Giriþ: Sismik izolasyon sistemleri binalarýn bütünlüðünü ve binalarda bulunan ivmeye duyarlý içerikleri depremlerin zararlý etkilerinden koruyabilmektedir. Bu sistemler, pasif, aktif ve yarý-aktif olmak üzere üç ana gruba ayrýlabilir. Pasif sismik izolasyon sistemleri izolatörler ve gerektiðinde izolatörlere paralel olarak kullanýlan pasif ek sönümleyicilerden oluþur. Pasif ek sönümleyicilerin kullanýlmasýnýn temel hedefi, taban deplasmanlarýný pratik ve ekonomik sýnýrlar altýnda tutmaktýr. Çünkü pasif ek sönümleyici kullanýlmayan sismik izolasyon sistemleri yakýn-fay depremlerine maruz kaldýklarýnda büyük taban deplasmanlarý meydana gelebilir. Öte yandan, pasif ek sönüm özellikle yüksek frekans içeriðine sahip uzak depremler altýnda kat ivmelerini arttýrabilir. Kat ivmelerinde meydana gelebilecek büyütmeleri en aza indirebilmek için, taban deplasmanlarýný azaltýrken kat ivmelerini de azaltabilen veya en azýndan çok fazla arttýrmayan, yarý-aktif izolasyon sönümleyicilerin kullanýldýðý yarý-aktif izolasyon sistemleri son yýllarda önem kazanmýþtýr. Bununla birlikte, yarý-aktif sismik izolasyon sistemlerinin sismik performansý, yarý-aktif cihazlarýn ve sismik izolatörlerin mekanik özelliklerinde meydana gelebilecek rastgele deðiþime baðlý olarak farklýlýk gösterebilir. Ýzolatörlerin mekanik parametrelerindeki rastgele deðiþim, boyutlarýndaki, çevre koþullarýndaki, malzeme davranýþlarýndaki ve üretim kalitesindeki belirsizliklere baðlý olarak ortaya çýkabilir. Benzer þekilde, yarý-aktif kontrol cihazlarýndaki rastgele deðiþim, doðrusal olmayan davranýþlarýnýn belirlenmesi, termal deðiþimler ve kalibrasyonlarý ile ilgili belirsizlikler veya çalýþmalarýndaki hatalar ile ilgili olabilmektedir. Yarý-aktif kontrol cihazlarý ile donatýlmýþ sismik izolasyon sistemlerinin davranýþýný gerçekçi bir þekilde deðerlendirebilmek ve bu sistemlerin, dolayýsýyla da tüm yapýnýn güvenliðini doðrudan ilgilendiren izolasyon sistemi deplasmanlarýnýn belirlenmesinde izolasyon sistemindeki belirsizlikler dikkate alýnmalýdýr. Amaç: Yarý-aktif izolasyon sistemini oluþturan elemanlarýn her birinde meydana gelebilecek rastgele deðiþimin birbirinden baðýmsýz olarak oluþmasý, planda farklý konumlarda bulunan izolasyon sistemi elemanlarýnýn farklý miktarda deforme olmasýna sebep olabileceðinden, bu çalýþma söz konusu farklýlýðý olasýlýksal olarak incelemek ve ortaya çýkabilecek farklýlýðýn seviyesini belirlemek amacýyla gerçekleþtirilmiþtir. Kapsam: Bu çalýþma kapsamýnda, 3 katlý yarý-aktif sismik izolasyonlu prototip bir bina tarihi yakýn-fay depremlerine maruz býrakýlarak olasýlýksal analizler gerçekleþtirilmiþ ve izolasyon sistemini oluþturan elemanlarýn deformasyonlarý incelenmiþtir. Sýnýrlýlýklar: Kullanýlan üst yapý modeli kayma çerçevesidir ve lineer olarak modellenmiþtir. Üst yapýda meydana gelebilecek rastgele deðiþim dikkate alýnmamýþtýr. Kat kütleleri döþeme hizasýnda ve aðýrlýk merkezinde toplu olarak modellenmiþtir. Modelleme sýrasýnda zemin-yapý etkileþimi dikkate alýnmamýþtýr. Çalýþmada sadece puls içeren tarihi yakýn-fay deprem kayýtlarý kullanýlmýþtýr. Yöntem: Olasýlýksal analiz yöntemlerinden biri olan Monte-Carlo Simülasyon Tekniði kullanýlmýþtýr. Bu yönteme göre, öncelikle ele alýnan problemdeki belirsizlik içeren parametreler rastgele deðiþkenler olarak tanýmlanmýþtýr. Ardýndan, rastgele deðiþkenler için kendi doðalarýyla uyumlu olan olasýlýk daðýlýmlarý belirlenip rastgele deðiþkenlere için rastgele sayýlar üretilmiþtir. Problem, ön çalýþmalar ile belirlenen yeterli simülasyon sayýsý kadar (3000 simulasyon) deterministik olarak çözülmüþtür. Sonuç olarak, toplam simülasyon sayýsý kadar elde edilen sonuçlarýn istatistiksel deðerlendirmesi yapýlmýþtýr. Bu çalýþmada, izolasyon sisteminde dikkate alýnan rastgele deðiþkenler, izolatörler için akma sonrasý rijitliðinin akma öncesi rijitliðe oraný, akma dayanýmý ve akma yer deðiþtirmesi deðerleri iken; yarý-aktif kontrol cihazý için rijitlik, maksimum sönüm ve minimum sönümdür. Rastgele deðiþkenler, her bir eleman için ayrý ayrý ve normal daðýlýmý takip edecek þekilde oluþturulmuþtur. Analizlerde, kauçuk izolatörlerin davranýþlarý ikili lineer histeretik olarak modellenmiþtir. Yarý-aktif kontrol cihazý ise Maxwell elemaný olup; bang-bang pseudo-skyhook kontrol kuralý kullanýlarak modellenmiþtir. Bulgular: Gerçekleþtirilen olasýlýksal analizler neticesinde, izolasyon sistemindeki her bir elemanýn mekanik parametrelerindeki baðýmsýz deðiþimin, plandaki konumu farklý olan her bir elemanda farklý deformasyonlarýn oluþmasýna sebep olduðu görülmüþtür. Sonuç: Yarý-aktif sismik izolasyon sistemi elemanlarýn mekanik parametrelerindeki belirsizliklerin her bir elemandaki baðýmsýz deðiþkenliðinin taban deplasman talepleri üzerinde kayda deðer etkisi olduðu ortaya konmuþtur.
Anahtar Kelimeler: Yarý-aktif izolasyon sistemi, yarý-aktif izolasyon sistemindeki belirsizlikler, Monte-Carlo Analizi, taban deplasmaný.
|
