Dergiler / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2022 / Cilt: 24 - Sayı: 71

Benzeşik Dinamik Deney Tekniğinde Kullanılan iki Farklı İntegrasyon Tekniğinin Deneysel ve Sayısal Çalışmalar ile İrdelenmesi

Examination of Two Distinct Integration Techniques Used in Pseudo-Dynamic Test Method by Means of Experimental and Numerical Studies

Sayfa
509–527
Yayın Tarihi
2022-10-15
DOI
—
🏛️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)

Deneysel çalışmalardan; CDM yönteminde “dörtte birlik” hesap adım aralığı ile çalışmak yerine, Li-OSM yönteminde “yarım” hesap adım aralığının kullanımı durumunda, toplam deney süresinin yarıya düşeceği ve deneyin kararlılığının artacağı sonucuna ulaşılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yapı sistemlerinin ve yapı elemanlarının deprem etkisindeki davranışlarının belirlenmesinde, deneysel yöntemler çok önemlidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Yapısal davranış; öngörülen bir yerdeğiştirme protokolü etkisinde gerçekleştirilen statik karakterli deneyler ile ivme kayıtlarının kullanılabildiği gerçek zamandaki sarsma masası deneyleri ile ya da analitik çözümlerin etkileşimli olarak gerçekleştirildiği statik karakterli benzeşik dinamik deneyler ile belirlenebilmektedir.
💡
Sonuç & Katkı:Deneysel çalışmalardan; CDM yönteminde “dörtte birlik” hesap adım aralığı ile çalışmak yerine, Li-OSM yönteminde “yarım” hesap adım aralığının kullanımı durumunda, toplam deney süresinin yarıya düşeceği ve deneyin kararlılığının artacağı sonucuna ulaşılmıştır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Benzeşik dinamik deney tekniği · Merkezi farklar yöntemi · Lineer ivme yöntemi tabanlı kuvvet ayırımı metodu

Özet

Yapı sistemlerinin ve yapı elemanlarının deprem etkisindeki davranışlarının belirlenmesinde, deneysel yöntemler çok önemlidir. Yapısal davranış; öngörülen bir yerdeğiştirme protokolü etkisinde gerçekleştirilen statik karakterli deneyler ile ivme kayıtlarının kullanılabildiği gerçek zamandaki sarsma masası deneyleri ile ya da analitik çözümlerin etkileşimli olarak gerçekleştirildiği statik karakterli benzeşik dinamik deneyler ile belirlenebilmektedir. Benzeşik dinamik deneyde, numuneden ölçülen reaksiyon kuvvetleri (rijitlik matrisi) dinamik denge denkleminin çözümünde ve bir sonraki deney adımında numuneye etkitilecek hedef yerdeğiştirme vektörünün hesabında kullanılmaktadır. Benzeşik dinamik deney tekniğinde, analitik ve deneysel bölümlerin doğru etkileşimi deneyin başarısı üzerinde çok etkilidir. Deneyin başarısı için; kullanılan ölçüm cihazlarının hassasiyeti yanında dinamik denge denkleminin çözümünde kullanılacak sayısal integrasyon yönteminin kararlılığı da büyük önem taşımaktadır. Sayısal hesapta kararlılık sağlanabilmesi için, integrasyon için seçilen hesap adım aralığının yeterli düzeyde küçük olması gerekmektedir. Bu çalışmada, benzeşik dinamik deney metodunda sayısal integrasyon aracı olarak kullanılan merkezi farklar yöntemi (CDM) ile lineer ivme tabanlı kuvvet ayırımı yöntemi (Li-OSM) sayısal ve deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen sayısal çalışmalar; davranış modelinden bağımsız olarak, deprem kaydı adım aralığının yarısı kadar seçilen hesap adım aralığı durumunda, Li-OSM yönteminin CDM yöntemine göre daha kararlı sonuçlar ürettiğini göstermiştir. Deneysel çalışmalardan; CDM yönteminde “dörtte birlik” hesap adım aralığı ile çalışmak yerine, Li-OSM yönteminde “yarım” hesap adım aralığının kullanımı durumunda, toplam deney süresinin yarıya düşeceği ve deneyin kararlılığının artacağı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract

Experimental techniques are of great importance in determination of earthquake behavior of structures and structural members. Structural behavior could be determined by means of quasi-static tests in which prescribed displacement protocols are applied, by real time shake table tests realized with real acceleration records or by pseudo-dynamic tests in which experimental and numerical simulation efforts work together. In pseudo-dynamic test, the reactional forces measured from test specimen (stiffness matrix) are utilized for the numerical solution of dynamic equilibrium equation and for the determination of target displacement vector to be applied to test specimen in the next step. In pseudo-dynamic test method, the through interaction of the analytical and experimental parts is very effective on the success. For the success of the test; in addition to the sensitivity of the measuring devices used, the stability of the numerical integration technique to be used in the solution of the dynamic equilibrium equation is also of great importance. In order to ensure the stability of the numerical integration, the selected time interval should be small enough. In this study, the central difference method (CDM) and linear acceleration-based force separation method (Li-OSM) used as a numerical integration tool in pseudo-dynamic test method are compared with numerical and experimental studies. The performed numerical studies; regardless of the constitutive model used, showed that Li-OSM method produces more stable results than CDM method in the case of the integration step interval selected up to half of the earthquake record interval. From the experimental studies; instead of using “quarter” integration step interval in CDM method, it was concluded that in case of using “half” integration step interval in Li-OSM method, the total testing time will decrease by half and the stability of the test will increase.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZKAYNAK, H., GÜNEY, A. K., YÜKSEL, E. (2022). Benzeşik Dinamik Deney Tekniğinde Kullanılan iki Farklı İntegrasyon Tekniğinin Deneysel ve Sayısal Çalışmalar ile İrdelenmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 24 - Sayı: 71, 509–527. https://ajindex.com/articles/491206

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (13)

  1. Hakuno M, Shidawara M, Hara T. 1969. Dynamic destructive test of a cantilever beam controlled by an analog-computer, Transactions of Japan Society of Civil Engineers, Cilt. 171, s. 1-9
  2. Takanashi K. 1975. Non-linear earthquake response analysis of structures by a computer actuator on-line system, Transactions of the Architectural Institute of Japan, Cilt. 229, s. 77-83
  3. Okada T, Takanashi K, Seki M, Taniguchi H. 1980. Nonlinear earthquake response of system anchored on RC building floor, Bulletin of Earthquake Resistant Structure Research Center, Cilt. 13, s. 63-85
  4. Okada T, Matsutaro Seki M, Park Y.J. 1980. A simulation of Earthquake Response of Reinforced Concrete Building Frames to bi-directional Ground Motion by IIS Computer Actuator On-line System, Seventh World Conference on Earthquake Engineering, 9-13 September, Istanbul, Turkey
  5. Balendra T, Lam K, Liaw C, Lee S. 1987. Behavior of eccentrically braced frame by pseudo-dynamic tests, Journal of Structural Engineering, ASCE, Cilt. 113(4), s. 673-688
  6. Peek R, Yi W. 1990. Error analysis for pseudo dynamic test method: 1.Analysis, Journal of Engineering Mechanics ASCE, Cilt. 116(7), s. 1618-1637
  7. Peek R, Yi W. 1990. Error analysis for pseudo dynamic test Method: 2.Application, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Cilt. 116(7), s. 1638-1658
  8. Shing P.B, Mahin S.A. 1987. Cumulative experimental errors in pseudo dynamic tests, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Cilt. 15(4), s. 409-424
  9. Nakashima M. 1983. Stability and accuracy of integration techniques in pseudo dynamic testing”. Building Research Institute, Ministry of Construction, Japan, Technical Report, 105
  10. Shing P.B, Mahin, S.A. 1985. Computational aspect of a seismic performance test method using on-line computer control, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Cilt. 13(4), s. 507-526
  11. Shing P.S.B, Manivannan T. 1990. On the accuracy of an Implicit algorithm for pseudo dynamic tests, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Cilt. 19(5), s. 631-651 [12] Kabayama K, Toyoshima M, Kumazawa F, Nakano Y, Okada T. 1993. On-line tests of frame structures, Bulletin of Earthquake Resistant Structure Research Center, Cilt. 26, s. 75-82
  12. Paguette J, Bruneau M. 2000. Pseudo-dynamic testing of unreinforced masonry buildings with flexible diaphragm, 12WCEE 2000 12th World Conference on Earthquake Engineering, 30 January-4 February, Auckland, New Zeland
  13. Nakajima K, Iemura H, Taka