FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Çıkarma tarihi ile FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeSabit noktalı küre izdüşüm prensibi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1972) Duman, K. Naci ; Aykan, Faruk ; 2191 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu çalışmada "Sferografik izdüşüm" metotlarının yeni bir tipi incelenmiştir. "Sabit noktalı küre izdüşüm prensibi" adını ver diğimiz bu gösterme metodunda, uzayın her P noktası, merkezi bu P noktası olan ve uzayda, reel sabit bir O noktasından geçen kürenin, yatay durumda düşünülen reel, sabit bir II resim düzlemindeki "iz çemberi" ile gösterilmektedir. Bu metodun, diğer küre izdüşüm metotları ve sik- lografi ile önemli ve karakteristik farkı, uzayın nok taları ve bunların izdüşüm çemberleri arasında" "kar şılıklı olarak bire-bir bir bağıntı:"nın bulunmasıdır. Doğruların izdüşümleri olarak çemberler demetle ri ve düzlemlerin izdüşümleri olarak çemberler deste leri elde edilmiştir. Genel durumdaki doğrular ve düzlemlerin incelenmesi ile birlikte, izdüşüm siste mine göre özel durumlarda bulunan doğruları ve düz lemleri gösteren, çemberler demetleri ve destelerinin karakteristik özelikleri gözönüne alınmıştır. Nokta, doğru ve düzlem arasındaki durum bağıntı larının araştırılması ve "projektif temel şekillerin gösterilme" leri sistematik olarak incelenmiştir. Sistemin 0 sabit noktasını odak ve II resim düz lemini doğrultman düzlemi olarak kabul eden 0 dönel paraboloidi, uzay elemanlarının izdüşümleri için bir XII sınır yüzeyi olarak ortaya çıktığından, bu elemanla rın II ve O ya göre özel durumları yanında, 0 ye göre durumları da incelenmiştir, özellikle buradan 0 nin do§ru ve düzlemlerle kesişmesine ait problemler için kolay ve karakteristik çözümler elde edilmiştir. Ay rıca bu kesişmelerin sınır problemlerinden, 0 nin po- laritesiyle ilgili bir kuadratik iz prensibi olarak "özel parabolöidal bir 'iz prensibi" adını verdiğimiz "Parabolöi&al stereografik izdüşüm prensibi" ortaya çıkmıştır. Bunun yanında insidens yüzeyi 0 olan "Özel parabolöidal bir perspektivite" adını verdiğimiz, "Kuadratik bir noktalar bağıntısı" da elde edilmiştir. Nokta, doğru, düzlem hakkındaki temel-birleştirme, kesişme, diklik-baŞıntıları ve problemleriyle birlikte, özellikle "Doğrular sistemleri" ve bunlarla ilgili problemlerin küre izdüşümündeki gösterilme yolları sistematik şekilde incelenmiş ve açıklanmıştır. Birden fazla küre izdüşüm sistemleri arasındaki bağıntılar araştırılmış ve bu arada, bir taraf tan, bir uzay şeklinin iki küre izdüşümü yardımiyle elde edi len izdüşüm şekilleri arasındaki bağıntı ve diğer ta raftan, iki izdüşüm sistemine göre aynı izdüşüm şek lini veren iki uzay şekli arasındaki bağıntı incelen miştir. Bu son bağıntının kolayca belirlenebilen, "Perspektif bir uzay afinitesi" olduğu görülmüştür. Aynöâ bulunan sonuçlar yardımiyle, düzlemdeki plâni- metrik çember problemlerinin bazı çözüm yolları gös terilmiştir.
-
ÖgeDalga Enerjisi Tahmini Ve Stokastik Modelleme(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-04) Özger, Mehmet ; Şen, Zekai ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinDünyada hızla artan enerji kullanımı insanları yeni enerji kaynakları arayışlarına itmiştir. Bir yandan da fosil yakıtlardan dolayı meydana gelen hava kirliliği ve bunun sonucu iklim değişimi senaryolarından günümüzde sıkça bahsedilmektedir. Yeni enerji kaynaklarından sürdürülebilir ve çevresel etkilerinin en az olması nedeni ile temiz enerji kaynakları dünyada büyük bir ilgi görmektedir. Dalga enerjisi temiz enerji kaynaklarının bir türü olarak daha yeni yeni gelişmektedir. Bu tezde yenilenebilir enerji kaynağı olan dalga enerjisi dalga karakteristikleri ve güvenilirliği bakımından incelenmiştir. Tez bölümleri aşağıdaki şekilde organize edilmiştir. Birinci bölümde temiz enerji kaynakları incelenmiştir. Bunlar güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, hidroelektrik enerji ve dalga enerjisidir. İkinci bölümde dalga karakteristikleri incelenmiştir. Dalga enerji spektrumunun özellikleri ve buradan çeşitli dalga parametrelerinin nasıl elde edilebileceği konuları işlenmiştir. Ham dalga kayıtlarından enerji spektrumuna geçiş irdelenmiştir. Ayrıca literatürde var olan çeşitli dalga enerji spektrumları sunulmuştur. Bir dalga enerjisi dönüştürücüsünün verimliliğinin belirlenmesi çalışmalarında atılacak ilk adım, o bölgedeki mevcut dalga enerjisi potansiyelini değerlendirmektir. Dalga enerjisine rüzgarın dolaylı yoldan olmak üzere dalga yüksekliği ve periyoduna doğrudan etkisi vardır. Deniz şartlarında bu iki değişken belirli bir ortalama etrafında salınım yapmaktadır. Literatürde bulunan mevcut dalga enerjisi hesaplama yöntemleri Üçüncü bölümde karşılaştırılmıştır. Çalışma bölgesine ait eş dalga enerjisi haritası hazırlanmıştır. Dalga enerjisinin tahmini için belirgin dalga yüksekliği ve ortalama dalga periyodu iki önemli değişkendir. Bu iki değişken aslında feç uzunluğu, rüzgar esme süresi ve rüzgar hızına bağlı olarak değerler almaktadır. Belirli bir feç mesafesi boyunca ve belirli bir süre zarfında sabit bir hızda esen rüzgarın ortaya çıkardığı dalga yüksekliği ve periyodunu tahmin etmek için bir çok yaklaşım geliştirilmiştir. Dördüncü bölümde ilk defa üçlü diyagram modeli yardımıyla rüzgar hızı, feç mesafesi ve esme süresi gibi büyüklüklerden dalga yüksekliği ve periyodu tahmin edilmeye çalışılacaktır. Daha sonra bu tahminler kullanılarak dalga enerji miktarları elde edilecektir. Dalga yüksekliği ve periyodu tahminleri literatürde mevcut bulunan JONSWAP formülleri ile karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin dalga karakteristiklerini tahmin etmekte klasik formüle göre daha iyi olduğu çeşitli grafik ve nümerik gösterim şekilleri ile ortaya konulmuştur. Dalga enerjisi üretimi o bölgedeki dalga iklimiyle yakından ilgilidir. Enerji üretimi açısından riskli durum, denizde meydana gelen dalgaların enerji üretimi için yetersiz kalmasıdır. Tüm bunların uzun dönemde incelenmesi için risk analizlerinin yapılması gerekmektedir. Beşinci bölümde, üretilecek enerjinin belli bir eşik değerine göre tekerrür aralığı ve risk durumu belirlenecektir. Bu analizler serilerin iç bağımlı olduğu veya olmadığı durumlar için farklı değerler almaktadır. İç bağımlılık varken, olmadığı kabulü yapılırsa, gerçek değerlerden oldukça büyük sapmaların olacağı açıktır. İç bağımlılık özellikle mühendislik yapılarının planlanmasında en önemli parametreler arasındadır. Bu bölümde hesaplamalar için otoran analizi kullanılmıştır. Dalga parametrelerinin tekerrür aralığı ve risk analizleri bağımlı ve bağımsız durum için ayrı ayrı hesaplanarak karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeBeyşehir Gölünün Hidrodinamik Modellemesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-05) Mercan, Dilek Eren ; Kabdaşlı, Sedat ; Su Mühendisliği ; Hydraulics EngineerinBu çalışmada, Beyşehir Gölü’nün hidrodinamik modeli, ısı ve su dengesi kurulmuştur. Kurulan üç boyutlu hidrodinamik model; i)on yıllık kesintisiz bir dönem (1992-2001 su yılı), ii) en kurak bir yıllık dönem (2001 su yılı), iii) en sulak bir yıllık dönem (1996 su yılı), iv) ortalama bir yıllık dönem (1998 su yılı) olmak üzere dört ayrı durum için çalıştırılmıştır. Modelleme çalışmasında; DSİ’den meteoroloji, hidroloji ve batimetri verileri, EİE’den hidrolojik ve DMİ’den de meteorolojik veriler günlük olarak temin edilmiştir. Modele girdi olarak; rüzgar hızı, rüzgar yönü, kısa dalga radyasyonu, hava sıcaklığı, bulutluluk, nemlilik, hava basıncı, yağış, giriş / çıkış debileri günlük bazda ve gölün batimetrisi dijital olarak girilmiştir. Kurulan model yardımıyla, göldeki su hareketi ve bu su hareketlerine etki eden parametreler belirlenmiştir. Ayrıca gölde modellenen hidrodinamik olayların yıldan yıla değişimi ve gidişatı özetlenmiştir. Göl yönetiminde kısa dönemlere bakılması ekonomik ve daha basit olmasına rağmen döngüler gözönüne alındığında değişik hatalara sebep olmaktadır. Bu yüzden uzun döneme bakılarak yapılan modelleme ve göl yönetimi kısa döneme nazaran daha başarılı ve gerçekçi olmaktadır. Bu çalışmada uzun süreli modelleme kullanılmasıyla göl yönetimine yeni bir bakış açısı getirilmiştir. Ek A’da model sonuçlarını göstermek amacıyla simülasyon dosyaları ve bu dosyaların çalıştırılabilmesi için ücretsiz olan “quick time player” (iTunesSetup.exe) programının kurulum dosyası da eklenmiştir.
-
Ögeİnce Sinüzoidal Gövdeli Çelik I Kesitlerden Oluşturulan Bir Kolon-kiriş Birleşiminin Davranışı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-07-11) Aydın, Recep ; Yardımcı, Nesrin ; 10044224 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu çalışmada, ince cidarlı sinüzoidal gövdeli çelik I elemanlardan oluşturulan moment aktaran alın plakalı kolon-kiriş birleşimleri farklı panel bölgesi uygulamaları için deneysel ve kuramsal olarak incelenmiştir. Panel bölgesinin oluşturulmasında uygulanan farklı yaklaşımların kolon-kiriş birleşimlerinin genel davranışı üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda; uygulamada kullanılan düzlem levhadan oluşturulmuş panel bölgelerinin davranışı, çapraz elemanlar kullanılarak oluşturulan panel bölgesi davranışı ile karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmada, 6 adet 1/1 ölçekli kolon–kiriş birleşim bölgesi İTÜ İnşaat Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında iki yönlü tekrarlı yerdeğiştirme çevrimleri etkisinde incelenmiştir. ABAQUS yazılımı kullanılarak tüm numunelerin sonlu eleman modelleri oluşturulmuş ve kuramsal analizleri yapılmıştır. Kuramsal olarak elde edilen yük-yerdeğiştirme ve moment-dönme ilişkilerinde, başlangıç rijitliği, akma dayanımı, akma sonrası rijitlik ve boşaltma kolu deneysel çalışmada elde edilen sonuçlar ile yeter derecede yakındır.
-
ÖgeAnakaya Eğiminin Zemin Büyütmesine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-08-04) Zadeh, Hadı Khan Baba ; İyisan, Recep ; 10044303 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringDepremler sırasında yerel etkiler nedeniyle meydana gelen zemin büyütmesi yeryüzünde önemli hasarlara neden olmaktadır. Birçok durumda yerel etkiler ve zemin büyütmesi yatay ve düşey yönde yayılan kayma dalgası varsayımına dayanan tek boyutlu dinamik analizlerle hızlı ve kolay bir şekilde hesaplanabilmektedir. Ancak, gerçekte üç boyutlu yayılan bir dalganın yanal süreksizliklerden dolayı yüzey dalgalarının bir bölgede odaklanmasına yol açmasından dolayı, zemin büyütmesinin tek boyutlu analizlerle değerlendirilmesi her koşulda doğru bir yaklaşım olmamaktadır. Bu durumda iki boyutlu dinamik analiz gerekli olmaktadır. İki boyutlu zemin büyütmesi, zemin tabakaları arasındaki empedans farklılığı ve onların yanal süreksizliğinden kaynaklanan yüzey dalgaların bir aradaki etkisinden meydana gelmektedir. Bu araştırmada farklı anakaya eğimi ve zemin cinsinin jeolojik düzensizliklere sahip ovaların dinamik davranışına etkisinin anlaşılması için numerik bir çalışma yapılmıştır. Bu amaçla farklı anakaya eğimi ve zemin tabakalarından oluşan ovaların dinamik davranışı varsayımsal modeller üzerinde ve farklı deprem yükleri altında bir ve iki boyutlu dinamik analizler ile incelenmiştir. Modellerin yüzeyinde farklı noktalarda zemin büyütmesi ve şiddet faktörü bulunmuş, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Dinamik analizler sonlu farklar yöntemi esaslı FLAC yazılımıyla yapılmıştır. Kullanılan anakaya ivmesi kayıtlarından zemin tabakalarının etkisinin kaldırılması için kayıtların sert tabakalar üzerinde alınmış olduğuna dikkat edilmiştir. İki boyutlu varsayımsal modellerin dinamik analizinin yanı sıra yatay yönde sınırlı ve eğimli anakaya sınırına sahip Dinar Ovası’nın sismik tepkisi de yapılmıştır. Bu araştırmanın sonucu iki boyutlu dalga yayılmasının etkin olduğu alüvyonel ovalar gibi yumuşak tabakaların dinamik davranışının anakaya eğimi ve zemin cinsinden etkilendiğini göstermektedir. Sonuçlar ovaların yüzeyinin farklı noktalarının farklı periyotlara duyarlı olduklarına işaret etmektedir. Etkilerin anakaya hareketinin kuvvetinin artmasıyla da devam ettiği görülmektedir. Ayrıca, tek ve tabakalı zeminlerden oluşan alüvyonel ovaların farklı özelliklere sahip anakaya hareketi etkisi altında gösterdikleri dinamik davranışının maksimum zemin büyütmesi ve rezonans periyodu açısından birbirinden farklı oldukları anlaşılmaktadır. Simetrik olmayan Dinar Ovası’nın iki boyutlu analizinden elde edilen sonuçlardan bu ovanın dinamik davranışının büyük ölçüde ikinci boyuttan etkilendiği ortaya çıkmaktadır.
-
ÖgeAkım Ve Dalga Koşulları Altında Denizaltı Pe Doğalgaz Borularının Davranışlarının Nümerik Ve Fiziksel Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-09-26) Çalışkan, Uğur ; Avcı, İlhan ; 10054022 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringDoğal gazın çevreye zarar vermemesi ve sürdürülebilir sistemin önemli bir parçası olması sebebiyle şehirlerde kullanımında artış gözlenmektedir. Doğal gazın merkez noktalardan diğer noktalara transferi açısından görece ucuz ve kolay imal edilebilir bir çözüm bulunması ve uygun çözüm yöntemleri ile deniz ve benzeri doğal engellerin ötesine iletilebilmesi kritik bir öneme sahiptir. HDPE boru hatlarının bu tip uygulamalarda kullanılması tüm problemlere çözüm olabilecek niteliktedir. Denizaltı boru hatları ve bu hatların tasarım prensipleri hidrodinamik bilim dalı açısından son derece önemlidir. Bu tip mühendislik yapılarının tasarımında, boru hattının yapımında kullanılan boruların malzeme özellikleri, akım karakteristikleri ve yapı-akışkan etkileşimi tüm sistemin davranışının anlaşılması açısından anahtar bir öneme sahiptir. Bu çalışma içerisinde kullanılan boruların PE boru olması nedeniyle, tüm sistem mesnetlerden ankastre bağlanmış olan elastik boru sistemi olarak alınmıştır. Fiziksel laboratuvar modeli İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Hidrolik laboratuvarı içerisinde hazırlanmış ve bu laboratuvar modelinde uzun süreli hidrodinamik testler yapılmıştır. Hidrodinamik yükleme testleri tamamlandıktan sonra, test sistemi uzerinden boru örnekleri alınarak akredite malzeme laboratuvarına gönderilmek suretiyle malzeme testleri yapılmış ve malzeme laboratuvarından gelen test sonuçları analiz edilmiştir. Prototip model, Kartal-Adalar Denizaltı Doğal Gaz boru hattı, uzun süreli performans kriterleri gözönünde bulundurularak analiz edilmiştir. Kartal-Adalar Doğal Gaz Boru hattı üzerinden 2 ayrı zaman diliminde boru örnekleri alınmıştır. Alınan bu örnekler malzeme laboratuvarına gönderilerek ilgili malzeme testleri yapılmıştır. Bu boru hattından alınan boru örneklerinin malzeme test sonucları incelenmiş ve bu örneklerin performansları değerlendirilmiştir. Sistemin nümerik (bilgisayar) modelleri ANSYS paket programının bileşenleri kullanılarak hazırlanmıştır. Akışkan modellemesi, CFD analizi ve diğer sistem bileşenlerinin modellenmesinde ilgili program bileşenleri (ANSYS Fluent ve diğer) ve çözüm elemanları, nümerik modelin hazırlanması ve çözülmesi aşamalarında kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, boru hattı sisteminin temel özellikleri incelenmiş ve HDPE tipi malzemelerden imal edilen boruların akıntı ve dalga koşulları altındaki performansları değerlendirilmiştir. Bu konulara ek olarak HDPE boruların doğalgaz iletim boru hatlarının deniz altı geçişleri açısından performansları ve kullanılabilirlikleri değerlendirilmiştir.
-
Ögeİstanbul Grovaklarına Soketlenen Fore Kazıkların Taşıma Kapasitesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-09-29) Eyigün, Yalçın ; Sağlamer, Ahmet ; 10054074 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringSoketli kazıklar, zayıf kaya ve tabakaların bulunduğu zemin ortamında, daha derindeki sağlam kaya içinde delgi yapılarak imal edilen kazıklardır. Bu çalışmada kazığa gelen yükün büyük ölçüde kazığın kaya içindeki soketi tarafından taşındığı, İstanbul grovaklarına soketlenmiş, yerinde dökme betonarme kazıkların yük-deformasyon davranışı ayrıntılı bir biçimde incelenmiştir. Haliç Metro Geçiş Köprüsü temel kazıklarının imali öncesinde ve sırasında teşkil edilen test ve proje kazıkları üzerinde uygulanan dört adet Osterberg Hücresi deneyinin sonuçları kullanılarak, İstanbul grovaklarına soketlenen fore kazıklarda tasarımcılar için güvenli kaya soket sürtünmesi değeri önerilmiştir. Genel manada kayaya soketli kazıkların taşıma gücü kapasitesi iki bileşenden meydana gelir. Bunlardan birincisi soket tabanından elde edilen uç mukavemeti, diğeri ise soket yüzeyi boyunca mobilize olan çevre sürtünmesidir. Bu iki halin varyasyonu, soketli kazıklar projelendirilirken değişik durumlar gösterir: Sadece uç mukavemetinin mobilize olduğu, sadece çevre mukavemetini mobilize olduğu ya da iki bileşenin birlikte alındığı durum. Bu çalışmada; İstanbul Grovaklarına soketli yerinde dökme betonarme kazıkların tasarımında, soket sürtünmesi ile tasarım yapılması gerektiği ortaya konmuştur. Kaya soket ucunun yeterince temizlenmemesi durumunda veya kazığın küçük oturma değerlerinde uç dayanımının mobilize olmayacağı dikkate alınarak kayaya soketlenen kazıklarda sadece soket sürtünmesiyle tasarım yapılması tavsiye edilmiştir. Diğer yandan üzerinde çalışılan formasyon olan İstanbul grovakları jeolojik ve geoteknik karakteristikleri açısından incelenmiş, litolojik özellikleri, jeolojik geçmişi, başlıca fiziksel ve geoteknik parametreleri literatür ve bu çalışma kapsamında ortaya konan verilerle izah edilmiştir. Böylece pratikte sıklıkla beraber bulunduğu diğer zemin formasyonları (kiltaşı, silttaşı, çamurtaşı, şeyl) ile karıştırılan grovaklar için, tasarımcıların dikkate alması önem arz eden ayırdedici özelliklerinin sunulması amaçlanmıştır. Çapları 0,02-2 mm. arasında olan kum ta¬nelerinin doğal bir çimento ile birleşmesiyle “Kumtaşı” oluşur. Grovaklar; Ayrık Tortul Külteler grubunda yer alan “çimentolu” tortul kültelerden kumtaşının bir çeşididir. Literatürde grovakların 300-320 milyon yıllık sedimanlar olduğu tespiti yer almaktadır. İstanbul grovakları, “zayıf veya orta sağlamlıkta kaya” sınıfında değerlendirilebilir. İstanbul grovaklarının kritik yapılar sözkonusu olduğunda, yapısındaki süreksizlikler ve çatlaklar açısından “zayıf kaya” sınıfında değerlendirilmesi emniyetli tarafta kalacak bir çözüm için gereklidir. Grovaklar için sadece bağıntılar kullanılarak proje yapmanın yanlışlığı da ortadadır. Çünkü, Çizelgelerin verdiği ortalama dayanım değeri ile maksimum ve minimum değerler arasındaki salınımın genişliği, ampirik bağıntılarla elde edilecek dayanım değerinin hesaplarda esas alınması durumunda oluşacak riskin büyüklüğünü de göstermektedir. Herhangi bir projede, temel sisteminin inşa edileceği lokasyon ve derinlikteki gerçek durumun, bu istatistiğin en düşük değerine yakın olması halinde önemli stabilite sorunları ile karşılaşılması kaçınılmaz olacaktır. Orta sağlam-sağlam kaya ortamda mobilize olması beklenen ve literatürde yaygın olarak karşılaşılan 1000 kPa mertebesindeki kaya soket sürtünmesi değerlerine, bu çalışma kapsamında yapılan kazık yükleme deneylerinin bazılarında rastlanmıştır. Grovak içerisindeki magmatik orjinli diyabaz-andezit gibi sokulum kayaçlarıyla karşılaşılan seviyelerde, 300-400 mikrometre, diğer bir deyişle 1mm’nin yarısından az bir kazık yerdeğiştirmesi için soket sürtünmesinin 500 kPa, 1mm’lik kazık yerdeğiştirmesi için ise 1000 kPa değerini aştığı görülmüştür. Bununla birlikte, dayk ve sil şeklindeki bu sokulumların düşey ve yatay düzlemlerde sürekli olmadığı bilinmektedir. Dolayısıyla, temel sistemindeki hangi kazıkların, hangi soket boylarının bu sokulumlar içinde yer alacağını önceden kestirmek mümkün olmayacaktır. Diğer taraftan, aynı temel sistemindeki bazı kazıkların kaya soketleri için 300-400 kPa gibi alt sınır değerlerle hesap yaparken, bazı kazıklar için 1000 kPa dolayında üst sınır değerler seçilmesi kazık boylarında veya kazık çaplarında farklılıklar ortaya çıkaracağı için temel tasarımında istenmeyen bir durumdur. Bu sebeple, İstanbul grovakları ve benzeri geçiş kayaçlarında alt sınır dolayındaki nihai soket sürtünmeleriyle hesap yapılması durumunda yeterli güvenliğe sahip kazık tasarımları yapılmış olacaktır. Sınırlı yerdeğiştirme değerleri için seçilen güvenli kaya soket sürtünmesinin 300 kPa – 400 kPa bandını aşmayacak şekilde seçilmesi doğru bir yaklaşım durumundadır. Diğer bir deyişle, grovak kayasının çok parçalı ve çok zayıf yapısı, yüksek soket sürtünmelerinin her yerde mobilize olmasına imkân tanımamakta, bir anlamda grovakların, zemin ile kaya arasındaki geçiş kayacı özelliğini doğrulamaktadır.
-
ÖgeTabakalı Kompozit Plakların Doğrusal Ve Geometrik Bakımdan Doğrusal Olmayan Hesabı İçin Yeni Bir Sonlu Eleman(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-11-10) Haşim, Kazım Ahmet ; Saygun, Ahmet Işın ; 10056798 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringTez kapsamında tabakalı yeni bir sonlu eleman geliştirilerek bu elemanla tabakalı kompozit plakların doğrusal ve geometrik bakımdan doğrusal olmayan statik analizleri gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen bu sonlu eleman düzlemde her iki dik doğrultuda kübik (dört düğüm noktalı), toplamda on iki düğüm noktalı, tabaka kalınlığı doğrultusunda her bir tabakada üst, orta ve alt düğüm noktaları olmak üzere üç düğüm noktalı ve en fazla onbeş tabaka ve bir düğüm noktasında maksimum altmış üç serbestliğe sahip olabilecek kapasitededir.
-
ÖgeFarklı Malzeme İçeren Çubukların Üniform Olmayan Burulması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-12-17) Türken, Hakan ; Kadıoğlu, Fatma Necla ; 10059062 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu çalışmada ana hedef birden fazla malzeme içeren çubuklarda burulma etkisi altında oluşan yer değiştirme ve kayma gerilmesi alanlarının hesaplanmasıdır. Çözüm için Saint-Venant burulması esas alınarak sınır eleman yöntemi kullanılmıştır. Sınır eleman yöntemi bilindiği gibi karşıtlık teoremine dayanır. Bu teorem aynı cisim için mevcut iki problem arasında yazılan tekil bir integral denklemdir. Birinci problem tekil elastostatik hal olarak isimlendirilir ve sonsuz ortamda yapılan bir yüklemenin oluşturduğu yer değiştirme ve gerilme alanları içerir. Bu sonsuz ortamın malzeme sabitleri ki burada sadece kayma modülü ortaya çıkmaktadır çözülecek problemle aynıdır. İkinci elastostatik hal ise çözülecek probleme karşı gelir. Burada öncelikle sonsuz ortamda x3 ekseni doğrultusunda, eksi sonsuz artı sonsuz aralığında etkiyen çizgisel bir yükün oluşturduğu gerilme ve şekil değiştirme alanları bulunmuştur. Karşıtlık teoremi yazılıp integral denklem elde edildikten sonra yer değiştirmelerin Saint-Venant tarafından üniform olmayan burulmada verildiği gibi olduğu varsayılmıştır. Bu durumda integral denklemin tek bilinmeyeni burulma fonksiyonu olmuş olur. İntegral denklemi çözebilmek için problemin sınırı doğru parçaları halinde ayrıklaştırılır. Bu arada integral denklemin sınırda bir integral olarak ortaya çıktığı da ayrıca belirtilmelidir. Sınır eleman yönteminde hedef problemi lineer bir denklem takımının çözümüne indirgemektir. Sınırdaki her doğru parçası bir doğrusal eleman olarak isimlendirilir ve bunların uç noktalarına nodal noktalar adı verilir. Burada burulma fonksiyonunun her doğrusal eleman üzerinde, doğrusal olarak değiştiği kabul edilmiştir. Dolayısı ile integral denklem doğrusal elemanlar üzerindeki integrallerin toplamı haline dönüştürülebilir. Her doğrusal elemanda nodal noktalardaki burulma fonksiyonu değerleri belli integrallerin çarpanı haline gelir. Bu durumda bu integrallerin hesaplanması lineer cebrik denklem takımının bilinmeyenlerini oluşturan burulma fonksiyonun nodal değerlerinin katsayılarının hesaplanması demektir. Bu integraller genellikle sayısal olarak hesaplanabilir. Ancak bu çalışmada bu integraller kapalı olarak hesaplanmıştır. Bir denklem elde edilirken kesitte daha doğrusu kesit sınırında bir nokta sonsuz ortamda elde edilen elastostatik halin yükleme noktası olarak seçilmiştir. Bilinmeyen sayısı ile ki bu nodal noktalardaki burulma fonksiyonu değerlerinden oluşur denklem sayısı aynı olmalıdır. Dolayısı ile her nodal noktaya bir yükleme yapıldığı varsayılmıştır. Bir denklemde sorun yükleme noktası ile üzerinde hesap yapılan doğrusal elemandaki nodal noktaların birinin çakışması halinde ortaya çıkar. Bu sorunu çözmek için bir yükleme halinde o nodal noktayı bölge dışına çıkaran o nodal nokta merkezli ve epsilon yarıçaplı bir daire yayı sınıra eklenir. Bu durumda tekillik içeren integraller kapalı olarak hesaplanıp epsilon sıfıra götürülürse yükleme noktasına komşu elemanlardaki tekillikler ortadan kalkar. Epsilon yarıçaplı daire yayı üzerinde burulma fonksiyonunun sabit olduğu varsayılmıştır. Dolayısı ile bu yay üzerindeki integral de o nodal noktadaki fonksiyonun katsayısına eklenmelidir. Hesapları kontrol etmek amacıyla ilk çözülen problem tek malzemeli dikdörtgen bir kesit olarak seçilmiştir. Bu problemin sonuçları analitik olarak Muskhelishvili'nin kitabında bulunabilir. Dikdörtgen kesitte sınır üzerinde x1 ve x2 eksenlerine göre simetrik olan noktalarda burulma fonksiyonunun işaret değiştirerek aynı kaldığı göz önüne alınır. Denklemlerin dörtte birinden iki eksiği kullanılarak yeni bir denklem takımı elde edilirse sınırdaki burulma fonksiyonu değerleri bulunabilir. Bu arada simetri eksenleri üzerinde burulma fonksiyonu değerlerinin sıfır olduğu da göz önüne alınmıştır. Burulma fonksiyonu için bulunan değerler kapalı çözümle bulunan değerlerle tamamen aynıdır. Hata oranı milyonda birdir. Sonra yine deneme amaçlı dikdörtgen kesitte bir yatay bir de düşey hattaki kayma gerilmeleri hesaplanmıştır. Yine hata milyonda bir mertebesindedir. Ancak sınırda bilinmeyen gerilme bileşenlerinin hesabı mümkün olmamaktadır. Bu sorunu halletmek için sınırda sıfır olmayan gerilme bileşeni oluşturulmuş ve hiç bir tekillikle karşılaşılmadan bu bileşen hesaplanmıştır. Hata yine milyonda bir mertebesindedir. Son olarak kesitin burulma rijitliği hesaplanmış ancak bunda hata 1/10000 mertebesinde bulunmuştur. İkinci örnek problem olarak bir kenarında x1 eksenine göre simetrik üçgen bir çentik olan bir kesitte aynı hesaplar tekrarlanmıştır. Üçüncü problem farklı malzemeden yapılmış yanyana eklenmiş iki dikdörtgenden oluşan bir dikdörtgen kesitin burulmasıdır. Aynı problem yine Muskhelishvili tarafından çözülmüştür. Ancak birinci ve ikinci örnek problemler elastisitenin gerilme problemine karşı gelirken, üçüncü problem bir karışık sınır değer problemidir. Ortak yüzeyde sınırdaki gerilme bilinmemektedir. Bu bilinmeyenin de doğrusal bir elemanda yine doğrusal değiştiği kabul edilmiştir. Bu problemden elde edilen sonuçlar yine Muskhelishvili'nin sonuçları ile tamamen çakışmaktadır. Hata oranı yer değiştirme ve gerilmelerde milyonda bir, burulma rijitliğinde 1/10000'dir. Dördüncü örnek problem içinde dört dairesel demir bulunan dikdörtgen bir beton kolondur. Problemde sadece beton kolonda incelenen bölge daha öncekilerden farklı olarak çok bağımlı bir bölgedir. Sınır dikdörtgenin dış sınırına ilave olarak dört delik sınırından oluşmaktadır. Delik yüzeylerinde ilave bilinmeyen olarak x3 doğrultusunda bir kayma gerilmesi vardır. Ayrıca her bir demir için ayrı bir cisimmiş gibi inceleme yapılmalıdır. Problem x1 ve x2 eksenlerine göre simetriktir. Bu da göz önüne alınarak çevre noktaların dörtte birinden iki eksiği ve bir delik çevresindeki noktalara yükleme yapılmış ve buna ilave olarak bir demirde demir çevresine yükleme yapılarak yeterli sayıda denklem elde edilmiştir. Bu arada simetri koşullarının da kullanıldığını tekrar belirtelim.
-
ÖgeYapısal Kontrol Altında yapıya Giren Enerjinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-12-17) Yanık, Arcan ; Bakioğlu, Mehmet ; 10058514 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu çalışmada, öncelikle aktif, pasif ve bu iki değişik kontrolun beraber kullanıldığı hibrid kontrol elemanlarının yapılarda kullanılması durumunda yapıda meydana gelen enerji dağılımları incelenmiş bu enerji dağılımları yorumlanmıştır. Kontol elemanları olarak yapıya taban izolasyonu, pasif kütle sönümleyicisi ve aktif kütle sönümleyicisi eklenmiştir. Bunlara ek olarak da klasik doğrusal optimal kontrolun temel elemanlarından kazanç matrisinden yararlanılarak yapılara eklenecek ek sönüm ve rijitliğin buluması için basit bir yöntem de geliştirilmiştir. Tam optimal rijitlik ve sönüm matrisleri direk olarak yapının sönüm ve rijitlik matrislerine eklenemeyeceği için yarıoptimal rijitlik ve sönüm parametrelerini elde etmek için çeşitli yaklaşık yöntemler önerilmiştir. Eklenecek pasif parametreler yarı optimal olarak bulunduğu için bu sistemler pasif sistem olarak tanımlanabilir dolayısıyla bu sistemin dinamik yüklere adapte olabilme imkanı yoktur. Çeşitli depremler etkisinde kontrolsüz yapı titreşimlerini azaltabilen bu yöntemin efektifliği deprem etkisine göre azalabilmektedir. Bu nedenle bu doktora tezi kapsamında ikinci olarak aktif kontrol uygulamalarında kullanılabilecek sismik enerji teriminin de göz önüne alındığı yeni bir aktif kontrol performans indeksi önerilmiştir. Tez kapsamında son olarak yarı aktif kontrol elemanlarından en yaygın kullanılan magnetorheological damperlerlerin sismik etki altındaki yapılarda kullanımı ile ilgili bazı incelemeler de yapılmıştır.
-
ÖgePerde-çerçeve Betonarme Sistemlerde Deprem Etkisi Altında Doğrusal Olmayan Davranışın İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-12-19) Yılmaz, Mehmet Burak ; Celep, Zekai ; 10059307 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBetonarme perdeler gerek deprem kuvvetlerinin karşılanması, gerekse yatay yer değiştirmenin sınırlanması amacıyla depremselliğin yüksek olduğu bölgelerdeki betonarme binaların taşıyıcı sistemlerinin düzenlenmesinde sıkça kullanılan yapı elemanlarıdır. Betonarme perdelerin analizi ve boyutlandırılması bir takım kurallar çerçevesinde yapılır. Kuvvet esaslı tasarımda, deprem yükü azaltma katsayısının dikkate alınması sebebiyle analiz sonucu bulunan kesit tesirleri betonarme boyutlandırılmasında doğrudan kullanılamaz. Bu noktada kapasite tasarım kuralları uygulanır ve analizden elde edilen kesit tesirleri çeşitli işlemler sonucu dikkate alınır. Analiz sonucu bulanan perde taban momenti, kritik perde yüksekliği ve moment zarfı tanımları dikkate alınarak boyutlandırma için kullanılacak tasarım moment değerine çevrilir. Modern deprem yönetmeliklerinde, analizden elde edilen kesme kuvveti de tasarımda doğrudan kullanılamamaktadır. Perde tasarım kesme kuvvetini elde etmek için, perdenin moment kapasitesinin tasarım moment değerine oranı olan moment dayanım fazlalığı miktarında artırım yapmanın çoğu zaman yeterli olmadığını daha önce yapılan çalışmalar göstermiştir. Bunun birincil sebebi, depremin perdelerde oluşturduğu kesme kuvveti dağılımının, perdenin tabanında oluşan eğilme mafsalı sebebiyle değişmesidir. Perde kesme kuvvetindeki bu değişim kesme kuvveti dinamik büyütmesi olarak tanımlanır. Perdelerde oluşan kesme kuvvetindeki dinamik büyütme, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz ya da her itme adımında oluşan mafsallarla uyumlu mod şekillerini kullanan itme analizi yöntemleri uygulanarak dikkate alınabilmektedir. Ayrıca bu olgu, perdeler üzerinde yapılan dinamik deneylerde de izlenmiştir. Kesme kuvvetindeki bu büyütme, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkındaki Yönetmelik (2007), Eurocode 8, Yeni Zelanda Deprem Yönetmeliği ve Kanada Deprem Yönetmeliği gibi yönetmeliklerde farklı yaklaşımlarla dikkate alınmaktadır. Deprem yönetmeliklerinde bulunan perde kesme kuvvetindeki dinamik büyütme katsayıları, konsol perdeler üzerinde yapılan parametrik çalışmalar sonucu ortaya atılmıştır. Bu tez kapsamında, konsol perdelerde yapılan parametrik çalışmalar perde-çerçeve sistemler için genişletilmiş ve konu ile ilgili öneriler yapılmıştır. Ayrıca, konsol perdeler ile ilgili yeni çalışmalar da eklenmiş olup hem konsol perdeler üzerine yeni bulgular elde edilmiş hem de perde-çerçeve sistemler ile yapılan çalışmaların sonuçları konsol perde sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. İlave olarak, bağ kirişli perdelerde de kesme kuvvetinde dinamik büyütme etkisi farklı bağ kirişi katkı oranlarına göre incelenmiştir. Çalışmada, parametrik çalışmanın müsaade ettiği ölçüde, literatürde kabul gören perde modelleriyle çalışılmıştır. Bu perde modellerinin mevcut deney sonuçlarıyla karşılaştırması yapılarak çalışma için uygunluğu gösterilmiştir.
-
ÖgeYüksek Yapılarda Rüzgâr Etkilerinin Stokastik Yöntemle Çözümlenmesi Ve Baskın Etkilerin Parametrik İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-01-14) Umut, Önder ; Hasgür, Zeki ; 10061983 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringGelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde her geçen gün çok katlı yüksek yapıların sayısı artmakta ve bu tür yapılar üzerindeki rüzgârın dinamik etkileri tasarımda ön plana çıkmaktadır. Meydana gelebilecek kuvvetli rüzgârların çok katlı binalarda yüksek hızlı titreşimler meydana getirebildiği, üst katlarda oturanlar insanlara yapıda oluşan ivme tepkilerinden dolayı rahatsızlık verebildiği bilinmektedir. Özellikle deprem etkisinin baskın olmadığı, buna karşın rüzgârın etkin olduğu bölgelerde, çok katlı yapıların kuvvetli rüzgâr etkisindeki davranışı doğru bir şekilde belirlenmelidir. Rüzgâr hızı, statik ve dinamik (türbülans) bileşenin toplamı biçiminde ifade edilmektedir. Dinamik rüzgâr etkilerinin yapı yüksekliği boyunca değişiminin rastgele olacağı bilindiğinden, analizlerde dinamik yüklemenin belirsizliğini dikkate alacak bir yönteme ihtiyaç vardır. Zamana bağlı olarak genlikleri ve frekans içeriği değişken olan rastgele titreşimlerin istatistik ve olasılık terminolojisi ile ifade edildiği stokastik yöntemler, daha gerçekçi ve ekonomik çözümler sağlar. Stokastik dinamik analiz yönteminde rüzgârın rastgeleliği göz önüne alındığından gerçeğe daha yakın ve daha ekonomik sonuçlar elde edilir. Rüzgâr hızı değişiminin rastgeleliği, rüzgârın türbülans bileşeni kayıtlarından elde edilen güç spektrum yoğunluk fonksiyonları ile dikkate alınır. Bu bağlamda kuvvetli rüzgâr etkisindeki yapıların tasarımında binanın yapılacağı bölgeye ait temel rüzgâr hızının, güç spektrum yoğunluk fonksiyonunun, ani rüzgâr faktörü gibi rüzgâr parametrelerinin bilinmesi çok daha gerçekçi ve güvenilir sonuç sağlar. Doktora tez çalışmasının ilk bölümünde konuya genel bir giriş yapılmış, tezde yapılan çalışmalar kısaca özetlenmiş ve tez konusuyla ilgili geçmişte yapılan çalışmalar incelenmiştir. İkinci bölümde İstanbul rüzgâr istatistiklerinin elde edilmesi amacıyla yapılan çalışmalar anlatılmıştır. Rüzgâr parametrelerini elde etmek amacıyla Sabiha Gökçen Havalimanı’na küçük örnekleme aralığına sahip, birbirine dik üç yönde kayıt alabilen ultrasonik anemometre kurulmuştur. Anemometrenin en büyük özelliği örnekleme aralığı 25 Hz’lik üç boyutlu veri kaydedebilmesidir. Bu anemometre yardımıyla 15 Mayıs 2012 – 15 Ağustos 2014 tarihleri arasında 27 ay boyunca rüzgâr hızı kaydı alınmış ve kuvvetli rüzgâr türbülansı istatistikleri ile rüzgâr spektrumunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Durağan olamayan rüzgâr verilerinin zamanla değişen ortalama hızlarını bulmak amacıyla ampirik mod değiştirme yöntemi kullanılmış, böylelikle rüzgâr istatistikleri hesaplanırken daha gerçekçi sonuçlar elde edilmiştir. Tez çalışmasından çıkan sonuçlar İstanbul’da bu bölgede rüzgâr türbülansı hakkında bilgiler vermekte olup ve bu değerler çok katlı yapı tasarımlarında, rüzgâr türbini tasarımında kullanılabilir istatistiklerdir. Ayrıca boyuna rüzgâr hızı verisi kullanılarak temel rüzgâr hızı ortalama süresinin, yapının davranışına olan etkisi araştırılmıştır. Son olarak, farklı örnekleme aralıklarına sahip rüzgâr verileri elde edilerek boyuna türbülans güç spektrum yoğunluk fonksiyonu çıkarılmıştır. Tez çalışmasının dördüncü bölümünde, Türkiye’nin temel rüzgâr hızı değerleri hesaplanmıştır. Yapısal hesaplamalarda büyük önem taşıyan temel rüzgâr hızı, açık bir arazide yerden 10 metre yükseklikte herhangi bir yönde ölçülen 10 dakikalık ortalama rüzgâr hızlarından 50 yılda en az bir kere aşılması olasılığına karşı gelen rüzgâr hızıdır. Bir yapının tasarımında amaç, yapının ömrü boyunca, öncelikle içinde bulunan insanların can güvenliğini, sonrasında ise mal güvenliğini sağlamaktır. Bunu gerçekleştirmek için, yapının ömrü boyunca, gerçek kapasitesinin işletme yükünden yeterince fazla olması gerekmektedir. Bu nedenden dolayı, aşırı değerlerin dağılımını bulmak yapı mühendisliği açısından önemlidir. Düşük aşılma olasılığına denk gelen aşırı değerlerin kestirilmesi güncel bir araştırma alanı olup bu tahminler genelde ortalama T yılda bir aşılan maksimum rüzgâr hızı olan, dönüş periyodu olarak ifade edilmektedir. Aşırı rüzgâr hızlarının tahmini için, eşik üzeri değer yöntemi kullanılmıştır. İstatistiksel bakış açısından aşırı değer teorisinin amacı, gözlemlenen aşırı değerleri çözümlemek ve gelecekte meydana gelebilecek aşırı değerleri öngörmektir. Türkiye temel rüzgâr hızlarının elde edilmesi için Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Meteorolojik Veri Arşiv Sistemi’nden (TÜMAS) Türkiye’deki bütün rüzgâr istasyonlarının günümüze kadar kaydedilen rüzgâr hızları istenmiş, bunun karşılığında da TÜMAS’tan 341 rüzgâr istasyonuna ait, 1975-2011 yılları arasında kaydedilmiş saatlik rüzgâr hızları temin edilmiştir. Rüzgâr hızı istasyonları farklı kayıt sürelerine sahiptir, bu istasyonlardan 48 aydan düşük veriye sahip olanlar elenmiş, 48 aydan fazla hız verisine sahip olanlar ise aşırı değer analizi yapılarak 50 yılda bir defa aşılma olasılığına karşı gelen rüzgâr hızı hesaplanmış ve Türkiye temel rüzgâr hızı haritası elde edilmiştir. Rüzgâr etkisi altında, çok katlı binalar aynı anda rüzgâr yönünde, rüzgâra dik yönde ve burulma yönünde titreşim yaparlar. Rüzgâr stokastik işleyim olarak kabul edildiğinden dolayı, bu işleyimin çok katlı yapılarda meydana getireceği tepkiyi stokastik analizlerle belirlemek en güvenilir yoldur. Bu tezin dördüncü bölümünde, rüzgâr etkisi altındaki farklı kesit ve yükseklikteki çok katlı binaların stokastik analizi yapılmıştır. Bina modellerinin can güvenliği düzeyinde en büyük yerdeğiştirmeler ve devrilme momenti değerleri, kullanabilirlik seviyesi için ise ortalama karekök ve en büyük ivme değerleri, yapının rüzgâr doğrultusunda ve rüzgâra dik doğrultusunda hesaplanmıştır. Yapılan analizler, NatHaz Aerodinamik Yükler Veritabanı (NALD) kullanılarak çevrimiçi olarak gerçekleştirilmiştir. NatHaz Aerodinamik Yükler Veritabanı, rüzgâr yönündeki hareket, rüzgâra dik yöndeki hareket ve burulma tepkilerinin belirlenmesi için rüzgâr tüneli test verilerinin web tabanlı arşivlenmesi için hazırlanmış, paylaşıma açık, araştırmalar sonucu geliştirilmiş bir programdır. Bu veritabanı kullanıcılara ortalama karekök tabanlı moment katsayılarını ve değişik sınır tabakaları altında test edilmiş, farklı geometrilere sahip rijit çok katlı bina modelleri üzerindeki yüksek frekanslı taban dengeleme yöntemi ölçümlerinden elde edilen boyutsuz güç spektrumları yoğunluk fonksiyonlarını sağlamaktadır. Yapılan analizlerde, bina modellerinin rüzgâr etkisi altındaki davranışı taban eğilme momenti bazlı ani rüzgâr yükleme faktörü yöntemi kullanılarak rastgele titreşim kuramı ile hesaplanmıştır. Bu yöntemde maksimum taban eğilme momenti beklenen değeri, ortalama taban eğilme momenti ile moment-ani rüzgâr yükleme faktörünün çarpımıyla hesaplanmaktadır. Analizlerde kullanılan bina modelleri karşılaştırılmalı olarak incelenmiş, sonuçlar sunulmuştur. M. İslam’ın “Modal coupling and wind-induced vibration of tall buildings” adlı tezindeki örnek NALD yazılımı ile çözümlenmiş ve M.İslam’ın tezindeki sonuçlarla karşılaştırma yapılmıştır. Ayrıca İstanbul Sabiha Gökçen Havalimanı’nda alınan kayıtlardan elde edilen boyuna güç spektrumu kullanılarak Eurocode 1 yönetmeliğine göre çok katlı bir binanın rüzgâr tepkileri belirlenmiş ve İstanbul Yüksek Binalar Rüzgâr Yönetmeliği ve NALD programından bulunan sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeBeton Gürültü Bariyerleri İçin Ses Yutucu Perlit Esaslı Kaplama Tasarımı Yapılarak Fiziksel Performansının Ve Maliyetinin Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-01-26) Çalış, Metehan ; Öztürk, Zübeyde ; 10060550 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu tez çalışmasında; karayolu trafiği kaynaklı çevresel gürültü ile mücadele yöntemlerinden biri olan gürültü bariyerlerinde ses yutuculuğun arttırılması amacı ile özellikle beton bariyerler üzerinde uygulanabilecek olan perlit esaslı bir kaplamanın tasarlanması, fiziksel ve akustik özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi ve maliyetleri açısından değerlendirilmesi yapılmaktadır. Önerilen kaplama, Türkiye’de önemli miktarda rezervi bulunan perlitin sanayide yaygın kullanım şekli olan patlatılmış formunun 1200°C gibi yüksek bir sıcaklıkta belirli bir süre ile bekletilerek camsılaştırılması ile elde edilmektedir. Bu ısıl işlem sürecinde patlamış perlit parçacıkları aralarında boşluklar kalacak şekilde birbine kenetlenmekte ve büzülerek hacim kaybetmekte, soğutulduktan sonra ile gözenekli narin bir yapı oluşmaktadır. Patlatılmış perlitin bu işlemler sonrasındaki gözenekli yapısı, akustik ses yutuculuğa sahip birçok ürün ile benzer bir yapıda olduğundan, bu kaplamanın ses yutucu malzeme olarak ulaşım gürültüsü ile mücadelede kullanılabileceği düşünülmüştür. Boşluk yapısı ve narinliği sebebi ile bu halde direkt bariyer levhası uygulamaya elverişli olmayacağından, perlitli kaplama ek olarak sert bir destek yapısı gerekmektedir. Bunun için mevcut betonarme bariyerlere uygulanması bir yapıştırıcı vasıtası ile olmaktadır. Çalışmada kaplama ile yapısal uyumluluk açısından perlit esaslı sıva harcı kullanılmıştır. Akustik ses yutum performansı açısından değerlendirildiğinde perlitli kaplama, EN 1793-1 standardına göre, piyasada yaygın olarak kullanılan birçok gürültü bariyeri gibi A2 (DLα 4,95 dB) sınıfında yer almaktadır. Genel olarak kullanılan ses yutum katsayısı değeri ise yaklaşık NRC 0,3 olarak belirlenmiştir. Alternatif gürültü bariyer malzemelerinin yutuculukları incelenerek, kaplama için elde edilen akustik ses yutum değeri ile karşılaştırılmıştır. Perlitli kaplamanın sağlayacağı gürültü azaltım değerini belirleyebilmek için Datakustik firmasına ait ve Avrupa Birliği Komisyonu tarafından sonuçları Birlik Ülkelerinde geçerli kabul edilen CadnaA adlı gürültü haritalama yazılımı vasıtasıyla örnek bir alanda modelleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu modellemeden elde edilen sonuçlara göre, mevzuatta verilen limitler üzerinde gürültüye maruz kalan kişi sayıları arasında mevcut bir bariyer üzerine perlit kaplama uygulanması durumunda %10 civarında bir azalma meydana gelmektedir. Bunu toplam aşırı rahatsız ve rahatsız kişi sayısı olarak ele aldığımızda gürültüden rahatsız olunan gürültü seviyelerinin, mevzuat gürültü limitlerinden farklı olmasından dolayı %5 civarında bir fark görülmektedir. Tezin devamında elde edilen gürültü seviyesindeki azalma ve gürültüden etkilenen kişi sayısındaki azalma miktarı ekonomik bir fayda olarak ele alınıp, bariyerin inşa maliyeti ve işletme maliyetleri ile karşılaştırılarak perlitli kaplamanın, belli kabuller altında, 50 yıllık yapı ömrü ile inşa edilmesinin ekonomik olup olmayacağı araştırılmıştır. Ayrıca Duyarlılık Analizi yapılarak kabul değişkenlerinin elde edilen sonuçlara ne kadar etkisi olduğu incelenmiştir. Yapılan çalışmada elde edilen fiziksel, akustik ve ekonomik analiz değerlendirme sonuçları; laboratuvar ortamında geliştirilen perlit esaslı kaplamanın trafik gürültüsü ile mücadelede kullanılmasının mümkün olduğunu göstermektedir. Ancak perlitli kaplama üretiminin, kullanım alanlarının yaygınlaştırılması ve yangına dayanım davranışı gibi konularda daha fazla geliştirme ve araştırmaya ihtiyaç vardır.
-
ÖgeTam Bağli Olmayan Temas Koşullari Altinda Elastik Ve Ön Gerilmeli Tabaka İle Örtülmüş Yari Düzlemde Genelleştirilmiş Rayleigh Dalgalarinin Dispersiyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-25) Negin, Masoud ; Ergüven, Muammer Ertaç ; 10066297 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringYüzey dalgaları elastik katmanlı ortamda, ki genelde bir elastik tabaka ile örtülmüş elastic yarı düzlem şekilinde modellenebilir, özellikle genelleştirilmiş Rayleigh dalgalarının yayılmasına dayanarak modern mühendislikde ve doğa bilimlerinde önemli rol oynamaktadır. Jeolojik çalışmalar kapsamında yapılan saha karakterizasyonu, kesme dalgası hız profilleri tespiti, sönüm oranları, arıza tespiti ve deprem araştırmaları için jeofizik çalışmalar söz konusu uygulamalara örnekler olarak sıralanabilir. Ayrıca, bu dalgaların malzeme bilimlerinde, elektronik cihazlarda, tahribatsız testlerde, hasar tespitinde önemli uygulamaları vardır. Bu nedenle, tabakalı ortamların referans özelliklerinin etkisini incelemek sadece bir teorik çalışma deyil, aynı zamanda, pratik önemi vardır. Örneğin tam bağlı olmayan temas koşullarının ve sistemin bileşenlerinde ki oluşan ön gerilmelerin dalga dispersiyonnuna verdiği etki önemli ve ciddi araştırmalar gerekmektedir. Söz konusu sistemin elemanlarında oluşan ön gerilmeler, üretim veya montaj işlemlerinin veya ortamın sıcaklık değişimin bir sonucu olarak kompozit malzemelerde ortaya çıkabilir. Aynı zamanda, ön gerilmeleri yerkabuğunda jeostatik ve jeodinamik kuvvetlerin etkisi altında da meydana gelebilir. Bu nedenle şu ana kadar tabakalı ortamlarda yüzey dalgaların dispersiyonu hakkında ön gerilmelerin etkisi üzerinde çok araştırmalar yapılmıştır. Yapı elemanlarında ön gerilmeler sadece sistemin statik davranışı için değil, aynı zamanda özellikle dinamik davranışları için dikkate alınması gereken faktörlerden biridir. Ön gerilmeli ortamlarda dalga yayılımına ait problemlerin incelenmesi modern formasında 20. yüzyılın ikinci yarısında başlamış ve bu güne kadar teorik ve deneysel birçok çalışma yapılmıştır. Bu araştırmalar esasen üç boyutlu lineerize edilmiş elastik dalgalrın ön gerilmeli cisimlerde yayılma teorisini kullanılarak yapılmıştır. Bu teorideki ilişkiler ve denklemler, aslında, tamamı ile elastodinamik teorisinin lineer olmayan kesin ilişkileri ve denklemlerden küçük yerdeğişmelere göre lineerize edilerek elde edilmiştir. Bazi kısıtlamaları göz ardı edersek, lineerize edilmiş denklemler genellikde ön gerilmeli cisimlerin bir çok problemlerini araştırmak için imkan yaratmıştır. Tabakalı ortamlarda yayılan dalga prosesinde diğer önemli sorun, bu yayılma veya dispersiyonuna tabakaların tam bağlı olmayan temas koşullarının etkisidir. Bu tür araştırmaların gerekli olduğu dalga yayılımının özelliklerinin arayüzeyde ki kimiyasal veya mekaniksel etkilerden oluşan zayıf bağlara yüksek derecede hassas olmasından iler gelmektedir. Ayrıca, yerin kabuk derinliklerinde de kayaların katmanları arasındaki temaslar kilometreler böyunca tam bağla olmayabilir. Üstelik kırıklar veya faylar şeklinde süreksizlikler de yer kabukuğnda sık karşılaşan özelliklerdir. İki klasik temas koşulları, yani tam bağlı ve tam açık arayüzler, aslında iki kat arasında veya örtü tabakası ve yarı-uzay arasında ki gerçek fiziksel teması idealize etmektir. Tam bağlı temas koşullarında bütün gerilme ve yerdeğişme bileşenleri arayüzey boyunca süreklidir, buna karşın, tam açık temas koşullarında ise yerdeğişme bileşenlerinde bir süreksizlik vardır. Genel olarak ele alınan problemin fiziksel özelliklerinin saysal değerlendirilmesi için problemin hakkında yeterli bilgiğe sahib olmak ve problemin doğası hakkında matematiksel anlayış gerekmektedir. Elastik dalga yayılımına arayüzey koşulları etkisini incelemek için literatürde çeşitli teorik yöntemler mevcuttur. İki tabaka arasında gerçek arayüzey koşulları matematiksel modelleme açısından daha karmaşıktır ve araştırmacılar farklı mekanik modeller ile gerçek fiziksel koşulları tanımlamak için önemli çabalar harcamışlar. Birçok araştırmacılar tarafından en sık kullanılan yöntem, yerdeğişme süreksizliği yöntemdir. Özel bir durumda, bu model, bir kesme-yaylı tam bağlı olmayan arayüz modeli olarak gerçekleştirilir. Bu modele göre, sadece kesme yönündeki yerdeğimesinde arayüz üzerinde süreksizlik var ve bu süreksizlik arayüzdeki kayma gerilmesi ile doğrusal orantılıdır. Böylece tam bağlı olmayan temas koşullarının büyüklüğü kesme-yay tipi parametresi F yoluyla tahmin edilir. F=0 olması arayüzeyin her iki tarafındaki yerdeğişmelerin eşit olması anlamına gelir ki oda tam bağlı temas koşullarına denk gelir. Diğer uçta da F=sonsüz olması arayüzeyin iki tarafındaki yerdeğişmelerin birbirinden tam bağımsız olması anlamına gelir ki oda tam açık temas koşullarına karşı gelir. Böylelikle F in sıfır ve sonsuz arasında ki her hangi bir positif değeri de her hangi bir tam bağlı olmayan temas koşullarına denk gelmesi anlamına gelir. Sonuç olarak, genelleştirilmiş Rayleigh dalgalarının yayılma hızına tam bağlı olmayan temas koşullarının etkisi bu parametrenin farklı değerleri ile incelenir. Bu çalışmada, lineer elastik parçalı homojen cisimler çerçevesinde, tam bağlı olmayan temas koşullarının kesme-yaylı ve normal-yaylı modelini kullanarak genelleştirilmiş Rayleigh dalgaların dispersiyon etkisi ön gerilmeli tabaka ile örtülmüş yari düzlemde incelenmiştir. Üç boyutlu lineerize edilmiş elastik dalgalrın ön gerilmeli cisimlerde yayılma teorisinin küçük yerdeğişmelere ait ikinci versiyonu uygulanmıştır ve malzemelerin elasitik ilişkileri Murnaghan potansiyeli ile verilmişitir. Bu durumda, Murnaghan potansiyelinde verilen üçüncü dereceden elastisite sabitlerinin etkileri de incelenmiştir. Sisteme uygun dispersiyon denklemi elde edilmiş ve bu denklemin sayısal çözümü için algoritma geliştirilmiştir. Ancak, dikkat etmesi gerekir ki bütün saysal modellerde yarıdüzlem malzemesi Çelik olarak seçilmiştir, örtü tabaka malzemesi ise farklı olarak dört çeşit malzemeden yani Bronze, Brass 59–1, Brass 62, Plexiglas'den oluşmuştur. Tam bağlı olmayan temas koşullarının büyüklüğü kesme-yay tipi parametresi yoluyla tahmin edilmiştir. Dolayısı ile, tam bağlı olmayan temas koşullarının genelleştirilmiş Rayleigh dalgalarının yayılma hızına etkisi bu parametrenin farklı değerleri ile incelenmiştir. Üstelik, her iki yönde yani dalga yayılma yönünde ve dalga yayılma yönüne dik olan yönde de tam bağlı olmayan temas koşullarının etkisi göz önüne alınmıştır. Buna ek olarak, tam bağlı olmayan temas koşullarının farklı biçim düzeni ön gerilmelerinin, dispersiyon eğrilerine etkisinin sayısal sonuçlari sunulmuş ve tartışılmıştır. Bura da belirtilmelidir ki, bilindiği gibi genelleştirilmiş Rayleigh dalgaları adi Rayleigh dalgalarının aksine dispersivdir, yani dalga yayılma hızı dalgasayısına bağımlıdır, hatta, genelleştirilmiş Rayleigh dalgalarının adi Rayleigh dalgalarının aksine sonsuz sayda yayılma modları vardır. Ayrıca, her moda ait dispersiyon eğrisinin de iki dalı var. Birinci dal için, tabakanın hareketi adi Rayleigh dalgalarına benzer şekilde eliptikdir, ancak ikinci dal için bir ters hareket türü söz konusudur. Üstelik, boyutsuz dalgasayısı ilk modunun ikinci dalı, ikinci modun birinci ve ikinci dalı için kesme dalgasayı değerleri vardır. Bu araştırmada yukarıdaki sözü geçen bütün analizler ve hesaplamalarda her iki moda ait dispersiyon eğrileri elde edilmiştir ve birinci ve ikinci dallar da göz önüne alınmıştır. Özellikle, önemli bir sonuç olarak, tam bağlı olmayan temas koşulları altında elde edilen genelleştirilmiş Rayleigh dalgalarının dispersiyon eğileri yukarıda sözü geçen iki klasik temas modelleri, yani tam bağlı ve tam açık temas koşullarının, dispersiyon eğrilerile sınırlı olmadığı gösterilmiştir. Bu sonuç tezdeki yapılan araştırmaların nekadar önemli ve gerkli olduğunu tekrar göstermektedir. Ayrıca, elde edilen sonuçların jeofizik ve geoteknik mühendisliği üzerine olası uygulamaları da tartışılmıştır. Bu araştırmaların sonuçları başarılı bir şekilde tabakalar arasındaki veya tabaka ile yarıdüzlem arasında temas kusurlarının derecesinin tahmini için kullanılabilir. Son olarak, yukarıdaki tartışmalara itibaren aşağıdaki bazı önemli sonuçlar kısaca özetlenebilir: - Tam bağlı olmayan temas koşulları genelleştirilmiş Rayleigh dalgalarının yayılma hızının azalmasına neden olmaktadır. - Dalga yayılma hızının düşük ve yüksek dalgasayısındaki sınır değerleri tam bağlı olmayan temas koşullarından bağımsızdır. - Tam bağlı olmayan temas koşulları bazi malzeme çifleri için birinci modun ikinci dalı, ikinci modun birinci ve ikinci dallarının dalgasayısı kesme değerlerini de etkilemektedir. - Ön gerlimeler etkisi altında elde edilen dispersiyon eğrileri daha karışıkdır ve dalga sayısından bağımlıdır. Bir başka deyişle ön gerlimelerin durumuna göre tam bağlı olmayan temas koşulları belirli bir dalgasayısından sonra dalga hızının azalmasına yada artılmasına neden olabilir. - Normal yönde tam bağlı olmayan temas koşulları önemli ölçüde dalga yayılma hızını azaltmaktadır. - Tam bağlı olmayan temas koşulları dalga yayılma hızı üzerinde ön gerilmelerin etkisinin artırmsına neden olur. - Tam bağlı olmayan temas kuşulları altında elde edilen dispersiyon eğileri tam bağlı veya tam açık temas koşullarının dispersiyon eğrilerine sınırlı değildir. Bu sonuç yinede bu tür araştırmaların önemini ve gerkli olduğunu göstermektedir. - Tam bağlı temas koşulları altında elde edilen sayısal sonuçlar bazi malzeme çifleri için literatürde yayınlanan deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve onaylanmış.
-
ÖgeDeprem Etkisi Altındaki Gömülü Sürekli Boru Hatları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-09-04) Yiğit, Adil ; Gedikli, Abdullah ; 10085339 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringÜst yapılarda oluşan ağır hasar ve yıkılmalara bağlı ölümlerin ve yaralıların olması depremin insan hayatı üzerine birincil etkileri olarak tarif edilirse alt yapılarda oluşan hasarlara bağlı ortaya çıkan, depremden sonraki yaşam kalitesini olumsuz etkileyen durumlar da depremin insan hayatı üzerine etkiyen ikincil etkenleri olarak tarif edilebilir. Tarihteki depremler incelendiğinde bu ikincil etkilerin birincil etkiler kadar önemli olduğu açıkça görülmektedir. Burada bahsedilen durumlar dikkate alındığında toplumsal hayatın can damarları olan ve bu işlevleri nedeniyle de “yaşam hattı” olarak adlandırılan altyapı boru hattı sistemlerinin depreme karşı güvenliğinin sağlanmasının kaçınılmaz olduğu açıkça anlaşılmaktadır. Boru hatları sürekli ve parçalı diye iki kısma ayrılırlar. Petrol ve gaz boru hatları genellikle sürekli boru hattı şeklinde, su temini boru hatları ise parçalı boru hattı şeklinde dizayn ve inşa edilirler. Gömülü boru hatları kalıcı zemin hareketi (KZH) ve sismik dalga yayılımı yolu ile hasar görebilirler. Bunun yanı sıra, fay-boru hattı kesişimi durumu da boru hattı güvenliği açısından dikkate alınması gereken bir konudur. Kalıcı zemin hareketi sıvılaşma nedeniyle yanal yayılma, sismik oturma, zemin kayması ve yüzeysel fay hareketi olarak tarif edilmektedir. Genel olarak boru hasarlarına neden olan kalıcı zemin hareketi potansiyeli zemin deplasman miktarı ile ilişkilidir. Zemin- boru etkileşiminin ana konusu olan sıvılaşma nedeniyle oluşan kalıcı zemin hareketi miktarının tahmini zor bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Zemin kayması nedeniyle oluşan kalıcı zemin hareketi konusuyla sınırlandırılmış olan bu çalışmada zemin kaymasına karşı gömülü sürekli boru hatlarının davranışı incelenmiştir. Newmark kayan blok modeli deprem kaynaklı zemin deplasmanlarının hesaplanması için sıkça kullanılan bir modeldir. Literatürde bu model kullanılarak çeşitli deprem verilerine göre regresyon analizleri yapılmış ve bazı hesap yöntemleri elde edilmiştir. Literatürde var olan yöntemlere ilave olarak regresyon uyumu anlamında daha iyi bir yöntem bu çalışmayla elde edilmiştir. Elde edilen yöntemle gerekli çalışmalar yapılmış ve ulaşılan sonuçlar irdelenmiştir. Bu çalışmada öncelikle İstanbul’un jeolojik ve jeofizik özelliklerine göre zemin formasyonları ele alınmıştır. İkinci aşamada ise gömülü sürekli boru hattı – zemin modellemesi yapılıp bu matematik modellemelerin çözümlemeleri yapılmıştır. Son aşamada ise birinci ve ikinci aşamada elde edilen veriler birleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır.
-
ÖgeSürdürülebilir Tasarım İçin Jeotermal Enerji Kazıklarının Kullanımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-09-14) Özüdoğru, Tolga Yılmaz ; Şenol, Aykut ; 10087599 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringDünyada hızla artan nüfus ve refah seviyesi enerji tüketimini yoğun olarak arttırmıştır. Enerjiye olan talep her geçen gün artarken, bu yoğun kullanım sebebiyle bu kısıtlı kaynağın maliyeti de artmaktadır. Ayrıca, mevcut enerji kaynakları tükenme tehlikesi altında olduğundan yakın gelecekte enerji tedarikinde sorunlar oluşacağı öngörülmektedir. Fosil-temelli enerji kaynaklarının kullanımı sonucu çevre kirliliği oluşmakta ve atmosfere salınan karbondioksit (CO2) ve diğer sera gazları küresel ısınmayı tetiklemektedir. Fosil-temelli enerji kaynaklarının kullanımını asgari düzeye indirebilmek için temiz, yenilenebilir ve verimli alternatif enerji kaynakları arayışı sürmektedir. İlk aşamada özellikle ulaşım ve ısıtma-soğutma sistemlerinin temiz ve yenilenebilir enerjiye dayalı olarak tasarlanması öncelikli ve acil konular olarak öne çıkmaktadır. Yenilenebilir temiz enerji kaynağı olarak başta güneş enerjisi olmak üzere; rüzgâr, su, jeotermal enerji ve enerji depolama sistemleri gibi çeşitli olanakların araştırıldığı ve geliştirildiği bu süreçte yeryüzü içinde mevcut bulunan jeotermal enerjiden daha geniş ölçekte yararlanılması gerekmektedir. Klasik ve bilinen tanımıyla jeotermal enerji, yer içindeki doğal ısı enerjisinin ulaşılabilir derinliklere çıktığı noktalarda sıvı ya da gaz ile taşınarak kullanılabilen bir enerji türüdür. Buna ek olarak, yer yüzeyinin hemen altındaki kesimler hava sıcaklığından etkilenirken, belirli bir derinliğin altındaki seviyeler mevsimsel değişimlerden en az düzeyde etkilenmektedir. Örnek olarak İstanbul şehri ele alındığında, yaklaşık olarak 5 metre derinliğin altında bu etki en aza inerken, 10 metreden sonra yer sıcaklığı neredeyse değişmemektedir. Yer sıcaklığı benzer şekilde dünyanın birçok bölgesinde 6-10 m derinlikten sonra 10~24°C olarak sabitlenmektedir. Yer sıcaklığının sığ derinliklerde sabit olması sayesinde, genel anlamda bilinen jeotermal enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaksızın, dünyanın her yerinde ve her mevsimde, yeraltı tabakalarından yenilenebilir bir ısıtma ve soğutma kaynağı olarak faydalanmak mümkün olmaktadır. Dolayısıyla, yer içinde bulunan bu potansiyel jeotermal enerji, jeotermal sondaj kuyuları benzeri elemanlara bağlı bir ısı pompası yardımıyla yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağı olarak çok büyük bir olanak sunmaktadır. Son yıllarda jeotermal enerji, sondaj kuyuları dışında binaların yapısal elemanları aracılığıyla da kullanılmaya başlanmıştır. Enerji kazıkları (veya ısı değişim kazıkları), yenilenebilir enerji alanında sürdürülebilirlik açısından yenilikçi ve geri dönüşümü olan bir teknolojidir. Bu bağlamda, enerji kazıkları, sabit yeraltı sıcaklığı ve zeminin ısı tutma kapasitesinden faydalanılarak binaların etkin olarak ısıtma ve soğutmasında kullanılabilir. Bu gelişen yeni yaklaşımda, binayı desteklemek için mevcut olarak kullanılan derin temel yapı elemanları aynı zamanda jeotermal ısıtma/soğutma elemanları olarak da kullanılmaktadır. Burada, kazıklar ısı transferini gerçekleştirmek üzere dolaşım (devridaim) boruları içermektedir. Üst yapıdaki ısı enerjisi bir ısı pompası kullanılarak, antifriz katkılı su ve bu borular vasıtasıyla zemine iletilmektedir. Böylece, yaz mevsiminde binanın soğutulması, kış mevsiminde ise ısıtılması amacıyla ısı enerjisi sırasıyla yeraltına verilir ve yeraltından alınır. Temel sistemlerinde kullanılan kazıklar, genel olarak, jeotermal enerjiden sürekli olarak yararlanabilmek için yeterli uzunluğa sahiptir. Böylece, hâlihazırda imal edilecek olan bu kazıklı temel sistemine dolaşım boruları yerleştirilerek jeotermal enerji kullanılabilecektir. Bu şekilde, temiz ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olan jeotermal enerjiden, her yerde ve her mevsimde yararlanmak oldukça düşük ek maliyetlerle mümkün olabilecektir. Termo-aktif elemanlar olarak enerji kazıklarının ısı değişim mekanizmasının belirlenmesi yüksek önem taşımaktadır. Zemin bünyesindeki ısı transferinin temel mekanizması kondüksiyon (ısı iletimi) olmakla beraber, yeraltı su akımı olduğu durumlarda konveksiyon (ısı döngüsü) da etkili olabilmektedir. Enerji kazıklarının ısı değişim performansı birçok parametreye bağlıdır. Bunlar; zeminin ısı iletkenliği, kazık malzemesi ve çapı, dolaşım borusu çapı, dolaşım sıvısı akış hızı ve dolaşım sıvısındaki karışım oranı, yeraltı su seviyesi gibi faktörlerdir. Bu parametrelerin etkilerini değerlendirmek için laboratuvar ve gerçek ölçekli arazi deneylerinin yanı sıra üç-boyutlu sonlu elemanlar analizleri gibi yöntemler kullanılmaktadır. Isıtma ve soğutma çevrimlerinin yük altındaki kazık davranışına olan etkileri konusundaki araştırmalar ise sınırlıdır. Özellikle de, enerji kazıklarının uzun vadeli performansıyla ilgili verilerin mevcut olmaması ve ayrıca deney ve tasarım standartlarının bulunmaması bu konudaki belirsizliklerin ana unsurlarıdır. Enerji kazıklarının veya diğer termo-aktif temel elemanlarının sürdürülebilirliği zemin sıcaklığının sabit tutulmasına bağlıdır. Zemin sıcaklığındaki değişiklikler ısı değişim kapasitesini ve verimliliği direkt olarak etkilemektedir. Bu yüzden, yapının proje ömrü boyunca enerji kazıklarının performansının nasıl etkileneceğini analiz etmek kritik tasarım noktalarından biridir. Bu durum özellikle ısıtma ve soğutma arzlarının dengesiz olduğu bölgelerde daha fazla önem kazanmaktadır. Enerji kazıklarının yaygın bir şekilde kullanılması önündeki önemli engellerden birisi de enerji kazıklarının termo-mekanik davranışlarının yeterince aydınlatılmamış olmasıdır. Kazıkların hem servis yükü, hem de ısıtma-soğutma çevrimlerine maruz kalması durumunu ifade eden termo-mekanik yükler altındaki davranışları halen araştırma konusudur. Özetle, yapılan araştırmalar sonucunda termal yüklerin kazıklarda fazladan gerilmelere neden olduğu ve kazıkların sürtünme direncini azalttığı görülmektedir. Bu tür termal etkiler, enerji kazıklarının çalışma programına göre önceden belirlenmeli ve kazık tasarımı bu bilgiler ışığında yapılmalıdır. Enerji kazıklarının ısıtma ve soğutma çevrimlerinin zemine olan doğrudan etkisi görece daha bilinen bir konudur. Zemindeki ani sıcaklık artışı drenajsız durumlarda boşluk suyu basıncının artmasına ve efektif gerilmelerin azalmasına neden olabilir. Bunun sonucunda kayma mukavemeti kaybı ve kazıklı temelde oturmalar meydana gelebilmektedir. Bu bağlamda, enerji kazıklarının ısı değişimi davranışı ve ısıtma-soğutma döngüleri sırasında oluşan zemin-kazık etkileşimi büyük önem arz etmektedir. Bu bahsedilen konuların açıklığa kavuşturulması ve enerji kazıklarının davranışının daha iyi anlaşılması sayesinde yeni tasarım yöntemlerinin geliştirilmesi mümkün olacaktır. Yer ısısına dayalı bu tip enerji aktarım sistemlerinin giderek yaygınlaşması durumunda, komşu yapıların jeotermal temelleri arasındaki etkileşimini anlayabilmek için enerji kazık gruplarının davranışlarının incelenmesinde fayda vardır. Ayrıca, enerji kazıklarının uzun süreli termo-mekanik performansının çok iyi bilinmemesi sebebiyle, tasarım standartlarının oluşturulabilmesi açısından, bu konu da araştırılması gereken başlıklar arasında yer almaktadır. Enerji kazıklarının daha yaygın kullanılmasının önündeki engellerin kaldırılması için yukarıda özetlenen sorulara cevap aranması gerekmektedir. Enerji kazıklarının davranışına yönelik sorulara cevap aranan bu çalışma sonucunda bu son derece önemli uygulama daha yaygın kullanılabilecek ve yüksek miktarda enerji tasarrufu sağlanabilecektir. Enerji fiyatlarının son derece yüksek olduğu ülkemiz özelinde bu daha da önem taşıyan bir etkiye sahiptir. Bu tez çalışmasının amaçları şu şekilde listelenebilir: (1) zemin tabakalarının ısısal özelliklerinin hassas olarak belirlenmesi, (2) enerji kazıklarının termo-mekanik davranışlarının analizi ve (3) enerji kazıklarının ve kazık gruplarının uzun vadeli performanslarının tayin edilmesi. Tekrarlı ısıtma ve soğutma çevrimlerinin etkileri sonucunda; enerji kazıklarının uzun süreli performansı, kazıktaki eksenel yükteki değişimler (ek gerilmeler), kazıkta tekrarlı dairesel şekil değiştirme ve zemin-kazık etkileşim arayüzünde yorulma ve gerilme rahatlaması gibi konular aydınlatılmıştır. Tez çalışmasının içeriğinde ısı iletim teorisi ve jeotermal ısı değişim sistemleri hakkında literatür taraması bulunmaktadır. Yeraltı kaynaklı ısıtma/soğutma kavramı, yaygın olarak kullanılan jeotermal ısı değişimi elemanları ve arazi ısı iletkenlik deneyi ve analiz yöntemleri hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Jeotermal ısı değişim elemanlarında meydana gelen termal süreçleri modellemek amacıyla sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak üç tip nümerik model geliştirilmiştir. Bu modellerin doğrulaması analitik yöntem ve arazi deney verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları ve karşılaştırmaları detaylı bir şekilde tartışılmıştır. Arazi ısı iletkenlik deneyinin modellenmesini ve analizini geliştirmek amacıyla çeşitli yöntemler ortaya konmuştur. Ayrıca, bu deney ile ilgili iki farklı sahada yapılan vaka analizleri sunulmuştur. Sıcaklık değişimlerine maruz kalan enerji kazıklarının termo-mekanik davranışıyla ilgili kavramlar açıklanmıştır. Geliştirilen termo-mekanik nümerik model kullanılarak, enerji kazığında oluşması beklenen eksenel gerilme değişimlerini ve kazık-zemin arayüzünün davranışını incelemek amacıyla zemin rijitliğine ve kazığın mesnetlenme koşullarına bağlı olarak parametrik bir çalışma yapılmıştır. Benzer şekilde tekil kazıkların ve kazık gruplarının uzun vadeli performansını belirlemek amacıyla nümerik analizler sunulmuştur. Bu çalışma, sıcak, orta ve soğuk iklim olmak üzere üç farklı şehirde gerçekleştirilmiştir. Son olarak, gerçekleştirilen araştırma sonucunda elde edilen sonuçlar ile birlikte araştırmanın ileri aşamaları için tavsiyeler verilmiştir.
-
ÖgeÜç Boyutlu Konsolidasyon Deneyleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-23) Çelebi, Ayşen ; Yıldırım, Hüseyin ; 10074444 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringDeneysel çalışmada 10 farklı plastisite indisli yeniden konsolide edilerek hazırlanan numunelerin yanı sıra araziden tüp yöntemi ile alınan örselenmemiş numuneler kullanılarak ta yeterli sayılarda bir ve üç boyutlu konsolidasyon deneyleri yapılmıştır. Üç boyutlu konsolidasyon deney aleti standart deney aletinin geliştirilmiş modeli olarak tanımlanabilir. Üç boyutlu konsolidasyon deney sonuçlarını standart deney aletinden temin edilen sonuçlar ile karşılaştırabilmek için üç boyutlu deneylerde merkez bölge çapı 50 mm olarak kullanılmıştır. Üç boyutlu konsolidasyon deneylerinde 120 mm çapında, 20 mm yüksekliğinde numune ilk olarak bir birine dik iki yükleme kolu yardımı ile 100 kPa eksenel gerilme değerinde 24 saat konsolide edilmektedir. Moment kollarından biri 50 mm çapındaki merkez bölgeye gerilme uygulanmasına izin verirken diğeri, merkez bölge etrafındaki çevre bölgeye gerilme uygulanmasına olanak sağlamaktadır. Üç boyutlu deneylerde 50 mm çapındaki merkez bölge etrafında numunenin yanal yönde şekil değiştirmesini engelleyen ring bulunmamaktadır ve buna bağımlı olarak üç boyutlu isimlendirilmektedir. Ancak 100 kPa eksenel gerilme etkisinde olan numune bulunmaktadır. Daha sonra standart gerilme artımı ödometre deneylerine benzer biçimde merkez bölgeye uygulanmaktadır. Çalışmada yeterli sayılarda yapılan bir ve üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarından 200 kPa~300 kPa gerilme değerinden daha büyük gerilme değerlerinde üç boyutlu oturma miktarlarının bir boyutlu oturma miktarlarından daha büyük oldukları görülmüştür. Üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarına bağımlı çizilen oturma eğrilerinin eğimlerinin 150 kPa~200 kPa gerilme değerinden büyük gerilme değerlerinde bir boyutlu oturma eğrisi eğimlerinden daha büyük oldukları bulunmuştur. Deneysel çalışmada yapılan bütün üç boyutlu konsolidasyon deneylerinde merkez bölgeye ilave gerilme artımları uygulanması aşamasında, çevre bölgede küçük miktarlarda oturmalar görülmekte, merkez bölgeye uygulanan gerilmelerin geri alınması aşamasında ise numunenin grubuna bağımlı olarak çevre oturma miktarları ya sabit kalmakta ya da küçük miktarlarda kabarma veya oturmalar görülmüştür. Bir boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarında genel olarak 200 kPa, üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarında ise 300 kPa basınç değerinden sonra oturma eğrileri yarı logaritmik eksenlerde doğrudur. Oturma eğrilerinin doğru olan bölümlerinde her iki grup deney sonucunda sıkışma modülleri hesaplanıp, karşılaştırılmıştır. 10 farklı numunenin kullanıldığı deneysel çalışma sonucuna bağımlı olarak üç boyutlu sıkışma modülünün, ödometre sıkışma modülünün 0,5~0,75 katı dolaylarında olduğu bulunmuştur. Bilindiği üzere yeniden konsolide edilerek hazırlanan numuneler arazideki zemin tabakalarının özelliklerini tam olarak bulundurmamaktadırlar. Geçen zaman süresinde oluşan daneler arası bağ kuvvetleri ve bağ kuvvetlerine bağımlı oluşan zemin yapı ve dokusu yeniden konsolide edilerek hazırlanan numunelerde görülmemektedir. Laboratuarda yeniden konsolide edildikten hemen sonra deney yapımında kullanılmaktadırlar. Oysa arazide binlerce yıl içerisinde zemin tabakaları oluşmaktadır. Benzeri nedenlerden dolayı arazideki zeminin oturma davranışı ile yeniden konsolide edilerek hazırlanan zeminin oturma davranışı farklı olacaktır. Açıklamaya bağımlı olarak örselenmemiş numuneler kullanılarak yapılan bir boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçları aynı numunelerin yeniden konsolide edilerek hazırlanan örnekleri ile yapılan bir boyutlu deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Oturma-logaritma düşey gerilme eksenlerinde çizilen oturma eğrileri karşılaştırıldığında örselenmemiş numunelerin oturma eğrilerinin diğerlerinin sağ tarafında bulundukları görülmüştür. Yeniden hazırlanan numunelerin sıkışma indislerinin, örselenmemiş numunelerin sıkışma indislerinden daha büyük oldukları gözlenmiştir. Ayrıca yeniden konsolide edilerek hazırlanan numunenin kabarma indisinin, örselenmemiş numunenin kabarma indisine oranı kabarma hassaslığı olarak tanımlanmaktadır. Kabarma hassaslığı arazideki zeminin daneleri arasındaki bağ kuvvetleri hakkında önemli bilgi vermektedir. İlgili oran bu çalışmada her iki deney sonucunda hesaplanmış ve her iki numune içinde 0,5 den büyük bulunmuştur. Ön konsolidasyon basıncının gerçek değerine yakın belirlenebilmesi, oturma miktarlarının arazi değerlerine daha uygun hesaplanabilmesinde oldukça önemlidir. Ön konsolidasyon basıncını; numunenin örselenmesi, gerilme artım oranı, uygulanan gerilmelerin bulunma süresi, numune alma yöntemleri, konsolidasyon deney yöntemleri ve ön konsolidasyon basıncını belirlemekte kullanılan hesap yöntemlerinin etkilediği bilinmektedir. Numunede örselenme miktarı arttıkça Casagrande yöntemi ile ön konsolidasyon basıncının belirlenebilmesi kolay değildir. Böyle durumlarda deney sonuçlarının Ln(1+e)- logaritma düşey gerilme eksenlerinde çizilmesi önerilmektedir. Konsolidasyon deney sonuçları Ln(1+e)-logaritma düşey gerilme eksenlerinde çizildiğinde oturma eğrileri iki doğrudur. İki doğrunun kesim noktası ön konsolidasyon basıncı olarak tanımlanmaktadır. Ancak yöntem oturma eğrisinin iyileştirilmesine dolayısıyla ön konsolidasyon basıncının düzeltilmesine olanak sağlamamaktadır. Deneysel çalışmada da gerek standart deney aleti gerekse üç boyutlu deney aleti kullanılarak yapılan bir ve üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarında Casagrande ve Ln(1+e)-logaritma düşey gerilme yöntemleri ile ön konsolidasyon basınçları hesaplanmıştır. 10 farklı numunenin kullanıldığı bir boyutlu deney sonuçlarında Ln(1+e)-logaritma düşey gerilme yöntemine göre ön konsolidasyon basınçları genel olarak 125 kPa~150 kPa olarak bulunurken aynı deney grubunda Casagrande yöntemine göre 130 kPa~180 kPa olarak bulunmuştur. Üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarında ise Casagrande yöntemi ile ön konsolidasyon basınçları 160 kPa~200 kPa olarak bulunmuştur. Ön konsolidasyon basıncının belirlenmesinde kullanılan diğer bir yöntem deney sonuçlarının 1/mv- logaritma düşey gerilme eksenlerinde çizilmesidir. Sıkışma modülü-logaritma düşey gerilme eksenlerinde çizilen grafikte en küçük modül değerine karşılık gelen eksenel gerilme ön konsolidasyon basıncı olarak tanımlanmaktadır. Standart deney aleti kullanılarak yapılan bir boyutlu deney sonuçlarında ön konsolidasyon basıncı konu yönteme dayalı 125 kPa~180 kPa olarak bulunurken üç boyutlu deney aleti kullanılarak yapılan aynı grup deney sonuçlarında 160 kPa~200 kPa olarak bulunmuştur. Üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçlarında ise 200 kPa~280 kPa olarak Casagrande ve Ln(1+e)-logaritma düşey gerilme yöntemlerinden bulunan değerlerinden daha büyük değerler gözlenmiştir. Örselenmemiş numuneler ile yapılan ödometre deneyi sonuçlarında da ön konsolidasyon basınçları her üç yöntem ile belirlenmiştir. Temin edilen değerler aynı numunelerin yeniden hazırlanan örneklerinden bulunan değerleri ile karşılaştırılmıştır. Üç yöntem ile örselenmemiş numunelerden bulunan ön konsolidasyon basınçlarının yeniden hazırlanan numunelerden belirlenen değerlerinden daha büyük oldukları görülmüştür. Ayrıca örselenmemiş numunelerin oturma eğrilerine Schmertmann düzeltmesi uygulanarak arazi oturma eğrisi eğimleri bulunmuştur. Arazi oturma eğrisi eğimleri laboratuar eğrisi eğimleri ile karşılaştırılmış ve laboratuar oturma eğrisi eğimlerinden oldukça büyük oldukları görülmüştür. Literatürde gerilme ekseninin logaritmik çiziminin uygun olmadığı pek çok çalışmanın konusudur. İlgili yayınlarda deney sonuçlarının sıkışma modülüne karşılık düşey gerilme eksenlerinde çizilmesi önerilmektedir. Sıkışma modülü-düşey gerilme eksenlerinde deney sonuçları çizildiğinde ön konsolidasyon basıncı gerilme aralığı olarak tanımlanmaktadır. Burada da hem bir hem de üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçları konu eksenlerde çizilerek ön konsolidasyon basıncı gerilme aralıkları belirlenmiştir. Her grup deney sonucunda üç farklı yöntem ile belirlenen ön konsolidasyon basınçlarının tanımlanan aralıkta bulundukları görülmüştür. Dolayısıyla yapılan açıklamalara bağımlı olarak, ön konsolidasyon basıncı deneylerde kullanılan numunelerin tiplerine, deney yöntemlerine ve hesaplama yöntemlerine bağımlıdır. Zeminlerin arazideki davranışlarının tahmin edilebilmesinde nümerik çözüm yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çözüm yöntemlerinden iyi sonuçların temin edilebilmesi, zemin parametrelerinin güvenilir biçimde laboratuar deneylerinden belirlenerek, çözüm yöntemlerinde kullanılmasına bağımlıdır. Çalışmada da likit limit durumunda numuneler suya doygun kabul edilerek likit limitteki boşluk oranı ile eksenel gerilme 100 kPa iken hesaplanan boşluk oranı arasında bağıntının varlığı araştırılmıştır. Ayrıca likit limitteki boşluk oranı ile sıkışma indisi, plastisite indisi ile sıkışma indisi arasında da olası bağıntılar araştırılmıştır. İlave olarak hem bir hem de üç boyutlu deney sonuçlarında zeminlerin likit limitleri ile sıkışma indisleri arasında da korelasyonların bulunup bulunmadığı araştırılmıştır. Bilindiği üzere yarı logaritmik eksenlerde oturma eğrileri genel olarak ön konsolidasyon basıncı geçildikten sonra doğrudur. Her iki deney grubunda oturma eğrilerinin doğru olan bölümlerinde sıkışma modülleri hesaplanarak, sıkışma modülleri ile plastisite indisleri arasında da olası bağıntıların varlığı incelenmiştir. Üç boyutlu konsolidasyon deneyi sonuçları ile ilgili bağıntılarda boşluk oranı yerine oturma miktarları kullanılmıştır. Her iki grup deney sonucu ile araştırılan korelâsyonlarda sıkışma modülü-plastisite indisi dışında lineer bağıntılar bulunmuştur. Bir boyutlu deney sonuçlarından gözlenen bağıntıların, üç boyutlu deney sonuçlarından temin edilenlerden daha iyi oldukları, regresyon katsayılarının 0,97 dolaylarında bulunması dolayısıyla söylenebilir. Ayrıca deney başı boşluk oranları likit limitteki boşluk oranları ile normalize edilmiştir. Likit limitteki boşluk oranı ile normalize edilen deney başı boşluk oranları ile ön konsolidasyon basınçları arasında da olası bağıntıların varlığı araştırılmıştır.
-
ÖgeKentsel Yol Altyapısı Kazılarının Önceliklendirilmesi İçin Cbs Tabanlı Bir Karar Destek Sistemi: Fatih İlçesi Örneği(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-23) Yumrutaş, Halil İbrahim ; İyinam, Şükrüye ; 10057023 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringKentsel yol altyapısının birçok tanımı olmasına karşın genellikle yerel yönetimler tarafından sağlanan ve geliştirilen içme suyu temini, elektrik temini, doğalgaz temini, atık yönetimi, telekomünikasyon, vb. fiziksel yapılar ve tesisler akla gelmektedir. Kentsel yol altyapı tesisleri şehiriçi yolların ve kaldırımların altından geçirilmekte olup yeni altyapı hatları, mevcut hatların bakım, onarım ve iyileştirmeleri, talep artışına bağlı hat kapasite artışları, deplasmanlar, doğal afetler vb. nedenlerden dolayı yol üstyapısı ve yolu kullananlar (taşıt, yaya) açısından çeşitli problemlere sebep olmaktadır. Uygulamada karşılaşılan en önemli problem yerel yönetimler ve özel sektör bünyesinde yer alan farklı altyapı tesislerinin işletilmesinden sorumlu kurumların (İgdaş, Tedaş, Türk Telekom, İski vb.) bir kısmının altyapı bilgi sistemlerinin bulunmayışı bir kısmının ise kendi bünyelerinde kısmen de olsa altyapı bilgi sistemlerine sahip olmaları ancak birbirleriyle entegre bir altyapı yönetim sistemi ve veri tabanlarının olmayışıdır.Buna bağlı olarak aynı güzergahlar üzerinde kurumların birbirlerinden habersiz olarak farklı zamanlarda gerçekleştirdiği bakım, onarım veya iyileştirme çalışmaları neticesinde; § Mevcut yol üstyapısı zarar görmekte, hizmet ömrünü tamamlayamadan hatta hizmet ömrünün daha başlarında yama veya yenileme çalışmalarına maruz kalmaktadır, § Bakım, onarım, yenileme çalışmaları süresince yaya ve taşıt trafiğinin engellenmesi nedeniyle zaman kayıpları yaşanmaktadır, § Ses ve görüntü kirliliği açığa çıkmakta buna bağlı olarak civar sakinlerinin yaşam kalitesi düşmektedir, § Bakım, onarım, yenileme çalışmalarına bağlı iş kazaları ve trafik kazaları nedeniyle can ve mal kayıpları yaşanmaktadır, § Herhangi bir altyapı kurumu diğer bir kurumun altyapı tesisine zarar verebilmektedir, § Yol üstyapısındaki bozulmalar nedeniyle mükerrer çalışmalar yapılmaktadır, § Kaynak israfına yol açılmaktadır, Özellikle büyük kentlerde mevcut altyapı tesislerinden maksimum seviyede hizmet elde edilmesi, yeni yapılacak olan yatırımların doğru bir şekilde planlanabilmesi, gerekli bakım, onarım, koruma ve yenileme çalışmalarının zamanında ve bir koordinasyon dahilinde gerçekleştirilebilmesi adına kurumlar arası entegre bir Altyapı Yönetim Sistemine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, altyapı kazı çalışmalarında kurumlararası koordinasyonun sağlanması, mükerrer iş ve işlemlerin önlenmesi, çeşitli kazılar neticesinde ortaya çıkacak olan zaman ve ekonomik kayıpların önüne geçilmesi ve yol üst yapısında oluşturulacak tahribatların asgariye indirilmesi amacıyla üst kurum olan AYKOME (Altyapı Koordinasyon Merkezi) ile bağlı diğer altyapı kurumları tarafından kullanılması öngörülen “Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) Tabanlı Kentsel Altyapı Yönetim Sistemi (KENTSİS) Yazılımı” geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılımın (KENTSİS) sağlıklı bir şekilde uygulanabilmesi için 15.06.2006 tarih ve 26199 sayılı Resmi Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren “Büyükşehir Belediyeleri Koordinasyon Merkezleri Yönetmeliği”ne dayanılarak hazırlanacak, yetki, sorumluluk, yaptırım, süreler vb. konuları kapsayan bir uygulama yönetmeliği önerilmiştir. KENTSİS yazılıma girilen kazı taleplerinin gerçekleştirilme zamanlamasının belirlenmesinin kişisel insiyatiflere bırakılmaması, olası suistimallerin önüne geçilebilmesi, hem trafik hem de yol ütyapısına vereceği zarar gözetilerek en makul biçimde sonuçlandırılabilmesi amacıyla kentsel yol altyapı kazılarının önceliklendirilmesinde bir karar destek sistemi önerilmiştir. Önerilen modelin altyapı yönetim sistemi yazılımına (KENTSİS) entegre, “zeki çizelgeleme” yapabilecek ve pratiğe uygulanabilecek bir yapısının olması hedeflenmiştir. Bulanık modeldeki ilgili parametrelerin seçimi bölgesel farklılıklar, karar mercilerinin takdiri ve değişen koşullara göre güncellenebilir niteliktedir. Çalışmanın birinci bölümünde; kentsel altyapı ile ilgili temel tanım ve kavramlar ele alınmış, yolun üstyapısını ve yolu kullananları doğrudan etkilemesi sebebiyle yol altyapısında meydana gelebilecek bozulma sebepleri incelenmiş, altyapı yönetim sistemleri ile ilgili Türkiye ve dünyadaki örnekler incelenmiştir. İkinci bölümde karar destek sistemleri ve coğrafi bilgi sistemleri, üçüncü bölümde ise coğrafi bilgi sistemi tabanlı kentsel altyapı yönetim sistemi yazılımı (KENTSİS) incelenmiştir. Dördüncü bölümde, Fatih İlçesi için 2012 yılında gerçekleştirilmiş olan kazı müracaatlarına ait ilgili kurumlardan temin edilen veriler kullanılarak kurum bazında, çalışma süreleri bazında, mevsimselere/aylara/günlere göre, bulvar/cadde ve sokak bazında, mükerrer çalışmalar bazında bir takım analizler ortaya konulmuş, önerilen sistemin kullanılması durumunda elde edilecek olan faydalar karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu çalışmada pilot bölge olarak Fatih İlçesi seçilmiş olup uygulamanın tüm İstanbul geneline yayılması ile daha verimli ve daha dikkate değer sonuçların elde edilebileceği öngörülmektedir. Ayrıca çalışmada, sadece bir yıl süreyle (2012) gerçekleştirilen yol altyapısı kazılarının koordinasyonu ve önceliklendirilmesi sağlanmış olup bu sürenin daha uzun tutulması ve çalışmanın maliyet analizleri ile desteklenmesi neticesinde daha verimli sonuçlar elde edileceği öngörülmektedir.
-
ÖgeBetonarme Perdeli Sistemlerin İtme Analizi İçin Yeni Bir Sonlu Eleman(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-27) Ormancı, Delal Doğru ; Saygun, Ahmet Işın ; 10091456 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil EngineeringBu tezde, betonarme perdelerin anizotropik malzeme davranışı esas alınarak çözümlendiği bir sonlu eleman geliştirilmiştir. Çözümde sonlu elemanın, kesitte çekme veya basınç bölgesinde kalmış olmasına göre, farklı eleman rijitlik matrisleri kullanılmıştır. Betonarme perde modelinin yatay yükler altında doğrusal olmayan davranışı incelenmiştir. Bu davranış çubuk sistemlerdeki plastik mafsal hipotezinin benzeri olarak, düğüm noktaları arasında sonlu elemanın doğrusal elastik davrandığı, plastik şekil değiştirmelerin düşey plastik yerdeğiştirmeler olarak düğüm noktalarında toplandığı kabulü ile tanımlanmıştır. Bu kabule göre betonarme perdede plastikleşme, düşey doğrultudaki birim şekil değiştirmenin, elastik şekil değiştirme sınırına erişmesi ile gerçekleşir. Sonlu elemanın tanımında perdenin sadece kat hizalarında bölünmesinin çözüm için yeterli olduğu yer değiştirme fonksiyonları seçilmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlar farklı bir bilgisayar programı ile elde edilen çözümler ve deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Sekiz bölümden oluşan bu çalışmanın, birinci bölümünde; konu ile ilgili daha önce yapılan çalışmalar anlatılmış, tez konusunun amacı ve kapsamı kısaca özetlenmiştir. İkinci bölümde; beton ve donatının malzeme özellikleri tanımlanarak, geliştirilen sonlu eleman için yapılan malzeme ve şekildeğiştirme kabulleri anlatılmıştır. Çekme bölgesinde hesaplarda sadece çeliğin birim şekildeğiştirme değeri dikkate alınırken basınç bölgesinde hem çeliğin hem betonun birim kısalma değerleri gözönünde bulundurularak hesaplanan eşdeğer şekildeğiştirme değerinin elde edilme yöntemi anlatılmıştır. Betonda çatlak oluşmadan önce ve çatlak oluştuktan sonra hesaplarda kullanılacak kesit zoru şekildeğiştirme bağıntılarının tanımı yapılmıştır. Üçüncü bölümde; geliştirilen sonlu elemanın eksen takımı, düğüm noktası sayısı, her düğüm noktasında kabul edilen yerdeğiştirme serbestlikleri tanımlanmış, 22 adet yerdeğiştirme serbestliğine bağlı olarak seçilen yerdeğiştirme fonksiyonları ve bu fonksiyonların oluşturulmasında kullanılan yardımcı fonksiyonlar verilmiştir. Şekildeğiştirme, gerilme ve malzeme rijitlik matrisleri ile virtüel iş teoreminden yararlanarak hesaplanan eleman rijitlik matrisleri tanımlanmıştır. Dördüncü bölümde; perde sonlu elemanın elastoplastik davranışı tanımlanmış ve yük artım yönteminin prensipleri açıklanmıştır. Yük artımı ile elemanın köşe noktalarındaki düşey şekildeğiştirme bileşeninin çekme şekildeğiştirme sınırına veya akma şekildeğiştirme sınırına ulaştığı yük parametresi katsayısı hesaplanır ve bu iki değerden küçük olan yük artımında kullanılacak yük parametresi değeri olarak alınır. Perde eleman düğüm noktalarının düşey şekildeğiştirmesinin basınçtan çekmeye geçmesi durumunda sistem rijitlik matrisi yenilenerek çözüm tekrarlanır, düğüm noktasında akma oluşması durumunda ise sistem rijitlik matrisine eklenen bir satır ve bir sütun ile bilinmeyenler bulunur. Plastik mafsal hipotezinin benzeri olarak geliştirilen teori bu bölümde detaylı olarak açıklanmaktadır. Beşinci bölümde; perdelerin birbirine bağ kirişlerle bağlı olduğu veya perdelerle birlikte çerçevelerin bulunduğu sistemlerdeki çubuk elemanların uç serbestlik, eleman rijitlik ve gerilme matrislerinin oluşturulması anlatılmakta, bu sistemlerdeki yatay yük parametresi değerinin hesabı kısaca özetlenmektedir. Altıncı bölümde; geliştirilen bilgisayar programının yapısı ve çalışma düzeni anlatılmış, perde sonlu elemanın elastoplastik hesabının betonarme malzeme davranışı gözönüne alınarak yapılabilmesi için lineer hesap yapan ana programa ilave edilen alt programlar ELFIN11, PLAS1, PLAS2, PLAS3 ve SPLAS olarak özetlenmiştir. ELFIN11'de perde eleman için hem basınç hem çekme elemanı eleman rijitlik matrisleri oluşturularak saklanır. PLAS1'de yük artımı ile elemanın basınçtan çekmeye geçme durumu veya düğüm noktalarında akma oluşma durumu değerlendirilir. 1. durumun gerçekleşmesi halinde sistem rijitlik matrisinin yeniden oluşturulduğu SPLAS'a, 2. durumun gerçekleşmesi halinde akma oluşan noktanın düşey yerdeğiştirmesinin denge denklemlerinin çözümünde dikkate alındığı PLAS2 alt programına dallanma olur. PLAS3 alt programında ise eleman kesit zorları elde edilmektedir. Yedinci bölümde; geliştirilen bilgisayar programı ile betonarme perdeli sistemlerin yatay yükler altındaki davranışının incelendiği örnekler anlatılmaktadır. Bu örneklerin SAP2000 bilgisayar programı ile çözümlenmesi ve her iki programdan elde edilen yatay yük tepe yerdeğiştirmesi eğrilerinin karşılaştırılmasına yer verilmiştir. Daha önce yatay yükler altındaki davranışın deneysel olarak çalışıldığı perde numuneleri, geliştirilen program ile modellenmiş ve deney sonuçları ile hesap sonuçlarının birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sekizinci bölümde; sonuçlar irdelenmiş, ileriye dönük olarak yapılacak çalışmalar açıklanmıştır.
-
ÖgeÖngerilmeli İnşaat Elemanlarında Gerilme Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-11-12) Dönmez, Abdullah ; Abdulaliyev, Ziya ; 10092543 ; İnşaat Mühendisliği ; Civil Engineeringİnşaat sanayinde yaygın olarak kullanılan öngerilmeli beton elemanlarda üretim aşamasında oluşturulan öngerilmelerin değerleri, onun bazı bölgelerinde ilgili betonun mukavemet karakteristiklerinin sınırları ile karşılaştırılabilecek seviyeye ulaşabilirler. Bu bakımdan söz konusu elemanların tasarımının başarılı olarak yapılabilmesi için oluşturulması öngörülen gerilmelerin yapıda dağılması ile ilgili detaylı bilgi gerekmektedir. Fotoelastik yöntem ile incelenen elemanın her noktasında gerilme durumunun kesin değerleri ölçülebilir. Bu bakımdan öngerilmeli beton elemanlarda üretim aşamasında oluşan gerilmelerin incelenmesi için ilgili öngerilmelerle ısıl gerilmeler arasındaki benzeşime dayanarak fotoelastik modelleme yönteminin uygulanması amaca uygundur. Bu çalışmada, inşaat elemanlarında öngerilmeler fototermoelastisitenin “gerilmelerin dondurulması” metodu kullanılarak incelenmiştir. Gerilmelerin incelenmesi 2-B veya 3-B fotoelastik modeller ve sayısal analizler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öngerilmeli beton elemanların fotoelastisite ile modellenmesinde kullanılabilecek malzemeler mekanik parametrelerin deneysel çalışmalar ile elde edilmesi sonucunda belirlenmiştir. Fotoelastik modellerin deneysel analizi sonucunda farklı malzemelerin birleşim bölgeleri olan aderans ve birleşim yüzeyinin serbest kenarı olan ankraj bölgeleri ile ilgili gerilme dağılımları bakımından önemli sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar bazı bölgelerde analitik ve sayısal yöntemlerle bulunan verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuçların incelenmesi ile öngerilme uygulanan bir yapının ankraj bölgelerinde oluşan gerilme yığılmalarının ekstremum değerlerinin kullanılan malzemelerin elastik sabitlerine ve verilen ilk öngerilme değerine bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Ayrıca transfer boyu olarak adlandırılan öngerilme değerinin etkili öngerilme değerine ulaşması için aderans üzerinde gerekli olan mesafe, verilen öngerilme değerine ve bahsedilen elastik sabitlerin oranına bağlı olarak değişmektedir. Öngerilmeli beton elemanların beton kısmında oluşan herhangi bir çatlak, boşluk veya kusurun modellenmesi ile elde edilen sonuçlar geometrik süreksizliğin, gerilme yığılmalarının değerleri bakımından, yapının güvenliğini tehdit edecek seviyelerde çıkabileceği sonucuna varılabilir. Termal gerilmelerle beton elemanlarda oluşturulan öngerilmeler arasındaki analojiye dayanarak bazı bölgeler için gerilme durumu hesap edilebilir. Analitik olarak hesaplanan gerilme değerleri deneysel verileri desteklemektedir. Bulgular dahilinde varılan souçlar öngerilmeli tabliye ve kiriş elemanların servis yükleri altında mukavemet sınırlarına ulaşabileceğini göstermektedir. Elde edilen bilgiler öngerilmeli beton elemanların tasarımının optimizasyonu için kullanılabilir.