DALGACIK UYUMU ANALİZİ İLE OPTİMUM VİSKOZ DAMPER KAPASİTESİ HESABI

Özet

Bilindiği üzere, bitişik yapılar şiddetli bir deprem esnasında birbirlerine çarparak çekiçleme kuvveti oluşturabilmekte ve bunun sonucunda bu yapılarda hasar ve hatta yıkımlar gözlenebilmektedir. Yapıları enerji sönümleyici elemanlarla donatmak veya birbirine bağlamak, çarpışmayı önleyen yöntemlerden biridir. Bu çalışmada tek serbestlik dereceli (TSD) bir sistemin rijit bir duvara çarpması sonucu oluşan sismik davranış incelenmiş ve çarpışmayı önleyecek viskoz damper kapasitesi optimizasyon çalışmasıyla belirlenmiştir. Çekiçleme kuvvetlerinin oluşmaması için yapının deprem yükü etkisindeki yer değiştirme tepkileri sınırlandırılmalıdır. Çeşitli açıklık değerleri için sismik tepkiler analiz edilerek, çarpışmanın olmadığı ve olduğu durumlarda görülen yer değiştirme tepkilerinin frekans-zaman ilişkileri sürekli dalgacık dönüşümü ile incelenmiştir. Böylece yer değiştirme sinyalinin frekans içeriğindeki değişimler tespit edilmiştir. Bunlara ek olarak, yer değiştirmeyi sınırlayarak çekiçleme kuvvetini sıfıra indirgeyen minimum doğrusal viskoz damper (DVD) kapasitesi de optimizasyon çalışması ile araştırılmıştır. Bu çalışmada, bir ilk olarak yer değiştirme zaman serilerinin dalgacık uyumu analizleri yapılmıştır. Çarpışmanın olmadığı durum ile çeşitli açıklık değerleri için çarpışmanın olduğu yer değiştirme tepkileri arasında uyum katsayıları hesaplanmıştır. Çekiçleme kuvveti sıfır olana kadar ek sönüm oranları kademeli bir şekilde arttırılmış ve uyum katsayılarını 1’e yakınsayan sönüm oranı, yapıya eklenmesi gereken ek sönüm oranı olarak belirlenmiş ve damper kapasitesi hesaplanmıştır. Optimizasyon çalışması ile elde edilen DVD sönüm katsayısı sisteme eklendiğinde, çekiçleme kuvvetinin oluşmadığı gözlenmiştir.

Abstract

It is well known that adjacent structures may collide with each other during severe earthquake leading to pounding force, and as a result, damage and even destruction can be observed in these structures. Implementing or connecting structures with energy dissipaton elements is one of the ways to avoid collisions. In this study, the seismic behavior of a single degree of freedom (TSD) system pounding to a rigid wall was investigated and the viscous damper capacity to prevent the collision was determined by optimization study. The displacement responses of the structure under the earthquake load is required to be limited in order to prevent the occurrence of pounding forces. By analyzing the seismic responses for various gap values, the frequency-time relationship of the displacement responses observed in the absence and presence of collisions were investigated by continuous wavelet transform. Thus, the differences in the frequency content of the displacement signal for variable gap values were determined. In addition to these, the minimum linear viscous damper (LVD) capacity, which vanishes the pounding force was also investigated by the optimization study. In this study, wavelet coherence analyzes of displacement time series were performed as a first. Coefficients of coherence between the collision-free state and the collision-induced displacement responses for various gap values were obtained. The additional damping ratios were increased gradually until the pounding force became zero. The damping ratio, was determined as the additional damping ratio that should be added to the structure when wavelet coherences converged to 1, and the damper capacity was calculated. When the LVD damping coefficient obtained by the optimization study was added to the system, it was observed that the pounding does not occur.