Kutu Kirişli Köprülerin Stokastik Dinamik Analizi

Abstract

Bu çalışmada çok açıklıklı değişken kutu kesitli kirişleri olan elastomer mesnetli köprüler için sonlu eleman yöntemi ile dinamik analiz adımları birleştirilerek kuvvetli yer hareketleri etkisindeki viyadüğün dinamik davranışı rasgele titreşim kuramına dayalı stokastik analiz yöntemi ile belirlenmektedir. Ayrıca, kaydedilmiş bir yer hareketi esas alınarak stokastik yöntemlere dayalı hesaplamalarla farklı zemin türleri için benzeştirilmiş deprem ivmeleri elde edilmektedir. Stokastik dinamik çözümleme için köprü sisteminde sonlu eleman modelinin kurulması, dinamik analizlerin gerçekleştirilmesi ve yer hareketinin benzeştirilmesi için bilgisayar programları geliştirilmiştir. Stokastik analizlerde yer hareketinin değişimi, filtrelenmiş beyaz gürültü modeli ile gözönüne alınmaktadır. Genlikleri durağandışı özelliğe sahip yer hareketleri stokastik işleyimle türetilmektedir. Bu yöntemde, sistemin çıkış ile giriş işleyimi arasında uygun fonksiyonların kullanımıyla davranış, varyans ve toplum ortalaması gibi istatiksel anlamda tanımlı büyüklüklerle ifade edilmektedir. Yapılan çözümlemelerden stokastik yöntemlerin deterministik dinamik yöntemlerle uyumlu sonuçlar vermesinin yanısıra stokastik yöntemin rasgeleliğin tahmininde üstünlüğü ve ekonomikliği gözlenmiştir.

In this study, under the effect of strong ground motions for bridges which have multi spans, continuous box-girder and elastomer bearings, the finite element method and dynamic analysis steps are combined and dynamic behaviour of viaduct is determined by stochastic analysis method based on random vibration. Furthermore, based on a recorded ground motion, calculations performed by stochastic methods, simulated earthquake acceleration records are obtained for various soil types. Establishing finite element model of bridge, performing dynamic analysis and to simulate strong ground motion for stochastic dynamic procedure, computer programs have been developed. In stochastic analyses, filtered white noise model is taken into consideration for variation of ground motions. Ground motions models with nonstationary amplitudes are generated by stochastic process. In this procedure, using proper functions between the output and the input process of the system, the results are expressed in terms of variance and median of the ensembles by using conventional statistical definitions. By carrying out analyses, the stochastic methods have given results compatible with those of deterministic dynamic analysis and also it is observed as its economical and procedure superiority of the prediction of randomness.