Geri Dön

Genlik ölçeklendirme, spektral uyuşum ve stokastik yöntem kullanarak üretilen kayıtların açık deniz yapıdaki sismik tepkilerinin karşılaştırılması

Comparison of seismic responses of a fixed offshore structure for ground motions generated using amplitude scaling, spectral matching and stochastic method

PDF İndir

  1. Tez No: 982330
  2. Yazar: SERVAN DUMAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ SARI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Deprem Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Deprem Mühendisliği ve Afet Yönetimi Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışma üç farklı yöntem kullanarak üretilen güçlü yer hareketi kayıtlarının sabit bir açık deniz yapıda meydana getirdiği sismik davranışları karşılaştırmayı amaçlar. Sismik tasarım şartnamelerinde bir bölgenin sismik tehlikesi tasarım ivme spektrumlarıyla tanımlanmaktadır. Zaman tanım alanında yapılan analizlerde tasarım spektrumuyla uyumlu tepki spekrumuna sahip ivme kayıtlarının kullanılması gerekir. Buna uygun deprem kayıtlarını elde etmenin farklı yöntemleri mevcuttur. Zaman tanım alanında kayıt bileşeninin bir ölçekleme katsayısı ile çarpılarak kayıt genliğinin değişmesiyle genlik ölçekleme yöntemi, kayda küçük dalgacıkların eklenerek hedef ivme spekturumuyla çok iyi uyumun sağlandığı Spektral Uyuşum yöntemi ve sismik bir kaynağın tanımlandığı Stokastik yöntem karşılaştırılmıştır. Genlik ölçekleme yöntemi için peer sitesinde bulunan ölçekleme aracı kullanılmıştır. Yatay ve düşey bileşenler için ayrı spektrumlar tanımlanmış, yatay ve düşey ölçekleme katsayıları hesaplanmıştır. Spektral uyuşum metodu için RspMatch kullanılmıştır. Stokastik yöntem ile kayıt elde edebilmek için QuakeSim kullanılmıştır. Ayrıca SMSIM ile de sentetik kayıtlar üretilerek QuakeSim ve SMSIM kendi aralarında karşılaştırılmıştır. Her yöntemle ölçeklenen ivme kayıtları kullanılarak sabit açık deniz platformun doğrusal olmayan zaman tanım alanında analizleri CAPFOS programıyla yapılmıştır. Seçilen 7 kaydın yatay bileşenleri birbirleriyle değiştirilerek her yöntem için 14 olmak üzere, toplam 42 doğrusal olmayan zaman tanım alanında analiz yapılmıştır. Her analiz için hasar seviyeleri ve deformasyon mertebeleri zaman geçmişine bağlı çıktı olarak elde edilmiştir. Modal analizle yapının ilk 100 modu hesaplanmış ve mod şekilleri incelenmiştir. Yapısal elemanların modları belirlendikten sonra sahip oldukları periyot ve meydana gelen hasar incelenmiştir. Ölçekleme yönteminde yer değiştirme ve lokal hasar yüksek mertebelerde görülmüştür. Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, RspMatch ile üretilen kayıtlar diğer yöntemlere göre daha yüksek frekans içeriğine sahip kayıtlar olarak görülmüştür. Kayıtların yüksek frekansa sahip olması platformda lokal anlamda daha büyük hasarlara neden olmuştur. Hasar seviyeleri ve yer değiştirme mertebeleri yüksek gözlenmiştir. Yapının çapraz elemanlarında yoğun inelastik olaylar görülmüştür. Burkulma gibi inelastik olaylar yakın fay etkisi (forward directivity) içeren kayıtlarla yapılan analizlerde yoğun şekilde görülmüştür. Kalıcı deformasyon ya da sıçrama titreşimi (fling effect) içeren kayıtlarda da en yüksek yer değiştirme ve kalıcı deformasyonlar görülmüştür. Stokastik yöntemle üretilen kayıtlar arasında genelde birbirine benzer davranış görülmüştür. Zarf fonksiyonunun deprem süresini sınırlandırması yapısal hasarı sınırlandırmıştır. Böylelikle yüksek enerji içeriğine sahip olmasına ragmen sentetik kayıtlarda hasar, global ve lokal düzeyde sınırlı kalmıştır. Ayrıca PGA değerinin manuel girilebilmesi de buna sebep olmuş olabilir. Ölçekleme yöntemi konservatif sonuçlar vermemiştir. Hedef ivme spektrumuyla uyum dispersiyonu belirlemektedir. En konservatif sismik tepki, en iyi uyumu sağlayan RspMatch ile elde edilen kayıtlar ile birlikte sentetik kayıtlarda görülmüştür. Platformun analiz sonuçlarında dispersiyonun en çok korunduğu yöntem ölçekleme yöntemidir. Ölçekleme yönteminde, tepki spektrumunun hedef ivme spektrumu ile uyumu diğer yöntemlere nazaran istenilen düzeyde sağlanamaz ve her iki yatay bileşenin aynı anda ölçeklenmesi bu uyumu sınırlandırdığından dolayı dispersiyon daha fazla görülmektedir.

Özet (Çeviri)

Offshore platforms, fixed or floaters, are a well-established design concept for oil explorations. It is fundamental to design these structures such that they can resist moderate to severe earthquakes without causing any severe damage to the occupants and to maintain the integrity of the structure. Hence, it is important to examine the behavior of these offshore structures for all kinds of earthquake scenarios to determine the risk levels that may occur in the structure. Due to high installation costs and economic return levels of offshore structures, there is a need of a comprehensive assessment of design and structural performance. At the design stage of these buildings, as in other industrial buildings, various risk levels are to be kept as low as possible. While defining offshore design criteria of the structures, it is necessary to ensure that production and operation units of it will not lose their skills and also it is necessary to avoid the major damages in case of secondary effects of damage like blast, explosion, etc. In this respect, an structural and earthquake engineer 's review of behavior of these structures for all kinds of earthquake scenarios will allow for more realistic results in studies to determine the risk levels that may occur in the structure. At the present, dynamic procedures are widely used for seismic analysis of structures. Seismic codes and regulatory documents for seismic design also recommend the use of such analyses. In addition, API-2EQ-Seismic Design Procedures and Criteria for Offshore Structures also suggests such analyses. However, there are certain conditions that need to be accounted for. In the case when seven (7) or more time history records are considered, the structure should demonstrate a global survival in more than half the cases considered for time history analyses. In the case when less than seven (7) time history records are considered, the structure should demonstrate a global survival in at least four (4) time history analyses. The most important input ground motion records in the NLRHA. Ground motion records determines the local and global seismic response of the offshore structure. There are different sources of ground motion records: real recorded, synthetic or artificial earthquake time histories. A real ground motion record is used when the studies need to be performed at the site. In the absence of real records, it is necessary to generate records using different methods for seismic analyses. Groud motion records are scaled in time domain. The scaling method in time domain, also known as amplitude scaling, is to make the time records compatible with the target spectrum by using a scaling factor. Amplitude scaling method, ground motion components are multiplied by a scaling factor such that the records match the target spectrum. However, in this method, the frequency content of the recording does not change. Spectral matching method, the main assumption of this methodology is that the time of the peak response does not change as a result of the wavelet adjustment. However, wavelets are added to the record. Thus, a new artificial record is obtained that is compatible with the target Spectrum.“Stochastic Method”-the Synthetic records, whose source and wave propagation characteristics are defined, are based on the scenario earthquake defined for the selected region, based on magnitude and distance. This study aims to compare the seismic responses of ground motion records generated using three methods for a fixed offshore structure and in this study, Scaling, Spectral Matching and Stochastic methods were used for comparison. Peerscaled tool was used for scaling in the time domain. RspMatch was used for the Spectral Matching. Also, New records are generated by QuakeSim. Nonlinear seismic analysis of a fixed offshore structure was performed by using acceleration records of scaled ground motions. Damage and deformation levels of the fixed offshore structure were observed. 42 nonlinear time history analysis was performed. The energy content of the records generated by RspMatch is high compared to the records generated by the other methods. Thus, the seismic responses to be generated were also seen at greater levels. Local damage higher than the other two methods. İnelastic events, such as buckling, were observed more frequently in the records considering the forward directivity. Permanent deformation was obtained higher in the results of the analysis of acceleration records considering fling effect. Ground motion records generated by different methods to be used in the analyses may reduce the risk level for the structure. Ground motion records considering different effects can cause significant differences in offshore structure. These records, which are important in design, should also be taken into consideration. The CAPFOS software was used to perform nonlinear analysis of seismic loads. Earthquake analysis was performed according to the API-2EQ. The SRSS Method is a method used in general procedures. It is an important control mechanism in the compatible with the target spectrum. Therefore, the SRSS method should be included in the API 2EQ. This is a suggestion for the API-2EQ. Dispersion is the most common scaling method. Compatible with the target spectrum cannot be achieved at the desired level compared to other methods. Scaling both horizontal components simultaneously limits this compatibility. These are considered the cause of the dispersion.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    710075

    Zeminlerin dinamik özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi ve zemin büyütme analizlerinin yapılması

    Determination of dynamic properties of soils and performing soil amplification analysis

    ERSİN GÜLER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KAMİL BEKİR AFACAN

    DOÇ. DR. HASAN SAVAŞ

  2. Tez No

    986138

    Düşük plastisiteli kil zeminlerin dinamik özelliklerinin deneysel belirlenmesi ve zemin büyütme analizleri

    Experimental determination of dynamic properties and site amplification analysis in low plasticity clays

    AHMET NEİM KAHVECİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    İnşaat MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAZİLE URAL

  3. Tez No

    848329

    Novel fractional order calculus-based audio processing methods and their applications on neural networks for classification and synthesis problems

    Kesirli mertebeden kalkülüs temelli yeni ses işleme yöntemleri ve bunların sinir ağları üzerinde sınıflandırma ve sentez problemlerine uygulanması

    BİLGİ GÖRKEM YAZGAÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MÜRVET KIRCI

  4. Tez No

    689291

    Konvolusyonel Yapay Sinir Ağları Kullanarak Ataletsel Ölçüm Birimi Tabanlı Hareket Analizinde Veri Çoğaltma

    Data augmentation in motion analysis based on inertial measurement units by using convolutional neural networks

    EMRAH MURAT TEKELİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    SporMarmara Üniversitesi

    Beden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUDUN AKPINAR

  5. Tez No

    604546

    Temperature insensitive ultra low power 0.7 V supply input and reference driver for 8 Bit ADC In 65 Nm CMOS technology

    65 Nm teknolojisinde 8 Bit ADC için sıcaklığa duyarsız ultra düşük güç 0.7 V beslemeli giriş ve referans sürücüsü

    BERK AS

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞENOL MUTLU

Geri Dön