FBE- Yapı Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 746
  • Öge
    Çelik plakalı perde duvar sistemleri
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07) Taştan, Halil Furkan ; Turan, Ömer Tuğrul ; 639097 ; Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
    Bu tezde Amerika ve birçok ülkede kodlarda bulunan ama Türkiye'de henüz yönetmeliğe girmemiş çelik plakalı perde duvar sistemleri işlenmektedir. Farklı disiplinlerin gereksinimleri doğrultusunda yapıların yatay kuvvete karşı dayanımında aranan şartları sağlamakta gayet etkin bir sistem olan çelik plakalı perde duvar sistemleri, bu tez içerisinde hem pratikte hem de teoride anlatılmış, avantajları ve dezavantajları üzerinde durulmuştur. İlk ana bölümde çelik plakalı perde duvar sistemleri açıklanmış, avantajları ve dezavantajları üzerinde durulmuş, yönetmelikte olan ve yönetmeliğe girebilecek sistemler tanıtılmıştır. Tipik çelik plakalı perde duvar sistemleri yatay kuvvete karşı özellikle yüksek binalarda kullanılan bir sistem olsa da, sistemin elemanları veya davranışı gereği farklı tiplerde taşıyıcı istem türleri önerilmiştir. Deneyler ve yazılımlarla desteklenen bazı yeni sistemler yönetmeliklerde bulunmamasına rağmen yapının davranışına göre taşıyıcı sistemde düzelmeler sağlayarak, hem ekonomik olarak hem de yapı elemanı olarak tasarımcıya daha uygun şartlar sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca tarihte şartlar ve gereksinimler gereği yapılarda kullanılan bu taşıyıcı sistemler örneklenmiş, diğer yatay kuvvete karşı dayanım gösteren diğer taşıyıcı sistemlere göre farklılıkları anlatılmıştır. İkinci ana bölümde tek katlı çelik plakalı perde duvar sisteminin yönetmeliğe göre hesaplamaları gösterilmiş ve hesaplanan sistemde AISC yönetmeliğince istenen şartlar sağlanmıştır. Ayrıca sistemde söz konusu bazı elemanlar üzerindeki kuvvet değerlerini bulmak için farklı yöntemler önerilmiş ve bu yolların avantaj ve dezavantajları anlatılmıştır. Üçüncü ana bölümde çok katlı bir çelik yapının ana yatay kuvvete dayanım sistemi çelik plakalı perde duvar sistemi olarak tasarlanmış ve hesaplamaları gösterilmiştir. Katlarda bulunan çelik plakalı perde duvar sistemlerinin birbirleri üzerindeki performans etkileri dolayısıyla hesaplamalar yeniden gösterilmiş ve ikinci ana bölümde olmayan yapıdaki diğer eleman hesaplarını gerektiren diğer hesaplamalar da verilmiştir. Yapının tasarımında esas olarak Türk deprem ve çelik yapılar yönetmeliği kullanılsa da Amerikan Deprem ve Çelik yönetmeliğine de bazı durumlarda başvurulmuştur. Ayrıca yönetmelikte kullanılması izin verilen iki farklı yöntemden biri seçilerek yapı tasarlanmış ve bunun yanı sıra diğer yöntem de açıklanmıştır.
  • Öge
    Değişken parametreli pasternak zemine oturan sürekli kirişlerin sabit ve hareketli yükler için sap2000 yazılımı ile hesabı
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Kasap Karakaş, Tuğçe ; Orakdöğen, Engin ; 627573 ; Yapı Mühendisliği
    Yapı zemin etkileşimi problemi hem yapı hem de geoteknik mühendislerinin ilgi alanıdır. Söz konusu etkileşim yapıların kendi ağırlıkları ve ilave yükler altında olduğu kadar deprem etkileri altında da önemli bir problemdir. Yapı zemin etkileşiminde, zemin de sonlu elemanlar veya benzeri yöntemlerle modellenerek göz önüne alınabildiği gibi, bu yöntemlerin genelde uygulanması zor ve karmaşık olması nedeniyle, daha basit zemin modelleri ile de temsil edilebilmektedir. Bu modellerden en bilineni ve pratikte en çok kullanılanı Winkler zemin modelidir. Bu model bir parametreli zemin modelidir. Bu modelde temel altındaki herhangi bir noktadaki çökme o noktadaki gerilme ile orantılıdır. Söz konusu orantı katsayısına zemin yatak katsayısı adı verilmektedir. Bu modelde temel altındaki komşu iki noktanın etkileşimi göz önüne alınamamaktadır. Bu etkileşimi göz önüne alan bir model Pasternak zemin modeli ise iki parametreli zemin modelidir. Pasternak modelinde komşu iki noktada kayma kuvvetlerinin etkileşimi söz konusudur. Pasternak modelinde sıkışabilir zemin tabakası kalınlığı göz önüne alınamamaktadır. Temel zemininin düşey kalınlığını ve bu kalınlık boyunca zemin özelliklerinin değişimini göz önüne alan daha iyi bir model Vlasov zemin modelidir. Bu modelde, zemin parametreleri temel altındaki gerilme yayılışına ve sıkışabilir düşey zemin tabakası kalınlığına göre değişmekte olup iki parametreli zemin modeli olarak yer almaktadır. Başlangıçta zemin gerilmesi bilinmediğinden bu tür zeminlere oturan temel ve yapıların hesabında bir ardışık yaklaşım yöntemi uygulanmaktadır. Bu çalışmada Pasternak türü zemine oturan sürekli temellerin hesabı incelenmiştir. Literatürde Pasternak türü zemine oturan sürekli kirişlerin hesabı ile ilgili oldukça çok sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalarda kesin analitik formülasyonlar olduğu gibi sonlu elemanlar veya sonlu farklar gibi ayrık sistem hesap yöntemleri de bulunmaktadır. Ancak söz konusu yöntem ve algoritmalar mühendisleri yaygın olarak kullanabileceği formülasyonlar olmayıp genellikle bir yazılım hazırlanmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada, Pasternak türü zeminlerin, ülkemizde pratikte ve bilimsel araştırmalarda sıklıkla başvurulan SAP2000 isimli ticari programla nasıl modellenebileceği verilmiş ve yapılan sayısal uygulamalarla modellemenin uygun olduğu gösterilmiştir. SAP2000 programında Winkler zeminin modellenmesi ile ilgili program özellikleri bulunmakla birlikte, Pasternak zemine ait özel bir özellik bulunmamaktadır. Zeminin ikinci parametresi adı verilen Pasternak parametresine ait eleman rijitlik matrisi ile ikinci mertebe yani P-Delta hesabında normal kuvvetin pozitif olması halindeki eleman rijitlik matrisinin benzerliğinden yararlanılarak, temel zemini SAP2000 programı içerisinde kolaylıkla modellenebilmektedir. Buna göre kirişlere P-delta ataması yapılması ve kirişe pozitif normal kuvvet yerine Pasternak zemine ait kayma modülü veri olarak girilmesi yeterlidir. Bu özellikten yararlanarak temel dışında kalan zeminde kolaylıkla modellenebilmektedir. Temelin dışındaki zemin elemanlar için her iki ucuna adi mafsallar bulunan P-delta ataması yapılmış fiktif ve line spring kirişlerin tanımlanması yeterlidir. Çalışmada ayrıca Genelleştirilmiş Müller-Breslau prensibine dayanan bir tesir çizgisi çizme yöntemi de verilmiş ve Pasternak zemine oturan sürekli temellere nasıl uygulanacağı gösterilmiştir. Müller Breslau Yönteminde uygulanan düğüm noktalarına birim yer değiştirmesi girilmesi SAP2000 programında pratik olmamaktadır. Bunun yerine birim yer değiştirmelerden oluşan ankastrelik uç kuvvetleri hesaplanarak kirişin her iki ucuna moment ve kesme kuvveti olarak dışarıdan etkitilmektedir. Genelleştirilmiş Müller Breslau Yöntemi olarak adlandırılan bu metodun uygulanması SAP2000 analiz programında daha kolay olmaktadır. Bu yöntemin uygulanması sonucunda tesir çizgileri elde edilmektedir. Yapılan sayısal uygulamalar üç gruptan oluşmaktadır. Birinci grup sayısal uygulamada literatürden örnekler çözülerek yöntemin doğruluğu ve etkinliği gösterilmiştir. Bu doğrultuda ikinci grup sayısal uygulamada Genelleştirilmiş Müller-Breslau yöntemi ile tesir çizgilerinin nasıl çizilebileceği gösterilmiştir. Dış yüklerden oluşan kesit zorlarının kiriş düğüm noktalarına etkitilmesi ile oluşan tesir çizgisi elde edilerek söz konusu yöntem doğruluğu görülmüştür. Üçüncü örnek grupta, zemin özelliklerinin temel boyunca sürekli değiştiğini kabul ederek sonuçların nasıl değiştiği tartışılmaktadır.
  • Öge
    40 katlı asimetrik betonarme bir binanın deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi ile belirlenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Aksoylu, Taner ; Gündüz, Abdullah Necmettin ; 629385 ; Yapı Mühendisliği
    Deprem kuşağı üzerinde bulunan ülkemizde her gün irili ufaklı onlarca deprem meydana gelmektedir. Çoğunluğunu küçük şiddetli depremlerin oluşturduğu bu depremler, kimi zaman da büyük şiddetlerde meydana gelip can ve mal kaybına neden olmaktadır. 17 Ağustos 1999 Gölcük, 12 Kasım 1999 Düzce, 23 Ekim 2011 Van depremleri bunlara en büyük örneklerdir. 26 Eylül 2019'da meydana gelen 5.8 büyüklüğündeki Marmara Denizi depremi ve 21 Ocak 2020'de meydana gelen 6.8 büyüklüğündeki Elazığ depremi de mevcut yapıların deprem performanslarının değerlendirilmesini yeniden gündeme getirmiştir. 18 Mart 2018 tarihinde yayınlanan ve 1 Ocak 2019 itibari ile yürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Bölüm 15'te Deprem Etkisi Altında Mevcut Bina Sistemlerinin Değerlendirilmesi ile ilgili kurallar verilmiştir. Bu çalışma kapsamında, verilen kurallar ve hesap esasları çerçevesinde, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılarak 40 katlı, asimetrik kat planına sahip betonarme bir yapının bina deprem performansı incelenmiştir. Birinci bölümde, yürütülen tez çalışmasının amacı ve kapsamı hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde doğrusal olmayan davranış ve bu davranışın modellenmesi incelenmiştir. Doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile ilgili bilgiler verilmiştir. Üçüncü Bölümde performans kavramından bahsedilmiş ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğindeki yaklaşıma değinilmiştir. Dördüncü bölümde, deprem etkisi altındaki binalar için hesap esasları irdelenmiştir. Beşinci bölümde, zaman tanım alanında hesap için kullanılacak ivme kayıtlarının seçilmesi veya oluşturulması ve ölçeklendirme ile ilgili bilgiler verilmiştir. Altıncı bölümde, tez çalışmasına konu olan mevcut binanın performans analizi bilgisayar programı yardımıyla yapılmıştır. Beton ve çelik malzemenin doğrusal olmayan davranışları modellenmiştir. Kesitler bu malzemeler ile oluşturulmuştur. Eleman açıklık uçlarına, kiriş ve kolonlar için yığılı plastik davranış modelince plastik mafsal atamaları yapılmıştır. Perdeler için ise yayılı plastik mafsal modeli kullanılmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz için, on bir adet gerçek deprem kaydı seçilerek ölçeklendirilmiştir. Analiz, deprem kayıtlarının birbirine dik iki doğrultuda yapıya etkitilmesi ile yapılmıştır. Deprem kayıtlarının kendi içlerinde doksan derece döndürülerek analizler tekrarlanmıştır. Analiz sonucunda kolon, kiriş ve perde elemanlar için plastik şekildeğiştirme ve plastik dönme değerleri incelenerek, hasar bölgelerindeki eleman sayılarına ulaşılmıştır. Tez çalışmasının yedinci bölümünde, bir önceki bölümde yapılan analiz sonuçları irdelenmiş ve bu sonuçlardan yapılan çıkarımlar özetlenmiştir. Kolon ve perde elemanlarda plastik şekildeğiştirmeler çok az meydana gelmiştir. Sadece kirişlerde göçme bölgesine geçen elemanlar olmuştur. Bu elemanların oranları da göçmenin önlenmesi performans seviyesi sınırlarını aşmamıştır. Seçilen on bir deprem kaydı için, yapı performansı normal performans hedefi olarak belirlenen, göçmenin önlenmesi performans düzeyi olarak bulunmuştur.
  • Öge
    Lateral load behavior of core rocking wall and coupled rocking wall systems
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Sorosh, Shokrullah ; Sarı, Ali ; 637691 ; Yapı Mühendisliği
    Reinforced concrete walls have been widely used as mean to resist lateral loads in structural engineering. These walls are not only used to resist the severe lateral loads, but also to carry vertical load in the best way possible. Reinforced concrete walls having high in plan stiffness, are the best elements in terms of limiting the lateral deflection of the structures. Mostly, these walls are used for the high-rise buildings and the buildings in which the lateral load governs the design of the building. In addition, for low-rise buildings built in moderate to high seismicity levels areas, application of these walls is recommended. Considering the ductile design philosophy, reinforced concrete walls form flexural plastic hinge at the wall base. Cracking and crashing of concrete and yielding of reinforcements in these plastic hinge regions may not be reparable in the case of being exposed to large earthquakes. Hence, for the last few decades, researchers have been focused on development of new structural systems that experience no or small damage after being exposed to severe events like earthquake. One of most outstanding achievements is the introduction of self-centering wall systems having different energy dissipation mechanisms. A wide variety of rocking wall systems, such as hybrid walls, jointed walls, precast wall with end columns, and precast wall with columns core wall system, have been developed. All these systems showed excellent behavior in terms of lateral load resisting property, lateral deflection, and energy dissipation. Previously introduced rocking wall systems have large lateral drifts in which in some cases it is very hard for the tendons to center the wall back to its original location. Hence, we thought of introducing new types of rocking wall systems that should be stiffer and have higher lateral load resisting capacity. Therefore, we wanted to introduce two new types of rocking wall systems namely coupled rocking wall system, and core rocking wall system. In coupled rocking wall systems, two single hybrid rocking walls are coupled using embedded reinforced concrete walls. In core rocking wall systems, four single rocking wall systems are merged together to form a core. To have a better way of comparison between different systems, the reinforcements and dimensions of single rocking walls are unchanged. In this study, the lateral load performance of different rocking wall systems is studied by performing displacement-based pushover analysis. ATENA (Advanced Tool for Engineering Nonlinear Analysis) finite element software is used to three-dimensional finite element model of the rocking wall systems. This finite element software is generally used to model the concrete and reinforced concrete structures. The reinforcement layout of conventional shear walls is in a manner that they are continuous from foundation to the wall panel. However, in rocking wall systems, only the energy dissipating bars are continuous to the wall panel. Tendons are also continuous to the wall panel. However, in order to avoid stress concentration and rapture of tendons, they are unbonded throughout the wall height. In any level drifts, the tendons should be designed in such a way that remain elastic to provide self-centering force for the wall system. However, the energy dissipating rebar should yield and dissipate energy while the wall undergoes large drifts. While designing these walls, it is very important check the strains in energy dissipating bars and tendons. In the design of coupled rocking wall systems with end walls and core rocking wall system, considering the drift of end walls paly vital rule in drift demand calculations. The nonlinear behavior of the rocking wall systems stems from the gap opening at the base joint. Researchers have modeled the gap-opening in a wide variety of ways. In this study, a thin layer of 1 cm material having no tensile strength but have the same compressive strength as that of concrete used in wall panel is used to model the gap opening. In this way, while rocking, the forces coming from the wall due to vertical loads and lateral loads are safely transferred to foundation. Furthermore, since the thin layer material has zero tensile strength, the gap is opening at the base joint. The stress distribution, crack propagation and critical sections of these walls are monitored. The impacts of concrete cover spalling in the toe region on the lateral load capacity of the wall are investigated. One unique aspect of this study is studying the effect of concrete cracks on the lateral load resisting capacity of the wall. This is performed by developing two different models of each system, one of which consider the impacts of concrete cracks in the performance of wall under lateral load, and the other one is ignoring these effects. While comparing the single rocking walls to that of coupled rocking walls of having the same span, it is found that the single rocking wall showed higher initial stiffness. However, the latera load resisting capacity and drift limits of coupled rocking walls are much larger than those of single rocking walls. These stem from the formation of plastic hinges and energy dissipation at the ends of coupling beams. Coupled rocking wall system with end columns showed 30 % higher lateral load resisting capacity than coupled rocking wall system. This increment in lateral load bearing capacity results from the out of plan resisting strength of end walls. Coupled rocking wall system with end walls consists two coupled rocking wall systems. Hence, this fact is taken into consideration while comparing these two systems. Core rocking wall system showed larger initial stiffness and strength than all other rocking systems. Therefore, this rocking system remains elastic till very large lateral loads. However, the drift levels and energy dissipation of core rocking wall system is much smaller than that of coupled rocking wall system with end walls. To conclude, the coupled rocking wall system with end walls is recommended for high-rise buildings and buildings located at moderate to high seismicity level. In addition, for the buildings required small lateral drifts, the core rocking wall system is more suitable.
  • Öge
    Assessment of compliant and non-compliant behavior of piles using morison equation
    (Institute of Science and Technology, 2020-07) İbrahim, Ghaith ; Turan, Ömer Tuğrul ; 637311 ; Structural Engineering
    The work presented in this thesis aims to investigate the impact of using the non-compliant form of Morison Equation instead of the compliant form, and whether following one of those two methods can have any connection to the fatigue-related failures seen in single vertical free-standing piles. This investigation is performed through a parametric analysis of piles of different sizes in waves of different properties for both forms of the Morison Equation. Each pile is analyzed twice, one analysis to calculate the wave forces using the non-compliant form and the other using the compliant form. Then, the two methods are compared in terms of calculated forces, stresses, accelerations, velocities, and deflections. Wave loads on coastal structures are a crucial design factor and the behavior of a structural element under wave loads is a very complex problem. Due to the dynamic and cyclic nature of wave loads, fatigue-related failure is a common design problem. Especially, in vertical slender structural elements such as piles used in oil and gas terminals. In such structures, fatigue-related issues such as through-the-thickness cracks and excessive deflections can become more prominent, particularly in single free-standing vertical piles. Such a scenario may occur during the construction phase where piles are usually driven and left free-standing without lateral support which is to be provided once the superstructure is installed. Although some lateral support can be secured by connecting piles which are members of a pile group using tie-backs at the top, the piles can still be at a high risk of failure in certain conditions such as storms and rough seas. Therefore, it is necessary to understand the behavior of single free-standing vertical piles under wave loads, particularly; slender or very slender piles which can experience, due to their ability to move more flexibly with waves, a different set of forces compared to less slender piles which exhibit a more rigid-like motion under waves. Wave forces on structures can be estimated using the Morison Equation which is a very simple and very widely used method to calculate in-line forces on a member in the direction of wave motion. Morison Equation can be extended to calculate lift forces (cross-flow forces) which are the forces in the direction perpendicular to the flow direction of the waves. Lift forces appear due to turbulence and vortex-shedding behind the member, and although those forces can sometimes be higher than the in-line component, it is essential to establish a clear understating of in-line forces contribution first and then proceed to study the combined effect of both the in-line and lift forces when they act simultaneously. Therefore, this study only considers the in-line component of wave forces whereas the lift forces and their coupled action with the in-line forces are the focus of future studies