Kauçuk İzolatörlü Bir Yapının Soğuk Hava Koşulları Etkisi Altındaki Modal Davranışının Operasyonel Modal Analiz Yöntemi İle İncelenmesi

Abstract

Bu tez çalışması kapsamında kauçuk izolatörlü bir binanın soğuk hava koşulları etkisi altındaki modal davranışı operasyonel modal analiz yöntemi ile incelenmiştir. Kauçuk, soğuk hava koşullarında rijitliği artan bir malzemedir. Sismik yalıtımın temel yaklaşımı ise, yapı temel seviyesinde kullanılan izolatörlerle yapı periyodunu artırarak yapının sismik hareket süresince maruz kalabileceği ivme değerlerini düşürmektir. Kauçuk izolatör çalışma ortamı sıcaklığının düşmesi ile birlikte yapı periyodunun da düşmesi beklenen bir yapısal davranıştır. Bu bakımdan ağır kış koşullarının hüküm sürdüğü bölgelerde kauçuk izolatörlerle deprem yalıtımı yapılmış yapıların kış koşulları etkisi altındaki global davranışının incelenmesi sismik yalıtımlı yapı teknolojisi için önem arz etmektedir. Bu kapsamda, soğuk hava koşullarının yıl içerisinde uzun süre hüküm sürdüğü Erzurum ilinde toplam 386 adet kauçuk izolatör üzerinde inşa edilmiş Erzurum Bölge Eğitim ve Araştırma Hastanesi yapısı incelenmiştir. Yapısal model üzerinde teorik modal analizler yapıldıktan sonra bina üzerinde operasyonel modal analiz çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile yapının dinamik davranış parametrelerinin yerinde belirlenmesi mümkündür. Operasyonel modal analiz çalışması kapsamında öncelikle sensör yerleşim düzeni çalışmış, sonrasında farklı atmosferik sıcaklıklarda bina dinamik davranış parametreleri belirlenmiştir. İlaveten, izolatör katında ortam ve kauçuk izölatör sıcaklık ölçümleri alınmıştır. Bulgular, atmosferik sıcaklıkta 10 oC düşüş olması durumunda izolatör rijitliğinde yaklaşık %32.8 artış ile birlikte yapı birinci periyodunda %13 azalma olabileceğini göstermiştir.Within the scope of this thesis, the modal behavior of a building with a rubber isolator under the influence of cold weather conditions was studied by the operational modal analysis method. Rubber is a material rigidity of which increases in cold weather conditions.The basic approach of seismic isolation is to increase the building period with the isolators used at the foundation level of the building and to decrease the acceleration values that the structure may be exposed to during the seismic activity. The decrease in the period of the building with the decrease in working environment temperature of the rubber isolator is an expected structural behaviour. In this regard, the study of the global behavior of seismic isolated buildings with rubber isolators in areas under severe winter conditions is important for seismic isolated building technology. In this context, the structure of Erzurum Regional Training and Research Hospital, built on 386 rubber isolators in Erzurum province, where cold weather conditions prevail for a long time, was studied. After the theoretical modal analysis was done on the structural model, operational modal analysis studies were carried out on the building. By application of this method, it is possible to determine the dynamic behavior parameters of the building on site. Within the scope of the operational modal analysis study, the sensor layout first worked, and then the building dynamic behavior parameters at different atmospheric temperatures were determined. In addition, ambient and rubber isolator temperature measurements were taken on the isolator floor. Findings showed that; in case of 10 oC drop in atmospheric temperature, there may be a 13% decrease in the first period of the structure with an increase of approximately 32.8% in the isolator stiffness.