Browsing by Author "Fahjan, Yasin"

Now showing 1 - 6 of 6

Critical remarks on Rayleigh damping model considering the explicit scheme for the dynamic response analysis of high rise buildings
(Sage Publications Inc, 2021-07-01) Mahdi, Fikrat A. L.; Fahjan, Yasin; Doğangün, Adem; Mahdi, Fikrat A. L.; DOĞANGÜN, ADEM; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü; 0000-0002-3046-4389; 0000-0002-1867-7103; ABE-2272-2020; AAR-6126-2020
This paper numerically investigates the validity of Rayleigh damping model considering explicit operator to assess the dynamic response of high rise buildings under seismic loads. Considering transverse and longitudinal seismic waves, the bending moment, shear force, axial force, and and inter story drift are evaluated for a Core wall and a frame system of 46 story each. It is found that considering the explicit scheme, the dynamic responses are amplified significantly especially for axial forces. The reported amplification can be attributed to the ignorance of stiffness proportional Rayleigh damping coefficient which is associated with the stability issue of the implemented explicit operator. The paper indicates that Rayleigh damping model does not provide the required/expected damping for the higher modes of higher frequencies hence, it is not appropriate to be used along with the explicit operator especially for buildings of wide range of frequencies. It is worth pointing out that for classical dynamic analysis which follows the implicit scheme, Rayleigh damping seems to well consider the higher modes of high frequencies with higher damping ratio in comparison to the initial mode shapes. Consequently, the literature explicit scheme should be revised to accurately consider a proper damping for the higher modes which is crucial to assess the total response of structures of long periods and wide range of frequencies such as high rise buildings among others.
Kazık-zemin sistemlerinin dinamik davranışlarının sayısal olarak incelenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2021-12-13) Timurağaoğlu, Mehmet Ömer; Doğangün, Adem; Fahjan, Yasin; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0002-6239-905X
Kazıklı temel sistemi uygulamaları son yıllarda giderek yaygınlaşmaktadır. Özellikle yüksek yapılarda çoğunlukla zorunluluk haline gelmektedir. Bu tez çalışmasında kazıklı sistemlerin dinamik yükler altındaki davranışları incelenmektedir. Çalışma üç aşamada yapılmıştır. Birinci aşamada eşdeğer lineer ve doğrusal olmayan zemin davranış analizleri bir ve üç boyutlu modeller üzerinde gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada doğrusal ve doğrusal olmayan model kazıklı sistemlerin statik ve dinamik yükler altındaki analizlerinin literatürdeki deneysel çalışma bulgularıyla kalibrasyonu yapılmıştır. Üçüncü aşamada ise literatürde kumlu zeminde bulunan tekil kazığın statik yatay yükler altında elde edilen P-Y eğrilerinin geliştirilen sayısal modellerden edinilen eğrilerle kalibrasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada ayrıca farklı frekans ve genlikteki dinamik yükler altındaki tekil ve 3x3 grup kazık tepkilerinin irdelenmesi için sayısal modeller geliştirilmiş ve analizler gerçekleştirilmiştir. Eşdeğer lineer ve doğrusal olmayan zemin davranış analizlerinde izlenecek yol, kazıklı sistemlerde sayısal modelin oluşturulması için tanımlanabilecek etkileşim türleri ve grup kazıklarda kullanılan P-çarpanı parametresi ile ilgili kapsamlı açıklamalar tezde materyal ve yöntem bölümünde sunulmuştur. Üç boyutlu modellerin dinamik analizlerinde yansıtmayan sınırları temsil etmek için sonsuz elemanlar ve zeminin doğrusal olmayan davranışını tanımlamak için kinematik pekleşme modeli kullanılmıştır. Yapılan zemin davranış analizleri, statik ve dinamik etkiye maruz kazıklı sistem analizleri ışığında parametrelerin doğru kalibre edilmesi durumunda kinematik pekleşme modelinin zemin davranışını temsil edebildiği görülmüştür. Bunun yanında, kazık zemin arasında kullanılan etkileşim türünün yatay ve düşey taşıma kapasitesini olduğundan fazla veya az tahmin ettiği vurgulanmıştır. Son olarak, dinamik yükler altındaki 3x3 grup kazıklarda orta sıradaki kazıkların küçük genliklerde ön sıradakilere göre daha az yük aldığı ancak genlik arttıkça orta sıradaki kazıklara gelen yükün arttığı belirlenmiştir.
Numerical investigation on p-y method of group piles under static and dynamic loads
(Springer, 2022-08-26) Timurağaoğlu, Mehmet Ömer; Fahjan, Yasin; Doğangün, Adem; TİMURAĞAOĞLU, MEHMET ÖMER; DOĞANGÜN, ADEM; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-6329-905X; 0000-0002-1867-7103; AAR-6126-2020; ABF-2355-2020
The present study aims at scrutinizing the static and dynamic behavior of pile-soil interaction in the context of p-y method using finite element analysis. For this purpose, a series of static and dynamic analyses are carried out for single pile, 2 x 2 and 3 x 3 group piles in homogeneous clayey soil. In the analysis, the nonlinear behavior of soil is taken into account using a kinematic hardening model, while piles are modeled as elastic. The soil model parameters are calibrated using experimental modulus degradation and damping curves. The pile-soil interface is modeled considering normal and shear behavior to account for separation and sliding between soil and pile elements. In the static analyses, variation of pile moments and displacements with depth and the back-calculated p-y curves are evaluated. The soil resistance is directly obtained by extracting the shear and normal forces of the nodes in a pile at any depth. The p-multipliers for 2 x 2 and 3 x 3 group piles are calculated and compared with that of the experiments. The variation of p-multipliers with depth and lateral displacement is also evaluated. In dynamic analyses, first, site response analyses are carried out and validated against one-dimensional results under different loading frequencies. Infinite elements are applied at the boundaries to provide non-reflective boundaries. Later, single, 2 x 2 and 3 x 3 group pile analyses are executed. The influence of loading amplitude and frequency on the response are investigated using moment-depth and displacement-depth relationships. Dynamic p-y curves are back-calculated and the results are deeply assessed by comparing with static curves.
P-Y curves for laterally loaded single piles: Numerical validation
(Taylor, 2021-08-23) Timurağaoğlu, Mehmet Ömer; Fahjan, Yasin; Doğangün, Adem; TİMURAĞAOĞLU, MEHMET ÖMER; DOĞANGÜN, ADEM; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü; 0000-0002-6329-905X; 0000-0002-1867-7103; AAR-6126-2020; ABF-2355-2020
Pile foundations are widely used in marine and coastal engineering structures. The correct analysis method must be used to ensure the safety of piled systems used in marine and coastal structures. Despite several methods available in the literature, the numerical method is increasingly applied for understanding the loading mechanism of pile-soil interaction under vertical, lateral, or seismic loadings. The present study focuses on the numerical validation of centrifugal test results of the single pile in dense sand under lateral loading. An extensive parametric study is carried out to validate numerical models due to the lack of experimental tests such as shear or triaxial tests. In the numerical model, the soil is represented by a kinematic hardening model, which is simple to calibrate in finite element analysis, whereas pile is modeled as an elastic material. The p-y family of the curve is back-calculated for a single pile and an algorithm is generated. Two interface models between soil and pile, namely full contact and frictional slip contact, are investigated to represent the behavior under horizontal loading. Then, the analyses are extended to vertical loading to assess the influence of interface models.
Scaling of vertical component of seismic ground motion
(Elsevier, 2020-10-01) ALMahdi, Fikrat; Fahjan, Yasin; Doğangün, Adem; ALMahdi, Fikrat; DOĞANGÜN, ADEM; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü; 0000-0002-1867-7103; AAR-6126-2020; ABE-2272-2020
Three-dimensional time history analysis has become a demand for the majority of updated building codes. A vast literature has addressed the selecting and scaling of horizontal component of earthquake ground motion. Meanwhile, the scaling of vertical component has been less of a concern. This paper investigates the suggestion of using the same scaling factor of horizontal component of ground motion to scale its vertical counterpart. A data set consists of 6409 mainshock records with vertical and orientation independent geometric rotated (GMRotD50) response spectra with 5% damping is used. Even though ASCE7 - 16 among other international codes recommends to use the same scaling factor for horizontal component and its vertical counterpart, this paper shows that scaling factor of vertical component trends an extreme variation from its horizontal counterpart for various soil classes, different magnitudes and over a wide range of Joyner-Boore distances. Results illustrate that the ratio of vertical to horizontal scaling factors has a strong negative relationship with the ratio of vertical to horizontal peak ground acceleration. Earthquake magnitude has no significant role on the ratio of vertical to horizontal scaling factors. A gradual increase is observed in the studied ratio over a wide range of Joyner-Boore distances. The paper ends up with simplified equations to calculate the scaling factor of vertical component in regards with the scaling factor of its GMRotD50 horizontal counterpart based on the (V/H)(PGA) ratio of the recorded components. Robust statistics manifest the goodness of the developed equations. (C) 2020 The Authors. Published by Elsevier B.V. on behalf of Faculty of Engineering, Alexandria University.
Yüksek binaların dinamik tepki analizi için dalga yayılımının irdelenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2022-05-19) Fahjan, Yasin; Mehdi, Fikret; Doğangün, Adem; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Bölümü.; 0000-0002-9373-9589; 0000-0002-1867-7103
Bu çalışmanın amacı, sismik dalga yayılımı olgusunu dikkate almanın yüksek binaların dinamik tepkisi üzerindeki etkisini sayısal olarak araştırmaktır. Bir çekirdek duvar ve bir çerçeve, dalga yayılımı olgusu göz önünde bulundurularak ve göz ardı edilerek sismik yükleme altında analiz edilmiştir. Analiz edilen her iki sistem için eğilme momenti, kesme kuvveti, eksenel kuvvet ve katlar arası ötelenme değerlendirilmiştir. Farklı katlardaki dinamik tepki için genlik Fourier tepki spektrumları da tartışılmıştır. Her biri kırk altı katlı, her iki sistem de sabit tabanda enine ve boyuna sismik dalgalara maruz bırakılmıştır. Sonuçlar, dalga yayılım fenomeni göz önüne alındığında, katlar arası sürüklenme, kesme kuvveti ve eğilme momentinde hafif bir azalma sağladığını göstermektedir. Dalga yayılım olgusunun dikkate alınmasının, özellikle üstteki üçüncü bölümün katlarındaki çekirdek duvar için eksenel kuvveti önemli ölçüde arttırdığı bulunmuştur. Bu makalenin ana katkısı, kategorize edilemeyen ve her farklı detayın farklı bir tepkiyi tetikleyebileceği "kod dışı" binalar olan yüksek binalarda dalga yayılımı olgusunu dikkate almaya yönelik büyük ihtiyacı vurgulamaktır. Daha da önemlisi, dalga yayılım fenomeninin temel fiziğini doğru bir şekilde yakalamak ve analizi hassas bir şekilde gerçekleştirmek için standart analiz ve tasarım mühendislik yazılımlarını yükseltme ihtiyacıdır.