Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
252992		Correlations between ground motion intensity measures and structural response parameters through nonlinear dynamic analyses / Yer hareketi şiddet ölçütleri ve yapısal davranış parametreleri arasındaki korelasyonların doğrusal olmayan dinamik analizler yardımıyla bulunması Yazar:UFUK HANCILAR Danışman: PROF. DR. ESER DURUKAL Yer Bilgisi: Boğaziçi Üniversitesi / Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü / Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2009 209 s.
Yapısal davranışın doğrusal olmayan dinamik analizler ile değerlendirilmesi, yer hareketi şiddet ölçütleri ve yapısal davranış parametreleri arasındaki korelasyonların bir ölçüde karakterize edilmesini gerektirir. Kaydedilmiş bir yer hareketinin en fazla hangi özellikleri ile yapıda meydana getirdiği tepki arasında ilişki olduğunun anlaşılması gittikçe önem kazanmaktadır. Bu tezin temel amacı, yer hareketi şiddet ölçütleri ve yapısal davranış parametreleri arasındaki korelasyonların, çok serbestlik dereceli yapıların gerçek deprem kayıtları altında doğrusal olmayan dinamik analizleri yardımıyla araştırılmasıdır.Bu amaçla, betonarme binalar üzerinde parametrik bir araştırma gerçekleştirilir. Seçilen bina grupları beş, on, on beş ve yirmi katlı depreme dayanıklı olarak tasarlanmış, moment aktaran düzenli çerçevelerdir. Bu binalar, R=2, 4 ve 6 olmak üzere farklı dayanım azaltma katsayılarına göre tasarlanmışlardır. Sonuçta on iki bina üzerinde çalışılmıştır. Binaların sonlu elemanlar ile modellenmesi OpenSees v2.0 yazılım ortamında çubuk elemanlar kullanılarak yapılır. Bu çubuk elemanlar liflerden oluşur ve kolonlar için dağıtılmış plastisite yaklaşımı ve kirişler için konsantre plastisite yaklaşımından yararlanılır.Zaman-tanım alanında toplam 8.808 tane doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilir. Kullanılan yer hareketi veri seti, manyitüdleri 5,5 ila 7,62 arasında ve kaynak-saha uzalıkları 0 ila 100 km arasında değişen depremlerin ivme kayıtlarının 734 tane yatay bileşenini içermektedir. Yer hareketi kayıtları, kayma dalgası yayılım hızına dayanan NEHRP zemin sınıflandırmasına göre farklı zeminlerden (B, C, D ve E gibi) ve farklı faylanma mekanizmalarından (doğrultu atımlı, yanal atımlı, ters atımlı gibi) gelmektedir. Yer hareketi şiddet ölçütleri olarak en büyük yer ivmesi, en büyük yer hızı, en büyük yer deformasyonu, spektral ivme, spektral hız, spektral yerdeğiştirme, Arias şiddeti ve yığışımlı mutlak hız gözönünde bulundurulmaktadır. Binaların her bir katında seçilen düğüm noktalarının göreli ivme ve yer değiştirmeleri ile her kattaki orta açıklık kirişlerinin uç plastik dönmeleri doğrusal olmayan dinamik analizler sırasında kaydedilir. Yapısal davranış (mühendislik talep) parametreleri olarak maksimum kat yerdeğiştirmeleri, katlar arası maksimum göreli ötelenme oranları, maksimum kiriş uç plastik dönmeleri ve maksimum kat ivmeleri gözönünde bulundurulmaktadır.Doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçlarına göre, yer hareketi şiddet ölçütleri ve yapısal davranış parametreleri arasındaki en iyi korelasyonlar ve yapısal davranışı yer hareketi şiddet ölçütüne bağlı olarak tahmin etmeyi sağlayan fonksiyonlar hesaplanır. Bu iş, parametrik olmayan istatistiksel yaklaşım ile yani regresyon analizleri ile yapılır. Daha sonra, bulunan en iyi korelasyonlara log-normal dağılım esasına dayanan parametrik istatiksel yaklaşım uygulanır ve medyan yapısal davranış tahmin fonksiyonları elde edilir. Parametrik yaklaşımla elde edilen tahmin fonksiyonları ile parametrik olmayan yaklaşımla elde edilen medyan tahmin fonksiyonları birbirleriyle kıyaslanarak kontrol edilirler. Bunlara ek olarak, bu çalışmada kullanılan binalara benzer yapıların hasar değerlendirmelerinde yararlanmak üzere, üç boyutlu yapısal davranış yüzeyleri de sunulmaktadır.Bu çalışmada elde edilen bulgular ve gözlemler, doğrusal olmayan dinamik analizlerde kullanılacak yer hareketlerinin seçiminde ve oranlanmasında ihtiyatlı olarak kullanılabilir. Sunulan korelasyonlar, sözkonusu bir alandaki sismik tehlikenin yeterli bir şekilde ortaya konmasını sağlayacak daha iyi yer hareketi şiddet ölçütlerinin geliştirilmesinde ve ayrıca, daha az sayıda yer hareketi kullanıldığında ortaya çıkabilecek doğrusal olmayan yapısal davranış sonuçlarındaki saçılımın azaltılmasında yararlanılabilir.
The assessment of the structural response via nonlinear dynamic analyses requires some characterization of the correlations between ground motion intensity measures and structural response parameters. It gains more significance to understand which properties of a recorded ground motion are most strongly related to the response caused in the structure. The primary objective of this thesis is to investigate the correlations between ground motion intensity measures and structural response parameters through nonlinear dynamic analyses of multi-degree-of-freedom (MDOF) structures under real earthquake recordings.For this purpose, a parametric investigation on reinforced concrete buildings is carried out. The building groups are five-, ten-, fifteen- and twenty-story reinforced concrete, code-conforming, regular moment-resisting frames. They are designed for different strength reduction factors, R=2, 4 and 6. Hence there are 12 buildings under consideration in total. Finite element modeling of the buildings is achieved by using line elements in OpenSees v2.0 (UC Berkeley, 2008) environment. The line elements are composed of fiber sections and utilize the distributed plasticity approach for columns and concentrated plasticity approach for beams.Totally 8,808 nonlinear time-domain analyses are performed. The input ground motion dataset consist of 734 horizontal components of earthquake accelerograms whose magnitudes (Mw) and source-to-site distances (RJB) vary between 5.5-7.62 and 0-100 km respectively. The recordings come from different soil conditions with the NEHRP site classes (B, C, D and E) based on the Vs,30 values and faulting mechanisms (strike-slip, normal, reverse, reverse oblique and normal oblique). As the ground motion intensity measures (IM), peak ground acceleration (PGA), peak ground velocity (PGV), peak ground displacement (PGD), spectral acceleration (Sa(T1)), spectral velocity (Sv(T1)) spectral displacement (Sd(T1)), Arias intensity (AI) and cumulative absolute velocity (CAV) are considered. The relative joint (one joint at each floor) accelerations and displacements as well as the plastic end rotations of beams at each floor are tracked in the nonlinear dynamic analyses. As the engineering demand parameters (EDP), maximum floor displacements (MFD), maximum inter-story drift ratios (MIDR), maximum plastic end rotations of beams (MPR) and maximum floor accelerations (MFA) are considered.The best correlations between ground motion and structural response parameters are provided and the functions to predict the structural response via ground motion intensity measure are computed. This is done by non-parametric statistical approach, i.e. regression analysis. Then a parametric statistical evaluation procedure based on a log-normal distribution assumption is applied to the best correlations and median prediction functions are obtained. In order to make a cross-check, the prediction functions resulting from non-parametric evaluation are compared to the median prediction functions obtained from the parametric method. In addition, examples of three-dimensional structural response surfaces are provided in order to utilize in damage assessment of the buildings with similar characteristics.The findings and observations should prudently be utilized in selection and scaling/modification of ground motion recordings as input for the nonlinear dynamic analyses. The provided correlations might also help in developing better intensity measures that sufficiently and efficiently incorporate the seismic hazard at the site and that also reduce the scatter in the nonlinear structural response when using a smaller number of records.