DİNAMİK ANALİZ PROBLEMLERİ İÇİN YENİ BİR ADIM ADIM SAYISAL ÇÖZÜMLEME YÖNTEMİ

Benzer belgeler
Deprem Tepkisinin Sayısal Metotlar ile Değerlendirilmesi (Newmark-Beta Metodu) Deprem Mühendisliğine Giriş Dersi Doç. Dr.

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 7 Sayı: 1 s Ocak 2005

Sistemde kullanılan baralar, klasik anlamda üç ana grupta toplanabilir :

ÇOKLU REGRESYON MODELİ, ANOVA TABLOSU, MATRİSLERLE REGRESYON ÇÖZÜMLEMESİ,REGRES-YON KATSAYILARININ YORUMU

YAYILI YÜK İLE YÜKLENMİŞ YAPI KİRİŞLERİNDE GÖÇME YÜKÜ HESABI. Perihan (Karakulak) EFE

Üç Boyutlu Yapı-Zemin Etkileşimi Problemlerinin Kuadratik Sonlu Elemanlar ve Sonsuz Elemanlar Kullanılarak Çözümü

ÇERÇEVE TİPİ YAPILARIN DEPLASMAN ESASLI DİZAYNI İÇİN DEPLASMAN PROFİLİ

MOD SÜPERPOZİSYONU İLE ZAMAN TANIM ALANINDA ÇÖZÜM

YAPILARIN ENERJİ ESASLI TASARIMI İÇİN BİR HESAP YÖNTEMİ

UZAY ÇERÇEVE SİSTEMLERİN ELASTİK-PLASTİK ANALİZİ İÇİN BİR YÖNTEM

BETONARME YAPI TASARIMI

Adi Diferansiyel Denklemler NÜMERİK ANALİZ. Adi Diferansiyel Denklemler. Adi Diferansiyel Denklemler

Deney No: 2. Sıvı Seviye Kontrol Deneyi. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ Dijital Kontrol Laboratuvar Deney Föyü Deneyin Amacı

bir yol oluşturmaktadır. Yine i 2 , de bir yol oluşturmaktadır. Şekil.DT.1. Temel terimlerin incelenmesi için örnek devre

kadar ( i. kaynağın gölge fiyatı kadar) olmalıdır.

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt:13 Sayı:2 sh Mayıs 2012

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

5.3. Tekne Yüzeylerinin Matematiksel Temsili

4.5. SOĞUTMA KULELERİNİN BOYUTLANDIRILMASI İÇİN BİR ANALIZ

ENERJİ. Isı Enerjisi. Genel Enerji Denklemi. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon Kocatepe Üniversitesi 2007

SPOR BİYOMEKANİĞİNDE MODELLEME ve KARŞILAŞILAN SORUNLAR

X, R, p, np, c, u ve diğer kontrol diyagramları istatistiksel kalite kontrol diyagramlarının

PROJE SEÇİMİ VE KAYNAK PLANLAMASI İÇİN BİR ALGORİTMA AN ALGORITHM FOR PROJECT SELECTION AND RESOURCE PLANNING

Korelasyon ve Regresyon

TEMEL DEVRE KAVRAMLARI VE KANUNLARI

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

16. Dörtgen plak eleman

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

SAYISAL ANALİZ. Doç.Dr. Cüneyt BAYILMIŞ. Sayısal Analiz. Doç.Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

ENDÜSTRİNİN DEĞİŞİK İŞ KOLLARINDA İHTİYAÇ DUYULAN ELEMANLARIN YÜKSEK TEKNİK EĞİTİM MEZUNLARINDAN SAĞLANMASINDAKİ BEKLENTİLERİN SINANMASI

Çelik Yapıların Öngörülen Göreli Kat Ötelemesi Oranına Göre Enerji Esaslı Tasarımı *

HAFTA 13. kadın profesörlerin ortalama maaşı E( Y D 1) erkek profesörlerin ortalama maaşı. Kestirim denklemi D : t :

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

AĞIRLIKLI KALANLAR YÖNTEMİ VE BAZI UYGULAMALARI

PARÇALI DOĞRUSAL REGRESYON

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Sayısal Çözümleme

ALTERNATİF AKIM DEVRE YÖNTEM VE TEOREMLER İLE ÇÖZÜMÜ

ROBİNSON PROJEKSİYONU

TÜRKİYE DEKİ 380 kv LUK 14 BARALI GÜÇ SİSTEMİNDE EKONOMİK YÜKLENME ANALİZİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet I Vize Sınavı (2A)

UYUM ĐYĐLĐĞĐ TESTĐ. 2 -n olup. nin dağılımı χ dir ve sd = (k-1-p) dir. Burada k = sınıf sayısı, p = tahmin edilen parametre sayısıdır.

MİNİMAL SİSTEMLERDE DURUM GERİBESLEMESİ İLE KUTUP ATAMA PROBLEMİNİN NÜMERİK ANALİZİ

ÇOK DURUMLU AĞIRLIKLANDIRILMIŞ BİLEŞENLİ SİSTEMLERİN DİNAMİK GÜVENİLİRLİK ANALİZİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KAFES SİSTEMLERİN OPTİMUM TASARIMI. YÜKSEK LİSANS TEZİ Mak. Müh.

İki Serbestlik Dereceli KardanUygulamasının Kararlılaştırılması

Sürekli Olasılık Dağılım (Birikimli- Kümülatif)Fonksiyonu. Yrd. Doç. Dr. Tijen ÖVER ÖZÇELİK

Calculating the Index of Refraction of Air

(DERS NOTLARI) Hazırlayan: Prof.Dr. Orhan ÇAKIR. Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü

Denklem Çözümünde Açık Yöntemler

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK2013, Eylül 2013, Malatya DOĞRUSAL KONTROL SİSTEMLERİ

BÖLÜM 5 İKİ VEYA DAHA YÜKSEK BOYUTLU RASGELE DEĞİŞKENLER İki Boyutlu Rasgele Değişkenler

ÖZET Yüksek Lisans Tezi. Kinematik Modelde Kalman Filtreleme Yöntemi ile Deformasyon Analizi. Serkan DOĞANALP. Selçuk Üniversitesi

Türk Dilinin Biçimbilim Yapısından Yararlanarak Türkçe Metinlerin Farklı İmgelere Ayrılarak Kodlanması ve Sıkıştırılması

dir. Bir başka deyişle bir olayın olasılığı, uygun sonuçların sayısının örnek uzaydaki tüm sonuçların sayısına oranıdır.

HİPERSTATİK SİSTEMLER

ARAŞTIRMA MAKALESİ/RESEARCH ARTICLE TEK ÇARPIMSAL SİNİR HÜCRELİ YAPAY SİNİR AĞI MODELİNİN EĞİTİMİ İÇİN ABC VE BP YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI ÖZ

JFM316 Elektrik Yöntemler ( Doğru Akım Özdirenç Yöntemi)

TRİSTÖR VE TRİYAK HARMONİKLERİNİN 3 BOYUTLU GÖSTERİMİ VE TOPLAM HARMONİK BOZUNUMA EĞRİ UYDURMA

KAFES SİSTEMLERİN GERİLME, YER DEĞİŞTİRME, BURKULMA VE DOĞAL FREKANS KISITLARI ALTINDA OPTİMUM TASARIMI

Şiddet-Süre-Frekans Bağıntısının Genetik Algoritma ile Belirlenmesi: GAP Örneği *

MIT Açık Ders Malzemeleri Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Koşulları hakkında bilgi almak için

Rasgele Değişken Üretme Teknikleri

Merkezi Eğilim (Yer) Ölçüleri

Soğutucu Akışkan Karışımlarının Kullanıldığı Soğutma Sistemlerinin Termoekonomik Optimizasyonu

ORTOTROPİK ZİNCİR YAN PLAKALARINDA GERİLME YIĞILMASI KATSAYILARININ HESAPLANMASI

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 Sayı: 48 sh Eylül 2014 KRİL SÜRÜSÜ ALGORİTMASI İLE ATÖLYE ÇİZELGELEME

TÜRKİYE DEKİ 22 BARALI 380 kv LUK GÜÇ SİSTEMİ İÇİN EKONOMİK DAĞITIM VE OPTİMAL GÜÇ AKIŞI YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

ÇOK KATLI ÇELİK YAPILARIN GEOMETRİ BAKIMINDAN DOĞRUSAL OLMAYAN DAVRANIŞININ ARTIMSAL VE PRATİK 2. MERTEBE ANALİZ YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ

VEKTÖRLER VE VEKTÖREL IŞLEMLER

DENEY 4: SERİ VE PARALEL DEVRELER,VOLTAJ VE AKIM BÖLÜCÜ KURALLARI, KIRCHOFF KANUNLARI

ÖRNEK SET 5 - MBM 211 Malzeme Termodinamiği I

ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN BİYOLOJİK ARITIMI VE ARITIM KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ

Asimetri ve Basıklık Ölçüleri Ortalamalara dayanan (Pearson) Kartillere dayanan (Bowley) Momentlere dayanan asimetri ve basıklık ölçüleri

KARMAŞIK SAYILAR. Derse giriş için tıklayın...

DİNAMİK ABSORBERİN HARMONİK UYARIYA MARUZ BİR KİRİŞİN DİNAMİK DAVRANIŞINA ETKİSİ

( ) 3.1 Özet ve Motivasyon. v = G v v Operasyonel Amplifikatör (Op-Amp) Deneyin Amacı. deney 3

a IIR süzgeç katsayıları ve N ( M) de = s 1 (3) 3. GÜRÜLTÜ GİDERİMİ UYGULAMASI

FOTOGRAMETRİK NOKTA AĞLARI İÇİN BASİT BİR OPTİMİZASYON METODU

Kİ-KARE TESTLERİ. şeklinde karesi alındığında, Z i. değerlerinin dağılımı ki-kare dağılımına dönüşür.

FLYBACK DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI VE ANALİZİ

MATLAB GUI İLE DA MOTOR İÇİN PID DENETLEYİCİLİ ARAYÜZ TASARIMI INTERFACE DESING WITH PID CONTROLLER FOR DC MOTOR BY MATLAB GUI

Kİ KARE ANALİZİ. Doç. Dr. Mehmet AKSARAYLI Ki-Kare Analizleri

Servis Amaçlı Robotlarda Modüler ve Esnek Boyun Mekanizması Tasarımı ve Kontrolü

Sıklık Tabloları ve Tek Değişkenli Grafikler

KAFES SİSTEMLERİN UYGULAMAYA YÖNELİK OPTİMUM TASARIMI

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

İntegratörlü sistemler için Katsayı Diyagram Metodu ile kontrolör tasarımı

İNTEGRAL DENKLEM METODU (IEM) KULLANILARAK MMIC DEVRELERİN ANALİZİ

Kİ-KARE TESTLERİ A) Kİ-KARE DAĞILIMI VE ÖZELLİKLERİ

TRANSPORT PROBLEMI için GELIsTIRILMIs VAM YÖNTEMI

İnce Bir Çubuğun Belirsiz Doğal Frekanslarının Çokterimli Kaos Açılımı ile Matematiksel Olarak Modellenmesi

A İSTATİSTİK. 4. X kesikli rasgele (random) değişkenin moment çıkaran. C) 4 9 Buna göre, X in beklenen değeri kaçtır?

Şek. 1 () t e bağlayan diferansiyel denklemi elde ediniz. (5p) H s

Ercan Kahya. Hidrolik. B.M. Sümer, İ.Ünsal, M. Bayazıt, Birsen Yayınevi, 2007, İstanbul

3. Parçaları Arasında Aralık Bulunan Çok Parçalı Basınç Çubukları

DOĞRUSAL HEDEF PROGRAMLAMA İLE BÜTÇELEME. Hazırlayan: Ozan Kocadağlı Danışman: Prof. Dr. Nalan Cinemre

HİD 473 Yeraltısuyu Modelleri

İÇME SUYU ŞEBEKELERİNİN GÜVENİLİRLİĞİ

TİTREŞİM VERİLERİ KULLANILARAK DEPREM SONRASI HASAR TESPİTİ: SON GELİŞMELER VE GÜNCEL ARAŞTIRMALAR

Transkript:

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY DİNAMİK ANALİZ PROBLEMLERİ İÇİN YENİ BİR ADIM ADIM SAYISAL ÇÖZÜMLEME YÖNTEMİ ÖZET: H. Çlsalar ve K. Aydın Yüksek Lsans Öğrencs, İnşaat Müh. Bölümü, Ercyes Ünverstes, Kayser Doçent Doktor, İnşaat Müh. Bölümü, Ercyes Ünverstes, Kayser Emal: huseynclsalar@gmal.com Dnamk br sstemn matematk modelnn oluşturulması sonucunda, sstemn davranışı temsl eden knc dereceden ad dferansyel denklem elde edlmektedr. Ancak bu denklem her sstem çn analtk olarak çözülememektedr. Bu tür sstemlern çözümü, ancak nümerk ntegrasyon yöntemler le yaklaşık olarak yapılmaktadır. Bu çalışmada, knc dereceden ad dferansyel denklem olan dnamk hareket denklemnn nümerk çözümü çn yen br yöntem sunulmuştur. Çözüm algortmasında D alembert prensb le elde edlen dferansyel denklemn yanı sıra, mpuls-momentum lkes de kullanılmıştır. Analtk çözümü bulunan sstemler çn yapılan zaman tanım alanında analzlerde, önerlen yöntemn klask yöntemlere (Newmark, Wlson vb.) göre daha az hata çerdğ, sstem davranışını gerçeğe daha çok yakın br şeklde yansıttığı gözlenmştr. Bu nedenle deprem gb zamana bağlı olarak fade edlemeyen kuvvetler altında ve/veya nonlneer olarak yapılacak analzlerde, elde edlen algortma gerçek davranışa daha yakın sonuçlar verecektr. Çalışmada, analtk çözümü bulunan sstemlerden elde edlen sonuçlar, önerlen yöntem ve kullanılan dğer brkaç yöntemden elde edlen sonuçlar le karşılaştırılmıştır. Nümerk ve analtk çözümlern farkı gösterlerek önerlen yöntemn stabltes araştırılmıştır ve ayrıca farklı zaman adımı değerlerne bağlı olarak peryot uzaması ve genlk azalması değerler dğer yöntemler le kıyaslanmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Nümerk ntegrasyon, dnamk hareket denklem, dferansyel denklem, zaman tanım alanı..giriş Dnamk analz brçok blm (fzk, uzay blmler vs.) ve mühendslk dalının kapsamına gren br konudur. Dnamk etkenlerden kaynaklanan problemler, günlük hayatta her alanda karşımıza çıkablecek problemlerdendr. Dnamk problemlere, statk problemlere oranla daha sık karşılaşılmasına rağmen, çözümler, statk problemlernknden daha zordur. Bunun sebeb; hareket sonucu oluşan atalet kuvvetlernn dnamk hareket denklemlernde bulunmasıdır. Ayrıca ssteme etkyen yüklern tam olarak blnememes veya bu yüklern zamanla fonksyonel olmayan br şeklde değşmes, dnamk problemlerm çözümünü zorlaştırmaktadır. Yapı dnamğ ve deprem mühendslğnde karşılaşılan dnamk analz problemlern çözümünde genellkle k yöntem kullanılır; modal analz ve zaman tanım alanında hesap. Modal analz yöntemnde sstemn yer değştrmes, k parametrenn çarpımı le elde edlr. Bu parametrelerden br sadece zamana göre değşrken dğer sadece koordnat sstemne göre değşr. Bu k parametre hesap edldkten sonra yer değştrme, hız ve vme belrlenr. Zaman tanım alanında hesap yöntemnde se dnamk dferansyel denklem analtk veya nümerk olarak çözülür. Bu yöntemde stenen her br dnamk parametre doğrudan bulunablr. Lneer sstemler çn bu her k yöntem de kullanılablrken, lneer olmayan sstemlern dnamk çözümü sadece knc yöntem kullanılarak belrleneblr.

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY Zamana bağlı yüklere maruz sstemlern davranışı, sstemde bulunan atalet ve sönüm kuvvetlernden dolayı dferansyel denklem le fade edlr. Bu denklemn elde edlmes çn se lk önce sstemn matematksel model oluşturulur ve daha sonra denge denklem kullanılır. Şekl. Tek serbestlk derecel br sstemn matematksel model Şekl de verlen sstemde D lambert prensb kullanılarak denge denklem yazılırsa sstemn davranışını temsl eden denklem elde edlr. mu ( t) cu ( t) ku( t) p( t) () Denklem () de m, c, k sırasıyla; kütle, vskoz sönüm katsayısı ve hareket doğrultusundak toplam rjtlğ temsl etmektedr. Sstemn analz çn denklem () çözülmeldr. Tek serbestlk derecel br sstem çn analtk çözüm, dış yük vektörü veya yer vmes zamandan bağımsız se ya da sstem lneer değlse genellkle mümkün değldr (Chopra, 007). Bu tür problemler se hareket denklemnn nümerk ntegrasyonu le çözüleblr. Nümerk çözüm se yük fonksyonunun nterpolasyonu, Duhammel ntegralnn nümerk hesabı, sonlu farklar yöntem yada bell br zaman adımında vme değşm kabulünü esas alan yöntemlerden herhang br le yapılablr. İvme değşm kabulü yapılan yöntemlerde analz yapılacak süre, bell adım sayılarına bölünür ve her adımda sstem çn anlık denge denklem yazılır ve denklemde zamana bağlı olan termler bulunur. Bu şlem her adım çn tekrarlanır. Nümerk ntegrasyon yöntemlernn gösterm Şekl () de verldğ gbdr. Zaman adımı aralığı (Δt) lneer çözümde her zaman sabt alınablr. Ancak lneer olmayan analzlerde hızın değşmne bağlı olarak bu adımın, kend çersnde alt adımlara bölünerek hesap yapılması gerekeblr.

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY Şekl. Adım adım çözümlemenn grafk olarak gösterm Nümerk ntegrasyon yöntemler Şekl () de verldğ gb her br adımdak değşken parametreler hesap ederek, her br p kuvvetne karşılık u, u, u değerlern bularak, sstem davranışını analz etmek çn kullanılır. Nümerk ntegrasyon üzernde çokça çalışılmış ve br çok yöntem önerlmş olan br konudur. Önerlen yöntemlern se br çoğu Newmark yöntemlern (Newmark, 959) esas almıştır ve bazı durumlarda önerlen yöntemlern algortması Newmark yöntemler le çakışmaktadır. Örneğn Wlson yöntem (Wlson vd., 97) Newmark lneer vme yöntemnn br türevdr. Bu yöntem nvemn genşletlmş br aralıkta ( t) lneer olarak değştğ kabulüne dayanır (Humar, 00). faktörünün alınması durumunda se Wlson yöntem Newmark lneer vme yöntemne eşt olur (Kontoe, 006). Ancak vme değşm kabulünü daha üst derecen yapıldığı çalışmalarda mevcuttur. Ravaz (Ravaz vd., 007) tarafından yapılan çalışma vme değşm knc dereceden parabol kabul edlmş ve polnom katsayıları, denge denklem, ağırlıklı kalanlar yöntem ve başlangıç koşulları le hesaplanmıştır. Bu çalışmada se vmenn bell br zaman adımına göre değşm kabulü yapılarak yöntem önerlmş ve stabltes araştırılmıştır. Önerlen yöntem çn herhang br adımdak vme değşm üçüncü dereceden parabol kabul edlmştr. Yer değştrme fonksyonu se beşnc dereceden paraboldür. Bu nedenle yer değştrme fonksyonunda altı adet blnmeyen vardır. Bu blnmeyenler se herhang br adımın başlangıç şartları, kuvvet denge denklem, mpuls-momentum prensb ve ağırlıklı kalanlar yöntem kullanılarak hesaplanmıştır.. ÖNERİLEN YÖNTEM Denklem (), tek serbestlk derecel sstemn davranışını temsl eden knc derecen ad dferansyel denklemdr ve u, u, u vme, hız ve yer değştrmey fade eder. Denklem() zamana göre ntegre edlrse denklem () elde edlr ve bu denklem sstemdek momentum değşmn gösterr. Burada herhang br adım sayısı, q yer değştrme değern, I se yük vektörünün zamana bağlı ntegraldr. mu cu kq I () q fonksyonu çn denklem () de verlen değer yazılırsa türevler le yer değştrme, hız ve vme değerler bulunur. ( 0 t ) 6 5 4 q( ) a b c d e f ()

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY 5 4 u( ) 6a 5b 4c d e f (4) 4 u ( ) 0a 0b c 6d e (5) u ( ) 0a 60b 4c 6d (6) Denklem (), (4) ve (5) de 0 olduğu anda elde edlen değer o adımdak başlangıç değerne eşt olur. u( 0) f u (7) u ( 0) e u (8) u ( 0) 6d u (9) Genel hareket denklemnden hız ve yer değştrme yerne yazılarak d katsayısı bulunur. d m6 d cu ku p (0) ( p cu ku )/(6m) () Dğer katsayılar çn se hareket denklem, mpuls-momentum prensb ve ağırlıklı kalanlar yöntem kullanılarak blnmeyen üç katsayı hesaplanır. Ağırlıklı kalan se mpuls-momentum denklem kullanılarak bulunur. R I mu cu kq () t 0 R 0 () Katsayıların hesabı denklem (4) le yapılır. a b c (4) ve matrslernn elemanları aşağıda verlmştr. 4 5 0m 0c 6k (5) 4 60m 0c 5k (6) 4

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY 4m c 4k (7) 4 5 6 0m 6c k (8) 4 5 0m 5c k (9) 4 m 4c k (0) 5 6 7 6m c (/ 7) k () 4 5 6 5m c (/ 6) k () 4 5 4m c (/ 5) k () kp (4) p d(6m 6c k ) e (c k ) I d(6m c k ) e (c k ) kp (5) ( k p (6) 4 Z d m c (/ 4) k ) e ( c (/ ) k ) 0. 5 Denklem (6) da Z yük vektörünün zamana göre knc ntegraldr.. YÖNTEMİN DOĞRULUK VE STABİLİTE ANALİZİ Nümerk br çözüm yöntemnn geçerl olablmes çn aşağıda verlen üç şarta sahp olması gerekr (Chopra, 007). ) Stablte: Çözüm yöntem nümerk hataları olsa dah stabl olmalıdır. Elde edlen sonuçlar gerçek davranıştan uzak olmamalıdır. ) Yakınsama: Zaman adımı aralığı azaldıkça elde edlen sonuçlar analtk çözüme yaklaşmalıdır. ) Doğruluk: Yöntemden elde edlen sonuçlar analtk çözüme olabldğnce yakın olmalıdır. Yukarıda verlmş olan üç şart nümerk çözüm yöntemnn geçerllğn belrler. İknc şart genellkle tüm nümerk çözüm yöntemlernde sağlanır. Üçüncü şart se yapılan kabuller veya sonlu farklar yöntem kullanılan termlern sayısı le yakından alakalıdır. Şekl (), sönümsüz serbest ttreşm yapan br sstemn yer değştrme zaman grafğn göstermektedr. Önerlen yöntem dğer yöntemlere göre analtk çözüme daha yakındır. Wlson yöntemnde se hareket genlğ zamanla azalmıştır. Sstemde fzksel sönüm olmadığı halde Wlson yöntemnden elde edlen sonuçlar zamanla genlk kaybetmştr. Bu duruma nümerk sönüm adı verlr. Stablte se çözüm yöntemnn yaklaşım operatörü olarak tanımlanan A matrsnn en büyük özdeğer le lşkldr. 5

Yer değştrme. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY 0.8 0.6 u()=, v()=0; t/tn=0.05 0.4 0. 0-0. -0.4-0.6-0.8-0 0.5.5.5.5 4 Zaman (s) Önerlen yöntem Analtk Newmark ortalama vme Newmark lneer vme Wlson =.4 Şekl. Analtk çözümü cos( t) olan br sstemn farklı yöntemlere göre elde edlen yer değştrme grafğ Nümerk ntegrasyonun doğruluğu genellkle, yükleme, sstemn fzksel parametreler ve zaman adımına bağlıdır (Wlson ve Bathe, 97). Zaman aralığı küçüldükçe çoğu yöntem analtk çözüme yaklaşır. Ancak büyük zaman adımı aralıklarında se ıraksama meydana geleblr. Sönümsüz serbest ttreşm yapan br sstem düşünüldüğünde her br peryot değernde elde edlen yer değştrme değer hareketn genlk değerne eşt olmalıdır. Ancak zaman aralığı büyürse bu genlk değernden farklı br değer elde edlr. Bu durum se genlk azalması olarak adlandırılır. Şekl 4. Farklı yöntemlern genlk azalması değerler Sönümsüz serbest ttreşm yapan br sstemde yer değştrme değerler her br peryot anında maksmum değerne ulaşır. Örneğn; analtk çözümü cos( t ) olan br sstemde her sanye ve katlarında yer değştrme 6

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY değer br olmalıdır. Eğer bu maksmum yer değştrmeye peryot anından daha farklı br anda ulaşılırsa bu durum peryot uzaması olarak adlandırılır. Şekl 5. Farklı yöntemlern perod uzaması değerler Şekl 4 ve 5 te peryot uzaması ve genlk azalması şematk olarak gösterlmştr. PE peryot uzaması ve AD genlk azalmasını temsl eder. Yöntemn stabltesnn araştırılması çn tek serbestlk derecel sönümsüz serbest ttreşm yapan sstem düşünülmüştür ve yaklaşım operatörü elde edlmştr. u u A u u (7) Denklem (7) de A matrs (yaklaşım operatörü) le. adımdak yer değştrme ve hız değerler çarpılırsa br sonrak adımdak değerler doğrudan bulunablr. Burada A matrsnn her br elemanı zamandan bağımsız, sabt br değerdedr. Stablte analz çn A matrsnn öz değerlernden yararlanılır. Eğer A matrsnn en büyük öz değer den büyük se elde edlen sonuçlar gderek artacak ve kontrol edlemez değerlere ulaşılır. Eğer A ) max(, ) olarak fade edlrse, stabl değerler elde etmek çn ( A) olmalıdır. Bunun ( sağlanmadığı durumlarda se elde edlen sonuçlar her br döngüde artarak büyür. Eğer herhang br nümerk çözüm yöntem lm, ( A) şartını sağlarsa yöntem her koşulda dengel olarak adlandırılır. Bu şart sağlanmaz se yöntem koşullu dengel olarak adlandırılır. 7

Spektral yarıçap. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY 4 =0.5.5.5 0.5 0 0.5.5.5 t/t n Önerlen yöntem Newmark lneer vme Newmark ortalama vme Ravaz vd. (007) Şekl 6. Farklı yöntemlern spektral yarıçap değerlernn zaman aralığına bağlı gösterm Şekl 6 da Newmark yöntemler ve önerlen yöntemn spektral yarıçap değerler ( (A) ) gösterlmştr. Şeklde gösterldğ gb Newmark lneer vme yöntem t /Tn oranının 0.55 den büyük olduğu durumlarda ıraksama gösterecek ve anlamsız sonuçlar verecektr. Newmark lneer vme yöntem, ortalama vme yöntemnden daha doğru sonuçlar vermesne karşın bu özellğnden dolayı bazı analzlerde terch edlmez. Önerlen yöntemde se.0 t / Tn. aralığında yerel stablte bozukluğu vardır. t / Tn. 07 olduğu durumlarda se stablte tamamen bozulmuştur. Ancak bu oran lneer vme yöntemne göre çok daha büyüktür. 4. SONUÇLAR Önerlen yöntem özellkle genş zaman aralıklarında klask yöntemlere üstünlüğü mevcuttur. Yöntemn peryot uzaması ve genlk azalması değer 0 t / Tn 0. 5 aralığında karşılaştırılan yöntemlere göre çok çok azdır. Yöntem tek adımda hesap yapmaktadır. Yerel stablte bozukluğu mevcut olmasına rağmen stabl olduğu aralıklar dğer yöntemlere göre çok genştr. 8

. Türkye Deprem Mühendslğ ve Ssmoloj Konferansı 5-7 Eylül 0 MKÜ HATAY KAYNAKLAR Chopra, A. (007). Dynamcs of Structures: Theory and Applcatons to Earthquake Engneerng, rd ed., Prentce-Hall, Upper Saddle Rver, New Jersey. Newmark, N. M..(959) A method of computaton for structural dynamcs, Journal of the Engneerng Mechancs Dvson, 85:, 67 94. Wlson E.L., Farhoomand I., Bathe K.J. (97), Non-lnear Dynamcs analyss of complex structures, Earthquake Engneerng and Structural Dynamcs, :, 4-5. Kontoe, S., (006) Development of tme ntegraton schemes and advenced boundary condtons for dynamc geotechncal analyss,(ph.d.), Imperal college of scence, technology and medcne,london Razav, S. H., Abolmaal, A., Ghassemeh, M., A. (007). Weghted resdual parabolc acceleraton tmentegraton method for problems n structural dynamcs, Computatonal Methods n Appled Mathematcs,7:, 7 8. Bathe, K. J.,Wlson, E.L. (97). Stablty and Accuracy Analyss of Drect Integraton Methods, Internatonal Journal of Earthquake Engneerng and Structural Dynamcs, :, 8 9. Humar, J. L.(00). Dynamcs of Structures, nd edn, A, A. Balkema Publshers n Lsse, Exton, PA. 9