Sarsma Tablası Deney Sonuçlarına Göre Dinamik Karakteristikleri Belirlenmiş Ölçekli Betonarme Bir Yapının Nonlineer Dinamik ve Statik Analizlerinin Karşılaştırılması


Creative Commons License

BİRDAL F., ALTUN F. , Tanrıkulu K.

Sekizinci Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, İstanbul, Türkiye, 11 - 15 Mayıs 2015, cilt.1, ss.871-882

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.871-882

Özet

Dinamik etki altında yapısal davranışın incelenmesinde sarsma tablası deneylerinin kullanımı oldukça yaygınlaşmaktadır. Bu deneylerin amaçlarından biride yapısal analizde kullanılan analitik modellerin kalibre edilmesidir. Bu kapsamda çalışmanın amacı, sarsma tablası deneyleri sonucunda elde edilen ölçümlere bağlı olarak dinamik karakteristikleri hesaplanmış tek katlı betonarme bir yapının, doğrulanmış nonlineer dinamik analiz sonuçları ile yapısal tasarımda yaygın olarak kullanılan nonlineer statik itme analizi sonuçlarının karşılaştırılması olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışmada 35kN faydalı sarsma kapasitesine sahip sarsma tablası kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan deney numunesi tek katlı betonarme bir yapının, dinamik ölçeklendirme prensibine bağlı katsayılarla 1/3 oranında küçültülmesinden elde edilmiştir. Deney sistemine uygulanan deprem verisi olarak, Northridge deprem kaydı kullanılmıştır. Bu kaydın genlik değeri %17, %34, %75 oranlarında, zaman ekseni ise ivme benzerlik yasasına göre ölçeklenerek sisteme 3 farklı veri etkitilmiştir. Deneysel çalışmadan deney numunesinin kat hizası deplasman ve ivme ölçümleri elde edilmiştir. Elde edilen ölçümler kullanılarak her deprem etkisinde numunenin doğal titreşim frekansı ve sönüm oranı, Fourier dönüşümlerine bağlı transfer fonksiyonu metodu ile hesaplanmıştır. Deneysel çalışmadan elde edilen veriler referans alınarak, numunenin analitik model detayları oluşturulmuştur. Nonlineer zaman tanım alanında direkt integrasyon metotları kullanılarak fiber plastik mafsal yaklaşımı ile oluşturulan model analiz sonuçları, deneysel veriler ile karşılaştırılarak doğrulanmış model elde edilmiştir. Bu modele, analiz yöntemi değiştirilerek statik-itme analizi uygulanmıştır. Bu iki analiz neticesinde deney numunesi taban kesme kuvveti, deplasman ilişkileri ve kesit zorlanmaları karşılaştırılmıştır. Ayrıca statik itme analizi sonucu belirlenmiş yapı hedef deplasmanı ve buna karşılık gelen taban kesme kuvveti değerleri, yapı hasar durumu ve zaman tanım alanında analiz sonuçlarına bağlı olarak yorumlanmıştır.

 

 

The use of shaking table experiments for the investigation of structural behavior under dynamic effect is becoming popular day by day. One aim  of these experiments is the calibration of analytical models used in structural analysis. The aim of the study is specified as the comparison of verified non-linear dynamic analysis results and non-linear pushover analysis results used widely in structural design of one-story reinforced concrete, the dynamic characteristics of which were calculated considering the measurements obtained from the shaking table experiment results.

In the experimental study, the shaking table having 35 kN useful shaking capacity was used. Test specimen in the study was obtained by minimizing the one-story reinforced concrete structure in the ratio of 1/3 with the coefficients based on dynamic scaling principle.   Northridge earthquake record was used as the earthquake data applied to test system. Amplitude value of this record was scaled in the ratio of 17%, 34%, 75% by acceleration similarity law. Storey displacement and acceleration measurements of test specimen were obtained from the experimental study. By using the obtained measurements, natural vibration frequency and damping ratio of the specimen for each earthquake effect were calculated with transfer function method based on Fourier transforms. Analytical model details of the specimen were formed by basing on the data obtained from experimental study. Model analysis results formed with fiber plastic hinge approach by using the direct integration methods in non-linear time-history were compared with experimental data. It was verified; and so model was developed. Pushover analysis was applied to this model by changing the analysis model. Test specimen base-shear force displacement relations and strain of sections were compared at the end of these two analyses. Moreover, target displacement identified basing on pushover analysis and corresponding base-shear force values were interpreted considering the structural damage and time history analysis.