LEE- Yapı Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 9
-
ÖgeResponse of a hyperbolic cooling tower under seismic excitations and wind load(Graduate School, 2022-02-09)At the beginning of the 20th century, the consumption of electricity increased around the world remarkably. Therefore, the construction of thermal and nuclear power stations speared worldwide. The power stations needed a large quantity of water in the power generation process. To cool water and reuse it again, the hyperbolic cooling towers were built in the power stations. The hyperbolic cooling towers are designed as tall and thin structures. During the services-life, towers may be exposed to different load types such as wind load, seismic load, construction load, and thermal load in addition to self-weight of the towers. The external loads on the hyperbolic cooling towers may cause a failure or collapse of the towers. The case of collapsing cooling towers may have consequences on both society and the economy. The work presented in this thesis aims to assess the behavior of an existing reinforced concrete hyperbolic cooling tower located at the RWE power station in the Neurath city in western Germany under seismic and wind loads. The reinforced concrete hyperbolic cooling tower is modeled and analyzed utilizing ABAQUS CAE 2020 finite element software. To investigate the seismic response of the tower, dynamic nonlinear time history analysis was applied in accordance with Eurocode 8. Due to the axis-symmetrical nature of the hyperbolic cooling towers, the seismic load is applied only in one horizontal direction. Three ground motion records are chosen in accordance with Eurocode 8 and matched to the elastic response spectrum of Eurocode for 5 percent viscous damping by spectra matching method, using SeismoMatch software. To apply time history analysis in ABAQUS, the Time-Integration implicit method is followed. The dynamic implicit step of ABAQUS is using Hilber-Hughes-Taylor's method (HHT), which is an extension of the Newmark β-method. Modified Newton–Raphson iterative procedure is followed throughout the dynamic analyses. The effect of wind load on the tower is calculated according to the VGB R610U standard as equivalent static pressure on both the external and internal shell walls of the tower. The external and internal pressure distribution coefficients (C_pe and C_pi) are taken into account. According to the abovementioned standard, the pressure caused by wind load is calculated based on terrain category and geographical location of the tower in terms of height, circumferential direction, and fundamental period. The nonlinearity of the materials is taken into the consideration. The concrete damage plasticity model (CDP) is utilized to simulate the inelastic behavior of the concrete. This model accurately defines concrete behavior under cyclic or dynamic loads, as well as simulates residual damage of concrete. The isotropic hardening model is used to simulate the plastic behavior of the steel reinforcement. In this thesis, the stress distributions, lateral displacement, and compressive and tension damage of the hyperbolic cooling tower caused by seismic and wind loads are investigated.
-
ÖgeOrtak podyum üzerinde yükselen mevcut betonarme yüksek katlı yapının deprem performansının zaman tanım alanında doğrusal ötesi analiz ile belirlenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-07-03)Yüksek yapının deprem etkileri altında davranışını belirlenmesi, davranışa etki eden pek çok parametrenin hesaba katılması gerekliliği, bu parametrelerin üzerinde mutabakat sağlanmış kesinlikte anlaşılmış olmaması ve yüksek modların davranışa etkisinin büyük olması gibi durumlar düşünüldüğünde, yapı ve deprem mühendisliğinin en sofistike konularından biri haline gelmektedir (Budak, 2015). Yüksek yapıların ülkemiz mevcut bina stokunu içindeki yüzdesi gün geçtikçe artmaktadır. Ülkemizdeki küçük ve orta ölçekli yapıların büyük çoğunluğunun yeterli kapasiteye sahip olmadığı geçtiğimiz birkaç yüzyılda yaşanmış yıkıcı depremler ile acı bir şekilde tecrübe edilmiştir. Bu durumdan yapılabilecek nihai çıkarım az ve orta katlı yapıların önemli bir çoğunluğunun tasarım ve inşa dönemlerinden yürürlükte olan deprem yönetmeliğine uygun olarak tasarlanmadığı ve/veya yapım aşamasında yeterli mühendislik hizmeti alınmadığı, sıkı denetimlere tabi tutulmadığıdır. Yüksek yapılar, az ve orta katlı yapılara kıyasla daha iyi bir mühendislik hizmeti alması ve yapım aşamasında daha sıkı denetime tabi tutulması yönüyle ayrışıyor olsa da yüksek yapıların deprem performanslarının kâğıt üzerinde gerçeğe yakın tahmin edilmesi az ve orta katlı yapılara nazaran bir o kadar meşakkatlidir. Yüksek yapının deprem performansının belirlenebilmesi için geliştirilmiş günümüzde en çok tercih edilen hesap yöntemi zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap (ZTADOH) yöntemidir. Bu yöntem yüksek işlem hacmi gerektirdiğinden ve analiz sonucu açığa çıkan verilerin depolanması ve işlenmesindeki iş yoğunluğu sebebiyle bu yöntemin kullanım sıklığı bilgisayar teknolojisinin gelişimi ile doğru orantılıdır. Hesap yöntemi ile alakalı bilgi vermek gerekirse yapılan işlem adımlarını kısaca şu şekilde özetlemek mümkündür. Yapı modeli oluşturulduktan sonra yapı deprem etkisi altında analize tabi tutulup her bir betonarme taşıyıcı sistem elemanının kritik kesitlerindeki beton ve çelik malzemesinin şekil değiştirmeleri, deprem yönetmeliğince belirlenen hasar sınırları ile karşılaştırılarak yapının deprem performansı belirlenmektedir. Bu işlem 22 deprem seti için tekrarlanmaktadır. Sonuçlar arasından en elverişsizi seçilerek hasar tespiti yapılmakta ve bina performansı tespit edilmektedir. ZTADOH yönteminin harcanan zaman ve bilgisayar kapasitesi bakımından uygulanabilir hala getirmek ve analiz sonuçlarının yorumlanmasını kolaylaştırmak amacıyla istatistik biliminden yararlanılmaktadır. İncelenen bina taşıyıcı sistemleri benzer özelliklerine göre gruplandırıldıklarında aynı örneklem içerisinde yer alan binalar yeterli sayıda deprem yer hareketine maruz bırakıldıklarında alınan sonuçlar bir araya getirildiğinde verilerin dağılımının Standart Normal Dağılım ile yüksek korelasyon gösterdiği anlaşılmaktadır. Bu benzerlik göz önünde bulundurulduğunda yapının ilgili deprem parametresi altında ne kadar olasılıkla hangi hasar seviyesinde bulunabileceği hakkında çıkarımda bulunulabilir. İlgili dağılım fonksiyonları Hasar Görebilirlik (Kırılganlık) Eğrileri şeklinde literatürde yer almıştır. İncelenen mevcut yüksek yapının TBDY 2018 yönetmeliğince deprem performansı belirlenmiş ve değerlendirilmiştir. Yedi bölümden oluşan yüksek lisans tezinin birinci bölümü olan giriş kısmında çalışmanın önemi, konusu, amacı ve kapsamına ek olarak literatür özetine yer verilmiştir. İkinci bölümde yüksek bina performans değerlendirmesi konusu üzerinde durulmuştur. Kapasite tasarım yaklaşımı ve performansa dayalı tasarım yaklaşımı özetlenmiş, doğrusal olmayan hesap yöntemi anlatılmıştır. Deprem düzeylerinden bahsedilmiş ve deprem tasarım spektrumları tanımlanmıştır. Bu bölümde son olarak TBDY 2018'e göre yüksek binalar için tanımlanan performans düzeyleri ve hedefleri açıklanmıştır. Üçüncü bölümde mevcut bir betonarme yüksek binanın analiz modelinin oluşturulması konusu işlenmiştir. Yapı genel bilgileri verilmiş, modelleme ve çözümlemede kullanılan yaklaşımlardan söz edilmiştir. Yük tanımlamaları ve malzeme modelleri açıklanmıştır. Tasarıma esas perde, kolon ve kiriş kesitleri tespit edilmiş, betonarme kesitlerin çevrimsel (histeretik) davranışı irdelenmiştir. Plastik mafsal tanımları açıklanmış, kiriş, kolon ve perdelerde plastik mafsal tanımlamalarının analiz programına tanıtılması gösterilmiştir. Taşıyıcı sistem elemanlarının yönetmelikçe tanımlanan hasar sınırları belirlenmiştir. Çok serbestlik dereceli taşıyıcı sistemlerin dinamik çözümü üzerinde durulmuş ve çalışmada kullanılacak programlar ve programların kullanım esasları açıklanmıştır. Dördüncü bölümde deprem kayıtlarının seçimi üzerinde durulmuş seçilen kayıtların özelliklerinden bahsedilmiştir. Deprem kayıtları ham veri olarak elde edilmesinden dolayı temel çizgisi düzeltmesi ve filtreleme işlemine tabi tutulmasının ardından filtrelenmiş kayıtlar bölgesel deprem tasarım spektrumunun (Hedef Spektrum) ilgili periyot aralığında ölçeklenerek analizlerde kullanılabilir hale getirilmesi açıklanmıştır. Beşinci bölümde mevcut betonarme yüksek binanın zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizi gerçekleştirilmiş ve yapım aşamaları açıklamıştır. Altıncı bölümde analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Göreli kat ötelemeleri kontrol edilmiş, yapısal elemanların hasar durumları incelenerek yapının deprem performansı belirlenmiştir. Yedinci ve son bölümde yapısal analiz sonuçları değerlendirilmiş, çalışma sonucunda yapılabilecek çıkarımlar derlenmiştir. Benzer yapısal tasarım ve analiz konuları ile alakalı gelecekte yapılması muhtemel çalışmalar için öneri ve tavsiyeler sıralanmıştır.
-
ÖgeOrta yükseklikte betonarme binada eğri yüzeyli sürtünmeli izolatör sisteminin etkinliğinin incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-03)Bu çalışmada deprem yalıtımı uygulamalarının tipik bir hastane binası üzerinde etkinliği incelenmiştir. Plan ve taşıyıcı sistem özellikleri hemen hemen her katta aynı olan 5 katlı binanın Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (2018)'nda bulunan şartlara göre deprem yalıtımı tasarımları yapılmıştır.Yapısal analizlerde ETABS analiz programından yararlanılmıştır. Sismik izolatör tipi olarak uygulamada ve literatürde sıklıkla kullanılan kayıcı esaslı sürtünmeli sarkaç tipi izolatör kullanılmıştır. Sırasıyla 50 yılda %2 ve 50 yılda %10 aşılma olasılıklarına karşılık gelen DD-1 ve DD- 2 deprem seviyelerine göre ölçeklendirilmiş 11 adet deprem kaydı doğrusal olmayan dinamik analizlerde kullanılarak yapılan tasarımların deprem performansları belirlenmiştir. Performans kriterleri, DD-1 deprem seviyesinde izolatör sistemlerinin alt sınır değerleri kullanılarak, yalıtım birimlerinin (izolatörlerin) deplasman ve dayanım limitlerinin aşılmaması, DD-2 deprem seviyesinde ise izolatörlerin üst sınır değerleri kullanılarak, üst yapıya etkiyen kuvvet ve kat göreli şekil değiştirmelerinin hedeflenen ve yönetmelikte verilen sınırların altında kalması olarak belirlenmiştir. Analizlerin sonucunda ortaya çıkan kat kesme kuvvetleri, göreli kat ötelemeleri, en büyük kat deplasmanları ve yapı periyotları karşılaştırmalı olarak çizelgeler halinde verilerek değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar geometrik ve malzeme özellikleri değişmeden oluşturulan ankastre mesnetli bina tasarımı ile karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. Sismik izolatör mesnetli sistemlerin kullanılmasıyla artan yapı periyodu, azalan göreli kat ötelenmesi oranı,azalan kat kesme kuvveti ve azalan kat deplasmanları ile yapı daha güvenli hale getirilmiştir.
-
ÖgeEğri eksenli çubukların bulunduğu çerçevelerin tesir çizgilerinin elde edilmesi ve kafes sistemlerin limit yüke göre minimum ağırlıklı olarak boyutlandırılması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-21)Bu çalışma kapsamında, içerisinde eğri eksenli çubuklar bulunan yapı sistemlerinin tesir çizgilerinin yaygın olarak kullanılan bir yapı analizi programı ile doğrudan elde edilmesi ve kafes sistemlerin limit yüke göre minimum ağırlıklı olarak tasarımı konuları incelenmiştir. Çalışma yedi bölümden oluşmakta olup, ilk bölümde çalışmanın amacı ve literatürde çalışma kapsamındaki konularda daha önce yapılan çalışmalar verilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde tesir çizgilerinin kullanılmasında önemli olan yükler konusu, sabit yükler ve hareketli yükler olarak iki ayrı kategoride incelenmiş olup, hareketli yüklerin çeşitleri hakkında ayrıntılı bilgiler verilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde, ilk olarak tesir çizgisi kavramı verilmiş ve tesir çizgileri oluşturulurken dikkat edilmesi gereken hususlara değinilmiştir. Ardından izostatik sistemlerin tesir çizgilerinin elde edilmesinde kullanılan, denge denklemleri ile çözüm ve Müller-Breslau prensibi ile çözüm yöntemleri açıklanmış ve elde edilen tesir çizgilerinin pratikteki kullanımı hakkında bilgi verilmiştir. Sonrasında hiperstatik sistemlerin tesir çizgilerinin elde edilmesinde kullanılan fonksiyonlar ve açı yöntemleri açıklanmıştır. Son olarak daha pratik ve sistematik olan hiperstatik sistemlerin tesir çizgilerinin açı yöntemi ile çiziminin açıklandığı sayısal iki örnek verilmiştir. Çalışmanın dördüncü bölümünde tesir çizgilerinin matris yerdeğiştirme yöntemi yardımıyla çizilmesi için bir yöntem açıklanmıştır. Yöntemde üçüncü bölümde verilen sonlu elemanlar yöntemine de uygulanmak üzere bir matris formülasyonu verilmiştir. Açıklanan bu yöntem literatürde bulunan diğer yöntemlere kıyasla analizleri oldukça kısaltmaktadır. Çalışmanın beşinci bölümünde tesir çizgilerinin çizilmesi amacıyla eleman yükleme matrislerinin matris deplasman yönteminde kullanılan birim deplasman matrislerinden yararlanarak nasıl elde edildiği anlatılmıştır. Elde edilen yükleme matrisleri sistemin analizinde kullanılacak yapı analiz programına ters yönde düğüm noktası yükü olarak etkitilmiş ve aranan kuvvetlerin tesir çizgileri elde edilmiştir. Ayrıca bu bölümde, klasik yöntemlerle tesir çizgisi diyagramları elde edilmiş eğri eksenli bir elemana sahip bir sistemin tesir çizgilerinin SAP2000 programı ile nasıl elde edileceği ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Çalışmanın altıncı bölümünde ilk olarak kafes sistemler hakkında bir bilgilendirme yapılmıştır. Ardından kafes sistemlerin limit yüke göre minimum ağırlıklı olarak boyutlandırılmasında kullanılacak formülasyon açıklanmıştır. Ayrıca bu bölümde ilgili konu ile ilgili dört adet örnek çözülmüştür. Problemlerin ilkinde optimizasyon işleminin tamamlanmasının ardından sistemin SAP2000 programı ile düşey yükler için statik itme analizi yapılmış ve limit yük parametresinin göçme yüküne (P = 1) eşit olup olmadığı kontrol edilmiştir. Çözümü yapılan dördüncü örnek ilk üç örnekten farklı olarak üç boyutlu bir geometri sahip olduğundan, sistemin SAP2000 programı ile modellenmesinin aşamaları ayrıntılı olarak verilmiş ve optimizasyon işlemleri tablolar üzerinde açıklanmıştır. Çalışmanın yedinci ve son bölümünde yapılan çalışmalar özetlenmiş ve elde edilen sonuçlara yer verilmiştir.
-
ÖgeZayıf zemin üzerine inşa edilen sismik taban yalıtımlı binaların performanslarının incelenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-08-16)Sismik izolasyonda genel prensip üstyapı ve temelin birbirinden ayrılmasıdır. Bu tasarımda zeminden yapıya aktarılan deprem kuvvetlerinin azaltılması amaçlanmaktadır. Bu azaltma binanın periyodu arttırılarak ya da yapı etkin sönümü arttırılarak yapılır. Zayıf zeminlerde genellikle sismik izolasyon tercih edilmez. Bu tarz zeminlerde zemin hakim periyodu çok uzundur. İzolatörler de binanın periyodunu arttıracağından dolayı yapı periyodu ile zemin hakim periyodu çakışarak rezonansa sebep olabilir. Bu da yapının alması gerekenden çok daha fazla deprem kuvveti almasına yol açar. Yapısal hasar deprem ve yapı özelliklerinin yanı sıra zemin koşullarına da bağlıdır. Deprem dalgaları anakayadan zemine doğru ilerlerken değişime uğrar. Zeminin deprem dalgaları üzerindeki bu etkisine zemin büyütme etkisi denir. Zemin büyütmesindeki en önemli etkenlerden birisi zemin kayma dalgası hızıdır. Kayma dalgası hızı düştükçe zemin daha yumuşak olmaktadır. Yumuşak zeminlerdeki zemin büyütmesi, sert zeminlerin aksine binanın uzun periyotlarda daha fazla taban kesme kuvveti almasına sebep olabilir. Bu çalışmada bir hastane yapısının farklı kayma dalgası hızlarındaki kurşun çekirdekli kauçuk izolatör (LRB) ve sürtünmeli sarkaç sistem (FPS) tipi yalıtım birimleri ile analizleri yapılmıştır. Zayıf zeminlerdeki değişimi daha net görebilmek için ZD zemin sınıfı için 4 farklı kayma dalgası hızı seçilmiştir. ZC zemin sınıfı için birbirinden farklı 2, ZB zemin sınıfı için ise 1 kayma dalgası hızı kullanılmıştır. Öncelikle LRB ve FPS tipi yalıtım birimleri hakkında bilgi verilmiş ve sismik izolasyonlu yapılarla ilgili Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği şartları açıklanmıştır. Daha sonra bu şartlar doğrultusunda izolatör boyutlandırılması yapılmıştır ve ilgili kontrolleri gösterilmiştir. Uygulama bölümünde ise 4 katlı bir hastane binası ankastre mesnetli ve izolatörlü olacak şekilde modellenmiştir. Yapı modellerinin zaman tanım alanlı analizleri ETABS programı kullanılarak yapılmıştır. ETABS programında modellemenin nasıl yapılacağı detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Analizler sonucunda elde edilen izolatör yer değiştirmeleri, maksimum kat yer değiştirmeleri, göreli kat ötelemeleri, kat kesme kuvvetleri, taban kesme kuvveti oranları, kat ivmeleri ve kolon kapasiteleri karşılaştırılmış ve zemin kayma dalgası hızının sonuçları nasıl etkilediği araştırılmıştır.