Yakın Fay Hareketinin Yapılar Üzerindeki Etkisi Ve İzolatör-sıvı Sönümlyicilerle Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı

Abstract

Yakın fay hareketleri, deprem fayına yakın bölgelerde olan yer hareketleridir. Fay yakını kuvvetli deprem hareketlerinin etkisi, yapılar üzerinde sıradan kayıtlara göre çok daha fazla büyük yerdeğiştirme ya da süneklik taleplerine neden olmaktadır. Yakın fay hareket kayıtlarının en önemli özelliği yüksek pik hızlı olmasıdır. Çalışmada, yakın fay etkisinin yapılarda neden olduğu büyük yerdeğiştirmelerin, sıvı sönümleyiciler kullanılarak azaltılması amaçlanmıştır. Çalışmanın ikinci bölümünde, geleneksel tasarım anlayışından ve yapısal kontrol sistemlerinden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde, yakın fay hareketi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Dördüncü bölümde, önce yakın fay etkisi içeren yapay deprem elde edilmiş, daha sonra yakın fay etkisi içeren depremlerle, sıradan deprem kayıtları incelenmiştir. Bu depremler maksimum ivme, maksimum hız, maksimum yerdeğiştirme, %0 ve %20 sönüm için Housner şiddeti, etkin ivme(SEAOC’a göre), budanmış etkin ivme, etkin pik ivmelerine göre karşılaştırılmıştır. Bu depremler içinden yakın fay etkisi içeren ve içermeyen depremler, önce sismik izolatörlü bir köprüye, daha sonra da bir binaya uygulanmıştır. Bina, ankastre tabanlı (mevcut hali), viskoz sönümleyicili, kurşun çekirdekli kauçuk izolatörlü, kurşun çekirdekli kauçuk izolatör ve viskoz sönümleyicilerin birlikte kullanıldığı durum olmak üzere dört faklı şekilde çözülmüştür. Depremlerin köprü ve bina üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca binalar birbirleriyle karşılaştırılmış, viskoz sönümleyicilerin ve sismik izolatörlerin yapı davranışındaki etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, ankastre tabanlı binaya viskoz sönümleyici eklenmesiyle maksimum yerdeğiştirmelerin %21 ile %33 arasında değişen değerlerde azalmıştır.

Near-fault ground motions are ground motions that occur near an earthquake fault. The effects of near-fault earthquake motions on structures cause larger displacements and ductility demands when compared with the effects of ordinary earthquake records. The most important characteristic of near-fault motion records is that it has a large peak velocity. This study aims to reduce the large displacements caused by near-fault effects, by using fluid viscous dampers. The conventional design procedures and structural control systems are discussed in Chapter 2. In chapter 3, near-fault motions are observed in detail. In Chapter 4, an earthquake with near-fault motions was simulated which was then compared with ordinary earthquake records according to their maximum acceleration, velocity, maximum displacement, Housner intensity with 0% and 20% damping, effective acceleration (according to SEAOC), trimmed effective acceleration and effective peak acceleration. Within these earthquakes, those with and without near-fault effects were firstly applied to a seismic isolated bridge, and then to a building. The building was observed under four different states; current state, viscous damping, lead rubber bearing and a combination of viscous damping and rubber bearing. The effects of the earthquakes on the bridge and on the building were examined. Furthermore, the buildings were compared with one another, and the effects of viscous dampers and seismic isolators on structures were investigated. The results obtained have shown that when a fluid viscous damper was applied to a building, displacements were decreased by values that differed between 21% and 33%.