Polen - İTÜ Akademik Açık Arşive Hoş Geldiniz

Yeni Eklenenler

• Yükleniyor...

  Item type:Öğe, Erişim durumu: Açık Erişim ,

  Hydrodynamic behaviour of desalination brine discharges in the marine environment

  (Institute of Science and Technology, 2015-02-06) Baş, Bilge; Bozkurtoğlu Ertürk, Şafak N.; Kabdaşlı, Sedat M.; 517072005; Coastal Sciences and Engineering

  Daha fazla göster

  Brine is a dense effluent sourced from desalination plants that produce drinking and industrial water by seperating salt content of seawater or groundwater. Discharge of brine to the surface waters via outfalls is the most common method of brine disposal because of generally being the most feasible method. In this study, hydrodynamic behaviour of brine discharges under regular wave effect was analysed experimentally in three different configurations. In the first part of the experimental study, mixing of a stagnant salt layer with the effect of waves was considered. Measured vertical salinity profiles and calculations showed that the external wave energy added to the water column caused rising of potential energy which was observed in the form of thicker salt layers. In the second part of the experimental study, a single port, horizontal brine discharge was taken into consideration. It was determined that the wave motion cause oscillation of discharged jet and shifted its impingement point to the bottom compared to stagnant ambient water. It was determined that discharge direction to wave propagation is an important parameter which effects shape, thickness and propagation speed. In the third part of the experimental study, inclined dense jet (45° ve 60° ) discharge was analysed under regular wave conditions. It was determined that wave motion affects terminal rise height and impingement point of dense jets. In addition, propagation rate of dense layer in transitional zone was under the effect of wave motion. It was determined that the wave motion contributed to the propagation with its horizontal velocity component. The results for stagnant ambient were confirmed this finding, too. In addition to experimental studies, widely used entrainment models (CORMIX, UM3 and JETLAG) for brine discharges evaluated in the context of multiport brine discharges. It was determined that, mentioned models give meaningful results in the case of not merging jets with large port spaces between them. Otherwise, they are not compatible with experimental data. Lastly, two simple programmes, that roughly simulate density current spreading, were developped as a pre-design tool.

  Daha fazla göster
• Yükleniyor...

  Item type:Öğe, Erişim durumu: Açık Erişim ,

  Mevcut betonarme okul binalarında güçlendirme perdelerinin etkinliğinin doğrusal olmayan dinamik analiz ile irdelenmesi

  (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-01-22) Görgülü, Orkun; Taşkın, Beyza; 501082011; Yapı Mühendisliği

  Daha fazla göster

  Türkiye'de mevcut betonarme yapı stoğunun büyük bir kısmı, öngörülen deprem yükleri altında yetersiz kapasiteye sahiptir. Mevcut yapı stoğu içerisinde yer alan okul binaları, gerek ihtiva ettiği insan yoğunluğu gerekse depremden sonra geçici barınma amaçlı kullanılmaları nedeniyle ön plana çıkmaktadır. Bu bağlamda, mevcut betonarme okul binalarının öngörülen deprem istemlerine karşın yeterli kapasiteyi sağlayabilmeleri için farklı yöntemler kullanılarak güçlendirme çalışmaları yapılmaktadır. Söz konusu yöntemler arasında, gerek pratik ve ekonomik olması, gerekse yapıya büyük rijitlik ve dayanım sağlaması sebebiyle, mevcut betonarme çerçevelerin bazılarının betonarme perdelere dönüştürülmesi, en çok tercih edilen yöntemlerin başında gelmektedir. Bununla birlikte, betonarme güçlendirme perdelerinden optimum düzeyde faydalanılabilmesi için güçlendirilmiş sistemin değişen davranışının bilinmesi önemlidir. Güçlendirme perdelerinin yüksek oranda uygulanması, mevcut yapı kapasitesinin yeterli şekilde kullanılmamasına neden olacaktır. Az sayıda betonarme güçlendirme perdesi kullanımı ise, diğer taşıyıcı elemanların güçlendirilme ihtiyacının doğmasına sebebiyet verecek ve yapılan çalışma ekonomik olmaktan uzaklaşacaktır. Ayrıca, yapılan deneysel çalışmalara göre, mevcut çerçevelerin betonarme perdelere dönüştürülmesi ile elde edilen betonarme perdeler ile yeni yapılarda monolotik döküm ile oluşturulan betonarme perdelerin, yatay yükler altında davranışı farklılık göstermektedir. Tüm bu sebeplerden ötürü, güçlendirme perdelerinin etkinliğinin irdelenmesi önem kazanmaktadır. Yapılan bu çalışma ile mevcut okul binalarında güçlendirme perdelerinin etkinliği, doğrusal olmayan dinamik analiz ile incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, güçlendirme perdelerinin matematik modeli mevcut deney verileri kullanılarak kalibre edilmiştir. Perde matematik modelinin oluşturulmasında makroskopik modelleme yaklaşımlarından fiber elemanlar kullanılmıştır. Matematik model kalibrasyonu ilk aşamada kesit bazında fiber eleman sıklığı ile perde plastik mafsal bölgesi boyunca meydana gelen birim şekildeğiştirmelere yönelik yapılmıştır. Elde edilen analiz sonuçlarına göre, fiber elemanlar ile oluşturulan perde matematik modellerinde doğrusal olmayan davranışın yeter derecede yaklaşıklıkla modellenebilmesi için seyrek fiber eleman kullanımından kaçınılması gerektiği belirlenmiştir. Ayrıca kalibre edilen perde matematik modelinin analizi ile elde edilen birim şekildeğiştirmelerin, deney verileri ile örtüştüğü görülmüştür. İlave olarak, perde matematik modelinin malzeme çevrimsel davranışına yönelik matematik model kalibrasyonu da yapılmıştır. Bu amaçla büyük ölçekli ve mevcut yapı stoğunu temsil eden deneylerden elde edilen veriler kullanılmıştır. Analizler sonucu, betonarme güçlendirme perdelerinde kullanılmak üzere deney verileri ile uyumlu malzeme çevrimsel davranış modelleri elde edilmiştir. Ayrıca yapılan çalışmalara ilave olarak, betonarme güçlendirme perdelerinin matematik modellenmesinde literatürde sıklıkça kullanılan malzeme davranış modellerinin uygunluğu da irdelenmiştir. Analizler neticesinde, söz konusu malzeme davranış modellerinin güçlendirme perdelerinin sismik yükler altında davranışını yansıtmada yetersiz kaldığı görülmüştür. Yapılan kalibrasyonlar sonucunda, betonarme güçlendirme perdelerinin doğrusal olmayan analizlerine yönelik pratik ve kullanışlı bir matematik model elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında kalibre edilmiş matematik model kullanılarak, tipik bir betonarme okul binasının Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY-2007) çerçevesinde yapısal performansı, değişken kat adedi, malzeme dayanımı ve güçlendirme perde oranı parametreleri kullanılarak, öngörülen iki farklı deprem düzeyi için değerlendirilmiştir. Analizler iki boyutlu düzlemde her iki ortogonal doğrultu için ayrı ayrı gerçekleştirilmiş olup, üç boyutlu yapı davranışında oluşabilecek burulma gibi olumsuz etkiler ihmal edilmiştir. Parametrik inceleme, diğer analiz yöntemlerine nazaran daha gerçekçi sonuçlar veren ve hassas yaklaşımı literatürde de kabul edilen zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analiz ile yapılmıştır. Yapılan analizler ile kesit bazında mevcut kolon, kiriş ve perdelerin malzeme birim şekildeğiştirmeleri ile yapı bazında göreli kat ötelenmeleri, taban kesme kuvveti gibi veriler her bir deprem kaydı için ayrı ayrı elde edilmiştir. Analizler sonucu elde edilen veriler ışığında, 3 katlı S220 donatı sınıfına sahip yapılarda %1.00 oranında güçlendirme perdesi kullanımı yeterli olurken, söz konusu değer S420 donatına sahip okul binalarında %0.70'ye düşmektedir. Benzer şekilde 5 katlı okul binaları ile S220 donatı sınıfına sahip 4 katlı okul binalarında gerekli güçlendirme perde oranı %1.70 olarak hesaplanırken, S420 donatı sınıfına sahip 4 katlı okul binalarında söz konusu oran %1.40 olarak bulunmuştur. Ayrıca hemen kullanım performans seviyesinin daha zor sağlanabilmesi nedeniyle, yapılan doğrusal olmayan dinamik analizlerde şiddetli deprem istemi ile birlikte tasarım depremi de gerekli güçlendirme perde oranında belirleyici unsur olmaktadır. Dolayısıyla mevcut okul binalarının sismik kuvvetler altında yapı performanslarının irdelenmesinde, sadece şiddetli deprem düzeyine yönelik analiz ile yetinilmesinden kaçınılmalı, her iki deprem düzeyine göre de performans kontrolü yapılması gerekmektedir. Yapılan çalışmada betonarme perdeler ile güçlendirilen mevcut okul binalarında, dayanım azaltma katsayısının (Ry) perde oranına bağlı değişimi doğrusal olmayan statik itme analizleri ile irdelenmiştir. Analizler sonucu elde edilen verilere göre, üç katlı okul binalarında kullanılan yüksek güçlendirme perde oranı yapıda enerji sönümlenmesini önlemektedir. Dolayısıyla az katlı yapıların yüksek perde oranları kullanılarak güçlendirilmesi, gerek yapı kullanım alanını olumsuz etkilemesi gerekse ekonomik olmaması sebebiyle tercih edilmemelidir. Öte yandan beş katlı okul binalarının güçlendirilmesinde, %1.4 oranını aşan güçlendirme perde oranı, dayanım azaltma katsayısında ciddi anlamda bir değişiklik meydana getirmemektedir. Çalışmanın son aşamasında, yapılan doğrusal olmayan dinamik analizler ile betonarme perdelerle güçlendirilen okul binalarından elde edilen verilerin, uygulamaya yönelik pratik kullanımı için bir yazılım hazırlanmıştır. Bu sayede yapılan çalışma ile oldukça detaylı olarak elde edilen sayısal sonuçların, okul tipi yapıların güçlendirilmesine yönelik bir ön değerlendirme aracı olarak kullanılması sağlanmıştır.

  Daha fazla göster
• Yükleniyor...

  Item type:Öğe, Erişim durumu: Açık Erişim ,

  The effect of coupling ratio on nonlinear behavior of coupled shear walls

  (Institute of Science and Technology, 2015-07-06) Toprak, Ahmet Emre; Gülay, Gülten; Bal, İhsan Engin; 501082001; Structural Engineering

  Daha fazla göster

  Coupled walls result from the need to provide openings in window or door locations. Besides, coupled wall systems are exceptional lateral load resisting systems that not only reduce the deformation demands of the building, but also extend the plastic deformation vertically. This dissertation investigates the dependency on the initial coupling ratio on the actual behavior of rectangular coupled wall systems. In addition, a comprehensive review of the mathematical modeling for diagonally reinforced concrete coupling beams is carried out in the state-of-the-art. First, a simple yet accurate macro modeling procedure for coupling beams was investigated through a compressive literature survey for capturing the nonlinear behavior properly. Further enhancement to existing models were proposed to have better accuracy in cyclic behaviors comparing to previously performed test results. In addition, the simplicity in the modeling was improved by eliminating the slip/extension rotation hinges. In the second part of this research, 8, 16 and 24-story prototype reinforced concrete coupled wall buildings located in a high seismic zone were numerically studied. Totally, nine coupled wall prototype structures with identical wall piers, having varying coupling ratio values and number of stories were designed. Elastic analyses using the response spectrum analysis procedure were utilized to establish initial proportions in the coupled wall system, and to determine the design forces and moments. Nonlinear static and dynamic analyses were also conducted to investigate the coupled wall behavior, adequacy of design, and alteration in the coupling beams' efficiency. An additional unique aspect of this work is about investigating the distribution of force demands between wall piers depending on the initial coupling ratio. The results of this study indicate that low coupled systems do not always satisfy the required performance targets under specific earthquake levels. Moreover, the coupling beams at high-degree coupled systems exhibit comparatively low ductile behavior with limited plastic deformations along elevation. Although linear analysis results show that the bending moment demands at identical wall piers are the same; this cannot be expected to be valid for nonlinear cases. As coupling beams alter the axial demand on wall piers, they also change their moment capacities. It was observed that the disparity in the moment demands becomes larger as the coupling ratio gets higher. Therefore, further recommendations have been provided on moment redistribution to be utilized during the linear analysis. Finally, the change in the coupling ratio as plastic deformations increase in the system has been investigated in this study. It was observed that the coupling ratio degradation rate seems more critical in the systems where low coupling ratio is selected initially.

  Daha fazla göster
• Yükleniyor...

  Item type:Öğe, Erişim durumu: Açık Erişim ,

  Moment aktaran alın levhalı birleşimlerin çevrimsel yükler altında davranışı

  (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-06-01) Akgönen, Alirıza İlker; Yorgun, Cavidan; 501052001; Yapı Mühendisliği

  Daha fazla göster

  Kobe ve Northridge depremlerinden sonra çelik yapılarda birleşimlerin monotonik ve çevrimsel yükler altındaki performansının incelenmesi amacıyla çok sayıda araştırmalar yapılmış ve deprem bölgelerinde yüksek performans elde etmek amacıyla birçok tipik bağlantı detayları geliştirilmiştir. Amerikan normlarında çelik yapılar az sünek, normal sünek ve yüksek sünek olarak sınıflandırılmış ve yapı sınıfına göre değişiklik gösteren bağlantı detayları tavsiye edilmiştir. Bu bağlantı detayları şartnamelerde yeterliliği kanıtlanmış bağlantı detayları (pre-qualified connections) olarak yer almaktadır. ANSI/AISC358-10 şartnamesi, yeterliliği kanıtlanmış olan bağlantı detaylarının geometrik özellikleriyle ilgili bazı parametrik sınırlamalar tavsiye etmektedir. 1997 deprem şartnamesi de meydana gelen gelişmelere paralel olarak Amerikan Şartnamelerinden etkilenmiş ve 2007 yılında önemli değişikliklere uğramıştır. DBYBHY-2007'de çelik yapılar normal sünek ve yüksek sünek olarak sınıflandırılmış ve sadece yüksek sünek yapılar için bağlantı detayları tavsiye edilmiştir. Bu bağlantı detayları Amerikan şartnamelerinde bulunan birleşim detayları esas alınarak hazırlanmış ve bağlantı birleşenleri için Amerikan normlarına benzer şekilde bazı geometrik sınırlamalar getirmiştir. Uzatılmış alın levhalı moment birleşimleri Türkiye ve Dünya'da tercih edilen başlıca bağlantı tiplerinden biridir. DBYBHY-2007'de Uzatılmış dört bulonlu rijitlik levhasız ve Uzatılmış 8 bulonlu rijitlik levhalı alın levhalı birleşimler için yeterliliği kanıtlanmış bağlantı detayları verilmektedir. Bu bağlantılar için verilen uygulama detayları, parametrik sınırlamaların türü ve değer aralığı Amerikan Deprem Şartnamesindeki sınırlamalar dikkate alınarak belirlenmiştir. Ancak bununla birlikte, Avrupa'da kullanılan çelik kalitesi (S235JR, S275JR, S355JR vb.) ve çelik profillerin geometrisi (IPE, HEA, HEB vb.) ABD'de kullanılan çelik kalitesi (A36, A572, A992) ve profillerinden (W) farklılık göstermektedir. Bu farklılıkların Türk Deprem Şartnamesinde verilen yeterliliği kanıtlanmış Alın Levhalı Moment Birleşimi bağlantı detaylarına olan etkisini incelemek üzere bir çalışma programı yapılmıştır. Bu çalışmada S275JR çelik kalitesi ve Avrupa normlarına uygun profillerle (IPE, HEB) imal edilmiş olan uzatılmış alın levhalı kolon-kiriş moment birleşimi araştırılmıştır. İlk aşamada deneysel çalışma öncesinde bilgisayarda sonlu eleman sayısal analiz modeli oluşturulmuş ve incelenmiştir. Bu sayısal analiz çalışması, literatürde yapılmış olan deneysel çalışmalar ile kıyaslanarak oluşturulan sayısal analiz modelinin doğruluğundan emin olunmuştur. Daha sonra deneysel çalışma öncesinde deneysel çalışmaların sayısal analiz çalışmaları oluşturulmuş ve deney öncesi numunelerin monotonik ve çevrimsel yükler altındaki davranışı tespit edilmiştir. Sayısal analizden elde edilen veriler ışığında plastik deformasyon beklenen yerlere teçhizatlar sabitlenerek deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma sonrasında sayısal analiz çalışmaları ile elde edilen sonuçların deneysel çalışma sonuçları ile tatmin edici bir uyumda olduğu gözlemlenmiştir. Çalışmanın değerlendirme ve sonuç bölümünde ise deneysel çalışma ve sayısal analiz çalışmaları ışığında S275 JR çelik kalitesi ve Avrupa normlarına uygun profillerin performansı değerlendirilmiştir.

  Daha fazla göster
• Yükleniyor...

  Item type:Öğe, Erişim durumu: Açık Erişim ,

  Yeni bir enerji sönümleyici eleman ve prefabrike yapı sistemlerindeki moment aktarmayan birleşimlere uygulanması

  (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-12) Soydan, Cihan; Yüksel, Ercan; İrtem, Erdal; 501012003; Yapı Mühendisliği

  Daha fazla göster

  Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen çalışmalar iki ana grupta toplanabilir. İlk aşamada özel bir kurşun ekstrüzyon sönümleyici (KES) geliştirilmiştir. Bu eleman, üretim aşamasını önemli ölçüde basitleştiren bazı özellikleri ile literatürdeki benzerlerinden farklılık göstermektedir. İkinci aşamada ise prefabrike inşaatta yaygın olarak kullanılan moment aktarmayan kiriş-kolon birleşimlerinin tersinir tekrarlı yükler etkisindeki davranışını iyileştirmek üzere KES'in bu tür birleşimlerde kullanılmasına yönelik deneysel ve sayısal çalışmalar yapılmıştır. Geliştirilen özel bir deney çerçevesi kullanılarak KES'in değişen frekans ve yerdeğiştirme genliği değerleri için, dinamik deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucu KES'e ait kuvvet-yerdeğiştirme ilişkileri, enerji depolama özellikleri ve eşdeğer sönüm özellikleri belirlenmiştir. Gerçekleştirilecek deneysel ve sayısal çalışmalarda kullanılmak üzere, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007 (TDY 2007)'de tanımlanan tasarım ivme spektrumu hedef alınarak PEER Yer Hareketi Veri Tabanı'ndan indirilen gerçek deprem ivme kayıtları kullanılarak bir ivme kaydı havuzu oluşturulmuştur. Sarsma masası deneylerinde bu havuzda yer alan Erzincan depremi doğu-batı ivme kaydı farklı genlik çarpanları ile kullanılırken, sayısal çalışmalarda on adet deprem ivme kaydı kullanılmıştır. Gerçek betonarme prefabrike yapı sisteminden çıkarılan tipik bir moment aktarmayan kiriş-kolon birleşimi laboratuvar ortamında yaklaşık 1/2 ölçeklendirildikten sonra sarsma masası üzerinde deneysel olarak incelenmiştir. İncelenen birleşimde kiriş, kolon üzerinde bırakılan kısa konsola oturmakta, 2 adet 14 mm çaplı ucuna diş açılmış donatı, kiriş içinde bırakılan 60×40 mm boyutlarındaki boşluktan geçirilmektedir. Boşluk büzülme yapmayan harç ile doldurulmakta ve harç prizini yaptıktan sonra donatının kiriş üzerinde kalan ucuna pul ile somun takılarak sıkılmaktadır. Birinci grup sarsma masası deneylerinde yalın birleşim incelenmiştir. İkinci grupta ise özdeş birleşime KES çapraz konumlu biçimde bağlanarak güçlendirilmiş birleşimin davranışı incelenmiştir. Oluşturulan ölçüm düzenekleri ile numune tepe yerdeğiştirmesi, kolon alt ucundaki dönme, kolon-kiriş birleşim bölgesi dönmesi, kolon alt ucunda oluşan donatı şekildeğiştirme durumu, temel ve numune tepe seviyesinde oluşan ivmeler, sönümleyiciye ait eksenel kuvvet ve yerdeğiştirme büyüklükleri kaydedilmiş ve numuneler arasındaki değişimler irdelenmiştir. Deneysel çalışmada incelenen kiriş-kolon birleşiminin matematik modeli Seismostruct yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. Bu modelde kirişin düğüm noktasına birleşen ucu adi mafsallı olarak idealleştirilmiştir. Kolon ve kiriş elemanlar ağırlık merkezlerinden geçen çubuk elemanlar ile idealleştirilmiş, numune geometrisi ve kütle konumlarının doğru olarak modellenebilmesi için sonsuz rijit uzunluklu çubuk elemanlar kullanılmıştır. Kütleler kiriş üzerinde tanımlanmış olan noktalarda yoğunlaştırılmıştır. KES davranışı Seismostruct yazılımında yer alan iki doğrulu kinematik eğri tanımı kullanılarak tanımlanmıştır. Deneysel çalışmada kullanılan farklı genlik çarpanlı Erzincan doğu-batı ivme kaydı seri olarak arka arkaya bağlanarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan çözümleme yapılmıştır. Böylece numunede oluşan hasar biçimi temsil edilebilmiştir. Sayısal model ile elde edilen farklı büyüklükler deneysel çalışma sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda; i) sönümleyici eleman ilave edilen birleşime ait davranışın farklı inelastik davranış düzeylerinde yeter yaklaşımla temsil edilebildiği, ii) KES ilave edilmiş birleşimin genel davranış özelliklerinin yalın duruma göre önemli ölçüde iyileştiği görülmüştür. Bunların başında kiriş-kolon birleşim bölgesi şekildeğiştirmeleri, kolon taban kesitinde oluşan şekildeğiştirmeler ve kolondaki hasar dağılımı gelmektedir. Çalışmanın son bölümünde KES'ler kullanılarak gerçek bir prefabrike sanayi yapısının mevcut deprem performansının iyileştirilmesi örneklendirilmiştir. İncelenen yapı sisteminde, ana çerçeve doğrultusunda kiriş-kolon birleşim bölgelerinde çapraz olarak yerleştirilmiş sönümleyiciler kullanılırken, çerçeve düzlemine dik doğrultuda çelik kuşak-çapraz sistemi içerisine yerleştirilen yatay konumlu sönümleyiciler kullanılmıştır. Yapı sistemi için Seismostruct yazılımı kullanılarak üç boyutlu matematik model oluşturulmuştur. Deneysel çalışmada elde edilen KES davranış biçimi sayısal modelde tanımlanmıştır. Yalın ve sönümleyiciler ilave edilmiş durumlar için deprem ivme kaydı havuzundaki kayıtlar kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yapılmıştır. Analizler sonucu elde edilen farklı istemlere ait en büyük değerlerin ortalamaları hesapanarak karşılaştırılmıştır. KES'ler ilave edilen yapı sisteminde çerçeve doğrultusundaki tepe yerdeğiştirmesi istemi % 40 ve çerçeve düzlemine dik doğrultudaki tepe yerdeğiştirme istemi de % 90 oranında azalmıştır. Benzer şekilde, kolon taban kesitinde oluşan eğrilik sırasıyla % 54 ve % 93 oranında azalmıştır. Aynı kesitte kabuk beton, sargılı beton ve boyuna donatıda oluşan birim şekildeğiştirme ise % 60 mertebesinde azalmıştır. Gerçekleştirilen sarsma masası deneyleri ile yapılan sayısal analizler neticesinde, geliştirilen KES'in betonarme prefabrike yapı sistemlerinde moment aktarmayan birleşimlerin tersinir tekrarlı yatay yükleme etkisindeki davranışını anlamlı ölçüde iyileştirdiği ve bu tür yapı sistemlerin deprem performansının iyileştirilmesi için kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

  Daha fazla göster