Süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçevelerin sismik enerji istemleri

Bir yapının, kuvvetli yer hareketlerine maruz kalması durumunda elastik ötesi davranış göstermesi beklenir. Yapının doğrusal olmayan sismik davranışını değerlendirmek için en güvenli yöntemlerinden biri enerji esaslı yaklaşımı kullanmaktır. Enerji esaslı tasarım, yapıya giren enerji ile yapının enerji tüketme kapasitesinin dengesi olarak ifade edilebilir. Enerji esaslı çalışmalar daha çok tek serbestlik dereceli (TSD) sistemler üzerine uygulanmıştır. Gerçek yapılar için, çok serbestlik dereceli (ÇSD) sistemlerde, enerjinin ve enerjiye bağlı parametrelerin performans esaslı yaklaşımlara göre incelenmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada enerji esaslı yaklaşımın değerlendirilmesi için yapıya giren toplam enerji ve histeretik enerji gibi sismik enerji parametreleri incelenmiş ve farklı yükseklik-açıklık konfigürasyonlarına sahip süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çelik çerçevelerdeki değişimi gözlemlenmiştir. Az, orta ve çok katlı çelik çerçevelerden oluşan sistemler doğrusal analiz ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz hesap yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. Analiz sonuçları değerlendirilerek doğrusal olmayan histeretik enerji dağılımı ve enerji talep spektrumları elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Enerji Spektrumu; Enerji Esaslı Tasarım; Enerji Dağılımı; Moment Aktaran Çelik Çerçeveler

PDF

___

[1] Akbaş, B. and Shen, J., Earthquake-Resistant Design and Energy Concepts, Technical Journal, Turkish Chamber of Civil Engineers, 14, 2, 2877-2901; 2003.
[2] Fajfar P and Vidic T. Consistent Inelastic Design Spectra: Hysteretic and Input Energy. Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 23, 523-537;1994.
[3] Shen J, and Akbas B. Seismic Energy Demand in Steel Moment Frames. Journal of Earthquake Engineering, 3(4): 519-559;1999.
[4] Dogru S., Aksar B., Akbas B., Shen J., Doran B. Multi-Level Seismic Energy Demands In Steel Moment Frames. Eighth National Conference on Earthquake Engineering, Istanbul Technical University, May 11-14;2015.
[5] Chopra A.K. Dynamics of Structures. Theory and Applications to Earthquake Engineering. Prentice-Hall, Inc., New Jersey;2010.
[6] Housner GW. Limit Design of Structures to Resist Earthquakes. In Proceedings of the First World Conference on Earthquake Engineering, Berkeley, California, 5-1-5-13; 1956.
[7] Akiyama H. Earthquake-Resistant Limit-State Design for Buildings. University of Tokyo Press;1985.
[8] Akbas B, Shen J, and Hao H. Energy approach in performance-based seismic design of steel moment resisting frames for basic safety objective. The Structural Design of Tall Buildings , 10:193-217;2001.
[9] Choi, H. and Kim, J. Energy-based Seismic Design of Buckling-Retrained Braced Frames using Hysteretic Energy Spectrum. Engineering Structures, 28(2), pp.304-311;2006.
[10] Bojorquez, E., Ruiz, S., Teran-Gilmore, A. Reliability-based Evaluation of Steel Structures using Energy Concepts. Engineering Structures, 30(6), pp.1745-1759;2008.
[11] Gong ,Y., Xue Y., Xu,L., Grierson, Donald E. Energy-based design optimization of steel building frameworks using nonlinear response history analysis. Journal of Constructional Steel Research, Volume 68, Issue 1, Pages 43-50; January 2012.
[12] Paolacci, F. An Energy-based Design for Seismic Resistant Structures with Viscoelastic Dampers.”, Earthquake and Structures, 4(2), pp.219-239;2013.
[13] Dogru, S., Aksar, B.,Akbas, B., Shen, J., Seker, O., Wen, R. Seismic Energy Demands in Steel Moment Frames. Applied Mechanics and Materials, Vol. 847, pp. 210-221;2016.
[14] Dogru, S., Aksar, B., Akbas, B., Shen, J. Parametric Study on Energy Demands for Special Steel Concentrically Braced Frames. Steel and Composite Structures, Vol. 24, No. 2, June; 2017.
[15] Doğru, S., Akşar, B., Akbaş, B., Shen, J., Doran, B. Seismic Energy Demands of Inverted V-Braced Frames. In: Kasimzade A., Şafak E., Ventura C., Naeim F., Mukai Y. (eds) Seismic Isolation, Structural Health Monitoring, and Performance Based Seismic Design in Earthquake Engineering. Springer, Cham; 2019.
[16] Akşar, B , Doğru, S , Akbaş, B . "Çelik moment çerçevelerde kuvvetli deprem yer hareketi altında arttırılmış deprem etkileri". Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 33:2, 441-457; 2018.
[17] Hou.H., Qu,B. Duration effect of spectrally matched ground motions on seismic demands of elastic perfectly plastic SDOFS. Engineering Structures, Volume 90, 2015, Pages 48-60 ;2015.
[18] ASCE 7-10 . Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers, Reston, VA. ;2010
[19] AISC 341-10. Seismic Provisions for Steel Structural Buildings. American Institute of Steel Construction. American Institute of Steel Construction. Chicago, IL;2010
[20] AISC 360-10 . Specification for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction. American Institute of Steel Construction. Chicago, IL ;2010 .
[21] AISC 358-10 . Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications. American Institute of Steel Construction. Chicago, IL ;2010 .
[22] PEER Database, Peer.berkeley.edu/peer_ground_motion_database. Pacific Earthquake Engineering Research Center, 325 Davis Hall, University of California, Berkeley.
[23] PERFORM-3D . Nonlinear Analysis and Performance Assessment for 3D Structures,Version5 ;2011.