Search

Sezgisel optimizasyon yöntemleri, son otuz yılda karmaşık optimizasyon problemlerini çözmede yaygın olarak kullanılmaktadır. Öğretme-öğrenme-esaslı optimizasyon (TLBO) ve Jaya algoritması (JA) en popüler sezgisel yöntemler arasındadır. TLBO, herhangi bir sınıf ortamında öğretmenin öğrencilerle ve öğrencilerin birbirleriyle olan etkileşimini taklit etmektedir. JA ise optimizasyon işleminde en iyi çözüme yaklaşma ve en kötü çözümden uzaklaşma stratejisini uygulamaktadır. Çelik çerçevelerin performansa dayalı optimum sismik tasarımı oldukça karmaşık ve zaman alan optimizasyon problemlerindendir. Bu çalışmada; TLBO, JA, modifiye TLBO (MTLBO), modifiye JA (MJA) ve JA ile TLBO'nun öğrenme aşamasını birleştiren hibrid öğrenme esaslı Jaya algoritması (HLBJA) ile düzlem çelik çerçeve sistemlerin performansa dayalı optimum sismik tasarımı icra edilmiştir. Ayrıca aynı yöntemler uzay çelik çerçevelerin optimum sismik tasarımında da kullanılmıştır. Düzlem çelik çerçeve sistemlerin performansa dayalı optimum sismik tasarımında amaç, katlar arası ötelenme oranı ve dayanım sınırlayıcıları altında düzlem çelik çerçevelerin ağırlığını minimize etmektedir. Parçacık sürü optimizasyonu (PSO), geliştirilmiş kuantum parçacık sürü optimizasyonu (IQPSO), ateş böceği (FA) ve modifiye ateş böceği algoritması (MFA), TLBO ve JA ile önceden optimum tasarımı yapılmış üç düzlem çelik çerçevenin performansa dayalı optimum sismik tasarımında Statik itme analizi OPENSEES yapı analiz programında gerçekleştirilmiştir. Uzay çelik çerçevelerin sismik analizleri SAP2000-OAPI yapı analiz programında gerçekleştirilmiştir. Bu çerçevelerin optimum sismik tasarımında katlar arası ötelenme, dayanım sınırlayıcıları ve ayrıca enkesit-boyut sınırlayıcıları gözönüne alınarak minimum ağırlıklı uzay çelik çerçevelerin elde edilmesi amaçlanmaktadır. Uzay çelik çerçevelerin optimum sismik tasarımında ise daha önce guguk kuşu arama yöntemiyle (CS) optimize edilmiş 325, 504 ve 499 elemanlı üç adet uzay çelik çerçeve kullanılmıştır. Önerilen yöntemlerden elde edilen sonuçlar, birbiriyle ve diğer optimizasyon yöntemleriyle optimum ağırlık ve optimum ağırlığı bulmak için gereken yapı analiz sayısı bakımından karşılaştırılmıştır. Ayrıca optimizasyon yöntemlerinin farklı başlangıç tasarımları için yapılan icraları sonucu bulunan tasarımlara ait ortalama ağırlık, en kötü ağırlık ve standart sapma gibi istatistiksel parametreler açısından da kıyaslamaları yapılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar HLBJA'nın, MTLBO, MJA, JA, TLBO ve literatürdeki diğer yöntemlerden daha hafif tasarımları daha kısa sürede bulabildiğini kanıtlamaktadır. Metaheuristic optimization methods have been implemented as efficient tools for solving complicated optimization problems over the last three decades. Teaching-learning-based optimization (TLBO) and JA algorithm (JA) are among the most popular metaheuristic methods. TLBO mimics the teaching and learning process in a class in which learners are interacted with the teacher and themselves. JA implements the simple strategy that it tries to approach the best solution and moves away from the worst solution during the search process. The performance-based optimum seismic design of steel frames is one of the most complicated and time-consuming optimization problems. In this study, TLBO, modified TLBO (MTLBO), JA, modified JA (MJA) and the hybrid learning based-JA algorithm (HLBJA), which combines the JA and the learning phase of TLBO, are proposed for the performance-based optimum seismic design of planar steel frames. Moreover, the proposed methods are also implemented for optimum seismic design of spatial frames. The objective of performance-based optimum seismic design of planar steel frames is to minimize the weight of frames under the interstory drift and strength constraints. Three planar steel frames previously designed by particle swarm optimization (PSO), improved quantum particle swarm optimization (IQPSO), firefly (FA) and modified firefly algorithm (MFA), TLBO and JA are used to demonstrate the competence of proposed methods. The pushover analyses for performance based optimum seismic design of planar frames are performed by OPENSEES structural analysis programme while seismic analyses of spatial frames are perfomed by SAP2000 structural analyses software. The interstory drift, strength constraints and geometric-size design constraints are used for the optimum seismic design of spatial steel frames. Optimum seismic design of 325, 504 and 499-member space steel frames are realized in this thesis. The results obtained by the proposed methods are compared to each other and other optimization methods in terms of optimum weight and number of structural analyses. Several statistical parameters obtained from different executions of proposed methods such as average weight, worst weight and standard deviation are also presented in the design examples. The comparisons prove that HLBJA could find lighter designs with less computational effort than MTLBO, MJA, JA, TLBO and other methods in the literature.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2016, Deprem oluşumuna bağlı sismik etkiler dikkate alınarak tasarlanan günümüz yapılarında, yapı süneklik derecesi ve buna bağlı doğrusal olmayan davranış tipi önem arz etmektedir. Çelik yapıların malzeme niteliği açısından betonarme yapılara kıyasla son derece sünek davranış sergilemesi depremin hasar etkilerine karşı güvenli yapılar inşa edebilmek için tercih sebebi olmuştur. Doğrusal olmayan yapı davranışının analiz edilebilmesi için günümüzde pek çok bilgisayar destekli sayısal analiz programından faydalanılmaktadır. Bu programlar ile yapının kapasite eğrisini oluşturan tepe yer değiştirme istemi-taban kesme kuvveti ilişkisi, plastik mafsal oluşumu gibi doğrusal olmayan davranış özellikleri gözlemlenerek sistemin deprem davranışını belirleyen katsayı elde edilmektedir. Bu çalışma çerçevesinde doğrusal olmayan itme analizi yöntemi benimsenerek dört farklı şekilde yatay etkilere karşı güçlendirilmiş çelik çerçeve sistemi doğrusal olmayan statik tasarım yöntemi ve ETABS yapısal analiz programı ile değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre davranış katsayısı en yüksek olan ve imalat ve deprem sonrası hasarların onarım kolaylığı düşünülürek seçilen en ideal çapraz sistem üzerinden çalışmalar devam edilmiştir. Çelik yapının tasarımı ve boyutlandırılması Amerikan Çelik Yapılar Enstitüsü (American Institue of Steel Construction) 360-10 yönetmeliğine göre LRFD (Load and Resistance Factor Design) çözüm yöntemi uyarınca yapılmıştır. Tezin içeriği sekiz ana bölümden meydana gelmektedir. İlk bölümde çalışmanın amacı ve içeriği aktarılmaktadır. Burada incelenecek olan çelik sistemler ile ilgili tanımlayıcı bilgiler verilmesi amaçlanmıştır. Çelik çapraz sistemlerin incelenmesinin ardından bu çalışma kapsamında izlenecek ana tasarım stratejisi hakkında bilgiler aktarılmıştır. Performansa dayalı analizin temel prensiplerinin açıklandığı ikinci bölümde Amerikan Federal Acil Durum Yönetim Teşkilatı (Federal Emergency Management Agency) uyarınca taşıyıcı sistem hasar sınırları hakkında bilgi verilmiştir ve davranış katsayısı kavramı detaylıca incelenerek hesap yöntemleri sunulmuştur. Üçüncü bölümde çalışmanın bütününde kullanılan yöntemler ve teori hakkında bilgi verilerek şekil ve çizelgeler yardımıyla kavramlar daha anlaşılır şekilde ifade edilmiştir. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007 uyarınca deprem tasarım spektrumları ve depreme göre tasarım yöntemleri bu bölüm içinde aktarılmıştır. Dördüncü bölümde ETABS V.15 yapısal analiz programı ile üç farklı modelin analizi yapılmış ve bu analiz sonuçlarının irdelenmesi ile oluşturulmuş plastik dönme kapasiteleri, tepe yer değiştirme istemi ve kapasite eğrisi sunulmuştur.Doğrusal olmayan davranış özellikleri tespit edilen sistemlerin incelenmesi ardından tercih edilen modelin tasarımı için gereken çelik yapı özellikleri, malzeme özellikleri, yük kombinasyonları ve yapıya etkiyen yükler beşinci bölümde ayrınıtıları ile aktarılmıştır. Beşinci bölüm ile tanımlanan yapısal özellikler ve ön tasarım koşulları çerçevesinde yapının boyutlandırılması için gerekli olan formüller AISC yönetmeliğine göre altıncı bölümde tanımlanmıştır. Ayrıca merkezi çelik çapraz sistemlerin plastik davranışının incelenmesinde yine Amerikan yönetmeliğinden faydalanılmış ve çapraz sistemin çevrimsel yükleme aşamalarındaki davranışı anlatılmıştır. Çelik yapının boyutlandırılması ile ilgili çözümler yedinci bölümde sunulmuştur. Burada çapraz, kolon ve kiriş elemanı boyutlandırılarak bağlantı elemanlarının tasarımı yapılarak matematiksel çözümler ile sunulmuştur. Sonuç bölümünde ise yapılan araştırmalar ve izlenen yöntemler neticesinde elde edilen çıkarımlar değerlendirilmiştir. Merkezi çelik çapraz sisteme ait yapının davranış katsayısının incelenen diğer sistemlere göre daha yüksek değerde oluşunun sebepleri açıklanmış ve analiz sırasında dikkat edilmesi faydalı olacak önemli noktalara değinilmiştir., Todays structures are designed by considering the seismic effects occured by an earthquake, therefore ductility level and nonlinear behaviour became more important than early studies conducted in this field. In contrast to concrete elements, behaviour of a steel structure is more ductile under the loading effects of an earthquake. Steel structures are preferred by designers who are working to build safer buildings to resist seismic effects. In order to analyse the nonlinear behaviour of structures fast and safe, computational analyses are widely used by designers. By the help of graphical interfaces and solution steps of these programs, one can analyse a structure to get capacity curve that reflects the demand of tip displacement versus the base shear force on each step of loading and also plastic hinge locations which are the bases to understand nonlinear behaviour. Inelastic behavior of the materials and structures have been an important research field throughout years. Besides the advantages of inelastic nonlinear methods, inelastic behaviour of a material has to be limited with certain assumptions to have controlled yielding and rupture prevented structures. The result at this point is, inelastic design considerations allow designers to minimize costs by reducing sections and design prectically installed members while considering the limits of safety and security. Although equivelant seismic load method and response spectrum analysis method have been one of the most preferred methods for elastic-static analysis, they are not enough comprehensive to evaluate seismic effects on structures. A new approach "Performance Based Design" takes researchers a step further to investigate nonlinear behaviour of the structures. The reason behind why researchers adopted to use performance based design and analysis method is the need to understand the level of safety of structure and security of people inside building especcialy in earthquake effects. While previous methods of force-displacement relationships give engineers only an assumption of lateral load effects, performance based design methods provides comprehensive outputs as deformation and displacement characteristic of each structure and each member of the system. It is also discussed that structures should stay in pre determined damage limits without collapse while designing for earthquake resistance. R, response modification factor, represents the energy absortion capacity of a structure under inelastic behaviour. This coefficient comprimises damping and ductility ratio which used to reduce design forces while designing earthquake resistant structures. Within this study, four different types of lateral load resisting systems are analysed by using nonlinear static push over analysis method combined in ETABS structural analysis programme. The results are evaluated to select the model that has the highest response reduction factor and ease of manifacturing and maintenance after earthquake effects. Structural components of the steel structure is analysed by using the specifications defined by American Institue of Steel Construction (AISC-360-10) and solution method defined by Load and Resistance Factor Design (LRFD). This thesis incorporates eight chapters. The first chapter introduces the target of this study and gives a brief information about the types of models that will be analysed during following parts. Main principles of performance based nonlinear analysis method is defined in second chapter with the additional information provided from American Federal Emergency Management Agency (FEMA) and also detailed information is presented for the response reduction factor and techniques for the analytical explanations of the method. This method gives us the damage condition of the structure by using systems demand for displacements and deformations. Therefore, damage condition of a structure is the most basic and essential element to determine the performance of a structure under earthquake loading. Chapter three is divided between multiple sections of theories and methods that are used throughout this study and terms are detailed for more comprehensive understanding. Specifications for Buildings to be Build In Seismic Regions-2007 is used to calculate reponse spectrum of the site area and earthquake loads on the structure. Following this specification, soil conditions and first modal period of the structure need to be determined first to achieve response spectrum curve. Then, linear and nonlinear methods for earthquake analysis are followed by using the formulations given within this chapter. Nonlinear static push over analysis is conducted for three different models by ETABS V.15 computational program and plastic hinge capacities and capacity curve of all analysis are presented in tables in Chapter four. There are three different steel structures with different lateral load resisting systems like diagonal bracing, x type bracing and inverted v type bracing. The method adopted to perform nonlinear static pushover analysis is that the control point of the system (top floor diaphram) is pushed to target displacement limit by applying increasing lateral load. After the static pushover results are obtained for all three models, earthquake response modification factors are calculated by the given equations in chepter. By doing a comparison between models the most effective one is selected in terms of the highest response modification factor and ease of manifacturing and maintenance after earthquake effects. Chapter five lists the properties of the steel structure that are used in element sizing in the following section and bring in load breakdown that are applied to the structure. Material properties and load combinations are listed by using AISC specifications and the function of the building and the effect of location is explained by the selection of applied loads. Formulations for the structural sizing according to American Specifications are listed in Chapter six and cycling loading cases are detailed for the concentrically braced frames. When the system (concentrically braced framed system) is within the inelastic region it is expected that the compression elements will buckle and tension element will yield. While brace members are in yielding and buckling condition, beams and columns are designed to stay in elastic region. Chapter seven is constituted to represent detailed element analysis of the steel sections that are belong to the selected model by utilizing the specifications for seismic design of structural components. Column, beam and brace elements' capacities are checked against the unfavorable loading cases and connections between these elements are designed. Calculations are based on AISC 360-10 specification and LRFD solution method. At the final part of this study, overall results are presented by evaluating the performance of concentrically braced frame system under pushover analysis. It is observed that concentrically braced frames with improved topology has the highest performanse level in terms of response modification factor. All other models that are evaluated have at least 50% less energy absorbance compared to concentrically braced inverted v system. In addition to evaluations for all three models based on performance based nonlinear static pushover analysis. Due to high values of R factor compared with specification requirements, it is concluded that some parameters have more impact while doing computational based analysis rather than real structural situation. These are mainly the soil conditions, earthquake region and rigidity of structure. It is observed that when earthquake acceleration changes due to the effects of earthquake region and soil conditions, shear force acting on each floor changes. With the decrease in structure's weigh, lateral force acting on floors decrease accordingly. This results in inverse effect on strength factor and has an substantial increase in strength coefficient within R factor. All models that are analysed are three story buildings and the effect of vertical loads are more than lateral loads. This causes to large column sections and therefore increases the rigidity of the overall structure. Therefore lateral stifness of the overall structure gives us an increased R value. It is very important to design the connection of steel memebers to achieve a good level of ductility. In order to keep iterative force-displacement relationship and obtain capacity curve of the system without any rupture in elements of the steel braced system, these members should be designed considering the maximum forces applied during the cycling loading of the brace system. Local and global buckling is an other problem that need to be prevented during nonlinear analysis ofa steel brace frames. Width to thickness ratio of an element should be within required limits. By providing these properties of a steel brace member buckling can be revented an plastic hinges can occur at preferred locations. At the very end of the thesis some recommendations are given for future researchers., Yüksek Lisans, M.Sc.

Son yıllarda ülkemizde yaşanan büyük depremler dolayısıyla büyük can ve mal kaybının olduğu görülmektedir. Bu nedenler göz önüne alındığında deprem mühendisliğinin temel amacı; depremlerin mevcut yapılarda can kaybına neden olacak büyük hasarlara yol açmadan atlatılabilmesidir. Bu amaç doğrultusunda yapıların depreme dayanıklılığının performans analizi ile belirlenmesi gerekmektedir. Yapı sistemlerinin performanslarının belirlenmesinde doğrusal ve doğrusal olmayan iki farklı hesap yöntemi kullanılabilmektedir. Doğrusal hesap yöntemi; dayanım esaslı olup malzemenin doğrusal elastik şekil değiştirmelerinin ihmal edilecek kadar küçük olduğu varsayılır. Doğrusal olmayan hesap yöntemleri ise şekil değiştirme esaslı olup malzemelerin doğrusal elastik sınırın ötesindeki davranışları da hesaba katılarak performans analizi yapılır. Doğrusal olmayan hesap yöntemleri, doğrusal hesap yöntemlerine göre daha karmaşık ve zordur. Bunun nedeni malzeme ve geometriden kaynaklan davranışların sistem dahil edilmesidir. Elbette bunun bilgisayar ortamında modellenmesi ve adım adım izlenmesi oldukça karmaşık bir işlemdir. Bundan dolayı genellikle uygulama mühendisleri doğrusal yöntemleri tercih etmektedir.Yapı ve deprem mühendisliğindeki gelişmeler ve yapı sistemini oluşturan elemanların daha iyi modellenmesini sağlamaktadır. Bu gelişmeler sayesinde doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile çözüm yapılabilmesi daha kolay hale gelmiştir. Bu tez kapsamında 2 katlı betonarme çerçeve sistemli bir yapı ile 6 katlı perdeli ve perdesiz çerçeve sistemli bir yapı doğrusal yöntemlerden "Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi" ve doğrusal olmayan yöntemlerden "Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi" ile analizi yapılmış ve çıkan sonuçlar karşılaştırılarak irdelenmiştir. Sekiz bölümden oluşan bu tezin ana başlıkları şöyledir; Birinci bölümünde konuya giriş yapılmıştır. Çalışmanın amacı ve içeriğinden bahsedilmiştir ve daha önce yapılan çalışmalardan bahsedilmiştir. İkinci bölümde performans kavramı hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde malzemeden ve geometriden kaynaklanan doğrusal olmayan davranış durumlarından bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde perdenin özelliklerinden bahsedilmiş ve doğrusal ve doğrusal olmayana yöntemler hakkında bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde x ve y yönünde tek açıklıklı ve 2 katlı basit bir yapı doğrusal yöntemlerden eşdeğer deprem yükü yöntemi, doğrusal olmayan yöntemlerden artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Analiz adımları tek tek gösterilmiştir. Altıncı bölümde, 6 katlı bir yapı eşdeğer deprem yükü yöntemine göre perdeli ve perdesiz olarak modellenmiş ve analizleri yapılarak performans bakımından incelenmiştir. Yedinci bölümde, 6 katlı bir yapı artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemine göre perdeli ve perdesiz olarak modellinmiş ve analizleri yapılarak performans bakımından incelenmiştir. Sekizinci bölüm sonuçlar kısmının yer aldığı bölümdür. Bu bölümde tez çalışması neticesinde elde edilen tüm sonuçlar yazılarak yorumlanmıştır., The our country have resulted in great number live last and huge amount of damages in construction. This lost are taken into consideration, the aim of earthquake engineering is to prevent the lost of lives by decreasing the damages in constructions. For this purpose, earthquake resistance of buildings should be defined with performance analysis. Two types of analysis methods are used for defining the earthquake performance by using linear and nonlinear analysis. In The linear analysis method which is force based analysis, deflections are assumed to be small and material behavior is lineer. Beside, in the nonlinear analysis, material and geometric nonlinearity should be taken into consideration. Nonlinear analysis methods are more complicated when it is compared with linear analysis methods. Since nonlinear behaviors of structural mambers must be included to the analysis based on some assumptions. On the performance analysis, linear analysis method are generally prefared. Recent developments nonlinear analysis methods become more attractive and easy to use. In the context of this thesis, a comparative study based on "Equivalent seismic load method" as linear analysis method and "Incremental Equivalent Seismic Load Method" as nonlinear analysis method are performed for two-story and six-story x reinforced concrete buildings with and without shear walls construction and then the results obtained from these analysis are evaluated. This thesis which comprise 8 chapters in the first chapter, the aim of the study, context and previous studies are given. In chapter 2, a brief summary is given about performance analysis concept. In chapter 3, sources of nonlinear behaviors caused by material and geometry is mentioned. In chapter 4, the characteristics of shear wall are mentioned and a detailed information is given about both linear and nonlinear analysis methods. In chapter 5, a detailed study is performed on single-span in x/y axis and two story simple construction based on "Equivalent seismic load method" as linear analysis Methods and "Incremental Equivalent Seismic Load Method" as nonlinear analysis method. The analysis steps are given in detailed. In chapter 6, a two story building with and without shear walls is designed and examined based on "Equivalent seismic load method" In chapter 7, a six story frame with and without shear walls and construction is designed and examined based on "Incremental Equivalent Seismic Load Method" with and without shear walls. The chapter 8, includes the result of this study. In this chapter, all the outcomes of this study is discussed

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Deprem etkisindeki yapıların doğrusal olmayan davranışı konusu çok sayıda deneysel araştırmada incelenmektedir. Gelişen bilgisayar teknolojisi desteğiyle, amaca yönelik gerçekleştirilen deneylerden elde edilen veriler kullanılarak, birbirinden farklı analitik modelleme stratejileri ve hesap parametreleri geliştirilmektedir. Bu tez kapsamında, daha önce pseudo-dinamik deneyleri yapılmış olan 4 katlı betonarme bir çerçeve yapı, doğrusal olmayan davranışı dikkate alınarak modellenmiştir. 1950’ li yıllarda Güney Avrupa ülkelerinin birçoğunda yapılmış olan tasarımı ve uygulamayı temsil eden bu betonarme çerçeve sisteme ait deneysel veriler bulunmaktadır. Bu deneysel veriler ölçüt alınarak, incelenen betonarme çerçeve sistemin doğrusal olmayan davranışını belirleyen hesap parametreleri üzerinde çalışılarak modelleme stratejileri belirlenmiştir. Etkin rijitlik, beton mekanik özellikleri(döküm fazları arasındaki dayanım farkı), viskoz sönüm, plastik mafsal boyu gibi parametreler üzerinde ayrı ayrı çalışılarak numerik model kalibre edilmeye çalışılmıştır. Bu açıklamalar doğrultusunda hazırlanan yüksek lisans tezi 6 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde konunun tanıtılması, çalışmanın amacı ve kapsamı ile konuyla ilgili çalışmaların gözden geçirilmesi yer almaktadır. İkinci bölümde, yapıların doğrusal olmayan davranışı ve bu davranışı etkileyen faktörler açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, performansa dayalı tasarım ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri açıklanmıştır. Dördüncü bölümde, pseudo dinamik deney ve deneyin uygulandığı betonarme çerçeve sistemin özellikleri hakkında bilgiler verilmiştir. Beşinci bölümde, betonarme çerçevenin modellenmesi hakkında bilgi verilmiş ve birbirinden farklı modelleme stratejilerine göre elde edilen doğrusal olmayan analiz sonuçları ve bu sonuçların deneyden elde edilmiş olan sonuçlarla karşılaştırılması yer almaktadır. Altıncı bölümde, çalışmadan elde edilen sonuçlar yorumlanarak konuyla ilgili öneriler verilmiştir., The recent earthquakes have dramatically demonstrated that research in earthquake engineering must be directed to the assessment and strengthening of existing constructions lacking of appropriate seismic resisting characteristics. The very recent 'European earthquakes' (e.g. Italy-1997, Turkey - August 1999, Greece - September 1999) confirm and highlight that also Europe may suffer from the vulnerability of the existing building stock. Data on the real characteristics of buildings that have been subjected to earthquakes are in general difficult to obtain. Hence, the experimental pseudo-dynamic test results on the fullscale RC frame generated an immense amount of records, that were used to corroborate the numerical models. Therefore, the calibrated analytical models can be extensively used in reproducing the real behaviour of existing RC buildings. The experimental tests on full-scale structure models assisted the calibration of numerical models and sustain in the assessment of proportioning and detailing rules for the different structural sub-assemblages. This complementary numerical and experimental approach emphasise the important role of the research for the mitigation of the seismic risk. In this study, 4-storey reinforced concrete frame structure is modelled with considering the nonlinear behaviour which is done pseudo-dynamic test. This full-scale RC frame representative of the building's design and construction practice until the late 1970's in most of south European countries, and currently needing seismic retrofit, were constructed and tested pseudo-dynamically, at the ELSA laboratory (European Laboratory for Structural Assessment). The test frame had been designed without specifically considering seismic action (non-seismic resistant constructions). This experimental study aimed at assessing the original capacity of existing structures, with and without infill masonry, and to compare performances of different retrofitting solutions. The tests have shown that the vulnerability of existing reinforced concrete frames designed without specific seismic resisting characteristics, which are an important part of the existing buildings in Europe, constitute a source of high risk for human life. Furthermore, it was demonstrated that advanced retrofitting methods, solutions and techniques substantially reduce that risk to levels currently considered in modern design. The experimental tests on full-scale structure models assisted the calibration of those numerical models and sustain in the assessment of proportioning and detailing rules for the different structural sub-assemblages. This complementary numerical approach emphasise the important role of the research for the mitigation of the seismic risk. The main objective of the theoretical, experimental and analytical work subject of this thesis is to achieve a numerical methodology, which is experimentally calibrated and able to reproduce rigorously the structural behaviour of existing reinforced concrete frame buildings. The evaluation of the available refined models in analysing the seismic performance of existing buildings, proposing improvements to reach a reliable numerical methodology to predict their seismic response. Initial calculations were performed based on the available refined models commonly used to model the new structures. Due to the unsatisfactory results, parametric analyses were performed, and confirmed with the experimental full-scale test results to identify the discrepancies. The detailed parametric analyses reveal inadequacies of the current models when applied to the existing structures. This effort led to fine-tuning of the model parameters' (as plastic hinge length, effective stiffness, concrete mechanical properties, viscous damping etc.), as well as to the inclusion of the inadequate longitudinal and transversal reinforcement detailing in beams, columns and joints, widespread use of smooth reinforcing steel, lack of concrete confinement, and, inadequate lap-splice length, transverse reinforcement in columns limited to perimeter hoops with 90o hooks, which are insufficient. Various analysis methods, either linear elastic or non-linear, static or dynamic, are available for the performance analysis of existing reinforced concrete buildings. Elastic analysis methods include code static lateral force procedures, code dynamic lateral force procedures and elastic procedures using demand capacity ratios. At the present time, linear elastic analysis remains the instrument of the design profession, for the calculation of forces and stresses, as well as for the proportioning of structural members. Nevertheless, linear elastic analysis inability to reflect the real behaviour of structures under abnormal or ultimate loading conditions has been pointed out. This follows because almost all structures behave in some non-linear manner prior to reaching their limit of resistance. A more realistic evaluation of the strength of structures against the failure conditions, or the factor of safety, can only be achieved by analyses that take into account various non-linear effects. The non-linear time history analysis method, with recorded or simulated ground motion records, provides the most accurate means for predicting seismic demands. This inelastic dynamic method is widely used to model specimens tested in laboratory and real structures with a reduced number of elements. Despite its advantages, it must be admitted that non-linear time history analysis can frequently become overly complex and impractical for general use as a first assessment. An alternative is to use simplified nonlinear static analysis methods. The improved models were found capable to analyse existing reinforced concrete structures, reproducing accurately their non-linear response. This numerical models are calibrated against experimental PsD test results on RC full-scale structures. The tests on full-scale models of existing structures constitute an exceptional opportunity for improvement of knowledge on behaviour and capacity of RC structures designed and constructed in Europe until the late 1970's. The numerical analyses performed in this thesis are based in a non-linear plastic hinge model, and take into account the material non-linearity according to the specific materials properties. The influence of physical phenomena and model parameters in the structural response was thoroughly understood due to the integrated numerical and experimental research approach. In the numerical study, it was proposed a simplified model to account for the slippage of the reinforcement in existing RC structures. These statements prepared in accordance with the master's thesis consists of 6 chapters. In the first chapter; introducing the topic, revision of the studies on the subject with the purpose and scope of the study is situated. The second part describes the nonlinear behavior of structures and factors influencing this behavior. The third section describes the performance-based design and nonlinear analysis. In the fourth section contains information about the properties of reinforced concrete frame system that has been applied to pseudo-dynamic testing. In the fifth chapter, which provides information about the reinforced concrete frame modeling and nonlinear analysis results obtained by different modeling strategies from each other and to the comparison with the results obtained from experiments with these results. In the sixth chapter, the results obtained from the study are given advice on the subject interpreted., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Bilimin ve bilgisayar teknolojilerinin gelişmesine paralel olarak yapı mühendisliğinde de birtakım ilerlemeler kat edilmiştir. Eskiden beri teoride mevcut olan adım-adım itme (statik itme) analizi ve deprem ivme kayıtlarının kullanılarak yapı davranışının gözlemlenebilmesi gibi kavramların bu gelişmelere bağlı olarak uygulanabilmesi olanaklı hâle gelmiştir. Özellikle son yirmi yılda ortaya çıkan şekil değiştirme esaslı yapısal tasarım ve değerlendirme yöntemi, geleneksel olan kuvvet esaslı yöntem karşısında popülerliğini her geçen gün daha da fazla artırmakta ve gelişme göstermektedir. Bu tez kapsamında, ülkemizde deprem konusunda artan farkındalığın sonucu olarak uygulanmaya başlanan “Kentsel Dönüşüm” projelerinde en sık kullanılan yapı taşıyıcı sistemlerinden birinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan gözlemlere paralel olarak, düşük kiriş yüksekliğine sahip dişli (asmolen) döşeme sisteminin, özellikle çok katlı olmayan yapılarda sıklıkla kullanıldığı tespit edilmiş ve kiriş yüksekliğinin sınırlı tutulduğu bu sistemlerin deprem performansının incelenmesinin bu tezin amacı doğrultusunda uygun olduğu düşünülmüştür. Bu tür binalarda genellikle, asansör ve merdiven bölgelerini veya bu bölgelerin bir bölümünü çevreleyen betonarme perdeler kullanılmaktadır. Kolonların ve perdelerin birbirine bağlantısı düşük yükseklikli ve yassı kirişlerden oluşan dişli döşeme sistemi ile sağlanmaktadır. Özellikle kirişlerde düşük kesit yüksekliğinin sonucu olarak moment taşıma kapasitesinin sınırlı olması bu bağlantı bölgelerinin güvenilirliği konusunda kuşku uyandırmaktadır. Bu durumun neticesinde, deprem yüklerinin çerçeve davranışı oluşturularak karşılanması mümkün olamamakta ve tüm bu yükler özellikle perde elemanlar tarafından karşılanmaktadır. Bu çalışmada, ele alınan bir adet binanın bu özel durumun sonucu olarak, tüm kiriş, kolon ve perde elemanlarında meydana gelen etkiler incelenmiştir. TDY’07’ye uygun olarak boyutlandırılmış 8 katlı, kiriş yüksekliği sabit, asmolen döşeme sistemindeki yapının TDY’07 kıstasları dikkate alınarak şekil değiştirme esaslı performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Perde + çerçeve sistemli yapıda bir adet U şeklinde perde mevcuttur. Performans değerlendirmesi yapabilmek maksadıyla doğrusal olmayan artımsal itme analizi ve doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik hesap yöntemleri kullanılmıştır. Perde davranışını daha iyi gözlemleyebilmek için ise perdeler; lifli plastik mafsala sahip çubuk eleman ve çok katmanlı kabuk modeli olmak üzere iki ayrı biçimde tarif edilmiştir. Farklı analiz yöntemlerine ve farklı perde tiplerine göre oluşturulan modeller sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak değerlendirilmiş ve birbirleri arasında karşılaştırmalar yapılmıştır., Advancements in science and computer technologies leads to some progress on structural engineering. These developments make implementation of pushover analysis and observation of the structural behaviour by using real or modified seismic datas possible which were known theoratically in the past. Researchers, engineers and some other technical disciplines used that scientific heritage for creating better solutions about structural design concepts. This started a new era in structural engineering, which is called “displacement based design” in technical literature. Although this new concept is only around two decades old, it seems that popularity of it increases day by day against traditional concepts such as “force based design”. The new concept becomes popular since it leads more trustable, economical and observable solutions compared to traditional techniques. On the other hand, evaluation of the multiple performance of a building for any desired level is possible anymore by using displacement based design what brings a totally new subject to the structural engineering literature. This new concept has started to appear in the earhtquake and building codes of some countries since then the codes has been upgraded several times to improve the results. The concept is mentioned the first time in Chapter 7 of Turkish Seismic Code (TSC) in 2007. TSC’07 allows designers to evaluate the performance of a building what may has different purposes of using. Both linear and nonlinear behaviour approaches may be used to gain the result of performance level. However, the nonlinear behaviour of structural members must be recognised in displacement based design concept since the method demands it. This study focuses on to investigate one of the most popular building design type what is sustained in the scope of “National Urban Transformation Projects”. Some recent major earthquakes occured in Turkey raised awareness on earthquake disasters and finding solutions to beware of their destructive effects. The main purpose of these projects is to check performances of existing buildings and retrofit or rebuild them if necessary. The other goal for the researchers is to explore new techniques to strengthen the buildings. This thesis studies flat-slab floor systems used with low-height sectioned beams in RC structures since it is one of the most common building type especially for the low-rise transformation projects. In general, one core shear wall which is located mostly around of stairs, fire escapes, shafts or elevators is used with slab flat systems to help resist lateral loads. As it is observed from the current projects despite the column and shear wall elements designed conservatively, beam members which has very limited dimensions through their heights can cause lack of the structural earthquake resisting performance. This may create the redistribution of moments resulted from lateral loads through the vertical load carrying members columns and shear walls. Therefore, extraordinary and unpredictable loads may be needed to carry by these vertical members. When it is considered designers usually ignore such cases, this raises questions about the transformation projects which aim to make stronger and more capable buildings against earthquake loads. In this study, an 8 storey RC flat-slab building with constant height of the beam members designed together with an U shaped core wall and columns to generate a framework system. To evaluate the performance level of the building nonlinear static and dynamic analyses are implemented on the structure. Before starting the analyses plastic hinges for every each column and beam frame elements are defined according to their specific sections and then the hinges assigned to related members thus nonlinear behaviour of the frame elements are represented by the plastic hinges in the both ends of all the frames. Unlike the columns and beams, shear walls designed in two different ways with specific nonlinearity options for every each of them to observe the behaviours better. One of this modelling technique what is called in this study is “equivalent frame shear wall” which use fiber hinge method in the bottom ends of all the shear walls in the building and the other is “multi-layer shell shear wall” which use spread nonlinearity through the shear walls from bottom to top of the height of building. The main reason for using the different modelling techniques for shear walls is their different geometrical shapes if compared with the other load carrying members of a structure. Shear walls are the major structural members to resist lateral forces especially in high-rise buildings. However, the nonlinear behaviours of them could not be solved enough, yet. Therefore, different apporaches to simulate nonlinearity of these complicated elements conducted in this study as mentioned above to capture more accurate results. To give a summary information about these two methods by one sentence as explanation, finite number of the fibers represent discretisation of the different materials along the cross section allow to capture accurate responses on the structural elements and the other approach for representing the behaviour of RC shear walls which use multi-layer shell element model is based on the composite material mechanics. TSC’07 includes three types of nonlinear analyses which are single-mode considered static pushover analysis, multi-mode considered static pushover analysis and dynamic effects considered time history analysis. Among all of these methods single-mode considered static pushover analysis and time history analysis are choosen to exhibit the nonlinear behaviour and performance level of the building. Structural system has symmetry just on a single direction in the plan thus different analyses runned to observe the effects of structural members in the building for both of the methods through related directions. In literature, dynamic analyses are accepted as the most extensive methods between all of the others. On the other hand, an undesirable side of that method is it’s too much time consuming and demanding to choose one between different assumptions of the theories of structural dynamics what makes decisions to be taken more carefully. It can be also said that this method requires a higher level of technical knowledge when compared with static pushover analysis. However, static pushover analysis method allows to run the analyses in a considerable less amount of the solving time if compared by the dynamic analysis methods. The main disadvantages of this method can be said as being less reliable due to considering only a single free vibration mode of a building and some restrictions to gain more trustable results what makes the method to not be useful for the most of cases in the majority of buildings on the earth. Consequently, these two different approaches to find out the nonlinear behaviour of the building in this study compared between each other. The results checked carefully and the performance levels are determined for every each different method and loading case. Performance of the building is tried to checked under two main titles which are “structural system based results” and “structural element based results”. The structural system based results are less trustable and they give less informations about buildings’ earthquake resistance features if compared with the element based results. Besides, they can not be used to determine the performance level of any building if nonlinear elastic methods are used according to TSC’07. However, they are very useful to observe general building behaviour thus some main problems or some inadequacies of a building can be easily seen. The structural system based results of the studied building in the thesis are investigated under four subtitles which are “top story displacement of the building”, “base shear force of the building”, “story drift ratios of the building” and “story shear forces of the building”. The results show that pushover analyses estimate bigger quantities compared to time history analyses about the building’s top story displacement and story drift ratios. In contradiction to the previous case the time history results are higher than the pushover analyses results about the base shear forces of the building. Although not yet certain, it is observed that the two different analyses methods’ story shear forces results match on the top floors apparently. On the other hand, the pushover results are more dominant on the middle floors and the time history results are more dominant on the bottom floors. The element based results which are the main parameters to obtain a building’s earthquake performance according to TSC’07 are investigated for every each structural member carefully. The results are checked for the beam, column and shear wall members. Nonlinear behaviours of the beams and columns are checked on their both frame ends. The nonlinear behaviours for the beams are defined by bending plastic hinges. The definition of the columns’ nonlinear behaviours are made different than the beams since the columns are under axial normal force effects. Due to their different cases PMM plastic hinges which can simulate the mutual effects of the axial force and the moments from different directions are assigned to every each type of the column sections. Differently from the beams and the columns, behaviours of the core shear walls which are the main lateral load carriers are observed under both the shear forces and the bending moments effects. After all, these results show that main parameter for the performance level is the beam members. With a few exceptions the columns are in the “Minimum Damage” or “Apparent Damage” levels according to TSC’07. The shear walls estimate even better results as “Minimum Damage” except two shear wall members located at the first two storey levels under one of the loading direction of pushover analysis which shows for them “Apparent Damage” level. On the other side, the most of the beams demand too high rotations which make the behaviour of them to pass beyond elastic borders of their capacities. This issue can be seen in the both analysis methods besides that behaviours of the beams drag the building into undesired and dangerous performance levels as appeared for static pushover analyses “Life Safety” and for dynamic time history analyses “Collapse” in their worst cases respectively. All in all, much more studies should be done to investigate the building performance levels on similar structures and compared with each other to capture matching results if they exist thus healthier and more reliable comments can be given., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, “Adaptif mimarlık” çevresel etkenlerin mimariyi etkili bir şekilde biçimlendirerek, bina içerisinde bulunan kullanıcının da konforlu ve ideal şartlar altında yaşam sürdürmesini sağlamaktadır. Bunların yanısıra “adaptif mimarlık” çevrenin korunması ve sürdürlebilirlik açısından da önemlidir. Yaşadığımız mekanların sürekli olarak değiştiği dünyamızda, çevresel etkenler söz edilen değişimde büyük rol oynamaktadır. İklimsel farklılaşmanın sürekli olarak yaşandığı bölgelerde çevreye adapte olabilen binaların tasarlanması gerekmektedir. Değişen iklimsel tasarım parametrelerinin gözlendiği günümüzde Performansa Dayalı Adaptif Binalar giderek önemli hale gelmektedir. Çevresel etkenlere göre değişebilen performansa dayalı adaptif bina kabukları binadaki yaşam konforunu artırmakta, binanın sürdürülebilir olmasını sağlamakta, işletim maliyetlerini azaltmakta ve bina ömrünün uzatılmasında önemli bir çözüm önerisi olarak görülmektedir. Mimarlık disiplini günümüzde çok farklı disiplinlerle işbirliği yapmakta, tasarım sürecinde çok farklı yöntemler kullanılmaktadır. Performansa dayalı adaptif mimarlık bu yöntemlerin günümüzde en sık kullanılanlarından biridir. Mimarlık konularının pek çok değişkene bağlı olması bu konuların başta bilim, mühendislik ve sosyal alanlar ile birlikte irdelenmesi yaklaşımını ortaya çıkarmıştır. Tez kapsamında Performansa Dayalı Adaptif Binalar ile ilgili çeşitli tespitlerde bulunulmuş ve bu tespitler örnek analizleri üzerinde gösterilmiştir. Performansa Dayalı Tasarımdaki girdiler incelenmiş ve değerlendirilerek Adaptif Bina Kabuğu tasarlanması üzerindeki etkileri anlatılmıştır. Tezin önemli bir kısmını performatif mimarlık, adaptif mimarlık, pnömatik mimarlık gibi günümüz teknolojilerinin ve mimari yaklaşımlarının değişimine paralel olarak gelişen konular oluşturmaktadır. Tez kapsamında, hesaplamalı parametrik tasarım araçlarının, adaptif sistemlerin tasarım süreçleri üzerindeki etkileri yazar tarafından geliştirilen örnek proje çalışması ile açıklanmıştır. Önerilen projenin tasarım sürecinde parametrik tabanlı tasarım araçlarının, performansa dayalı adaptif ve pnömatik sistem ilişkisi üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Farklı sistem, morfoloji ve geometrilerin oluşturulmasına yönelik yazılımlar ve yöntemler ile performansa dayalı adaptif ve pnömatik morfolojilerin kontrolünü sağlayan algoritmalara dair araştırmalar örnek proje kapsamında aktarılmıştır. Tez çalışması kapsamında kuramsal çalışmalar ve uygulama örnekleri değerlendirilmiştir. Kuramsal kısımda incelenen performatif mimarlık, adaptif mimarlık, pnömatik mimarlık, tarihte ve günümüzde, mimarlıkta nasıl yer buldukları, tasarım stratejileri ve örnek projeler gibi başlıklar altında incelenmiştir. Bu incelemelerin sonucunda çeşitli çıkarımlarda bulunulmuştur. Önerilen model ile üretilen adaptif kabuk tasarımının farklı mevsimlerde, gün içerisindeki farklı zaman dilimlerinde ve farklı yüzey şekilleri üzerinde uygulanması sonucu oluşan görseller ve bu görsellerin paralelinde oluşturulan çeşitli analizler kullanılarak sistemin nasıl çalıştığı açıklanmıştır. Sonuç ürünün verimli olup olmadığı izlenerek performatif bina xx kabuğunun ne tür parametrelere göre değişebileceği araştırılmıştır. Tez kapmında geliştirilen bilgisayar modelinde açık kaynak kodlu yazılımlardan da yararlanılmştır. Model önerisinde doğadan esinli yaklaşımlar kullanılmıştır. Bitki gözenekleri olan stomaların hareketleri incelenmiştir. Stomalardaki sistematik basınç değişimleri modelin geliştirilmesinde farklı bir benzetim tekniğinin uygulanmasına esin kaynağı olmuştur. Bu yaklaşım sayesinde bina kabuğunun ısıl konfor açısından optimizasyonu sağlanmış ve bu yöntem kullanılarak bina kabuğunun morfolojisini değiştiren çeşitli algoritmalar tasarlanmıştır. Modelin oluşturulmasında ve tasarlanan bina kabuğunun hareketinin sağlanmasında izlenen aşamalar bölüm içerisinde bulunan akış diyagramları ile anlatılmıştır. Tezin sonuç ve tartışma bölümünde ise adaptif mimarlık, performatif mimarlık ve pnömatik mimarlığın gelecek potansiyelleri ile değişen kullanım alanları ve geliştirilen modelin gelecek potansiyelleri anlatılmıştır. Bu bölümde ayrıca, gelecekteki mimari yaklaşımlar ve mimarlık anlayışı konusunda öngörülerde bulunulmuştur., Adaptive architecture provides the user to live under the comfortable and ideal conditions in the building by forming the architecture with environmental factors. Addition to this, adaptive architecture is important regarding the protecting the environment and sustainability. In the world which the conditions change constantly, the environmental factors play an important role. It is necessary to design adaptive buildings in which the climate changes occur permanently. Climate changing effects people and buildings. Especially global warming is really effective on the architectural styles and design methodology. Sustainability is the one of the most popular concept. Especially in architecture and design topics it is more common. Performance Based Adaptive Buildings can provide people and architecture being sustainable. I think it is the best way of being adaptive to the environment by protecting nature and designing new buildings. Performance Based Adaptive Buildings have become much more important in case of the changeable climate parameters. Performance Based Adaptive Building Shells, which can change according to the environmental factors, enhance the living comfort of the users, ensure the sustainability, reduce the operation costs and extend the life of the building thanks to integration the other disiplines with the architecture. Performance-based design may be generally considered an approach in which building performance becomes the guiding factor in design. Performance-based models in architecture may be defined as the exploitation of building performance simulation for the modification of geometrical form towards the objective of optimizing a candidate design. Contemporary approaches to performance-based design are fundamentally different from conventional computer aided design simulation processes. Traditional simulation tools are premised upon the ability to simulate and evaluate performance of the object itself once it has been defined at an appropriate and desired level of resolution. On the other hand, technology is developing day by day. Technological developments provide us to create new ideas and concepts about architecture and its styles. Artifical intelligence and the material researchs are the really important potentials for the Performance-based design. Architectural concepts are changing by the technology and innovation. İn the past “form follows function” as the important expression. At the present day form “follow performance” is the popular expression. Performative design methods are used widely by the architects that is famous. Performance input can conceptualized by the smart computer that uses artifical intelligence. So, this is an important opportunity for humanity to create new architecture that is comfortable for building users and sustainable for the nature. xxii The architectural design has different methods. Performance based adaptive architecture is one of these methods. Because the architecture issues are related to lots of variables, it has become necessary to examine these issues with the other disiplines like engineering, natural and social sciences. In this thesis, it has been evaluated severally in regarding to performance based adaptive architecture and these evaluations are shown via the example analyses. The inputs of the Performance Based Design are examined and the effects of these inputs upon the Adaptive Building Envelope are explained by evaluating the data. The important part of the thesis is derived from the recently developing issues according to the changes in architectural approaches like the adaptive performative, and pneumatic archictecture. In this thesis, it is explained that the effects of computational design tools upon the design of the adaptive systems by author. In the design process of the project which is proposed, it is examined that the effects of the parametric based design tools upon the performance based adaptive and pneumatic systems. It is clarifed that the softwares which are used in constitution of the different systems, morphologies and geometries, the methods and the researches in regards to algorithms providing the control of the performance based adaptive and pneumatic morphologies within the project. For the method of the proposal, nature inspired approach is used. The opening and closing of the stomas which are the pores of the plants are analyzed. These systematical pressure changes which are observed in the plants provide to use a different analogy technique for the application of the model. Thanks to the nature inspired design approaches, the optimization of the building envelope according to the sun is ensured and the algorithms which are led to the changes in building morphology are created. Within this thesis, it is evaluated that the theoretical works and application data. The performative, adaptive and pneumatic architecture which are explained in theoritical part of the thesis, are examined in terms of the place in architectural medium, design strategies and project examples. At the end of these examinations, some deductions are made. In the application part of the thesis, it is examined how the adaptive envelopes reacts in the different time zones and different places and seasons. Also the algorithm is applied on different geometries to analyzed the forms which emerged according to the sun. These output are collected and evaluated to understand how the algorithm works. The proposed model of the performance based adaptive and pneumatic envelope can be used existing buildings and also new buildings. Because it can be applied to the facade directly. Even for the historical buildings adaptive facades can be a option for protecting from weather conditions as sun,wind, rain and so on. The proposed model of the performance based adaptive and pneumatic building has many potentials. This software and forms can be improved by the computers. Especially, Artificial intelligence is an important and innovation for the model propsal. Because computers can manage buildings as the parameters like sun, wind and so on. xxiii Smart building envelopes that can be oriented to the sun is really an opportunity for a sustainable environment. Because, by using adaptive buildings, people spent less natural resources and provide building users more comfortable spaces. Economic reasons are the important for the building users. If architects use performance based adaptive building, building users can have all these opportunities. Outcome is affected differently according to the parameters. In terms of model proposal, the computer programs which related to the computational design are used. In the conclusion part of the thesis, it is explained that the changing area of usage and the potential of the performative, adaptive and pneumatic architecture. Predictions are made according to the informations and theoretical base upon the future architectural approaches and intellect., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, İnşaat mühendisliği açısından düzenli bir taşıyıcı sistem her zaman arzu edilse de genellikle mimari kaygılar vb. nedenlerle uygulamada düzensiz taşıyıcı sistemlere sık sık rastlanmaktadır. Taşıyıcı sistem düzensizlikleri, yönetmelikler tarafından sınırlandırılmış ve düzensiz binalar için oluşabilecek olumsuzlukların etkisini azaltmak için birtakım yaptırımlar getirilmiştir. Bu düzensizliklerin taşıyıcı sistem üzerindeki olumsuz etkisini araştırmak amacıyla DBYBHY 2007’nin düşey doğrultuda düzensizlik durumları arasında gösterdiği ve uygulanmasına izin vermediği, kolonların konsol kirişlere oturtulması durumu sunulan bu çalışmada karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu incelemede, konsola kolon oturan çerçeve türünden düzensiz bir taşıyıcı sistem ile konsol kirişleri olan düzenli bir çerçeve, son yıllarda sıkça dile getirilen performansa dayalı tasarımın temelini oluşturan doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden statik itme analizi ve zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak irdelenmiş ve analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Zaman tanım alanında hesap yönteminde kullanılacak olan üç adet deprem kaydı ilgili zemin sınıfı dikkate alınarak oluşturulan tasarım spektrumuna göre benzeştirilmiştir. Sunulan bu çalışmada statik itme analizi ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz sonuçları da karşılaştırılmıştır. Ayrıca düşey doğrultuda düzensiz olan taşıyıcı sistem için zemin kat yüksekliği bir parametre olarak belirlenmiş ve zemin kat yüksekliği değiştirilerek bunun doğrusal elastik olmayan analiz sonuçlarına etkisi incelenmiştir. Bu çalışma neticesinde, düşey doğrultuda düzensiz olan taşıyıcı sistemin yatay yük kapasitesinde, düzenli yapıya kıyasla ciddi bir azalma olduğu gözlenmiştir. Taşıyıcı sistemde eleman esas alınarak yapılan değerlendirmeler sonucunda düzensiz taşıyıcı sistemde daha büyük elastik ötesi şekil değiştirmelere talep oluştuğu görülmüştür. Ayrıca düzensiz taşıyıcı sistemde karşılaştırma kriteri olan zemin kat yüksekliği arttıkça deprem tarafından talep edilen tepe yer değiştirmesi artarken taşıyıcı sistemin yatay yük kapasitesinde önemli azalma tespit edilmiştir., When a seismic ground motion occurs, the most important factor of serious damages and destructions in building is not obey the rules of current codes. Selecting a suitable carrier system at the architectural project is one of the most important tasks of engineers. To create a good carrier system is also required to have a good architectural project. Because of mistakes in building structural system, the use of the unsuitable material for the Project, poor workmanship and inadequate controls when building under construction, it is not difficult to guess our existing buildings will not show the desired performance under earthquake force. Analysis of the natural disasters that occured over the world, earthquakes cause losses of lives and property. It is the most important factor of large losses of life and property that structures built by people not has sufficient strenght to offer adequate protection againts earthquakes. Even if time and place of an earthquake is known in advance by the latest technological developments in the near future, earthquake resistant design of our buildings is required. And also thanks to the advances made in the field of civil engineering works building behaviors will interpret better and more realistic solutions will be created. The codes of earthquake is the most significant resource that can be used to build an earthquake – resistant building. According to their geographical location, their geological and sesimic characteristics that apply within the territory and local ground conditions, countries prepare regulations that includes the rules which must be followed during building design. For this purpose, The Ministry of Public works and settlement in Turkey prepare The Regulations of Buildings that will be built in Seismic Zone 2007. Seismic loads generate the most inconvenient internal forces of the structural elements. There are different methods of calculating the force of earthquakes affecting on buildings. These are called seismic load calculation methods. After determining the essential one of the methods for our system, the force of earthquakes and its distribution over structural elements must be calculated in the way the chosen method requires. Determining the suitable methods for structures are given in Turkish seismic code. Three alternative seismic load calculation methods are presented by the seismic code. “Equivalent Seismic Load Method”, “Modal Superposition Method”, and Time Increment Methods” are indicated for seismic load calculations in our seismic code. Equivalent Seismic Load Method is a widespread seismic load calculation method and it can be found in many seismic codes in the world. In Mode Superposition Method, the maximum internal forces and displacements are obtained by the calculation of the maximum contributions of each adequate vibration modes that combined statisticly. In Tıme Increment Methods, in order to investigate the structural behavior of the building under seismic loading, an earthquake is assigned to the building as lateral load and the time history analysis is carried out. To take place within the framework of the principles of earthquake – resistant design the loads on the structure should be transferred from slabs to beams, from beams to columns, from columns to foundation by the shortest path. Consequently slabs should be seated to beams, it should be pay attention to beams are continuous, two sides of beams should be supported, columns should be seated to columns, column axes and beams axes should be overlaped and it is prevented the vertical discontinuity. Among all important factors that affect the behavior of the earthquake, it is also important that structural system is whether regular or irregular. Due to irregularities in the structural system, forces that may entangle in structure can’t be transferred in structure to foundation in short path and will be cause poor regions on the system. A large number of existing buildings in Turkey and other countries, built according to design codes of the 70s and 90s shows that many of them behave poorly and have insufficient seismic safety. Importance of determination of earthquake performance of existing structures which is constructed using linear elastic method has improved. In addition to that, retrofit of unsafe structures is another subject which becomes a trend all around the world. This case contributed to the emergence of displacement – based design criteria. Because of preferring Non-linear analysis methods in the thesis, to handle more realistic behavior of the structure and analysis the developments in the field of civil engineering. In Civil Engineering, the arrangement of regular structural system is important; actually in practice, it is not possible due to some problems like architectural concerns etc. Structural system irregularities are limited by codes and some rules are set to minimize the negative effects on behavior of buildings which have irregular structural system. In this study it is examined comparatively the negative impact of these irregularities on the structural system that nonsitting the cantilever beams to columns due to “DBYBHY2007” in the vertical direction shown by the cases of irregularity and does not allow the application of these columns. And also two types of structural systems those irregular frameworks which columns supporting on cantilevers and regular frameworks which have cantilever beams are compared after examining and analyzing with the methods that static pushover analysis and time history analysis which form the basis of performance based design, mentioned frequently in recent years. The static pushover analysis is becoming a popular methods for seismic performance evaluation of existing and new structures. The expectation is that the pushover analysis will provide adequate information on seismic demands imposed by the design ground motion on the structural system. Time history analysis is another seismic calculation method for existing and new structures in our seismic code. The method makes use of earthquakes acceleration – time records that occured previously or similar artificial records which constituted. In the thesis, three earthquake records which will be used in time history analysis simulated to design spectrum as taking notice of related soil class. In the present study, the static pushover analysis and non-linear time history analysis results are compared. Furthermore, the ground floor height defined as a parameter for irregular structural system in the vertical direction and by changing the height of ground floor height, the effect of linear, inelastic analyze results are investigated. According to this study, the decrease of horizontal load capacity is observed when the building have irregular structural systems which in vertical direction in comparison regular structural system. In a structural system, as a result of the evaluations bases on the element, it is seen that an irregular system needs more inelastic deformations. Besides, it is determined when the ground floor height – the comparison parameter of irregular structural system – rises; it is observed that a significant decrease in horizontal load capacity while an increase the peak displacement that demanded by earthquake., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, “Performansa Dayalı Tasarım” yapıların kontr için ve bu yapıların beklenen depremlerde performansını incelemek için gelişmiş bir yöntemdir. Bu yöntem çok hızlı bir şekilde modern deprem ve yapı muhendisliklerinde kullanılmaktadır ve yapı tasarımında onemli bir rol oynamaktadir. Bu yontemde, mevcut yapının inşaat sonrası tahmin edilen performans düzeyr, önemli bir tasarım parametresi olarak kabul edilir. Bu amaçla belli bir performans düzeyi tanımlanmaktadır. Bu performans düzeyi yapının depremde beklenen hassar düzeyini göstermektedir. Diğer açıdan, dinamik analiz yöntemleri örneğin lineer “Time history” analysi ve lineer daha doğru sonuçlar vermekader. Buna rağmen , bazı durumlar; kayıt seçme teknikleri, çıktıların çeşitlilikleri ve sonuçların karmaşıklıkları basit yöntemlerin kullanılmasın gerekli kılar. Geliştirilen bu yeni ET yöntami, direkt zamana bağlı analiz sonuçları verdiğinden, kullanilan analiz yöntemlerinden kaynaklanan komplikasyonları azaltır. Buna ek olarak, diğer bazı yöntemlerde ki başka problem leri de (örn. Performansa dayalı tasarım yöntemi) azaltmaktadır. Bu çalışmada önce FEMA yonetmeliği, tasarım açısından incelenmektedir. Sonra “performans eğrisi” ve “tahrip düzeyi indeksi” kavramları acilanmaktadir. Son olarak, SPD 25 petrol platform yapısının performans eğrileri belirlenmis ve sonuçlar ET analizleriyle karşılaştırılmıştır., Performance-Based Design is a new method for designing of the structures so that to predict and control their performance in the earthquakes with attended magnitudes. This method is rapidly developing in modern earthquake and civil engineering and has demonstrated its potential ability in the structural design. In this method, predicted performance level of a given structure after construction, is highly considered as an important design parameter. For this purpose, a performance objective (level of performance) must be defined. A performance objective is defined as an acceptable damage level for the structure facing an attended magnitude of earthquake. On the other hand, the dynamic analysis methods such as Time History Analysis in linear and nonlinear situations provide more accurate results. However, some issues such as record selection techniques, output diversities and complexity of the results, are convincible reasons to choose the traditional simple methods. The new Endurance Time method is a dynamic analysis-based method that relates the results to the time, which results in a reduction in complexities due to the type of analyses. In addition, the Endurance Time method resolves some confusion that might exist in other methods such as the Performance-Based Design” method. In this project, we first study the FEMA s regulation regarding to the Endurance time method, which is one of the most valid regulations in the analysis and design of structure. Then by defining a concept called “performance curve”, we study the application of Endurance Time in defining the performance level of a jacket type structures. Finally, the results obtained from Endurance Time analyses of the jacket SPD25 are compared with the FEMA performance curve., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Binaların deprem yükleri altında gerçekçi olarak hesaplanması ve tasarımı özellikle son yıllarda yaşanan depremler sonucu önem kazanmıştır. Yaşanan mal ve can kayıpları sonrasında, yapıların kuvvete dayalı tasarımları yerine, yer değiştirme ve şekil değiştirmeye dayalı yöntemler geliştirilmiştir. Doğrusal olmayan davranışlarını göz önüne alan, bu metotların geliştirilmesiyle performansa dayalı tasarım kavramı oluşmuştur. Bu tez kapsamında ele alınacak, 3 farklı kat sayısına sahip (6-8-10) DBYBHY-07 ve TS 500’e göre tasarlanmış binanın, ASCE 41-06 ve DBYBHY-07’de anlatılan performans değerlendirme yöntemleriyle incelemesi yapılmıştır. Binalar doğrusal olmayan analiz yöntemleri kullanarak incelenmiştir. Her iki yönetmelikte de bulunan yapının birinci modal yerdeğiştirmelerini gözönüne alan yöntem kullanılmıştır. Her bina için, bütün kritik kesitlerde sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen değerler, incelenen yönetmelik şartlarıyla karşılaştırılmıştır., A realistic calculation and design of buildings under seismic loads has gained importance in recent years as a result of earthquakes. As a result of casualties and the loss of property, instead of force-based designs of structures, displacement and deformation-based methods have been developed. The development of these methods condsidering the nonlinear behavior leaded the emergence of the term of performance-based design. In this thesis, buildings whis has three different floor number (like 6-8-10 floors) designed by The Turkish Earthquake Code 2007 and Turkish Reinforcement Concrete Code (TS 500) was examined with performance evalution methods described in ASCE 41-06 and DBYBHY-07. The results were compared taking into account differences in local and national conditions with the codes., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012, Yüksek yapıların düşey yükler ve deprem etkileri altında tasarımları ve performanslarını değerlendirme konusunda genel amaçlı tasarım yönetmeliklerinin yetersiz olmasından dolayı, yüksek yapıların depreme karşı tasarımı bu yönetmeliklerdeki uygulamalardan farklı esaslara göre yapılmalıdır. Bu çalışmada, betonarme yüksek bir binanın taslak halindeki İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliğine göre analizi yapılmıştır. Analiz modeli, düzensizlik oluşturmaması açısından her iki doğrultuda simetrik ve yapısal boşluklar bulunmayacak şekilde oluşturulmuştur. Yapının ön tasarımı, deprem yönetmeliğindeki tasarım kurallarına uygun olacak şekilde yapılarak, doğrusal elastik analiz yapılmıştır. Doğrusal olmayan analiz aşamasında, bilgisayar ile sayısal çözümlemenin getirdiği zorluklardan dolayı, yönetmelikte verilen kurallardan farklı olarak bazı kabuller yapılmıştır. Deprem kayıtlarının uygulanma şekli, P-∆ etkilerinin ihmali, lif elemanlarının sadece kritik perde yüksekliği boyunca atanması yönetmelikten farklı olarak yapılan kabullerdir. Bu kabullerle birlikte yapılan analiz sonucunda, yapı elemanlarında izin verilen birim şekil değiştirmeler sağlanırken, tüm bu yapısal elemanların kesme kuvveti altında gevrek göçmeleri, ön boyutlandırma aşamasında uygulanan kapasite tasarım ilkeleri sayesinde engellenmiştir. Yönetmelikte öngörülen hasar limitlerinin deprem düzeylerine göre farklılıklar gösterdiği, sonuçlar karşılaştırılarak belirtilmiştir., The most important issue about design of high-rise buildings under seismic effects, these structures can be built in different principles from eartquake codes for low and mid-rise structures because of general design regulations may be inadequate in some respects about assessment of high-rise buildings performance and design under seismic effects and under the vertical loads. In this thesis, a reinforced concrete high-rise building was analized by using the rules of “Istanbul High Rise Buildings Regulations”. Analysis model is formed symmetrical in two directions and without structural gaps not to constitute irregularity. Preliminary design of the building is made available for seismic design requirements of the regulation, linear elastic analysis is done. In nonlinear analysis phase, because of the difficulties of numerical analysis by the computer, some assumptions were made different from the regulations. Shape of the implementation of earthquake records, neglect of the P-Δ effects, application of fiber components over the critical wall height are some diferences from the regulation. As a result of the analysis with these assumptions, strain of construction components is under the permitted limits, crisp migrate all of these structural elements under shear force is prevented through the capacity design principles, in pre-sizing stage . Differences of damage limits prescribed in the regulations, are shown by comparing the resutls of different earthquake levels., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Performansa göre bina değerlendirmesinde kullanılan deprem yönetmelikleri ve çeşitli dokümanlar çok keskin ve katı sınırlar içermektedir. Yapısal sistem modellenirken ve sayısal analizler yapılırken kullanılan kabullerdeki kısıtlamalar hesaplarda kesinlik değil yaklaşıklık olduğunun göstergesidir. Bu doktora tezinde mevcut binaların performans değerlendirmesi için yeni bir yaklaşım sunulmuştur. Kiriş, kolon ve perdeler için performans seviyeleri bulanık küme teorisi kullanılarak elemanların deformasyon seviyeleri belirli ağırlık değerlerine bağlı olarak esnek bir şekilde tanımlanabilir. Bu esnek tanımlama literatürde ilk defa ifade edilmiş ve “Esnek performans” olarak adlandırılmıştır. Yöntem sayısal olarak, FEMA356 ve TDY2007’de verilen tablo verileri ile MATLAB Fuzzy Toolbox ve Simulink özellikleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Yöntem 1200’ün üzerinde üretilmiş veri ile test edilmiş, performans seviyeleri belirlenmiş ve sonuçlar tablo ve grafiklerde karşılaştırmalı olarak verilmiştir., For the performance evaluation of the buildings, the recommendations and related restrictions are given in different seismic codes and documents having very strict boundaries. When the approximations made in structural system modeling and in numerical analysis, generally the logical consequences of those restrictions are questionable. In this doctorate thesis, a new approach is presented for the performance evaluation of existing buildings. It is shown that the performance levels for beams, columns and shear walls can be defined as flexible by using certain weighted values depending on the number and the deformation levels of elements (flexible performance) as used in the fuzzy set theory. In the numerical treatment of the presented method, the damages and the corresponding performance levels given in FEMA356 and TDY2007 are considered and MATLAB Fuzzy Toolbox and Simulink options are used. The method is tested over 1200 data, the performance levels are determined and the results are given in tables and graphs are discussed, comparatively., Doktora, PhD

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu çalışmada, çelik lif donatılı betonların (ÇLDB) mekanik özellikleri, performansa dayalı karışım tasarımları ve performans sınıfları belirlenmiştir. Farklı matris dayanımındaki betonlarda farklı çekme dayanımında, narinlikte (L/d) ve hacim oranlarında kancalı çelik lifler tekli ve karma olarak kullanılmıştır. Çelik lif donatılı betonların mekanik ve performans özelliklerini belirlemek için basınç, elastisite modülü, yarma çekme ve dört noktalı kiriş eğilme deneyleri uygulanmıştır. ÇLDB’lerin performansa dayalı tasarımı ve performans sınıfları Almanya Beton Birliği Yöntemi’ne göre yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre farklı dayanım ve narinlikte çelik liflerin farklı matris dayanımındaki betonların basınç dayanımı ve elastisite modülünü etkilemediği belirlenmiştir. Çelik liflerin betonun basınç tokluğunu iyileştirdiği gözlenmiştir. ÇLDB’lerin yarma çekme, eğilme dayanımı ve özellikle tokluğunda dikkate değer artışlar belirlenmiştir. Çelik liflerin eklenmesiyle artan karışım maliyeti dikkate alınarak ÇLDB’lerin bazı mekanik özellikler ve performans parametrelerine göre bilgisayar destekli optimizasyon teknikleri kullanılarak optimizasyonu yapılmıştır. En düşük maliyet ve en yüksek performans koşullarında yapılan çok amaçlı optimizasyon sonucu optimum karışım çözümleri (S/Ç oranı, lif narinliği ve hacim oranı) belirlenmiştir. ÇLDB’lerin mekanik ve performans parametrelerini S/Ç oranı, lif narinliği ve hacim oranına göre tahmin eden regresyon modelleri verilmiştir., In this study, the mechanical properties, performance based mixture designs and performance classes of steel fiber-reinforced concrete (SFRC) were determined. In the concretes having different matrise strength, the hooked steel fibers having different tensile strength and aspect ratio (L/d) were used in different volumetric ratios as single and hybrid. Compressive strength, elasticity module, splitting tensile and four-point beam bending experiments were applyed to investigate the mechanical and performance properties of steel fiber-reinforced concrete. The performance based design and performance categories of steel fiber-reinforced concretes were determined according to the method of Germany Concrete Society. According to the experiment results, it was observed that the steel fibers having different tensile strength and aspect ratio didn’t affect the compresive strength and elasticity module of concretes with different matrise strength. Steel fibers improved the compressive toughness of concrete. It was investigated that there was a remarkable increase in splitting tensile and flexural strength values. Moreover, there was a significant increase in toughness properties. Considering the increase in mixture cost by adding steel fibers, the optimization of steel fiber-reinforced concretes were performed by using computer optimisation techniques according to the parameters of some mechnical properties and performance. At the end of multi-purpose optimisation performing in terms of minimum cost and maximum performance, optimum mixture solutions were investigated. The regression models predicting the mechnical and performance parameters of steel fiber-reinforced concretes according to the water-cement ratio, fiber aspect ratio and volumetric ratio were developed., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Bu çalışmada, ülkemizde konut amaçlı kullanılan yapıları temsil edeceği düşünülen modeller seçilmiştir. Seçilen modellere yönetmelikte atıfta bulunulan doğrusal elastik ve doğrusal elastik olmayan yöntemler uygulanarak performans seviyeleri belirlenmiş ve bu işlemin ardından belirlenen performans seviyeleri karşılaştırılmıştır. Bu yöntemlerden doğrusal olanı, yeni binaların tasarımında kullanılan yöntemin geliştirilmişi olarak görülebilir. Bu yöntemde tüm taşıyıcı sistem için tek bir Ra deprem yükü azaltma katsayısı taşıyıcı sistem elemanlarına ait etki/kapasite oranları hesaplanarak yönetmelikte öngörülen sınır değerlerle karşılaştırılmaktadır. Doğrusal olmayan değerlendirme yöntemi ise, taşıyıcı sistemin doğrusal olmayan davranışı esas alınarak yapılan incelemeye dayanmaktadır. Ancak doğrusal itme analizleri ile elde edilen çözümlemenin, doğrusal olmayan dinamik analiz sonuçları ile önemli derecede farklılık gösterdiği gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde doğrusal yöntemin deprem güvenliği bakımından daha tutucu değerler verdiği gözlemlenmiştir., In this study consists of different structural models are chosen which represent residential usage structural buildings in our country. Linear and nonlinear procedures are evaluated according to Seismic Code of Turkey (2007) to determine and compare their performance levels. The linear method can be regarded as an extension of the method used for the newly designed buildings. The code assumes a specific seismic load reduction factor Ra by requiring precautions for obtaining a structural system of high ductility. However, in this method demand and capacity ratio of the cross sections evaluated and compared to their limiting values given in the code. The non-linear evaluation method considers the elasto - plastic behavior of the structural system and has two application procedures: Incremental equivalent static seismic load by considering contributions of the single mode or multi modes and the nonlinear dynamics analysis of the system. However, there are considerable differences between the nonlinear static pushover analysis and the nonlinear dynamics analysis. The comparison yields that the result of the linear method are more conservative than those of the nonlinear method., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2004, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2004, Bu çalışmada, betonarme bir taşıyıcı sistemin değişik malzeme ve sargı durumlarında performansı incelenmiştir. Taşıyıcı sistemin performansının belirlenmesinde doğrusal olmayan statik çözümleme yöntemi kullanılmıştır. Doğrusal olmayan statik itme çözümlemesi ile bulunan taşıyıcı sistem performansı, ATC40 ve FEMA 273/356 kriterlerine göre değerlendirilmiştir. Belirlenen tipik betonarme taşıyıcı sistemin üç değişik durumda performansı araştırılmıştır. Birinci durumda sargı donatısı aralığı değiştirilmiş ve taşıyıcı sistem performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. İkinci durumda beton kalitesi değiştirilerek taşıyıcı sistem üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Üçüncü durumda ise malzeme kaliteleri ve sargı donatısı günümüz yönetmeliklerinde izin verilen taşıyıcı sistem ile mevcut yapı stoğunda çok karşılaşılan malzeme ve sargı donatılı taşıyıcı sistemin performansları karşılaştırılmıştır. İncelenen durumlar sonucunda, sargı donatısı artırıldıkça ve malzeme kaliteleri yükseldikçe taşıyıcı sistem performansının da arttığı belirlenmiştir., In this study performances of a concrete structural system subjected to earthquake loading in addition to vertical loads are investigated by using a nonlinear static analysis procedure. Three examples are presented each of which consists of a reinforced concrete structural system having various degrees of confinement and material qualities. A nonlinear static analysis procedure is used to determine the performance of the structural system under the guidance of the principles and the acceptance criteria given in ATC40 and FEMA 273/356. The effect of confinement on the performance of the structural system is investigated in the first example. The second example deals with the effect of concrete quality on the performance of the structural system. The third example shows the difference of the performances of two structural systems. The first system represents the majority of the building stock in Turkey (poor material quality and no confining zones) and the second system is a structural system, which conforms to the requirements of the Turkish seismic code including the material qualities with confinement zones. As expected, the numerical results show that the performance of the structural system increases significantly as the confinement ratio and the material quality is improved., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2003, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2003, Bu çalışmada taşıyıcı sistemi perde ve çerçevelerden oluşan altı katlı betomarme bir yapının mevcut ve güçlendirilmiş durumlarının performansı incelenmiştir. Performansın değerlendirilmesi hem lineer olmayan statik analiz ile hem de lineer olmayan dinamik analiz ile gerçekleştirilmiştir. Her iki analizde de lineer olmayan durum tanımlaması malzeme ve geometri değişimleri bakımından birlikte ele alınmıştır. Üç boyutlu olarak modellenen mevcut binanın performansı kapasite spektrumu metodu ile belirlenmiş ve performansının tasarım seviyesindeki bir depremde yeterli olmadığı ortaya çıkmıştır. Binanın dış çerçevelerinde bina yüksekliği boyunca sürekli olan perdelerle ve mantolanan kolonlarla güçlendirilen yapının performansının ise yeterli güvenlikte olduğu görülmüştür. Güçlendirilen binanın iki boyutlu modeli oluşturularak üç boyutlu modele ait lineer olmayan davranışı yeter derecede temsil edebildiği gösterilmiştir. Güçlendirilen binanın iki boyutlu modeli üzerinde, Erzincan, Kocaeli ve Düzce depremlerine ait ivme kayıtları ölçeklendirilerek lineer olmayan dinamik analiz yapılmış ve binanın performansının yeterli güvenlikte olduğu görülmüştür. Yakın fay etkisini incelemek amacıyla lineer olmayan dinamik analiz, ölçeklendirilmeyen ivme kayıtları esas alınarak uygulanmıştır. Sonuçta Bolu kaydının etkisinin hem yerdeğiştirmeler hem de taban kesme kuvveti açısından diğerlerinden çok daha fazla olduğu saptanmıştır, This study evaluates the performance of existing and retrofitted cases of a six – storey reinforced concrete building. Performance evaluation was performed with both nonlinear static analysis and nonlinear dynamic analysis. Geometric and material nonlinearity were taken into account for each analysis. Performance of existing building which is modeled as three dimensional frame was determined through capacity spectrum method. The results of the analysis indicated that the existing building is unable to resist design earthquake demands. However, performance of building retrofitted with shear walls and column strengthening was found satisfactorily under design earthquake. Besides, analysis results indicated that two dimensional model was able to represent nonlinear behavior of the building. In the nonlinear time history analysis, selected acceleration records from Erzincan, Kocaeli and Düzce erthquakes were used as scaled on two dimensional model, and results showed that performance of the building is able to resist specified earthquakes. In order to investigate near-fault effects, nonlinear time history analysis was performed using normal values of acceleration records. Base shear and displacement demands caused by Bolu record were found much more than the others., Yüksek Lisans, M.Sc.