Mizan DOĞAN, Murat HİÇYILMAZ, Hasan GÖNEN

Viskoz Sönümleyicilerin Burulma Düzensizliği Bulunan Çelik Yapılardaki Etkilerinin İncelenmesi

Bir yapıyı burulma etkilerinden koruyabilmenin en iyi yolu, plan üzerinde yapının kütle ve rijitlikmerkezlerinin üst üste gelmesini sağlamaktır. Bu iki merkez arasındaki eksantrisiteden dolayı yapıdaburulma momenti etkileri ortaya çıkacaktır. Yapısal sönümleyiciler, sismik enerjinin büyük bir kısmınısönümleyerek taşıyıcı sistem elemanlarının korunmasına yardımcı olurlar. Son yıllarda oldukça ilgi görenpasif kontrol sistemleri, yapıların tasarım ya da güçlendirme çalışmalarında etkin olarakkullanılmaktadırlar. Bu çalışmada pasif kontrol sistemlerinden viskoz sönümleyicilerin, burulmadüzensizliği bulunan çelik yapılar üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla planda düzensiz(asimetrik) U ve L formda iki adet 7 katlı çelik yapı modeli tasarlanmıştır. Modeller üç farklı depremivmesi altında zaman tanım alanında çözümlenmiş, sonuçlarsönümleyicisiz ve sönümleyici ilave edilmişdurumlar için karşılaştırılmıştır. Taşıyıcı sistem rijitliği arttırılmaksızın viskoz sönümleyici ilavesinin,modellerdeki burulma davranışını önemli ölçüde azalttığı gözlenmiştir.

Investigation of the Viscous Damper Effects on Steel Structures with Torsional Irregularities

The best way to protect a building from the effects of torsion is to make the center of mass and stiffness on top of the plan. Due to the eccentricity between these two centers, the torsional moment in the structure will emerge. Structural dampers help to protect the structural system elements by damping major portion of the seismic energy. In recent years passive control systems which are very popular, have been used effectively in the design or strengthening of buildings. In this study, the effects of viscous dampers on steel structures with torsional irregularities are investigated. For this purpose 7- storey steel structure models are designed with U and L shaped on the planar. The models are solved in time history analyses under three different ground accelerations. The results are compared for two cases; without and with damper. Based on the results of time history analyses, it has been observed that the addition of the viscous damper considerably reduces the torsional behavior in the models without increasing the rigidity of the system.

PDF

___

American Society of Civil Engineers ASCE 7-10, 2010. Minimum Design Loads For Buildings And Other Structures.
Bosco, M., Marino, E.M. and Rossi, P.P., 2013. An Analytical Method For The Evaluation Of The In-Plan Irregularity of Non-Regularly Asymmetric Buildings. Bull Earthquake Eng., 11, 1423–1445.
Constantinou, M.C., Soong, T.T. and Dargush, G.F., 1998. Passive Energy Dissipation Systems for Structural Design and Retrofit. Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, Buffalo NY.
DBYBHY, 2007. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. T.C. Bayındırlık ve İskân Bakanlığı, 26454 Sayılı Resmi Gazete, Ankara.
Derdiman, M.K., Mirkelam, Z.A., 2011. Planında Asimetrik Betonarme Yapıların Deprem Davranışının Enerji Sönümleyicilerle İyileştirilmesi. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7, 2, 15-30.
Ebrahimi, A.H., Vazquez, P.M. and Baniotopoulos, C.C., 2017. Numerical studies on the effect of plan irregularities in the progressive collapse of steel structures. Structure and Infrastructure Engineering, 13, 1576-1583.
Fahjan, Y.M., 2008. Selecting and Scaling of Real Earthquake Records Appropriate the Acceleration Design Spectrum in Turkish Earthquake Code. IMO Technical Journal, 292, 4423-4444.
FEMA 273, 1997. Federal Emergency Management Agency Publication. NHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Washington, D.C.
Goel, R.K., 1998. Effects of Supplemental Viscous Damping on Seismic Response of Asymmetric-Plan Systems. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 27, 125-141.
Han, S.W., Kim, T., Kim, D.H. and Baek, S.J., 2017. Seismic collapse performance of special moment steel frames with torsional irregularities, Engineering Structures, 141, 482–494.
Hiçyılmaz, M., 2017. Yapısal Düzensizliğe Sahip Çelik Yapılarda Viskoz Sönümleyici Etkilerinin Araştırılması ve Yeni Bir Bağlantı Tipi Önerisi. Doktora Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 159.
International Building Code IBC06, 2006. International Code Council , USA
Işık, E., Özdemir, M. and Karaşin, İ.B., 2018. Performance Analysis of Steel Structures with A3 Irregularities. International Journal of Steel Structures, 18(3), 1083– 1094.
Landi, L., Diotallevi, P.P., Castellari, G., 2013. On the Design of Viscous Dampers for the Rehabilitation of Plan-Asymmetric Buildings. Journal of Earthquake Engineering, 17, 1141–1161.
Lee, D., Taylor D.P., 2001. Viscous Damper Development and Future Trends. Structural Design of Tall Buildings, 10, 311–320.
Lin, W.H., Chopra, A.K., 2001. Understanding and Predicting Effects of Supplemental Viscous Damping on Seismic Response of Asymmetric One-Storey Systems. Earthquake Engineering And Structural Dynamics, 30, 1475–1494.
Mansoori, M.R., Moghadam, A.S., 2009. Using Viscous Damper Distribution to Reduce Multiple Seismic Responses of Asymmetric Structures. Journal of Constructional Steel Research, 65, 2176-2185.
Pacific Earthquake Engineering Research Center, 2006. PEER Strong Motion Database.
SAP2000, Versiyon 16.1.1, 2014. Yapısal Analiz Programı, Computers and Structures Inc., Berkeley-California.
Stefano, M., Pintucchi, B., 2008. A review of research on seismic behaviour of irregular building structures since 2002. Bull Earthquake Engineering, 6, 285–308.
TS500, 2000. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 83.
Ulucan, Z.Ç., Alyamaç, K.E., 2008. A3 düzensizliğine sahip yapıların doğrusal olmayan kat kesme kuvvetlerinin incelenmesi. Fırat Üniv. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(1), 145-155.
Uniform Building Code UBC97, 1997. Structural Engineering Design Provisions. International conference of building officials, Whittier, California.