Alternate representatıons of dynamıc propertıes and loadıng

Bu çalışma, yapıların dinamik davranışını doğrudan etkileyen kütle, sönüm ve deprem yüklemesi parametrelerinin alternatif modellerini kapsamaktadır. Hareket denkleminin bu üç terimi, genellikle tüm dünyada kabul gören bazı temel yaklaşımlarla temsil edilmektedir. Bu tez kapsamında, dinamik parametrelerin temsilleri için farklı yaklaşımlar kullanılmış ve yapıların sismik tepkisine olan etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmişlerdir. Bu özelliklerden birincisi, yapıdaki kütle dağılımının modellenmesi ile ilgilidir. Kütle dağılımı için tartışmasız en çok kullanılan yöntem; pratik kullanımı ve anlaşılması kolay olması nedeniyle yığılı kütle modelidir. Kütle temsili için kullanılan diğer bir yöntem ise, uyuşumlu kütle yaklaşımıdır. Bu yöntemde; rijitlik katsayılarının türetilmesine benzer şekilde kütle katsayıları elde edilmektedir. Uyuşumlu kütle matrisinde, yığılı kütle matrisinden farklı olarak, köşegen dışı katsayılar da bulunmaktadır ki bu katsayılar sistemdeki kütlelerin hareketlerinin birbirine bağımlı olduğunu ifade etmektedir. Örneğin, bir betonarme çekirdek perdenin sürekli bir yapıya sahip olduğu düşünüldüğünde, uyuşumlu kütle modelini kullanmak bu tip bir yapı için oldukça makul bir yöntem gibi gözükmektedir. Bu sebeple, bahsedilen kütle modellerinin yapının sismik tepkisine etkisi 50 katlı bir betonarme çekirdek perde yapısı analiz edilerek incelenmiştir. İkinci özellik, belki de yapı dinamiğinin en karmaşık konularından biri olarak sayılabilecek olan sönüm parametresidir. Sönüm matrisini, elemanın mukavemet ve/veya malzeme özelliklerinden elde etmek mümkün olmadığından, genellikle "orantısal viskoz sönüm matrisi" kullanılmaktadır ki bu matris, belli iki frekansa atanılan modal sönüm oranına bağlı olarak tanımlanmaktadır. Ancak, viskoz sönüm modelinin enerji mekanizmasıyla ilişkili önemli bir eksiği vardır. Deneysel olarak elde edilen verilere dayanan çalışmalar göstermektedir ki; titreşen bir sistemin bir çevriminde tüketilen enerji, viskoz sönüm modelinde ortaya çıkanın aksine, yükleme frekansından bağımsızdır. Yapıların gerçek sönüm davranışını modelleyebildiğimiz bu sönüm çeşidi "frekanstan bağımsız yapısal sönüm" olarak ifade edilmektedir ve ancak frekans düzleminde karmaşık sayılarla ifade edilebilen rijitlik matrisi ile uygun bir şekilde tanımlanabilir. Bu çalışmanın amaçlarından bir tanesi, bu alternatif sönüm modelinin yapıların doğrusal sismik tepkisi üzerine olan etkisini incelemektir. Aynı yapı bu amaç için de analiz edilmiş, göreli kat ötelemesi ve mutlak ivme tepkileri bir takım deprem kaydı kullanılarak Fourier dönüşümü yöntemi ile hesaplanmıştır. Bu tez kapsamında incelenen son konu ise deprem yüklemesiyle ilişkili olup, muhtemelen bu tezin içerdiği en yenilikçi fikri kapsamaktadır. Yükleme ile ilgili olarak yaygın bir şekilde kullanılan yöntem; yer ivmelerinin sistem kütleleri ile çarpılarak doğrudan yük olarak yapıya etki edilmesi yaklaşımına dayanmaktadır. Bu şekilde elde edilen deprem yüklemesi ile diferansiyel denklemin çözümü sonucunda rölatif deplasmanlar elde edilmektedir. Bu yöntemin temelini oluşturan fikir "sözde-statik deplasman iletimi" varsayımına dayanmaktadır. Bu varsayım, herhangi bir andaki yer deplasmanının, aynı anda statik olarak yapının her noktasına iletildiği düşüncesini kabul etmektedir. Bu varsayımdan hareketle; sistem tümüyle ötelendiğinden, doğal olarak bu gibi bir hareket yapıda bir deformasyona sebep olmaz. Bu çalışmanın diğer bir amacı, bu varsayımın yüksek bir bina için gerçekten geçerli olup olmadığını test etmektir. Bu sebeple aynı yapı göreli ve mutlak yapı tepkileri hesaplanmak suretiyle analiz edilmiş ve karşılaştırılmalı sonuçlar verilmiştir.