SİSMİK İZOLASYON VE AYARLI SIVI SÖNÜMLEYİCİLİ HİBRİT KONTROL SİSTEMLERİNİN OPTİMİZASYONU VE MAKİNE ÖĞRENMESİ İLE TAHMİNİ
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Başkanlığı, Türkiye
Tez Danışmanı: Gebrail Bekdaş
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: YÖK 100/2000 Programı
Özet:
Sismik taban izolatörleri, yapısal ivmenin azaltılmasında ve deplasman kontrolünde etkili kontrol cihazlarıdır. Çok katlı yapılarda yapı ağırlığıyla izolatör zorlanmakta, enerji yeteri kadar izolasyon katmanında sönümlenemeyerek üst yapıya aktarılmaktadır. Sismik izolatörlere gelecek kuvvetli titreşimler, izolatörün fazla hareketiyle sonuçlanarak, izolatör bağlantı noktalarında mekanik hasara ya da izolasyon katmanında malzeme deformasyonuna yol açabilmektedir. Yakın fay gibi yıkıcı özellikleri olan ve büyük yer değiştirmelere sebep olan depremlerde, izolasyonlu sistemlere sönümleyici ilavesi önerilmektedir. Ayarlı sıvı sönümleyici (TLD) sistemler, yapısal deplasmanları azaltmada, bünyesindeki sıvının çalkalanmasından faydalanan kontrol cihazlarıdır. Bu iki sistemin hibrit kullanımı, yapıda toplanan ivme ve deplasmanların azaltılmasında etkilidir. Bu tez çalışmasında, sismik taban izolatörü ve TLD’den oluşan hibrit bir sistemin optimum tasarım süreci ve TLD yerleştirilecek alanın boyut limitlerini dikkate alarak sistem özelliklerini tahmin eden bir makine öğrenmesi modeli oluşturulması hedeflenmiştir. Yapılan ilk uygulamada, yakın fay depremleri altındaki bir yapının tabanına sismik izolatör ve en üst katına TLD yerleştirilmiş, izolatörlü sistemin farklı sönüm ve hareketlilik kapasiteleri için izolatöre TLD ilavesinin, yapısal kontrole etkisi araştırılmıştır. İzolatör ve sönümleyici özellikleri, yapının maksimum ivmesini azaltmaya yönelik uyarlanabilir armoni arama algoritması ile optimize edilmiştir. TLD ilavesinin, yakın fayın izolatör seviyesindeki yer değiştirmeleri sınırlayarak hasar almasını önleyici etkileri olduğu belirlenmiştir. Tez çalışmasında yapılan ikinci uygulamada, yapı kütlesinden bağımsız olarak sismik izolatör ve TLD’li hibrit kontrol sistemine sahip bir yapının tasarım parametrelerini tahmin eden bir makine öğrenmesi modelleri geliştirilmiştir. Darbeli yakın fay depremleri altındaki standart bir yapının deprem davranışı Matlab Simülink aracılığıyla simüle edilmiş, jaya algoritması optimizasyonuyla optimum tasarım parametreleri ve yapı davranışı kaydedilmiştir. Elde edilen optimum tasarım özellikleri ve çeşitli parametrelerle veri seti oluşturulmuştur. Kontrol sistemi yerleştirilecek alanın boyut limitleri ve sıvı özellikleri dikkate alınarak, TLD tank boyutları, izolatör ve TLD sönümleme oranları ve periyotlarını tahmin eden makine öğrenmesi modelleri üretilmiştir. Geliştirilen öğrenme modelleri arasında en etkili algoritmalar belirlenmiş, tahmin edilen değişkenler arasında TLD tank yarıçapı, sıvı yüksekliği ve izolatör periyodu özelliklerinin %96’yı aşan bir doğrulukla ve %8 civarında ortalama mutlak hatayla tahmin edilebildiği belirlenmiştir.