Kurşun çekirdekli kauçuk izolatörün yükseklik boyunca düzenli ve düzensiz çerçevelerin sismik tepkisine etkisi

Effect of lead rubber bearing on seismic response of regular and irregularframes in elevation

Özet

Taban izolatörleri binaların yapısal sistemleri için etkili bir sismikkoruyucu sistem olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, kurşunçekirdekli kauçuk izolatörlerin (KÇKİ) deprem kayıtlarına maruzbırakılmış moment aktaran çelik yapılar üzerinde etkinliğiaraştırılmıştır. Bu amaçla, KÇKİ ile iyileştirilmiş 12 katlı yükseklikboyunca düzenli ve düzensiz çelik yapılar, oluşan bölgesel ve geneldeformasyonlar dikkate alınarak incelenmiştir. KÇKİ; izolatör periyodu,efektif sönüm oranı ve rijitlik oranı gibi üç önemli parametrekullanılarak modellenmiştir. Taban izolatörlü çelik yapıların 2 boyutlumodelleri oluşturularak farklı depremler altında zaman tanımlıanalizleri yapılmıştır. İzole edilmiş ve edilmemiş çerçevelerin sismikdavranışları; izalatör deplasmanı, ivme, katlar arası ötelenme oranı,göreli yer değiştirme, çatı katı ötelenmesi, normalize edilmiş tabankesme kuvveti, taban momenti ve histeretik eğrileriyledeğerlendirilmiştir. İzole edilmiş çerçevelerin izole edilmemiş olanlarakıyasla sağladığı avantajlar tartışılmıştır. KÇKİ’nin uygulanmasıylayükseklik boyunca düzenli ve düzensiz çerçevelerin sismik tepkilerininbelirli bir düzeye kadar iyileştirilebileceği gözlemlenmiştir.

Abstract

Base isolations are acknowledged as an effective seismic protective system for structural systems of buildings. This study investigates the effectiveness of lead rubber bearing (LRB) on the nonlinear response of the steel moment resisting frames subjected to real ground motions. To this aim, 12-storey regular and irregular steel frames in elevation upgraded with LRB were studied by evaluating the local and global deformations. LRB was modeled by considering three key parameters of isolation period, effective damping ratio, and stiffness ratio. Twodimensional model of the base isolated frames were created and a series of time-history analyses were carried out by different earthquake ground motions. The seismic behaviour of the bare and isolated frames was measured by the variation of isolator displacement, acceleration, interstorey drift ratio, relative displacement, roof drift ratio, normalized base shear, base moment, and hysteretic curve. The supremacy of the base-isolated frames over the bare frames was discussed accordingly. It was found that the seismic response of the regular and irregular frames in elevation could be improved up to a certain degree by implementing LRB.