LEE- Yapı Mühendisliği-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19495

Gözat

4 katlı bir hastane binasının üstyapısının konvansiyonel yöntemlerle ve sismik izolasyon yöntemiyle Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'e göre analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-07-12) Ergenç, Fatih Furkan ; Çağlayan Özdemir, Pınar ; 501201014 ; Yapı Mühendisliği

Yapısal tasarımda göz önünde bulundurulması gereken en önemli etkilerden biri deprem kuvvetleridir. Özellikle güçlü yer hareketlerinin sık ve şiddetli olduğu bölgelerde mühendisler ve akademisyenler tarafından birçok farklı yöntem ve yapısal sistem geliştirilmiş, kullanılmış ve kullanılmaya devam etmektedir. Bu yöntemlerin en güncel ve en yeni teknoloji olanlarından birisi sismik yalıtım tekniğidir. Sismik yalıtım yöntemi, son zamanlarda depreme dayanıklı yapılar tasarlamada biz mühendislerin en etkili silahlarından biri olmuştur. Bu çalışmanın amacı 4 katlı bir hastane binasının konvansiyonel yöntemlerle ve sismik yalıtım yöntemiyle analiz edilip sonuçların karşılaştırılmasıdır. Tasarımların yapılması için iki farklı hesap modeli oluşturulmuştur. Bunlardan birincisi ankastre mesnetli bina olup çalışma kapsamında "Ankastre Mesnetli Bina" olarak, ikincisi ise sismik yalıtım uygulanan bina olup çalışma kapsamında "LRB Mesnetli Bina" olarak anılmıştır. Çalışma kapsamında üstyapı elemanlarına odaklanılmış olup altyapı elemanlarının tasarımı yapılmamıştır. Sismik yalıtım tekniği diğer yöntemlere göre daha yeni ve teknolojik bir yöntem olarak düşülebilir. Bu teknik, alışılagelmiş yöntemlerden farklı olarak depreme dayanıklı yapı tasarımı için yapının deprem dayanımını arttırmak yerine yapı üzerindeki deprem kuvvetlerinden oluşacak olan talebi azaltmaya dayanan bir tasarım yaklaşımıdır. Sismik yalıtım yönteminin hedeflerinden biri de binanın hakim titreşim periyodunu arttırarak binalar için tehlikeli bir durum olan deprem hareketi periyoduyla rezonans halinde bulunma durumundan binayı uzaklaştırmaktır. Sismik yalıtım uygulamak için kullanılabilecek farklı türde cihazlar vardır. Bunlardan kurşun çekirdekli elastomer ve eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri en yaygın olarak kullanılan iki yalıtım cihazı türüdür. Sismik yalıtım cihazlarının 4 temel fonksiyonu vardır. Bunlar yalıtım, düşey yüklerin taşınması, sönümleme ve yeniden merkezleme olarak sıralanmaktadır. Ancak her tür yalıtım cihazı bu temel fonksiyonların tümünü yerine getiremeyebilir. Bundan dolayı bazı yalıtım cihazları başka yalıtım birimleriyle veya ilave sönümleme cihazlarıyla birlikte kullanılmayı gerektirebilir Bu çalışma kapsamında yalıtım sistemini oluşturmak üzere farklı geometrik özelliklere sahip iki farklı kurşun çekirdekli elastomer mesnet kullanılmıştır. Kurşun çekirdekli elastomer cihazları katmanlar halinde kauçuk malzeme ve çelik plakalar, bunların çevrelediği merkezde bulunan bir kurşun çekirdek ve cihaz bileşenlerinin dış ortamla temasını kesmek maksadıyla yapılan bir dış kaplama ile tüm bunları alt ve üstten bir sandviç gibi arasına alan, cihazın bina üstyapısı ve altyapısıyla bağlantısını sağlayan başlık plakalarından oluşur. Cihazın katmanlı yapıya sahip olmasının nedeni yalıtım cihazına yüksek düşey rijitlik kazandırmaktır. Kauçuk malzeme, çelik plakalarla katmanlar halinde güçlendirilmediği durumda yüksek basınç kuvvetleri altında yanlardan şişkinlik yapacak ve düşey yükler altında rijit olmayan bir davranış sergileyecektir. Kurşun çekirdekli elastomer cihazların belirleyici özelliği ise cihazın merkezinde silindirik bir kurşun çekirdek bulunmasıdır. Bu kurşun çekirdek sayesinde sönümleme özelliği kazanılır. Cihazda yeniden merkezleme görevini ise kauçuk malzeme üstlenmektedir. Kurşun çekirdekli elastomer cihazlar doğrusal olmayan mekanik özelliklere sahiptir. Cihazın mekanik özellikleri hesaplanırken ilgili deprem seviyesinde cihazda oluşan deplasman değeri sonuçları doğrudan etkilemektedir. Bu deplasman değerinin hesaplanmasında ise cihazın mekanik özellikleri doğrudan etkin rol oynamaktadır. Bunun sonucunda tasarım mühendisi, tasarımda kullanılacak olan cihazı belirlerken bir deneme-yanılma hesap sürecine girmektedir. Yalıtım cihazının ön tasarımı yapıldıktan sonra nihai tasarımını sonuçlandırmak için zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılmaktadır. Dolayısıyla ön tasarımda uygun cihazı seçmek, nihai tasarım sonucunda yalıtım cihazının uygun olmadığının anlaşılması ve hesapların baştan alınarak çokça vakit kaybedilmesini önlemek adına oldukça önemlidir. TBDY-2018'e göre sismik yalıtımlı bina tasarımında Bina Önem Katsayısı I=1 alınacaktır. Yapısal hesap modeli kurulurken yalnızca yalıtım birimlerinin doğrusal olmayan davranışa uygun olarak modellenmesi, altyapı ve üstyapı elemanlarının doğrusal elastik olarak modellenmesi mümkündür. Sismik yalıtımlı binaların tasarımında kullanılmak üzere TBDY-2018'de tanımlanan üç hesap yöntemi vardır. Bunlar Etkin Deprem Yükü Yöntemi, Mod Birleştirme Yöntemi ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi olarak sıralanabilir. Bu hesap yöntemlerinin uygulama koşulları mevcut olup her bina için her hesap yöntemini uygulamak mümkün olmamaktadır. Ancak Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi her durumda kullanılabilir. Çalışma kapsamında ele alınan binanın analiz ve tasarımı öncelikle konvansiyonel yöntemle yapılmıştır. Bu hesap yönteminde bina kolonları temel seviyesinden ankastre mesnetli olarak modellenmiştir. Bina taşıyıcı sistemi moment aktaran betonarme çerçevelerden oluşmaktadır. Deprem yüklerinin hesabı Mod Birleştirme Yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Hesaplarda yalnızca düşey yükler (ölü yükler ve hareketli yükler) ve deprem yükleri göz önüne alınmıştır. Binanın analizi ve betonarme elemanların tasarımı TBDY-2018 uyarınca yapılmış olup yüksek süneklik kontrollerini de içeren çeşitli kontroller yapılmış, gerekliliklerin sağlandığı hesapla doğrulanmıştır. Bunun hesaplamalar sonucunda eleman boyutları olarak 70x70 cm2 ebatlarında kare enkesitli kolonların ve 40x70 cm2 ebatlarında dikdörtgen enkesitli kirişlerin yeterli olduğu bulunmuştur. Aynı binanın tasarımı daha sonra sismik yalıtım yöntemiyle de yapılmıştır. Ancak sismik yalıtım yöntemiyle hesapta farklı olarak 80 cm kalınlığa sahip bir izolasyon döşemesi ilave edilmiş ve kolonların altındaki ankastre mesnetler yerine yalıtım cihazlarını temsil etmek üzere doğrusal olmayan özelliklere sahip "link" elemanlar modellenmiştir. Ayrıca izolasyon döşemesinin altında da 150x150 cm2 ebatlarında ters kaideler modele eklenmiştir. Hesap modelinde yalıtım birimlerini temsil eden "link" elemanlar haricindeki tüm elemanlar doğrusal olarak modellenmiştir. Sistemin analizinde diğer yöntemde olduğu gibi Mod Birleştirme Yöntemi kullanılmıştır. Üstyapı elemanları için hesap yapılırken DD-2 deprem yer hareketi düzeyinde yalıtım birimlerine ait parametrelerin üst sınır değerleri, yalıtım birimleri için hesap yapılırken ise DD-1 deprem yer hareketi düzeyinde yalıtım birimlerine ait parametrelerin alt sınır değerleri kullanılmıştır. Bu iki durum karşılaştırıldığında yalıtım sistemi rijitliklerinin, dolayısıyla bina hakim titreşim periyotlarının önemli ölçüde farklılık gösterdiği görülmektedir. Yalıtım birimlerinin tasarımında kullanılan malzeme özellikleri ve cihaz geometrik özellikleri, kullanılan katalogdan elde edilmiş olup bazı değerlerin TBDY-2018'de verilen değerlerden farklı olduğu göze çarpmıştır. Yapıların modal analizi sonucunda elde edilen periyotlar kıyaslandığında, ankastre mesnetli bina periyotlarının X ve Y yönleri için sırasıyla 0.872 s ve 0.987 s olduğu, LRB mesnetli bina periyotlarının DD-2 depreminde yalıtım birimi parametrelerinin üst sınır değerleri için 1.348 s ve 1.395 s olduğu, ve yine LRB mesnetli bina periyotlarının DD-1 depreminde yalıtım birimi parametrelerinin alt sınır değerleri için 2.987 s ve 3.004 s olduğu görülmektedir. Tasarım sonuçları kıyaslandığında, LRB mesnetli bina tasarımında üstyapı elemanlarının boyutlarının küçültülemediği, hatta kolon boyuna donatılarının arttırılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Taşıyıcı sistem davranış katsayısının (R) göz önüne alınmasıyla elde edilen tasarım kuvvetleri altında, LRB mesnetli binada elde edilen taban kesme kuvvetleri ve üstyapı elemanlarının iç kuvvetlerinde azalma olmadığı, aksine ankastre mesnetli binaya kıyasla daha büyük değerler okunduğu görülmüştür. Ancak göreli kat ötelenmelerinin kontrolü TBDY-2018'de anlatıldığı gibi taşıyıcı sistem davranış katsayısı göz önüne alınmadan, yani R=1 ve I=1 kabul edilerek yapılmıştır. Bu doğrultuda elde edilen veriler, LRB mesnetli binadaki göreli kat ötelenmelerinin ve kat ivmelerinin ankastre mesnetli binaya kıyasla çok daha düşük olduğunu ortaya koymaktadır. Elde edilen bu bulgulara göre sismik yalıtım yönteminin kat ivmeleri ve göreli kat ötelenmelerini epeyce azalttığı, binanın kullanım konforunu oldukça olumlu yönde etkilediği, ancak üstyapı elemanlarının boyutlarında bir tasarruf yapmayı mümkün kılmadığı sonucuna varılmaktadır. Bu bağlamda bina kullanımındaki hassasiyetin önemli görüldüğü yüksek ehemmiyetli yapılarda sismik yalıtım yönteminin uygulanması isabetli bulunmuştur. Ayrıca TBDY-2018'e göre iki farklı yöntemle tasarım yapılırken aynı bina için tanımlanan bina performans hedeflerinin farklı tasarım yöntemleri için farklılık gösterdiği (Kesintisiz Kullanım ve Kontrollü Hasar) ve bu iki tasarımda bina kullanım amacının değişmediği de bulgular arasındadır. Yapılan çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar değerlendirilirken, bu sonuçların çalışmada ele alınan bina özelinde elde edildiği, farklı özellikteki binalar için daha farklı sonuçlara ulaşılabileceği ihtimali unutulmamalıdır.
A domain decomposition python framework with autosaving of subdomain solutions for finite element analysis

(Graduate School, 2023) Küçük, İsmail ; Yılmaz, Murat ; 807515 ; Structure Engineering Programme

Domain decomposition methods in Finite Elements (FE) can be summarized as dividing the boundary value problem into smaller boundary value problems in subdomains and using the realized subdomain solutions to coordinate a general solution of the given system domain. Domain decomposition methods are appropriate for parallel computing since the problem on a prescribed subdomain can be partially solved independent of the whole system domain, thus, those individual solutions can be implemented on different CPUs and subsequently combined. The independence aspect of the subdomain solutions not only enables parallel programming but also allows for the efficient storage and reuse of the already realized subdomain solutions in other systems. Thus, it is possible to implement existing subdomain solutions instead of having to completely rework the problem in the event of minor changes to a few components of the system, potentially saving significant calculation time. In this thesis, a domain decomposition framework interface is proposed that, by adding a few straightforward definitions to the end-user code, will automatically enhance a traditional FE application written in Python to support domain decomposition with self-registering and reusable subdomains. To register and reuse a subdomain solution, it is necessary to create a hash string that uniquely represents the corresponding subdomain. This includes traversing all the properties of all individual items that make up the subdomain, such as all element and node properties and all boundary conditions. Special Python decorators that enable the end user to introduce variables of the functions in the end user code to the decomposition framework have been developed to streamline the process. In addition, standard components that automatically decompose end-user-defined FE objects into subdomains are also presented within the scope of the thesis. As a result, using various sample solid mechanics applications, the contribution of the proposed framework to the analysis speed is evaluated.
Analysis of mechanical and sorptivity properties of mortar mixtures containing fly ash modified with nano-silica using the Taguchi design method

(Graduate School, 2023-06-16) Maherian Farshbaf, Mahsa ; Atahan, Hakan Nuri ; 501201049 ; Structural Engineering

The present study focuses on investigating the impact of four different parameters, namely, nano-silica dosage, fly ash replacement percentage, total binder quantity, and water/binder ratio, on the mechanical and durability properties of cement-based mortar mixtures modified with nano-silica. The study employs the Taguchi experimental design matrix, which enables the identification of the optimal mixture ratios that can achieve the desired properties. The orthogonal L16 design matrix is used, with four distinct levels selected for each parameter. Experiments are conducted on mortar samples produced using different mixture ratios, and the samples are tested for compressive strength, flexural strength, and sorptivity at 7th, 28th, and 90th days. The results are analyzed, and signal-to-noise ratios are obtained to determine the significance of each parameter and the optimal mixture ratios. After analyzing the results of the experiments, it was observed that the proportion of fly ash has the greatest impact on the compressive strength of the cement-based mortar on all three test days. On the other hand, the water-to-binder ratio was found to be more significant in terms of flexural strength on the 28th and 90th day. For early-age (7-day) tests, the binder volume emerged as the most important parameter. On the other hand, nano-silica played a less important role in general compared to other parameters. However, when the nano-silica and binder volume is considered, it is observed that for all three test days, nano-silica increased the compressive strength up to Level 3 (2.73%), but decreased when it reached Level 4 (4.10%). In terms of sorptivity, the water-to-binder ratio was the most significant parameter for all test days. In sum, the experiment demonstrates that different parameters have varying levels of significance depending on the mechanical and durability properties being analyzed and the duration of the tests. The best-performing mixtures are selected for further testing, and compressive, flexural and sorptivity tests are conducted again on the seventh and twenty-eighth days for confirmation. The results are compared with the Taguchi estimation results to determine the reliability of the method. Overall, the study provides valuable insights into the effects of different parameters on the mechanical and durability properties of cement-based mortar mixtures modified with nano-silica. By identifying the most significant parameters, the study provides insights that can inform the development of more effective, durable, and sustainable cement-based mixtures. The Taguchi experimental design matrix is demonstrated to be a reliable and effective method for identifying the optimal mixture ratios.
Atmosferik depolama tanklarında güncel hasarlarla ampirik ve analitik kırılganlık analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-08) Bezir, Fırat ; Sarı, Ali ; 501171048 ; Yapı Mühendisliği

Silindirik atmosferik depolama tankları temelde ülkelerin enerji ihtiyaçlarının karşılanmasında kullanılan petrol ve türevleri ile sıvılaştırılmış doğal gaz gibi ürünlerin depolanmasında faydalanılan yapısal elemanlardır. Bu tanklar su, şarap ya da katı atıkların da depolanmasında kullanılmıştır ve halen kullanıldığı tesisler mevcuttur. Depoladığı üründen bağımsız olarak, depolama tanklarının gerek geometrisinden kaynaklı hasar almasının mümkün olması, gerek ülkeler genelinde tank tesislerinin konumlandırıldığı alanların sismik etkilere daha açık bulunmaları, gerekse tanklar içerisindeki sıvı malzemenin olası salınımlarda sahip olduğu salınım etkilerinin tanklarda hasara sebep olacak şekilde etkili olması durumları, depolama tanklarını kırılgan yapmakta ya da hasar görebilmeye açık hale getirmektedir. Bu çalışma kapsamında "kırılganlık" ya da "hasar görebilme" terimleri sadece sismik etkilerden direkt etkilenen ya da sismik etkilere bağlı ikincil etkilerden kaynaklanan hasarı temsil etmek için kullanılacaktır. Literatürde ve pratik kullanımlarda farklı depolama birimleri bulunmaktadır. Bu araştırmada, sadece atmosferik silindirik çelik depolama tankları üzerinde çalışılmıştır. Çalışma genelinde, ilgilenilen bu tanklar depolama tankı ya da atmosferik depolama tankı ifadeleriyle nitelendirileceklerdir. Bu çalışmada izlenen yol kısaca ifade edilecek olursa, çalışmanın ilk aşamasını mevcut akademik yayın çalışmalarından, sismik aktiviteler sonucu hazırlanan raporlardan, araştırma tezlerinden ve akademik açıdan kabul edilebilecek diğer kanallardan elde edilen depolama tankı hasar veri tabanının derlenmesi işi oluşturmuştur. Gözleme dayalı hasar kayıtları çalışmalarının tarihçesi 1970'lere dayanmakla birlikte, yakın tarihimize kadar depolama tanklarındaki hasarlarla ilgili çalışmalar mevcuttur. Yazar, ilgili çalışmalarda işlenmiş gerçek deprem olayları sonucu hasar gören tankları, tankların geometrileri, tank lokasyon bilgileri, tankın içerdiği sıvı niteliği, tank konfigürasyonu ve özelliği ve çalışmanın ileriki bölümlerinden görüleceği üzere, sismik hesap sonuçları ve diğer değişkenleri içerecek şekilde derlemeyi başarmıştır. Bu şekilde toplanan toplam tank sayısı 4509'dur. Bu çalışma sonucu tank hasarlarına ait bir hasar matrisi oluşturulmuştur. Tanklar bu matriste sahip oldukları hasarlara göre belirli hasar sınıflarına atanmıştır. Tank hasar belirleme ve hasar sınıfı tayini mevcut literatürde ve tank tasarımı ile ilgili uluslararası kodlarda günümüze kadar gelişip değişerek işlenmiştir. Bu hasar sınıfları arasında ciddi farklar olmasa da farklı hasar sınıfı tanımlamaları mevcuttur. Bu araştırmada, yazar tank hasar sınıfını da yaptığı kapsamlı veri toparlama işlemleri neticesinde, sektör uzmanlarının da görüşleri üzere güncelleyerek çalışmaya dahil etmiştir. Ardından, gözleme dayalı bu hasar veri setinde, hasara sebep olan sismik olayların temel karakteristikleri kullanılarak, hasar ve hasarın sebebi arasındaki istatistiksel ilişki mevcut istatistiksel bakış açıları ile yorumlanıp, tank hasar matrisindeki hasar sınıfları için sismik kırılganlık eğrileri elde edilmiştir. Bu noktada kısaca vurgulanmak gerekirse, literatürde kırılganlık analizi gerçekleştirmek için birden fazla istatistiksel metot bulunmakla birlikte, bu çalışma kapsamında hasarın doğası ile uyumlu olacağı ispat edilmiş yöntemler seçilmiştir. Sismik aktiviteler sonucu tankların performansı söz konusu hasarın varlığı veya yokluğu şeklinde ikili değişkenle tanımlanabileceği için, istatistikte ikili (binary) dağılımlar için olasılık hesaplarında işlevselliği ispatlanmış olan lojistik regresyon yöntemi seçilmiştir. Bununla birlikte, bu yöntemde parametre tahmini için kullanılan fonksiyonlardan logit ve probit modeller ile maksimum olabilirlik yöntemi seçilerek, lojistik regresyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu noktada dikkat edilmesi gereken konu; hasarın çıkış nedeni olan depremlerin ve tanklara ait karakteristiklerin her tank ya da tank grubu için birbirinden bağımsız olmasıdır. Bu nedenle, elde edilen hasar sınıflandırma matrisi her hasar sınıfı için yakın ya da ortak dağılımı vermekten uzaktır. Bu da hasar matrisinin ve sadece gözleme dayalı verilerin kullanılarak elde edilen kırılganlık eğrilerinin güvenilirliği sorusunu göz önüne getirmektedir. Ayrıca farklı durumlarda, özel ihtiyaçlara göre risk hesaplamalarının gerekli olduğu durumlarda, çok genel sonuçlar ifade edecek gözlemsel sonuçların vereceği kanı sorgulanmalıdır. Bu noktada, akademik ve mühendislik perspektifi mevcut veri boşluğuna rasyonel müdahalelerle elde edilen kırılganlık eğrilerinin iyileştirilmesini gerekli kılmaktadır. Bilimsel bilginin temel ilkelerinden biri olan faydalılık prensibi gereğince, mevcut hasar veri tabanını iyileştirmeye yönelik sonlu eleman analizleri ile gerçek tank geometrisi ve özelliklerini kullanarak, tanklarda sismik etkilerin sonuçları gözlemlenmiştir. Tankların maruz bırakıldıkları sismik yer hareketleri sonucu, sahip oldukları hasarlara göre her tank ilgili hasar sınıfına yerleştirilerek mevcut hasar veri tabanı hem nitelik hem de nicelik olarak iyileştirilmiştir. Sonlu eleman modelleri ile kırılganlık analizlerinin gerçekleştirildiği hasar veri tabanında toplamda 396 adet hasar bilgisi bulunmaktadır. Çalışmanın bu bölümünde, 11 adet yer hareketi ile gerçekleştirilen 396 adet analiz sonucu kırılganlık eğrileri 8 farklı deprem şiddet ölçüm birimi için gerçekleştirilmiştir. Çalışmada 3 farklı geometride, 2 farklı doluluk oranında, 2 farklı çatı konfigürasyonunda ve 3 farklı tank kabuk kalınlığı dağılımında modellenen tanklar, yapı sıvı etkileşimi göz önünde tutularak, zaman serisi analizleri sonucu hasar bilgileri kaydedilmiştir. Numerik çalışmaların sunduğu model bilgileri ile literatürde güvenilirliği kanıtlanmış ampirik formülasyonlar kullanılarak depolama tankları için periyot hesapları gerçekleştirilmiştir. Bunun nedeni, maksimum yer ivmesi ve maksimum yer hızına (PGA, PGV) ek olarak diğer sismik ölçüm birimlerinin kırılganlık analizinde ortaya çıkaracağı sonuçlara yanıt aramaktır. Böylece, aşağıda izah edileceği üzere deprem kayıtlarından elde edilebilecek PGA ve PGV parametrelerine ek olarak, 6 adet sismik şiddet parametresi elde edilmiştir. Çalışmanın bu konusu kapsamlı şekilde, binlerce veri analizi sonucu elde edilmiştir. Bu çalışmada sadece elde edilen sonuçlar ve analiz prosedürleri ifade edilmiştir. Çalışmada enerji hesapları, 24 farklı periyot değerinin 3 farklı deprem bileşenine sahip 11 adet deprem kaydı için milyonlarca deprem verisinin yazılımsal araçlarla işlenmesi sonucu, enerji talep spektrumları olarak elde edilmiştir. Bu sismik parametrelerin PGA ile aralarındaki korelasyon, lineer regresyon analizleri ile elde edilmiştir. Buna ek olarak, bu çalışmada ilgilenilen bir diğer temel konu ise, yapılan kırılganlık analizlerinde kullanılan sismik şiddet ölçüm değişkeninin faklı türdeki hasarların tespitindeki başarısını test etmektir. Tank geometrilerine bağlı olarak, farklı konfigürasyonlar farklı salınım periyotlarına neden olmaktadır. Tankların geniş çaplı olması içereceği sıvının sahip olacağı salınım periyodunun artmasına neden olduğu için, kullanılan sismik şiddet ölçüsünün bu noktada sınanması gerektiği düşünülmüştür. Bu amaçla, yapı analizlerinde ve söz konusu depolama tanklarında sismik yoğunluğu ifade etmek için daha fazla kullanılan "maksimum yer ivmesi" birimine ek olarak, maksimum yer hızı, spektral ivme, spektral hız, spektral deplasman, ortalama spektral ivme, deprem giriş enerjisine eşdeğer ivme ve sönümlenmiş deprem enerjisine eşdeğer ivme değişkenleri de kullanılarak, kırılganlık eğrileri 8 farklı sismik şiddet ölçüm birimi için elde edilmiştir. Yapılan analizler sonucu spektral hız, spektral deplasman ve sönümlenmiş deprem enerjisine eşdeğer ivme parametrelerinin kırılganlık analizinde farklı hasar durumlarının tespit etmek için kullanılabileceği gözlemlenmiştir. Bu kapsamdan bakıldığında yapılan çalışmanın ilgili konuda mevcut çalışmaların bulgularına yenilik eklediği görülmektedir. Lde edilen bu bulgularla gelecek yıllarda yapılacak çalışmalara bu noktada kaynak olacağı umulmaktadır. Yapılan kırılganlık analizlerinde, literatürde kullanılmış farklı istatistik metotlardan faydalanılmıştır. Kırılganlık analizinde işleme giren ana değişkenler sismik şiddet ölçüm birimi ile hasar durumuna ait verilerdir. Fakat unutulmamalıdır ki, işlemden sonuç üreten fonksiyonun kendisi de bir değişken olarak hasar görebilme olasılığına etki etmektedir. Bu noktada, farklı istatistiksel prosedürlerin de hasar olasılıklarına etkisi ispat edilmiştir. Gerek söz konusu alanda gerekse yapı ve deprem mühendisliği noktasında yapılan analizlerde farklı istatistiksel prosedürlerin verdiği sonuçların farklı olacağı göz önüne alınmalıdır. Görüleceği üzere, bu yüksek lisans çalışmasında gözlemsel verilerin elde edilmesi, hasar sınıflarının güncellenerek yeniden tanımlanması, hasar verilerinin yorumlanarak hasar sınıflarına atanması, istatistiksel prosedürlerin kırılganlık analizinde irdelenmesi, gözlemsel veriler için kırılganlık eğrilerinin elde edilmesi, numerik modelleme sonucu elde edilen hasar verilerinin yorumlanması, sıvı salınımı ve tank duvar periyotları hesapları ile sismik şiddet ölçüm parametrelerinin elde edilmesi için spektral analizlerin gerçekleştirilmesi ve analitik verilerle farklı sismik değişkenler için kırılganlık eğrilerinin tekrar elde edilmesi ve elde edilen iki farklı yaklaşımın birbiri ile kıyaslanması olarak özetlenebilecek çok sayıda temel konu ele alınmıştır. Çalışmanın bu anlamdaki kapsamlılığı ve kendi içindeki birliği gerek akademik çalışmalar için yararlanmak isteyen okuyuculara, gerekse pratik mühendislik alanında tasarıma, uygulamaya veya kontrole dayalı işlemlerde tez içeriğinin güvenilir bir kaynak olarak kullanıcıya hitap etmesini mümkün kılmıştır.
Atık çelik tel içeren çimento bulamacı emdirilmiş lifli betonların mekanik özellikleri

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

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

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-27) Öztürk, Mustafa Enes ; Fahjan, Yasin ; 501221022 ; Yapı Mühendisliği

Köprüler tarihin uzun dönemleri boyunca kullanılmış olan ve genellikle nehir, vadi veya diğer engelleri geçmek için kullanılan yapılardır. Köprüler uzun açıklıkları birbirlerine bağladığından ve ulaşımı kolaylaştırdıklarından uzun yıllar maruz kaldıkları dış etkenlere karşı dayanmaları amaçlanır. Deprem dayanımları bakımından incelendiğinde köprü analiz yöntemleri , binalar için kullanılan yöntemlerle her zaman aynı değildir. Binaların deprem analizleri incelenirken kullanılan Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) ile köprülerin deprem analizlerinin incelenmesinde kullanılan Türkiye Köprü Deprem Yönetmeliği (TKDY) arasında farklılıklar bu konuda beklenebilir. Köprüler binaların aksine, yatay açıklıklıkları oldukça büyük değerlere ulaşabilen ve analizlerinin buna göre yapılması gereken yapılardır. Bu hususta köprülerde görülebilen olası bir durum, yapı boyunca zemin koşullarının değişebileceğidir. Düşey doğrultuda büyük yükseklik değerlerine sahip olan binalarda bu durum genellikle görülmezken, köprülerde farklı analiz methodlarını gerektirebilir. Yerel zemin koşulunun değişmesine bağlı olarak köprü ayaklarında oluşan deprem ivmelerinin farklı büyüklüklere sahip olmasına değişken zemin etkisi (DZE) adı verilir. Bu durum AASHTO LRFD kaynağında Spatial Variation due to Local Soil Condition olarak geçmektedir. Tez kapsamında bu etkinin olması durumunda köprülerde ekstra hangi etkilerin oldğuna, geliştirilen analiz yöntemlerine ve analizler sonucu elde edilen bulgulara yer verilmiştir. Tez kapsamında deprem dalgalarının rastgele üst üste binmesiyle oluşan uyumsuzluk etkisi ile deprem dalgalarının faz farkından dolayı farklı anlarda köprü ayaklarına ulaşmasıyla oluşan dalga geçiş etkisi incelenmemiştir. TKDY kapsamında da ayrıca bu etkilerin incelenmesi zorunlu tutulmamıştır. Birinci bölümde köprülerin tanımından ve kullanım amaçlarından kısaca bahsedilmiştir. Ayrıca farklı yönetmeliklerdeki tanımından da bahsedilmiştir. Türkiye'de köprülerin sismik analizlerinin hangi yönetmelikler aracılığıyla yapıldığı ve TKDY'nin ne zaman uygulanmaya başlandığından bahsedilmiştir. TKDY'nin göreceli olarak yeni bir yönetmelik olması ve bu yönetmelikle ilgili literatürde yeterli çalışma olmamasından kaynaklı zorluklardan bahsedilmiştir. Bu sorunlardan biri olan DZE'ye değinilmiştir. DZE'nin hangi durumlarda ortaya çıktığına, hangi durumlarda göz önünde bulundurulacağına ve TKDY kapsamında nasıl ele alındığına değinilmiştir.
Ayarlı sıvı sönümleyicilerin betonarme binaların deprem performansına etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-24) Dağ, Birkan ; Gençoğlu, Mustafa ; Börekçi, Muzaffer ; 501191017 ; Yapı Mühendisliği

Tez No İndirme Tez Künye Durumu 736969 Pdf dosyası Ayarlı sıvı sönümleyicilerin betonarme binaların deprem performansına etkisinin incelenmesi / Investigation of the effect of tuned liquid dampers on earthquake performance of reinforced concrete buildings Yazar:BİRKAN DAĞ Danışman: PROF. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MUZAFFER BÖREKÇİ Yer Bilgisi: İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı Konu:İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering Dizin:Betonarme binalar = Reinforced concrete buildings ; Damper = Damper ; Deprem = Earthquake ; Yapısal denetim = Structural control Onaylandı Yüksek Lisans Türkçe 2022 147 s. Depremler can ve mal kayıplarına neden olan önemli afetler olarak bilinmektedir. Ülkemiz de depremselliği yüksek bir bölgede olması nedeniyle bu afeti en çok yaşayan ve zararlarına en çok maruz kalan ülkeler arasındadır. Bu nedenle ülkemizdeki yapıların depreme dayanıklı olacak şekilde tasarlanması oldukça önemlidir. Sürekli kendini yenileyen ve geliştiren deprem yönetmeliklerinin ortaya çıkması da bu gayretin neticesindedir. Yapılan incelemeler ülkemizde uygun mühendislik hizmeti almayan ve hem kötü işçilikle hem de kötü malzeme kullanılarak inşaa edilmiş bir çok yapı stoku olduğunu göstermektedir. Ayrıca, bu olumsuz durumlar olmasa bile çeşitli depremlerle hasar gören bina stoku da az sayıda değildir. Tıpkı diğer tüm ülkeler gibi ülkemizde de bu tarz eksik veya kusurlu yapıların yıkılıp yeniden yapılması ekonomik nedenlerden dolayı her zaman mümkün olamamaktadır. Bu sebeple eğer ekonomik olarak uygun ise mevcut yapıların deprem güvenilirliğinin belirlenerek güçlendirilmesi ve hasar gören yapıların deprem sonrası onarımının yapılarak depreme dayanıklı hale getirilmesi önemli bir husustur. Araştırmacılar tarafından sürekli olarak, mevcut binalar için yeni güçlendirme yolları ve mecvut veya yeniden yapılacak binalar için de depremin yıkıcı etkisini kontrol altına alabilecek kontrol sistemleri aranmaktadır. Literatürde birçok kontrol sistemi bulunmasına karşın, son yıllarda sıklıkla araştırılmaya başlanan "Ayarlı Sıvı Sönümleyiciler", maliyeti ucuz ve uygulaması pratik bir sistemdir. Bu tezde, Ayarlı Sıvı Sönümleyicilerin mevcut bir betonarme binanın deprem sırasındaki davranışına ve deprem sonrası durumuna etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Buna göre, Türkiye'de bulunan bina stoğunun bir kısmını temsil edebileceği düşünülen 10 katlı betonarme çerçeveli hipotetik bir binaya, uygun "Ayarlı Sıvı Sönümleyici" yerleştirilmesi durumunda, binanın deprem sırasındaki davranışı elde edilerek deprem performansı belirlenmiş ve ayrıca deprem sonrası durumu elde edilerek güçlendirme ve onarım çalışmalarına katkısı araştırılmıştır. Yeni yapılacak yapıların depreme dayanıklı olarak tasarlanmasında ve mevcut yapıların deprem güvenilirliklerinin belirlenmesinde doğrusal olan kuvvet esaslı yöntemler ile hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yerdeğiştirme esaslı yöntemler kullanılabilmektedir. Bir deprem sırasında, yapılarda oluşan hasarların büyük yerdeğiştirmelerden kaynaklandığı bilinmektedir. Dolayısıyla, olası bir deprem nedeniyle taşıyıcı sistem elemanlarında oluşabilecek hasarların elde edilmesinde yerdeğiştirmeye dayalı doğrusal olmayan yöntemler kullanmak, gerçek davranışa daha yakın sonuçlar elde edilmesini sağlayacaktır. Doğrusal olayan şekildeğiştirmelerin elde edilmesinde hem statik hem de dinamik yöntemler kullanılabilirken, dinamik bir yöntem olan Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz (ZTADOA), gerçeğe en yakın sonuçlar verebilecek bir yöntemdir.
Beton dolgulu çelik kolonların bulonlu alın levha kiriş birleşimlerinin çevrimsel davranışına berkitme levhalarının etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-27) Azimi, Aryan ; Özakgül, Kadir ; 501201036 ; Yapı Mühendisliği

Bu çalışmada beton dolgulu çelik kolon (BDÇK) ve I-kesitli kirişlerin alın levhalı boyuna bulonlu (through-bolt) birleşimlerine berkitme levhalarının etkisi incelenmiştir. Son yıllarda birçok araştırmanın konusu olan BDÇK elamanlar, diğer muadilleri olan betonarme ve çelik profillere göre önemli üstünlüklere sahiptirler. Ancak BDÇK ve I-kesitli kirişlerin birleşimlerinin tasarımında onaylanmış bir yönetmeliğin eksikliğinden dolayı, beton dolgulu çelik elemanların kullanımı çok sınırlı kalmıştır ve bu alanda farklı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Beton ve çeliğin bu kesitlerde beraber kullanılmasının sağladığı avantajlar ve beton dolgulu çelik kolon ve I-kesitli kiriş birleşimleri için araştırmacılar tarafından önerilen farklı birleşim tipleri ayrıntılı olarak ilk bölümde incelenmiştir. Ayrıca moment aktaran birleşimlerin tasarımı için yaygın olarak tercih edilen alın levhalı birleşimler bahsedilmiş ve bu birleşimlerde kullanılan berkitme levhalarının etkileri ve bunlarla ilgili çalışmalar irdelenmiştir. İkinci Bölümde ise ABAQUS sonlu elemanlar yazılımını kullanılarak ve deneysel bir çalışma referans alınarak, beş adet farklı kiriş yüksekliklerine ve eksenel yüke sahip kare kesitli beton dolgulu boyuna bulonlu berkitmesiz alın levhalı birleşim bu sayısal çalışmanın gerçekleştirilmesi için modellenmiştir. Modellerin kesit özellikleri, malzeme özellikleri, elemanlar arasında yüzeylerin etkileşimi, yük ve sınır koşulları, sonlu elemanlar ağının oluşturulması ve eleman tipleri ile ilgili tüm bilgiler detaylı olarak bu bölümde verilmiştir. Ayrıca referans alınan çalışmanın deneysel ve sayısal sonuçları yorumlanmış ve bu çalışmada modellenen örneklerin analiz sonuçları ayrıntılı bir şekilde gösterilmiştir. AISC 358-22 yönetmeliğinin berkitme levhalarının tasarımı ile ilgili sınırlamalar ve berkitmeli birleşimlerin oluşturulması ise üçüncü bölümde ele alınmıştır. Farklı berkitme levha kalınlığı, açısı ve çelik kalitesine sahip berkitmeler doğrulanmış modeller üzerine ilave edilmiştir. Ayrıca oluşturulan berkitme levhalarında bitiş yüksekliğinin belirlenmesi ve yeni modellerin isimlendirmesi açıklanmıştır. Beton dolgulu çelik kolon ve I-kesitli kirişlerin alın levhalı boyuna bulonlu birleşimlerinde, berkitme levhalarının birleşim davranışına olan etkisinin analiz sonuçları ise dördüncü bölümde sunulmuştur. Çevrimsel yükleme altında birleşimlerin nihai dayanımları, süneklikleri, berkitme ve kirişlerinde plastikleşme ve burkulmalar ve bulon davranışı detaylı olarak incelenmiştir. En son bölümde ise berkitme özelliklerinin birleşim davranışına olan etkisi irdelenmiştir. Berkitme levhalarının kalınlığının ve açısının nihai dayanımın artışında en önemli parametre olarak görülürken, çelik kalitesinin etkisi sınırlı olmuştur. Berkitme levhalarının varlığı kirişlerde yerel burkulmaları önleyemediği için sünek davranışa etkisi görülmemiştir, ancak bulon öngerilme geriliminin korunmasında önemli etken olduğu tespit edilmiştir.
Betonarme binalarda zemin kat yüksekliğinin farklı olması durumunda dolgu duvarların etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-25) Ateş, Özge ; Özkul Aksu, Tülay ; 501181037 ; Yapı Mühendisliği

Ülkemizin deprem bölgesinde yer alması, yapıların tasarımı ve buna bağlı olarak yapımının gerçekleştirilmesi sırasında deprem yüklerinin yapı üzerindeki etkilerinin dikkate alınmasını gerektirmektedir. Burada talep edilen herhangi bir deprem anındaki hasar ve kayıpları en aza indirmektir. Bu nedenle oluşacak büyük hasarların önüne geçilebilmesi için yapıların doğru ve uygun şekilde tasarlanması ve yapının olabildiğince gerçeğe yakın modellenmesi gereklidir. Depreme dayanıklı yapı tasarımında taşıyıcı sistemin herhangi bir düzensizliğine sahip olması istenmez. Genellikle bireysel kullanımlardan kaynaklanan mimari nedenlerle veya zemin katlarının market, otopark, depo, işyeri gibi ticari kullanımlardan dolayı zemin kat, normal katlardan daha yüksek imal edilmekte ve mevcut duvarlar kaldırılmaktadır. Zemin katta dolgu duvarların bazılarının veya tümünün kaldırılması kat rijitliğini azaltmakta ve zemin katta rijitlik düzensizliğine, başka bir deyişle yumuşak kat düzensizliğine sebep olmaktadır. Ayrıca duvarların asimetrik yerleştirilmesi halinde kütle merkezi ile rijitlik merkezinin birbirinden uzaklaşması öngörülemeyen burulma düzensizliğine yol açabilmektedir. Zemin katın yüksekliğinin arttırılması da yapıda zayıf kat düzensizliğine sebep olabilmektedir. Tüm bu istenmeyen durumlar yönetmelikler ile sınırlandırılmış ve bu olumsuz etkilerin ortadan kaldırılması mümkün kılınmıştır. Dolgu duvarlar genellikle taşıyıcı elemanlar olarak düşünülmemekte ve yapıya sadece kirişlerin üzerinde yayılı yük olarak hesaplara dahil edilmektedir. Taşıyıcı çerçeve sisteminde kolon ve kiriş arası boşlukları dolduran dolgu duvarlar yatay yük etkisi altında oldukça önemli rol oynamaktadır. Betonarme yapıların tasarım süreçlerinde her ne kadar dolgu duvarların etkileri göz ardı edilse de yapılan çalışmalar dolgu duvarların yapı davranışına etkileri olduğunu açıkça ortaya koymuş ve bu etkiler ihmal edildiği takdirde yapıda öngörülemeyen hasarlar meydana getirebileceği belirtilmiştir. Dolgu duvarların etkisinin dikkate alınmadığı durumlarda analiz sonuçlarının gerçek değerleri temsil etmediği yapılan deneysel çalışmalar sonucunda görülmüştür. Ayrıca tasarımı yapılan yapının gerçekçi modellenebilmesi için hesap analizlerinin dolgu duvarların taşıyıcı sistem üzerindeki etkisini göz önüne alacak şekilde yapılması gereklidir. Böylece dolgu duvar-çerçeve etkileşimi önem kazanmakta ve söz konusu etkileşimin uygun modellenmesi gündeme gelmektedir. Deprem bölgesinde yer alan ülkemizde, yapıların tasarım ve projelendirme süreçlerinde dolgu duvarların etkisinin yeteri kadar dikkate alınıp alınmadığı sık sık tartışılmaktadır. Dolgu duvarların modelleme yöntemleri ve gerçeğe en uygun yöntemin araştırılması günümüze kadar birçok çalışmaya konu olmuştur. Ve bu konu ile ilgili yapılan çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır. Dolgu duvarların, yapının yatay ve düşey yükler altında davranışına, rijitlik, taşıma kapasitesi, periyot ve enerji tüketme kapasitesi gibi önemli ve olumlu katkıları vardır. Yapı davranışında meydana getirdiği en önemli değişim dolgu duvarların yatay rijitliğinin ön plana çıkarak yapının serbest titreşim periyodunun azalması yönünde olmaktadır. Dolgu duvarlar, malzeme mekanik özelliklerinin çok değişken olması yanında birçok parametreye göre farklılık göstermesi, imalat koşullarına ve temas yüzeylerine bağlılığı, modele yansıtılmasının kolay olmaması ve taşıyıcı olmamasından dolayı yapılan modellemelerde dikkate alınmamaktadır. Hesaplamalarda ise daha önce yapılan çalışmalar sonucu oluşturulan ampirik formüller kullanılmaktadır. Dolgu duvar davranışını tanımlarken bir diğer önemli özellik ise içerisinde boşluk olması durumudur. Daha önce yapılan çalışmalar mevcut boşluğun büyüklüğü ve bu boşluğun duvar içerisindeki konumuna göre dolgu duvarın yapıya olan etkilerinin değiştiğini göstermiştir. Ayrıca bant pencerelerin varlığı ya da farklı sebeplerle dolgu duvarların kolon boyunca süreklilik göstermediği ve kat yüksekliği boyunca devam ettirilmediği durumlarda kısa kolon etkisinin oluştuğu bilinmektedir. Bu gibi durumlarda kolon etkili boyu azalarak ve kolonun alt ucunda oluşması planlanan plastik kesit, gerçekte yarım duvarın bitim bölgesinde ortaya çıkarak kolonlarda oluşacak kesme kuvvetlerinde tasarımdan farklı artış meydana gelir. Literatüre bakıldığında tüm bu parametreleri doğru modelleyebilmek adına çok çeşitli ampirik formüller geliştirilmiştir. Bu çalışmada Türkiye'de sıklıkla görülen zemin kat yüksekliğinin diğer katlara göre daha yüksek imal edilmesinin ve bunun yanı sıra zemin katta dolgu duvar yerleşiminin azaltılmasının betonarme yapılar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY-2018)'e ve diğer standartlara uygun olarak ön boyutlandırılması ve tasarımı yapılan A binası, zemin kat yüksekliği değiştirilerek B ve C binaları oluşturulmuş, binaların İstanbul ile Sarıyer ilçesinde yer aldığı kabul edilmiştir. Yapılan seçimlerde eşdeğer deprem yükü yönteminin uygulama sınırları dikkate alınmış olup, zayıf kat düzensizliği durumu dışında düzensizlik durumu mevcut değildir. Modelleme için, mesafeleri 5 m olacak şekilde 6x6 açıklığa, toplam 900 m2 taban alanına sahip ve (X)-(Y) doğrultusunda simetrik betonarme bina planı seçilmiştir. Zemin kat ve 7 normal kattan oluşan konut türü binalarda normal kat yükseklikleri tüm modellerde 3 m, zemin kat yüksekliği A binasında 3 m, B binasında 4 m, C binasında 5 m alınmıştır. Dolgu duvar yerleşimi ise tüm modellerde normal katlarda her kiriş altında, zemin katta (X) ve (Y) doğrultularında sadece orta aksta olacak şekilde seçilmiştir. Zemin kat yükseklik değişiminin ve dolgu duvar modellemesinin yapılmasının etkilerinin araştırılması için taşıyıcı sistem boyutları tüm modellerde sabit tutulmuştur. SAP2000 programında üç boyutlu olarak oluşturulan 3 model, literatürde yer alan çok sayıda dolgu duvar modellemelerinden tekli eşdeğer basınç çubuğu yöntemi ile dolgu duvar modellemesi yapılarak tekrarlanmış, toplamda 6 model oluşturulmuştur. Boşluklu fabrika tuğla malzemesinin kullanıldığı duvarların modellemesi için TBDY-2018'de yer alan temsili basınç çubuk genişlik ve eşdeğer basınç çubuğu katsayısı denklemleri kullanılmış, duvar elastisite modülü olarak yine yönetmelikten ilgili değer alınmıştır. Dolgu duvarların boşluk içermediği kabul edilmiştir. İki ucu mafsallı olarak modellenen eşdeğer sanal basınç çubukları sadece basınç kuvvetine maruz kalabileceği için bu temsili çubukların çekme limitleri sıfırlanmıştır. Oluşturulan modeller TBDY-2018'de yer alan doğrusal hesap yöntemlerinden eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanılarak 6 model de analiz edilmiş, analiz sonuçlarına göre yapıların deprem davranışlarındaki değişiklikler yorumlanmıştır. Analizler sonucunda zemin kat yüksekliğinin artması ile bina ağırlıklarında, periyotlarda, kat yatay deplasmanlarda, göreli kat ötelemelerinde, salınım, zemin kat kolon ve kiriş iç kuvvetleri değerlerinde artış, kat rijitliklerinde azalma gözlemlenmiştir. Değişiklik sonucu gözlemlenen kat rijitlik değerinin azalması ve buna bağlı kat ötelenmesinin artması durumu dolgu duvarsız binalarda dolgu duvarlı binalara göre daha fazla ön plana çıkmaktadır. Dolgu duvar modellemesinin yapılması ile periyotlarda, kat yatay deplasmanlarda, göreli kat ötelemelerinde, salınım, burulma katsayısı, zemin kat kolon ve kiriş iç kuvvetleri değerlerinde azalma, kat rijitlik değerlerinde artış gözlemlenmiştir. Dolgu duvarların içerisinde bulunduğu betonarme çerçeveyi ve dolayısıyla betonarme yapıyı rijitleştirmesi sonucu, bulunan periyot değerlerinin ve yatay deplasmanların azalması beklenen bir sonuçtur. Ayrıca dolgu duvar yerleşimi ve modellemesinin burulma üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir.
Betonarme endüstriyel binalarda yapısal yangın güvenliğinin ulusal ve uluslararası standardlar kapsamında incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-25) Şen, Göktuğ ; Gençoğlu, Mustafa ; 501181060 ; Yapı Mühendisliği

Toplumların ve bireylerin temel ihtiyaçlarından biri olarak güvenliğe ihtiyaçları vardır. Güvenlik konusu farklı şekillerde analiz edilebilir. Bu çalışmada, NFPA (Ulusal Yangından Korunma Birliği), Eurocode ve BYKHY (Binaların Yangından Korunmasına İlişkin Yönetmelik) yönergeleri takip edilerek fabrikalarda yangınların nasıl önleneceği ve yönetileceği araştırılacaktır. Yangınlarda insanların canı ve malları risk altındadır. Ancak dikkatli davranarak ve yangına hazırlıklı olarak ölüm ve hasar riskini azaltabilmektedir. Yangınlardan ölüm ve hasar açısından en çok Kanada, ABD ve İngiltere zarar görmektedir. Endüstriyel alanda teknolojinin ilerlemesi yangınlara yol açmaktadır. Yangın, beton binalara zarar verebilir ve onları güvensiz hale getirerek ölüm ve hasara neden olabilir. Mimari planlarda yangın güvenliğinin dikkate alınabileceği doğru olmakla birlikte ülkemizde sahip olduğumuz kaynaklar yetersizdir. Geçtiğimiz birkaç yılda çeşitli uluslardan çok sayıda standart Türkçeye çevrilmiştir. Bununla birlikte, yangına dayanıklı betonarme yapıların oluşturulmasında kullanılmadan önce daha fazla bilimsel araştırmaya ihtiyaç vardır. Ülkemizde yapıların yangından korunmasına yönelik düzenlemeler bulunmaktadır. Yangın varsa binayı terk etmenin yöntemleri vardır. Binanın yapısal bütünlüğünü garanti altına almak ve yangından zarar görmesini önlemek amacıyla yanmaz malzemeler kullanılmaktadır. Araştırmacılar, yangın ve dumanın yapı içerisinde nasıl hareket edebildiğini ve bunların nasıl önlenebileceğini anlamak için deneyler yürütmektedir. Yangın durumunda eşyalarımızı ve kendimizi kaybetmemek için bu önlemleri alınmaktadır. İtfaiyecilerin kurtarma görevlerini verimli bir şekilde yerine getirebilmelerini sağlamak için Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik, yangına müdahale ve acil durum yönetim planlarının geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Binalar mimar ve mühendislerin istekleri doğrultusunda tasarlanmaktadır. Ancak bazı binalar sadece NBCCR nin yüksek binalara ilişkin kurallarına göre inşa edildiğinde yangın güvenliği kurallarının tamamına uyum sağlayamayabilir. Sonuç olarak ülkemizdeki inşaat firmaları, yüksek yapılar inşa ederken NFPA ve Avrupa EN ve Amerikan NFPA yangın yönetmeliklerinin kapsamadığı çeşitli alternatifleri kullanarak tatmin edici sonuçlara ulaşmayı önceliklendirmektedir. Bu çalışmanın amacı endüstriyel binalarda yer alan yapıların yangın sırasındaki güvenliğini incelemektir. NFPA, Eurocode ve BYKHY kurallarından bilgi toplanacaktır. Araştırma nitel bir yaklaşım kullanarak aktif ve pasif yangın tedbirlerinin yangın yönetmeliği açısından ne kadar farklılaştığını ortaya çıkarmaya çalışmaktadır. Verilere dayanarak NFPA, Eurocode ve BYKHY gibi farklı yangın güvenliği standartlarının aktif ve pasif yangından korunma önlemlerini nasıl önerdiğini analiz edilecektir. NFPA ve Eurocode standartlarına göre Türkiye de binaların bu kurallara uygun olarak inşa edilebileceği tespit edilmiştir. Araştırma, mühendis ve mimarların yangın güvenliğini planlamak için NFPA ve Eurocode standartlarını kullandıklarını göstermektedir. NFPA standartları ve Eurocode, binaların statik ve mimari özelliklerini dikkate almaktadır. NFPA ve Eurocode Normlarının bina tasarımları için belirlediği yangın güvenliği kuralları daha kapsamlı ve eksiksiz olup, BYKHYnin kapsama girmeyen kısımları için bu kuralların kullanılmasına karar verilmiştir.
Betonarme kirişlerin dış ardgerme uygulanarak rehabilitasyonu: Taşıma limit durumu için yapay zekâ tahmin modellerinin geliştirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-04) Badnjki, Ahmed ; Öztürk, Turgut ; 501201004 ; Yapı Mühendisliği

Beton rehabilitasyon konusu, mevcut yapıların performansının arttırılması ve korunmasına yönelik artan ihtiyaç nedeniyle son zamanlarda büyük ilgi ve önem kazanmıştır. Beton rehabilitasyonu için mevcut çeşitli teknikler arasında, ardgerme ile güçlendirme yöntemleri gibi aktif tekniklerin oldukça etkili ve pratik çözümler olduğu kanıtlanmıştır. En sık kullanılan ardgerme güçlendirme uygulamalarından biri, yapım kolaylığı ve düşük maliyet nedeniyle yapı üzerine dış ardgerme tendonlarının yerleştirilmesidir. Ardgerme ilkesi, betonun çekme gerilmelerine göre basınç karşısında daha dayanıklı olduğu temel kavramına dayanmaktadır. Bu nedenle, betonarme bir elemana ardgerme uygulanması, tendonlara çekme gerilimi vermeyi amaçlar, bu da dışarıdan yerleştirilen uç ankrajları ve deviatörler yoluyla beton elemana basınç gerilimi sağlar. Bu teknik, yapısal bütünlüğü güçlendirir ve elemanın yük taşıma kapasitesini artırarak beton rehabilitasyonu için güvenilir bir çözüm sunar. Dış ardgerme güçlendirme tekniklerinin esas olarak yüklemeye karşı malzeme tepkisi, yükleme sırasındaki geometrik bozukluklar ve bağlanmamış tendonlar ile beton deformasyonları arasındaki davranış farklılıkları nedeniyle çoklu doğrusal olmayan davranışlar sergilediğini vurgulamak önemlidir. Bu belirsizlikler, rehabilite edilen yapının sürdürülebilirliğini ve etkinliğini tehlikeye atabilir, bu da yapının amaçlandığı gibi çalışmayabileceği anlamına gelir. Sonuç olarak harici ardgermeli kiriş taşıma sınırına ulaştığında bağlanmamış tendonların gerilmesini tahmin etmek ve kirişin eğilme dayanımını belirlemek için çok sayıda çalışma yapılmıştır. Ancak hâlâ daha reasyonel, net ve işlevsel bir yaklaşımın geliştirilmesine ihtiyaç var. Bu nedenle bu araştırma, yapay zeka tekniklerini (AI), özellikle makine öğrenimi algoritmalarını kullanarak taşıma limitin tendon stresine ilişkin pratik bir tahmin modeli sunmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla, makine öğrenimi tahmin modellerini geliştirmek için, bağlı olmayan dış ardgerme tendonlarıyla güçlendirilmiş 133 betonarme kirişten oluşan, literatürdeki 28 deneysel çalışmayı kullanarak kapsamlı bir bir veritabanı oluşturulmuştur. Bu veritabanı, dış ardgerme tendonlarıyla güçlendirilmiş 133 betonarme kirişten oluşmaktadır (kirişlerin 24'ü FRP tendonlarla güçlendirilmiş, diğer 109'u ise yüksek mukavemetli çeliktir). Ayrıca dört tasarım kodu modeli ve literatürde bulunan dört rasyonel model ile kritik kesit veya tüm eleman incelemelerine dayalı teorik analizlerle kapsamlı bir karşılaştırma yapılmıştır. Bu kapsamlı karşılaştırmaya dayanarak, bu araştırmada kullanılan topluluk öğrenme algoritmaları güvenilirliklerini göstermiş ve en yüksek dış ardgerme gerilmelere ilişkin tahmin modelleri oluşturmada diğer geleneksel modellerden daha iyi performans göstermiştir. Bu modeller yüksek doğruluk ve düşük hata yüzdeleri (R2>%90, MAE<100 MPa, RMSE<120 MPa, MAPE <%10) göstermiştir. Ek olarak, DBA tendonlarının efektif gerilimi ile birlikte tendon eksantriklik varyasyonlarının (özellikle dpm/eps oranı) etkisinin birçok makine öğrenimi tahmin modelinde etkili olduğu fark edilmiştir. Geleneksel modellerle ilgili olarak, koda dayalı tahmin modellerinin farklı düzeylerde konservatiftik sergilediği anlaşılmıştır (en büyüğü TS 3233 koduydu). Ayrıca, rasyonel modeller, yüksek mukavemetli çelik tendonlarla güçlendirilmiş kirişlerle karşılaştırıldığında, FRP tendonlarla güçlendirilen kirişlerin doğruluğunda önemli bir azalma olduğunu gösterdi. Bu nedenle, özellikle FRP tendonları için, bağlanmamış ardgerme tendonları ile dışarıdan güçlendirilmiş kirişler üzerinde daha fazla araştırma yapılması şiddetle tavsiye edilir. Önerilen makine öğrenimi tahmin modelinin performansının doğrulanmasının ardından, model, kompozit bir öngermeli I-kirişin moment kapasitesini tahmin etmek için pratik olarak uygulanmıştır. Öngermeli I-kirişi uç ankrajlar ve iki deviatör aracılığıyla harici tendonlarla güçlendirildi. Gerinim uyumluluk analizi, Washington Eyaleti Ulaştırma Bakanlığı tarafından belirtilen spesifikasyonlara uygun olarak moment kapasite analiz yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi.
Betonarme önüretim kiriş kolon bağlantısı için önerilen sigorta tipi mekanik manşonun özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi

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

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

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-13) Çınar, Tolga ; Darılmaz, Kutlu ; 501191061 ; Yapı Mühendisliği

Betonarme perdeler deprem ve rüzgar gibi yatay yüklerin karşılanmasında etkili olarak kullanılırlar. Perdelerden beklenen performansın sağlanabilmesi için analiz ve tasarımlarının doğru yapılması gereklidir. Perdelerin elastik ötesi davranışını belirlemek amacıyla çok farklı analiz yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemler arasında basitliği ve zaman tasarrufu sağlaması sebebiyle yığılı plastik davranış modeli yaygın olarak kullanılmaktadır. Yığılı plastik davranış modelinde, doğrusal olmayan şekil değiştirmelerin belirli bir bölgede düzgün yayılı olarak oluştuğu kabul edilmektedir. Bu bölge plastik mafsal olarak nitelendirilmektedir. Bu model kullanılarak yapılan analiz sonucunda bulunan plastik yer değiştirme bileşenin doğruluğu plastik mafsal boyu ile doğrudan ilişkilidir. Tutarlı ve güvenilir sonuçlar elde etmek amacıyla farklı araştırmacılar tarafından farklı plastik mafsal boyu eşitlikleri sunulmuştur. Bu çalışma kapsamında, plastik mafsal boyunu etkileyen değişkenleri belirlemek amacıyla 59 adet betonarme perde analiz edilmiştir. Bu işlem yapılırken sonlu eleman programı, ABAQUS, kullanılmıştır. Yapılan sonlu eleman analizi literatürde yer alan bir deneyle doğrulanmıştır. Parametrik çalışma kapsamında, perde uzunluğu (Lw), perde yüksekliğinin/perde uzunluğuna oranı (Hw/Lw), eksenel kuvvet oranı (P/Agfc), uç bölgesi boyuna donatı oranı(ρbl), uç bölgesi enine donatı oranı (ρbt) ve gövde bölgesi yatay donatı oranı (ρwh) değişken olarak belirlenmiştir. Tüm modeller için beton basınç dayanımı 30 MPa, donatı çeliği akma dayanımı 420 MPa olarak alınmıştır. Analizler sonucunda perde uzunluğu ve perde yüksekliğinin perde uzunluğuna oranındaki artışla beraber plastik mafsal boyunda da artış gözlenmiştir. Bu değişkenlerin aksine eksenel kuvvet oranındaki artışla birlikte plastik mafsal boyunda azalma olduğu saptanmıştır. Uç bölgesi enine donatı oranı ve gövde bölgesi yatay donatı oranındaki artışlar plastik mafsal boyunda azalmaya, uç bölgesindeki enine donatı oranındaki artış plastik mafsal boyunda artışa yol açsa da regresyon analizi sonucunda ilk 3 değişken kadar etkili olmadığı belirlenmiştir. Analizler sonucu elde edilen plastik mafsal boyları ve regresyon analizi kullanılarak betonarme perdelerde plastik mafsal boyunu belirlemek için bir plastik mafsal boyu eşitliği sunulmuştur. Önerilen eşitlik ve literatürde yer alan eşitlikler, sonlu eleman analiziyle bulunan plastik mafsal boylarıyla karşılaştırılmıştır.
Bir veri merkezi yapısının farklı sismik yalıtım birimleri kullanılarak TBDY-2018 yönetmeliğine göre değerlendirilmesi ve sonuçlarının karşılaştırılması

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

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

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-23) Aslan, Neslihan ; Arslan İspir, Medine ; 501211022 ; Yapı Mühendisliği

Dünya genelinde en çok can alan doğal afetlerin başında deprem yer almaktadır. Bu durum da depreme karşı alınan tedbirleri zorunlu hale getirmektedir. Deprem anında açığa çıkan kuvvetleri karşılamaksızın gevrek davranış sergileyen yapılar, can ve mal kaybına sebebiyet vermektedir. Tasarıma uygun inşa edilmeyen, yeterli beton basınç dayanımına sahip olmayan beton ile inşa edilen ve yeterli donatılanmaya sahip olmayan yapılar deprem anında hasara uğramaktadır. Meydana gelecek hasarı ya da yıkımı minimum seviyeye indirebilmek amacıyla yapıların daha sünek hale getirilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla yapıların güçlendirilmesi son yirmi yılda dünya genelinde oldukça tercih edilen bir uygulama haline gelmiştir. Yapıların güçlendirilmesinde kullanılan geleneksel lifli polimerler, yapıların dayanımını artırsa da sünek davranış konusunda istenildiği kadar etkin değildir. Yükleme anında açığa çıkan gevrek davranışın önüne geçebilmek amacıyla PET lifli polimer malzemeler ile sargılamalar üzerinde çalışılmaktadır. Sağladığı sünek davranışın dışında geri kazandırılarak üretiliyor olmasıyla hem çevre dostu hem de ekonomik olan PET lifli polimerler geleneksel lifli polimerlere tercih edilebilir. Bu çalışma ile düşük dayanıma sahip beton yapılarda PET LP ile güçlendirmenin yapı üzerindeki etkilerini araştırabilmek amacıyla düşük dayanımlı beton silindirle çalışılmıştır. Farklı lif yoğunluğuna sahip liflerin kullanıldığı sargılamalarda farklı sargı tabaka sayısına sahip olacak şekilde sargılanmıştır. Sargılamanın ardından güçlendirmenin numunenin davranışı üzerindeki etkisini inceleyebilmek amacıyla numuneler monoton ve tekrarlı artan yüklere maruz bırakılmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışmaların sonucunda PET LP ile güçlendirmenin yapıların dayanımda, şekildeğiştirme kapasitelerinde ve sünekliliklerinde iyileştirici etkiye sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda hem uygulama kolaylığı sağlaması ve diğer güçlendirme malzemelerine kıyasla ekonomik olması hem de sürdürülebilir bir malzeme olması sebebiyle yapıların güçlendirilmesinde kullanılmak üzere tercih edilebilir bir malzeme olduğu sonucuna varılmıştır.
Çok katlı betonarme bir yapının deprem performansına yapı-kazık-zemin etkileşiminin etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-11-28) Girer, Esma ; Fahjan, Yasin ; 501201011 ; Yapı Mühendisliği

Türkiye, aktif fay hatları üzerinde yer aldığından depremselliği yüksek olan bir bölgede bulunmaktadır. Geçmiş depremlerde büyük can ve mal kayıpları ile karşılaşılmıştır. Bu durum sonucunda yapıların deprem etkisi altında göstereceği davranışın doğru bir şekilde tahmin edilmesinin önemi ön plana çıkmıştır. Taban kayasında tanımlanan deprem yer hareketinin yapıya nasıl etki edeceği yapı-zemin etkileşiminin araştırılmasıyla mümkündür. Zemin tabakalarında ilerleyen deprem dalgaları değişime uğrar. Zayıf zeminlerde bu değişimden dolayı deprem etkileri büyümektedir. İzmir depreminde de görüldüğü üzere zemin hâkim periyodu ile yapı periyotlarının uyumlu olduğu bölgelerde zemin büyütmesi daha fazladır. Yumuşak zeminlerde zemin hâkim periyodu ile çok katlı yapıların periyodu çakışmaktadır. Bu bölgelerde bulunan çok katlı yapılar daha yüksek deprem kuvvetlerine maruz kalmış ve hasar görmüştür. Bu nedenle zayıf zeminler üzerine inşa edilecek çok katlı yapılarda yapı-zemin etkileşiminin incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Nüfus artışı ve şehir planlama sıkıntısı sebebiyle İzmir'de olduğu gibi çok katlı binalar inşa edilmektedir. Taşıyıcı zemin tabakasının derinlerde bulunması ile derin temellerin kullanımı yaygınlaşmıştır. Japonya'da meydana gelen Hyogo-Ken Nanbu depreminde kazıklı temel sistemine sahip zayıf zemine oturan yüksek binalar depremden etkilenmemişken, yüzeysel temele sahip binalar ağır hasar görmüştür. Benzer örnekler Mexico City depreminde olduğu gibi dünya genelinde meydana gelen depremlerde de mevcuttur. Bu nedenle yapı-kazık-zemin etkileşiminin İzmir'in kıyı şeritleri gibi zemin hâkim periyodu yüksek bölgelerde yapılacak yüksek binalarda incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tez kapsamında, yerleşim yerleri nüfus artışı sebebiyle sismik aktivitesi yüksek zayıf zeminler üzerine kurulan İzmir İlinde çok katlı yapıların yapımının yaygınlaşması ile birlikte önemli bir konu haline gelen yapı-kazık-zemin etkileşimi Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) kapsamında verilen etkileşim hesapları (Yöntem II ve Yöntem III) göz önüne alınarak incelenmiştir. Her iki yöntem kendi içerisinde direk yöntem ve altsistem yöntemi olmak üzere iki farklı yaklaşımla değerlendirilip, kazık iç kuvvetleri kıyaslanmıştır. İki yöntemde de direkt sistem ve altsistem hesap yaklaşımları kullanılarak yapılan yapı-kazık-zemin etkileşim hesapları sonucu elde edilen kazık iç kuvvetlerinin birbirine oldukça yakın olduğu görülmüştür. Direkt sistem yaklaşımında oluşturulan 3 boyutlu ve 2 boyutlu hesap modellerinde 3 boyutlu hesap modelinin daha elverişsiz sonuçlar verdiği ve 2 boyutlu hesap modelinden elde edilen kazık iç kuvvetlerinin de 3 boyutlu direkt yöntem hesap yaklaşımı ve altsistem yöntemi hesap yaklaşımı ile elde edilen sonuçlara oldukça yakın olduğu, aynı zamanda kazık tasarımı hakkında öndeğerlendirme açısından fikir verebileceği gözlenmiştir.
DD-1 ve DD-2 deprem yer hareketi düzeyleri için betonarme binaların tasarımı, yapısal özellikler ve yapı maliyeti açısından karşılaştırılması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-11-08) Özbay, Bekir ; Özkul Aksu, Tülay ; 501211033 ; Yapı Mühendisliği

Ülkemiz deprem kuşağında yer alan ve sık sık depreme maruz kalan bir ülkedir. TBDY-2018'de depremlerin olma sıklığına ve büyüklüklerine göre DD-1, DD-2, DD-3 ve DD-4 olmak üzere 4 adet deprem yer hareketi düzeyi tanımlanmıştır. DD-1 çok seyrek gerçekleşen en büyük deprem yer hareketi düzeyini, DD-2 seyrek deprem yer hareketi düzeyini, DD-3 sık deprem yer hareketi düzeyini ve DD-4 ise servis deprem yer hareketi düzeyini tarif etmektedir. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği- 2018'de binalar tasarlanırken DD-2 deprem yer hareketi düzeyi tasarım yer hareketi düzeyi olarak kabul edilmiştir. Ancak 6 Şubat 2023 tarihinde 10 ilimizi etkileyen, ülkece yaşadığımız 2 büyük deprem felaketinde depremin spektral ivme değerlerinin DD-2 tasarım deprem yer hareketi düzeyini bir hayli aştığı, hatta DD-1 deprem yer hareketi düzeyini de aşan bölgeler olduğu görülmüştür. Bu gerekçe ile söz konusu yüksek lisans tez çalışmasında, tasarım deprem yer hareketi düzeyi DD-2 ve en büyük deprem yer hareketi düzeyi DD-1 ile çerçeveli ve perdeli-çerçeveli taşıyıcı sisteme sahip iki ayrı binanın tasarımı ve analizi ile elde edilen yapısal sonuçların ve yapı maliyetlerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Tez çalışması 5 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmanın amacı ve kapsamı açıklanmış, literatürdeki benzer çalışmalardan bahsedilmiştir. İkinci bölümde deprem yer hareketi kavramları, deprem etkisi altında binaların değerlendirilme esasları, TBDY-2018 Dayanıma Göre Tasarım esasları açıklanmış ve taşıyıcı sistem elemanlarının tasarımındaki özel kurallara yer verilmiştir. Üçüncü bölümde analiz edilecek çerçeve sistem tanıtılmış bina ve deprem parametreleri verilmiştir. Bu sistem mod birleştirme yöntemi kullanılarak DD-2 ve DD-1 deprem yer hareketi düzeyinde analiz edilmiştir. TBDY-2018 ışığında göreli kat ötelemeleri, ikinci mertebe etkileri, düzensizlikler vb. özellikler kontrol edilmiştir. Döşemelerin, kirişlerin, kolonların ve temelin betonarme hesapları yapılmıştır. Kirişlerin, kolonların ve birleşim bölgelerinin kesme güvenliği kontrolleri yapılmıştır. Temel için zımbalama hesabı yapılmıştır ve uygun temel kalınlığı belirlenmiştir. Ardından toplam beton ve donatı maliyetleri toplanarak yapı maliyeti hesaplanmıştır. Elde edilen bulgular DD-2 ve DD-1 deprem yer hareketi düzeyi için karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Dördüncü bölümde perdeli çerçeve sistem tanıtılmış, bina ve deprem parametreleri verilmiştir. Bu sistem mod birleştirme yöntemi kullanılarak DD-2 ve DD-1 deprem yer hareketi düzeyinde analiz edilmiştir Taşıyıcı sistem davranış katsayısı TBDY-2018'deki kurallara göre kontrol edilmiştir. Göreli kat ötelemesi, ikinci mertebe etkileri ve yapısal düzensizlikler kontrol edilmiştir. Kolon, kiriş, döşeme, perde ve temelin betonarme hesapları yapılmıştır. Beton ve donatı maliyetleri toplanmak suretiyle yapı maliyetleri hesaplanmıştır. Elde edilen bulgular DD-2 ve DD-1 deprem yer hareketi düzeyleri için karşılaştırmalı olarak ele alınmıştır. Beşinci bölümde DD-2 ve DD-1 deprem yer hareketi düzeyinde çerçeveli ve perdeli çerçeve modellerin analizlerinden elde edilen sonuçlar açıklanmıştır.
Değiştirilebilir plastik mafsal kavramının önüretimli betonarme çerçeve türü sistemlerde kullanımı

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

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

(Graduate School, 2024-06-10) Akbulut, Mustafa ; Turan, Ömer Tuğrul ; 501211021 ; Structural Engineering

Suspension bridges are one of the preferred bridge types for crossing long spans. The internal forces of the cable elements used in these structures have a significant impact on the structural geometry and the fatigue life of the elements. Therefore, periodic monitoring of cable forces is important for the structural health of suspension bridges. In many suspension bridges built today, hanger forces can be determined instantly with structural health and monitoring systems. Hanger forces are easily monitored with the Load Cells placed between the gusset plate on deck and the hanger lower sockets. However, due to the lack of modern structural health monitoring systems in many suspension bridges, especially those built in the 20th hanger forces cannot be monitored instantly. In these bridges, hanger forces can be calculated by vibration measurements, which is one of the alternative methods. In this study, vibration measurements were carried out on two different suspension bridges. The first bridge in the study is the Osman Gazi Bridge (Kocaeli / Türkiye), where the structural health monitoring system is located and the hanger forces are instantly monitored by load cells. The second bridge is Fatih Sultan Mehmet Bridge (Istanbul / Türkiye), where hanger replacement works were carried out and new hanger forces were measured with calibrated hydraulic jacks. Three-dimensional acceleration data recorded on hangers of different lengths and cross-sections in two different suspension bridges were used to obtain the natural vibration frequencies of the hangers with Fast Fourier Transform (FFT). Using the obtained frequency values, hanger forces were calculated with Taut Spring Theory, Axially Loaded Beam Theory, Effective Vibration Length Method, and Unified Practical Formula. Hanger forces obtained with these theories were compared with known hanger forces and the differences were determined. However, for the FSM Bridge hangers that are less than 5.6 meters the hanger tension forces calculated with inconsistent results. In order to identify the main cause of the problem which depends on the FFT results or calculation theories, the finite element model of the hangers are modelled with SAP2000. The modal frequencies of the hangers were calculated with SAP2000 and these results are used for tension force calculation theories. When the finite element results used in the theories, the hanger tension force is calculated with high accuracy. As a result, the main source of the error is identified as FFT. To enhance the precision of the FFT analysis, Low Pass and High Pass filters were applied along with windowing functions such as Hann, Hamming, and Blackman. However, these operations did not yield the anticipated level of improvement in the results. Subsequently, Ultra Precise FFT was used to determine the system's mode frequencies. Despite these steps, similar to the outcomes observed with the windowing functions, there was no notable change in the FFT results. In this study, a single accelerometer was utilized for determining the mode frequencies of the hangers. However, employing multiple accelerometers for mode shape-aided calculation with multi-acceleration measurements can significantly enhance the accuracy of the mode frequencies.
Düzenli betonarme çerçevelerle teşkil edilen yapılarda düşey deprem bileşeninin hesaplara dahil edilmesi yönteminin yapısal tasarıma etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-08-23) Arkun, Aykut ; Arslan İspir, Medine ; 501191075 ; Yapı Mühendisliği

Son yıllarda yapılan akademik çalışmalar ve deprem sonrası gözlemler, depremin düşey bileşen etkisinin tasarımda dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Literatürde özellikle depremselliği yüksek bölgeler olarak adlandırılan faya yakın bölgelerde inşa edilmiş, planda ve düşeyde belli düzensizlikleri bulunduran yapılarda depremin düşey bileşeninin etkileri artmaktadır. Ülkemizde, depremin düşey bileşen etkisinin tasarım aşamasında kapsamlı olarak ilk defa Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018)'de dikkate alındığı görülmektedir. Düşey bileşen etkisini yapısal analiz hesaplarına dahil etmek için TBDY-2018'de üç ayrı yaklaşım sunulmaktadır. Birincisi uygun deprem ivme kayıtlarının seçilmesi ve bu kayıtların düşey elastik tasarım spektrumuna göre spektral uyuşum sağlanacak şekilde dönüştürülerek zaman tanım alanında hesap yöntemi ile yapısal analizlerin gerçekleştirilmesidir. İkinci yaklaşım, düşey elastik tasarım ivme spektrumuna göre mod birleştirme yöntemi ile düşey titreşim modlarının dikkate alınarak yapısal analizlerin yapılmasıdır. Üçüncü yaklaşım ise TBDY-2018, Madde 4.4.3.2'de E_d^((Z))≈(2⁄3) S_DS G bağıntısı ile tanımlanan düşey deprem etkisinin dikkate alınmasını öngörmektedir. Tez çalışmasında TBDY-2018'in önerdiği ikinci ve üçüncü yaklaşımın yapı tasarımına etkisini anlamak üzere iki yapının ön boyutlandırılması yapılmış ve sonlu eleman programı SAP2000 kullanılarak farklı deprem seviyeleri için analizleri gerçekleştirilmiştir. Birinci yapının taşıyıcı elemanları, standart tasarım deprem yer hareketi altında etkin göreli kat öteleme oranı için 0.008 sınırını gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. İkinci yapının taşıyıcı eleman tasarımı için 0.016 sınırı esas alınmıştır. Dolayısıyla birinci yapı "gevrek malzemeden yapılmış boşluklu (veya boşluksuz) dolgu duvarlarının ve cephe elemanlarının çerçeve elemanlarına, aralarında herhangi bir esnek derz veya bağlantı olmaksızın, tamamen bitişik olması durumunu (TBDY-2018)" temsil etmek üzere tasarlanmıştır. İkinci yapı ise "gevrek malzemeden yapılmış dolgu duvarları ile çerçeve elemanlarının aralarında esnek derzler yapılması, cephe elemanlarının dış çerçevelere esnek bağlantılarla bağlanması veya dolgu duvar elemanının çerçeveden bağımsız olması durumunu (TBDY-2018)" temsil etmektedir. İncelenen iki binanın kat sayıları, döşeme kalınlıkları ve kiriş boyutları aynı olup kolon boyutları farklı seçilmiştir. Bu çalışmada, deprem seviyesi ve düşey deprem bileşenin dikkate alınması ve ele alınış yaklaşımının, zemin kat taşıyıcı eleman tasarımına esas iç kuvvetler ve donatı alanları üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amacı gerçekleştirmek üzere düzenli betonarme çerçevelerden oluşan iki yapı ve kısa periyot tasarım spektral ivme katsayıları (SDS) 0.75 değerinden büyük olan üç farklı yüksek depremsellik düzeyi kullanılmıştır (DS-1, DS-2, DS-3). Literatürde son yıllarda yapılan çalışmalar, faya yakın olan bölgelerde daha yüksek yer ivmesi değerleri oluştuğunu ve düşey ivmenin yatay ivmenin 2/3 katından daha fazla olabileceğini göstermektedir. Bu nedenle, bu çalışmada üç farklı yüksek depremsellik düzeyi değişken olarak seçilmiştir. Yapısal analizlerden elde edilen tasarıma esas iç kuvvetleri karşılamak üzere konstrüktif kurallar dikkate alınarak betonarme kesit tasarımı yapılmıştır. TS 500-2000 ve TBDY-2018 deprem yönetmeliklerine uygun olarak süneklik düzeyi yüksek çerçeve taşıyıcı elemanlardan teşkil edilen yapılar, uzun doğrultuda (X) ve kısa doğrultuda (Y) üçer açıklık içermektedir. Karşılaştırmaların yapılabilmesi için yükler ve düşey deprem etkisinin ele alınış yöntemi açısından farklılık gösteren üç yapısal yükleme durumu dikkate alınmıştır. Birinci yükleme durumu düşey yükler ve yatay deprem bileşenlerini (DY-YD) içermektedir. İkinci yükleme durumu, birinci durumdaki dış yüklere ilave olarak düşey deprem etkilerini yönetmeliğe uygun, yaklaşık (E_d^((Z) )=(2⁄3) S_DS G) olarak ele almaktadır, DY-YD-DD(2/3). Üçüncü yükleme durumu ise birinci durumdaki dış yüklere ilave olarak düşey elastik tasarım spektrumu kullanılarak elde edilmiş düşey deprem etkilerini içermektedir, DY-YD-DD(S). Farklı yükleme durumları ve deprem seviyeleri altında toplam 9 yapısal analiz mod birleştirme yöntemine göre yapılmıştır. Yanal ötelenme rijitliği görece olarak büyük olan birinci yapıda düşey deprem etkisinin hesaba dahil edilmesinin düşey kolonların tasarıma esas eksenel kuvvetlerinde önemli oranda azalmaya neden olduğu tespit edilmiş olup bununla birlikte E_d^((Z))=(2⁄3) S_DS G bağıntısının kullanıldığı yaklaşımda ise kolonlardaki normal kuvvet azalımı daha fazla gerçekleşmiştir. Normal kuvvetteki bu azalışın bina kısa kenar aksı üzerinde yer alan kolonlarda (köşe kolonlar hariç) gerekli boyuna donatı oranının artmasına neden olduğu, ayrıca E_d^((Z))=(2⁄3) S_DS G yaklaşımının kullanılması durumunda kolon boyuna donatı oranlarında daha fazla artış tespit edilmiştir. Diğer kolonlarda ise minimum boyuna donatı oranı yeterli olmuştur. Kısa kenar aksı üzerinde yer alan (köşeler hariç) kolonlarda her iki yaklaşımın kullanılması durumunda da benzer olarak %50 ye varan tasarım eğilme momenti artışları tespit edilmiştir. Diğer kolonların tasarım eğilme momenti değerlerini her iki yöntemde de ihmal edilebilir benzer düzeyde artırdığı tespit edilmiştir. 3 metre kısa açıklıklı kiriş elemanların hem mesnet hem de açıklık tasarım eğilme momentlerinde belirgin bir artış gözlemlenmemiş olup her iki yöntemde de benzer sonuçlar elde edilmiştir. 8 metre uzun açıklıklı kiriş elemanların mesnet kesitlerinde ise eğilme momenti bakımından %15'e varan artışlar oluşturduğu tespit edilmiştir. Açıklık kesitlerinde ise belirgin bir fark oluşmamıştır. Her iki yöntem de kirişlerin tasarım eğilme momenti değerleri bakımından son derece yakın değerler vermiştir. Yanal ötelenme rijitliği az olan göreli kat ötelemeleri standart tasarım depremi etkisi altında TBDY 2018 Madde 4.9.1.3 (b)'ye uygun olacak şekilde 0,016 değerinden fazla olmayan yapının analiz ve tasarım sonuçlarının karşılaştırılmasına göre düşey deprem etkisinin hesaba dahil edilmesinin kolonların tasarıma esas eksenel kuvvetlerinde lokasyona bağlı olarak önemli derecede artış ve azalışlara neden olduğu, ayrıca (E_d^((Z) )=(2⁄3) S_DS G) yönteminin lokasyona bağlı azalış ve artışlarda daha etkili olduğu tespit edilmiştir. (E_d^((Z) )=(2⁄3) S_DS G) yaklaşımında kolon boyuna donatı oranları düşey spektrum yaklaşımından elde edilenlerden daha fazladır. Depremselliğin artışına bağlı olarak tasarım eğilme momentlerinde lokasyona göre yüzde %55'e varan azalışlar ve de %330'a varan artışlar tespit edilmiştir. En düşük depremsellik durumunda lokasyona bağlı eğilme momentindeki azalış-artış farkı ihmal edilebilecek düzeye inmektedir. Düşey ivme kabülü için kullanılan yöntemler arasında zemin kat kolonlarının tasarım eğilme momenti değerlerinde oluşan azalış ve artışlar bakımından belirgin bir fark ortaya çıkmamıştır. Düşey deprem etkisini ele almak için kullanılan iki yaklaşım zemin kat kirişleri için benzer sonuçlar vermiştir. Düşey deprem etkisinin yapısal hesaplara dahil edilmesi, 3 metre açıklı kısa kirişlerde hem mesnette hem de açıklıkta dikkate değer bir tasarım eğilme momenti farkı oluşturmamıştır ve 8 metre açıklı uzun kirişlerde mesnetlerde ise %10'a varan tasarım eğilme momenti artışı kaydedilmiştir. Açıklık tasarım eğilme momentlerinde ise bir değişiklik olmamıştır.

Gözat

Başlık ile LEE- Yapı Mühendisliği-Yüksek Lisans'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri