(1): 1-6 (2010)

DİKEY DOĞRULTUDA KÜTLE DÜZENSİZLİĞİ OLAN YAPILARIN DEPREM ALTINDAKİ DAVRANIŞI

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

T.C. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MEVCUT KÖPRÜLERİN DEPREME KARŞI DEĞERLENDİRME VE GÜÇLENDİRME UYGULAMALARI. M. Cem Dönmez, Mehmet Erinçer Şefika Caculi, Necdet Çilingir

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

DEPREM YÖNETMELİKLERİNDE EŞDEĞER DEPREM YÜKLERİ

BETONARME YAPILARDA MALZEME DAYANIMI VE DETAYLANDIRMA ÖZELLİKLERİNİN SİSMİK HASAR ÜZERİNE ETKİSİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Senaryo Depremlerin Zemin Hareketi

Yumuşak Kat Düzensizliği olan Betonarme Binalarda Yapı Zemin Etkileşimi

Deprem Etkisindeki Bina Türü Çelik Yapıların Kapasite Eğrisinin Belirlenmesi İçin Bir Bilgisayar Programı (İMEP-3D)

Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS Ders Kodu Ders Adı İngilizce Ders Adı TE PR KR AKTS

Deprem etkisindeki betonarme binaların taşıyıcı sistem maliyetine yapısal düzensizliklerin etkisi

SEISMIC ISOLATION DESIGN OF A DATA CENTER STRUCTURE

FARKLI DEPREM İVMELERİNİN BİNA YATAY YÜKLERİNE ETKİSİ

TÜRKİYE DEPREM KAYITLARI KULLANILARAK HEDEF YERDEĞİŞTİRMELERİN HESABI İÇİN İKİ AMPİRİK FORMÜL

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Gedikbulak Okul Binasının Sismik Performansı Hakkında *

NONLINEAR PUSH OVER ANALYSIS FOR HIGH RISE R/C FRAME STRUCTURES. Armağan KORKMAZ*

BETONARME YÜKSEK YAPILARIN DEPREM PERFORMANSINA BETONARME PERDE ORANIN ETKİSİ

EN BÜYÜK YER İVMESİNİN TAHMİNİNDE YAPAY SİNİR AĞLARININ KULLANIMI

MEHMET PALANCİ ARAŞTIRMA GÖREVLİSİ

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

Beton Basınç Dayanımın Yapısal Davranışa Etkisi

Sigma Vol./Cilt 26 Issue/Sayı 1 Araştırma Makalesi / Research Article EVALUATION OF NONLINEAR BEHAVIOR OF CONCENTRIC BRACED STEEL STRUCTURES

KONU: Beton Baraj Tasarım İlkeleri, Örnek Çalışmalar SUNUM YAPAN: Altuğ Akman, ESPROJE Müh.Müş.Ltd.Şti

PRELIMINARY REPORT. 19/09/2012 KAHRAMANMARAŞ PAZARCIK EARTHQUAKE (SOUTHEAST TURKEY) Ml=5.1.

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:11 Sayı:2 Yıl: Mayıs 2009 sh

ÇELİK YAPILARIN GÜÇLENDİRİLMESİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZLERLE DEĞERLENDİRİLMESİ. Armağan KORKMAZ*, Zeki AY, Ömer UYSAL

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ (Yer Hareketi Parametreleri)

THE FACTORS AFFECTING TORSIONAL IRREGULARITY IN MULTI-STOREY STRUCTURES

ORTA KATLI MEVCUT BETONARME YAPILARDA ÇEKİÇLEME DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

1. Giriş. 2. Model Parametreleri

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMINDA GENEL ĐLKELER

Yapı-Zemin Etkileşiminin Yapıların Deprem Davranışına Etkileri

BACA DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin H

DÜŞEY DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

MEVCUT BİNALARDA DEPREM PERFORMANSLARININ AYRINTILI İNCELEME YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü/Sakarya

Mevcut Betonarme Binaların Yapısal Parametrelerinin Binaların Deprem Performansına Etkilerinin Belirlenmesi

SÜREKLİ DOĞAL GERİLİM VERİLERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE DEĞERLENDİRİLMESİ, DEPREM ve YAĞIŞLARLA İLİŞKİSİ

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

Transkript:

Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, - Ekim 7, İstanbul Sixth National Conference on Earthquake Engineering, - October 7, Istanbul, Turkey FARKLI ZEMİN GRUPLARINDAKİ ENERJİ DAĞILIMLARINI İNCELEMEK İÇİN BİR NEURAL NETWORK YAKLAŞIMI A NEURAL NETWORK APPROACH TO INVESTIGATE THE ENERGY DISTRIBUTIONS IN DIFFERENT SOIL TYPES Ülgen MERT TUĞSAL, F. İlknur KARA, Bülent AKBAŞ, Yasin M. FAHJAN ÖZET Yerdeğiştirmeye bağlı performans kriterlerini esas alan yapısal değerlendirme ve tasarım kavramı, deprem etkileri altında yeterli bir dayanımı öngören performans kriterlerine alternatif olarak yerdeğiştirme ve şekil değiştirmelere bağlı olarak tanımlanan daha gerçekçi performans kriterlerini esas alan yöntemlerin geliştirilmesi gereksinimini ortaya çıkarmıştır. Düşük performans seviyelerinde (can güvenliği, göçmeye yakın) yapıda oluşacak hasarı tahmin etmenin en gerçekçi yolu enerji parametrelerini kullanmaktır. Bu araştırmada, farklı zeminlerde kaydedilen yer hareketlerine maruz doğrusal olmayan tek serbestlik dereceli (TSD) sistemlerdeki enerji dağılımını incelemek üzere doğrusal olmayan dinamik zaman geçmişi analizleri gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları kullanılarak ayrıca spektral yer değiştirme ve süneklik talebi de incelenmiştir. Bu amaçla, farklı zemin grubunda USGS e göre sınıflandırılmış (A; B; C; D) 7 adet kuvvetli yer hareketi kullanılmıştır. TSD sistemlerin mukabelelerini tahmin etmek amacıyla giriş ve çıkış parametresinden oluşan Yapay sinir Ağı modelleri kurulmuştur. Kurulan Yapay Sinir Ağları modelleri, geri yayınım algoritması yardımıyla eğitilmiş ve test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kurulan Neural Network modelinin oldukça iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Histeretik Enerji, Doğrusal Olmayan Dinamik Analiz, Yapay Sinir Ağı, Performansa Dayalı Tasarım. ABSTRACT The structural evaluation and design concept which depends on the displacement based performance criteria, introduced the requirement of developing new procedures based on more realistic performance criteria related with deformation as an alternative to performance criteria forseeing an adequate strength under earthquake effects. In performance based earthquake resistant design, energy parameters are considered to be the most realistic way to estimate the structural damage for low performance levels (life safety, near collapse, collapse). In this research, nonlinear dynamic time history analyses are carried out in order to investigate the energy distribution in nonlinear SDF systems under strong motion records at different soil types. Spectral displacement and ductility demand are also investigated by using the analysis results. For this purpose, 7 strong motion records that have peak ground accelerations more than.g and classified into four different soil types according to USGS are used. Neural Network models consisting of input and output parameters are consructed in order to estimate SDF systems responses. These NN models are trained and tested by the help of the back-propagation algorithm. The results show that the Neural Network Models give comparatively good results. Keywords: Hysteretic Enegy, Nonlinear Dynamic Analysis, Neural Network, Performance Based Design. Araş. Gör. Deprem ve Yapı Anabilim Dalı, GYTE, Gebze-KOCAELİ, umtugsal@gyte.edu.tr Araş. Gör. Deprem ve Yapı Anabilim Dalı, GYTE, Gebze-KOCAELİ, figokce@gyte.edu.tr Yrd. Doç. Dr. Deprem ve Yapı Anabilim Dalı, GYTE, Gebze-KOCAELİ, akbasb@gyte.edu.tr Yrd. Doç. Dr. Deprem ve Yapı Anabilim Dalı, GYTE, Gebze-KOCAELİ, fahjan@gyte.edu.tr 57

58 Farklı Zeminlerdeki Enerji Dağılımlarını İncelemek İçin Bir NN Yaklaşımı GİRİŞ Tüm dünyada kabul gören genel depreme dayanıklı yapı tasarımı felsefesine göre, sık tekrarlanan küçük şiddetli yer hareketlerinde, yapısal olan ve olmayan elemanlarda hasar oluşumu; arasıra meydana gelen orta şiddetteki yer hareketlerinde, yapısal ve yapısal olmayan elemanlarda onarılabilir düzeyde hasar oluşumu; nadir olarak meydana gelen şiddetli yer hareketlerinde tamamen veya kısmen göçme ve can kaybının önlenmesi amaçlanmaktadır. Elde edilen son veriler ışığında yapılan çalışmalar, yukarıda bahsedilen kriterlerin yapı tasarımında uygulanabilmesi ve mevcut yapıların sismik performanslarının değerlendirilebilmesi amacı ile deprem yönetmeliklerinde önemli ölçüde değişiklikler meydana getirmiştir (IBC, ; FEMA 5, ; ATC 55, 5; DBYYHY, 7). Düşük performans seviyelerinde yapının doğrusal olmayan davranışının derecesini gösteren en önemli parametrelerden bir tanesi yapıya giren enerji miktarıdır ki bu toplam enerji girişidir (EI). Genel olarak, yapıya toplam enerji girişinin, (EI), yer hareketlerinin özelliklerine bağlı olduğu ve yapısal özelliklerden (özellikle orta ve uzun periyotlarda) bağımsız olduğu kabul edilir (Akiyama, 985; Fajfar ve Vidic, 989). Bu enerjinin bir parçası olan ve çevrimsel davranış yoluyla dağıtılan histeretik enerji, (EH), ise doğrudan yapısal hasarla ilgilidir ve özellikle hasarın belirli limitleri aşmayacağı beklendiği zaman bir tasarım parametresi olarak kullanılabilir. (Bertero ve Teran- Gilmore, 99). Bu çalışmada, farklı zeminlerdeki enerji dağılımını doğrusal olmayan Tek Serbestlik Dereceli (TSD) bilinear sistemlerde incelemek üzere doğrusal olmayan dinamik zaman geçmişi analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar kullanılarak histeretik enerji, spektral yer değiştirme ve sünekliği tahmin edebilmek amacıyla adet giriş parametresinden oluşan (periyot, zemin tipi, taban kesme kuvveti katsayısı, maksimum yer ivmesi (PGA) adet Yapay Sinir Ağı (YSA) modeli kurulmuştur. ANALİTİK ÇALIŞMA Bu araştırmada, doğrusal olmayan TSD sistemlerdeki enerji dağılımını incelemek ve yapay sinir ağı modeli kullanılarak tahmin etmek amaçlanmıştır. Bu sebeple, PEER( Pacific Earthquake Engineering Research Center) in yayınladığı deprem kayıtları taranmış ve içlerinden farklı zemin koşullarını temsil eden USGS e göre sınıflandırılmış (A>75 m/sn; B=~75 m/sn; C=8~ m/sn; D<8 m/sn) maksimum yer ivmesi.g den büyük olan 7 adet kuvvetli yer hareketi kaydı seçilmiştir. Yer hareketleri, şiddetli ve çok şiddetli depremleri temsil etmesi amacıyla en büyük ivmeleri,.g ve.g ye ölçeklenerek TSD sistemlere etkittirilmiştir. Seçilen yer hareketlerinin normalleştirilmiş mukabele spekturmları Şekil de verilmiştir. 5 Psa/ü gmax 5 (a)

Ü. MERT TUĞSAL, F. İ. KARA, B. AKBAŞ, Y. M. FAHJAN 59 5 Psa/ü gmax 5 T (period) (b) 5 Psa/ü gmax 5 (c) Şekil. Yer Hareketlerine ait Normalleştirilmiş Mukabele Spektrumları : (a) A&B Grubu Zemin, (b) C Grubu Zemin, (c) D Grubu Zemin Bu kayıtlar, sönüm oranı ξ=5%, gerilme pekleşmesi oranı α=%, taban kesme kuvveti katsayısı C y =.5,.,.,.,. ve periyotları T n =.~5 sn arasında değişen toplam 5 adet TSD sisteme etkitilerek doğrusal olmayan dinamik zaman geçmişi analizleri gerçekleştirilmiştir (Hachem, MM ()). Şekil,, ve 5 de farklı zemin grupları ve sabit taban kesme kuvvet katsayıları için sırasıyla ortalama histeretik enerji, ortalama toplam enerji, ortalama süneklik ve ortalama spektral yerdeğiştirme spektrumları verilmiştir. Şekil de ise sabit süneklik için taban kesme kuvveti katsayısı spektrumları verilmiştir.

Farklı Zeminlerdeki Enerji Dağılımlarını İncelemek İçin Bir NN Yaklaşımı Ortalama E H (knm) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Ortalama E H (knm) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy..5.5.5.5.5 5.5.5.5.5.5 5 (a) Ortalama E H (knm) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Ortalama E H (knm) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy..5.5.5.5.5 5.5.5.5.5.5 5 (b) Ortalama E H (knm) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Ortalama E H (knm) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy..5.5.5.5.5 5.5.5.5.5.5 5 Şekil. Ortalama Histeretik Enerji Spektrumları : (a)a&b Grubu Zemin, (b)c Grubu Zemin (c)d Grubu Zemin (c) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Ortalama E I (knm) Ortalama E I (knm).5.5.5.5.5 5.5.5.5.5.5 5 (a)

Ü. MERT TUĞSAL, F. İ. KARA, B. AKBAŞ, Y. M. FAHJAN 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Ortalama E I (knm) Ortalama E I (knm).5.5.5.5.5 5.5.5.5.5.5 5 (b) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Ortalama E I (knm) Ortalama E I (knm).5.5.5.5.5 5.5.5.5.5.5 5 Şekil. OrtalamaToplam Enerji Spektrumları : (a)a&b Grubu Zemin, (b)c Grubu Zemin (c)d Grubu Zemin (c) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Sünekilk Sünekilk 5 5 (a) 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Sünekilk Sünekilk 5 5 (b)

Farklı Zeminlerdeki Enerji Dağılımlarını İncelemek İçin Bir NN Yaklaşımı 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 8 ügmax=.g Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. Sünekilk Sünekilk 5 5 Şekil. Ortalama Süneklik Spektrumları : (a)a&b Grubu Zemin, (b)c Grubu Zemin (c) (c)d Grubu Zemin 8 ügmax=.g 8 ügmax=.g 7 7 Spektral Yerdeğiştirme (cm) 5 Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 5 Spektral Yerdeğiştirme (cm) 5 Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 5 (a) 8 ügmax=.g 8 ügmax=.g 7 7 Spektral Yerdeğiştirme (cm) 5 Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 5 Spektral Yerdeğiştirme (cm) 5 Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 5 (b) 8 ügmax=.g 8 ügmax=.g 7 7 Spektral Yerdeğiştirme (cm) 5 Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 5 Spektral Yerdeğiştirme (cm) 5 Cy.5 Cy. Cy. Cy. Cy. 5 (c) Şekil 5. Ortalama Spektral Yerdeğiştirme Spektrumları : (a)a&b Grubu Zemin,(b)C Grubu Zemin (c)d Grubu Zemin

Ü. MERT TUĞSAL, F. İ. KARA, B. AKBAŞ, Y. M. FAHJAN Taban Kesme Kuvveti Katsayısı.5.5.5 ügmax=.g µ= µ= µ= µ= µ=8 Taban Kesme Kuvveti Katsayısı.5.5.5 ügmax=.g µ= µ= µ= µ= µ=8 5 5 (a) Taban Kesme Kuvveti Katsayısı.5.5.5 ügmax=.g µ= µ= µ= µ= µ=8 Taban Kesme Kuvveti Katsayısı.5.5.5 ügmax=.g µ= µ= µ= µ= µ=8 5 5 (b) Taban Kesme Kuvveti Katsayısı.5.5.5 ügmax=.g µ= µ= µ= µ= µ=8 Taban Kesme Kuvveti Katsayısı.5.5.5 ügmax=.g µ= µ= µ= µ= µ=8 5 5 (c) Şekil. Ortalama Taban Kesme Kuvveti Katsayısı Spektrumları : (a)a&b Grubu Zemin, Zemin (c)d Grubu Zemin (b)c Grubu YAPAY SİNİR AĞI (YSA) TASARIMI YSA lar basit matematiksel yapılar olarak değerlendirilir ve birçok parametre arasında güvenli bir ilişki kurulmasında oldukça uygun araçlardır. YSA ları oldukça yüksek dereceden doğrusal olmayan problemleri kolaylıkla çözebilirler. Tipik bir n girdi nodlu, m gizli nodlu, bir çıktı nodlu, üç katmanlı ve ileri beslemeli YSA modeli Şekil 7 de görülmektedir. YSA modeline sunulan veriler girdi nodlarıyla, modelin çıktıları ise çıktı nodlarıyla gösterilir. Gizli nod ise YSA modelinin çıktısını girdi örneklerinin faydalı özellikleri yardımıyla hatırlamaya ve elde etmeye yarayan bir arayüz görevi görür ( Rafiq vd., ; Günaydın ve Doğan ()).

Farklı Zeminlerdeki Enerji Dağılımlarını İncelemek İçin Bir NN Yaklaşımı Tipik bir YSA modeli bir grup işleme elemanından (İE) oluşur ve bu elemanlar sinirler olarak adlandırılır. X X X i i Y Çıktı Katmanı m X n Girdi Katmanı Gizli Katman Şekil 7. Tipik bir YSA modeli Bütün İE ler bir sonraki katmandaki diğer İE lere bağlanmıştır ve paralel olarak işlerler. Aktivasyon fonksiyonu, bir İE nin girdisindeki aktivite seviyesi cinsinden çıktısını tanımlar ve doğrusal veya doğrusal olmayan bir formda olabilir. Doğrusal bir aktivasyon fonksiyonun çıktısı basit haliyle girdisine eşit olacaktır. YSA larının kurulmasında en yaygın olarak kullanılan aktivasyon fonksiyonu, - ve arasında çıktı değerleri üreten hiperbolik tanjant fonksiyonudur ( Neuro solutions, ). Bu çalışmada, doğrusal olmayan TSD sistemlerdeki enerji dağılımı, spektral yer değiştirme ve sünekliği tahmin etmek üzere farklı YSA modeli kurulmuştur. YSA modelleri üç adımda oluşturulmuştur; modelleme, eğitim ve sınama. YSA nın Modellenmesi Girdi katmanında, histeretik enerji (E H ), spektral yer değiştirme (S d ) ve süneklik (μ) i değerlendirmek amacıyla dört girdi parametresi seçilmiştir (Tablo ). Bu parametreler ) X, ) X, ) X, ) X dür. X doğal titreşim periyodu, X zemin türü, X taban kesme kuvveti katsayısı, X ise maksimum yer ivmesi olarak seçilmiştir. Bu girdi parametrelerinin değişim aralıkları Tablo de verilmiştir. Bütün girdi parametreleri YSA modellerine yukarıdaki gibi girilmiştir. YSA modelleri için toplam 75 olay kullanılmıştır. Kullanılan YSA modellerindeki olaylar iki ayrı sete ayrılmıştır. Setlerin birisi YSA modelinin eğitiminde kullanılmış ( olay) ve diğer set ise eğitilen ağın sınanması için ayrılmıştır. Sınama amacıyla, tüm verilerin % si (5 olay) her eğitim çevriminde sınama amacıyla rastgele seçilmiştir. Sınama amacıyla seçilen verilerin en büyük ve en küçük değerler arasında olmasına çalışılmıştır.

Ü. MERT TUĞSAL, F. İ. KARA, B. AKBAŞ, Y. M. FAHJAN 5 Tablo. Girdi parametreleri YSA nın Eğitimi Girdi Tanımı Değişim Aralığı Parametresi X Doğal titreşim periyodu.-5. sn X Zemin türü - X Taban kesme kuvveti katsayısı.5-. X Maksimum yer ivmesi.g.g Y Histeretik enerji. 875.5 knm Y Spektral yer değiştirme. 7. cm Y Süneklik. - 58 Bu çalışmada, YSA modelinin eğitimi için standart geri yayınım algoritması kullanılmıştır ( Neuro solutions, ). Bu çalışmadaki NN modelleri, girdi parametresine karşılık gelen tane birbiriyle bağlı İE lı ve hedef olarak seçilen bir çıktı katmanına karşılık gelen İE lı bir girdi katmanıyla oluşturulmuştur. Birkaç denemeden sonra bir gizli katman ve aktivasyon fonksiyonu olarak da hiperbolik tanjant fonksiyonunun kullanılmasına karar verilmiştir. YSA nın Sınanması Sınama aşaması, YSA modelinin performansını göstermektedir. Sınama, eğitim sırasında elde edilen en iyi ağırlıklarla gerçekleştirilir. Ağırlık çarpanları bu aşamada değişmez. YSA modelinin eğitilmiş ağırlık çarpanlarının geçerliliği eğitilen YSA modelinin tahminlerinin doğruluğunun sınanması için ayrılan verilerle yapılır. Bu çalışmada YSA modelinin performansı, aşağıdaki gibi hata yüzdesi (PE) ile ölçülmüştür: x( i) X ( i) PE = x% () X ( i) Tüm YSA modelinin performansı ise ağırlıklı hata (WE) yardımıyla aşağıdaki gibi tanımlanabilir (Hegazy ve Ayed, 998): (%)WE =.5 (Eğitim seti içim ortalama PE ) +.5 (Sınama seti için ortalama PE ) () Histeretik enerji için oluşturulan NN modelinde sınama olayları için ortalama PE, %.; eğitim olayları için ise %9.95 olarak hesaplanmıştır. WE ise %.9 olarak bulunmuştur. Bu model için epok sayısı, dir. Spektral yer değiştirme için oluşturulan NN modelinde sınama olayları için ortalama PE, %.77; eğitim olayları için ise %.5 olarak hesaplanmıştır. WE ise %5. olarak bulunmuştur. Bu model için epok sayısı 5, dir. Süneklik için oluşturulan NN modelinde ise sınama olayları için ortalama PE, %.7; eğitim olayları için ise %. olarak hesaplanmıştır. WE ise %.9 olarak bulunmuştur. Bu model için epok sayısı ise 5, dir. Tüm modeller en az 5 deneme sonunda elde edilen en iyi sonuçlardan seçilmiştir. Histeretik enerji ve süneklik için oluşturulan NN modelleri normalleştirildikten sonra programa input olarak girilmiştir (Hegazy ve Ayed, 998). Spektral yer değiştirme için oluşturulan NN modelinde ise datalarin programa girmeden önce normalleştirilmesi daha elverişsiz sonuç verdiği için datalar programa normalleştirilmeden input olarak girilmiştir. Hassasiyet analizi, YSA modelindeki herbir girdi parametresinin modelin çıktısı üzerindeki etkisi hakkında önemli bilgiler vermektedir. Böylece modeli kullananlar, modelin boyutunu azaltmak için önemsiz girdi kanallarını modelden çıkarabilme şeçeneğine sahip olurlar. Hassasiyet analizi sırasında, modeldeki girdiler hafifçe kaydırılır ve çıktıdaki değişiklikler toplamı % olacak şekilde yüzde cinsinde ifade edilir ( Neuro solutions, ). Histeretik enerji için

Farklı Zeminlerdeki Enerji Dağılımlarını İncelemek İçin Bir NN Yaklaşımı oluşturulan NN modelinde, maksimum yer ivmesi (X) %7.5 ile histeretik enerji üzerindeki en etkin parametre olarak bulunmuştur (Şekil 8a). Taban kesme kuvveti katsayısı (X) ise %9. ile en az önemli parametre olmuştur (Şekil 8a). Doğal titreşim periyodu (X) ve zemin türünün (X) etkileri ise sırasıyla %.5 ve %.7 olarak belirlenmiştir (Şekil 8a). Maksimum yer ivmesi (X) ve doğal titreşim periyodunun (X) etkileri birbirine oldukça yakındır. 5 Hassasiyet (%) X X X X Tasarım Değişkenleri a. Histeretik Enerji 5 Hassasiyet (%) X X X X Tasarım Değişkenleri b. Spektral yer değiştirme 5 X X Hassasiyet (%) X X Tasarım Değişkenleri c. Süneklik Şekil 8. Hassasiyet analizi sonuçları

Ü. MERT TUĞSAL, F. İ. KARA, B. AKBAŞ, Y. M. FAHJAN 7 Spektral yer değiştirme için oluşturulan NN modelinde, doğal titreşim periyodu (X) ve maksimum yer ivmesi (X), sırasıyla %. ve %.9 ile spektral yer değiştirme üzerindeki en etkin parametreler olarak bulunmuştur (Şekil 8b). Taban kesme kuvveti katsayısı (X) ise %8. ile en az önemli parametre olmuştur (Şekil 8b). Zemin türünün (X) etkisi ise %. olarak belirlenmiştir (Şekil 8b). Süneklik için oluşturulan NN modelinde, doğal titreşim periyodu (X) %5.57 ile süneklik üzerindeki en etkin parametre olarak bulunmuştur (Şekil 8c). Zemin türü (X) ve taban kesme kuvveti katsayısı (X) ise sırasıyla %5.9 ve %9.8 ile en az önemli parametreler olmuştur (Şekil 8c). Maksimum yer ivmesinin (X) etkisi ise %8.5 olarak belirlenmiştir (Şekil 8c). Maksimum yer ivmesi (X) ve doğal titreşim periyodunun (X) etkileri birbirine oldukça yakındır. Hassasiyet analizi sonuçlari göstermiştir ki incelenen çıktı parametreleri için (histeretik enerji, spektral yer değiştirme ve süneklik) doğal titreşim periyodu ve maksimum yer ivmesi oldukça önemli pamatrelerdir ve mutlaka gözönüne alınmaları gerekir. Taban kesme kuvveti katsayısı ise tüm NN modellerinde en az etkin parametre olarak bulunmuştur. SONUÇLAR Bu çalışmada dört girdi parametresi kullanılarak oluşturulan üç YSA modeli yardımıyla doğrusal olmayan tek serbestlik dereceli sistemlerde histeretik enerji, spektral yer değiştirme ve süneklik belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla bir dizi farklı zeminlerde ve farklı maksimum yer ivmelerine maruz tek serbestlik dereceli sistemler üzerinde doğrusal olmayan dinamik zaman geçmişi analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar yardımıyla histeretik enerji, spektral yer değiştirme, ve sünekliğin tahmin edilebilmesi için farklı NN modelleri oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlar doğal titreşim periyodu ve maksimum yer ivmesinin tek serbestlik dereceli sistemlerin mukabelelerinde oldukça önemli parametreler olduğunu göstermiştir. NN modelleri doğrusal olmayan tek serbestlik dereceli sistemlerin mukabelelerini tahmin etmekte kullanılabilirler. Bu çalışmada NN modelleri input parametresi yardımıyla oluşturulmuştur. YSA modellerinin eğitimi olay üzerinde, sınanmaları ise 5 olay üzerinde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlarda histeretik enerji için %9.7, spektral yer değiştirme için %8.59, süneklik için ise %99.8 ortalama doğruluk saptanmıştır. Başka parametreler kullanılarak da YSA modelinin doğruluğu daha da arttırılabilir, yani daha fazla girdi parametresi daha yüksek doğruluk getirebilir. KAYNAKLAR Akiyama H (985). Earthquake-Resistant Limit-State Design for Buildings,University of Tokyo Press. ATC 55 Project, FEMA (5), Improvement Of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedure, Prepared By Applied Technology Council For The Federal Emergency Management Agency, Washington, DC. Bertero VV and Teran-Gilmore A (99), Use of Energy Concepts in Earthquake Resistant Analysis and Design: Issues and Future Directions, Advances in Earthquake Engineering Practice, Short Course in Structural Engineering, Architectural and Economic Issues, University of California, Berkeley. DBYBHY (7), Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara. Fajfar P and Vidic T (989), Seismic Demand in Medium- and Long-period Structures. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 8:5-57. FEMA 5 (), Prestandart And Commentary For The Seismic Evaluation Of Buildings, Prepared By The American Society Of Civil Engineers For The Federal Emergency Management Agency, Washington, DC. Gunaydin HM and Dogan SZ (), A Neural Network Approach for Early Cost Estimation of Structural Systems of Buildings, International Journal of Project Management, No., pp. 595.

8 Farklı Zeminlerdeki Enerji Dağılımlarını İncelemek İçin Bir NN Yaklaşımı Hachem MM (), Bispec User Guide V..55, Department of Civil Engineering, http://www.ce.berkeley.edu/~hachem/bispec/, University of California at Berkeley. Hegazy T and Ayed A (998), Neural Network Model for Parametric Cost Estimation of Highway Projects, Journal of Construction and Engineering and Management, Vol., No., pp. 8. IBC (), International Building Code, International Code Council, Falls Church, Virginia. Neuro Solutions (), Neurodimension, Inc., Version.. Rafiq MY, Bugmann G, Easterbrook DJ (), Neural Network Design for Engineering Applications, Computers and Structures, No.79, pp. 5 5.