7 research outputs found
Düzlem Çubuk Eleman Rijitlik Matrisinin Deneysel Olarak Belirlenmesi
Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Yapısal sistemlerin sayısal analizleri içinde en yaygın kullanım alanına sahip olan sonlu elemanlar metodunun uygulanması sırasında her bir elemana ait serbestlik derecelerinde oluşan deplasman ve kuvvetlerin ilişkisi eleman rijitlik matrisleri ile oluşturulur. Bu çalışmanın amacı, elastik bölgede davranış gösteren çelik malzemeli bir düzlem çubuk elemanına ait rijitlik matrisinin deneysel çalışmalarla elde edilmesi ve teorik rijitlik matrisiyle karşılaştırılarak oluşan farklılıkların irdelenmesidir. Deneysel çalışmalar iki aşamalı olarak yürütülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında deneylerde kullanılacak numunelere ait mekanik malzeme özellikleri çekme testleri yapılarak belirlenmiştir. İkinci aşamada ise altı serbestlik dereceli yük ve deplasman hücresi kullanılarak deney düzeneği hazırlanmış ve rijitlik matrisinin ilgili terimleri birim yüklemeler yapılarak deneysel olarak belirlenmiştir. Ardından deneysel olarak belirlenen rijitlik matrisi teorik sonuçlarla karşılaştırılmış ve oluşan farklılıkların nedenleri irdelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen rijitlik matrisi ve teorik rijitlik matrisinin ilgili terimlerinin birbirlerine oldukça yakın olduğu görülmüştür.In finite element method which is one of the most widely used numerical analysis method of structural systems, forces and displacements are related by stiffness matrix. The aim of this study is to determine the stiffness matrix of plane frame element by experimentally. Experimental studies are performed in two stages. In the first stage, tensile tests are done to determine the mechanical properties of the specimens. In the second stage, coefficients of stiffness matrix is determined experimentally using Load and Boundary Conditions Box (LBCB) which has ability to generate displacements and rotations in six degree of freedom by applying unit displacements. Then the related coefficients of stiffness matrix is compared with theoretical ones and reasons of deviations are examined. According to the results, it is observed that the values of related coefficients are quite close to each other
Online Model Identification and Updating in Multi-Platform Pseudo-Dynamic Simulation of Steel Structures - Experimental Applications
A new technique is proposed for online model identification and updating in
multi-platform pseudo-dynamic simulation of steel structures which brings
novelty through eliminating the need for optimization during the identification
stage of material/section behavior. Furthermore, the proposed procedure
requires no prior information about the updated component of the
numerical substructure and free of backward inconsistency. The efficiency of
the proposed online model updating procedure is investigated by fourteen
simulations which have real physical experimental substructures. A three
span, small-scale bridge model with different pier heights is selected as the
investigated structure. The simulations are performed under two different
types of dynamic loads: instantaneous constant loading and strong ground
motion records. The repeatability of tests, the effects of strong ground
motion records and different pier heights are investigated. Furthermore
completely numerical dynamic analyses with advanced models are also
performed for comparison purposes. The results demonstrated that the
proposed online model identification and updating procedure can be used
with sufficient precision in multi-platform pseudo-dynamic simulations of
steel structures
Hibrit Dinamik Benzeri Simülasyon ve Test İçi Model Güncellemesi
Yapıların deprem davranışlarının belirlenmesinde kullanılan laboratuvar testleri; quasi statik,
dinamik benzeri ve sarsma tablası testleri olarak gruplandırılabilir. Dinamik benzeri
yöntemlerine ait araştırmalar; hibrit, coğrafik olarak hibrit, sürekli ve gerçek zamanlı gibi
dallarda yoğun olarak sürmektedir. Hibrit dinamik benzeri simülasyonda, araştırılacak yapı,
altyapı parçalarına bölünür. Bu altyapılardan deprem davranışı iyi bilinen, elastik sınırlarda
davranan veya geometrik boyutları büyük olanlar matematiksel olarak modellenir. Deprem
davranışları asıl araştırma konusu olan altyapılar ise laboratuvarda fiziksel olarak test
edilirler. Hibrit dinamik benzeri simülasyonun en önemli dezavantajı, deprem davranışı
incelenmek istenilen altyapının tüm yapıda çok tekrar ettiği durumlarda ortaya çıkmaktadır.
Test içi model güncellemeli hibrit dinamik benzeri deneyin amacı, hibrit simülasyonda fiziksel
test edilen altyapıdan elde edilen sonuçlara göre matematiksel olarak modellenen
altyapılarda kullanılan parametrelerin test esnasında güncellemesini yapmaktır.Bu çalışmada hibrit dinamik benzeri simülasyonda test içi model güncellemesi için yeni bir
yöntem önerilmiş ve etkinliği incelenmiştir. Geliştirilen iterasyonsuz yöntem kesit seviyesinde
bir model güncelleme yöntemi olup, genişletilmiş Masing modelli dönme yayları
kullanmaktadır. Ayrıca quasi statik, dinamik benzeri, hibrit dinamik benzeri ve test içi model
güncellemeli hibrit dinamik benzeri deney yöntemlerinde parametrik deneysel çalışmalar
yapılarak, yöntemlerin etkinliği ve parametrelerin sonuçlara olan etkisi araştırılmıştır.
Yapılan parametrik incelemelerde; deney tekrarlanabilirliği, monotonik ve çevrimsel yükleme,
zaman adım aralığ, sönüm, yükleme hızı, başlangıç rijitliği, alfa katsayısı, tekrarlanan sayısal
altyapı sayısı, ayak uzunluğu, deprem kaydı vb. etkiler incelenmiştir. Ayrıca üç farklı dinamik
yükleme tipi; i) anlık sabit yük, ii) sinüzoidal yük ve iii) deprem kaydı göz önüne alınmıştır.Sonuç olarak, kurulan hibrit dinamik benzeri deney sisteminin beklenilen hassasiyette ve
doğrulukta çalıştığı gösterilmiştir. Ayrıca önerilen genelleştirilmiş Masing modelli test içi
model güncelleme yaklaşımının da hibrit dinamik benzeri deney yöntemini geliştirdiği ve elde
edilen sonuçları gerçek duruma yaklaştırdığı gösterilmiştir. Oluşturulan sistem farklı model
güncelleme alternatiflerinin incelenmesi için de uygundur. Ayrıca kurulumu tamamlanan
altyapı ile coğrafik olarak dağınık hibrit dinamik benzeri deneyler de gerçekleştirilebilir.Experimental tests for determining the seismic behavior of structures can classified under
three main types: i) shake table tests, ii) quasi-static tests and iii) pseudo dynamic tests.
Researches about pseudo-dynamic test methods are continuing especially on hybrid
simulation, distributed hybrid simulation, continuous simulation and real time simulation
subjects. The idea behind the hybrid pseudo-dynamic simulation is to divide the investigated
structure into substructures. Among these substructures, the ones which the seismic
behavior is well known, remain in the elastic limits or not suitable for physical tests due to
their geometrical dimensions are numerically modeled. On the other hand, the ones whose
seismic behavior is the main focus of the investigation and the ones in which the nonlinear
behavior is more governing are physically tested. However the most important disadvantage
of the hybrid pseudo-dynamic simulation occurs when the physically investigated
substructure repeats multiple times in the whole structure.The purpose of the online model updating in hybrid pseudo dynamic test is to update the
parameters in numerically modeled substructures according to the results obtained from
physically tested substructures during the hybrid simulation.
In this study, a new online model updating method for hybrid pseudo dynamic test is
proposed and the effectiveness is investigated. The developed non–iterative model updating
method uses extended Masing models for rotational springs. Also parametric experimental
studies have been conducted to investigate the effects of the parameters on the results and
the effectiveness of quasi static, pseudo dynamic, hybrid pseudo dynamic and online model
updating in hybrid pseudo dynamic test methods.In parametric studies; test reproducibility, monotonic and cyclic loading profile, time step
interval, damping, loading frequency, initial stiffness, alpha coefficient, number of repeated
numerical substructure, column (pier) height, ground motion record etc. effects are
investigated. Also three different load types; i) instantaneous constant load, ii) sinusoidal
load, and iii) earthquake load are considered.
As a result it is demonstrated that, the established hybrid pseudo dynamic test system works
within expected accuracy and effectiveness. Also it is showed that the proposed online
model updating method with extended Masing model enhance the hybrid pseudo dynamic
test results and bring closer the obtained solutions to the real solutions. The system is also
ready for investigating different online model updating procedures. Furthermore it is possible
to conduct distributed hybrid pseudo dynamic test with the current system
Tek Katlı Tek Açıklıklı Düzlem Çerçevenin Hibrit Dinamik Benzeri Testi
Hibrit dinamik benzeri simülasyon, matematiksel modellemenin ve laboratuvar testlerinin avantajlarını birleştiren bir yöntemdir. Hibrit dinamik benzeri simülasyonda araştırılacak yapı, alt yapı parçalarına bölünür. Bu alt yapılardan deprem davranışı daha iyi bilinen, elastik sınırlarda davranan veya geometrik boyutları nedeniyle laboratuvar ortamında fiziksel olarak test edilmesi mümkün olmayanlar matematiksel olarak modellenir. Deprem davranışları asıl araştırma konusu olan ve doğrusal olmayan davranışların yoğunlaştığı alt yapılar ise laboratuvarda fiziksel olarak test edilirler. Bu çalışma kapsamında küçük ölçekli, tek katlı tek açıklıklı bir düzlem çerçevenin hibrit dinamik benzeri testi Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi “Yapı Mekaniği ve Deprem Araştırma Laboratuvarı”nda elcentro depremi ivme kaydı altında gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar tamamen matematiksel modeller kullanılarak yapılan sayısal çözümlerle karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar ışığında gerçekleştirilen fiziksel numuneli hibrit dinamik benzeri testin yeterli ve istenilen hassasiyette sonuçlar verdiği gösterilmiştir.Hybrid pseudo dynamic simulation is a technique that combines the advantages of mathematical modeling and laboratory tests. The structural system is separated into sub-structures. The components whose seismic behavior are well known, behave elastically or cannot be physically tested in the laboratory because of geometrical sizes are modelled mathematically. On the other hand, the components whose seismic behavior are the main focus of the research or behave non-linearly are tested physically in the laboratory. In the framework of this study a small-scaled, single story, single span plane frame is tested with hybrid pseudo-dynamic simulation in “Structural Mechanics and Earthquake Research Laboratory” of Fatih Sultan Mehmet Vakıf University under Elcentro earthquake ground motion record. The results are compared with hybrid simulations having mathematical models only. According to the results of the simulations with physical specimens, the hybrid pseudo-dynamic simulation gives satisfactory results within the required precision
Story Drifts and Connection Rotations of Semi-Rigid Steel Frames
7.0m ve 9.0m açıklıklı, dört farklı birleşim taşıma kapasitesine sahip 6 adet yarı rijit ve 2
adet rijit birleşimli çerçevenin kat ötelemeleri, birleşim dönmeleri ve aralarındaki ilişkileri
zaman tanım alanında yapılan dinamik analizlerle incelenmiştir. Dinamik analizlerde 25
adet gerçek yer hareketi, 3 farklı azalım ilişkisinden üretilen 9 adet faya uzak ve 9 adet faya
yakın yapay yer hareketi 2 farklı deprem seviyesine ölçeklendirilerek kullanılmıştır.
Yapılan analizler sonucunda, kat ötelemelerinin ve birleşim dönmelerinin kabul edilebilirlik
kontrolleri yapılarak yarı rijit ve rijit birleşimli çerçevelerin kat ötelemeleri
karşılaştırılmıştır. Son olarak, birleşim kapasitesinin, davranış modelinin ve faya olan
mesafenin, maksimum birleşim dönmesi – kat ötelemesi oranına olan etkisi incelenmiştir.Story drifts, connection rotations and story drift-connection rotation relationships of 6
partial strength/semi-rigid and 2 rigid frames having 7.0m and 9.0m span lengths and four
different connection capacities are investigated with nonlinear dynamic analyses. In
dynamic analyses 25 real ground motion records with 2 different earthquake levels and 9
far field and 9 near field artificial records are generated by using three different attenuation
relations and scaled to 2 different earthquake levels are used. As a result of the analyses, the
story drift ratios and the connection rotations of the frames are determined and their
performance limit controls are done and the story drift ratios of partial strength/semi rigid
frames and rigid frames are compared. Finally, the story drift–connection rotation
relationships are investigated and the effect of connection capacity, connection hysteresis
model and the distance from the fault are searched