seramar doganay mkuseramar.edac.biz/seramar1/html/presentations all/session 5/seramar...betonarme...

of 44/44
Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya BETONARME BETONARME Ç Ç ER ER Ç Ç EVEL EVEL İ İ YAPILARIN ZORLANMI YAPILARIN ZORLANMI Ş Ş T T İ İ TRE TRE Şİ Şİ M M DENEYLER DENEYLER İ İ NE G NE G Ö Ö RE MEVCUT RE MEVCUT DURUMLARININ ARA DURUMLARININ ARA Ş Ş TIRILMASI TIRILMASI Hazırlayan: Yüksek Lisans Öğrencisi Ela Doğanay

Post on 31-Aug-2019

3 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    BETONARME BETONARME EREREVELEVELYAPILARIN ZORLANMIYAPILARIN ZORLANMI TTTRETREM M

    DENEYLERDENEYLERNE GNE GRE MEVCUT RE MEVCUT DURUMLARININ ARADURUMLARININ ARATIRILMASITIRILMASI

    Hazrlayan:Yksek Lisans rencisi

    Ela Doanay

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    2

    SUNUM KAPSAMIGiriZorlanm Titreim TestleriTest Binalarnn BelirlenmesiTest Kapsamnda Kullanlan CihazlarTest lemleriTest Sonularnn View2002 Programnda AnaliziYaplarn ETABS Program le ModellenmesiTest ve Analiz SonularSonular ve neriler

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    3

    --Giri--

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    4

    lkemiz, son derece aktif deprem kuaklarnn bulunduu bir corafyaya sahiptir.

    Ege Blgesi -Yerel faylar

    Bingl Karlova

    Kuzey Anadolu Fay Hatt

    Dou Anadolu Fay Hatt

    Marmara Marmara -- 19991999

    DDzce zce -- 19991999

    Gediz Gediz -- 19701970

    Dinar Dinar -- 19951995

    Ceyhan Ceyhan -- 19981998

    Antakya Antakya -- 19971997

    Lice Lice -- 19751975

    Varto Varto -- 19661966

    Muradiye Muradiye --19761976

    Erzincan Erzincan -- 19391939

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    5

    zellikle de Hatay, deprem fay hatlarnn kesitii blgede yer almasndan dolaydeprem tehlikesinin

    en st dzeyde yaanabilecei ehirlerimizin

    banda gelmektedir.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    Son yllardaki depremlerden sonra yaplan hasar incelemelerinde, betonarme ereveli yaplarda ok fazla hasarlar olutuu grlm ve bu yaplarn hasargrebilirliinin artt sonucuna varlmtr. Baz hasarlarn nedenlerinin aklanmas ve aratrlmas mmkndr fakat yap planna ve kabullere bal olarak bulunan saysal sonular ile llen sonular arasnda farklar meydana gelmektedir.Bu yzden sismik yklerin binaya daha sistematik bir yol ile aktarlmasna dayanan ve aletsel datalarn kullanld ileri yaklamlara gerek olduu ortadadr.

    6

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    7

    Buradan yola karak gelitirilen bu almasnn amac ;

    Mevcut olan betonarme yap stounun hasar ve deprem karakteristiinin belirlenmesidir.

    zlenmesi gereken yol yledir;

    Zorlanm titreim deneyleri ile dinamik davran parametrelerinin belirlenmesi (hakim titreim periyodu, mod ekli, snm oran gibi)

    Analitik modellerin kalibrasyonu (elde edilen dinamik parametrelere gre)

    Performansa dayal analizler ile bina performanslarnn belirlenmesi

    Performanslar deerlendirilerek Antakyadaki yap stokunun hasar karakteristiinin ortaya konmas

    Veriler kullanlarak deprem senaryosu iin veri tabakas oluturulmas

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    8

    --Test Binalarnn Belirlenmesi--

  • 9

    Test binalar seilirken Antakya

    genelinde olmasna, zellikle de

    kent merkezindeki orta katl

    yaplar temsil eden binalarn

    seilmesine dikkat edilmitir. Ve

    ekilde de grld gibi imdiye

    kadar Antakya nn eitli

    blgelerinden seilen 18 bina test

    edilmitir.

  • 10

    A-1

    A-2

    Bu sunumda test dilen binalardan iki tanesinin analiz sonular verilecektir.

    Birinci bina A-1 kodlu bina

    kinci bina ise A-2 kodlu bina.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    11

    --Zorlanm Titreim Testi--

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    12

    Zorlanm titreim testinde,

    Sarsma cihazyla bina sarslarak titreimler yaratlyor

    Bu titreimlerden dolay yapda meydana gelen tepki mekanzmalar sensrler araclyla kayt altna alnyor

    Bu kaytlarn bilgisayar ortamnda analiz edilmesi sonucu binann;

    Doal periyotuSnm oran

    Mod ekli

    ve benzeri dinamik zellikleri elde edilmi oluyor.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    --Zorlanm Titreim Testinde Kullanlan Cihazlar--

    13

  • 14

    Prototip olarak retilmi titreim reteci cihaz, az ve ok katl yaplarn test edilmesine uygundur.

    Harmonik salnm retmek zere gelitirilmitir.

    Cihaz titreimi salayacak iki yk kolundan olumaktadr.

    0.5-15 Hz frekans alma aralna sahiptir

    Bu test cihazyla test edilen binalarda titreimler insanlarn hissedebilecei dzeyde deildir.

    Sarsma Cihaz

    by seismotec GmbH

  • 15

    Sarsma Cihaz le Birlikte Kullanlan Hz lerler

    Testlerde 6 adet hzler(SENSR) kullanlmtr.SYSCOM marka bu cihazlar x,y,z olmak zere eksenli kayt alma zelliine sahiptir.Bir hzler toplamda 3 ana paradan olumaktadr.

    1- MR2003; tabannda su terazili sehpas olan ve bulunduu zemindeki titreimleri kayt altna alan cihazdr.

    2-MR2002; MR2003 ten ald verileri dntrce aktarmaktadr.

    3-Dntrc elektriksel kaytlar saysal olarak NCC ye aktarmaktadr.

    Tm hzlerler nihai durumda verilerini NCC yardmyla bilisayar ortamna ulatrr.

  • 16

    Sarsma Cihaz

    Kontrol nitesi

    Hz lerler

    Tm Kaytlarn topland yer

    Deney Dzeneyi

    by seismotec GmbH

  • 17

    0.5 Hz ten balayp 0.2 yada 0.5Hz lik artmlar yaplarak sarsma cihaznn dnme hz arttrlr.

    Her artmda saniyede 100 kayt olmak zere 60 saniye boyunca kayt alnr.

    Bina sarsma ilemi 12Hz e kadar devam eder. Titreim retecinin frekans, yapnn doal frekanslarn kapsayan bir alanda uygulanmaktadr.

    Her iki dorultuda kayt almak iin cihazn dorultusu 90 derece evirilerek deitirlir ve dier dorultu iin ayn ilemler uygulanr.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    18

    Binann hakim titreim frekansnn olduu blgede, salnm frekansyla binann tepki frekans akp rezonans durumu meydana gelmektedir. Rezonans durumunda sensrler maksimum genlikte okuma yapmaktadr. Bylelikle binann o yndeki maksimum deplasman meydana gelmektedir.

    by seismotec GmbH

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    19

    --Verilerin analizi--

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    Test binalarnda hz ler vastasyla kayt altna alnan veriler View2002 programyla analiz edilmitir.

    20

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    21

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    f=1.98 HzT=0.5128sn

    Modal Frekanslar

    View2002 programyla elde edilen Frekans, FFT genlik grafiklerinin pik noktalar, binann o andaki salnmna ait modal frekansn gstermektedir.

    Bina hakim peryodu da frekans deerinin arpmaya gre tersiyle bulunur;

    Binann her iki salnm ynnde hakim titreim frekans ve hakim periyotu elde ediliyor.

    Tf 1=

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    22

    Snm KapasiteleriZorlanm titreim testlerinin en nemli zelliklerinden biri snm kapasitelerinin belirlenebiliyor olmasdr. Snm oran, , aadaki denklem kullanlarak elde edilmektedir.

    res

    ab

    fff

    2

    =

    0.0001

    0.0011

    0.0021

    0.0031

    0.0041

    0.0051

    0.0061

    1 2 3 4 5 6 7 8

    Frekans,f (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    fa=2.1 Hz fb=2.5 Hz

    fres=2.4Hz

    fres

    fres / 2

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    23

    Mod ekilleri

    Mod ekilleri genel olarak, en st kata yerletirilen

    ivmeler-hzler tarafndan kayt altna

    alnan deplasman deeri referans alnarak dier tm

    katlarda elde edilen deplasman deerlerinin bu deere blnp normalize

    edilmesiyle elde edilir.

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 0.5 1 1.5

    Normalize Deplasman

    Kat Y

    kse

    klii (

    m)

    DeneyAnalitik

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    24

    Yaplarn ETABS Yap Analiz Program ile Modellenmesi

    Bu tez almasnda incelenen binalar, CSI firmas tarafndan gelitirilen ETABS (9.5 Versiyon, 2004) yaygn bir kullanma sahip olan yapanalizi paket program ile modellenmitir.

    Modellerin analizinden elde edilen bina hakim periyotu ve mod ekilleri Analitik sonu olarak ifade edilip Deney sonular ile karlatrlacaktr.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    25

    --Test Ve Analiz Sonular--

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    26

    Bina A-1

    5 kat

    C16

    S220

    h: 18.5 m

    A: 468 m2

    lk test binas Antakya kent merkezindeki yaplarn 556 adedini temsil eden eski bir

    betonarme yapdr.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    27

    23.4 m

    20 m

    GR

    4

    Y

    X1

    Titreim retici

    E1

    55 cm95 cm

    3 X

    Y Y

    X2

    X

    Y

    by seismotec GmbH

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    28

    5

    GR

    4

    3

    E1

    Y

    X1

    55 cm

    X

    Y

    X

    Y

    Zemin Kat

    1.Kat

    2.Kat

    3.Kat

    4.Kat

    at1 2

    3 4

    5

    GR

    E1

    A-1 Binas iin test cihazlarnn yerleimlerinin plan ve kesit grn

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    29

    Binann ETABS programndaki modeli

  • 30

    0.00001

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    0.00001

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    0.00001

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10

    Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    Binann uzun dorultudaki FFT Genlik-Frekans grafikleri

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    -0.15 -0.05 0.05 0.15

    Hz (mm/s) X

    Hz

    (mm

    /s)

    Y

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15

    Hz (mm/s) X

    Hz

    (mm

    /s)

    Y

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15

    Hz (mm/s) XHz

    (mm

    /s)

    Y

    Binann uzun dorultudaki hz deiim grafikleri

    Uzun Dorultuda Yaplan Hesaplamalar

    (a) Sensr No. 1 (b) Sensr No. 2 (c) Sensr No. 3

    (a) Sensr No. 1 (b) Sensr No. 2 (c) Sensr No. 3

  • 31

    Ksa Dorultuda Yaplan Hesaplamalar

    0.00001

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    0.00001

    0.0001

    0.001

    0.01

    0.1

    0 2 4 6 8 10

    Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    0.00001

    0.0001

    0.001

    0.01

    0.1

    0 2 4 6 8 10Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15

    Hz (mm/s) Y

    Hz

    (mm

    /s)

    X

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15

    Hz (mm/s) Y

    Hz

    (mm

    /s)

    X

    -0.15

    -0.1

    -0.05

    0

    0.05

    0.1

    0.15

    -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15

    Hz (mm/s) Y

    Hz

    (mm

    /s)

    X

    (a) Sensr No. 1 (b) Sensr No. 2 (c) Sensr No. 3

    Binann uzun dorultudaki FFT Genlik-Frekans grafikleri

    Binann uzun dorultudaki hz deiim grafikleri

    (a) Sensr No. 1 (b) Sensr No. 2 (c) Sensr No. 3

  • 32

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    0 0.5 1 1.5

    AnalitikDeney

    A-1 Binas X ynkarlatrmal mod ekli.

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Normalize Deplasman Normalize Deplasman

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    0 0.5 1 1.5

    AnalitikDeney

  • 33

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    0 0.5 1 1.5

    AnalitikDeney

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    0 0.5 1 1.5

    AnalitikDeney

    A-1 Binas Y ynkarlatrmal mod ekli.

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Normalize Deplasman Normalize Deplasman

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    34

    Mod Mod Tipi Etabs PeriyotSonular (s)Test PeriyotSonular (s)

    Test sonucunaGre Fark (%)

    SnmOran (%)

    1. Burulma 0.269 - - -2. Uzun yn 0.1902 0.263 17.8 4.3

    3. Ksa yn 0.1802 0.233 27.6 4.26

    A-1 Binas Test Sonularyla Analitik Sonular Arasndaki Farklar Ve Snm Oranlar

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    35

    A-2 BinasZemin+5 kat

    S220

    C16

    h: 18.2 m

    A: 144.39 m2

    kinci test binas Antakya kent merkezindeki yaklak 80 adet

    orta katl konut tipi binay temsil edecek karakteristik zelliklere

    sahip bir betonarme yapdr.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    36

    12.95m

    11.1

    5m

    4

    Titreim Cihaz

    E

    5

    6

    X

    Y

    1

    X

    Y

    2

    3

    Y

    X

    E

    Zemin Kat

    1.Kat

    2.Kat

    3.Kat

    4.Kat

    at2 1

    5

    3

    6

    GR

    Titreim retici

    4

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    37

    Binann ETABS programndaki modeli

  • 38

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10

    Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10

    Frekans (Hz)FF

    T G

    enlik

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10

    Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

    Hz (mm/s) X

    Hz

    (mm

    /s)

    Y

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

    Hz (mm/s) X

    Hz

    (mm

    /s)

    Y

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

    Hz (mm/s) XHz

    (mm

    /s)

    Y

    Uzun Dorultuda Yaplan Hesaplamalar

    Binann uzun dorultudaki FFT Genlik-Frekans grafikleri

    Binann uzun dorultudaki hz deiim grafikleri

    Sensr No. 1 Sensr No. 2 Sensr No. 3

    Sensr No. 1 Sensr No. 2 Sensr No. 3

  • 39

    Ksa Dorultuda Yaplan Hesaplamalar

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10 12

    Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10 12

    Frekans (Hz)FF

    T G

    enlik

    0.0001

    0.001

    0.01

    0 2 4 6 8 10 12

    Frekans (Hz)

    FFT

    Gen

    lik

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3Hz (mm/s) Y

    Hz

    (mm

    /s)

    X

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

    Hz (mm/s) Y

    Hz

    (mm

    /s)

    X

    -0.3

    -0.2

    -0.1

    0

    0.1

    0.2

    0.3

    -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

    Hz (mm/s) YHz

    (mm

    /s)

    X

    Binann ksa dorultudaki FFT Genlik-Frekans grafikleri

    Binann ksa dorultudaki hz deiim grafikleri

    Sensr No. 1 Sensr No. 2 Sensr No. 3

    Sensr No. 1 Sensr No. 2 Sensr No. 3

  • 40

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 0.5 1 1.5

    Normalize Deplasman

    Kat Y

    kse

    kli

    i (m

    )

    DeneyAnalitik

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Normalize Deplasman Normalize Deplasman

    A-2 Binas X yn karlatrmalmod ekli.

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 0.5 1 1.5

    DeneyAnalitik

    Normalize Deplasman

  • 41

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 0.5 1 1.5

    Normalize Deplasman

    Kat Y

    kse

    kli

    i (m

    )

    DeneyAnalitik

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 0.5 1 1.5

    Normalize Deplasman

    Kat Y

    kse

    kli

    i (m

    )

    DeneyAnalitik

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Kat

    yk

    sekl

    ii (

    m)

    Normalize Deplasman Normalize Deplasman

    A-2 Binas Y yn karlatrmalmod ekli.

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    42

    Mod Mod Tipi Etabs PeriyotSonular (s)Test PeriyotSonular (s)

    Test sonucunaGre Fark (%)

    SnmOran (%)

    1. Burulma 0.6219 - - -

    2. Uzun yn 0.4719 0.4 -17.97 7.03

    3. Ksa yn 0.3420 0.416 17.78 7.09

    A-2 Binas Test Sonularyla Analitik Sonular Arasndaki Farklar Ve Snm Oranlar

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    43

    Test sonucundaki modal frekans ile modellemeden elde edilen frekans deerleri

    arasndaki farklar analitik modellemede temel sisteminin ankastre seilmesinden

    kaynakland dnlebilir. Bu durumda temel sistemi, yap zemin etkileimi

    aratrlarak belirli bir yay sabiti deeri tahmin edilerek modellenebilir.

    Eski binalarn betonunun projede belirlenen beton snfna gre davranp

    davranmad sonularn arasndaki farklardan anlalabilir.Bu durumda modelin beton

    snf drlebilir.

    Bina modellerine dolu duvarlarn rijitlie etkisinin ifade edilmesi amacyla modelde

    duvar, basn ubuklar eklinde modellenebilir.

    ki sonu arasndaki farklarn; gerek binada mevcut olan depo, gne enerjileri,

    daireler iindeki eyalar gibi sabit yklerin de analitik modellemede dikkate

    alnmamasndan kaynaklanabilir.

    Test esnasnda grlt kirlilii (amar, bulak mak.,asansr vb) yaratacak

    faktrlerin minimize edilmesi gerekmektedir. Ya da verilere etki eden bu tip grlt

    kirliliini gerek kayttan ayracak bir filtreleme yntemi gelitirilebilir.

    Analitik modellerin geree daha yakn olmas iin yaplabilecek kalibrasyonlar:

  • Workshop on Seramar Project, Sept. 30-Oct. 2, 2010, Antakya

    44

    --Dinlediiniz iin teekkrler--