Sıvı sönümleyici sistemlerin yapıların sönüm kapasitelerine etkisinin sarsma masası kullanılarak incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışması, mühendislik yapılarının dinamik davranışlarının özellikle sönüm kapasitelerinin sıvı sistemler kullanılarak, analitik ve deneysel yöntemlerle artırılmasını konu edinmektedir. Bu amaçla, laboratuar ortamında oluşturulan kayma çerçevesi, akışkan kolon sıvı sönümleyici ve silindirik akışkan sıvı sönümleyici sistemler ile sarsma masası üzerinde deneysel, sonlu eleman programlarıyla da analitik olarak çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yüksek lisans tez çalışması üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm genel bilgiler bölümü olup, akışkan kolon sıvı sönümleyiciler ile ilgili çalışmalar, yapıların sönüm kapasitelerinin artırılması amacıyla kullanılan sistemler ile sarsma masası hakkında genel bilgiler bu bölümde sunulmuştur. Ayrıca, akışkan kolon sıvı sönümleyici, sonlu eleman analiz yöntemi ve sönüm oranı hesabına ait bazı formülasyonlar da bu bölümde sunulmuştur. İkinci bölümde; yapılan çalışmalar ve bu çalışmalardan elde edilen bulgulara yer verilmektedir. Bu bölümde yapılan çalışmalar beş kısma ayrılmıştır. İlk kısımda, çelik bir kayma çerçevesi oluşturulmuş, kayma çerçevesinin sönüm oranı ve hakim frekansı gibi dinamik karakteristikleri analitik ve deneysel olarak belirlenmiş ve sarsma masası aracılığıyla çerçeveye zorlanmış titreşim testleri uygulanmıştır. İkinci kısımda, oluşturulan kayma çerçevesinin dinamik karakteristikleri dikkate alınarak ayarlı kolon sıvı sönümleyici tasarlanmış ve deneysel olarak frekans, yük kaybı katsayısı gibi karakteristik özellikleri belirlenmiştir. Ek olarak, kayma çerçevesi tepe noktasına mesnetlenen ayarlı kolon sıvı sönümleyici ile birlikte tasarlanmış ve zorlanmış titreşim testleri uygulanmıştır. Üçüncü kısımda, tasarlanan bu sistem çeşitli açılarla birlikte incelenmiş ve dinamik karakteristikleri bakımından karşılaştırılmıştır. Son iki kısımda, yenilikçi silindirik ayarlı kolon sıvı sönümleyici tasarlanmış ve ayarlı kolon sıvı sönümleyici için yapılan tüm testler bu yenilikçi sistem için tekrarlanmıştır. Kayma çerçevesi ve kayma çerçevesinin sıvı sistemlerle tasarımı karşılaştırılmıştır. Üçüncü bölümde; tez çalışmasından elde edilen sonuçlara ve yapılan önerilere yer verilmektedir. Bu bölümü kaynaklar ve özgeçmiş izlemektedir. In this thesis, the increase of dynamic behavior of engineering structures using liquid systems is considered with analytical and experimental methods. For this purpose, shear frame is created in the laboratory, tuned liquid column damper and cylindrical tuned liquid column damper are performed experimentally using shaking table tests and analytically using finite element method. Master's thesis mainly consists of three parts. The first part is a chapter about containing general information. A literature review about tuned liquid column damper, the systems used in order to increase damping capacity of the structures and general information about shaking table tests are also presented in this chapter. Besides, some formulations about tuned liquid column damper, finite element analysis method and calculation of damping ratio, are given in this chapter. In the second section of this thesis, analytical and experimental studies and findings from these studies are given. The studies in this section are divided into five parts. In the first part, a steel shear frame is formed, dynamic characteristics of the shear frame such as damping ratio and dominant frequency are determined analytically and experimentally and forced vibration tests are performed to the frame with the shaking table tests. In the second part, tuned liquid column damper are designed considering dynamic characteristics of shear frame and characteristic features such as frequency and head-loss coefficient are identified. In addition, shear frame and tuned liquid column damper are designed together and forced vibration tests are applied to the mechanism. In the third part, this system is designed with different angles examined and compared in terms of dynamic characteristics. Innovative cylindrical tuned liquid column damper are designed and all tests for tuned liquid column damper are repeated for this innovative system in last two parts. Shear frame and the design of liquid systems with shear frame are compared. In the third part of this thesis, conclusions and some suggestions related to the thesis study are represented. Lastly, references and autobiography are represented.