Taban İzolasyonu Sistemlerinin Karşılaştırmalı Analizi

Abstract

Bu tezin esas amacı taban izolasyonlu ve taban izolasyonsuz sistemlerin karşılaştırılmasıdır. Bu tezde binaların periyodunu büyülterek deprem etkilerini azaltmak amacıyla kullanılan sismik taban izolatörlerinin avantajları ve dezavantajı incelendi. Sismik taban izolasyonunun temel ilkesi, bina ile temel arasına yanal rijitliği düşük elemanlar koyarak, binayı depremin yıkıcı etkilerinden uzaklaştırmak ve binaya ankastre temelli durumundaki doğal periyodundan ve özellikle deprem hareketinin hakim periyodundan daha büyük bir doğal periyot kazandırmaktır. Kısaca genel pasif depreme dayanıklı yapı tasarımı tekniklerini tartıştıktan sonra taban izolasyonu tarif edilmiştir.Analatik İfadeler anlatılmıştır. Taban İzolasyonunun etkisini ve taban izolasyonlu binaların performansını değerlendirebilmek için; İki pasif depreme dayanım sistemini karşılaştırmak ve Sap 2000 yapısal analiz programını kullanarak tanıtmak için üç katlı üç çerçeve sistemi modellenmiştir (Sırasıyla Ankastre, Viskoz sönümleme mesnetli, ve Taban izolasyonlu). İzolatör ile yukarıda bahsettiğimiz (Periyotlar, Yer değiştirme, Taban kesme kuvveti) parametreler arası ilişkiyi ve izolatörlerin tipik kullanımını ortaya koymak için, bir araştırmada yer alan bir deneysel çalışmada kullanılan model de analiz edilmiştir. Son olarak taban izolasyonunun etkilerini ve taban izolasyonlu binaların etkilerini değerlendirebilmek için 6 katlı betonarme bir yapıya izolatör yerleştirilmiştir. Bu 6 katlı bina ofis binasıdır ve perde duvarın yapısal tepkiye karşı etkilerinin değerlendirilebilmesi için 2 şekilde analiz edilmiştir, perde duvarlı ve perde duvarsız. Yapılar Yapısal Analiz Programı SAP2000 (Structural Analysis Program) kullanılarak modellenmiştir. Sonuçların karşılaştırılabilmesi için çerçeveler için girilen değerler aynı tutulmuş ve deformasyon, binaların periyotları, kuvvet değerleri gibi sonuçlar kıyaslanmıştır.Bu üç değer literatürde en çok kullanılan karşılaştırma kriterleri olduğu için seçilmiştir.

The main objective of this thesis is a comparative study of base isolated systems. In this study the advantages and disadvantages of the seismic base isolators to be used as period lengthening and seismic demand reducing devices in buildings were discussed. The seismic base isolation concept is to install structural elements with low lateral stiffness between the structure and the foundation, in order to uncouple the building from the damaging action of an earthquake and to give the structure a fundamental period that is much larger than both its fixed-base period and the predominant period of the ground motion. After a brief discussion on the use of common passive earthquake resistant design techniques; base isolation was described.Analytical formulas were given. In order to evaluate the effectiveness of base isolation and the performance of base isolated buildings; Three story three frames are modeled (Bare, Damped and isolated respectively) for the aim of comparing two passive earthquake resistant systems and familiarizing with the use of SAP 2000 Structural Analysis Program. In order to find a relation between isolators used and parameters like periods, displacements, base forces and in order to find the typical usage of an isolator, a model obtained from an experimental study from a research paper is also analyzed. Finally, an isolator type is introduced to a 6 story reinforced concrete structure. This six-story structure is an office building and is analyzed in two cases, with and without shear walls, for the aim of evaluating the effects of shear wall to structural responses. The structures are modeled using Structural Analysis Program SAP 2000. For the sake of comparability of the results, the input data for the frames are kept same and output values such as deformation, periods of the buildings, force values are compared, since these three values are the most common comparison values used in the literature.