SAU Fer Bllimleri Enstitüsü Dergisi 6Cilt, 2Say {Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamala M Karabay DEPREM ETKISINDEKI YAPILARDA UYGULANAN KONTROL SİSTEMLERİ VE KURŞUN KAUÇUK YATAK UYGULAMALARI Mehtap Kt\RABAY Özet Bu çalşmada deprem, rüzgar gibi önemli dinamik yükler etkisindeki yaplarn davranşlarn kntrl etmek amacyla kullanlan kntrl sistemleri genel larak incelenmiştir Bunlar aktif, pasif ve karma kntrl sistemler lmak üzere üçe ayrlr Bu sistemlerden pasif kntrl sistemlere örnek lmak üzere kurşun/kauçuk sistemlerin yaplar üzerindeki etkisi araştrlnştr Anahtar Kelimeler Yapsal kntrl, aktif kntrl sistemleri, pasif kntrl sistemleri, karma kntrl sistemleri, sönümleyiciler Ahstract In this study, structural cntrl systems which are used fr the design f structures subjected t imprtant seismic excitatins such as earthquakes, strng "\Vinds are generally investigated These cntrl systems are divided int three main grups; lactive cntrl systens 2Pasive cntrl systems 3Hybrid cntrl systems Amng these systems, as a nurnerical sample t passive cntrl; a sevenstry buijding is slved t cxamine the effects f rubber/lead bearing systems n a building Keywrds Structural cntrl, active cntrl systems, passive cntrl systems, hybrid cntrl systems, dampers I GİRİŞ Dünya nüfusunun günden güne artmas, buna karşlk yaşanabilir alanlarn snrl lmas nedeniyle artan knut ve diğer ihtiyaçlan giderebilmek amacyla çk katl yüksek veya geniş kütleli yaplmas, Yap Mühendisliğinde baz srunlan birlikte getirmiştir; 2 Knfr İnsanlar çn yapda istenen knfrun sağjanmas zrdur Çk yüksek binalarn en üst katnda ve büyük açklkl köprüler üzerinde bulunan insanlar titreşim nedeniyle hem psikljik hem de fiziksel larak rahatsz lmaktadrlar 3 Kullamlabilir lik (Hizmet servis garantisi) Yapmn ömrünün dş etkilerle nasl değiştiği bilinemediğinden bu yaplarn ne kadar süre güvenlikli labileceği tahmin edilemenektedir 4 Linit dwum Bir yapmn önemli derecede büyük çatlaklar, büyük şekil ve yer değiştirmeler nedeniyle artk yük taşyamaz duruma gelmesi ve göçmenin başlamas durumudur Yukarda sözü edilen bu yaplarn ne zaman ve nasl bir etkiyle limit dunma geldiklerinin incelenmesi gerekmektedir 5 Maddi zarar riski Titreşim nedeniyle camlann krlmas, duvarlarda çatlaklarn luşmas ve hassas aletlerin zarar gömesi gibi hasarlar ile maddi zararlar artmaktadr Bu tür prblemierin çözümünün sağlanmas ile mülendislik yaplannn şiddetli rüzgar ve deprem gibi dinamik dş etkilere karş krunmasnda yapsal kntrl üzerine bir yaklaşm getirilmektedir Depreme dayankl yap tasannnda temel anaç, güvenlik, hizmet ve knfr şartlanmn sağlanmasdr Teknljinin tarihsel gelişiminde rijit yaplar yaplarak depreme karş krunulurken daha snra esnek yaplar yani akll binalar üretilmeye başlannnştr Yer hareketinin meydana getirdiği enerjinin yap elemanlan tarafndan sönümlenmesi fikrine da yal larak bir çk yap kntrl mekanizmalar luşturulmuştur Kntrl mekanizmalan genelde üç bölüm altnda incelenebilir Pasif kntrl sistemleri Aktif kntrl sistemleri Güvenlik Yüklemenin tipine göre yapya uygulanan kuvvetlerde baz belirsizliklerin lmas durumunda yaplarn güvenliğinden tam larak emin lunanamaktadr MKarabay; SAÜ Yap İşleri Daire Başkanh Karna sistemler Pasif kntrl sistemleri sismik izlasyn sistemleri ve pasif enerji sönümleyen sistemler lmak üzere iki gruba ayrlrlar Yaplarn tabanna yerleştirilen kauçuk esasl İzlasyn malzemesi, deprem srasnda yapnn 0
SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6Cilt, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalan M Karabay tabannda büyük deplasmanlar luşturarak meydana gelen enerjiyi sönümler ve yapnn üst ksnlanmn zarar görmesini önler Pasif eneji sönümleyen sistemlerde, viskelastik ve sürtünme araçlar ile enerjinin sönümlenmesi amaçlanmştr Her iki pasif kntrl sisteminde byutlandrna, yapnn inşaa edileceği bölgedeki depren karakteristiklerine bağl larak belirlenir Bu nedenle taban izlasyn ve pasif sönümleyici sistemler byutlandrldklar deprem şiddetinde maksimum knma y sağlarlar Buna karşlk aktif kntrl sistemleri rnekaniznay denetler ve belirli zaman aralklannda deprem titreşimlerini alglarlar Bu titreşimierin şiddetine göre hesaplar yapan bir kntrl ünitesine sahip lduklar için terik larak her şiddetteki depreme dayanacak şekilde tasarlanmşlardr Aldemir ve Bakiğlu [ ], çalşmalannda sismik kuvvetler altnda yap davranşn azaltan ptimal kntrl yöntemlerini geliştirmek için büyük bir kuvvet tanmlamşlardu Depreme karş uyanlan yaplarn kntrlünde uygulanan dğrusal regulatör prblemin analitik çözümünü; yapsal kntrlün önceden tanmlanan tüm ptimal kntrlleri, lağan ptimalite kşullanna bağl lmasna rağmen; yeterli ptimalite kşullann kullanarak elde etmişlerdir Optimal kapalaçk çevrim kntrlün, deprem kuvvetleri etkisindeki sivil yaplar için uygulamayacağn öne sürmüşlerdir Optimal kapalaçk çevrim kntrlünün sismik ivme değerlerinin tahminine bağl larak yaklaşk bir biçimde yapldğn savunmuşlardr Kesin ptimal çözüm ve sismik İvnelerin elde edilecek değerleri arasndaki ilişkiyi belirlemek için aşağdaki ifadeyi kamtlamşlardr Sistemin mekanizmas genel larak, deprem titreşimlerinin alglanmas, bir kntrl aygt ile bu bilgilerin değerlendirilmesi ve bina üzerine yerleştirilmiş lan aygtlarla, binann titreşimlerine karş çeşitli biçimlerde yapnn taşyc sistemi üzerindeki zarar verici etkisinden kurtulmas prensibine dayal larak kurulmuştur Böylece bir yap, aktif kntrlü kullanarak deprem, rüzgar veya patlama gibi şiddetli ve ani yüklere karş davranşn değiştirerek, yüklerden dlay luşan enerjiyi sönümleyebilir Kendini yükün şiddetine göre ayarlama yeteneğindeki bu tür yaplara akll yaplar denir Akll yaplar teknljisi, yap ve deprem mühendisliğinde yeni bir devrim yaratacak niteliktedir Aktif kntrllü yaplar can kaybn önleyici, yapnn ve içindeki eşya dnanmnn zarar görneden kurtulmasn sağla y c özelliktedir Aktif kntrl sisteminin bir çk yarar sunmasnn yamnda baz önemli sakncalar da mevcuttur Deprem srasnda eneji nakil hatlarnda meydana gelebilecek hasarlar sistemin çalşmas için gerekli lan enerji srununu beraberinde getirir Bu srunu çözebilmek için kesintisiz enerji kaynağ gibi çözümler üretilmiştir Ayrca titreşimleri sönümleyecek lan aygtlarn harekete geçirilmesi büyük enerji gerektirir Kullanlan ileri teknlji ve gerekli enerji kaynağ temini maliyeti artran başlca dezavantajlarndan birkaçdr Eknmik lmayan aktif kntrl sistemlerin yerine çeşitli alternatifler düşünülmüştür Bunun snucu larak pasif kntrl sistemlerinin ucuz ve kalc çözümleri ile aktif kntrlün etkin ve kendini yüke göre ayarlama mekanizmalannn avantajlar kullanlarak karma sistemler luşturulmuştur Bu sistemler ile ilgili çalşmalardan bir ksm şöylece özetlenebilir Optimal kapalaçk çevrim kntrl prbleminin çözümü; verilen kriterleri sağlar nitelikte lduğunda yalnz ilk tahmini ivme değerlerini kullanarak yaklaşk bir biçimde elde edilebilir Hesaplanan perfrmans ö lçürnleri önerilen yaklaşk çözümün kapal çevrim kntrlünden daha iyi lduğunu belirtir Uyarmn elde edilecek değerleri ne kadar çk dğru tahmin edilirse, kadar çk ptimal çözüme yaklaşlr Chalhub [ 2 ], çalşmasnda iyi bir izlasyn sisteminin, rüzgar şiddetinin etkilerini snrlamas, kararl lmas ve anzagüvenlik kapasitesinin yüksek lmas gerektiğini ifade etmiştir Bu üç kşula da uyan ve bununla beraber başka avantajlara sahip lan yeni bir izlasyn sistemini; /4 ölçekli dkuz katl çelik bir yapnn temeli altnda Califrnia Üniversitesinde deprem simüasynu ile test etmiştir Bu deneye göre; temel küçük büyüklükteki girdiler için sabit davranr Kayma başladğnda kauçuk yataklama]ar ek rijitlik sağlar Yer bir sistem ile değiştirmeler, tam elastmerik İzlasyn sağlanan yer değiştirmelerden daha kntrllüdür Yalnz kauçuk sistemlerde karşlaşlan büyük yatay yer değiştümeler yüzünden meydana gelen düşey sapmalar rtadan kaldmlr Anzagüvenlik kapasitesi kauçuk yataklamalar içine yerleştirilen gerilme engelleyiciler ve kayclarla tabann sabitlik ilişkisinden yarartanr M Ali ve Abdal Ghaffar [ 3 ], çalşmalarnda sismik izlasyn ve enerji sönümleme uygulamalarnda kullanlan kauçuk, çelik ve kurşun aygtlar için snlu elemant bir mdel işlemişlerdir Derece derece skştrlabilirliği azaltan tutarl bir yaklaşm dikkate alarak kauçuk malzeme için büyük bir yer değiştirme uzama frmülasynu önerilmiştir Pasif kntrl yataklamalar için önceki analitik veya deneysel bilgiye bağl larak pratik bir idealleştirilme sunulmuştur Önerilen yöntemin deneysel snuçlarla dğruluğu tahkik edilmiştir Mdel, kabilu köprü sistemlerin 02
SAU Fen Bmleri Enstitüsü Dergisi 6Cilt, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve KurşunlKauçuk Yatak Uygulamalar M Karabay sismik enerji sönümlemesi içinde incelenmiş ve snuçlandnlmş tr Nagarajaah ve Sun [ 4 ], çalşmalarnda 994 Ls Angeles Nrthgridge depremi suasnda taban izlasynlu Yangn Kmuta ve Kntrl binasnn sismik perfrmansnn darbe etkisini değerlendirmişlerdir Darbe etkisinde kalmş taban izlasynlu bu binayl analiz etmek için yeni analitik mdelierne teknikleri geliştirmişler ve sistem tantm kullanarak bu tekniklerin dğruluğunu irdelemiş lerdir Darbeli ve darbesiz davramş tanmlarnşlardr Yapnn davranş üstündeki darbe etkilerini değerlendirmişlerdir Sismik perfrmans değerlendirmelerinin binann ankastre tabanl lmas durumundaki dav anşyla, taban izlasynlu binann davranşn kyaslayarak tanmlamasn yapnuşlardr Samali ve eliğerleri [ 5 ], çalşmalarnda hem aktif tendn ( kiriş ) hem de aktif kütle sönümleyicili kntrl sistemlerin, kuvvetli depremlerle uyarlmş binalara uygulanabilecek en uygun yerleşiminin araştrmas yapmşlardr Binalarn yanal bağlantl burulma hareketlerinin redüksiynu ölçülerek her iki taraftaki aktif kntrl sisteminin etkisi incelemişlerdir Deprem yer ivmesi ünifrm larak ayarlarumş, sabit lmayan rast gele yöntem larak örneklendirilmiştir Prblemi, geçiş matris yaklaşmn ve kapal çevrim kntr kanununu kullanarak frmüle etmişlerdir Rast gele titreşim analizi yap davranşn ve kapal çevrim kntrl kanununu kullanarak frmüle edilmiştir Rast gele titreşim analizi yap davramşnn statiğini ve istenilen aktif kntrl kuvvetlerini elde etmek için yaplmştr Mnte Carl simülasynu, yap davranşnn aktif kntrl sistemli veya sistemsiz halini göstermek çn kullanlmştr Şiddetli deprem uyanmlar etkisinde kalmş sekiz katl bir yapnn saysal örneği, yapnn davranşmn önemli ölçüde azalmasn tanmlamak için verilmiştir Yang ve diğerleri [ 6 ], çalşmalarnda histeretik yapsal sistemlerin veya dğrusal lmayan sistemler için ani ideal kntrl algritmalarnn geliştirilmiş bir versiynunu tamtmşlardu Önerilen algritmamn esas avantaj şudur Önceden önerildiği üzere kntrl vektörü, zamana bağml sistem matrisinin kntrlüne gerek duymadan, dğrudan ölçülen davranş durum vektöründen elde edilmiştir Mevcut algritmay kullanarak, histeretik sistenrin kntrl edilen davranşmn simülasyn yöntemi tantlmştr Sismik lmayan karma kntrl sistemlerin farkl tipierindeki kntrl algritrnasnda bulunan yerleşim uygulamalar vurgulanmştr Çeşitli kntrl sistemlerinin perfrmanslan değerlendirilmiş, saysal larak kyaslandrlmş ve sismik lmayan karma kntrl sistemlerin avantajlar kantlanmştr Önerilen kntrl algritmasmn, pratik aplikasynlar için etkili lduğu gösterilmiştir Kurşun Kauçuk Yataklamalar Elastmerik kurşun kauçuk yataklamalar deneysel larak kantlarunasna rağmen, bunlar üzerinde çk az analitik çalşma yaplmştr Kurşun ve kauçuk yataklamalar farkl özelliklerde üç malzemeyi birleştirirler Kurşun ve kauçuk yataklamalarn davramşnn mdellernesinde karşlaşlan güçlükler; kurşun ve malzemenin dğrusal lmamama durumu, kauçuk parçalarla birleşen malzemenin dğrusal lmama durumu ve gemetrik şkşulk lmama durumu snucunda rtaya çkar Bilim adamlar, yap mühendisleri, kurşun ve kaçuk üreticileri ve yataklama imalatçlar, şartnameler arasndaki farkl perspektiflerden kaynakl bu tarz pasif kntrl ve eneji sönümleme aygtlannn davranşlar belli bir standart çerçeve içine alnamamştr Kurşun kauçuk yataklamalar ilk kez Yeni Zelanda 'da geliştirilmiştir Kurşunlu kauçuk yataklar, kauçuk yataklarn merkezine bir kurşun çubuk yerleştitilerek luşturulur Kurşun çekirdek enerji dağlmnda ilave bir rijtlik sağlamas amacyla kullanlr Kurşun çekirdeğin enerji absarbe edebilme kapasitesi izlatörün yatay yer değiştirnesini azaltu Kurşun çubuk plastik şekil değiştine yaparken sönüm sağlar Kurşunlu kauçuk yataklann içindeki çelik tabakalara ek larak kurşun çubuk, uygulanan düşey yükün taşnmasn ve plastik şekil değiştirme ile de enerji yutulmasn sağlar Kurşunlu kauçuk yataklarn etkili rijitliği ve etkili sönümü yer değiştinneye bağldr Kurşunlu kauçuk yataklarn meanik özellikleri üç parametreye bağldr K, K2 ve Q dur Elastik rijitliği ( K) ölçnek zrdur ( K ) elastik rijitliği sn akma rijtliğinin (K2) bir ampirik çarpanla çarplmasyla hesaplanr Gerilme Karakteristiği ( Q ), histerik eğride kmşunun alana gerilmesi ve kurşun çubuk alam ile etkili rijitliği ise, yer değiştirne hesaplanr (Kerf ) azalrken maksimum yükler için tanmlanr Etkili rijitlik ( Keff) aşağdaki gibi tanmlanr; () Bu bağntda ( Dy ) akma yer değişti me sini gösterir Dğal frekans ( w ) ise; w= Kffg w (2) 03
SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6CiJt, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygularnalan M Karabay larak tanmlanr Burada; (3) lur Etkili Periyt ( T eff ) ise; Teff == 2I /W larak tanmlanr Etkili sönüm eff D> Dy lmak üzere, er4q (DDy) 2TI (KD+Q)D (4) şeklinde yazlr Yataklamalann davranş, deprem uyannlan altndaki yap davranşna bağl larak tüm davramş etkileyecek bir çk parametreye bağldr Bir kurşun kauçuk yataklamann perfrmans faktörü; kuvvet yer değiştirme ilişkisinin çevrimi alannn, iki yönlü dğrusal davramş gösterdiği kabul edilen paralelkenarn dş çember alanna ran larak tanrnlamr Bir deneysel çalşmada, King tarafndan 0,67 'lik bir perfrmans faktörü önerilniştir Perfrmans faktörü genellikle yataklamann detaylarna bağldr Bununla beraber, daha önceki analizierin çğu bu tip yataklamalarda kuvvet yerdeğiştirme için iki yönlü dğrusal davranş kabulu gözönüne alnmştu Bu kabul aygtla sönümlenen enerjinin değerinin artmasn sağlar [8] D, ' ' ' Kuvvet ' ',,? ' n Deplasman Şekil Kurşunlu Kauçuk İzlatörlerin Kuvvet Yer Eğrisi Kauçuk Kurşun çekirdek Çelik Üst çelik plaka Şekil 2 Kurşunlu Kauçuk M es net Sisteminin Kesiti ve Elemanlar II ÇALIŞMANIN AMAÇ VE KAPSAMI Mühendislik yaplar, hafif deprenlerde hasar görmeyecek şekilde, rta depremlerde ise yapda meydana gelen hasarlarn narlabilecek nitelikte lmasna izin verilecek şekilde prjelendirilebilir Çk şiddetli depremlerde ise yap hasar görebilir ancak göçmeyecek ve ayrca can kayplar lmayacak şekilde prj elendirilmesi temel prensibidir Bu nedenle güçlü depremlerin ykc etkilerinden yap y krumak deprem nühendisliğinin ve araştnnaclarn amac lmaktadr Zemin ile yap arasndaki etkileşinden dlay yap depremden çk çabuk etkilemnektedir Zemin ile yap arasndaki etkiyi azaltmak ve pasif kntrl sistemlere saysal uygulama lmas amacyla seçilen ve Şekil 3 'de kesiti verilen 7 katl ve üç byutlu bir binann analizleri üç ayr taban İzlasynu ve ankastre tabanh larak yaplmştr Bu mdeller birbirleriyle karşlaştrlmştr Tüm kln kesitleri 50/50 cm tüm kiriş kesitleri ise 30/60 cmlarak byutlandrlruştr Tüm katlarda döşeme kalnlğ 5 cm alruru ş tr Dinamik analizde yer hareketi larak 8 Mays 840 tarihinde meydana gelen El Centr depreminin kuzeygüney bileşeni kullanlmştr El Centr depreninin zaman artm 0,0 sn dir Deprem hareketin binaya x dğrultusunda etkidiği varsaylrmştr Dinamik analizler SAP 2000 Nnlineer 6 versiynu paket prgramnda Zaman artm (Time Histry ) yöntemi kullanlarak yaplmş ve özvektörler için md says 7 seçilmiştir Her bir m d için ise binamn sö n üm ran 0,05 larak alnmştr Bu saysal uygulamada, içerisinde kurşun silindirik çekirdek bulunan çelik tabakalar arasna vulkanizlenmiş kauçuk tabakalanndan luşan üç farkl nekanik özelliğe sahip Yeni Zelanda mesnet sistemi ' ön 04
SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6Cit 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalar M Karabay larak adlandrlan kullamlm ştr kauçuk mesnet sistemi 7 kat (+200 m), ) kat (+800 m) 5 kat ( + 500 m) 4 kat ( + 200 m) 3 kat (+900 m ) 2 kat ( +600 m) kat ( +300 m) T emel (000 m) Şekil 3 Üç byutlu binann kesiti 05
SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6Cilt, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yapllarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve KurşunlKauçuk Yatak Uygulamalan M Karabay Kauçuk mesnet sistemlerin özellikler Tabl de gösterilmiştir Tabl I Kauçuk Mesnetlerin Karakteristik Özellikleri Kütle E lastik Plastik Akma Etkili PlastikR/El (kg) Rijitlik Rijitlik Seviyesi Kuvveti Rijitlik astikr (kn/m) (kn/m) (kn) (kn) (kn/m) Oran Alana Kauçuk Mesnet 338,33 3469 448 20,04 24,49 0536,7 0,29 Kauçuk Mesnet 274,08 5630 448 20,04 24,49 700,9 0,080 2 Kauçuk Mesnet 254,32 24490 448 20,04 24,49 24490,0 0,08 3 Tabl 2 Grafiklerde kullanlan mdellerin isimlendirilmesi Ankastre Mesnetli Klasik Yap 2 Kauçuk tipi kullanlarak taban izle edilmiş bina yaps 3 Kauçuk 2 tipi kullanlarak taban izle edilmiş bina yaps 4 Kauçuk 3 tipi kullanlarak taban izle edilmiş bina yaps! ; \ T ; ) i z i ; f, ' E i ; z Şekil4 7 katl yapda a) Ankastre Mesnetli Yap b) Kauçuk Mesnetli Yap, 06
SAU Fe Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6Cit, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalan M Karabay 6 "" 4,28 2,047 2 3 nvdellcr 4 mdeller mdeller Şekil 5 Yapnn lmduna Ait Periyt Şekil 9 Yapnn En Üst Katnda X Ekseni Yönündeki Maksimum ivme Şekil 3 Yapnn En Üst Katnda X Ekseni Yönündeki Göreli Yer 6 V _ C" "8 4 E 2 > h ci! 4,094 2002 ('< ll 6 4 'f " mdçlkr _, \l 8 6 i",62 t 2 > > ] bo mdeller mdeller Şekil 6 Yapnn 2 Mduna Ait Periyt Şekil O Yapnn En Üst KatndaY Ekseni Yönündeki Maksimum İ vme Şekil I 4 Yapnn En Üst Katnda Y Ekseni Yönündeki Göreli Yer s Bi ;;;'4 g 3 fi 0 4,742 mdeller 6 5 _, t ;Gl; {J t ;>, lo 5 5,664 rrdeller e 5 t "il lo 5 ;c; () Q "Q ki > 0,7 3 4 mdeller Şekil 7 Yapnn 3 Mduna Ait Periyt Şekil ll Yapnn En l)st Katnda X Ekseni Yönündeki Maksinum Yer Şekil 5 Yapnn Temel Seviyesinde X Ekseni Yönündeki Maksimum Yer '2 0,5 Cl) ;;' 0,4 "8 0,3 E 0,2 t' u 0 2 3 7 '"' 6 6 s \ i n ti l li, ll,6sj l 3, e s b M 0,422 ;&; 0,5 b > mdeller n!cllcr mdeuer Şekil 8 Yapnn 4 Mduna Ait Periyt Şekil 2Yapntn En Üst KatndaY Ekseni Yönündeki Maksimum Yer Şekil 6 Yapnn Temel Seviyesinde Y Ekseni Yönündeki M aksi mu m Yer 07
SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6Cilt, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve KurşunlKauçuk Yatak Uygulamalan M Karabay ts 4 3 V> 2 b > () Cl) mdeller 'E ğ p 60000 40000 20000 074 a mdeller 'S' 8 s '00 50 i 2 3 mdeller Şekil?Yapnn Temel Seviyesinde X Ekseni Yönündeki Göreli Yer Şekil 2 Yapnn X Ekseni Yönündeki Maksimum Taban Nlmenti Şekil 25 Yapnn En Üst Katmda Bir Klnun 22 Dğrultusunda Eğime Mmenti, ki,5 tt' ] +Gi ;Q; 0,5 +lilii l,, mdeller Şekil 8 Yapnn Temel Seviyesinde Y Eksen i Yönündeki Göreli Yer ŞekiJ 22 Yapnn Y Ekseni Yönündeki Maksirnun Taban Şekil Mmenti Şekil26Yapnn En Üst Katnda Br Klnun 33 Dğrultusunda Kesme Kuvveti a 8000 u 6000 4000 n X a 'S mdeller 00 ts a 50 92,283 3,90 u 5, "' 2,645,448 mdeher e s 't 00 50 ' mdeller Şekil 9 Yapnn X Ekseni Yönündeki Taban Kesme Kuvveti Şekil 23Yapnn En Üst Katnda Bir Klnun Eksenel Kuvveti Şekil 27 Yapnn En Üst Katnda Bir Klnun 33 Dğrultusundaki Eğilme Mmenti 6000 a 4000 2000 'J ; D!5 mdeller 42 00 94,303 n 4) j 50 ] s s s 8,i7 8,024 mdeller 'S' 40 3 0 37,2 r 0 0 mdcdcr Şekil 20 Yapnn Y Ekseni Yönündeki Taban Kesme Kuvveti Şekil 24 Yapnn En Üst Katnda Bir Klnun 22 Dğrultusunda Kesme Kuvveti Şekil28 Yapnn En Üst Katnda Bir Klnun Bumlmas 08
SAL Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6Cilt, 2Say (Temmuz 2002) Deprem Etkisindeki Yaplarda Uygulanan Kntrl Sistemleri ve Kurşun/Kauçuk Yatak Uygulamalan M Karabay lll GENEL SONUÇLAR Bu çalşma da elde edilen snuçlar aşağda sralanmştr kauçuk sistemlerinde srasyla % 9 5, %94 ve 0/ 95 ranlarnda azalmalar görülmüştür 7 katl yap sisteminde El Centr depremi ivmesi etkisinde yapnn periydu, taban izlasynlu lnas durumunda, ankastre mesnetli lmasna durumuna göre yaklaşk 8 kat artmaktadrancak yap periydu farkl izlasyn tiplerinde kauçuğun rijitliği artnldkça giderek azalmaktadr 2 7 katl yap sisteminde El Centr depremi i vmesi etkisinde kullanlan düşük,rta ve yüksek rijitlikli kauçuk mesnet sistemler, yap sisteminin ankastre mesnetli uygulamasna göre üst yapnn x ekseni yönündeki ivne etkisini srasyla / 46, / 50 ve % 48 ranlarnda azaltnuşlardr 3 7 katl yap sisteminde binamn en üst katnda x dğrultusundaki maksinum yer değiştirme 3,04 cm lmuştur Düşük rijitlikli kauçuk mesnet sistemine göre rta rijitildi kauçuk mesnet sisteminde, yer değiştinede / ll rannda, yüksek rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde ise / 3 rannda azalma görtilmüştür Yap ankastre mesnetli mdele göre ise yaklaşk %30 rannda artan bir yer değiştirne göstermiştir Yap sisteminin temel seviyesinde ise maksimum yer değiştirme ll,4 cm lmuştur Orta rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde yer değiştirnede, düşük rijitlikli kauçuk mesnet sistemine göre % ll rannda; yüksek rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde ise % 30 rannda bir azalma görülmüştür 4 7 katl yap sisteminde x dğrultusunda binann en üst katndaki göreli yer değiştirme düşük rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde ankastre mesnetli mdele göre yaklaşk % 27 'lik bir artş göstermiştir Orta ve yüksek rijitlikli kauçuk mesnet sisteminde ise bu artş % 20 ve 0/ 2 ranlannda lmuştur Yapmn temel seviyesinde ise kauçuk mesnet sistemlerindeki bu değişim ankastre mesnetli mdele göre düşük, rta ve yüksek rijitlikli kauçuk için suasyla % 30, % 25 ve % 24 rannda lmuştur 5 7 katl yap sisteminin x dğultusundaki taban kesme kuvveti ankastre mesnetli mdele göre ; düşük, rta ve yüksek rij itlikli kauçuk mesnet sisteminde srasyla % 77, % 79, / 82 ranlarnda azalmştr 7 7 katl yap sisteminin en üst katnda bulurian bir klnun 22 dğrultusundaki kesme kuvvetlerinde kauçuk mesnetli sistenlerde allkastre mesnetli sisteme göre maksimum / 9 rannda; 22 dğrultusundaki eğilne mmentinde ise düşük, rta ve yüksek rijitlikli kauçuk sistemlerde srasyla % 84, %86 ve %88 ramnda azalmalar görülmüştür KAYNAKLAR [] ALDEMIR, U, BAKIOGLU, M, and AKHIEV, S, S, " Optimal Cntrl f Lineer Buildings Under Seismic Excitatins ", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vlume 30, pp 835 85, Istanbul, Turkey, 200 [2] CHALHAUB, M, S, " Sliders and Tensin Cntrlled Reinfrced E tastmeric Bearings Cmbined Fr Earthquake Islatn ", Earthquake Engineering and Stuctural Dynamics,, Vl 9, pp 333 344, USA, 990 [3] M I, H, E, ABDAL GHAFFAR, A M, " Mdelling Of Rubber And Lead Passive Cntrl Bearings Fr Seismic Analysis ", Jurnal f Structural Engineering, V2, 7, pp 34 43, USA ' 995 [4] NAGARAJAIAH, S, and SUK, X, " Base Islated FCC Buildings lmpact Respnse In N rthgridge Earthquake,, Jurnal f Structural Engineering, Vl 27, N 9, pp 063 075, Hustn, USA, 200 [5] SAMALI, B, B, YANG, J, N, and LİU, S, C, " Active Cntrl Of Seisrnic Excited Buildings ", Jurnal f Structural Engineering, Vl lll, N O, pp 265279, Washingtn, USA, 985 [6] YANG, S, N, Ll, Z, DANIELIANS, A and LIU, S C, "Aseismic Hybrid Cntrl Of Nn Lineer And Hysteretic Structures I ", Jurnal f Engineering Mechanics, Vl 8, N 7, pp 423 439,Washingtn, USA, 992 [7] M ALI, H, E, ABDAL GHAFFAR, A M, " Mdeliing Of Rubber And Lead Passive Cntrl Bearings Fr Seismic Analysis ", Jurnal f Structural Engineering, Vl 2, N 7, pp 3443, USA '995 6 7 katl yap sisteminin x dğrultusundaki naksimum taban mmenti ankastre mesnetli ndele göre düşük, rta ve yüksek rijitlikli 09