FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Avcıoğlu, Onur" ile FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
Ögeİki Parametreli Zemine Oturan Betonarme Yapıların Doğrusal Olmayan Hesabı Ve Görsel Tabanlı Bir Bilgisayar Yazılımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-11-19) Avcıoğlu, Onur ; Orakdöğen, Engin ; 10093025 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringSon yıllarda inşaat üretim olanaklarının ve malzeme teknolojisinin ilerlemesine bağlı olarak daha karmaşık yapı sistemleri tasarlanmaya başlamıştır. Üretim olanaklarının artması ile daha yüksek yapılar inşa edilebilmekte, malzeme dayanımının artması ile daha küçük ve dolayısıyla daha narin kesitler kullanılabilmekte, deney tekniklerinin ve olanaklarının artmasıyla da malzemenin elastik ötesi davranışı da detaylı olarak incelenebilmektedir. Bilindiği gibi yapı tasarımında, yapı güvenliğinin yanında ekonominin yani maliyetlerin de en düşük seviyede tutulması da önemlidir. Bütün bu noktalar gözönünde tutulduğuda, geleneksel hesap yöntemlerine göre çok daha ayrıntılı olan malzeme ve geometri bakımından doğrusal olmayan hesap yöntemleri geliştirilmekte, yönetmelikler de geliştirilen yeni yöntemlere bağlı olarak güncellenmektedir. Üst yapı için geçerli olan bu durum, temel ve zemin sistemi için de geçerlidir. Yine geleneksel olarak Winkler hipotezi adı verilen kabule göre yapılan temel tasarımlarında zemindeki gerilmeler aynı noktadaki çökmelerle orantılı olduğundan yani komşu zemin noktaları arasında etkileşim bulunmadığından, özellikle temel kenarlarında pek gerçekçi olmayan büyük zemin gerilmeleri ortaya çıkmakta, zemin güvenlik gerilmesinin aşılması sonucunda da zemin iyileştirilmesi veya kazık uygulaması işlemlerine gerek duyulmaktadır. Bunun yerine zemin sürekliliğini ve temel altındaki sıkıştırılabilir tabaka kalınlığını da hesapta gözönüne alabilen Vlasov zemin modeli kullanıldığında özellikle rijit tabakaya yakın olunan durumlarda çok daha küçük yerdeğiştirmeler ortaya çıkmaktadır. Bu zemin modelinde temel dışında kalan zeminin de hesaplara etkisi gözönüne alınabildiği için temel kenarlarında süreksizlik oluşmamakta, ayrıca birbirine komşu yapıların etkileşimi de dikkate alınabilmektedir. Bu sayede daha gerçekçi temel ve zemin etkileşimi modellemesi yapılabilmekte, genellikle de daha ekonomik temel tasarımı ortaya çıkabilmektedir. Hazırlanan çalışmada çekme almayan ve basınç etkiside ideal elastoplastik davranış gösteren bir zemin modeli de önerilmiş, sözkonusu zemin modelinin temel ve üst yapının davranışına olan etkileri araştırılmıştır. Winkler modeliden farklı olarak, iki parametreli zemin modellerinde komşu noktalar arasıdaki etkileşim de dikkate alınabildiğinden, özellikle deprem etkilerindeki komşu yapıların birbiri ile etkileşimi de gözönüne alınabilmektedir. Tez kapsamında ayrıca, zemin modellerinin yapı davranışına olan etkilerinin daha iyi anlaşılması ve daha anlamlı karşılaştırmaların yapılabilmesi amacıyla bir performans değerlendirme önerisi de verilmiştir. Mevcut yönetmeliklerde herhangi bir kolon göçme sınırına ulaştığıda yapı can güvenliğini sağlayamamaktadır. Farklı yapıların deprem performanslarının karşılaştırılabilmesi için ise göçme bölgesindeki kolonların sayısı ve taşıdıkları kesme kuvveti de hesaba alınmalıdır. Geliştirilen performans değerlendirme sisteminde yapı performansı rakamsal bir değer ile ifade edilmektedir ve kat içinde oluşan eleman hasar oranlarına ve bu elemanların yapısal önemine göre yapı toplam hasarı artmaktadır. Böylece kat içinde göçme bölgesinde olan kolonların deprem kuvvetinin ne kadarını taşıdığı da sonucu etkiler duruma gelmiştir. Çözülen sistemlerde oluşan hasar durumlarını karşılaştırabilmek için, eleman hasarlarına bağlı olarak yapı için bir hasar derecesi hesaplanmıştır. Hesaplanan hasar derecesi, yapısal elemanların hasar yoğunluğunu ifade etmektedir. Çok modlu itme analizi algoritmasında akma koşullarını belirleyen akma yüzeyleri çok sayıda düzlemlerden oluşacak şekilde idealleştirilmiştir. Böylece doğrusal olmayan akma koşulları daha hassas bir şekilde doğrusallaştırılmıştır. İtme analizi algoritmasıda, her bir plastik kesitin oluşumundan sonra gözönüne alınması gereken plastik kesitteki şekildeğiştirme parametresi, çubuk bazında, sözkonusu akma koşulunu ifade eden denklemin özel bir algoritmayla indirgenmesi sureti ile alınmıştır. Böylece sistem rijitlik matrisinin boyutunu değişmemesi yani bilinmeyen sayısının artmaması sağlanmıştır. Şekildeğiştirme parametrelerinin kapasitelerinin aşılıp aşılmadığı her adımda kontrol edilmesi gerektiğinden, denklem sistemi çözümünden sonra, çubuk bazıda gerçekleştirilen yerine koyma işlemi ile sözkonusu parametreler de itme adımlarının arasında kolaylıkla elde edilebilmektedir. Hazırlanan tez çalışmasında, yapı sistemlerini değişik analiz tipleriyle incelemeye olanak sağlayan bir bilgisayar yazılımı geliştirilmiştir. Geliştirilen bilgisayar yazılımı ile yapı sistemleri üç boyutlu uzayda 12 serbestlikli çubuk, 24 serbestlikli kabuk veya 48 serbestlikli katı cisim elemanları ile modellenebilmektedir. Modellenen yapıya değişik mesnet veya elastik-elastik ötesi yay tanımı yapılabilmekte, rijit diyafram özellikleri atanabilmektedir. Oluşturulan modelde, doğrusal analiz, doğal titreşim periyotlarının belirlenmesi analizi, tepki spektrum analizi, statik itme analizi, ayrılma analizi, çok modlu uyarlamalı statik itme analizi ve performans noktasının bulunması, Vlasov zemin analizi, ikinci mertebe analiz ve yapı burkulma modlarının bulunması ile zaman tanım alanında analiz yapılabilmektedir. Program otomatik olarak sabit düşey yükleri hesaplayabilmekte ve gerekli kütle tanımlarını yapabilmektedir. Ayrıca denklem takımının daha kolay çözülebilmesi için matris optimizasyonu yapabilmekte, büyük hafıza gerektiren sistem matrislerini sıfır olmayan değerler kullanarak depolayabilmekte ve çözüm sırasında satır blokları haline getirip hızdan tasarruf sağlayabilmektedir. Kesit hesaplarında donatı ve beton için ayrı ayrı gerilme-şekil değiştirme eğrisi tanımlanabilmektedir. Tanımlanan betonarme kesit için kapasite eğrileri oluşturulabilmektedir. Hazırlanan program ile literatürde bulunan birçok örnek yapı çözülmüş, ayrıca hesap yükünün fazlalığından dolayı önceden çözülememiş bazı problemlerin sonucuna ulaşılmıştır. Çeşitli tezlerde ve yayınlarda bulunan iki parametreli zemine oturan temel hesapları ile hazırlanan örnekler ile program kontrol edilmiş, buna ek olarak iki parametreli zemine oturan üst yapılar ve iki parametreli zeminde taşıma gücünün aşılması problemi program kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca iki parametreli zemine oturan yapı için zaman entegrasyonunun her adımında zemin parametreleri güncellenerek zaman tanım alanında analiz yapılmıştır. Benzer şekilde literatürde bulunan itme analizi, temellerin elastik ötesi davranışı ve uyarlamalı artımsal analiz ile performans hesapları hakkındaki örnekler program tarafından tekrar çözülerek programın tutarlılığı araştırılmış, bu konuya ek olarak temel sistemindeki elastik ötesi davranış ve zeminden ayrılma-zemin taşıma gücünün aşılması durumları incelenmiştir. İncelenen yapıların performans hesabı için, 2007 deprem yönetmeliğinde bulunan ve binanın kullanılabilirlik durumu hakkında bilgi veren yöntemin yanı sıra değişik binaları karşılaştırabilmek için yeni bir puanlama yöntemi kullanılmıştır. Program hazırlanırken kütüphane olarak kullanılabilecek şekilde tasarlanmıştır. Buna bağlı olarak başka programlar tarafından çağrılarak model oluşturulabilmekte, hazırlanan modeller çözülüp çıktı veya grafiksel görüntüler elde edilebilmektedir. Programa ait nesneler ve çağrı fonksiyonları detaylı biçimde açıklanmış, Visual Basic NET ve C# programlarından çağırıp kullanmak için talimat ve örnek bir yapının kütüphane tarafından hazırlanıp çözülmesi gösterilmiştir.