Üçlü sarkaç izolatörlerle sismik olarak izole edilen çelik konstrüksiyon binaların optimum tasarımı

Abstract

Sismik izolasyonun yapıların periyodunu artırdığı ve kat ötelemelerini düşürdüğü gerçeğini göz önünde bulundurarak, yapıların deprem dayanımı üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu bilinmektedir. Fakat yapıların güvenli sınırlar içerisinde kalacak şekilde belirli deformasyonlara izin verilmesi kaydıyla izole binaların sabit tabanlı binalardan daha hafif tasarımlara sahip olabileceği ve böylece yapının tasarım maliyetini de düşürebileceği araştırılmalıdır. Bu çalışmanın amacı sismik izole ve sabit tabanlı yapıların optimum ağırlık tasarımlarını yapmak ve sonuçların karşılaştırılmasıyla sismik izolasyonun yapı ağırlığına etkisini gözlemlemektir. Araştırma için, 4 adet 2D çelik çerçeve ve 4 adet 3D uzay çelik çerçeve modeli tasarlanmıştır. Her bir çerçeve modeli hem sismik izole olarak hem de sabit tabanlı olarak ele alınmıştır. Sismik izolasyon için sürtünme bazlı izolatör aygıtlarından olan üçlü sürtünmeli sarkaç izolatör mesnetler kullanılmıştır. Optimum tasarımlar için yapay arı kolonisi, karga arama ve Archimedes optimizasyon algoritmalarına dayalı olarak bir optimizasyon programı geliştirilmiştir. Sınırlayıcı fonksiyonları katlar arası ötelenme, en üst kat ötelemesi, mukavemet ve geometrik sınırlayıcılardır ve bu sınırlayıcılar için LRFD-AISC yönetmeliğine uyulmuştur. Yürütülen optimizasyon analizleri sonucunda sismik izolasyonun yapıların ağırlığını önemli oranda azalttığı görülmüştür.