Küçük Ölçekli Sarsma Tablası Test Modelleri için Uygun Ölçeklendirme Katsayısının Araştırılması

Benzer belgeler
Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

BETONARME YÜKSEK YAPILARIN DEPREM PERFORMANSINA BETONARME PERDE ORANIN ETKİSİ

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

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

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

Yumuşak Kat Düzensizliği olan Betonarme Binalarda Yapı Zemin Etkileşimi

Deprem Etkisindeki Betonarme Binalarda Yumuşak Kat Düzensizliğine Perde Duvar Etkisi

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

YAPI MEKANİĞİ LABORATUVARI

BETONARME PERDELERİN BETONARME YÜKSEK BİNALARIN DEPREM PERFORMANSINA ETKİLERİ

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

Yapı Sağlığı İzleme Sistemlerinin Farklı Taşıyıcı Sistemli Uzun Açıklıklı Tarihi Köprülere Uygulanması

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

PERİYOT HESAPLAMASINDA P- ETKİSİ: SARSMA TABLASI DENEYİ

Farklı Zemin Sınıflarının Bina Deprem Performansına Etkisi

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

SARSMA TABLASINA YERLEŞTİRİLMİŞ 3 KATLI HASARLI VE HASARSIZ ÇELİK YAPI MODELİNİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

YAPILARIN ZORLANMIŞ TİTREŞİM DURUMLARININ ARAŞTIRILMASI

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

GÜÇLENDİRİLMİŞ TUĞLA DUVAR DENEYLERİNDE YÜK DEFORMASYON ÖLÇÜMLERİNİN POTANSİYOMETRİK DEPLASMAN SENSÖRLER İLE BELİRLENMESİ

YARI RİJİT BİRLEŞİMLİ ÇELİK ÇERÇEVELERİN ANALİZİ

Determination of Dynamic Characteristics of High Rise Buildings By Shake Table Tests

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

FARKLI ÇAPMA ETKİLERİNE MARUZ KALMIŞ BETONARME KİRİŞLERİN DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

Dairesel Betonarme Kolonlarda Çatlamış Kesite Ait Etkin Eğilme Rijitliklerinin İrdelenmesi

PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI

ANALİTİK MODEL GÜNCELLEME YÖNTEMİ KULLANILARAK KÖPRÜLERİN HASAR TESPİTİ

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

KÖPRÜ SARSMA DENEYLERİYLE ARAÇLARIN KÖPRÜ DEPREM DAVRANIŞI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

UZUN AÇIKLIKLI BETONARME KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN HASARSIZ DİNAMİK DENEYSEL YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ: BİRECİK KÖPRÜSÜ ÖRNEĞİ

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

ARTIMLI DİNAMİK ANALİZ YÖNTEMİ İLE BETON AĞIRLIK BARAJLARDAKİ HASAR BELİRLENMESİ

BETONARME YÜKSEK YAPILARDA DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

BETONARME BİNALARDA SARGI DONATISI ETKİSİNİN YAYILI PLASTİK MAFSAL MODELİYLE İNCELENMESİ

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

DİKEY DOĞRULTUDA KÜTLE DÜZENSİZLİĞİ OLAN YAPILARIN DEPREM ALTINDAKİ DAVRANIŞI

T.C. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

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

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

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

ÖLÇÜTLENDİRİLMİŞ YAPILAR İÇİN ZEMİN İZOLATÖR UYGULAMASI

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

Yapı Sönüm Oranının Belirlenmesinde Kullanılan Yöntemlerin Sayısal ve Deneysel Olarak İncelenmesi

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

Mesnet Şartlarının Betonarme Kısa Kirişlerin Davranışına Etkisinin Deneysel ve Analitik Olarak İncelenmesi

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

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

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

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

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

BACA DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin H

Betonarme Yapılarda Perde Yeri Seçiminin Yapısal Davranışa Etkisinin İncelenmesi

MEVCUT BETONARME BİNALARIN DOĞRUSAL ELASTİK VE DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN HESAP YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

Çelik Yapılar - INS /2016

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

SÜLEYMANİYE CAMİİ NİN FARKLI DEPREM KAYITLARI ALTINDA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Bina Türü Yapı Sistemlerinin Analizi Üzerine Rijit Döşeme ve Sınır Şartları ile İlgili Varsayımların Etkisi

ÇEVRESEL TİTREŞİM VERİLERİ KULLANILARAK KEMER BARAJLARIN HASAR DEĞERLENDİRMESİ

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

UCUZ VE HAFİF ALTERNATİF SİSMİK İZOLASYON TEKNİKLERİ

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

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

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

Deprem etkisindeki betonarme binaların taşıyıcı sistem maliyetine yapısal düzensizliklerin etkisi

TESTBOX Serisi Cihazlar ile Tarihi Bir Yapıda Kablosuz Yapısal Sağlık Takibi

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

TDY2007 ye Göre Tasarlanmış Betonarme Bir Yapının Doğrusal Elastik Olmayan Analiz Yöntemleri ile İncelenmesi

Yığma Yapıların Rehabilitasyonu İçin Bir Yöntem

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

Karayolu Köprülerinin Modal Davranışına Kutu Kesitli Kiriş Şeklinin Etkisi Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

MODELLEME TEKNİKLERİNİN MEVCUT BİNALARIN DEPREM PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

MEVCUT BİNALARDA DEPREM PERFORMANSLARININ AYRINTILI İNCELEME YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ

DENİZ PETROL TLP-TİPLİ PLATFORMUN MODEL DİNAMİK İNCELENMESİ

Standart Lisans.

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

REZA SHIRZAD REZAEI 1

Yapıların Dinamik Analizinde Kullanılan Sönüm Modellerinin İncelenmesi

DÜZLEM ÇUBUK ELEMAN RİJİTLİK MATRİSİNİN DENEYSEL OLARAK BELİRLENMESİ

Beton Dayanımının Güçlendirilmiş Betonarme Kolonların Davranışına Etkisi. Effect of Concrete Quality to Response of Strengthened RC Column

İki Farklı Metodla Üretilen Çelik Boru Profillerin Mikroyapı Ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Orta Doğu Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

hir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

Furkan Birdal 1, Fatih Altun 2, Ahmed Kamil Tanrıkulu 3 ÖZET ABSTRACT

DEPREM ETKİSİNDEKİ BETONARME YAPILARDA YAPI-ZEMİN ETKİLEŞİMİ

Transkript:

2017 Published in 5th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science 29-30 September 2017 (ISITES2017 Baku - Azerbaijan) Küçük Ölçekli Sarsma Tablası Test Modelleri için Uygun Ölçeklendirme Katsayısının Araştırılması Özge Şahin * Naci Çağlar and Erkan Çelebi Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği, Türkiye Özet Deprem mühendisliğinde, sarsma tablası deneyleri yapıların sismik kapasitesini belirlemek için uygulanan etkin yöntemlerdendir. Mevcut sarsma tablalarının boyutu ve kapasitesi sınırlı olduğu için, deneylerde ölçekli yapısal modellerin kullanılması gerekli görünmektedir. Bu çalışmada, 6 katlı gerçek bir betonarme yapı uygun bir ölçekleme katsayısı ile küçültülmüş ve ölçekli yapısal model oluşturulmuştur. Ölçekli model yapıya ait sarsma tablası deneyleri, ölçeklendirilmiş deprem ivme kayıtlarının etkisi altında gerçekleştirilmiştir. Gerçek ve model yapıya ait tepe noktası maksimum yatay yer değiştirmelerin teorik ve deneysel değerleri karşılaştırılmış, sayısal sonuçlarla laboratuar ölçümlerinin iyi bir uyum gösterdiği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Sarsma tablası deneyi, ölçeklendirme, dinamik analiz Investigation of Appropriate Scaling Factor for Small Scaled Shake Table Test Models Abstract In earthquake engineering, shaking table tests are powerful methods used to determine the seismic capacity of structures. It is necessary to use scale structural models in experiments because of the size and capacity of existing shake tables are limited. In this study, 6-story reinforced concrete structure was scaled down with an appropriate scaling factor and a structural prototype model has been established. The shaking table tests of the scale model structure were performed using dynamic analyzes in the time domain under the influence of scaled earthquake acceleration records. The theoretical and experimental values of the maximum horizontal displacements of the real and model structures were compared and it was seen that the laboratory measurements showed good agreement with the numerical results. Key words: Shaking table tests, scaling, dynamic analysis 1. Giriş Deprem etkisi altındaki yapıların deprem davranışını gerçekçi bir şekilde belirleyebilen yaklaşımlardan biri de sarsma tablası deneyleridir. Sarsma tablası deneylerinde deney numunesi, rijit bir plaka üzerine yerleştirilir ve istenen ölçümler için uygun sınır şartları belirlenir. Elektrikli veya hidrolik bir motor yardımıyla simüle edilen gerçek veya yapay deprem kayıtları ya da dinamik zorlayıcı kuvvetler ile plaka sarsılmak suretiyle deneyler gerçekleştirilir. Böylece, yapının dinamik *Corresponding Author.: Address: Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering Sakarya University, 54187, Sakarya TURKEY. E-mail address: caglar@sakarya.edu.tr, Phone: +90 264 295 5729

O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 8 karakteristikleri ve dinamik yükler etkisi altındaki davranışı belirlenmeye çalışılır [1]. Tam ölçekli sarsma tablası deneylerini gerçekleştirecek sistemlerin olmadığı durumlarda gerçek yapıları temsil edebilecek ölçekli yapısal modellerin kullanılması kaçınılmazdır. Ölçekli modellerin dinamik davranışlarını belirlemek için sarsma tablası testleri kullanılarak çok sayıda deneysel çalışma yapılmıştır. Ancak, yapılan deneysel çalışmalarda ölçekli fiziksel model oluşturmak için uygulanabilecek bir yöntemden bahsedilmemiştir [2]. Gerçek yapıları ölçekleme/benzerlik yasalarını kullanarak ölçekli fiziksel modellere dönüştürmek mümkündür. Bu yasaların kullanıldığı modellerde geometrik, dinamik, kinematik ve malzeme açısından benzerlikler kullanılabilmektedir. Ölçekli deneysel modellerden elde edilen sonuçlar, genellikle analitik yöntemler için kalibrasyon kriteri olarak ya da gerçek yapıya ait dinamik tepkinin sayısal tahminlerini yapmak için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, 6 katlı gerçek bir betonarme yapının sonlu eleman modeli oluşturulmuş ve yapının dinamik karakteristikleri (frekans, periyod) belirlenmiştir. Öncelikle yapı dinamik özelliklerini koruyacak şekilde tek açıklıklı olarak tekrar modellenmiş ve sonlu eleman modeli oluşturulmuştur. İkinci aşamada ise gerçek yapının boyutları uygun bir ölçekleme katsayısı ile küçültülerek sarsma tablası deneysel modeline ait geometrik ve dinamik parametreler belirlenmiştir. Ölçekli model yapı üretilip sarsma tablasında dinamik analizleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar gerçek yapı nümerik analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ölçekli yapısal modelin, gerçek yapı davranışını kabul edilebilir bir doğrulukla temsil ettiği sonucuna varılmıştır. 2. Malzeme ve Yöntem 2.1. Deneysel Ölçüm Düzeneği Ölçekli yapısal model dinamik deneylerinde Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü bünyesinde yer alan sarsma tablası ve çevre birimleri deney düzeneği olarak kullanılmıştır (Şekil 1). Şekil 1. Sarsma tablası ve çevresel birimler Sarsma tablası 1x1 m boyutunda, 125 kg lık yük kapasitesine sahiptir. Toplam hareket boyu ±100 mm, maksimum yatay kuvvet kapasitesi 2500 N, maksimum ivme kapasitesi ±2g ve maksimum doğrusal hızı 500 mm/s dir. Üretici firma tarafından sağlanan yük kontrol yazılımı vasıtasıyla sarsma tablası ile 1 Hz-10 Hz arasında sinüzoidal yük uygulanabileceği gibi, Sakarya ve El-Centro

O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 9 gibi gerçek deprem kayıtları da uygulanabilmektedir. Sarsma tablası, sensörler ve dinamik veri toplayıcı cihazı ile verileri işleyen masaüstü bilgisayar gibi çevre birimleri deney düzeneğini kapasitesine ve 0-1200 Hz frekans aralığına sahip ivmeölçerler kullanılmıştır. Sensörlerden gelen kayıtlar dinamik veri toplayıcısı tarafından sayısallaştırılarak sinyal işleme yazılımına aktarılmıştır. Yapı titreşimlerini ölçmek için ivmeölçerler (Sensebox 7021/7022/7023+ ve 7031/7032/7033) kullanılmıştır. Bu ivmeölçerler, kuvvet/elektro-dinamik geri beslemeli, ultra düşük gürültülü sensörlerdir. Referans olarak kullanılan ivmeölçer mikro elektromekanik sistem (MEMS) mikroçip tabanlı bir sensöre sahip olup mikro-mekanik ölçekte kuvvet geri besleme teknolojisine sahiptir. 5 mikro-g/hz gürültü performansındaki ivmeölçerler ±3 g ölçüm kapasitesine sahiptir. Ölçülebilir frekans aralığı 0-400 Hz'dir. Yüksek çözünürlüklü ve düşük gürültülü olması sebebi ile yapı sağlığı takibi, modal analiz ve sismik araştırmalara yönelik olarak kullanılabilir. Bu ivmeölçerlerden alınan kayıtlar dinamik veri toplama cihazı ile kayıt altına alınmıştır. Dinamik sayısallaştırıcı 24 Bit yüksek çözünürlük, 140 db'e varan yüksek dinamik aralık ve hızlı, eş zamanlı örnekleme yeteneğine sahiptir. 2.2. Gerçek Yapı Modeli Sarsma tablası deneyleri için referans alınan gerçek yapı altı katlı betonarme bir yapıdır (Şekil 2a). Gerçek yapının (Şekil 2a) ve dinamik karakteristikleri korunarak oluşturulan benzeştirilmiş tek açıklıklı model yapının (Şekil 2b) sonlu eleman modelleri SAP2000 sonlu elemanlar programıyla oluşturulmuştur [3]. Gerçek ve benzeştirilmiş yapıların doğal titreşim frekansları 1.784 Hz olarak belirlenmiştir. Gerçek yapıya ait geometrik ve dinamik özellikler Tablo 2 de özetlenmiştir. (a) (b) Şekil 4. Betonarme yapı (a) gerçek yapı (b) sonlu eleman modeli

O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 10 2.3. Geometrik Ölçekleme Faktörü Gerçek yapıların sarsma tablasında ölçekli modellemesinde en önemli adım uygun bir geometrik ölçekleme faktörü (λ) belirlemektir. Küçük ölçekli modeller maliyetten tasarruf sağlarken sonuçların güvenilirliğini önemli ölçüde azaltabilir. Bu nedenle, mümkün olan en doğru sonuçları temsil eden en büyük ölçekli yapı modelini seçmek gerekir. Geometrik ölçeklendirme faktörü (λ) seçilirken deneylerin gerçekleştirileceği sarsma tablasına ait aşağıdaki hususlar göz önünde bulundurulmuştur. Tabla ölçüsü: 1m 1 m, Azami yük: 125 kg Kinematik ve dinamik parametrelere yapısal sistemlerde uygulanması gereken geometrik ölçeklendirme katsayıları Tablo 1 de gösterilmiştir. Tablo 1. Sistem dinamik ve kinematik parametrelerine göre geometrik ölçeklendirme katsayısı (λ) Kütle Yoğunluğu 1 İvme 1 Uzunluk λ Kuvvet λ 3 Kesme Dalgası Hızı λ 1/2 Gerilme λ Rijitlik λ 2 Zaman λ 1/2 Şekil Değiştirme 1 Modül λ Frekans λ -1/2 EI λ 5 Tablo 2. Farklı geometrik ölçekleme faktörlerine göre deneysel model boyutları Geometrik Ölçekleme Faktörü H W L Hacim Ağırlık λ=30 (m) (m) (m) (m3) (t) 1:1 16.8 8.8 11.8 525 1260 1:5 3.36 1.76 2.36 4.2 10.08 1:10 1.68 0.88 1.18 0.525 1.26 1:15 1.12 0.59 0.79 0.155 0.372 1:20 0.84 0.44 0.59 0.066 0.157 1:30 0.56 0.30 0.40 0.02 0.048 1:40 0.42 0.22 0.30 0.0082 0.02 1:50 0.34 0.18 0.24 0.007 0.016 Şekil 2'de gösterilen gerçek yapının farklı ölçekleme katsayıları için tasarım kriterleri Tablo 2 de özetlenmiştir. Tablo 1 ve 2 de belirtildiği üzere geometrik boyutlar, hacim ve ağırlık gibi tasarım kriterlerine göre gerçek yapının ölçeklendirme faktörü 1:30 seçildiğinde, sarsma tablası boyutlarına uygun elde edilebilir en büyük ölçekli modele ulaşılmıştır. Böylece, sarsma tablası deneyleri için kullanılacak modelin geometrik ölçek faktörü (λ) 1: 30 seçilmiştir [3]. Dinamik benzerliği elde etmek için, geometrik boyutlara ek olarak, modelin doğal frekansı ve yoğunluğunun da uygun bir ölçekleme katsayısı kullanarak gerçek yapıya eşitlenmesi gerekmektedir. Bu yöntemle, gerçek yapı sarsma tablası deneyleri için daha doğru bir şekilde modellenebilir. Geometrik ve dinamik benzerlik parametreleri, ölçeklendirme sürecinde anahtar rol oynar ve yeterli sayılır [4].

O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 11 Tablo 1'e göre, modelin doğal frekansı (f m ) ile gerçek yapının doğal frekansı (f p ) arasındaki ilişki Denklem (1) de gösterilmiştir. f m f p = λ 1/2 = 5.48 (1) Gerçek yapının doğal frekansı f p =1.784 Hz'dir. Buna göre, ölçekli yapısal modelin (f m ) frekansı Denklem (2) ye göre hesaplanmıştır. f m = 5.480 x f p = 5.48 x 1.784 = 9.776 Hz (2) Modelin yoğunluğu (ρ m ) ve gerçek yapının yoğunluğu (ρp) arasındaki ölçeklendirme ilişkisi Tablo 1 ve Denklem (3) te gösterilmiştir. ρ m ρ p = 1 m p ρ p= = 1260000 = 2400 kg/m3 (3) V p 525 Denklem (3) te, (m p ) gerçek yapı kütlesini ve (V P ) gerçek yapının hacmini göstermektedir. Yapısal modelin kütlesi (m m ) ise Denklem (4) te gösterilmiştir. m m = ρ m x V m = 2400 kg/m3 x (0.56 x 0.30 x 0.40) = 48 kg (4) Burada (V m ) yapısal modelin hacmidir. Yukarıda belirtilen denklemler kullanılarak yapısal modele ait geometrik ve dinamik özellikler belirlenmiş ve Tablo 3 te gösterilmiştir. Tablo 3. Deneysel modele ait tasarım parametreleri Toplam Toplam Uzunluk Toplam Genişlik Toplam Kütle Doğal Frekans Yükseklik (m) (m) (m) (kg) (Hz) 0.56 0.40 0.30 48 9.78 2.4. Ölçekli Yapısal Modelin Tasarımı Ölçekli yapısal modelin üç boyutlu sonlu eleman modeli SAP2000 yazılımında oluşturulmuştur (Şekil 3). Sonlu eleman modelinde döşemeler 6 adet yatay çelik levha ile modellenmiştir. Kolonlar ise 4 mm, 10 mm ebatlarında dikey çelik levhalarla temsil edilmiştir. Yapısal modelde kullanılan çelik sınıfı St37 çeliğidir. Çelik kolonların, döşeme plakalarının ve taban plakasının kesitleri Tablo 3 te belirtilen frekans ve kütle değerlerini sağlamak amacıyla tasarım için birkaç denemeden sonra belirlenmiştir. Sayısal modelleme ve tasarımdan sonra detay çizimleri yapısal modelin tasarım gereksinimlerini yansıtacak şekilde hazırlanmıştır. Tasarlanan model yapı doğal frekansı fm = 9.80 Hz'dir. Modelin kütlesi (mm), taban plakasız 46 kg olarak ölçülmüş ve hedeflenen parametreye uygun olduğu görülmüştür (Tablo 3). Yapısal modelin toplam kütlesi taban plakası ile birlikte 52

İvme (g) O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 12 kg olarak ölçülmüştür. Modal analiz sonucu elde edilen sayısal verilerin, Tablo 3'te özetlenen gerekliliklerle iyi bir uyum içerisinde olduğu görülmektedir. Şekil 3. Ölçekli yapısal modelin nümerik modellemesi 2.5. Kullanılan Deprem Kayıtlarının Ölçeklendirilmesi Sarsma tablası deneyleri için Kobe, 1995 (Şekil 4 (a)), El Centro, 1940 (Şekil 5 (a)), Kocaeli, 1999 (Şekil 6 (a)) olmak üzere üç deprem ivme kaydı kullanılmıştır. Tablo 1'e göre, ölçeklendirilen modelin doğal frekansı (fm) ile gerçek yapı doğal frekansı arasındaki ilişki (fp) 5.48, model ve gerçek yapı ivme ölçeklendirme ilişkisi ise 1.0'dır. Bu değerlerin Tablo 1 de belirtildiği üzere eşit olmasının nedeni, deprem büyüklüğünün "dinamik benzerlik" ilkesine göre aynı kalmasının bir sonucudur [4]. Bu nedenle, deprem kayıtlarının ölçeklendirilmesi için orijinal kayıtların zaman adımlarının geometrik ölçekleme faktörü olan 5.48 değeriyle azaltılması gerekmektedir. Bu durumda, Kobe ve El Centro depremlerinin zaman adımları 0.01 saniyeden 0.00182 saniyeye, Kocaeli depreminin zaman adımları ise 0.05 saniyeden 0.00091 saniye değerine kaymıştır. Zaman adımları geometrik ölçekleme faktörüyle azaltılan üç deprem kaydı, Şekiller 4 (b) -6 (b) de gösterilmiştir. 0,40 0,20-0,20-0,40 0 5 10 15 20 25 30 35 Kobe Depremi (a)

İvme (g) İvme (g) İvme (g) İvme (g) O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 13 0,50-0,50 0 1 2 3 4 5 6 7 Kobe Depremi Ölçekleme Faktörü=1/5.48 (b) Şekil 4. Kobe depremi (1995). (a) orijinal kayıt, (b) ölçekli kayıt 0,20-0,20-0,40 0 10 20 30 40 50 60 El Centro Depremi (a) 0,20-0,20-0,40 0 2 4 6 8 10 12 El Centro Depremi Ölçekleme Faktörü=1/5.48 (b) Şekil 5. El Centro depremi (1995). (a) orijinal kayıt, (b) ölçekli kayıt 0,40 Kocaeli Depremi 0,20-0,20 0 5 10 15 20 25 30 35 (a)

İvme (g) O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 14 0,50-0,50 0 1 2 3 4 5 6 Kocaeli Depremi Ölçekleme Faktörü=1/5.48 (b) Şekil 6. Kocaeli depremi (1995). (a) orijinal kayıt, (b) ölçekli kayıt 2.6. Ölçekli Yapısal Model Sarsma Tablası Deneyleri Ölçekli yapısal model, sarsma tablası deneyleri için doğrudan tabla üzerine sabitlenmiş ve yapıya ankastre mesnet özelliği kazandırılmaya çalışılmıştır (Şekil 7). Ölçekli yapısal modelin sismik tepkileri elde edilmeden önce hedeflenen doğal frekansa sahip olup olmadığı incelenmiştir. Yapının üç farklı noktasına ivme ölçerler yerleştirilmiş ve çevrel titreşimler verilerek Operasyonel Modal Analiz yöntemi ile ivme ölçümleri yapılmıştır. Şekil 7. Ölçekli yapısal model deney düzeneği İvmeölçerlerden elde edilen ivme verileri Artemis Modal 4.0 paket programına yüklenerek modele ait frekans değeri belirlenmiştir (Tablo 4). Böylece yapısal modelin istenen doğal frekans ile uyum sağladığı görülmüştür [5]. Ölçekli yapısal modelin Tablo 3 te belirtilen dinamik benzerlik kriterlerini sağlayan özelliklere sahip olduğu görülmüştür. Tablo 4. Ölçekli yapısal modele ait teorik ve deneysel frekans değerleri SAP2000 v14 Artemis Modal 4.0 (Teorik) (Deneysel) Model Frekans Değeri 9.77 Hz 9.12 Hz

O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 15 Ölçekli yapısal model tasarım parametrelerinin yeterliliği sağlandıktan sonra, Kobe, 1995 (Şekil 4 (b)), El Centro, 1940 (Şekil 5 (b)) ve Kocaeli, 1999 (Şekil 6 (b)) ölçekli deprem ivme kayıtları kullanılarak sarsma tablası deneyleri gerçekleştirilmiştir. Üç adet ölçekli deprem ivmesinin etkisi altında gerçekleştirilen sarsma tablası deneylerinden yapı tepe noktası maksimum yatay yer değiştirmeler elde edilmiştir. 2.7. Gerçek Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Dinamik Analizi Bu çalışmada referans alınan gerçek betonarme yapı 6 katlı betonarme düzlem bir çerçevedir. Yapının yüksekliği 16.8 m, genişliği ise 8.8 m dir. Gerçek yapıya ait dinamik analizlerde SAP2000 sonlu elemanlar programından faydalanılmıştır. Dinamik analizlerde Kobe, 1995 (Şekil 4 (a)), El Centro, 1940 (Şekil 5 (a)), Kocaeli, 1999 (Şekil 6 (a)) olmak üzere üç deprem ivme kaydı kullanılmıştır. Gerçek yapı, zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analiz yöntemiyle incelenmiş tepe noktası maksimum yatay deplasmanlar elde edilmiştir. 3. Sonuç ve Öneriler Gerçek yapı ve ölçekli model yapıya ait tepe noktası maksimum yatay yer değiştirme değerleri Tablo 5 te sunulmuş ve karşılaştırılmıştır. İvmeölçerlerden elde edilen verilen veriler çift integrasyon yöntemiyle yerdeğiştirme-zaman grafiklerine dönüştürülmüştür. Maksimum yanal deplasmanların tahmin edilen ve gözlemlenen değerlerinin karşılaştırılmasıyla deneysel sarsma tablası test sonuçlarının doğruluğu incelenmiştir. Buna göre, deneysel sarsma tablası test sonuçlarının sayısal tahminlerle uyumlu olduğu açıkça görülmektedir. Nümerik tahminler ile laboratuvar sonuçları arasındaki farkın, fiziksel laboratuvar modelinde kaynaklı birleşimlerin enerji absorbe etmesi nedeniyle olduğu düşünülebilir. Yapılan testler sırasında ve sonrasında plastik mafsal oluştuğuna dair bir kanıt bulunmamıştır. Bu nedenle, yapısal modelin sarsma tablası deneyleri sonucunda elastik sınırlar içinde kaldığı anlaşılmıştır. Tablo 5. Tepe noktası yer değiştirme değerleri ve ölçeklendirme katsayısının doğruluk düzeyi Gerçek yapıya ait tepe noktası maksimum yer değiştirme (m) Model yapıya ait tepe noktası maksimum yer değiştirme (m) Kullanılan geometrik ölçek (λ =1/30) Hata Payı Kobe depremi 0.04222 0.00140 30.15 0.5 El Centro depremi 0.06007 0.00218 27.55 8 Kocaeli depremi 0.04027 0.00146 27.58 8 4. Değerlendirme Bu çalışmada, gerçek betonarme yapısal modele uygun ölçekli bir model geliştirilmiş ve sarsma tablasında dinamik analizleri için tasarımı yapılmıştır. Ölçekli yapısal model üzerinde, üç ölçekli

O. SAHIN et al./ ISITES2017 Baku - Azerbaijan 16 deprem ivme kaydının etkisi altında sarsma tablası deneyleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, gerçek yapısal modelin sonlu eleman modeli oluşturulmuş, kullanılan üç deprem ivme kaydı altında zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizleri yapılmıştır. Tepe noktası maksimum yatay yer değiştirmeleri belirlenmiş ve deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Kullanılan geometrik ölçeklendirme faktörü yüzde 0-10 arasında hata payına sahiptir. Böylece, ölçekli yapısal modelin, gerçek yapı sisteminin davranışını kabul edilebilir doğrulukta temsil ettiği söylenebilir. Ölçekli yapısal modelin, sarsma tablası deneysel çalışmalarında kullanılabilecek yeterli doğrulukta, geçerli ve nitelikli bir model olduğu sonucuna varılmıştır. Kaynakça [1] Baran, T. Yapıların dinamik davranışının deneysel ve teorik olarak incelenmesi. Çukurova Üniversitesi, Doktora Tezi, 2008. [2] Tabatabaiefar, H. R., & Mansoury, B. (2016). Detail design, building and commissioning of tall building structural models for experimental shaking table tests. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 25(8), 357-374. [3] Özmen, G., Orakdöğen, E., Darılmaz, K., Örneklerle SAP2000 v17, Birsen Yayınevi, 2015. [4] Omid, A. J. Yapı-zemin etkileşimi altındaki binaların sismik davranışının deneysel ve sayısal çözüm yöntemleri ile incelenmesi. Sakarya Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, 2017. [5] Meymand, P. J. (1998). Shaking table scale model tests of nonlinear soil-pile-superstructure interaction in soft clay (Vol. 1). University of California, Berkeley. [6] Boru, E. Yapı tanı teknikleri ile sonlu eleman modelleri güncellenmiş binaların deprem performans analizi Sakarya Üniversitesi, Doktora Tezi, 2015. [7] Dal, D., Matlab ile Programlama, Ekin Yayınevi, 2015.