FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "anemometer" ile FBE- İnşaat Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
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.