KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi / 2026 / Cilt: 17 Sayı: 2

Deprem Etkisi Altında Betonarme Binalarda Ayarlı Sıvı Sönümleyicilerin Plastik Şekil Değiştirmeler ve Kalıcı Yer Değiştirmeler Üzerindeki Etkisi

Influence of Tuned Liquid Dampers on Plastic Deformations and Residual Displacements of Reinforced Concrete Buildings under Seismic Excitation

Birkan Dağ(YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-7563-6511
Muzaffer Börekçi(YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0002-8684-6159
Mustafa Gençoğlu(İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-0051-3511
Sayfa
—
Yayın Tarihi
2026-07-27
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçlar, kütle oranının artırılmasının bazı durumlarda plastik şekil değiştirme taleplerini yükseltebildiğini; ancak kalıcı yer değiştirmeleri tutarlı bir şekilde azalttığını göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yapılara giren deprem enerjisini azaltmak amacıyla izolatörler ve sönümleyiciler gibi kontrol sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:ASS sistemlerinin etkinliği büyük ölçüde seçilen kütle oranına bağlıdır.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlar, kütle oranının artırılmasının bazı durumlarda plastik şekil değiştirme taleplerini yükseltebildiğini; ancak kalıcı yer değiştirmeleri tutarlı bir şekilde azalttığını göstermektedir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Ayarlı sıvı sönümleyiciler · pasif kontrol sistemleri · deprem performansı

Özet

Yapılara giren deprem enerjisini azaltmak amacıyla izolatörler ve sönümleyiciler gibi kontrol sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Pasif kontrol sistemleri arasında yer alan Ayarlı Sıvı Sönümleyiciler (ASS), içerdiği sıvının çalkalanma hareketi sayesinde, herhangi bir dış enerji kaynağına ihtiyaç duymadan yapısal titreşimleri azaltan karşıt atalet kuvvetleri oluşturur. ASS sistemlerinin etkinliği büyük ölçüde seçilen kütle oranına bağlıdır. Bu çalışma, 10 katlı betonarme çerçeve bir binanın deprem performansı üzerinde ASS kütle oranının etkisini, özellikle plastik şekil değiştirme talepleri ve deprem sonrası oluşan kalıcı yer değiştirmeler açısından incelemektedir. Farklı kütle oranlarına sahip ASS sistemleri değerlendirilerek katlar arası ötelenme oranı, kolon plastik dönmeleri ve deprem sonrası kalıcı yerdeğiştirme tepkileri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar, kütle oranının artırılmasının bazı durumlarda plastik şekil değiştirme taleplerini yükseltebildiğini; ancak kalıcı yer değiştirmeleri tutarlı bir şekilde azalttığını göstermektedir. İncelenen konfigürasyonlar arasında %5 kütle oranı, plastik şekil değiştirme taleplerinde önemli bir artışa neden olmadan kalıcı yer değiştirmede belirgin azalma sağlayarak en dengeli performansı sunmuştur. Bu bulgular, deprem sonrası yapısal işlevselliğin iyileştirilmesi ve yapısal taleplerde olumsuz artışların önlenmesi açısından ASS kütle oranının dikkatli bir şekilde ayarlanmasının önemini ortaya koymaktadır.

Abstract

Control systems such as base isolators and dampers are widely used to reduce the seismic energy input to structures. Among passive control devices, Tuned Liquid Dampers (TLDs) mitigate structural vibrations through sloshing of the contained liquid, which generates counteracting inertial forces without requiring external power. The effectiveness of TLD systems strongly depends on the selected mass ratio. This study evaluates the influence of TLD mass ratio on the seismic performance of a 10-story reinforced concrete frame building, with particular emphasis on plastic deformation demands and seismic-induced residual displacements. TLDs with different mass ratios are considered to assess their impact on interstory drift, column plastic rotations, and post-earthquake residual response. The results indicate that while increasing the mass ratio may lead to higher plastic deformation demands in certain cases, it consistently reduces residual displacements. Among the investigated configurations, a 5% mass ratio provides the most balanced performance, achieving significant reductions in residual displacement without substantial amplification of deformation demands. These findings highlight the importance of carefully tuning TLD mass ratio to achieve improved post-earthquake functionality while avoiding adverse increases in structural demand.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Dağ, B., Börekçi, M., Gençoğlu, M. (2026). Deprem Etkisi Altında Betonarme Binalarda Ayarlı Sıvı Sönümleyicilerin Plastik Şekil Değiştirmeler ve Kalıcı Yer Değiştirmeler Üzerindeki Etkisi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, Cilt: 17 Sayı: 2. https://doi.org/10.24012/dumf.1895930

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (25)

  1. T. E. Saaed, G. Nikolakopoulos, J. E. Jonasson, and H. Hedlund, “A state-of-the-art review of structural control systems,” Journal of Vibration and Control, vol. 21, no. 5, pp. 919–937, 2015.
  2. F. Naeim and J. M. Kelly, Design of Seismic Isolated Structures: From Theory to Practice. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, 1999.
  3. G. P. Warn and A. S. Whittaker, A Study of the Coupled Horizontal-Vertical Behavior of Elastomeric and Lead-Rubber Seismic Isolation Bearings, MCEER-06-0011. Buffalo, NY, USA: Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, 2006.
  4. G. W. Housner, “The dynamic behavior of water tanks,” Bulletin of the Seismological Society of America, vol. 53, no. 2, pp. 381–387, 1963.
  5. P. K. Malhotra, T. Wenk, and M. Wieland, “Simple procedure for seismic analysis of liquid-storage tanks,” Structural Engineering International, vol. 10, no. 3, pp. 197–201, 2000.
  6. J. K. Vandiver and S. Mitome, “The effect of liquid storage tanks on the dynamic response of offshore platforms,” Journal of Petroleum Technology, vol. 31, no. 10, pp. 1231–1240, 1979.
  7. D. Reed, J. Yu, H. Yeh, and S. Gardarsson, “Investigation of tuned liquid dampers under large amplitude excitation,” Journal of Engineering Mechanics, vol. 124, no. 4, pp. 405–413, 1998.
  8. A. Kareem and W. J. Sun, “Stochastic response of structures with fluid-containing appendages,” Journal of Sound and Vibration, vol. 119, no. 3, pp. 389–408, 1987.
  9. L. M. Sun, Y. Fujino, B. M. Pacheco, and P. Chaiseri, “Modelling of tuned liquid damper (TLD),” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 43, no. 1–3, pp. 1883–1894, 1992.
  10. P. Banerji, M. Murudi, A. H. Shah, and N. Popplewell, “Tuned liquid dampers for controlling earthquake response of structures,” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, vol. 29, no. 5, pp. 587–602, 2000.
  11. Y. Fujino, B. M. Pacheco, P. Chaiseri, and L. M. Sun, “Parametric studies on tuned liquid damper (TLD) using circular containers by free-oscillation experiments,” Doboku Gakkai Ronbunshu, no. 398, pp. 177–187, 1988.
  12. Y. Tamura, R. Kousaka, and V. J. Modi, “Practical application of nutation damper for suppressing wind-induced vibrations of airport towers,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 43, no. 1–3, pp. 1919–1930, 1992.
  13. L. M. Sun, Y. Fujino, P. Chaiseri, and B. M. Pacheco, “The properties of tuned liquid dampers using a TMD analogy,” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, vol. 24, no. 7, pp. 967–976, 1995.
  14. A. M. Halabian and M. Torki, “Numerical studies on the application of tuned liquid dampers with screens to control seismic response of structures,” The Structural Design of Tall and Special Buildings, vol. 20, no. 2, pp. 121–150, 2011.
  15. A. Ashasi-Sorkhabi, H. Malekghasemi, A. Ghaemmaghami, and O. Mercan, “Experimental investigations of tuned liquid damper-structure interactions in resonance considering multiple parameters,” Journal of Sound and Vibration, vol. 388, pp. 141–153, 2017.
  16. A. Pabarja, M. Vafaei, S. C. Alih, M. Y. M. Yatim, and S. A. Osman, “Experimental study on the efficiency of tuned liquid dampers for vibration mitigation of a vertically irregular structure,” Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 114, pp. 84–105, 2019.
  17. C. C. Yip, J. Y. Wong, L. Ling, Y. L. Goh, and H. E. Ong, “Dynamic response of scaled structure with one liquid tuned mass damper,” Case Studies in Construction Materials, vol. 14, Art. no. e00512, 2021.
  18. M. N. Priestley, “Myths and fallacies in earthquake engineering: Conflicts between design and reality,” Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, vol. 26, no. 3, pp. 329–341, 1993.
  19. A. U. Qazi, L. Ye, and X. Lu, “Passive control reinforced concrete frame mechanism with high strength reinforcements and its potential benefits against earthquakes,” Tsinghua Science and Technology, vol. 11, no. 6, pp. 640–647, 2006.
  20. R. D. Hoult and J. P. de Almeida, “Residual displacements of reinforced concrete walls detailed with conventional steel and shape memory alloy rebars,” Engineering Structures, vol. 256, Art. no. 114002, 2022.
  21. P. S. Lobo, J. Almeida, and L. Guerreiro, “Recentring and control of peak displacements of a RC frame using damping devices,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 94, pp. 66–74, 2017.
  22. K. Kawashima, G. A. MacRae, J. I. Hoshikuma, and K. Nagaya, “Residual displacement response spectrum,” Journal of Structural Engineering, vol. 124, no. 5, pp. 523–530, 1998.
  23. Turkish Building Earthquake Code (TBEC). Ankara, Turkey: Ministry of Environment and Urbanization, 2018.
  24. Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), “Strong Ground Motion Database (NGA-West2),” 2014. [Online]. Available: https://peer.berkeley.edu/research/nga-west-2
  25. A. I. Okay, E. Demirbağ, H. Kurt, N. Okay, and İ. Kuşçu, “An active, deep marine strike‐slip basin along the North Anatolian fault in Turkey,” Tectonics, vol. 18, no. 1, pp. 129–147, 1999.