FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 61
  • Öge
    Eksenel yüklü tekil fore kazıkların oturması üzerine bir inceleme
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Mert, Mustafa ; Özkan, Mustafa Tuğrul ; 672487 ; İnşaat Mühendisliği
    Geleneksel temel mühendisliği uygulamalarında sürekli temel ve radye temellerde oturmaları minimize etmek amacıyla kazıklar imal edilmektedir. Ancak kazıklarda oturma analizleri yeterince yaygınlaşmış değildir. Temel mühendisliğinde genel olarak kazık taşıma güçleri hesaplanmaktadır. Hesaplanan kazık taşıma gücü, kazıklara gelen yükten fazla ise kazık tasarımının doğru olduğu kabul edilir. Bir başka deyişle kazık taşıma kapasitesinin yeterli olması durumunda diğer etkenler göz önüne alınmaz. Sadece kazık kapasitelerini hesaba katarak yapılan tasarımlar güvenli ve ekonomik değildir. Bütün kazık tasarımlarında, kazık taşıma gücü hesaplarına ek olarak oturma analizleri de yapılmalıdır. Tez çalışması kapsamında eksenel yüklü tekil sürtünme kazıkları için yeni bir oturma analiz yöntemi geliştirilmiştir. Yöntem bağıntılarının oluşturulması için 14 farklı kazık yükleme deneyi incelenmiştir. İncelenen test kazıkları farklı bölgelerde imal edilen sürtünme kazıklarından oluşmaktadır. Söz konusu test kazıkları; İskenderun, Bakü, İzmir, Basra, Bağdat, İstanbul'da yer almaktadır. İncelenen test kazıklarından 12 tanesi çapları 60 cm ile 200 cm arasında değişen dairesel fore kazık iken 2 tanesi dikdörtgen kesitli baret kazık tipindedir. İstanbul-Yenikapı ve İzmir bölgesinde incelenen 2 adet baret kazıktan birinin boyutları 280x100 cm iken diğer baret kazığın boyutu 280x120 cm'dir. İncelenen fore kazık yükleme deneylerinde test kazıkları, göçme durumuna kadar yüklenmiştir. Böylece yeni yöntem parametreleri fore kazığın hem elastik bölgedeki lineere yakın olan davranışını hem de göçme bölgesindeki hiperbolik davranışını modelleyebilmektedir. İncelenen kazıklar betonarme yerinde dökme (fore) kazık tipinde ve her biri sürtünme kazığıdır. Bu yüzden yeni yöntemin ülkemizde en yaygın kullanılan kazık tipi olan betonarme fore kazıklar için geçerli olduğu söylenebilir. Çeşitli araştırmacılar tarafından tekil kazıkların oturma analizi için geliştirilen birçok farklı yöntem vardır. Bu yöntemler literatürde genel olarak 3 ana gruba ayrılmaktadır. Bunlardan birincisi yük-transfer yöntemleri, ikincisi elastik teoriye dayalı yöntemler ve üçüncüsü ise yaygın olarak kullanılan sonlu elemanlar yöntemini de içeren nümerik yöntemlerdir. Bu tez çalışması kapsamında elastik yöntemler ile yük-transfer yöntemleri üzerinde durulmuştur. Elastik yöntemlerden yaygın olarak bilinen 4 farklı yöntem incelenirken yük-transfer yöntemlerinden toplam 7 farklı yöntem incelenmiştir. Yük transfer yöntemleri genel olarak güncel yöntemlerden seçilmiştir. Güncel olan 4 farklı yük-transfer yöntemi ile de tez kapsamında incelenen 14 test kazığı üzerinde oturma analizleri yapılmıştır. Bu yöntemlere ilave olarak yaygın olarak bilinen 2 adet elastik teori yöntemi ile de kazık oturma analizleri yapılmıştır. Tez çalışmasının 5. bölümünde elastik teori ve yük-transfer yöntemleri ile yapılan oturma analizleri yer almaktadır. Yük-oturma analizleri sonucunda her bir yöntem ile tahmin edilen oturma değerleri hem birbirleri ile hem de deneylerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Tezin 6. bölümünde ise tez kapsamında geliştirilen yeni yöntem için 2 adet hiperbolik fonksiyonu sunulmuş ve hiperbolik fonksiyonlarda yer alan parametrelerin bağıntılarının nasıl elde edildiği açıklanmıştır. Yöntemdeki hiperbolik fonksiyonlar kazık yük-oturma grafiğini ikiye ayırarak belirlenmiştir. Bu fonksiyonlardan ilki yük-oturma grafiğinin başlangıç kısmını tanımlarken ikincisi yük-oturma grafiğinin bitiş kısmını tanımlamaktadır. Böylece yeni yöntem ile kazığın düşey yöndeki linner olmayan davranışını gerçeğe yakın bir şekilde modellenebilmektedir. Tanımlanan iki adet hiperbolik fonksiyonda yer alan 4 adet parametrenin bağıntıları tez kapsamında incelenen 14 farklı kazık yükleme deney sonuçları ile ilişkilendirilerek elde edilmiş ve bağıntı katsayıları her bir deney üzerinde hesaplanmıştır. Hesaplanan katsayılar genel olarak birbirine yakın elde edilmiştir. Yöntem katsayıları elde edilen bu katsayıların ağırlıklı ortalaması alınarak belirlenmiştir. Elde edilen bu katsayılar bağıntılarda yerine koyularak yöntemin akış şeması oluşturulmuştur. Yöntemde kritik olan durum ise yöntemde belirlenen iki hiperbolik fonksiyonun nerede birbirinden ayrılacağı sorunudur. Yeni yöntem için yapılan çalışmalarda bu ayrımın kazık toplam taşıma gücünün %70'ine karşılık gelen yük değerinde yapılacağı belirlenmiştir. Kazık toplam taşıma gücünün %70'ine kadar olan bölgede yük-oturma grafiğinin ilk kısmını modelleyen hiperbolik fonksiyon kullanılırken Kazık toplam taşıma gücünün %70'ine karşılık gelen yükten büyük olan yük değerlerinde ise yük-oturma grafiğinin bitiş kısmını modelleyen diğer hiperbolik fonksiyon kullanılmıştır. Ancak yeni yöntem hesaplarında belirlenen bağıntılarla bazı kazıklarda yapılan oturma analizlerinde kritik yüke karşılık gelen yük-oturma grafiğini ilk kısmındaki oturma (s_1) değeri grafiğin ikinci kısmındaki oturma değerinden büyük (s_2) elde edilmiştir. Bu durumlarda kritik yük (P_kr) değeri s_2 değerinin s_1 değerini geçeceği yüke kadar çıkarılmıştır. 6. Bölümün sonunda ise yeni yöntemin akış şemasına uygun şekilde incelenen 14 test kazığı üzerinde oturma analizleri yapılmış ve bu analizler hem deneyde ölçülen değerler ile hem de yük-trasfer yöntemleri ile elde edilen değerler ile karşılaştırılmıştır. Tezin 7. Bölümünde yer alan sonuç ve öneriler kısmında ise yapılan karşılaştırmalar ile ilgili değerlendirmeler yer almaktadır. Tez kapsamında geliştirilen yöntem ile yapılan oturma analizleri sonucunda elde edilen oturma değerlerinin genel olarak deney sonuçlarına yakın elde edildiği söylenebilir. Yeni yöntemin sağlamasının yapılması için literatürden alınan 9 yükleme deney datası üzerinde de yeni yöntem ile oturma analizi yapılmıştır. Bu deneylerden 7 tanesi dairesel fore kazıklar üzerinde uygulanırken 2 tanesi baret kazıklar üzerinde üstten yüklemeli olarak uygulanmıştır. Yeni yöntem ile tahmin edilen oturma değerlerinin deney sonuçlarına oldukça yakın çıktığı görülmüştür. İncelenen bütün kazıklardan elde edilen sonuçlar birbirleri ile boy/çap oranlarına göre de değerlendirilmiştir. Kritik yüklere karşılık gelen hesaplanan ve ölçülen oturma değerlerinin arasındaki yüzdesel farklar kazık boy/çap oranının 30 ile 60 değerleri arasında olduğu durumlarda daha az çıkmıştır. Kazık boy/çap oranının 30 ile 60 arasında olması durumunda yeni hiperbolik yöntemden elde edilen sonuçların daha uygun olduğu söylenebilir. Sonuç olarak tekil sürtünme kazıklarnın oturma analizi için geliştirilen yeni hiperbolik yöntemin normal (60-100cm) ve büyük çaplı (120-200cm) betonarme fore kazıklar üzerinde uygulanabilir olduğu söylenebilir. Yeni geliştirilen yöntemin incelenen diğer yük-transfer yöntemlerinden farkı uygulama alanının daha az kapsamlı olması ancak diğer yandan diğer yöntemlere göre uygulamasının daha pratik olmasıdır. Zemin birimleri oldukça heterojen bir yapıya sahipken diğer yöntemler bu birimler için deformasyon parametreleri belirleyerek hesaplar yapmaktadır ancak zemin kayma modülü ve elastisite modülünü doğru bir şekilde belirlemek oldukça güçtür. Bu yöntemin avantajı bu değerlere bağlı kalmadan sürtünme kazıkları için sabit deformasyon parametrelerini kazık boyutuna ve kazık toplam taşıma gücü değerine bağlayarak oturma analizi yapılmasına olanak sağlamasıdır. Dezavantajı ise bütün kazık ve zemin tipleri için geçerliliği olmamasıdır. Diğer yük-transfer yöntemlerine alternatif olarak betonarme fore kazık oturma analizini kontrol etmek amacı ile pratik ve uygulanabilir bir yöntemdir.
  • Öge
    Kısa alın levhalı kiriş-kolon birleşimlerinin çevrimsel tekrarlı yükler altında davranışlarının incelenmesi ve deprem etkileri altında yapısal davranışa katkılarının araştırılması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Karasu, Adem ; Vatansever, Cüneyt ; 663584 ; İnşaat Mühendisliği
    Bu çalışmanın ilk kısmı, eğilme momenti aktarmadığı varsayılan ve başlangıç rijitliği ihmal edilen kısa alın levhalı kiriş-kolon birleşimlerinin doğrusal olmayan davranışının araştırılmasına yönelik deneysel çalışma sonuçlarını içermektedir. Rijitlik ve dayanım bakımından bu tür birleşimlerin çevrimsel davranışlarının anlaşılabilmesi amacı ile 16 adet numune tekrarlı yükler altında test edilmiştir. Çalışma kapsamında test edilen numunelerin sonlu eleman modelleri hazırlanarak deneysel sonuçlar ile uyumluluğu gösterilmiştir. Alın levhası kalınlığı, alın levhası yüksekliği ve bulon sıra sayısının birleşimin doğrusal olmayan davranışına olan etkisi deneysel çalışma ve sonlu eleman analizleri yardımı ile araştırılmıştır. Deneysel çalışma ile moment-dönme ilişkileri elde edilen birleşimlerin, başlangıç rijitlikleri, eğilme momenti kapasiteleri ve dönme kapasiteleri belirlenmiştir. Deneysel ve sonlu eleman analiz sonuçlarına göre, alın levhası kalınlığı ve alın levhası yüksekliğinin arttırılmasının birleşimin eğilme momenti dayanımını arttırdığı gözlemlenirken, bulon sıra sayısının birleşimin doğrusal olmayan davranışına etkisinin önemli bir düzeyde olmadığı görülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda bu tür birleşimlerin başlangıç rijitliğinin belirlenmesinde, kiriş gövdesinde oluşan çekme gerilmeleri belirleyici olmaktadır. Ayrıca birleşimlerin alın levhası yüksekliğinin arttırılması ile birlikte başlangıç rijitliklerinin arttığı gözlemlenmiştir. Alın levhası kalınlığının veya kullanılan bulon sıra sayısının arttırılmasının birleşimlerin başlangıç rijitliğine önemli bir etkisi olmamıştır. Yapılan çalışmaya göre, ince alın levhası kullanılması durumunda birleşimin eğilme momenti kapasitesinde alın levhasının eğilme momenti kapasitesi belirleyici olmaktadır. Bu nedenle bu tür birleşimler için akma çizgisi parametresi ve eğilme momenti kapasitesi, deney sonuçları ve sonlu eleman analizlerine göre elde edilen akma çizgileri üzerinden virtüel iş teoremine göre oluşturulan denklemler yardımı ile hesaplanmıştır. Ayrıca, bileşen yöntemi kullanılarak kısa alın levhalı birleşimlerin, başlangıç rijitliğinin hesabı gösterilmiştir. Deneysel çalışmalar ile birlikte bu tür birleşimlerin uygun bir şekilde tasarlanması durumunda, Avrupa Standartlarına göre yarı-rijit birleşim olarak sınıflandırılabileceği gösterilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, deneysel çalışma ile elde edilen birleşim davranış modeli yapı sistemine entegre edilerek, bu tür birleşimlerin yapı davranışına olan katkıları araştırılmıştır. Bu amaç doğrultusunda, Türkiye'de tasarımı planlanan, taşıyıcı sistemi sadece düşey yük taşımak üzere tasarlanan çerçeve sistemi ile bina çevresinde teşkil edilen süneklik düzeyi yüksek moment aktaran çerçevelerden oluşan örnek çelik binalarda, sadece düşey yük taşıyan çerçeve sistemlerinin yapının göçme kapasitesine olan etkisi araştırılmıştır. Sadece düşey yükleri taşıyan çerçeve sisteminin kiriş-kolon birleşimleri kısa alın levhalı bulonlu bağlantılar olarak tasarlanmıştır. Bu amaçla, yürürlükteki yönetmelik ve standartlar esas alınarak, 4- ve 8-katlı tipik çelik binaların tasarımı yapılmıştır. Kısa alın levhalı kiriş-kolon birleşimlerinin moment-dönme davranışı, deneysel sonuçlar esas alınarak kalibre edilen analitik model kullanılarak temsil edilmiştir. 4- ve 8-katlı bina taşıyıcı sistemlerinin göçme performansının değerlendirilmesi ve göçme anına kadar yapı davranışının izlenmesi amacı ile, sadece düşey yük taşıyan çerçevelerin dikkate alındığı ve alınmadığı iki boyutlu analitik modellerin, doğrusal olmayan statik itme analizleri ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Sadece düşey yük taşıyan çerçeve sistemlerin yapıya sağladığı avantajlar ve modeller arasındaki yapısal davranış farklılıkları araştırılmıştır. Yapının zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizlerinde, doğrusal olmayan statik itme analiz sonuçlarına göre, yanal yük taşıma kapasitesinde artış, birinci kat göreli kat ötelemesi değerlerinde azalma görülmüştür. Yapılan analizler sonucunda, kısa alın levhalı birleşimlerin kullanıldığı sadece düşey yük taşıyan çerçevelerin yapıya ilave rijitlik ve dayanım kazandırdığı ve şiddetli deprem etkileri altında yapının göreli kat öteleme değerlerini ve göçme olasılığını önemli ölçüde azalttığı sonucuna ulaşılmıştır.
  • Öge
    Formalization of information requirements for implementing building information modeling based on model uses
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Alshorafa, Raif ; Ergen Pehlevan, Esin ; 672559 ; İnşaat Mühendisliği
    Building Information Modeling (BIM) is an emerging approach that involves creating and maintaining an integral digital representation of building information through the project life cycle in the form of a data repository, including geometric and non-geometric data. BIM utilization rate is increasing, especially in complex projects due to public mandates or supports in leading countries. Yet, it is still challenging to incorporate BIM in projects since it requires a cultural change and intense planning and preparation before implementation. However, this change in the process and the accumulated knowledge in BIM adoption, are not well documented, and the informal BIM implementation processes do not support knowledge capture. One of the issues related to BIM implementation is observed in the process of determining the Level of Development. The Level of Development enables the users to represent the components in a BIM model in varying details from the lowest level of approximation to the highest level of representation. A specific Level of Development describes what information items (i.e., geometric and non-geometric) should be included in a BIM model. Furthermore, it allows the users of the BIM model to define its usability and limitations to perform specific tasks since it indicates which information items in a BIM model are reliable. It is critical to determine the right Level of Development from the very beginning of the construction process because of its vast influence on the progression of BIM implementation. However, reaching an agreement about which Level of development to be used is not a standard process in practice, and there is not even a consensus on the definition of the Level of Development yet due to vague terms used in the LOD definitions. Various researchers highlighted the importance of defining Levels of Development in detail; however, there is limited information on how the Level of Development is defined in practice and its implications on the performance of the project. If the right Level of Development was not determined and agreed upon at the beginning of a project by the parties, the BIM model will probably lack the necessary information that is required in the later phases of the project. A poorly defined Level of Development will lead to rework that is performed to update the model and eventually result in additional time and cost in the BIM-based processes. Moreover, if a deliverable could not be retrieved efficiently from the model, this might result in disputes. The aim of this study was to formalize the properties of elements to be included in a model to streamline the BIM model definition process. To achieve this aim, two main objectives were defined. The first objective was to describe the current practice in determining the Level of Development and required properties of the elements that are going to be used in the BIM model. The second objective was to formalize the information items to be included in a model based on the required BIM uses in order to provide guidance in implementing BIM. In order to achieve this aim, a qualitative study approach was adopted in two phases. In the first phase, four case studies were performed at four large-scale projects to depict the current practice in determining the Level of Development and the required properties of elements that are going to be included in a BIM model. Semi-structured face-to-face interviews were performed to collect information from six professionals from four international firms. The organizational structure and BIM management organization within construction projects were investigated. The problems and obstacles faced while adopting BIM and the process of defining the Level of Development in practice were explored. Accordingly, the innovative approaches that were adopted to overcome these obstacles in defining the Level of Development and dealing with BIM were identified. A significant challenge in all the projects was that most of the parties were inexperienced in BIM and one party or a consultant had to lead the BIM adoption and/or perform training for the project members. The findings of the case studies revealed that defining the Level of development is an ambiguous process and requires high-cumulated experience. It was highlighted that the cost of including an element or related information in the model should be compared to the benefit of having that information in the model from the perspective of defined BIM uses. Creating element-based tables for the Level of Development definition was observed to be the most effective solution in practice. By using this approach, the amount of information to be entered into the model would be defined and mutually agreed upon by the parties from the beginning, and the disputes will be eliminated. Also, this approach will prevent the changes in the Level of Development of the elements later during the design and construction phases. In the second phase, a qualitative study with a triangulation approach was adopted. Semi-structured face-to-face interviews were conducted with nine professionals to identify the information items that are required for the targeted five BIM uses (i.e., clash detection, 4D scheduling, quantity takeoff, shop drawings, and Facility management). The professionals filled out a form by selecting the required information items from a list of component properties for the specified BIM uses. The responses were analyzed to determine the most frequently selected information items for each BIM use. To capture varying opinions of different groups of practitioners working in different project types, three groups of respondents having three persons each participated in the study, and their responses were triangulated in two stages. In the first stage, the responses of three respondents in each group were triangulated to determine the group's response. In the second stage, the responses of the three groups were triangulated to determine the overall response of the respondents. The results were validated through the application of literal replication and external validation tests among the three groups of respondents. The literal replication resulted in a confident evaluation of the replication of obtained results among the first two groups of practitioners working on the same types of projects. On the other hand, the external validity was ensured by comparing the combined results of the first two groups with the third group of respondents working on different project types, i.e., the results were confidently valid internally and externally. The main sets of properties that were most frequently selected for two types of building components (i.e., duct and pipe) were categorized under six groups: 1) constraints, 2) mechanical properties, 3) dimensions, 4) insulation, 5) lining (in Duct Case) and 6) accessories. These groups of properties represent the minimum modeling requirements for the BIM uses considered in this study. The categories of Identity Data, Mechanical Flow, and Additional information were identified as the second-order groups of properties that can be added as required in other project types, or for other BIM uses. BIM uses related to Shop Drawing (ShD) creation and Facility Management (FM) were found to be the most information-demanding BIM uses due to their characteristics. Shop drawings include detailed information about the component and the installation process since they are used in the production phase. FM task required detailed information related to the operation and maintenance phase. The findings also indicated that more properties are required for transportation/infrastructure projects compared to commercial/residential projects for duct and pipe components and this can be an indication that more information is required for these types of projects due to more complicated MEP systems in transportation/infrastructure projects. The findings of the study can be used to improve the efficiency of the BIM adoption process and improve the decision-making capabilities of stakeholders in the AEC industry. It should be highlighted that the results are indicative due to the number of respondents and future research can consider reaching a larger number of practitioners in the field. Further research can be conducted on defining the information requirements for other types of components and other BIM uses. Future studies can be performed on large-scale projects implemented in other countries or regions. Also, automatically determining and entering the required information into the model is another research area. Artificial intelligence can be facilitated to capture the needed properties based on the types of spaces or relationships in the model under consideration.
  • Öge
    Atık malzemelerin drenaj sistemlerinde kullanım uygunluğunun deneysel olarak incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Bayın Sarıahmetoğlu, Ayşegül ; İyisan, Recep ; 671590 ; İnşaat Mühendisliği
    Nüfus artışı ve teknolojinin hızlı gelişimi nedeni ile dünyadaki doğal kaynakların tüketimi her geçen gün artmakta ve bu hızlı tüketime bağlı olarak sınırlı olan doğal kaynaklar azalmaktadır. Doğal kaynakların hızla tüketilmesi, çevrenin tehlikeli bir biçimde bozulmasına neden olmaktadır. Bu tahribatın etkilerini azaltmak ve ortadan kaldırmak amacıyla, farklı endüstri kollarında, malzemelerin üretimi sırasında elde edilen yan ürün veya atıkların, inşaat mühendisliği uygulamalarında kullanılması ile ilgili çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Atık malzemeleri yeniden değerlendirerek kullanmak hem çevrede oluşacak problemleri en aza indirmekte, hem de bu atıkların tekrardan kullanılması ile sürdürülebilir yönetim sistemine katkıda bulunulmaktadır. Ayrıca, bu atık malzemelerin, sürdürülebilir ilkeler çerçevesinde tekrardan kullanılması ile ülke ekonomisi için de birçok fayda sağlamaktadır. Geçmişten günümüze inşaat sektöründe, inşaat/yıkım (C&D) ve demir çelik sektörü atık malzemelerin kullanımı ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. Halihazırda, atık malzemelerin çimento ve beton üretiminde, yapı malzemelerinin yapımında, baraj, otoyol ve nükleer santrallerin inşasında, zemin iyileştirilmesi gibi geoteknik mühendisliği uygulamalarında kullanımına yönelik araştırmalar yapılmaktadır. Son yıllarda ise, endüstriyel atıkların yol inşasında değerlendirilmesi için yapılan çalışmalar yaygınlaşmış, araştırma sonuçları yol yapımında kullanılan bazı atık malzemeler ile yolların bazı özelliklerinin iyileştirilmesinin mümkün olduğunu göstermiştir. Yolların servis ömrü boyunca etkin bir şekilde kullanılabilmesi için yer altı ve yer üstü sularının yol gövdesine zarar vermeden uzaklaştırılmasını sağlayan drenaj sistemlerinin düzgün çalışması önemlidir. Yol yapımında karşılaşılan stabilite, deformasyon ve taşıma gücü problemleri çoğunlukla yetersiz drenaj çalışmalarından kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada, başta yol altı drenaj sistemlerin teşkilinde kullanılabilinecek, atık agregaların filtrasyon performansı incelenmiştir. Deneylerde, inşaat/yıkım (C&D) atıklarından asfalt atık malzemesi (RAP), geri kazanılmış beton malzemesi (RCA), demir-çelik sektörü atık malzemesi olan çelik cürufu (SS) ve doğal agregalar (DA) kullanılmıştır. Çalışmada farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip atık malzemeler ile birlikte, örgüsüz geotekstil malzeme kullanılarak oluşturulan drenaj sisteminin uzun süreli filtrasyon davranışı incelenmiştir. Farklı agrega türü ve örgüsüz geotekstilden oluşan drenaj sisteminin zamana bağlı filtrasyon davranışının belirlenmesi için ASTM D 5101 standartında tanımlanan uzun süreli filtrasyon deney sistemi, geliştirilerek imalatı yaptırılmıştır. İmalatı yaptırılmış olan, geliştirilmiş uzun süreli filtrasyon deneyi düzeneğinde agrega-geotekstil sistemlerinin uzun süreli filtrasyon deneyleri (LFT) yapılmıştır. Uzun süreli filtrasyon deneyleri ile atık malzeme–geotekstil sisteminde oluşabilecek potansiyel tıkanma mekanizmaları, zaman ve akış yönüne bağlı olarak malzeme dane çapı dağılımındaki değişimler belirlenmiştir. Deneylerde kullanılmış olan geotekstilin filtreleme ve tıkanma performansını belirlemek için optik görüntülemede yapılmıştır. Ayrıca bu tez çalışmasında, uzun süreli filtrasyon deneyleri ile özellikle yol altı drenaj sistemlerinin teşkilinde kullanılacak olan doğal filtre malzemeleri yerine geri kazanılmış asfalt, geri kazanılmış beton ve çelik cürufu gibi farklı atık malzemenin kullanılabilirliğini belirlemek amaçlanmıştır. Yol altı drenaj sistemlerinde atık malzemelerinin kullanılabilineceğinin deneysel olarak tespiti ile geoteknik mühendisliği proje ve uygulamalarında, düşük maliyetli, sürdürülebilirliği destekleyen projelerin üretilmesine, katkı sağlamak amaçlanmıştır. Değişik hidrolik eğimler altında gerçekleştirilen uzun süreli filtrasyon deneylerinde agrega-geotekstil sisteminin tıkanma performansını tanımlayacak olan hidrolik eğim oranı (GR) ve geçirimlilik oranı (KR) değerleri belirlenmiştir. Tez çalışmasında, atık malzemelerin filtrasyon performansının karşılaştırılması amacı ile iki farklı tesisten elde edilmiş doğal agrega da (DA) kullanılmıştır. Geotekstil olarak tıkanma açısından en olumsuz durumu sağlayacak gözenek açıklığına sahip olan bir örgüsüz geotekstil tercih edilmiştir. Geliştirilerek imalatı yaptırılmış olan uzun süreli filtrasyon deney sistemi kullanılarak yapılan deneyler sonucunda, geri kazanılmış asfalt malzemenin performansının doğal agrega sonuçları ile yeterli seviyede karşılaştırılabilir olduğu anlaşılmıştır. Buna ek olarak, içeriğindeki bitüm malzeme oranı kontrol edildiği takdirde filtrasyon özellikleri bakımından yol altı drenaj sistemlerinde agrega olarak kullanılabilineceği düşünülmektedir. Ayrıca, geri kazanılmış beton malzemenin performansının doğal agrega malzemenin performansına daha benzer olduğu anlaşılmıştır. Geliştirilmiş ASTM D 5101 deney sistemi kullanılarak yapılan deneyler sonucunda, çelik cürufu malzemenin performansının, doğal agrega malzemenin performansı ile kıyaslandığında tıkanma açısından geri kazanılmış asfalt malzemeden daha iyi, geri kazanılmış betondan daha kötü performans sergilediği anlaşılmıştır. Geotekstil malzeme üzerinde yapılan optik görüntülemede de tıkanık bölgeler ve tıkanma derecesi mikrofotoğraflar ile belirlenmiştir.
  • Öge
    Genel serendip elemanların doğrusal olmayan problemlerde kullanımı
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Yavuz, Mustafa ; Küçükarslan, Semih ; 675443 ; İnşaat Mühendisliği
    Sonlu elemanlar yönteminde, fiziksel eleman ile mastır eleman arasında yapılan koordinat dönüşümünde meydana gelen dönüşüm bozuklukları, mastır elemanın kenar noktalarının fiziksel elemandaki gibi dönüştürülmesiyle giderilir. Bunun yanında, sonlu elemanlar metodunda gerilmelerin süreksizleştiği bölgelerde ağ sıklaştırılması yapılarak doğru sonuçlara ulaşılması hedeflenir. Bu sıklaştırma işlemi geçiş elemanları kullanarak eleman tiplerinin derecelerini genelde artırmak yoluyla veya geçiş elemanı bölgelerinde sürekliliği de bozmayacak şekilde düğüm noktalarına sınır şartı tanımlanması ile mümkün olmaktadır. Tezin birinci bölümünde, genel serendip elemanları hakkında bilgiler verilip daha önce yapılmış çalışmalar irdelenmektedir. Tezin ikinci bölümünde ise dönüşüm bozukluğu sorununu gidermek amacıyla kenar noktaları ayarlanabilir elemanlar için geliştirilen şekil fonksiyonları ve bunlara ait türevler verilmektedir. Doğrusal olmayan malzeme davranışı kapsamında gerilme-birim uzama ilişkileri ve plastisite ile ilgili bilgiler tezin üçüncü bölümünde mevcuttur. Elastoplastik davranışın sonlu elemanlar yönteminde uygulanmasında global ve lokal denge denklemlerinin sağlanması gerekir. Doğrusal olmayan malzeme davranışı analizi için bugüne kadar genel serendip elemanlarla yapılmış bir çalışma mevcut değildir. Tezin dördüncü bölümünde, geliştirilmiş serendip elemanların malzeme yönünden doğrusal olmayan problemlere uygulaması yapılarak sonlu elemanlar yöntemindeki dönüşüm bozuklukları kaynaklı hesap hataları giderilmektedir. Önerilen algoritma, doğrusal olmayan sonlu eleman analizi olup, örneklerle onaması tezin beşinci bölümünde yapılmaktadır. Bu amaçla ilk olarak, analitik çözümü bilinen konsol bir kirişin elastik çözümü ile sonlu eleman çözümü, dönüşüm bozukluklarının gerçekleştiği bir model ile karşılaştırılmaktadır. Daha sonra plastik analiz için kalın halka şeklinde bir silindir, iç basınç etkisi altında mevcut analitik çözümler ile karşılaştırılmaktadır. Bu analizde von Mises akma kriteri kullanılmaktadır. Son olarak iç basınç etkisi altındaki kalın halka şeklindeki silindir örneğinin plastik analizdeki davranışında dönüşüm bozukluklarının etkisi ve bunların düzeltilmesi sonucu elde edilen sonuçlar incelenmektedir. Tez kapsamında elde edilen sonuçlar, dönüşüm bozukluklarının giderilmesi ve geçiş elemanlı model imkanının sağlanması şeklinde iki temel kazanım olarak özetlenebilir. Orta noktaları ayarlanabilir şekil fonksiyonları ile malzeme yönünden doğrusal olmayan statik problemlerde de dönüşüm bozuklukları giderilmiştir. Önerilen algoritma sayesinde çok bilinmeyenli yapı sistemlerinin analizinde geçiş elemanlarının kullanılması ile verim artmakta olup, bunun yanında modellemede doğabilecek fiziksel modelle sonlu model (master eleman) arasındaki dönüşüm bozuklukları otomatik olarak elimine edilmektedir. Tezde önerilen formülasyonların kullanılması ile mevcut analiz programlarında daha doğru ve verimli analizlerin elde edilmesi mümkün olacaktır.