LEE- Yapı Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19494

Gözat

Assessment of seismic performance of RC members after fire exposure through large-scale testing

( 2020) Demir, Uğur ; İlki, Alper ; Green, F. Mark ; 648701 ; İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

Quantifying the seismic resistance of reinforced concrete (RC) buildings after fire is currently difficult because of the lack of information regarding their strength and ductility under earthquake loads. This thesis presents the results of an experimental study, which was carried out to investigate the post-fire seismic behavior of reinforced concrete columns. The thesis is mainly comprised of three papers accepted by high quality journals. In the first chapter, the factors affecting the post-fire seismic behavior of RC columns are analyzed with a particular focus on the behavior of concrete and steel under elevated temperatures and after cooling. In the second chapter, post-fire seismic behavior of cast-in-situ RC columns are investigated. Five cast-in-place RC columns were tested to failure under constant axial load and reversed cyclic lateral displacements after being exposed to ISO-834 standard fire for 30, 60 or 90 minutes. All of the columns are full-scale and designed to behave in flexure-controlled manner complying with major design codes (e.g. ACI 318-14). Other than the effects of fire exposure durations, the effects of thickness of concrete cover (25 and 40 mm) on structural performance was also investigated for the short fire exposure duration (30 minutes). The responses of the columns are analyzed in terms of lateral load-displacement relationships, ductility, stiffness, energy dissipation capacities and residual displacements. The test results indicated that fire exposure reduced the lateral load capacity of the columns whereas the deformability capabilities were found to be satisfactory in terms of structural response. It was also seen that the thickness of the concrete cover has only a slight influence on the post-fire seismic behavior of the columns which is attributed to the fact that lower concrete cover thickness results in higher effective depth which in turn leads to higher bending moment capacity and thereby higher lateral load capacity. Furthermore, a theoretical study was conducted to predict the load-displacement response of the fire exposed columns. The comparison of the experimentally and theoretically obtained load-displacement relationships indicated that the principals of structural mechanics usually applied to conventional columns are also valid for the columns exposed to fire in case the proposed algorithm is followed. In the third chapter, a similar approach as stated for the cast-in-situ columns is followed for precast RC columns as well. The precast columns had the same cross-section and reinforcement configuration and had been exposed to the same fire scenarios with the cast-in-situ columns. These columns were inserted into a socket foundation and had a lower axial load ratio (i.e. 10%) in order to represent the condition in common industrial buildings. The findings indicated that the repair mortar between the columns and foundation behaved in a satisfactory manner and therefore, similar post-fire seismic behavior was observed for cast-in-situ and precast columns. In the fourth chapter of the thesis, an experimental study is presented to examine the impact of time after fire on (i) post-fire behavior of small-scale specimens (cubes and cylinders), (ii) seismic behavior of full-scale reinforced concrete columns. The post-fire seismic response of the columns are analyzed 30, 60 and 360 days after fire exposure. Impact of time after fire exposure on residual lateral load capacity and ductility of the columns was found to be limited while the column subjected to seismic test 30 days after fire exposure, exhibited less stiff behavior with respect to the columns tested later. Furthermore, an analytical study is conducted for the prediction of seismic behavior of reinforced concrete columns after fire exposure considering the variations in residual properties of concrete by time, and the proposed model is found to be in good agreement with the test results.
Yerel olmayan Timoshenko çubuklarında burkulma probleminin başlangıç değerleri yöntemiyle incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020-09-10) Demirkan, Erol ; Artan, Reha ; 501142004 ; Yapı Mühendisliği

Burkulma problemi mühendislikte her zaman önemli bir konu olmuştur. Yapıların güvenliğini sağlamak için dikkat edilmesi gereken bir unsurdur. Burkulma problemleri diferansiyel denklemlerin çözümü ile hesaplanır. Fakat bu denklemlerin çözümü kolay değildir. Bundan dolayı burkulma problemlerinin çözümünde başlangıç değerler yöntemi ve taşıma matrisi etkili bir şekilde kullanılarak burkulma yükleri kolayca hesaplanır. Çubuğa ait taşıma matrisi bir kez hesap edildikten sonra her yeni problemde denklem çözmeye gerek kalmaz. Bu çalışmanın amacı Timoshenko çubuklarının yerel olmayan elastisite teorisi kullanılarak burkulma yüklerinin hesaplanmasıdır. Bu çalışmada öncelikle kapsamlı bir şekilde nanoteknolojiden bahsedilmiştir. Nanoteknoloji, atomik ve moleküler seviyedeki birimleri anlatan ve bu ebatlardaki maddeleri geliştiren, düzenleyen ve kontrol eden bir alandır. Nanopartikülleri büyük materyallerden ayıran özellik sadece boyutlarının özel önemi değildir. Bu yapılar fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri açısından büyük materyallerden farklı bir yapı ortaya koyarlar. Özetle, bir maddenin atomik ve moleküler seviyelerde kontrol edilmesi, nanoteknoloji sayesinde gerçekleşmektedir.
Alkali ile aktive edilmiş harç ve atık çelik tel donatılı betonların (SIFCON) fiziksel, mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin araştırılması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020-12-11) Gök, Saadet Gökçe ; Şengül, Özkan ; 501132005 ; Yapı Mühendisliği ; Structural Engineering

Geleneksel beton üretimi, günden güne büyümekte olan büyük ölçekli bir endüstridir. Çimento üretimi sırasında açığa çıkan yüksek miktarlardaki karbondioksit emisyonu ve üretim için ihtiyaç duyulan büyük enerji ihtiyacı, bu süreci maliyetli, kirletici ve çevreye zararlı hale getirmektedir. Bu durum, uygun işlenebilirlik, dayanım ve dayanıklılık özelliklerine sahip olmanın yanı sıra ekonomik de olan alternatif yapı malzemeleri arayışına ihtiyaç doğurmaktadır. Sürdürülebilir bir beton üretimi için, sürdürülebilirliğin temel ayakları olan çevresel, ekonomik ve sosyal açıdan iyileştirme gerekmektedir. Farklı sanayilerden elde edilen yan ürünlerin veya atık ürünlerin betonda yeniden değerlendirilmesi, söz konusu sürece dikkate değer bir katkı sağlayacaktır. Alkali ile aktifleştirilmiş malzemeler, sürdürülebilir olmaları ve çimento içermeyişleriyle öne çıkan birtakım olumlu özelliklere sahip doğa dostu malzemelerdir. Bu araştırmada, atık ya da yan ürünlerin kullanımıyla bir malzeme üretmek amaçlanmış olup öğütülmüş yüksek fırın cürufu; sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi ve sıvı sodyum silikat kullanılarak aktive edilmiştir. Sodyum silikat yerine, silikat kaynağı olarak öğütülmüş atık camın kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, sodyum silikat, öğütülmüş atık cam ile ikame edilerek değişen molaritelerde (8-14 M) NaOH içeren harç numuneler üretilmiştir. Alkali ile aktifleştirilmiş harçların mekanik ve dürabilite özellikleri, su kürü, hava kürü ve ısıl işlem (24 saat 60˚C) olmak üzere üç farklı kür koşulunda incelenmiştir. Referans karışımlarda, CEM I 42,5 R Portland çimentosu, su ve standart kum kullanılmıştır. Üretilen numunelerin 3, 7, 28 ve 90 günlük basınç dayanımları ve eğilmede çekme dayanımları ölçülmüştür. Bununla birlikte harçlar üzerinde, sülfat direnci, donma-çözülme, kılcal su emme, toplam su emme miktarının belirlenmesi, hızlı klor geçirimliliği ve elektriksel özdirenç deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonunda, atık camın alkali ile aktifleştirilmiş harçlarda alternatif silikat kaynağı olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Çalışmanın diğer aşamasında alkali ile aktive edilmiş beton üretimi gerçekleştirilmiş ve alkali ile aktifleştirilmiş beton numunelerin geçirimliliğini incelemek amacıyla kılcal su emme, toplam su emme miktarı, hızlı klor geçirimliliği ve elektriksel özdirenç deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında çimento bulamacı emdirilmiş lifli beton üretimi gerçekleştirilmiştir. Burada, Portland çimentosu ile yapılan üretimin yanı sıra, 14 M sodyum hidroksit çözeltisi ve sıvı sodyum silikat, 8 M sodyum hidroksit çözeltisi ve sıvı sodyum silikat, 14 M sodyum hidroksit çözeltisi ve öğütülmüş atık cam, 8 M sodyum hidroksit çözeltisi ve öğütülmüş atık cam aktivatör olarak kullanılarak yüksek fırın cürufu ve ince kum ile üretim gerçekleştirilmiştir. Kullanılmış araç lastiklerinin geri dönüştürülmesiyle elde edilen hurda çelik teller, çelik lif olarak kullanılmıştır. Yanak teli (sürekli lif) ve kırılmış tel (süreksiz lif) olmak üzere iki farklı lif tipinin etkisi incelenmiştir. Çelik tel olarak atık lastiklerin içerisinde bulunan çeliğin seçilmesindeki sebep, bu tellerin yüksek çekme dayanımına sahip olması ve büyük miktarlarda kullanılması gerektiğinde, temininde bir zorlukla karşılaşılmayacak olmasıdır. Kullanılamaz duruma gelen, otomobil ve kamyon/tır lastiklerinin miktarı göz önünde bulundurulduğunda, bu lastikleri depolamak ve bertaraf etmek bir sorun haline gelmektedir. Türkiye'de, bu telleri ayrıştırmada ve malzemenin geri kazanımını sağlamada, piroliz ve geri dönüşüm hizmeti veren çok sayıda firma mevcuttur. Çalışmada, farklı geri dönüşüm firmalarından temin edilen hurda çelik tellere ait boy/çap dağılımları histogram olarak verilmiştir. Üretilen lifli betonlarda fiber hacim oranı %0, 1, 2, 3, 4 ve 5 olarak değişmektedir. Üretimi gerçekleştirilen numunelerde deplasman kontrollü üç noktalı eğilme deneyi yapılmış ve yük-sehim grafikleri elde edilmiş; numunelerin eğilmede çekme, yarmada çekme ve basınç dayanımları belirlenmiş, tokluk ve kırılma enerjisi değerleri hesaplanmıştır. Atık çelik liflerin kullanımı, eğilme dayanımlarını ve toklukları arttırmıştır. Kullanılan atık çelik lifler, uygulamada kullanılan ticari liflere benzer sonuçlar vermiştir.
Mixed finite element formulations for laminated beams and plates based on higher order shear deformation theories

(İTÜ Graduate School, 2021) Bab, Yonca ; Kutlu, Akif ; Structure Engineering

The engineering design process requires a thorough understanding of the behavior of structural applications under applied loads. In engineering applications, finite element formulations have been proven to be one of the most efficient analyses tools. This content is essential because it has always been a priority for ngineers/researchers to provide answers that are as close to the actual problems as possible. Composite structures are now widely used in a variety of engineering sectors, including construction, biomechanics, automobile, industrial, aircraft, defense, and nuclear. Several types of composite materials, which are based on the cooperation of several materials, offer some benefits such as sound, heat, and water insulation, fire safety, high strength, corrosion resistance, lightness, and low cost in the structures in which they are employed. Load carrying capacity, failure load and damage detection are critical in the structural design of composite materials. In this context, the need for detailed static analysis is inevitable. Since the financial situation or the physical environment is not always suitable for experimental work, it will be an efficient way to determine the formulation closest to the real behavior according to the problem type and to work theoretically. In this thesis, applying linear static analysis, a mixed finite element formulation is proposed to evaluate the stress and displacement components of thin to relatively thick laminated composite beams and plates. The formulations rely on the HigherOrder Shear Deformation Theories, which eliminates the necessity for the shear correction factor required by the First-Order Shear Deformation Theory. Instead of imposing a constant transverse shear deformation through the thickness of the laminate several studies have proposed trigonometric, exponential, and polynomial type shear functions that meet the nonuniform shear stress distribution in the crosssection. In this study, four different shear functions were utilized and their predictive capabilities are compared in plate analysis through numerical examples. Whereas, for the stress analysis of laminated composite beams, the famous third order shear function was adopted to all solved problems. To be more specific; while the shear functions of Reissner, Reddy, Touratier and Nguyen-Xuan et al. were applied for plate analysis, Reddy's shear function was applied for beam analysis. In the formulation part of this thesis, the Hellinger-Reissner variational principle was used and the first variation of the functional based on this principle was obtained separately for the laminated beam and plate elements. In this way, finite element equations possessing two independent field variables of displacement and stress resultant type were obtained. In the finite element discretization, two-noded, onedimensional straight elements were employed for beams and four-noded, twodimensional quadrilateral elements were employed for plates. Field variables are interpolated with linear shape functions as the proposed mixed finite element formulation requires C0 continuity. The beam kinematical variables consist of a deflection, axial displacement, and a shear rotation, while the plate displacement field consists of a deflection, two in-plane displacements and two shear rotations. The displacements and stress components are derived precisely at the nodes as an advantage of mixed finite element equations. Axial stress and in-plane shear components of both beam and plate structures are calculated directly at the nodes in terms of the stress resultants and sectional compliance matrix by employing Hooke's law. The continuous transverse shear stresses of the laminated composite beam are calculated with the help of the equilibrium equations of elasticity. On the other hand, the equivalent section principle is employed for the determination of the transverse shear stress components of the laminated plate. In order to reflect the extendibility of the proposed mixed finite element formulation for other types of analyses a viscoelastic formulation is also presented for isotropic plates based on higher order shear deformation theory. By employing the correspondence principle the material constants of the plate is replaced by their complex counterparts and static analyses are conducted in Laplace space. In order to call back the parameters of the quasi-static analyses to the time space the modified Durbin's algorithm is implemented. The quasi-static analysis of simply supported and clamped viscoelastic plate is conducted by adopting standard model. Comparison and convergence assessments for several lamination schemes were performed under various boundary conditions in order to reflect the performance of the proposed solution procedure.
Investigation of non-contact smartphone-based monitoring of structures

(Graduate School, 2021-02-01) Orak, Mehmet Sefa ; Öztürk, Turgut ; 501122006 ; Structural Engineering

In this thesis, a non-contact monitoring/inspection approach based on a smartphone camera and a computer vision algorithm is proposed to estimate beams' vibrating characteristics and stresses subjected to thermal loads. It is hypothesized that a beam's vibration can be captured using a smartphone camera operating at slow-motion mode, which is higher than conventional video camera frame rates.
LP sargılı beton için önerilmiş olan dayanım ve şekil değiştirme modellerinin farklı boyutlar üzerindeki performanslarının incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-08-16) Turgut, Alper ; İlki, Alper ; 501181006 ; Yapı Mühendisliği ; Structural Engineering

Geçmişten günümüze, dünyada oluşan depremler birçok kez betonarme binaların toptan göçmesine veya ağır hasar görmesine yol açmışlardır. Günümüzde mevcut yapıların önemli bir kısmı güncel yönetmeliklerin istediği sınır şartları karşılayamamaktadır. Bu yapılar olası bir depremde göçme ya da ağır hasar görme tehlikesiyle karşılaşacaklardır. Mevcut yetersiz yapıların yıkılıp baştan yapılması, yüksek maliyet, kullanıma kapanma gibi birçok nedenden ötürü her koşulda uygulanamamaktadır. Bu soruna çözüm olarak çeşitli güçlendirme yöntemleri önerilmiştir. Bir binanın yeniden yapılması yerine çeşitli güçlendirme yöntemleri ile yönetmelik şartlarını sağlar hale getirilmesi, olası bir depremde oluşacak maddi ve manevi kayıpların önüne geçmek için önemli bir uygulama halini almıştır. Yetersiz bir yapı güçlendirilirken, zaman, maliyet, uygulanabilirlik gibi birçok parametre göz önüne alınıp o yapı için en uygun güçlendirme yöntemi belirlenir. Bu güçlendirme yöntemlerinden bir tanesi son yıllarda popülerite kazanan lifli polimer ile dıştan sargılama yöntemidir. Lif doğrultusunda çekme dayanımının çok yüksek olmasının yanında oldukça hafif bir malzeme olması, korozyon gibi çevresel etkilere karşı dayanıklı olması, şekil verilebilir olması, uygulama sırasında yapının kullanımı engellememesi gibi özellikler LP ile sargılama yöntemini popüler yapan bazı özelliklerdir. Bu yöntem; kolon, kiriş, yığma duvar, döşeme gibi yapı elemanlarında farklı şekillerde uygulanabilir. LP ile dıştan sargılama yönteminin en etkili olduğu yapı elemanlarından bir tanesi kolonlardır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda LP ile sargılanan kolonlarda, önemli ölçüde dayanım ve süneklik artışı olduğu gözlemlenmiştir. LP ile sargılanan kolonlarda dayanımın ve şekildeğiştirme kapasitesinin ne kadar artacağını teorik olarak hesaplamak için çeşitli modeller önerilmiştir. Bu modeller sayesinde bir yapıdaki kolonların LP ile ne kadar sargılanırsa yeterli dayanım ve şekildeğiştirme kapasitesine ulaşacağını hesaplamak mümkün olmuştur. Ancak bu modellerin önemli bir çoğunluğu 150 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde olan kolon numunelerinin deneyleri sonucunda elde edilmiştir. Bu çalışmada, önde gelen 6 LP ile sargılama modeli, 2 farklı boyutaki kolon deneylerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve modellerin farklı boyutlar için güvenilirliği test edilmiştir. Çalışma kapsamında yükseklik/çap oranı 2 olan, 150 mm ve 300 mm olarak iki farklı çaptaki numuneler test edilmiştir. Iki boyutta da 3'er numune LP ile sargılanmayıp referans numune olarak kabul edilirken, 3'er numune tek kat, 3'er numune ise çift kat karbon LP ile sargılanmıştır. Çalışma kapsamında toplam 18 adet eksenel basınç deneyi yapılmıştır. xxii Deney sonuçları incelendiğinde, modellerin boyuttan bağımsız olarak dayanım hesabında deneysel sonuçlara yakın sonuçlar verdiği, şekildeğiştirme hesabında ise kendi içlerinde bile oldukça farklı sonuçlar verdiği saptanmıştır. 150 mm çaplı tek kat sargılı numune ile 300 mm çaplı çift kat sargılı numune sargı oranı olarak aynıdır. Bu iki numune arasındaki tek parametre farklı boyutlardır. Bu iki numune incelendiğinde sargılamanın dayanıma ve dayanıma karşı gelen şekildeğiştirmeye sağladığı artış birbirine oldukça yakındır. Dolayısıyla LP ile sargılamada boyut etkisine neden olan bölgesel kusurların, bu ölçekteki numunelerde etkisinin azaldığı, hatta ortadan kalktığı sonucuna varılmıştır.
Atık çelik tel içeren çimento bulamacı emdirilmiş lifli betonların mekanik özellikleri

( 2021-11-23) Çelikcan, Pınar ; Şengül, Özkan ; 501181039 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Beton; heterojen yapılı, bünyesinde boşluklar ve mikro çatlaklar bulunduran yarı gevrek bir malzemedir. Geleneksel yalın betonun enerji yutma kapasitesi düşük olduğundan, betonda dış yükler altında ani kırılma gözlenir. Gevrek kırılmanın önüne geçmek ve malzemeye daha sünek bir yapı kazandırmak adına çeşitli güçlendirme teknikleri kullanılmaktadır. Bunlardan biri olan çelik lif ile güçlendirme ise son yıllarda araştırma alanı genişleyen bir tekniktir. Çimento bulamacı emdirilmiş lifli beton (SIFCON) olarak adlandırılan bu kompozit malzeme geleneksel betona göre gelişmiş performans göstermektedir. Günümüzde, doğal kaynakların hızla tükenmesi, malzeme üretimi esnasında atmosfere salınan CO2 miktarının üretimin sürekliliğiyle devamlı olarak artması ve üretimler sırasında ihtiyaç duyulan enerjinin çokluğu gibi temel konu başlıklarından yola çıkılarak inşaat sektöründe de sürdürülebilirlik fikri önem kazanmaya başlamıştır. Bu sebeple, yürütülen çalışmadaki SIFCON üretimlerinde, ömrünü tamamlamış atık lastiklerden elde edilen iki çeşit hurda çelik tel kullanılmıştır. Bu çalışmanın temel amacı, atık çelik tel takviyeli SIFCON'un basınç, yarmada çekme ve eğilme dayanımlarına ek olarak; kırılma enerjisi ve tokluk gibi mekanik özelliklerinin çelik tel içeriğiyle değişiminin incelenmesidir. Deneysel çalışmada çimento hamuru bileşenleri sabit tutularak; %1, %2, %3, %4 ve %5 oranlarında atık çelik tel içeren karışımlar üretilmiştir. Bu üretimlere ek olarak karşılaştırma yapılabilmesi adına, tel takviyesiz şahit numuneler de üretilmiştir. Her bir karışımdan 3'er örnek olmak üzere 18 adet, iki farklı tel çeşidi için ise toplamda 36 adet prizma numune üretilmiştir. Geri dönüşüm tesislerden temin edilen atık çelik tel gruplarının içindeki veya yüzeyindeki lastik ve elyaf gibi istenmeyen malzemeler temizlenmiş, sürekli olarak kullanılacak teller kalıplara uygun şekilde kesilerek hazırlanmıştır. Ardından teller kalıplara mümkün olduğunca homojen olacak şekilde el ile yerleştirilmiş ve çelik teller arasına üretilen hamur emdirilmiştir. Kür uygulaması ile dayanım kazanılması ardından prizma numuneler çentiklenmiştir. Çalışmanın sonucunda, yarmada çekme dayanımı, eğilme dayanımı, tokluk ve kırılma enerjisi gibi mekanik özelliklerin tel takviyesiyle önemli oranda iyileştiği ve artan tel içeriği ile bu değerlerin de arttığı gözlemlenmiştir. Malzemenin yük-sehim eğrisinin pik sonrası davranışı iyileşmiş, bu noktadan sonra eğriler daha az dik hale gelmiş yani malzeme sünek yapı kazanmıştır. Ek olarak, atık çelik tel kullanımı ile basınç dayanımı değerlerinde önemli farklılıklar gözlenmemiştir. Özetle, farklı lif tiplerinin SIFCON'un mekanik özelliklerinin iyileşmesinde önemli bir katkısı olduğu, bu katkının artan tel içeriği ile arttığı ve bu iyileşme miktarlarının takviye olarak kullanılan telin karakteristik özellikleri ile değiştiği de gözlemlenmiştir. Bu çalışmadaki, takviye olarak yüksek fiyatlı ticari teller yerine atık çelik teller kullanılarak sürdürülebilir bir yaklaşımla yapılan SIFCON üretimlerinin mekanik özelliklerinde önemli oranlarda iyileşme olduğunu doğrulamaktadır.
Betonarme önüretim kiriş kolon bağlantısı için önerilen sigorta tipi mekanik manşonun özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Karakuş, Kubilay ; Yüksel, Ercan ; 724486 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Prefabrikasyon, üretim kalitesinin yüksek olması, daha hızlı inşaat süreci ve daha düşük inşaat maliyetleri gibi temel faktörler açısından yerinde dökme sistemlere göre çoğu alanda üstünlük sağlamaya başlamıştır. Prefabrike yapılara olan ilgi gelişen teknoloji ve yeni otomasyon sistemleriyle her geçen gün daha da artmıştır. Deprem kayıtları incelendiğinde, prekast yapı elemanları arasında en hassas bölge olan kolon kiriş birleşim bağlantılarının yetersiz sismik performans gösterdiği gözlenmiştir. Bu sebeple prekast yapılarda kiriş kolon birleşim bölgelerinin tasarımına ve yapımına gösterilen ilgi yoğunlaşmıştır. Zaman içerisinde deprem sırasında daha iyi sonuç veren birleşim bölgesi tasarımları akademik araştırma konuları arasına girmiştir. Yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada literatür araştırmaları kapsamında üzerinde yoğunca çalışılan prekast yapıların kiriş-kolon birleşim bölgeleri için yeni bir tasarım olan Sigorta Tipi Mekanik Manşon (STMM) bağlantı detayı önerilmiştir. Bağlantı detayının ana felsefesi, oluşan kesme kuvvetinin kirişin doğal ekseninde bulunan mafsal üzerinde yoğunlaştığı STMM'lere etki eden zıt yönlerde iki eksenel kuvvete moment etkilerini ayrıştırmayı amaçlamıştır. Kiriş kolon bağlantı bölgelerine STMM'ler monte edilerek bir takım ön deneyler gerçekleştirilmiştir. YDMLab'da gerçekleştirilen ön deneyler ışığında STMM'lerin ilk tasarımının burkulma mukavemeti ve deformasyon açısından yetersiz olduğu görülmüştür. STMM'ler burkulmadan yaklaşık olarak 20 mm'lik yerdeğiştirme kabiliyetine çıkabilmiştir. Bu nedenle STMM tasarımının iyileştirilmesi gerekli hale gelmiştir. Gerçekleştirilen basınç, çekme ve çevrimsel deneyler kapsamında STMM'lerin tasarımlarının iyileştirilmesi, burkulma davranışlarının geliştirilmesi gösterilmiştir. Monotonik ve döngüsel deneyler yapılarak, gerekli değerlendirmeler yapılmış, nihai STMM tasarımı belirlenmiştir. Yüksek lisans tezi kapsamında STMM'lerin aşamalı olarak gelişimi ve iyileştirilmesi sunulmuştur. Tez üç ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölüm olan giriş kısmında konuyla ilgili genel bilgiler verilip altbaşlıklarına geçilmiştir.
Mechanical behavior of the bi-directional beams

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Çelik, Murat ; Artan, Reha ; 693155 ; Yapı Mühendisliği

Nanotechnology, which is one of the most developed areas of today's technology, has a widespread usage area because it can be easily integrated into many areas of engineering. The design and production of very small-scale functional materials in fields such as aerospace and aviation industry, medicine, energy and civil engineering, and their effective use in related fields make significant contributions to engineering science. The fact that these very small-scale materials used in many areas of technology have spread to almost every field of engineering has revealed the need to determine their internal structure and mechanical properties. Materials exhibit some mechanical behavior such as bending, torsion and buckling under loads. It is an important issue for the stability of the structure to be able to detect such mechanical effects in the most accurate way. In this sense, the dimensions of nanoscale structures, which are comparable to the distance between atoms that make up that material, have shown that the classical elasticity theory, which is currently widely used, is not sufficient in determining the mechanical behavior of such structures. Since the size effect is an important factor in nanoscale structures, defining a more general continuum model that includes such parameters increases the accuracy of the solution of the related problems. In this thesis, the bending and buckling behavior of beams is investigated within the framework of the strain gradient theory. In determining the mechanical behavior of nanostructures, the non-local elasticity theory, the couple stress theory and the strain gradient theory, which are proposed by respectable scientists such as Eringen and Mindlin, are widely used. The calculation load of the problem may increase depending on the loading, boundary conditions and geometric properties of the analyzed structure. Thus, the Initial Values Method is used to solve the problem in the thesis. The transport matrix approach is used for the static bending analysis of the beam within the scope of Initial Values Method. In the first part of the study, the bending behavior of the Euler-Bernoulli nano beam whose material properties change in two directions (bi-directional) is investigated. Therefore, it is assumed that the modulus of elasticity is variable along the axis and thickness of the beam. In the literature, the modulus of elasticity for a functionally graded material (FGM) is expressed in terms of arbitrary functions and the bending behavior is investigated for the first time within the scope of the gradient elasticity theory. In this context, the basic equations and boundary conditions (simply supported and fixed at both ends) are obtained with the help of Hamilton's principle for the beam under uniformly distributed load. While 4 end conditions can be written depending on the boundary conditions in the classical elasticity approach, 6 end conditions are obtained by using the gradient elasticity theory. While each loading case is required for the solution of the 6th order differential equation in the classical solution, the vertical displacements for two different types of loading cases are calculated by solving 3 linear equation systems based on 3 unknowns using the initial values method. As a result of the study, it was observed that the size effect decreased depending on the increase of nano beam length. In other words, the difference between local and non-local theory becomes important in small scales. However, it was observed that there is a lower vertical displacement in the bi-directional Euler-Bernoulli nano beam due to the increase in the inhomogeneous material constant (β). The accuracy and importance of the study for both boundary conditions are demonstrated with the help of graphics. In the second part of the study, the buckling behavior of the Euler-Bernoulli nano beam (FGM) whose material properties change in two directions (bi-directional) is investigated. Basic equations and boundary conditions are derived with the help of Hamilton's principle. Since the transport matrix cannot be calculated analytically for buckling analysis, the approximate transport matrix (Matricant) is used in the solution. Critical buckling loads are calculated for the classical theory of elasticity and the gradient elasticity theory depending on the number of intervals. In the results of study; It is observed that the first two terms of the transport matrix reflect the exact result if the number of intervals is chosen large enough. Remarkably, it is concluded that the first and second type of boundary conditions in the buckling calculation may depend on the type of material used. The accuracy of such a proposition can only be demonstrated more clearly by experimental studies. In addition, it is observed that the buckling resistance of the beam increases depending on the increase in the material characteristic length (γ). The accuracy and scientific contribution of the study is expressed with the help of the diagrams. The greatest contribution of the subject investigated herein to science is that it can guide the analysis and design of nanostructures used in many areas of technology. The importance of parameters such as the size effect and inhomogeneous material coefficient in the analysis of very small-scale structures has once again been demonstrated with strong propositions and results. Thus, it is supported by previous studies that theories such as the non-local elasticity theory and the gradient elasticity theory give more realistic results compare to the classical theory. With the design of micro and nano electro-mechanical systems (MEMS and NEMS), which are frequently encountered in the electronic device industry, as functional graded materials, it has become more important to determine the mechanical properties of such small-scale structures. In this sense, it is aimed that the relevant thesis study and the international publications published by us will make significant contributions to the literature.
Standart altı betonarme kolonların yenilikçi malzemeler kullanılarak deprem performansının iyileştirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Lüleci, Muhsin Can ; İlki, Alper ; 740215 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Türkiye ve gelişmekte olan ülkelerin mevcut betonarme yapı stokunun birçoğu standart altı yapılardan oluşmaktadır. Standart altı olarak adlandırılan bu yapılarda gözlemlenen en yaygın eksiklikler düşük beton dayanımı, düz yüzeyli donatı kullanılması, yetersiz enine sargı donatısı ve yüksek eksenel yük oranı olarak öne çıkmaktadır. Bu yapılar deprem etkileri altında can kayıpları ve ekonomik kayıplara neden olabilir. Türkiye'deki mevcut betonarme yapı stokunun yaklaşık %80'ini 2000 yılı öncesinde inşa edilen yapıların oluşturduğu göz önüne alındığında, bu yapıların yıkılıp tekrar inşa edilmesi gerçekçi bir çözüm önerisi olmamaktadır. 2000 yılı öncesinde inşa edilen yapılardaki ortalama beton dayanımı yaklaşık 9-10 MPa'dır. Bu yapıların güçlendirilmesi ekonomik sebepler ve zaman açısından bir alternatif oluşturmaktadır. Farklı metotlar kullanılarak betonarme kolonlara yapılan sargılama işlemi, elemanın dayanım ve süneklik kapasitelerini geliştirmektedir. Son yıllarda popülerleşen lif takviyeli polimer ile yapılan güçlendirmenin hızlı ve kolay uygulanabilmesi, yapıya getireceği ağırlığın ihmal edilebilir düzeyde olması, yüksek çekme dayanımı ve yüksek rijitliğe sahip olması gibi avantajların yanında yüksek sıcaklık altında matrisi oluşturan polimer malzemenin dayanım ve rijitliğini kaybetmesi, uygulama sırasında çıkan zehirli gazlar nedeniyle insan sağlığına zarar vermesi ve ıslak zeminlerde uygulanamaması ise dezavantajlarıdır. Bu metoda alternatif olarak yapılan çalışmada yüksek en kesit en/boy oranına sahip betonarme kolonların deprem altındaki performanslarının yenilikçi bir yöntem olan püskürtme cam lif takviyeli harçlar ile güçlendirilmesi konusu araştırılmıştır. Cam lif takviyeli harç kırpılmış cam liflerin inorganik çimento bazlı matrise gömülmesi ile elde edilir. Cam lif takviyeli harç kolon yüzeyine direk püskürtülerek yapıldığından dolayı uygulama hızlı yapılmaktadır. Yapılan çalışma kapsamında 5 farklı en kesit en/boy oranına sahip (1, 2, 3, 4, 5) toplam 14 adet konsol kolon üretilmiştir. Üretilen numunelerin 7 adeti referans olarak kullanılırken kalan 7 adet güçlendirilerek sabit eksenel yük ve çevrimsel yatay yükler altında test edilmiştir. Numunelere donatı katkısı ihmal edilerek hesaplanan iki farklı eksenel yük oranı (0.35 f'cxAg ve 0.60 f'cxAg, f'c: beton basınç dayanımı, Ag: brüt enkesit alanı) uygulanmıştır. Numunelerde güçlendirme yapılırken en kesit en/boy oranı arttıkça azalan kesit etkinliği dikkate alınmış ve yanal sargı basıncını artırmak için uygulanan cam lif takviyeli harç kalınlığı kesit orta noktalarına doğru artan formda yapılmıştır. Yapılan deney sonuçlarına göre referans ve güçlendirilmiş numunelerin yatay yük ve süneklik kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen deney verilerine göre uygulanan güçlendirme metodu yatay yük taşıma kapasitesi ve sünekliği önemli oranda artırmıştır. Deneysel olarak elde edilen sonuçlar nümerik olarak da incelenmiş ve tutarlı sonuçlar elde edilmiştir. Yapılan araştırma sonucunda püskürtme cam lif takviyeli harç ile yapılan güçlendirmenin mevcut standart altı betonarme kolonların deprem performansını geliştirme konusunda alternatif bir metot olabileceği söylenebilir.
İtme sürme yöntemi ile köprü tasarımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Naycı, Alper ; Darılmaz, Kutlu ; 733598 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Dünya çapında birçok uygulamaları bulunan İtme Sürme Yöntemi (Incremental Launch Method – ILM) ülkemizde de kullanılmaya başlanmış bir köprü yapım yöntemidir. Bu yöntem ile kenar ayaklardan birinin arkasındaki prekast sahada köprü tabliyesi segmentler halinde dökülür ve özel ekipmanlar yardımıyla itilmektedir. Tabliye açıklıkları genelde 40m – 60m arasında değişmekte ve toplam köprü uzunlukları 700m – 800m'ye varan sürekli tabliyeler oluşturulabilmektedir. Bu yöntemin en önemli ekonomik avantajları, malzeme miktarında azalma, yapım süresinin kısalması, mesnet sayısının azalması ve genleşme derzlerinin sayısının azalmasıdır. Bu çalışma, itme sürme yöntemi ile yapılan bir köprünün yapısal analizi ve hesap adımları açıklanmaktadır. Örnek köprü modeli, 35m uzunluğunda iki adet kenar açıklık ve 55m uzunluğunda üç adet ana açıklıktan oluşmakta olup, köprünün toplam uzunluğu 235m'dir. Köprü plan ve boykesiti düz olmak ile birlikte 12m genişliğinde bir kutu kesit tabliyeden oluşmaktadır. İtme sürme yöntemi ile yapılan karayolu köprüsünün tasarımı, AASHTO LRFD'ye (2017) göre yapılmıştır. Köprü, üstyapı ve altyapı olmak üzere iki ana bölümde incelenmektedir. İlk bölümde, köprü açıklıkları, mesnetlenme koşulları ve tabliye geometrisi belirlenmiştir. Ardından, itme sürme ve servis tendonlarının konumları ve miktarları belirlenip aşamalı analizde hesap modeline dahil edilmişlerdir. Aşamalı analiz modeline sürekli yükler, hareketli yükler, sıcaklık, sünme ve büzülme, diferansiyel oturma, sürtünme yükleri ve rüzgar yükleri gibi tüm yük tanımlamalarından sonra analiz sonuçları elde edilmiştir. İtme sürme analizi için uluslararası geçerliliği bulunan köprü tasarım programı kullanılarak 1m aralıklar ile köprünün itme işlemi sırasında oluşan iç kuvvetler elde edilmiştir. Kombinasyonlardan elde edilen zarf kuvvetleri değerlendirilmiştir. Etkili tabla genişlikleri sonucunda belirlenen geometrik özelliklere göre gerilme kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan kontroller sonucunda gerilme değerlerinin yönetmeliklere göre sınırlar dahilinde kaldığı tespit edilmiştir. Ardından, eğilme kapasitesi kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Seçilen tabliye donatısına göre farklı tabliye kesitleri için talep/kapasite kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Tabliye kapasitesi her bir etkili tabla genişliği için toplamda 4 farklı kesit olarak hesaplanmıştır. Ardından, kesme ve burulma analizleri gerçekleştirilmiştir. Tabliye kesitinin kesme ve burulma bileşik etkileri altında yeterli olduğu gözlemlenmiştir. Ardından, farklı yükleme durumları altında sehim değerlerinin kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Deplasman kontrolleri arasında gaga uç noktasının köprü hareketi boyunca değişken olan deplasman grafiği elde edilmiştir. Bu grafikten elde edilen en elverişsiz deplasman değerine göre düzeltme aparatının, köprü konsol durumda iken, gagayı ayaklardan destek alarak kaldırması gereken mesafeyi göstermektedir. Ardından, üst tabliye, alt tabliye ve gövde için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak enine analiz gerçekleştirilmiştir. Her döşeme bölümü için elde edilen iç kuvvetlere göre, seçilen donatı doğrultusunda, kapasite kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan kontroller sonucunda köprü üstyapı tasarımının uygun olduğu sonucuna varılmıştır.
Değiştirilebilir plastik mafsal kavramının önüretimli betonarme çerçeve türü sistemlerde kullanımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Şahin, Orhan ; Yüksel, Ercan ; 717933 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmada önüretimli bir sanayi yapısının moment aktaran kiriş – kolon bağlantılarında farklı iki birleşim detayı uygulanarak elde edilen yapıların deprem performansları ve dinamik davranışları karşılıklı olarak incelenmiştir. Birinci tip yapıda önüretimli yapı sektöründe sıklıkla tercih edilen geleneksel bir birleşim tipi olan ıslak birleşim kullanılırken, ikinci tip yapıda değiştirilebilir plastik mafsal ismi verilen yeni geliştirilen modern bir birleşim kullanılmıştır. Çalışma toplam 5 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde önüretimli yapılar hakkında genel bilgiler verilmiş, uygulamada sıklıkla tercih edilen moment aktaran birleşim tiplerinden bahsedilmiş ve çalışmanın amacı anlatılmıştır. İkinci bölümde, betonarme yapıların doğrusal olmayan davranışı anlatılmış olup, yığılı plastik davranış modeli, yayılı plastik davranış modeli ve değiştirilebilir plastik mafsal modeli hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde değiştirilebilir plastik mafsalın mekanik özellikleri verilip, ilgili çalışmalar referans gösterilerek yapılan deneyler ve deney sonuçları kısaca açıklanmış, deney sonuçlarından elde edilen verilerin bilgisayar destekli yapısal analiz modellerinde temsil edilmesi anlatılmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümünde ıslak birleşimli ve değiştirilebilir plastik mafsallı yapı modellerinin analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu bölüm, değiştirilebilir plastik mafsal kavramının üç boyutlu yapı sistemlerinin analiz modellerinde uygulanmasını da adım adım göstermektedir. İlk olarak, analizi gerçekleştirilen yapının geometrik özellikleri anlatılmış, kullanılan malzemelerin mekanik özellikleri verilmiş ve yapı geometrisini görsel olarak anlatabilmek adına genel görünüş çizimleri gösterilmiştir. Daha sonra TBDY 2018 yönetmeliğine göre genel tasarım esasları anlatılıp, ilgili sismik tasarım parametreleri belirlenmiş, yapıya etki eden dış yükler ve tasarımda kullanılan yük birleşimleri verildikten sonra ön boyutlandırma yapılmış ve doğrusal deprem analizi tamamlanmıştır. Doğrusal deprem analizi yapılan yapının düzensizlik kontrolleri gerçekleştirildikten sonra çerçeve elemanlarının betonarme tasarımları yapılmıştır. Betonarme tasarım tamamlandıktan sonra doğrusal olmayan analiz modelleri oluşturulmuştur. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler için 11 adet deprem kaydı takımı seçilmiş olup, bu deprem kaydı takımlarının yatay ivme bileşenleri 90 derece döndürülerek analizler tekrarlanmış, her bir model için 22 adet toplamda iki model için 44 adet zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilmiştir. Ayrıca yapı davranışını adım adım izlemek; deplasman sünekliği, yapısal davranış katsayısı gibi parametreleri incelemek adına iki tip yapının her iki doğrultusu için statik itme analizleri yapılmıştır. Statik itme analizleri ayrıca plastik mafsal kesitlerinin istenildiği gibi davranış gösterip göstermediğinin izlenmesi açısından da önemli bir referans modeli olmuştur. Beşinci ve son bölümde ise elde edilen analiz sonuçlarının karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi yapılıp, çalışma sırasında edinilen tecrübelere göre öneriler sunulmuştur. Her iki yapı tipi için incelenen değerlendirme kriterleri şu şekilde özetlenebilir; zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz sonucunda elde edilen taban kesme kuvveti ve tepe yer değiştirmesi istemleri, elastik ötesi hasarın görülebilmesi adına taban kesme kuvvetine karşılık tepe yer değiştirmesi grafikleri, seçilmiş bazı düğüm noktaları için plastik şekil değiştirme istemleri, seçilmiş bazı kolon kesitleri için iç kuvvet karşılaştırmaları, yapısal elemanlardaki plastik hasarların karşılaştırılması. Son olarak, statik itme analizinin sonuçlarına bağlı olarak taşıyıcı sistem davranış katsayısı ve dayanım fazlalığı katsayısı önerilerinde bulunulmuştur.
Standart altı geniş betonarme kolonların yön değiştiren tekrarlı yükler altında davranışı, modellenmesi ve değerlendirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Sarı, Bilal ; İlki, Alper ; 737064 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Türkiye'deki betonarme yapıların büyük çoğunluğu deprem etkilerine uygun olarak tasarlanmamıştır. Yetersiz sargılama, yüksek eksenel yük oranı ve düşük beton dayanımı gibi özelliklere sahip betonarme elemanlar geçmiş depremlerde yapıların göçmesine ve can kayıplarına yol açmışlardır. Bu tip elemanlardan birisi, Türkiye'de kullanımı sıklıkla görülen geniş betonarme kolonlardır. Literatürdeki çok sayıda betonarme kolon çalışmasını içeren ve bazı yönetmeliklerin temel aldığı veri tabanları incelendiğinde: kolonların büyük çoğunluğunun kare kesite, normal beton dayanımına ve düşük eksenel yük oranına sahip oldukları görülmüştür. Benzer sonuçlar düz donatılı betonarme kolon çalışmalarının derlendiği bir veri tabanında da ortaya konulmuştur. Bu çalışmada standart altı geniş betonarme kolonların deprem davranışının anlaşılması, deprem davranışını yansıtacak şekilde numerik analizinin yapılması ve mevcut deprem yönetmeliklerine göre değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma ayrıca, eş zamanlı olarak yapılan güçlendirme çalışması için referans niteliğindedir. Bölüm 2'de deneysel çalışma ele alınmıştır. Toplam yedi adet tam ölçekli konsol kolonu içeren çalışmada, beş farklı enkesit en-boy oranı (1, 2, 3, 4, 5) ve iki farklı eksenel yük oranı (%35, %60) parametreleri incelenmiştir. Enkesit en-boy oranının elemanların deformasyon yeteneği üzerindeki asıl etkisi kesme açıklığı/etkili derinlik oranını etkilemesinden kaynaklanmaktadır. Bu doğrultuda, tüm numunelerin kesit genişliği 200 mm olarak sabit tutulup kesit derinlikleri enkesit en-boy oranına göre belirlenirken, numune boyları değiştirilerek kesme açıklığı/etkili derinlik oranına müdahale edilmiştir. Enkesit en-boy oranı 1 ve 2 olan numuneler özdeş kesme açıklığı/etkili derinlik oranına sahipken, diğer numunelerde enkesit en-boy oranı arttıkça kesme açıklığı/etkili derinlik oranı azalmaktadır. Tüm numunelerde düşük beton dayanımı, 90 derece kancalı ve geniş aralıklı enine donatılar kullanılmıştır. Enine ve boyuna donatılar düz yüzeylidir. Standart altı elemanlarda görülen soğuk derz oluşumunu sağlamak amacıyla farklı zamanlarda temel ve kolon beton dökümleri yapılmıştır. Numuneler sabit eksenel ve yön değiştiren tekrarlı yatay yükler altında test edilmiştir. Deneyler, numunelerin yük taşıma kapasitelerini kaybettikleri noktaya ulaşıncaya dek sürdürülmüştür. Eksenel yük oranı arttıkça numunelerin deformasyon yeteneği büyük ölçüde azalmaktadır. Buna ek olarak, kesme açıklığı/etkili derinlik oranı azaldıkça da deformasyon yeteneğinde azalım eğilimi görülmektedir. Fakat bu azalım, eksenel yük oranı etkisindeki kadar açık değildir. Numunelerin yerdeğiştirme bileşenleri incelendiğinde: sıyrılma deformasyonunun kesme açıklığı/etkili derinlik oranı arttıkça ve eksenel yük oranı azaldıkça artış gösterdiği, kesme deformasyonunun ise kesme açıklığı/etkili derinlik oranı azaldıkça artış gösterdiği görülmüştür. Düz donatılı kolon çalışmalarında belirtilen seyrek çatlak oluşumu bu çalışmada da görülmüş, numunelerde sadece iki seviyede eğilme ya da eğilme-kesme çatlakları gözlemlenmiştir. Temel-kolon birleşim bölgesinde, eksenel yük oranı düşük olan numunelerde daha geniş oldukları tespit edilen çatlaklar görülmüştür. Bu çatlaklar donatı sıyrılma mekanizmasının etkinliğini göstermektedir. Numunelerde görülen eğilme-kesme çatlakları kesme deformasyonlarının oluşumuna işaret etse de bu deformasyonlar çoğunlukla ihmal edilebilecek düzeyde kalmıştır. Numunelerin yük taşıma kapasiteleri kaybolmadan bir çevrim önce ya da yük taşıma kapasiteleri kaybolurken, boyuna donatılarda burkulmalar görülmüştür. Eksenel yük oranı büyük olan numunelerde, temelin yarattığı sınırlayıcı etkiden kaynaklı olarak, hasarın ikinci etriye aralığında yoğunlaştığı görülmüştür. Bölüm 3'te numerik çalışmaya yer verilmiştir. Numunelerdeki toplam deformasyonun eğilme, donatı sıyrılma ve kesme deformasyonları olarak üç ayrı bileşenden oluştuğu kabul edilmiştir. Eğilme deformasyonunda yayılı plastik davranışı dikkate alan kuvvet tabanlı sonlu eleman modeli, donatı sıyrılma deformasyonunda sabit aderans gerilmesini kullanan bir makro model, kesme deformasyonunda ise değiştirilmiş basınç alanı teorisini uygulayan bir kesit analizi programı kullanılmıştır. Numerik uygulama açık kaynak kodlu bir yazılım olan OpenSees üzerinde yapılmıştır. Numunelerin çevrimsel davranışını yansıtabilmek için malzeme modellerinde ve kullanılan elemanlarda histeretik özelliklere dikkat edilmiştir. Numune kesitleri liflerine ayrıklaştırılmış: sargılı ve sargısız beton için ConcreteCM, donatı çeliği için burkulmayı da dikkate alan ReinforcingSteel malzemeleri kullanılmıştır. Eğilme deformasyonu için kullanılan kuvvet tabanlı kiriş-kolon sonlu elemanlarında görülen lokalizasyon probleminin önüne geçebilmek için plastik mafsal integrasyon şemaları uygulanmıştır. Donatı sıyrılma deformasyonu bir dönme yayı, kesme deformasyonu ise bir öteleme yayı aracılığıyla temsil edilmiştir. Kesme deformasyonları çoğunlukla ihmal edilebilecek düzeyde kaldıkları için monotonik olarak dikkate alınmıştır. Numune modelleri oluşturulduktan sonra deneysel yükleme protokolü altında analizleri yapılmıştır. Numerik analizden elde edilen yük-deformasyon ilişkileri, deneysel çalışmadan elde edilen ilişkilerle oldukça benzerdir. Numunelerin yatay yük kapasiteleri ve rijitlik azalımları deneysel çalışma ile örtüşmektedir. Nihai öteleme oranları ve yük taşıma kapasitelerinin kaybolduğu noktalar, çevrimsel dayanım kayıpları, yükleme boşaltımları ve kalıcı yerdeğiştirmeler oldukça başarılı bir şekilde tahmin edilebilmiştir. Eğilme davranışının modellenmesinde plastik mafsal integrasyon şemalarıyla birlikte kullanılan kuvvet tabanlı kiriş-kolon sonlu elemanları, bu başarının yakalanmasındaki ana etmendir. Donatı sıyrılmasından kaynaklı dönmeler incelendiğinde, tutarlı sonuçların elde edildiği görüşmüştür. Kesme etkilerinin en baskın olduğu enkesit en-boy oranı 5 olan numunede, kesme çatlağının yaşandığı kuvvet doğru tahmin edilirken, elde edilen kesme deformasyonunun deney verisinden daha düşük seviyede kaldığı görülmüştür. Bu duruma kesme deformasyonu hesabı için kullanılan kesit analizi yaklaşımının, kesme açıklığı/etkili derinlik oranı küçük olan elemanlarda beklenenden daha düşük değerler vermesi neden olmuştur. Bölüm 4'te mevcut betonarme yapıların değerlendirilmesinde kullanılan ASCE 41-17, Eurocode 8 – Bölüm 3 (EC8-3), Yeni Zelanda Yönetmeliği Bölüm C5 ve Revizyonu (NZG-C5 ve NZG-C5R) ile Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) ele alınmıştır. Her bir yönetmelikte öncelikle mevcut malzemelerin dikkate alınışı ve varsa malzeme modelleri incelenmiştir. Ardından, yönetmeliklerin karşılaştırılmasında kullanılan akma ve nihai öteleme oranlarını veren performans seviyelerine bakılmıştır. Son olarak, yönetmeliklerde verilen kesme kapasitesi modelleri incelenmiştir. Yönetmeliklere göre hesaplanan akma öteleme oranları, deneysel akma öteleme oranları ile kıyaslandığında, EC8-3 ve TBDY çok daha büyük, NZG-C5R daha büyük, ASCE 41-17 ve NZG-C5 daha küçük sonuçlar vermiştir. En başarılı sonuç, 1.10 deney/yönetmelik akma öteleme oranı ortalamasına sahip ASCE 41-17 ile elde edilmiştir. Yönetmeliklere göre hesaplanan nihai öteleme oranları değerlendirildiğinde, ASCE 41-17 çok güvensiz, EC8-3'teki istatistik tabanlı ifade güvensiz, TBDY güvenli, EC8-3'teki mekanik tabanlı ifade ve NZG-C5R çok güvenli, NZG-C5 aşırı güvenli tarafta kalan sonuçlar vermiştir. En başarılı sonuç, 1.30 deney/yönetmelik nihai öteleme oranı ortalamasına sahip TBDY ile elde edilmiştir. Bununla birlikte, eksenel yük oranı büyük olan numunelerde TBDY'de verilen şekildeğiştirme limitlerinin güvensiz tarafta oldukları görülmüştür. Bu duruma rağmen nihai öteleme oranlarında güvenli tarafta kalınmasına, plastik dönme limitinde kullanılan güvenlik katsayıları yol açmıştır. Yönetmeliklerde birbirinden farklı kesme kapasitesi modelleri kullanılsa da ilave malzeme güvenlik katsayıları dikkate alınmadığında, elde edilen kesme kuvveti oranlarının birbirlerine yakın oldukları görülmüştür.
Gömülü boruların sismik yükler altında doğrusal olmayan analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Şen, Furkan ; Taşkın, Beyza ; 733523 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Ülkemizde gömülü boruların depreme dayanıklı tasarımına ilişkin bir yönetmelik bulunmamaktadır. Bu yüzden gömülü boruların deprem etkisi altındaki davranışının incelenmesi ülkemizde büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, gömülü boruların davranışını etkileyebilecek parametreler belirlenmiş ve bu parametrelerin değişmesi durumunda borunun deprem etkisi altındaki davranışının nasıl değiştiği araştırılmıştır. Gömülü borularla ilgili ilk çalışmalar gömülü borulara etkiyen yüklerin belirlenmesi üzerine olmuştur. Burada en önemli kavramlardan bir tanesi projeksiyon kavramıdır. Eğer boruya etkiyen yük üzerindeki zemin prizmasının ağırlığından daha fazla ile negatif projeksiyonlu, daha az ise pozitif projeksiyonlu, eğer eşit ise nötr projeksiyonlu boru olarak adlandırılır. Rijit borular özel boru kurulum yöntemleri kullanılmadığında negatif projeksiyona, esnek borular ise pozitif projeksiyona maruz kalırlar. Boru kurulum yöntemleri 4 ana başlıkta incelenebilir. Bunlardan ilki olan hendek durumunda boru kendini tutabilen ve örselenmemiş bir zeminde nispeten dar bir hendeğe yerleştirilir, daha sonra doğal zemin seviyesine kadar dolgu inşa edilir. İkincisi olan pozitif projeksiyon durumunda boru tepesi doğal zeminin üzerine çıkacak şekilde nispeten sığ kanallara yerleştirilip üzerine bir miktar dolgu inşa edilir. Negatif projeksiyon durumunda ise boru tepesi doğal zeminin altında kalacak şekilde sığ hendeklere yerleştirilip doğal zemin seviyesinin üzerinde bir dolgu inşa edilir. Tünel açma durumu geleneksel açık kazı yöntemlerinin mümkün olmadığı, daha çok derin boru kurulumlarının gerektiği durumlarda kullanılır [10]. Bu tez çalışmasında gömülü boruların üç boyutlu doğrusal olmayan dinamik analizleri yapılmıştır. Bu analizleri gerçekleştirmek için bir model seçimi yapmak gerekir. Geçmişten günümüze gömülü boruları analiz etmek için basitten karmaşığa birçok model önerilmiştir. Basit modellerde zemin-boru etkileşimi göz önüne alınmazken, karmaşık modellerde zemin ve boru ayrı ayrı modellenir. Bu modellerde zemin üç boyutlu sonlu elemanlarla boru ise kabuk elemanlarla modellenir. Ancak karmaşık modelleri analiz etmek için hem yüksek bilgisayar kapasiteleri hem de önemli miktarda zaman gerekir. Bu çalışmada American Lifelines Alliance'ın 2001 yılında Gömülü Çelik Boruların Tasarımına Yönelik Yönergesinde [38] önerdiği analitik model kullanılmıştır. Modelde boru hattı kiriş elemanlarla, zemin ise üç doğrultuda ayrık ve doğrusal olmayan yaylarla modellenir. Hem laboratuvar hem saha deneyleri zemin kuvvetleri maksimuma ulaştıktan bir süre sonra azaldığını gösterse de bu yönetmelikte zemin kuvvetleri maksimuma ulaştıktan sonra sabit olduğunu kabul etmiştir. Yönetmelikteki model derin boruları analiz etmek için uygun olmamakla birlikte üniform zemin koşulları için geçerlidir. Elbette bu modeli kullanırken bazı varsayımlarda bulunmak gerekmektedir. Yapılan varsayımlar aşağıdaki gibi sıralanabilir. Birincisi, zemin üzerindeki hareketli yükler ihmal edilmiştir. İkincisi, boru yeraltı su seviyesinin üzerine yerleştirilmiştir. Böylece sıvılaşmanın etkileri dikkate alınmamıştır. Üçüncüsü, sıkı ve gevşek kum ayrımı zeminin içsel sürtünme açısına bağlı olarak yapılmıştır. Bunun sebebi kumlarda kohezyon sıfır olduğundan Mohr-Coulumb göçme düzlemi üzerindeki kayma gerilmeleri sadece zeminin içsel sürtünme açısına bağlı olmasıdır. Dördüncü ve son varsayım ise analizlerde boru iç basıncı göz ardı edilmiştir. Literatürde ALA 2001 [38]'in önerdiği modelin yeterli yaklaşıkta olduğu gösterilmiş ve birçok bilim insanı tarafından kullanılmıştır [39,40,44,45,46]. Tez çalışmasında da bu model kullanılmıştır. Modelde borunun uzunluğu 1200 metre olarak seçilmiş ve 1 metrelik sonlu eleman ağı kullanılmıştır. Gümülü boruların sismik davranışını etkileyebilecek parametrelerden olan gömülme derinliği, zemin cinsi, boru malzemesi, sınır koşulları, boru çapı, et kalınlığı parametrik olarak değiştirilip 3D zaman tanım alanlı doğrusal olmayan dinamik analizler ile yapılmıştır. Analizleri yapmak için Sap2000 paket programı kullanılmıştır. Analiz çıktılarından olan eksenel, yatay ve düşey yer değiştirmeler ayrı karşılaştırılmış ve grafikler halinde sunulmuştur.
Mevcut betonarme bir binanın deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi ile belirlenmesi, güçlendirme önerileri ve maliyet analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Turan, Mustafa Emre ; Girgin, Konuralp ; 740285 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

Deprem, yer kabuğu içinde beklenmedik bir anda meydana gelen kırılmalar nedeniyle ani olarak ortaya çıkan titreşimlerin dalgalar halinde yayılarak geçtikleri ortamları sarstığı bir doğa olayıdır. Depremler oluşum süreçleri ve etki mekanizmaları bağlamında tahmin edilemez ve önlenemeyen doğa olaylarıdır. Ülkemiz tektonik konumu itibariyle dünyanın en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde yer almaktadır. Geçmiş yıllarda ülkemizde birçok yıkıcı deprem olduğu bilinmektedir. Son yıllarda gerçekleşen 17 Ağustos 1999 Gölcük, 12 Kasım 1999 Düzce, 23 Ekim 2011 Van depremleri, gelecek yıllarda oluşabilecek şiddetli depremlerin birer örneği niteliğindedir. Ülkemizin %92'sinin deprem bölgeleri içerisinde bulunması ve mevcut yapıların çoğunun yeterli denetim altında standartlara uygun inşa edilmemiş olması, muhtemel büyük bir deprem için ciddi bir risk teşkil etmektedir. Bu bağlamda, mevcut yapıların deprem performanslarının değerlendirilmesi ve gerekli tedbirlerin alınması önem arz etmektedir. İnşaat mühendisliği alanında son yıllarda yapılan araştırma ve geliştirmelerin teknolojiyle entegre edilmesi, yeni yöntem ve standartların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Güncel deprem haritalarının oluşturulması bu gelişmelerden biridir. Mevcut veya yeni yapıların deplasman esaslı hesap ve değerlendirmesi için doğrusal analiz yöntemleri kullanmak yerine yapıların deprem davranışını daha gerçekçi yansıtabilen doğrusal olmayan analiz yöntemlerinin kullanılması da önemli bir standart haline gelmiştir. Bu bağlamda mevcut yapıların günümüz standart ve esaslarına uygun şekilde kontrollerinin sağlanması, mevcut güncel yönetmeliğimizin belirlediği şartları sağlamadığı takdirde gerekli önlemlerin alınması son derece önemlidir. Yüksek lisans tezi kapsamında, 1 Ocak 2019 tarihi itibari ile yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 uyarınca mevcut bir yapının deprem performansı değerlendirmesi yapılmıştır. Deprem performansı değerlendirmesinde TBDY-2018 (Bölüm 15)'de bulunan deprem etkisi altında mevcut bina sistemlerinin değerlendirilmesi ilişkin kurallar esas alınmıştır. Mevcut kurallar ve hesap esasları doğrultusunda, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak bodrum kat dahilinde 5 katlı betonarme bir yapının deprem performansı değerlendirmesi yapılmıştır. Mevcut yapı için seçilmiş deprem verileri kullanılarak gerçekleştirilen analizler sonucunda yapının yönetmelikçe belirtilen şartları sağlamadığı tespit edilmiştir. Bu doğrultuda mevcut yapı için iki farklı güçlendirme çalışması TBDY-2018 (Bölüm 15.10)'da bulunan betonarme binaların güçlendirmesine ilişkin esaslar takip edilerek gerçekleştirilmiştir. Birinci bölümde, tez çalışmasının girişi ve mevcut tezin amacı hakkında genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, doğrusal olmayan davranış ile ilgili genel açıklamalara ve detaylara yer verilmiştir. Doğrusal olmayan davranışın modellenmesi kapsamında malzeme ve sistem davranış modelleri ile ilgili bilgiler verilmiştir. Mevcut tezde kullanılan, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemine ilişkin bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, mevcut yapının genel bilgileri ve teknik özelliklerinden bahsedilmiştir. Mevcut yapının, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği TBDY-2018 yaklaşımı ile özellikleri belirlenmiş ve analiz kapsamında gerekli olan kriterler incelenmiştir. Yapının bulunduğu bölge özelinde geçmişte gerçekleşen deprem kayıtları tespit edilmiş ve mevcut yapı analizlerinde kullanılacak sahaya özgü deprem kayıtları seçilmiştir. Dördüncü bölümde, mevcut yapının deprem performans analizi bilgisayar programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Mevcut yapının doğrusal olmayan hesap modeli için uygulanan adımlar detaylı olarak belirtilmiştir. Beton ve çelik malzemelerinin doğrusal olmayan davranış modelleri belirlenmiştir. Mevcut yapının taşıyıcı sistem elemanlarının davranış modelleri tanımlanmıştır. Kolon ve kiriş elemanların davranış modelleri oluşturulması kapsamında yığılı plastik davranış modeli seçilmiş ve eleman açıklık uçlarına plastik mafsallar ETABS programı kullanılarak atanmıştır. Betonarme perde elemanlar için ise doğrusal olmayan davranış modeli olarak yayılı plastik davranış modeli kullanılmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz için seçilen ölçeklendirilmiş on bir adet deprem kayıtları dik iki doğrultuda olacak şekilde ETABS analiz programına tanımlanmıştır. Mevcut betonarme sistem elemanlarının etkin kesitlik rijitlikleri ve izin verilen şekil değiştirme sınırları yönetmelikteki esaslar takip edilerek belirlenmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda, taşıyıcı elemanlar için plastik dönme ve plastik şekil değiştirmeler kullanılarak elemanların hasar bölgeleri tespit edilmiştir. Analiz sonucunda elemanların kesme kuvveti dayanımlarını belirlemek adına kesme kuveti kontrolleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar kapsamında mevcut yapının Kontrollü Hasar (KH) performans düzeyine uygun olmadığı tespit edilmiş ve güçlendirme kararı alınmıştır. Beşinci bölümde, yönetmelikteki esaslar temel alınarak iki farklı güçlendirme yöntemi belirlenmiştir. Belirlenen güçlendirme seçenekleri mevcut yapı modeline uygulanmış ve dördüncü bölümde gerçekleştirilen analizler, güçlendirilmiş mevcut yapı modelleri için de tekrar edilmiştir. Güçlendirilmiş mevcut yapının taşıyıcı elemanları eğilme güvenliği ve kesme güvenliği kontrolleri kapsamında incelenmiştir. Güçlendirme sonrası mevcut yapının deplasman değerleri kontrol edilmiş ve yapının deplasman rijitliğini sağladığı görülmüştür. Bu bilgiler ışığında uygulanan güçlendirme teknikleri, mevcut yapının yönetmelikçe uygun görülen performans düzeyini sağladığı görülmüştür. Ayrıca bu iki güçlendirme yönteminin güvenlik, uygulanabilirlik ve ekonomik yönden karşılaştırılması yapılmıştır. İlgili çalışmanın altıncı bölümünde, iki farklı seçilen güçlendirme işlemleri için yaklaşık maliyet analizi, piyasa araştırması yapılarak ve aynı zamanda "İnşaat Birim Fiyatlarına Esas İşçilik – Araç ve Gereç Rayiç Listeleri" baz alınarak hesaplanmıştır. Mevcut betonarme yapının, günümüz şartlarına uygun olarak aynı mimari özelliklere sahip bir şekilde inşa edilmek istenildiği durumda maliyet analizi belirlenmiştir. Güçlendirme işlemlerinin maliyetleri ve mevcut binanın yeniden inşası için çıkan maliyetler birlikte yorumlanmıştır.
Bir veri merkezi yapısının farklı sismik yalıtım birimleri kullanılarak TBDY-2018 yönetmeliğine göre değerlendirilmesi ve sonuçlarının karşılaştırılması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-26) Kurt, Şafak ; Çağlayan Özdemir, Pınar ; 501171056 ; Yapı Mühendisliği ; Structural Engineering

İnternet ile globalleşen günümüz dünyasında, veri çok önemli bir yere sahiptir. Yapılan her bir işlemin kayıt altına alındığı teknoloji şirketleri, bankalar, ulusal güvenlik kurumları gibi birçok organizasyonun bu verileri yönetme ve saklama ihtiyacı bulunmaktadır. Günden güne artan veri hacminin güvenli bir şekilde depolanması ve her an ulaşılabilir olması bu kurumlar için kritik önem arz etmektedir. Ülkemizde can ve mal kayıplarına neden olan doğal afetlerin başında deprem gelmektedir. Ülke nüfusunun ve sanayinin çok büyük bir kısmı aktif fay hatlarının üzerine kurulan şehirlerde bulunmaktadır. Olası bir deprem durumunda, veri merkezi yapısının taşıyıcı sistemine ve içerisinde bulunan hassas ekipmanlara zarar gelmemesi için önlem almak zorunlu hale gelmektedir. Sismik yalıtım, yapıların ve yapısal olmayan elemanların deprem etkilerine karşı korunmasında kendini ispatlamış en etkin yöntemlerden biridir. Sismik yalıtımda temel amaç, deprem kuvvetlerini karşılayacak yapının dayanımını arttırmak yerine yapıya gelen deprem kuvvetlerini azaltmak prensibine dayanmaktadır. Zemin ile yapının taşıyıcı sistemi birbirinden ayrılarak deprem ivmelerinin yapıya erişmesinin önlenmesi, sismik yalıtımın birincil amacıdır. Yapıya etkiyen deprem ivmelerinin azalması nedeniyle sismik yalıtımlı binalarda kat ivmeleri ve göreli kat ötelemeleri standart binalara göre oldukça düşüktür. Sismik yalıtım sayesinde hem taşıyıcı sistem hem de bina içinde yer alan yapısal olmayan eleman ve ekipmanlardaki hasar oluşma ihtimalleri büyük oranda azaltılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, bir veri merkezi yapısının iki farklı yalıtım birimi ile ankastre mesnetli olması durumları için deprem etkisi altında davranışı incelenmiştir. Uygulamada en çok kullanılan, kurşun çekirdekli kauçuk yalıtım birimi ile eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimi çalışma kapsamında değerlendirilmiştir. Kurşun çekirdekli kauçuk yalıtım birimi (LRB), kauçuk katmanlarının arasına ince çelik plakalar yerleştirilerek oluşturulan içerisinde bir veya daha fazla kurşun çekirdek bulunan sismik yalıtım sistemidir. Yeni Zelanda'da icat edilen bu yalıtım biriminin çevresel etkilere karşı dayanıklılığı fazladır. TBDY-2018 yönetmeliğinde tarif edilen kurşun çekirdekli kauçuk yalıtım birimi elastik ötesi rijitliği; kauçuk kayma modülüne, kauçuk alanına ve kauçuk yüksekliğine bağlıdır. Bu parametreler değiştirilerek istenilen yalıtım birimi davranışları elde edilebilmektedir. Eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimi (FPS), sürtünmeli sarkaç sistem olarak da adlandırılmaktadır. Taşıyıcı sistem, eğrisel yüzeylerin arasında bulunan düşük sürtünmeli bir çekirdek üzerinde hareket eder. Deprem esnasında yapı, yalıtım biriminin iç bükey yüzeyinde yükselip alçalarak enerji sönümler. Eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtımın biriminin diğer sürtünmeli yalıtım birimlerinden en önemli farkı, yapısı gereği geri merkezlenme özelliğinin bulunmasıdır. Yapıya etkiyen dinamik etki ortadan kalktığında sürtünme kuvveti yardımıyla, yapı ilk konumuna dönme eğilimindedir. Eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım biriminin elastik ötesi rijitliği, TBDY-2018 yönetmeliğinde belirtildiği gibi eksenel yükün, etkin eğrilik yarıçapına bölünmesi ile bulunmaktadır. Yapı hakim titreşim periyodu ve yalıtım birimi yerdeğiştirmesi doğrudan etkin eğrilik yarıçapına bağlıdır. Yalıtım birimi mekanik özellikleri, TBDY-2018 yönetmeliğinde tarif edilen etkin deprem yükü yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Yalıtım birimlerinin mekanik özellikleri belirlenirken DD-2 deprem yer hareketi düzeyi için deplasman ve periyot değerlerinin benzer olmasına dikkat edilmiştir. Kurşun çekirdekli kauçuk yalıtım birimi ve eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimi için ayrı ayrı elde edilen özellikler ETABS programında doğrasal olmayan link elemanlara atanmıştır. Link elemanlar kolonların yalıtım arayüzüne bastığı noktalara girilmiştir. Deprem parametreleri, yapı konumu ve zemin sınıfı gözönüne alınarak AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması'ndan elde edilmiştir. PEER veritabanından, DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyi için hesaplanan yatay ivme spektrumuna uygun 11 adet deprem kaydı takımı seçilmiştir. Yapı konumunun depremsellik özelliklerini belirleyen fay tipi, faya olan uzaklık ve deprem büyüklüğü parametreleri veritabanında filtreleme yaparken gözönüne alınmıştır. Seçilen deprem kaydı takımları TBDY-2018 yönetmeliğinde belirtilen periyot aralıkları için DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyinde ayrı ayrı SeismoMatch programında ölçeklendirilmiştir. Ankastre mesnetli, kurşun çekirdekli kauçuk yalıtım birimli ve eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimli mesnet koşulları için DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyinde herbiri için iki adet, toplamda altı adet hesap modeli oluşturulmuştur. Analiz sonuçları, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılarak ETABS programından elde edilmiştir. Yapılan modal analiz sonucunda ankastre mesnetli yapının hakim periyodu 0.515 s, LRB yalıtım birimli yapının DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyi için hakim periyotları sırasıyla 3.933 s ve 1.516 s, FPS yalıtım birimli yapının DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyi için hakim periyotları ise sırasıyla 2.182 s ve 1.504 s bulunmuştur. Yalıtım birimi ön tasarımında bulunan periyot değerleri ile analiz sonucunda elde edilen periyot değerlerinin oldukça yakın olduğu görülmektedir. DD-2 deprem yer hareketi düzeyinde kat kesme kuvvetleri ankastre mesnetli yapıya kıyasla, LRB yalıtım birimli yapıda %90, FPS yalıtım birimli yapıda %78.5 oranında azalmıştır. Çalışmada elde edilen DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyi için en üst katın ortalama kat yerdeğiştirmeleri incelendiğinde, ankastre mesnetli yapıya kıyasla yalıtım birimli yapıların kat yerdeğiştirmeleri beklenildiği gibi artmıştır. Yalıtım birimli modellerde üst yapının rijit kütle davranışı sergilediği gözlemlenmiştir. Yapılan analizler sonucunda elde edilen göreli kat ötelemeleri incelendiğinde, DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyi için yalıtım birimli yapıların kesintisiz kullanım performans düzeyini rahatlıkla sağladığı ancak ankastre mesnetli yapının sınırlı hasar performans düzeyi limitlerini aştığı görülmektedir. Analizler sonucunda DD-2 deprem yer hareketi düzeyinde en üst katta oluşan ivmeler, ankastre mesnetli yapı için 1.854 g, LRB yalıtım birimli yapı için 0.073 g ve FPS yalıtım birimli yapı için 0.230 g olarak elde edilmiştir. Kat ivmelerinin ankastre yapıya kıyasla, LRB yalıtım birimli yapıda %96, FPS yalıtım birimli yapıda %87.6 oranında azalmıştır. Ayrıca LRB yalıtım birimli yapının kat ivmelerinin 0.2 g limit değerini aşmadığı, ancak FPS yalıtım birimli yapının kısa doğrultuda 0.2 g limit değerini bir miktar aştığı gözlemlenmiştir. Elde edilen veriler göz önüne alındığında, deprem gibi bir doğal afet sonrasında kesintisiz kullanım gerektiren veri merkezi tipi bir yapıda sismik yalıtım birimlerinin kullanılmasının, göreli kat ötelenmelerini ve kat ivmelerinin sınırlandırılmasında etkili bir yöntem olduğu sonucuna varılmıştır.
The analysis of unanchored brms considering a velocity-dependent friction model and soil-structure interaction effects

(Graduate School, 2022-02-01) Hashemi, Sayed Mahdi ; Sarı, Ali ; 501191055 ; Structure Engineering

Blast-resistant Modular Buildings (BRMB) are multiple-purpose structures that are used in many different areas including in petrochemical facilities, in blast zones near mining fields, in military industries to shelter personnel, etc. Since these modular buildings are prefabricated and are manufactured off-site, they are cost-effective, have better quality compared to on-site manufactured structures, and are built within the construction schedule. Due to the mentioned reasons, they have become more popular, recently. Although extensive studies regarding the dynamic behavior of these buildings have been done over time, there are still gaps that need to be filled. Especially, regarding the unanchored modular buildings since they are relatively a recent trend. The modular buildings which are not anchored to the foundation are more cost-effective in comparison to the typically anchored modular buildings because the anchorage to the foundation requires costly installation of anchorages and building of larger foundations. Additionally, the maximum deflection demands for the structural members of the unanchored buildings are significantly smaller. In this study, the behavior of an un-anchored blast-resistant modular building under blast loads has been studied for two different cases: In the first case, the blast-resistant modular building is placed on a reinforced concrete foundation, un-anchored and freely sliding. In this case, the response of the building is calculated using a relative-velocity-dependent friction model which is based on the Stribeck curve. For a realistically representative friction model to be used in this case, a review of the existing static and dynamic friction models is carried out. In the second case, the behavior of a blast-resistant modular building is studied with the effects of the soil-structure interaction being included. In this case, the building is placed directly on silty-sand soil. The soil-structure interaction effects are calculated in the time domain using dynamic impedance functions which were proposed by Pais and Kausel (1988). Additionally, the accelerations and forces impacting the inhabitants of the BRMB have been calculated for a test dummy assumed to be positioned in the building using the provisions in the literature regarding human injury criteria. In this part, a brief description of the head injury criteria, the neck injury criteria, the chest, and femur injury criteria is provided according to the existent literature on the topic and later the calculations are carried out. The results of the first and second cases and the human response are later validated against the results of a series of blast tests. The comparisons of the test results and the calculated results seem to be approximate enough, in order for the methods which are used in this study to be verified.
Seismic risk of substandard RC frames with foundation settlement

(Graduate School, 2022-02-01) Huseynli, Shahin ; Yazgan, Ufuk ; 501191057 ; Structure Engineering

Foundation settlement is one of the most common problems in buildings. Situations such as poorly administered deep excavations and soil liquefaction cause ground deformation and thus trigger the settlement of nearby buildings. Substandard RC buildings may suffer substantial damage from foundation settlements, and seismic effects exacerbate the problem. Although the seismic risk of buildings exposed to settlement has been studied by some researchers, in the majority of them, inter-story drift ratios (IDRs) have been used as the key response parameter. However, because settlement causes considerable strain on structural elements, the stresses in critical regions of structural elements may approach their flexural capacity even when lateral deformations are very low. Therefore, the strain-based approach was employed in the study. As the case study building, a substandard RC frame with poor concrete quality and inadequate transverse reinforcement is studied. It is numerically modelled using OpenSees software framework, and the simulated response is validated using data from an earlier experiment. Elements are defined using a force-based approach, and fiber-sections are used in the section definitions to capture the axial force-moment interaction. A number of settlement profiles are applied to the frame, each with a specific range of settlement amounts. First, the redistribution of internal forces following settlement is examined. The findings of the static analysis show that the internal force distributions change substantially following the settlement. Members near the settled area experience a significant increase in axial, shear, and bending moment demands. In some cases, flexural and shear demands exceed capacity. The results of the pushover analysis lead to some remarkable observations as well. The direction of pushover loading has been demonstrated to have a considerable effect. The type of failure and the collapse mechanism are demonstrated to be dependent on the settlement profile. It is shown that the maximum base shear and drift ratio at ultimate displacement capacity decrease significantly as the settlement amount increases. Incremental dynamic analyzes (IDA) are performed using a ground motion set scaled to a specific intensity range. To construct seismic fragility curves, the amount of settlement is added as a new independent parameter to the conventional functional form. A set of damage states are defined based on resultant strains. Two sites with different seismic activity rates are chosen as the case study sites, and the seismic hazard associated with each is identified. Seismic fragility analysis data and seismic hazard information are combined to calculate the annual probability of collapse. The presence of a vertical excitation component as well as consideration of shear failure are found to have a significant influence on the seismic fragility analysis results. The median collapse capacity decreases by up to 26% due to foundation settlement. The annual probability of collapse increases by 0.5% as an outcome of this reduction in the median capacity.
Evaluation of seismic response of topside equipment at fixed offshore platforms

(Graduate School, 2022-02-02) Huseynli, Ashraf ; Sarı, Ali ; 501191007 ; Structure Engineering

Nowadays, oil and gas have an enormous role in the global economy, being the most common energy source. Considering the more significant oil and gas reserves are located in subsea, particular offshore structures assist the oil and gas extraction process. Besides operational and dead loads, these structures take the risk of being subjected to high rates of seismic, wind, and wave loads. Considering the heavily-weighted vessels containing flammable materials on offshore topside structures, any damage to these vessels during a seismic event can lead to a collapse of a part, leading to a fire or blast concluding with a disaster. Hence, a study on the response of topside equipment and their connections to seismic actions is a worth approach of disaster management to be looked into. This study aims to study the response of typical topside equipment subjected to seismic events. Hence, a model of a fixed offshore structure and several types of equipment widely used in upstream operations with real-life physical parameters have been developed in finite element analysis software. In the finite element analysis, 22 historical ground motion records have been utilized. These records have been chosen based on several parameters as earthquake magnitude, peak ground acceleration, peak ground velocity, frequency content parameters, and et cetera. Firstly, the response of the fixed offshore platform has been analyzed and the topside acceleration time histories have been found. Then, these topside acceleration time histories have been applied to the bases of the equipment to capture the response of these vessels to seismic events. The probability of failure occurring at the vessels has been observed to have a direct relationship with several ground motion parameters and the seismic response of the platform structure. Damage levels on the equipment have been represented by effective plastic strain values. The ground motion parameters like the peak ground acceleration and duration have been observed to have a significant impact on the plastic strain formation at the vessels. Moreover, near-fault ground motions containing displacement and velocity pulses have been noted to form significant damages at the vessels according to the displacement and velocity pulses. Furthermore, the results show that the damage probability of the vessels demonstrated diversity according to the geometrical shape and natural period. The results obtained from the study provide a basis for several seismic design recommendations for topside equipment at fixed offshore structures.
Orta yükseklikte betonarme binada eğri yüzeyli sürtünmeli izolatör sisteminin etkinliğinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-03) Aksay, Meltem ; Darılmaz, Kutlu ; 501181064 ; Yapı Mühendisliği

Bu çalışmada deprem yalıtımı uygulamalarının tipik bir hastane binası üzerinde etkinliği incelenmiştir. Plan ve taşıyıcı sistem özellikleri hemen hemen her katta aynı olan 5 katlı binanın Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018)'nda bulunan şartlara göre deprem yalıtımı tasarımları yapılmıştır.Yapısal analizlerde ETABS analiz programından yararlanılmıştır. Sismik izolatör tipi olarak uygulamada ve literatürde sıklıkla kullanılan kayıcı esaslı sürtünmeli sarkaç tipi izolatör kullanılmıştır. Sırasıyla 50 yılda %2 ve 50 yılda %10 aşılma olasılıklarına karşılık gelen DD-1 ve DD- 2 deprem seviyelerine göre ölçeklendirilmiş 11 adet deprem kaydı doğrusal olmayan dinamik analizlerde kullanılarak yapılan tasarımların deprem performansları belirlenmiştir. Performans kriterleri, DD-1 deprem seviyesinde izolatör sistemlerinin alt sınır değerleri kullanılarak, yalıtım birimlerinin (izolatörlerin) deplasman ve dayanım limitlerinin aşılmaması, DD-2 deprem seviyesinde ise izolatörlerin üst sınır değerleri kullanılarak, üst yapıya etkiyen kuvvet ve kat göreli şekil değiştirmelerinin hedeflenen ve yönetmelikte verilen sınırların altında kalması olarak belirlenmiştir. Analizlerin sonucunda ortaya çıkan kat kesme kuvvetleri, göreli kat ötelemeleri, en büyük kat deplasmanları ve yapı periyotları karşılaştırmalı olarak çizelgeler halinde verilerek değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar geometrik ve malzeme özellikleri değişmeden oluşturulan ankastre mesnetli bina tasarımı ile karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. Sismik izolatör mesnetli sistemlerin kullanılmasıyla artan yapı periyodu, azalan göreli kat ötelenmesi oranı,azalan kat kesme kuvveti ve azalan kat deplasmanları ile yapı daha güvenli hale getirilmiştir.

Gözat

Çıkarma tarihi ile LEE- Yapı Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri