İvme kayıtlarının ölçeklendirilmesinin zaman tanım alanında analizlerden elde edilen maksimum ötelenme taleplerine etkisi

Abstract

Maksimum ötelenme talebi, deprem etkisi altındaki yapıların tasarımı ve/veya performans değerlendirmesi amacıyla kullanılan önemli parametrelerden biridir. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz ise maksimum ötelenme talebinin gerçeğe en yakın şekilde tahmin edilmesi için kullanılan en etkili yöntemdir. Analiz için kullanılacak ivme kaydı, analiz sonuçlarını doğrudan etkilemektedir. Dolayısıyla uygun ivme kayıtlarının seçilmesi, yapının deprem davranışının doğru olarak tahmin edilebilmesi için büyük önem taşımaktadır. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nin de (TBDY) aralarında bulunduğu modern deprem yönetmeliklerinde, zaman tanım alanında analizde kullanılacak ivme kayıtlarının özellikleri ile ilgili tanımlamalar yerini almıştır. Bu çalışmada, TBDY ile uyumlu olacak şekilde oluşturulmuş farklı ivme kaydı setleri kullanılarak yapılacak zaman tanım alanında analiz sonucunda, tek serbestlik dereceli sistemler için elde edilecek maksimum ötelenme taleplerininin istatistiksel olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın diğer amacı, ivme kayıtlarının ölçeklendirilmesinde kullanılan katsayıların mertebesinin ötelenme talepleri üzerindeki etkisini değerlendirmektir. Bu amaçla, farklı periyot ve yatay dayanım oranına sahip 28 adet tek serbestlik dereceli sistemin doğrusal olmayan analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler için, ZB, ZC ve ZD sınıfı zeminler ile uyumlu 180 ivme kaydı seti kullanılmıştır. Her bir ivme setinde 11 ivme kaydı bulunmaktadır. Toplam 55440 zaman tanım alanında analiz yapılmıştır. TBDY ile uyumlu bir ivme setinde yer alan ivme kayıtları kullanılarak hesaplanan maksimum ötelenme taleplerinin ortalamasının ve saçılımının, kullanılan ivme setine bağlı olarak rastgele değiştiği görülmüştür. Ayrıca, ötelenme taleplerinin set içerisindeki saçılımının dikkate değer biçimde yüksek olduğu görülmüştür. Ötelenme taleplerinin set içerisindeki saçılımı üzerinde ölçeklendirme stratejilerinin anlamlı bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre, aynı hedef spektrumla uyumlu farklı ivme setleri için hesaplanan ortalama ötelenme taleplerinin saçılımı düşüktür.

The maximum displacement demand is one of the important parameters used for the seismic design and / or performance evaluation of structures under earthquake effect. Nonlinear time history analysis is the most efficient method for accurate estimation of maximum displacement demand. The ground motion record to be used for the analysis directly affects the results of the analysis. Therefore, the selection of appropriate ground motion records is of great importance for the correct estimation of the seismic behavior of the structures. In modern seismic codes, Turkish Building Earthquake Code (TBDY) is one of them, the regulations about time history analysis and selection of ground motion records for the analysis is given. In this study, it was aimed to statistically evaluate the maximum displacement demands for single degree of freedom systems obtained by nonlinear time history analysis compatible with TBDY. The other aim of the study was to evaluate the effect of scaling of the ground motion records on maximum displacement demands. For this purpose, 28 single degree of freedom systems with different vibration periods and lateral strength ratios were considered. For the analysis of the single degree of freedom systems, 180 ground motion record sets compatible with local soil classes ZB, ZC and ZD defined in TBDY were used. Each of the set has 11 records. Totally, 55440 nonlinear time history analyses were performed. The results show that the average and dispersion of the maximum displacement demands calculated using ground motion records in a record set were found to change randomly depending on the record set used for the analysis. In addition, the dispersion of the displacement demands within the record sets was significantly high. It was observed that scaling coefficient did not have a significant effect on the dispersion of the maximum displacement demands within the sets. It was also observed that the average of the maximum displacement demands calculated for different ground motion record sets compatible with the same target spectrum are low.