Search

Yapı sistemlerinin ve yapı elemanlarının deprem etkisindeki davranışlarının belirlenmesinde, deneysel yöntemler çok önemlidir. Yapısal davranış; öngörülen bir yerdeğiştirme protokolü etkisinde gerçekleştirilen statik karakterli deneyler ile ivme kayıtlarının kullanılabildiği gerçek zamandaki sarsma masası deneyleri ile ya da analitik çözümlerin etkileşimli olarak gerçekleştirildiği statik karakterli benzeşik dinamik deneyler ile belirlenebilmektedir. Benzeşik dinamik deneyde, numuneden ölçülen reaksiyon kuvvetleri (rijitlik matrisi) dinamik denge denkleminin çözümünde ve bir sonraki deney adımında numuneye etkitilecek hedef yerdeğiştirme vektörünün hesabında kullanılmaktadır. Benzeşik dinamik deney tekniğinde, analitik ve deneysel bölümlerin doğru etkileşimi deneyin başarısı üzerinde çok etkilidir. Deneyin başarısı için; kullanılan ölçüm cihazlarının hassasiyeti yanında dinamik denge denkleminin çözümünde kullanılacak sayısal integrasyon yönteminin kararlılığı da büyük önem taşımaktadır. Sayısal hesapta kararlılık sağlanabilmesi için, integrasyon için seçilen hesap adım aralığının yeterli düzeyde küçük olması gerekmektedir. Bu çalışmada, benzeşik dinamik deney metodunda sayısal integrasyon aracı olarak kullanılan merkezi farklar yöntemi (CDM) ile lineer ivme tabanlı kuvvet ayırımı yöntemi (Li-OSM) sayısal ve deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen sayısal çalışmalar; davranış modelinden bağımsız olarak, deprem kaydı adım aralığının yarısı kadar seçilen hesap adım aralığı durumunda, Li-OSM yönteminin CDM yöntemine göre daha kararlı sonuçlar ürettiğini göstermiştir. Deneysel çalışmalardan; CDM yönteminde “dörtte birlik” hesap adım aralığı ile çalışmak yerine, Li-OSM yönteminde “yarım” hesap adım aralığının kullanımı durumunda, toplam deney süresinin yarıya düşeceği ve deneyin kararlılığının artacağı sonucuna ulaşılmıştır.

Experimental techniques are of great importance in determination of earthquake behavior of structures and structural members. Structural behavior could be determined by means of quasi-static tests in which prescribed displacement protocols are applied, by real time shake table tests realized with real acceleration records or by pseudo-dynamic tests in which experimental and numerical simulation efforts work together. In pseudo-dynamic test, the reactional forces measured from test specimen (stiffness matrix) are utilized for the numerical solution of dynamic equilibrium equation and for the determination of target displacement vector to be applied to test specimen in the next step. In pseudo-dynamic test method, the through interaction of the analytical and experimental parts is very effective on the success. For the success of the test; in addition to the sensitivity of the measuring devices used, the stability of the numerical integration technique to be used in the solution of the dynamic equilibrium equation is also of great importance. In order to ensure the stability of the numerical integration, the selected time interval should be small enough. In this study, the central difference method (CDM) and linear acceleration-based force separation method (Li-OSM) used as a numerical integration tool in pseudo-dynamic test method are compared with numerical and experimental studies. The performed numerical studies; regardless of the constitutive model used, showed that Li-OSM method produces more stable results than CDM method in the case of the integration step interval selected up to half of the earthquake record interval. From the experimental studies; instead of using “quarter” integration step interval in CDM method, it was concluded that in case of using “half” integration step interval in Li-OSM method, the total testing time will decrease by half and the stability of the test will increase., Yapı sistemlerinin ve yapı elemanlarının deprem etkisindeki davranışlarının belirlenmesinde, deneysel yöntemler çok önemlidir. Yapısal davranış; öngörülen bir yerdeğiştirme protokolü etkisinde gerçekleştirilen statik karakterli deneyler ile ivme kayıtlarının kullanılabildiği gerçek zamandaki sarsma masası deneyleri ile ya da analitik çözümlerin etkileşimli olarak gerçekleştirildiği statik karakterli benzeşik dinamik deneyler ile belirlenebilmektedir. Benzeşik dinamik deneyde, numuneden ölçülen reaksiyon kuvvetleri (rijitlik matrisi) dinamik denge denkleminin çözümünde ve bir sonraki deney adımında numuneye etkitilecek hedef yerdeğiştirme vektörünün hesabında kullanılmaktadır. Benzeşik dinamik deney tekniğinde, analitik ve deneysel bölümlerin doğru etkileşimi deneyin başarısı üzerinde çok etkilidir. Deneyin başarısı için; kullanılan ölçüm cihazlarının hassasiyeti yanında dinamik denge denkleminin çözümünde kullanılacak sayısal integrasyon yönteminin kararlılığı da büyük önem taşımaktadır. Sayısal hesapta kararlılık sağlanabilmesi için, integrasyon için seçilen hesap adım aralığının yeterli düzeyde küçük olması gerekmektedir. Bu çalışmada, benzeşik dinamik deney metodunda sayısal integrasyon aracı olarak kullanılan merkezi farklar yöntemi (CDM) ile lineer ivme tabanlı kuvvet ayırımı yöntemi (Li-OSM) sayısal ve deneysel çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Gerçekleştirilen sayısal çalışmalar; davranış modelinden bağımsız olarak, deprem kaydı adım aralığının yarısı kadar seçilen hesap adım aralığı durumunda, Li-OSM yönteminin CDM yöntemine göre daha kararlı sonuçlar ürettiğini göstermiştir. Deneysel çalışmalardan; CDM yönteminde “dörtte birlik” hesap adım aralığı ile çalışmak yerine, Li-OSM yönteminde “yarım” hesap adım aralığının kullanımı durumunda, toplam deney süresinin yarıya düşeceği ve deneyin kararlılığının artacağı sonucuna ulaşılmıştır.

Seismic excitations may impart a significant amount of energy into structures. Modern structural design attitudes tend to absorb some part of this energy through special dissipaters instead of heavy plastic deformations on the structural members. Different types of dissipater have been generated and utilized in various types of structures in last few decades. The expected earthquake damage is mainly concentrated on these devices and they may be replaced after earthquakes. In this study, a low-cost device called energy dissipative steel cushion (EDSC) made of flat mild steel was developed and tested in the Structural and Earthquake Engineering Laboratory (STEELab) of Istanbul Technical University (ITU). The monotonic and cyclic tests of EDSC were performed in transversal and longitudinal directions discretely. Very large deformation capability and stable hysteretic behavior are some response properties observed from the tests. Load vs. displacement relations, hysteretic energy dissipation properties as well as the closed form equations to predict the behavior parameters are presented in this paper. The research presented herein was conducted in the framework of the FP7 project "SAFECLADDING: Improved Fastening Systems of Cladding Wall Panels of Precast Buildings in Seismic Zones" research for SME associations, grant agreement number 314122, which was coordinated by Mr. Alessio Rimoldi from BIBM. The financial support provided by the Commission of the European Communities through this project is greatly appreciated. The study was conducted at the Structural and Earthquake Engineering Laboratory (STEELab) of Istanbul Technical University. The support of the laboratory staff and graduate students is gratefully acknowledged Publisher's Version

Benzeşik dinamik deney tekniği, numunelerin deprem etkisindeki davranışını belirlemek üzere, etkileşimli olarak gerçekleştirilen deneysel ve sayısal çözümü kapsamaktadır. Deneysel olarak belirlenen numune tepki kuvveti ile öngörülen kütle ve viskoz sönüm özellikleri kullanılarak, sistemin dinamik denge denklemi oluşturulmakta ve seçilmiş bir sayısal integrasyon yöntemi ile bir sonraki adımda numuneye etkitilecek yerdeğiştirme vektörü belirlenmektedir. Yüklemenin duraklamalı olarak uygulanması sebebi ile numune üzerinde hasar oluşumu ve gelişimi izlenebilmektedir. Tek serbestlik dereceli sistemler için geliştirilen benzeşik dinamik deney algoritması, betonarme çerçeve deneylerinde kullanılmıştır.

A simple algorithm for the derivation of load-deformation relationships of a beam-column element is developed. Nonlinear beam-column element is modeled considering inelastic flexural deformations, geometric nonlinearities and elastic shear and axial deformations. In a frame structure, one element is used for one member that may be loaded by distributed loads. The distribution of inelasticity along the member is taken into consideration. The algorithm can be used not only in nonlinear static analysis but also calculation of the elastic stiffness characteristics of non-prismatic members such as haunches and tapered beams. Correlation studies with the existing literature have been conducted with the objective to establish the validity of the proposed algorithm.Key Words: Beam-column element; inelastic deformations; spread plasticity; stiffness characteristics; nonlinear static analysis.&nbsp