1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

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

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

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

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Yapı Grubu Dersleri. Genel Malzeme Bilimi Yapı İşleri Şantiye Tekniği Yapı Malzemeleri Yapı Statiği II. Betonarme II

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

Newton un ikinci yasası: Bir cisim ivmesi cisim üzerine etki eden toplam kuvvet ile doğru orantılı cismin kütlesi ile ters orantılıdır.

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

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

TRANFER FONKSİYONLARI SİSTEMLERİN MATEMATİKSEL MODELİ BASİT SİSTEM ELEMANLARI

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

DİNAMİK TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

Mekanik. Mühendislik Matematik

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

T.C. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MEKANİK TİTREŞİMLER. Doç. Dr. Mehmet İTİK

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

Sistem Dinamiği. Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

MUKAVEMET TEMEL İLKELER

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim ya durur, ya da bir doğru boyunca sabit hızla hareketine devam eder.

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

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

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

Diferensiyel denklemler sürekli sistemlerin hareketlerinin ifade edilmesinde kullanılan denklemlerdir.

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

ÖZHENDEKCİ BASINÇ ÇUBUKLARI

DEPREM YALITIMLI BİNALARDA ELEKTRİK/MEKANİK TESİSATIN TASARIMI

Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Hareket Kanunları Uygulamaları

DEPREMLERİN KAYIT EDİLMESİ - SİSMOGRAFLAR -

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

SÜRTÜNME Buraya kadar olan çalışmalarımızda, birbirleriyle temas halindeki yüzeylerde oluşan kuvvetleri etki ve buna bağlı tepki kuvvetini yüzeye dik

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

Fizik 101: Ders 7 Ajanda

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DENEY 3 ATWOOD MAKİNASI

Newton Kanunlarının Uygulaması

Rijit Cisimlerin Dengesi

BACA DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin H

DENEY 6 BASİT SARKAÇ

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

Yapısal Analiz Programı SAP2000 Bilgi Aktarımı ve Kullanımı. Doç.Dr. Bilge Doran

DENEY 5 DÖNME HAREKETİ

İleri Diferansiyel Denklemler

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

DİNAMİK - 1. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Makina Dinamiği. Yrd. Doç. Dr. Semih Sezer.

Fizik 101: Ders 5 Ajanda

Açı Yöntemi. 1 ql 8. Açı yöntemi olarak adlandırılan denklemlerin oluşturulmasında aşağıda gösterilen işaret kabulü yapılmaktadır.

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

İÇİNDEKİLER

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

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. HAFTA)


Bölüm 9: Doğrusal momentum ve çarpışmalar

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

ÖDEV SETİ 4. 1) Aşağıda verilen şekillerde her bir blok 5 kg olduğuna göre yaylı ölçekte ölçülen değerler kaç N dir.

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMINDA GENEL ĐLKELER

DİNAMİK 01 Giriş ve Temel Prensipler

L KESİTLİ KİRİŞTE KAYMA MERKEZİNİN ANSYS İLE VE DENEYSEL YOLLA BULUNMASI

Hareket Kanunları. Newton un Hareket Kanunları. Fiz 1011 Ders 5. Eylemsizlik - Newton un I. Yasası. Temel - Newton un II. Yasası

STATİK KUVVET ANALİZİ (2.HAFTA)

MUKAVEMET Öğr. Gör. Fatih KURTULUŞ

GEMİLERİN MUKAVEMETİ. Dersi veren: Mustafa İNSEL Şebnem HELVACIOĞLU. Ekim 2010

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

Fizik 101: Ders 22. Gündem

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

Kuvvet. Kuvvet. Newton un 1.hareket yasası Fizik 1, Raymond A. Serway; Robert J. Beichner Editör: Kemal Çolakoğlu, Palme Yayınevi

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

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Rijit Cisimlerin Dengesi

Deprem Mühendisliğine Giriş. Yer Hareketinin Karakterizasyonu ve Temel Kavramlar

İNŞ 1012 STATİK. Ders notları

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

EKSENEL YÜKLERDEN OLUŞAN GERILME VE ŞEKİL DEĞİŞİMİ Eksenel yüklü elemanlarda meydana gelen normal gerilmelerin nasıl hesaplanacağı daha önce ele

SONLU ELEMANLAR (FINITE ELEMENTS) YÖNTEMİ

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

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

Varsayımlar ve Tanımlar Tekil Yükleri Aktaran Kablolar Örnekler Yayılı Yük Aktaran Kablolar. 7.3 Yatayda Yayılı Yük Aktaran Kablolar

Fen ve Mühendislik Bilimleri için Fizik

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

Transkript:

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş Yapı Dinamiği, dinamik yükler etkisindeki yapı sistemlerinin dinamik analizini konu almaktadır. Dinamik yük, genliği, doğrultusu ve etkime noktası zamana bağlı olarak değişen yüklemedir. P(t) t Analiz sonucu belirlenen, zamana bağlı yapısal tepki değerleri de dinamik tepkiyi teşkil etmektedir.

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş Yapı dinamiği problemi, statik problemden iki açıdan önemli farklılıklar göstermektedir: Etkiyen kuvvetin zamana bağlı olarak değişmesi İvmenin etkisi Klasik statik yöntemde: ku=p Zamana bağlı değişim için aşağıdaki eşitlik kullanılarak u(t) belirlenebilir mi? ku(t)=p(t)

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş Zamana bağlı tepki değerleri yerine, tasarımcılar genellikle maksimum tepki değerlerini bilmek isterler (u max ). Ancak, problemin dinamik karakterde olması durumunda ku(t)=p(t) eşitliğini kullanmak doğru olmaz. u(t) yerdeğiştirmesi için ku(t)=p(t) eşitliği kullanılacak olursa, basit bir cebrik denklem ortaya çıkacaktır. Hatta, doğrudan maksimum yerdeğiştirme değeri dahi bu denklem ile kolaylıkla belirlenebilir. u max için yukarıdaki denklem yazılacak olursa: ku max =P max

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş ku max =P max Bu durumda yapılması gereken, yüklemenin maksimum değerini belirleyip, yukarıdaki statik denklemde yerine yazmak ve u max için çözümlemektir. Ancak, dinamik problem statik problemden farklı bir karakterdedir. Newton un ikinci kanununa göre, Bir yapıya etkiyen net kuvvet, yapının ivmesi ile orantılıdır. p( t) d dt ( m du ) dt m d dt u

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş Bir başka ifade ile, bir cisme etki eden net kuvvetin, meydana getirdiği ivmeye oranı sabit olup, kütleye eşittir. Kütlenin ivmeyle çarpımına eşit olan net kuvvet atalet kuvveti olarak tanımlanıp, dinamik denge denkleminin statik denge denkleminden olan farklılığını yansıtmaktadır. Atalet kuvveti, sisteme etki eden net kuvvete ters yönde ortaya çıkmaktadır. p( t) d u m dt Net Kuvvet = Atalet Kuvveti

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş Şekil (a) da statik yük etkisindeki konsol bir kiriş görülmektedir. Kirişte oluşacak deformasyon ve iç kuvvetler, doğrudan statik yüke (P) bağlıdır. Diğer taraftan Şekil (b) de aynı konsol kiriş zamanla değişen bir yük (P(t)) etkisindedir. Şekilde görüleceği gibi, kirişin ivmesi yayılı atalet kuvvetinin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Atalet kuvvetinin yapıdaki deformasyon ve iç kuvvetlere önemli bir katkısının olması durumunda, problemin dinamik olarak ele alınması gerekmektedir. (a) Statik Yük ve (b) Dinamik Yük, etkisindeki konsol kiriş

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş Statik durumda, yüklemenin sonsuz yavaş bir şekilde gerçekleştiği kabul edilmektedir. Dolayısıyla, ortaya çıkan ivme çok küçük olduğundan ihmal edilmektedir. Ancak, yükleme yeterince hızlı bir şekilde yapılırsa, atalet kuvveti diğer kuvvetlerle karşılaştırılabilecek boyutlarda olmakta ve dolayısıyla denge denkleminde dikkate alınması gerekmektedir. Bu bakımdan, ivmeden dolayı ortaya çıkacak atalet kuvveti dinamik durumda dikkate alınmalıdır.

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Hesaplama aşamasında, gerçek sistemle eşdeğer olacak, ancak aynı zamanda da matematik olarak daha kolay analiz edilebilecek basitleştirilmiş bir model oluşturulmalıdır. Bu şekilde elde edilecek, yapı sisteminin basitleştirilmiş modeli analitik model olarak tanımlanmaktadır. Analitik model için iki temel modellemeden bahsedilebilir: Sürekli Model (m(x), EI(x), C(x)) Ayrık-Parametreli (Toplu Kütleli) Model (Mi, Ki, Ci) Yapı sistemlerinin dinamik karakteristikleri, rijitlik, kütle ve sönüm ile tanımlanmaktadır.

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Şekil. Konsol kirişe ait analitik modeller: (a) Yayılı-kütleli konsol kiriş, sürekli model (b) Tek serbestlik dereceli model, ayrık-parametreli model (c) Üç serbestlik dereceli model, daha incelikli ayrık-parametreli model

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Atalet kuvvetlerinin etkisini yansıtabilmek için dikkate alınması gereken yerdeğiştirme parametre sayısı, serbestlik derecesi (degrees of freedom, DOF) olarak tanımlanmaktadır. Bu bakımdan, sürekli model sonsuz serbestlik derecesine sahiptir. Ancak, Şekil b ve c, sonlu sayıda serbestlik dereceli sistemleri içermektedir. Şekilde gösterilen ayrık-parametreli modeller, sistemin kütlesi az sayıdaki noktasal kütle ile gösterildiğinden, toplu kütleli sistem olarak tanımlanmaktadır.

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Ayrık ve sürekli sistemler: Tek serbestlik dereceli sistem (SDOF) system : n=1 Çok serbestlik dereceli sistem (MDOF) system:1<n< Sürekli sistem : n=

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Analitik modelleme için diğer bir örnek olarak, Şekilde gösterilen ayaklı su deposu ele alınmıştır. Tepe noktasından uygulanacak yatay bir kuvvet veya depremden kaynaklanacak yatay bir kuvvet için, bu sistemin titreşim durumunun belirlenmesi hedeflenmiştir. Su tankının dolu olması durumunda kullanılabilecek analitik model Şekilde ayrıca gösterilmiştir. Dolu bir depoda suyun çalkalanma etkisi ortaya çıkmayacağından, kütle kule tepesinde toplanırken (m), göreceli olarak narin kuleler kütlesiz olarak modellenmiştir. Su tankını destekleyen konsol kule yapıya yatay rijitlik (k) kazandırmaktadır.

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Yapı sistemine ait analitik model oluşturulduktan sonra, Newton Kanunları ve gerilme-şekildeğiştirme bağıntıları gibi fiziki kurallar uygulanarak, analitik modeli matematik bir dil ile tanımlayan diferansiyel denklemler elde edilir. Sürekli model, kısmi türevli diferansiyel denklemlerin ortaya çıkmasına neden olurken, ayrıkparametreli model adi diferansiyel denklemler ortaya çıkarmaktadır. Böylece elde edilen diferansiyel denklem takımı yapı sistemine ait matematik model olarak tanımlanmaktadır. Kısaca, analitik model üzerinde yazılan hareket denklemi matematik model olarak ifade edilmektedir. Matematik model formüle edildikten sonra dinamik analizdeki bir sonraki adım, dinamik tepkilerin belirlenmesi için diferansiyel denklemlerin çözümünü içermektedir.

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Dinamik çözümleme üş genel aşamadan oluşmaktadır: analitik modelin belirlenmesi analitik modele karşılık gelen matematik modelin belirlenmesi dinamik tepki için diferansiyel denklem çözümü Yapı Dinamiği dersi kapsamında, yapı sistemlerinin dinamik incelenmesi aşamasında, yukarıda belirtilen ikinci ve üçüncü aşamalar üzerinde durulacaktır.

1. Yapı Bileşenlerinin ve Sistemlerinin Modellenmesi Sürekli Model Sürekli sistem (sonsuz-dof sistem) Kısmi türevli diferansiyel denklemler Sürekli parametreler, EI(x), m(x) Gerçekçi Analizi zor Ayrık-Parametreli Model Toplu kütleli sistem Adi diferansiyel denklemler Toplu parametreler, M i İdealize edilmiş Analizi kolay Yaklaşık x ( u u EI ( x) ) m( x) x t p( x, t) d u m dt ku p( t) P.D.E. O.D.E.

1.3 Kütle-Yay-Sönümleyici Sistemi Karmaşık sistemleri incelemeden önce, en basit titreşim hareketini yapan, en basit yapı sistem modelini ele alalım. Kütle (m): Yapının kütlesini ve atalet özelliklerini yansıtmaktadır. Yay (k): Yapının elastik kuvvetini ve potansiyel enerji kapasitesini göstermektedir. Sönüm(c): Yapının sürtünme özelliklerini ve enerji kaybını temsil etmektedir. Kuvvet (p(t)): Yapı sistemine etki eden dış kuvveti göstermektedir.