LEE- Yapı Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 71
-
ÖgeDeprem etkisindeki betonarme bir yapıda meydana gelen toptan göçme durumunun incelenmesi: 30 ekim 2020 İzmir depremi örneği(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023)Dünyada ve ülkemizde sismik olarak birçok aktif bölge bulunmaktadır. Bu bölgelerde modern tasarım hükümlerine uygun olarak tasarlanmayan ve inşa edilmeyen çok sayıda betonarme bina bulunmaktadır. Yakın geçmişte meydana gelen depremler sonucunda bu tür yapılarda büyük zararlar görülmüştür. Ayrıca, depremlerden sonra yerinde yapılan inceleme ve gözlemlerde bu yapılarda kullanılan beton ve donatı kalitesinin son derece düşük olduğu belirtilmiştir. Bütün bu olumsuz durumların bir sonucu olarak bu tür yapılar düşük yanal yer değiştirme kapasiteleri ve güçlü yer hareketleri sırasında kesme dayanımındaki hızlı düşüş nedeniyle kısmi veya toptan göçmeye karşı hassastır. Tipik olarak, bu tür binalardaki kolonlar, tersinir yükleme altında yeterli dayanım ve sünekliğe sahip değildir. Bu yüzden gevrek kesme kırılması ve eksenel yük taşıma kapasitesinde kayıp yaşar. Deprem hasarına karşı hassasiyeti değerlendirmek ve gereken güçlendirme seviyesine karar vermek için, dayanım ve deformasyon kapasitesi açısından kolonların beklenen davranışı değerlendirilmelidir. Bu, eksenel, eğilme ve kesme davranışıyla ilişkili tüm olası göçme mekanizmalarını göz önünde bulundurarak yük-deformasyon tepkisini tahmin ederek elde edilebilir. Gelişen bilgisayar teknolojisi ve yapı mühendisliği alanında yapılan çalışmalar kolonlarda kesme ve eğilme davranışının birlikte değerlendirilmesini daha gerçekçi bir yaklaşımla olanaklı kılar. Bu nedenden ötürü tez kapsamında yapı ve deprem mühendisliğindeki en güncel çalışmaları içeren TBDY 2018 yönetmeliği esasları referans alınarak 1975 Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmeliğe göre tasarlanmış ve toptan göçme durumunda olan betonarme bir binanın performans analizi yapılmıştır. Bu tez çalışmasında ele alınan yapı 30 Ekim 2020 İzmir Depreminde hasar alan bir sitenin toptan göçen bir bloğudur. Taşıyıcı sistemi perde ve çerçevelerden oluşan 7 katlı betonarme yapının TBDY 2018'de belirtilen kriterler ışığında yapılan performans değerlendirmesi sonucunda göçme durumuna gelmesine sebebiyet veren durumlar araştırılmıştır. Toplam dört ana bölümden oluşmakta olan tez kapsamında ilk bölümünde dünyanın sismik olarak aktif bölgelerinde kolon eksenel ve kesme kapasitelerinden ötürü hasar almış birçok yapı örneği verilmiştir ve ülkemizde meydana gelen şiddetli depremler sonucunda meydana gelen can kayıpları tablo halinde özetlenmiştir. İkinci bölümde, TBDY 2018 içerisinde belirtilen plastik mafsal hipotezi kavramı detaylı bir şekilde açıklanarak yapılan deneysel çalışmalar sonucu elde edilen sayısal formüller özet halinde verilmiştir. Ardından TBDY 2018 içerisinde yer almayan ama tezimizde değindiğimiz konunun altyapısını oluşturan, kolonlar için faklı davranış durumlarının birlikte modellenmesi hakkında yapılan deneysel ve sayısal çalışmalar özet halinde sunulmuştur. Üçüncü bölümde, TBDY 2018 Bölüm 5'te mevcut binaların deprem etkileri sonucu davranışının belirlenmesinde esas alınacak hesap ilkeleri belirtilmiştir. Yönetmelik ilkelerine göre mevcut binaların değerlendirilmesi için malzeme bilgilerinin alınması, yapı elemanlarının hasar sınırlarının belirlenmesi ve yapının analiz edileceği hesap yöntemine dair temel adımlar sunulmuştur. Ardından taşıyıcı sistemi perde ve çerçevelerden oluşan 7 katlı betonarme yapının statik itme analizi yapılarak kendi yapıldığı dönemdeki yönetmeliğe göre belirlenen deprem kuvvetini karşılayıp karşılayamadığı belirlenmiştir. Son olarak bu binada zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemine göre performans analizi yapılmıştır. Fakat bu adımda yönetmeliğin şartlarına uygun 11 deprem kayıt takımı kullanılmamış olup sadece 30 Ekim 2020 İzmir Depremi sırasında 3513 Bayraklı ivme istasyonundan alınan ivme kayıtları kullanılmıştır. Yapılan analizler ışığında elde edilen sistem ve eleman bazında sonuçlar belirtilerek bu bölüm tamamlanmıştır. Dördüncü ve son bölümde ise elde edilen sonuçlar ve öneriler açıklanmıştır. Bu tez çalışması kapsamında yapılan zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz sonucunda betonarme kolon ve perde elemanlarının yeterince plastik davranış gösteremediği ortaya çıkmıştır. Yapılan statik itme analizi sonuçlarından yola çıkarak binada toplam perde kesme kapasitelerinin diğer doğrultudaki toplam kolon kesme kapasitelerinden daha az olduğu görülmüştür. Bu durum deprem sırasında göçmenin perde elemanlardan başladığını ve daha sonra tüm binanın toptan göçmesine sebep olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlara dayanarak kolon ve perde elemanlarda faklı davranış durumlarının birlikte modellenmesinin ve mevcut yönetmelik içerisinde bu konuların yer almasının mevcut binaların göçme durumlarının daha iyi anlaşılması için etkili bir yöntem olacağı sonucuna varılmıştır.
-
ÖgeDışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler için kapasite tasarımı yaklaşımının ve deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi ile değerlendirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-03-26)Düşey ve yatay yükleri taşıyan yapı taşıyıcı sistemleri ahşap, betonarme, yığma ve çelik gibi çeşitli yapısal malzemeler ile üretilebilmektedir. Çelik, yüksek sünekliğe ve karbon içeriğine bağlı olarak yüksek dayanıma sahip yapısal bir malzemedir. Süneklik, yük taşıma kapasitesinin önemli ölçüde korunduğu, taşıyıcı yapı elemanlarının şekildeğiştirme ve taşıyıcı sistemin yerdeğiştirme kabiliyetidir. Çelik malzemenin yüksek sünek ve dayanımlı bir malzeme olması, hafif ve dayanıklı yapılar imal edilmesine, yer hareketleri sonucu yapıda kütlesi oranında meydana gelen deprem yüklerinin de az olmasına olanak tanımaktadır. Deprem, her an meydana gelebilecek, önlem gerektiren ve sürekli riskler içeren bir doğal afettir. Türkiye, yüzey alanı olarak büyük oranda Anadolu levhası üzerinde konumlanmıştır. Türkiye'de aktif 3 adet büyük fay hattı bulunmaktadır. Bahsi geçen fay hatları; Kuzey Anadolu Fay Hattı, Doğu Anadolu Fay hattı ve Batı Anadolu Fay Hattı'dır. Türkiye nüfusunun %90'dan fazlası deprem tehlikesi altında yaşamaktadır. Bu sebeple, günümüzde yeni yapılacak yapılar bu etkiler göz önünde bulundurularak ve yetkin mühendislik hizmetleri çerçevesinde, yürürlükteki Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ışığında üretilmektedir. Bu çalışma kapsamında, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 (TBDY 2018)'de belirtilen boyutlandırma esaslarına uygun olarak tasarımı yapılan, her iki asal doğrultusunda yatay yüklerin süneklik düzeyi yüksek dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler tarafından karşılandığı yedi katlı bir ofis binasının deprem performansı, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılarak değerlendirilmiştir. Taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların doğrusal olmayan davranışları için yığılı plastik davranış (plastik mafsal) modeli esas alınmıştır. Çalışmada, on bir farklı deprem yer hareketi kullanılarak toplam yirmi iki adet zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz gerçekleştirilmiştir. Değerlendirmede taban ve kat kesme kuvvetleri, göreli kat ötelenmeleri, çapraz ve kolonlarda oluşan iç kuvvet talepleri, bağ kirişlerindeki kesme kuvveti – yer değiştirme ve moment – dönme talepleri dikkate alınmıştır. Zaman tanım alanında doğrusal olmayan yirmi iki adet analiz sonucu elde edilen taleplerin ortalama değerleri esas alınarak, TBDY 2018'de dış merkez çaprazlı çelik çerçeveler için öngörülen kapasite tasarımı yaklaşımının yeterliliği araştırılmış ve bina taşıyıcı sisteminin deprem performansı değerlendirilmiştir. Çalışmanın sonunda, gerçek deprem kayıtları ile yürütülen zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizlere bağlı olarak elde edilen sonuçlar ışığında; bina taşıyıcı sisteminin doğrusal olmayan davranışı tasarım prensibi ile uyumlu olarak sadece bağ kirişlerinin plastik şekildeğiştirme göstermesi ile gerçekleştiği, tasarımda öngörüldüğü gibi plastik şekildeğiştirmelerin kesme kuvveti etkisinde meydana geldiği, bağ kirişi dışında kalan çerçeve elemanlarında oluşan şekildeğiştirmelerin elastik bölge içinde kaldığı, bağ kirişlerinin kesme etkileri altında performans hedefini sağlayacak yeterli şekildeğiştirme kapasitesine sahip olduğu ve boyutlandırma esaslarına göre hesaplanan en büyük bağ kirişi dönme açısı 0.07 radyan iken ZTADOA ile hesaplanan en elverişsiz bağ kirişi dönme açısı 0.05 radyan olduğu, bağ kirişleri enkesitinde oluşan ortalama-en büyük kesme kuvveti etkisinin birinci katta ve 1.26V_p olduğu, bağ kirişi dışında kalan DMÇÇÇ elamanlarının boyutlandırılmasında bağ kirişinin plastikleşmesine neden olan yüklemenin pekleşmeli beklenen malzeme dayanımı katsayıları ile büyütülmesi esasına dayalı kullanılan (1.1R_y V_p/V_E) ve (1.25R_y V_p/V_E) büyütme katsayıları ZTADOA sonucu elde edilen ortalama-en büyük iç kuvvetler ile uyumlu olduğu, bağ kirişlerinin yapı yüksekliği boyunca herhangi bir katta bir yığılma göstermeksizin üniforma yakın bir şekilde plastikleştiği, taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların hiç birinde ileri hasar düzeyinde olmadığı ve buna göre birleşim ve eklerin yeterli dayanıma sahip olduğu varsayıldığında TBDY 2018 15.8.4 uyarınca, bina taşıyıcı sisteminin mevcut çelik yapılar için DD-2 (50 yılda aşılma olasılığı 10% olan deprem) deprem yer hareketi düzeyinde Kontrollü Hasar performans düzeyini sağladığı sonuçlarına ulaşılmıştır. Bu çalışmanın ilk bölümünde; binaların maruz kaldıkları yükler, Türkiye depremselliği, yeryüzü levhaları, fay hatları, çelik yapılar hakkında bilgiler, çalışmanın amacı ve bu konu ile ilgili daha önce yapılan çalışmalara yer verilmiştir. İkinci bölümde, model bina bilgileri dikkate alınarak dışmerkez çaprazlı çelik çerçevelerin TBDY 2018 ışığında boyutlandırılmasına ilişkin hesap detayları sunulmuştur. Taşıyıcı sistem tanımı, eleman kesit ve malzeme bilgileri, kat planı, sistem enkesiti, yükler, depremsellik, sonlu elemanlar hesap modelinin kurulmasına ilişkin hesap ve modelleme kabulleri, taşıyıcı sistem kontrolleri, taşıyıcı sistem elemanlarının boyutlandırılmasına ilişkin mekanizma durumuna karşı gelen iç kuvvet talepleri, kapasite hesaplarına ilişkin detaylar ve talep/kapasite dağılımları bu bölümün konusunu oluşturmaktadır. Üçüncü bölümde çalışma kapsamında incelenen model binanın TBDY 2018 uyarınca deprem performansının belirlenmesine ilişkin detaylar sunulmuştur. Deprem performans hedefinin belirlenmesi, kesit hasar sınırları ve hasar bölgelerinin tayini, hesap yöntemi, taşıyıcı sistem modeli, plastik mafsal tanımları, dayanım kesiti tanımları, gerçek deprem yer hareketi kayıtlarının seçilmesi ve ölçeklendirilmesi gibi doğrusal olmayan hesap yöntemi ile model bina deprem performansının değerlendirilmesine ilişkin detaylardan bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde kapasite tasarım ilkeleri doğrultusunda boyutlandırılan ve ZTADOA yöntemi ile doğrusal olmayan dinamik davranışı araştırılan incelemeye tabi binanın her iki analiz yöntemi ile elde edilen sonuçları verilmiş ve değerlendirilmiştir. Beşinci ve son bölümde ise TBDY 2018'de dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler için öngörülen kapasite tasarımı yaklaşımı, zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analiz yöntemi ile elde edilen sonuçlar ışığında yorumlanmış ve yaklaşımlar ile ilgili sonuçlar verilmiştir. Çalışmanın sonunda elde edilen sonuçlara göre, süneklik düzeyi yüksek dışmerkez çaprazlı çelik çerçevelerin tasarımında TBDY 2018'e göre uygulanan kapasite tasarımı esaslarının, elastik bölge içinde kalması istenen elemanların boyutlandırılması için gerekli olan deprem taleplerinin belirlenmesinde yeterli düzeyde bir yaklaşıklık sağladığı görülmüştür.
-
ÖgeImproving moisture resistance of MDF cement composites with coatings and additives(Graduate School, 2025-01-10)Macro-Defect Free (MDF) cement composite, developed and patented by scientists from Imperial Chemical Industry (ICI) in the early 1980s, are cement-polymer composites designed to enhance strength by minimizing large voids. These composites are made by adding small amounts of polymer and water to the cement and processing the mixture using a method similar to rubber production. The material is passed between two roller mills at different speeds, where high shear forces eliminate macro voids, a crucial step in production. The composite is then cured under moderate temperature and pressure, which further reduces voids, with the polymer believed to fill them during this stage. A key feature of MDF cement composites is their unusually high flexural strength, reaching 150-300 MPa, which is comparable to the strength of steel and far exceeds the 5-10 MPa of conventional cement paste. While initial claims attributed this strength to void elimination, later research suggested that crosslinking reactions between cement ions and polymer chains play a more significant role. Different cement and polymer combinations can be used to produce MDF cement composite, with calcium aluminate cement (CAC) and poly(vinyl alcohol-co-vinyl acetate) (PVAc) copolymers achieving the highest flexural strength, followed by ordinary Portland cement (OPC) with poly(acrylamide). However, these composites have poor durability when exposed to water, experiencing swelling and rapid strength loss. Therefore, this thesis explores strategies to improve the strength and durability of Macro Defect-Free (MDF) cement composites by employing various coatings and additives. The primary focus is on assessing the effects of nano-coatings, silane and siloxane coatings, and carbon nanotube additives on the physical and chemical properties of MDF cement composites. It investigates the microstructural interactions between these treatments and the cement matrix, with a specific emphasis on mitigating water sensitivity and enhancing mechanical strength. The research employs two approaches: applying hydrophobic coatings and incorporating additives to reduce water sensitivity in MDF. The coatings examined include nano-coatings, silane and siloxane, silica-based, and polyurethane, while the additives tested include lignosulphonates, silica-based material, and carbon nanotubes at varying concentrations. Biaxial flexural strength tests were conducted on dry and wet specimens to evaluate the impact of water immersion on strength. Additional tests, such as water absorption and water contact angle measurements, were performed to assess permeability and hydrophobicity before and after water immersion. Microstructural analysis using Scanning Electron Microscopy (SEM) provided insights into the quality of adhesion and changes within the cement matrix, while X-ray Diffraction (XRD) analysis quantified the crystalline phases in the treated samples, shedding light on the effects of different treatments. The experimental results revealed that silane and siloxane coatings significantly reduced the strength loss due to water immersion and performed exceptionally well in water absorption tests, demonstrating low permeability. Water contact angle measurements showed that these coatings maintained high hydrophobicity, even after exposure to water. SEM images confirmed a uniform coating layer for silane and siloxane treatments, unlike other coatings, which displayed incomplete coverage. While XRD analysis showed minimal differences for most treatments compared to the control, carbon nanotube additives exhibited patterns that correlated with strength retention, as evidenced by SEM analysis, indicating their potential to enhance the cement matrix. The findings highlight the superior performance of silane and siloxane coating in improving the durability and water resistance of MDF cement composite. Although nano-coatings and carbon nanotubes provided some mechanical and microstructural advantages, the consistent performance of silane and siloxane across all tests makes them particularly suitable for practical applications. Future research should aim to further optimize these treatments and investigate how additives like carbon nanotubes can reinforce the cement matrix. In summary, this thesis offers a detailed examination of how different coatings and additives influence the strength, durability, and water sensitivity of MDF cement composite. The results suggest that silane and siloxane coatings are promising solutions for reducing water sensitivity in cementitious materials, contributing valuable insights to the field of construction materials and the improvement of MDF cement composite performance in various environmental conditions.
-
ÖgePatlamanın insan vücuduna etkilerinin incelenmesi ve patlama yaralanma kriterinin geliştirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-09-20)Günümüz dünyasında, gerek terörist bombalamalarında, gerek sanayi ve endüstri alanında, gerekse günlük hayatta sıkça patlama olayları ile karşılaşılıyor. Patlama ile birlikte oluşan patlama dalgaları yapıların ve insan vücudunun ciddi patlama yüklerine maruz kalmasına sebep olmaktadır. Patlama yüklerinden kaynaklı yapılarda ölümcül tehlikelere yol açabilen yıkımlar görülebilirken, insan vücudunun beyin, akciğer, kalp, işitsel sistem, göz, karın bölgesi ve kas iskelet sistemi gibi farklı bölümlerinde de darbe yükünün etkisiyle ciddi yaralanmalı ölümcül sonuçlar görülmektedir. Bu doğrultuda, bu tez çalışması kapsamında patlama dalgası özellikleri (tepe basıncı ve süresi) akciğerler, beyin, kas-iskelet sistemi gibi ana organlarda meydana gelen yaralanmalarla ilişkilendirilmiştir. Organ yaralanmaları için eşik değerleri belirlemek üzere çeşitli ölçeklendirme kriterleri dikkatlice derlenmiştir. Tezin mevcut hali ile patlama yüklemesinin etkileri niceliksel olarak belgelenmiş ve insan vücudunun neredeyse tüm ana sistemleri için yaralanmaların ciddiyeti ile ilişkilendirilmiştir. Tezin patlama yaralanması ile ilgili daha sonraki çalışmalar için bağımsız bir referans olarak hizmet edeceğine inanılmaktadır. Beş bölümden oluşan tezin ilk bölümünde, öncelikle tezin içeriği ve amacı, patlama olayının meydana gelmesi ve farklı patlayıcı türleri ve patlayıcı malzemesi üretim şekilleri anlatılmıştır. Burada, Çizelge 1.1'de farklı patlayıcılar için patlayıcı TNT eşdeğer katsayıları verilirken, Şekil 1.1'de de patlama malzemesinin farklı üretim şekillerine ait örnekler verilmiştir. Sonrasında, şok dalgası ve basınç dalgası olarak patlama dalgasının iki farklı karakteristik türü belirtilmiştir. Şok dalgasının basınç -zaman geçmişinde basıncın bir anda pik yapıp, sonrasında ortam basıncına düştüğünü görürken, basınç dalgasında patlama basıncının zamanla pik değere ulaşıp devamında ortam basıncına düştüğü görülmüştür. Denklem 1.2 kullanılıp yaklaşık olarak impuls değerini verecek ampirik formülasyonlar elde edilmiş, bu formülasyonlar ile üçgen, yarı sinüs veya üstel sönümlü şok dalgası için impuls değerlerinin elde edilebileceği belirtilmiştir. Devamında, patlama yüklerinin belirlenmesinde kullanılacak patlama dalgası parametreleri (Maksimum yansıyan basınç (Pr) , Maksimum dinamik basınç (qo) , Şok yüzey hızı (U), Patlama dalgası uzunluğu (Lw)) anlatılmıştır. Şekil 1.7 ve Şekil 1.8'de sırasıyla patlama için idealleştirilmiş şok ve basınç yükleri ve idealleştirilmiş eşdeğer basınç yüküne ait basınç - zaman geçmişleri verilmiş olup, bu yüklemelerin patlamaya dayanıklı yapı tasarımını basitleştirmek için kullanıldığından bahsedilmiştir. Bu bölümün son kısmında ise, yapılara etki edecek patlama yükleri incelenmiştir. Yapılara etkiyen patlama yükü incelemesi için öncelikle açık alan patlamaları ve kapalı alan patlamaları gibi farklı şekillerde meydana gelen patlamaları açıklamak gerekmiştir. Açık alan patlamaları; serbest hava patlaması, hava patlaması ve yüzey patlaması olarak ayrılırken, kapalı alan patlamaları ise tamamen havalandırmalı patlama, kısmen havalandırmalı patlama ve tamamen kapalı alan patlaması olarak ayrılmaktadır. Şekil 1.18'de ise basit bir açık alan patlamasına ve bir kapalı alan patlamasına ait tipik basınç - zaman geçmişi verilmiştir. Sonrasında ise, patlama dalgasının bir yapıya çarpmasıyla yapının patlama dalgasının aşırı basıncı ve sürtünme kuvvetleri tarafından yüklendiği belirtilmiş olup, kapalı dikdörtgen şeklindeki bir bina ve binanın bileşenleri için maruz kalınan patlama yüklerinin hesapları, ön duvar yüklemesi, yan duvar yüklemesi, çatı yüklemesi, arka duvar yüklemesi ve çerçeve yüklemesi olarak verilmiştir. İkinci bölümde, literatür araştırması kapsamında patlamanın insan vücudunun beyin, akciğer, kalp, işitsel sistem, göz, karın bölgesi ve kas iskelet sistemi gibi farklı doku ve organlarındaki etkileri üzerinde durulmuştur. Bu noktada, Çizelge 2.1'de patlama yaralanmalarında beyin hasarının hafif, orta veya yüksek şiddetli beyin hasarı olduğuna karar vermek için kullanılan Glasgow Koma Skalası'nın ölçütleri ve puanlama sistemi verilmiştir. Ölçütler sonucunda elde edilecek puanın 3-8 olması durumunda yüksek şiddetli beyin hasarı, 9-12 olması durumunda orta şiddetli beyin hasarı, 13-15 puan olması durumunda ise hafif şiddetli beyin hasarı olarak nitelendirileceğinden bahsedilmiştir. Şekil 2.2'de ise farklı patlama basıncı ve impuls değerlerinden kaynaklanan insan kulak zarındaki yırtılma ve işitme kaybına ait eşik patlama basıncı değerlerini içeren diyagram UFC 3-340-02 (2008) kılavuzunda belirtildiği gibi verilmiştir. Farklı patlama aşırıbasıncı ve ölçeklendirilmiş impuls değerlerine bağlı değişkenlik gösteren akciğer yaralanmasına ait hayatta kalma için eşik değer eğrileri ise Şekil 2.3'de verilmiştir. Patlamanın insan vücuduna etkilerine dair ek çalışmaların yer aldığı bölümde ise, insan kafası üzerine farklı çalışmalarda elde edilen sonuç bilgi ve değerlerinin özeti sunulmaktadır. Burada, Çizelge 2.3'de insan vücudunun farklı bölümleri için farklı yaralanma kriterlerine dayanarak NATO HFM-148 görev grubu tarafından belirlenen yaralanma değerlendirme eşik değerleri özet şeklinde verilmiştir. Çizelge 2.4'de ise Yoganandan [61] tarafından literatürden derlenmiş insan yüzündeki kırılmalara ilişkin deneysel çalışmaların sonuçlarını içeren özet tablo verilmiştir. Bu bölümün son kısmında ise tamamen kapalı alan patlaması ve açık alan patlamasına dair birer adet örnek çalışma incelenmiş olup, bu çalışmaların sonuçlarına dair grafikler ve özet tablolar verilmiştir. Kapalı alan patlaması için basınç – zaman geçmişlerine bakıldığında şok dalgası süresinin ve yarı statik aşırı basıncın öneminden bahsedilmiştir. Açık alan patlamasında ise, farklı mesafelerde gerçekleşen küresel hava patlamalarından kaynaklanan patlama dalgası parametrelerine göre birincil patlama yaralanması kriterlerinin analizini içeren diyagram Şekil 2.15'de verilmiştir. Çizelge 2.6'da ise gerçekci patlayıcı tehditleri (patlama olayları) için yaklaşık TNT eşdeğer patlayıcı kütlelerine ait özet bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde ise genel başlık olarak patlama yaralanmaları konusu üzerinde durulmuştur. Öncelikle patlama yaralanmalarına genel bakış başlığı altında patlama yaralanmalarının yaralanma özellikleri ve epidemiyolojik özelliklerinin diğer yaralanma türlerinden farklı olduğu belirtildikten sonra, patlama yaralanmasının karakteristik özellikleri açıklanmıştır. Bu noktada, patlama yaralanmalarının karmaşık yaralanma içerdiği, çoğunlukla belirli, hedef organı etkilediği, hafif dış yaralanma fakat ciddi iç yaralanmaya sebebiyet verebileceği ve yaralanma durumunun hızla kötüleşebileceği özellikleriyle diğer yaralanmalardan farklılaştığı belirtilmiştir. Sonrasında, patlama yaralanması türleri ve mekanizmaları kısmında, insan vücudunun farklı bölümleri için karşılaşılan yaygın patlama yaralanma türlerine ve patlama yaralanmalarının birincil, ikincil, üçüncül, dördüncül ve beşincil patlama yaralanmaları olarak kategorize edildiğine dair özet tablolar ve bilgiler sunulmuştur. Bölümün son kısmında ise yaralanma ölçeklendirmesi genel başlığı altında; Kısaltılmış Yaralanma Ölçeği (KYÖ), Yaralanma Şiddeti Skoru (YŞS), Dinamik Tepki İndeksi (DTİ), Lumbar (bele ait) yük kriteri, Kafa Yaralanma Kriteri (KYK), Boyun Yaralanma Kriteri (BYK), Göğüs yaralanma kriteri ve Femur kuvveti kriteri gibi literatürde verilen yaralanma kriterleri ve bu kriterlerdeki yaralanmaya dair limit değerler üzerinde durulmuştur. Burada, Çizelge 3.3'de kafa ve omurga bölgesi için farklı kısaltılmış yaralanma ölçeği (KYÖ) skorlarına göre yaralanma tipleri verilmiştir. Denklem 3.1'de Yaralanma Şiddeti Skoru (YŞS) formülasyonu verildikten sonra, Çizelge 3.4'de farklı YŞS değerleri için yaralanma seviyesi ve örnek yaralanmalar özet şeklinde verilmiştir. Çizelge 3.5'de düşük, orta ve yüksek riskli dinamik tepki seviyeleri için x, y ve z yönlü ivmelenmelerdeki Dinamik Tepki (DT) sınırları verilmiştir. Kafa Yaralanması Kriteri (KYK) için ise farklı KYK puanlarına karşılık gelen KYÖ seviyeleri ve ilgili duruma ait beyin sarsıntısı ve kafa yaralanma seviyesinin açıklamasına dair özet Çizelge 3.6'da verilmiştir. Çizelge 3.7'de farklı kafa yaralanma kriterleri için 5 farklı tolerans seviyesi ve bu seviyelere ait yaralanma açıklması ve limit değerler sunulmuştur. Şekil 3.1'de ise belirli bir kafa yaralanması kriteri puanı için farklı şiddetlerdeki kafa travması seviyelerinin olasılıkları belirtilmiştir. Grafiğe bakıldığında, 2500 gibi bir KYK puanı için %80 oranında ölümcül, %95 civarında da kritik kafa travması seviyelerinin olduğu görülebilir. Dördüncü bölüm tartışma ve literatür sonuçlarından oluşmaktadır. Bu bölümde, öncelikle patlama yaralanması görülme ve ölüm oranlarına dair literatürde yer alan sayısal, istatiksel değerler aktarılmıştır. Burada bir örnek olarak, Çizelge 4.2'de farklı patlayıcı türleri için gerçekleşen farklı sayıda patlamaların sayıları ve bu patlamalarda toplamda ölen, ciddi yaralanan, hafif yaralanan ve kayıp olanların sayısının belirtildiği bilgiler özet şeklinde verilmiştir. Sonrasında, patlama yaralanmasında limit değerler başlığı altında insanın patlama basıncına, yapısal harekete ve parçacık yaralanmasına dair toleransına ait limit değerler özet olarak sunulmuştur. Bu noktada, Çizelge 4.5'de farklı ağırlıklardaki parçacıkların insanın göğüs, karın ve kafa bölgesine çarpması durumu için limit parçacık hızı ve enerjisi değerleri verilmiştir. Bu limit değerler aşıldığında personelde ciddi yaralanmanın meydana gelebileceği belirtilmiştir. Devamında ise hafif patlama yaralanması, orta şiddetli patlama yaralanması, şiddetli patlama yaralanması ve aşırı şiddetli patlama yaralanması gibi farklı patlama yaralanmalarının tedavi prensiplerine dair özet bilgiler verilmiştir. Bölüm sonunda ise, insan vücudunun farklı bölümleri için patlama yaralanmasına karşı kullanılabilecek gerekli koruma ekipmanları özet tablo olarak verilmiştir (Çizelge 4.6). Beşinci bölüm olan son bölüm ise sonuçlar bölümü olarak verilmiştir. Bu bölümde çalışmanın sonuçları başlığı altında küresel hava patlamalarından kaynaklanan patlama yaralanmalarında patlama dalgasının farklı pozitif faz süre aralıkları için limit patlama basıncı değerlerinin verildiği Çizelge 5.1 verilip, gerekli açıklamalar yapılmıştır. Son olarak, gelecekteki çalışmalar başlığı altında tezin gelecekteki çalışmalara nasıl katkı sağlayabileceği ve gelecekte patlama yaralanması ile ilgili ne tür çalışmaların yapılabileceği aktarılarak tez sonlandırılmıştır.
-
ÖgeHiperbolik soğutma kulesi yapılarının serbest titreşim, deprem ve rüzgâr yükleri altındaki tepkilerinin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-04)19.yy'da araştırmaları başlayan uzun ve narin yapılar olan soğutma kulelerinin tasarımı ve yapımı konusunda, gün geçtikçe hem teknolojinin gelişmesi hem de yapılan araştırmaların sayısının artmasından dolayı geçmişten günümüze güvenilirlik ve ekonomik açıdan önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Hiperbolik soğutma kuleleri, sistemde kullanılan sıcak suyun, ısı değişiminin olduğu yüzeyde suyun dağıtıldığı ve ortamdaki hava sıcaklığının etkisiyle sistemden alınan bu sıcak suyun soğutulup bir havuzda toplanıp tekrardan tesiste kullanılmaya hazır hale getirildiği kule tipi yapılardır.Soğutma kuleleri tesiste kullanılan suyun ortamdan uzaklaştırılıp yerine kaynaktan su alınmasını önleyip daha önce kullanılmış bu suyun soğutulup tekrardan kullanılmasına imkan verdiğinden dolayı su kaynaklarımızın israf edilmeden kullanılması konusunda büyük öneme sahiptir.Bu yüzden soğutma kuleleri nükleer tesis,termal tesis,petrol tesisleri gibi çok çeşitli sayıda büyük tesislerin olmazsa olmaz yapısal elemanı haline gelmiştir.Soğutma kulelerinin esas fonksiyonları suyun soğutulup tekrardan sisteme kazandırılması olduğundan tasarım aşamasında termal mühendisliğin de önemli etkisi bulunmaktadır. Yapı mühendisliği açısından bakıldığında bir hiperbolik soğutma kulesi yapısı kabuk elemanı, taşıyıcı sistem, rijitleştirici halkalar ve temel olmak üzere dört kısma ayrılmaktadır. Soğutma kulelerine etkiyen yükler ; rüzgar,deprem,sıcaklık,oturma ve yapım aşamasındaki yükler olarak ilgili yönetmeliklerde belirtilmiştir. Soğutma kulelerinin göze çarpan ilk elemanı kabuk elemanıdır.Kabuk elemanı ilk zamanlarda tahtadan inşa edilmiştir ancak daha sonra kaydedilen gelişmelerle birlikte burada betonarme tercih edilmeye başlanmıştır.Günümüzde de betonarme ile inşa edilmekte olan kuleler bulunsa da betonarmenin yanı sıra çelik soğutma kuleleri de inşa edilmeye başlanmıştır.Sahip olduğu büyük kabuk elemanından dolayı rüzgar ,deprem gibi dinamik yüklemelere karşı rijitleştirilip gerekli dayanımın kazandırılması ciddi önem arz etmektedir.Soğutma kulesi kabuğunun yapısından dolayı gereken ilk yatırım maliyeti yüksektir.Bu sebepten dolayı, kabuk elemanı tasarımında kabuk alt noktasından kabuk üst noktasına doğru kabuk kalınlığı, hem ölü yükü azaltmak hem de daha ekonomik şekilde inşa etmek için azaltılmaktadır. Kabuk elemanının çapı incelendiğinde ise alt noktada çap en yüksek değerde iken yükseklikle birlikte azalmakta ve boyun noktasında en düşük değerine ulaşmaktadır.Boyun seviyesinden sonra çap değeri en üst noktaya kadar tekrar artmaktadır ancak en alt noktanın çap değerine ulaşmamaktadır.Kabuk elemanının şekli farklı eğimlere sahip iki hiperbolden oluşmaktadır.Bu hiperboller alt hiperbol ve üst hiperbol olarak adlandırılmaktadır.Bu iki hiperbol kabuk elemanının boyun kısmında birleşmektedirler.Kabuk elemanını burkulmaya karşı dayanımını arttırmak için rijitleştirici olarak yatay yönde halkalar veya düşey yönde nervürler/dişler tercih edilmektedir.Yatay yöndeki rijitleştirici halkalar, kulenin servis ömrü boyunca kulenin bakımı durumlarında yürüyüş yolu olarak da kullanılmaktadır.Bu rijitleştirici halkaların konumları ve sayıları da araştırmalara konu olmuştur.Yapılan çalışmalarda belli noktalara ve belli sayıda halka kullanımının dayanımı arttırdığı ancak halka sayısının arttırılması durumunda dayanımı olumsuz yönde etkileyebileceği belirtilmiştir. Soğutma kulelerinin taşıyıcı elemanları ise yönetmeliklerde belirtilen farklı yerleşim şekillerinde (V-X-I-A) inşa edilmektedirler. Kolon elemanlarının yerleşim şekilleri, iki komşu kolon arasındaki açı, kolon kabuk arasındaki açı gibi parametreler optimum kule tasarımı amacıyla yapılan çalışmalarda dikkate alınmıştır. Kulenin en alttaki yapı elemanı olan temeller ise tekil veya radye temel olarak inşa edilmektedir. Gerekli görülmesi halinde kazık temellerin de kullanılabileceği görülmektedir. Soğutma kuleleri ile ilgili çalışmalar günümüzde hala devam etmektedir.Geçmişte daha çok tasarım ve yapım aşamalarına yönelik çalışmalar yapılırken, günümüzde farklı konularda çalışmalar yapılmaktadır.Çelik soğutma kuleleri ile ilgili çalışmalar devam etmekte olup yapımı biten ve devam eden çelik soğutma kuleleri bulunmaktadır.Soğutma kuleleri, nükleer santral gibi önemli tesislerde kullanılmalarından dolayı günümüzde bu kulelerin kaza (uçak çarpması,taşıyıcı sistemine araç çarpması),saldırı(TNT patlayıcı) veya taşıyıcı sistemin doğal olarak göçmesi gibi farklı senaryolarda, kulenin göçmesinden kaynaklı oluşacak titreşim dalgaları, bu dalgaların reaktör ünitesine etkisi ve reaktör ünitesini korumak için alınabilecek ekstra önlemler üzerinde çalışmalar da günümüzde yapılmaktadır. Ekonomik yönden ciddi bir maliyet gerektirmesinden dolayı bir soğutma kulesinin farklı parametreler altında (yükseklik, genişlik, boyun mesafesi, kolon şekli ve sayısı…) optimizasyonu da başka bir çalışma konusudur. Bu çalışma kapsamında ise soğutma kulesi yapılarında belli parametrelerin değiştirilerek analiz edilip, bu parametrelerin kule tepkisine etkisi incelenmiştir. Toplamda dört farklı başlıkta inceleme yapılmıştır ve her başlık içerisinde birkaç kombinasyon denenmiştir.1.grupta kolon yerleşim şekli etkisi incelenmiştir. Literatürde kullanılan yönetmelikler incelendiğinde, soğutma kulelerinin taşıyıcı sistemlerinin A, X,V ve I yerleşim şekline sahip olarak tasarlanabileceği belirtilmiştir. Buradan hareketle bu dört farklı yerleşim şeklinin analiz sonuçları kıyaslanmıştır.2.grupta ise kolon kesit şeklinin kule tepkisi üzerindeki etkisi incelenmiş olup bu etkiler hem I hem X yerleşim şekline sahip modelde incelenmiştir.Her bir yerleşim şekli için dikdörtgen,dairesel ve kolon alt noktasından kolon üst noktasına doğru kesit alanı azalacak şekilde değişken olmak üzere üç farklı model oluşturulup analiz edilmiştir.3.grupta ise rüzgar deprem gibi yükler altında, ciddi burkulma tehlikesi altında olan kulelerin burkulma dayanımını artırmak için önerilen rijitleştirici halkalar üzerinde bir çalışma yapılmıştır.Literatürde de belirtildiği üzere bu halkaların sayısı ve konumu kulenin burkulma dayanımı ve stabilitesi üzerinde önemli etkisi vardır ve bunların etkisi araştırılmalıdır. 3. grupta yapılan çalışmalarda, rijitleştirici halkaların kullanım yerleri ve sayıları üzerinden 4 farklı model ile halka etkisi incelenmiştir.4.grup ise kulenin taşıyıcı sistemi üzerinde yapılan bir çalışmadır.Burada kolonların ve perdelerin ayrı ayrı ve birlikte kullanıldığı durumlar incelenmiştir.Perdelerin ve kolonların birlikte kullanıldığı modellerde, kolon yerleşim şekli etkisini de incelemek için iki farklı yerleşim şekli de dahil edilmiştir.Bu 4 farklı grupta oluşturulan tüm kombinasyonlar için serbest titreşim analizi(modal analiz),rüzgar yükü etkisi altında analiz,tepki spektrumu analizi ve zaman tanım alanında dinamik analiz yapılarak elde edilen sonuçlar kıyaslanmıştır.Her bir etki için 16 farklı model analiz edilmiştir. Analizlerde SAP2000 yazılımı kullanılmıştır.