Prof. Dr. Naci Çağlar danışmanlığındaki tezler
10 tez · Sakarya University
Yapıların yarı-aktif MR damperler ile kontrolü
Bu tez çalışması kapsamında, deprem etkisiyle oluşan yapısal titreşimlerin azaltılması ve yapıların sismik performansının arttırılmasının incelenmesi amacıyla 5-8 katlı çelik bina modellerine MR sönümleyici ilave etmek suretiyle yarı aktif kontrol uygulanmıştır. Uygulanan yarı aktif kontrol yöntemi MR damperin kuvvet kontrolü ve akım kontrolü olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. MR damperin üreteceği referans kontrol kuvvetinin hesaplanması için literatürde yer alan PID, kayan kipli ve enerji tabanlı kontrolörler mevcut çalışmalardan farklı olarak ilk kez birlikte kullanılmış ve söz konusu algoritmaların işleyişi gerçek zamanlı ölçümlerle test edilmiştir. Bu algoritmalarla belirlenen kuvvete karşılık MR dampere beslenen akım değeri ise yapay sinir ağı modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Bina modellerinin yarı aktif kontrollü sismik tepkileri MR damperin bina modellerine bağlı olduğu ancak herhangi bir akım uygulanmadığı kontrolsüz durumu ile kıyaslanarak pasif kontrol yöntemi de göz önünde bulundurulmuştur. Yarı aktif kontrol yöntemini daha pratik hale getirmek için problemin deneysel çözümünün yanı sıra simülasyon modelleri hazırlanarak sayısal doğrulaması da yapılmıştır. Ayrıca MR damperin bina içerisindeki yerleşimini değiştirmek suretiyle optimum damper yeri sayısal olarak tespit edilmeye çalışılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen verilere göre MR damper ile yarı aktif olarak kontrol edilen yapısal sistemlerin titreşim tepkileri önemli ölçüde azalmıştır. Kontrol kuvvetlerini üretmek için kullanılan algoritmalar yapısal sistemlerin göreli kat yer değiştirme, ivme ve özellikle taban kesme kuvveti değerlerinin azaltılmasında iyi bir performans sergilemiştir. Bununla birlikte kontrolör performansının yapısal sistemin frekansı ile yüksekliğine, sistemi harekete geçiren deprem uyarısına ve uygulanan kontrolörün çalışma prensibine göre değiştiği gösterilmiştir.
Makine öğrenmesinde istatistiksel veriler kullanılarak maruziyetin belirlenmesi: Sakarya ölçeğinde bir çalışma
Afet yönetimi döngüsünde, afet öncesi acil müdahale ve yardım hazırlıklarının tamamlanması ve finansal yönden yatırım yapılması insani ve maddi kayıp yaşanmasını minimize etmek için oldukça önemlidir. Bu nedenle afet döngüsünün ilk fazı olan hazırlık fazının etkin bir şekilde tamamlanması için afet öncesi dönemde olası kayıp analizlerinin yapılmasına ve bu doğrultuda önlemler alınmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Kayıp analizleri için yapılan çalışmalar üç temel bileşen üzerine kurulur bunlar; tehlike, maruziyet ve kırılganlık bileşenleridir. Kayıp bileşenleri arasında en fazla zamana ve insan gücüne ihtiyaç duyulan aşama, tehlikeye maruz kalacak değerlerin karakterizasyonun yapılıp mekânsal dağılımlarının belirlenmesi olarak tanımlan maruziyetin belirlenmesi aşamasıdır. Mevcut maruziyet modellerinin barındırdığı en büyük belirsizliklerden biri veri eksikliği nedeniyle mekânsal dağılım için kullanılan çözünürlüğün kaba olmasıdır. Bir diğer bilgi yetersizliğinden kaynaklanan belirsizlik ise veri setlerindeki bina fiziksel özelliklerin eksikliğidir. Ulusal düzeyde oluşturulacak maruziyet modelleri için ilk başvurulan veri kaynağı ülkenin merkezi istatistik bürosu tarafından toplanan yapı izin istatistikleri ve nüfus sayımları içinde toplanan ek bilgilerdir. Ancak veriler her ulus için yeterli sayıda veya detayda bilgi içermeyebilir. Bunun için modellerin çözünürlüklerinde ve bilgi seviyelerinde belirsizlikler oluşmakta ve ek bilgilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez kapsamında ise çeşitli veri setleri, istatistiksel özetler, uzman görüşleri, istatistiksel dağılımlar ve makine öğrenmesi algoritmaları kullanılarak tüm Türkiye için genelleştirilmiş bir bina maruziyet modeli oluşturulmuştur. Geliştirilen bina maruziyet modeli üç ana veri setine dayanmaktadır. İlk veri seti Sakarya Büyük Şehir Belediyesi (SBB) ve Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD) tarafından yürütülen, kentsel dönüşüm çalışmalarında kullanılması için Sakarya il sınırları içerisinde bulunan bina başına fiziksel özellikler, kullanım amacı, doluluk durumları ile ilgili bilgiler içermektedir. Bu veri setinde binaların sismik tehlikelere karşı kırılganlıklarında önemli bir faktör olan planda düzensizlik, yumuşak kat düzensizliği ve yapı nizamı gibi makine öğrenmesinde etiket olarak kullanılabilecek özellikler de bulunmaktadır. Bu özellikler dışında kat sayısı, bağımsız bölüm sayısı, taşıyıcı sistem türleri, yığma binalar için dolgu duvar türleri ve ruhsat tarihi gibi önemli özellikler de bulunmaktadır. İkinci ana veri olarak ise Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) tarafından toplanmış Türkiye sınırları içerisinde bulunan ilçelere ait 1992-2023 arasında inşa edilen binaların izin istatistikleri bulunmaktadır. Bu veri setinde Avrupa Birliği tarafından ortak standartlıların oluşturulması için önerilen bina sınıflandırması kullanılmış ve özellikler bu sınıflarda toplanılmıştır. İzin istatistiklerinde SBB'ye benzer bir şekilde binaların kullanım amaçları, yapısal sınıfları, kat adeti, daire sayısı gibi fiziksel özellikler bulunmaktadır. SBB verisinden farklı olarak daha özet niteliğinde bina fiziksel özelliklerini tüm Türkiye genelinde sunmaktadır. Son olarak kullanılan ana veri ise Avrupa Çevre Ajansı ile yürütülen Türkiye'nin de içinde üye xviii ülke olarak bulunduğu, uydu görüntüleri ile arazi örtülerinin belirlendiği CORİNE 2018 yapay alan örtüsüdür. Bu veri setinde ilçe düzeyinde yerleşim alanlarının poligonları bulunmaktadır. Tez kapsamında ilk iki veri seti bina karakterizasyonu için, üçüncü veri seti ise binaların uzaysal dağılımı için kullanılmıştır. SBB veri seti her ne kadar detaylı özellik uzayına sahip olsa da hem veri seti içerisinde boş hücrelerinin bulunması hem de sadece belli bir bölgeye ait stok bilgisini içerdiği için kullanılmadan önce belirli istatistiksel işlemler ve dönüşümler gerçekleştirilmiştir. TÜİK veri seti ise SBB verisinin detay seviyesinden yoksun olmasına rağmen SBB verisine nazaran temsil ettiği zaman aralığında tüm ilçelerdeki bina özelliklerini içermektedir. TÜİK veri setindeki en büyük eksiklik binalardaki doluluk oranları ile 1992 öncesi inşa edilmiş bina bilgisinden tamamen yoksun olmasıdır. Tez kapsamında bu iki veri seti birbirinin eksikliklerini kapatacak şekilde ortak bir bina karakterizasyon taksonomisi kullanılarak birleştirilmiş ve eksik bilgiler bu tam veri içerisinde istatistiksel yöntem ve dağılımlar ile tamamlanmıştır. Eksik veriler için K-en yakın komşu algoritması (KNN) ve inşa yıl dağılımları için ise beta dağılımları kullanıldı. İller için tam bina sayılıları Doğal Afet Sigortaları Kurumu (DASK) tarafından yayımlanan interaktif deprem haritası üzerindeki veriler kullanıldı. Yapı izin verisindeki inşa yılı 1992 öncesi eksik binalar, SBB verisindeki 1992 öncesi bina özellik dağılımları ve yapı izin verisi içerisindeki 1992-1999 inşa yıllarına sahip binalar ile tamamlandı. TÜİK verisi içerisinde bir binada yaşayan sayısını bulmak için yine TÜİK'te paylaşılan ilçe düzeyinde Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi (ADNKS) sonuçları kullanıldı. İlçe nüfusları, daire oranlarına göre ve TÜİK tarafından yayımlanan Bina Nitelik ve Konut Araştırması (BKNA) özet istatistiklerindeki inşa yılına göre hane halkı oranları kullanılarak elde edildi. Son olarak her bina için yeniden inşa maliyetleri Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı tarafından Resmî Gazete üzerinde yayınlanmış mimarlık ve mühendislik hizmet bedelleri hesabında kullanılacak yapı yaklaşık birim maliyetleri kullanılarak her binanın kullanım türü ve yüzölçümleri ile hesaplandı. Türkiye için oluşturulan bu tam veri setinde 11,409,354 bina hesaplandı ve bu binaların yeniden inşası için 2.5 Trilyon $ yeniden inşa maliyeti elde edilmiştir. Maruziyet modellerindeki bina kırılganlıklarının daha hassas elde edilebilmesi için mevcut verilerdeki kırılganlığa etki edebilecek özelliklerin kullanılması gerekmektedir. Tez kapsamında ise SBB verisinde bulunan fakat TÜİK verisi içerisinde bulunmayan üç adet bina düzensizliklerinin tahminini gerçekleştiren makine öğrenmesi modelleri eğitilmiştir. Algoritma olarak Random Forest Classification kullanılmış, tahmin etiketleri için SBB verisi içerisindeki "Planda Düzensizlik", "Yumuşak Kat" ve "Yapı Nizamı" özellikleri kullanılmıştır. SBB verisi içinde doğrulaması gerçekleştirilen modellerin doğruluk oranları Planda Düzensizlik etiketi için %80.36, Yumuşak Kat Etiketi için %85.73 ve Yapı Nizamı için ise %71.93 olarak elde edilmiştir. Daha sonra bu modeller ile tüm veri üzerinde tahmin sonuçları elde edilip maruziyet modeli içine eklenmiştir. Son olarak oluşturulan veri setinin bölgesel dağılımları için binanın bulunduğu ilçe koordinatları elde edilmiştir. Literatürde maruziyet modellerinin mekânsal dağılımların model belirsizliği üzerindeki büyük bir etkisi olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle ilçelerde bulunan tüm binaları tek bir nokta üzerinde temsil edilmesi modelin belirsizliğini artıracağı için uygun yöntemlerle binaların bölgesel dağılımları yapılmıştır. Bu tez kapsamında binaların mekânsal dağılımları için CORINE veri seti üzerinde tanımlanmış yapay alan örtüleri kullanılmıştır. İlçe koordinatlarına en yakın xix yapay örtüler hesaplanıp bu örtü üzerine binalar homojen olarak dağıtılmıştır. Son olarak tüm veri Türkiye haritası üzerine dağılımlarıyla birlikte eklenmiştir.
CFRP sargılı betonarme kolonların davranışının incelenmesi
Son yıllarda yaşanan depremlerin neden olduğu hasarlar ve yıkımlar betonarme yapıların yetersizliğini ortaya çıkarmıştır. Hasarlı betonarme yapıların yıkılması yerine taşıyıcı sistemlerinin güçlendirilmesi ekonomik şartlar göz önünde bulundurulduğu zaman daha rasyonel bir seçenektir. Bu çalışmada; OpenSees sonlu eleman modeli yardımıyla güçlendirilmemiş ve CFRP ile güçlendirilmiş betonarme kolonların moment-eğrilik ilişkileri ile davranışları incelenmiştir. Moment-eğrilik ilişkileri incelenirken, betonarme kolonların dengeli eksenel kuvvet değerinin altındaki ve üstündeki iki farklı değeri için inceleme yapılmıştır. Ayrıca betonarme kare kolonların boyutları, güçlendirilmiş betonarme kolonların CFRP kalınlığı ve beton basınç dayanımı parametrik çalışmanın değişkenleri olarak seçilmiştir. Elde edilen moment-eğrilik ilişkileri karşılaştırılarak incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda elde edilen moment-eğrilik ilişkileri yardımıyla beton basınç dayanımının, CFRP kalınlığının (0 mm'den 3 mm kadar), eksenel kuvvet düzeyinin ve kolon boyutunun güçlendirilmiş betonarme kolonların davranışı üzerinde etkileri belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: CFRP, fiber takviyeli polimerler, betonarme kolon, güçlendirilmiş betonarme kolon, sonlu elemanlar, OpenSees.
Çok katlı betonarme bir yapının deprem performansına perde duvarların etkisinin incelenmesi
Ülkemiz topraklarının %90'ından fazlasının deprem bölgelerinde yer aldığı ve nüfusumuzun çok büyük bir çoğunluğunun bu bölgeler üzerinde yaşadığı bilinmektedir. Meydana gelen birçok şiddetli deprem ciddi şekilde can ve mal kaybına neden olmaktadır. Ülkemizde can ve mal kayıplarına neden olan depremlerin mevcut yapılar üzerindeki etkisi yapıların güvenilirliğini sorgulanır hale getirmiş ve bu yapıların deprem performanslarının belirlenebilmesi için gerekli çalışmaları hızlandırmıştır. Bu çalışmada, betonarme perde oranı değişiminin betonarme yapıların deprem performansına etkisi incelenmiştir. Bu amaçla DBYBHY 2007 Bölüm 7'de belirtilen doğrusal olmayan analizler yöntemlerinden olan zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi ile betonarme perdeli-çerçeveli ve çerçeveli olacak şekilde 20 katlı iki farklı yapı modelleri oluşturulmuş ve SAP2000 sonlu elemanlar programı kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizler yapılmıştır. Her bir yapının sonuçları doğrultusunda yer değiştirme değerleri, hasar durumları ve yapının deprem performans değerlerini sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmiştir. Deprem etkisi altında betonarme perdeli-çerçeveli çok katlı yapıda, kolonlarda hasara sebep olan plastik dönme miktarının azaldığı görülmektedir. Aynı zamanda kolonlarda oluşan mafsal sayısının azaldığı tespit edilmiştir. Bu sayede perdeli sistemin, yapıda hedeflenen performans düzeyinin sağlanmasında önemli bir rol oynadığı görülmüştür.
Çarpma etkisindeki ultra yüksek performanslı lifli betonarme kirişlerin sonlu elemanlar analizi
Ultra yüksek performanslı lifli (UYPL) betonarme elemanların davranışı geleneksel betona göre oldukça farklıdır. Fakat bu beton ile ilgili ülkemizde ve birçok ülkede tasarım yönetmeliğinin bulunmaması ve yüksek maliyetli olması nedeniyle literatürde ultra yüksek performanslı lif katkılı betonarme elemanların dinamik davranışının incelenmesi ile ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Büyük ölçekli yapısal elemanların tasarım prosedürlerinin geliştirilmesi için yapılan deneysel çalışmalardaki numune sayısı, sonlu eleman programları ile azaltılabilir. Doğrulanmış sayısal modeller; geometri, yükleme koşulları ve donatı oranındaki değişimin yapısal davranış üzerindeki etkisini incelemek için kullanılabilir. Bu çalışmada; literatürden seçilen, dinamik ve statik yüklemeye maruz kalan UYPL betonarme kirişler sonlu eleman programı ile modellenmiş ve nümerik modelin davranışı temsil etme kabiliyeti incelenmiştir. Analizler ABAQUS sonlu eleman programı ile beton için Beton Hasar Plastisite (BHP) modeli ve donatı için klasik metal plastisite modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Malzeme modelini oluşturmak için gerekli parametreler basınç ve çekme deneylerinden elde edilmiştir. Nümerik modellerden elde edilen sonuçlar, Beton Hasar Plastisite modelinin ultra yüksek performanslı lifli betonarme kirişlerin dinamik ve statik yükleme altındaki davranışlarını doğru bir şekilde temsil edebildiğini göstermektedir. Doğrulanmış nümerik modellerden biri seçilerek parametrik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Parametrik çalışma ile geometri, malzeme özellikleri ve boyut sabit tutularak ultra yüksek performanslı lifli beton (UYPLB) ile üretilen betonarme kirişlerin dinamik davranışına etriye aralığının, boyuna donatı dayanımının ve çarpma hızının etkisi incelenerek elde edilen deplasman-zaman değerlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Tek seferlik çarpma yüklemesine maruz kalan kirişlerin davranışı üzerinde etriye aralığı değişiminin belirgin bir etkisi olmadığı, boyuna donatı dayanımının düşmesi ile hem maksimum hem de kalıcı yerdeğiştirmelerde belirgin artışlar olduğu gözlemlenmiştir. Elemanın deforme olmasında en etkili parametrenin çarpma hızının değişimi olduğu belirlenmiştir. Hız artması ile kiriş ortasındaki maksimum ve kalıcı yerdeğiştirmelerde belirgin artışlar oluşmaktadır.
Betonarme manto ve CFRP ile güçlendirilen yetersiz kesme dayanımına sahip kolonların doğrusal olmayan analizi
Geçmişte yaşanmış depremler incelendiğinde, birçok yapının kolonlarda meydana gelen ciddi hasarlardan kaynaklı göçtüğü görülmüştür. Bu nedenle mevcut yapılarda yetersiz kesme dayanımına ve/veya yetersiz şekil değiştirme kapasitesine sahip olan kolonların güçlendirilmesi gerekmektedir. Güçlendirilmiş elemanların çeşitli yükler altındaki davranışlarını elde etmede en etkili yöntem deneysel çalışmalar olmasına rağmen maliyetlerinin yüksek ve imkanlarının kısıtlı oluşu, gelişen bilgisayar teknolojisi ile sonlu eleman programlarının kullanılmasını güvenilir ve tercih edilir bir seçenek haline getirmiştir. Bu çalışma kapsamında, yetersiz kesme dayanımına sahip olan betonarme kolonların, betonarme manto (BM) ile güçlendirilmiş kolonların ve karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) ile güçlendirilmiş kolonların sonlu eleman modelleri oluşturulmuş ve yatay tersinir tekrarlı yükler altındaki davranışları incelenmiştir. Doğrusal olmayan analizlerde OpenSees sonlu eleman programından yararlanılmıştır. Betonarme kolonların davranışlarında etkin rol oynayan kesme ve donatı sıyrılmasından kaynaklanan deformasyon bileşenleri de modellere entegre edilmiştir. Analiz sonuçları deneysel sonuçlar ile karşılaştırıldığında, doğrusal olmayan modellerin elemanın dayanım, yanal rijitlik, süneklik, çevrimsel rijitlik azalımı ve sıkışma gibi karakteristik davranış özelliklerde makul başarıyla temsil ettiği gösterilmiştir. Bu modellerden yararlanılarak kesme dayanımı yetersiz ve eksenel yük düzeyi farklı referans numunelerin, BM ile güçlendirilme ve CFRP ile güçlendirme yöntemleri kullanılarak parametrik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. BM ile güçlendirmede manto beton dayanımının ve manto etriye aralıklarının etkileri ve CFRP sargılama ile güçlendirmede ise FRP sargısının maksimum çekme dayanımının ve sargı kalınlığının etkileri dayanım, rijitlik, süneklik ve enerji tüketme miktarları bakımından karşılaştırılarak incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, BM ile güçlendirme referans numunesine dayanımda, rijitlikte, şekil değiştirme kapasitesinde ve enerji yutma kapasitesinde belirgin katkılar sağlarken, CFRP sargılama ile güçlendirme ise süneklik ve enerji yutma kapasitelerinin gözle görülür artışlar sağladığı görülmüştür. Ayrıca elemanların yalnız şekil değiştirme kapasitelerinde belirgin artışlar isteniyorsa CFRP ile güçlendirme yöntemi, elemanın sünekliliğinin dışında dayanım, rijitlik ve enerji yutma kapasitelerinde de katkılar istenmesi durumunda BM ile güçlendirme yöntemi daha uygun bir seçenek olduğu anlaşılmıştır.
Betonarme binaların burulma düzensizliği dikkate alınarak doğrusal olmayan davranışlarının incelenmesi
Ülkemiz etkin bir deprem kuşağı olan Alp-Himalaya deprem kuşağı üzerindedir ve kısa zaman aralıkları ile depremi en zorlu halleriyle yaşamıştır. Depremlerin bu kadar etkin olması belirli bir yönetmeliğin gerekli olduğunu göstermiştir. İlk deprem yönetmeliği 1940 yılında yürürlüğe girmiştir ve farklı zaman aralıkları ile yenilenmiştir. Ancak zaman geçtikçe bilgi ve teknolojinin gelişmesiyle deprem yönetmelikleri farklı zaman aralıkları ile geliştirilerek güncellenmiştir. Ülkemizde son deprem yönetmeliği 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe girmiştir. Tez kapsamında mevcut binaların deprem performanslarının araştırılmasında yeni yönetmelik kuralları dikkate alınmıştır. Şekildeğiştirmeye göre değerlendirme ve tasarım yaklaşımı kullanılmıştır. Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi seçilmiştir. Bu çalışmada mevcut bina stoğunu temsilen 1998 yılı öncesini kapsayan iki bina tasarlanmıştır. Binalar 2019 TBDY dikkate alınarak SAP2000 programında modellenmiştir. Betonarme perdeli-çerçeveli taşıyıcı sisteme sahip 5 katlı binaların perde duvar konumları dışında tüm özellikleri aynıdır. Perde duvarlar deprem etkisinde yatay kuvvete karşı en büyük direnci sağlayıp yer değiştirmeleri sınırlandıran ve burulmaları engelleyen taşıyıcı sistem elemanlarıdır. Ancak düzensiz yerleşimleri binalarda burulma düzensizliği oluşturmaktadır. Betonarme perde duvarların burulma düzensizliğine etkisi incelenmiştir. Düzenli ve düzensiz olmak üzere tasarlanan binaların deprem performansları karşılaştırılmıştır. Eleman kesit hasarları incelenerek hedef deprem performans seviyesinin sağlanıp sağlanmadığı araştırılmıştır. Yapılan analiz sonuçlarının değerlendirilmesiyle perde duvarların düzensiz yerleştirilmesi yapılarda deprem performansını azalttığı, burulma düzensizliği oluşturduğu ve bu durumunda deplasmanları arttırdığı sonucuna varılmıştır.
Düz-yüzeyli donatılı betonarme perde duvarların davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, güncel deprem yönetmeliklerinin gereksinimlerini sağlamayan (GDYGS) eski ve mevcut binalarda bulunan betonarme perde duvarların davranışını belirlemek için deneysel ve sayısal çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yedi (7) adet betonarme perde duvar numunesi 1997'den önce Türkiye'de yapılan binaların özelliklerini yansıtması için düz yüzeyli donatılarla ve düşük beton kalitesi kullanılarak inşa edilmiştir. En boy oranı ikiden büyük olan perde duvar numunelerinin boyutları laboratuvar kapasitesi ve ön çalışma sonuçları dikkate alınarak belirlenmiştir. Bu numunelerden altı adeti, GDYGS perde duvarları temsil etmektedir. Ayrıca bir duvar da nervürlü çelik donatılar kullanılarak güncel bina yönetmeliklerine uygun olarak tasarlanmış ve referans numune olarak kullanılmıştır. Perde duvarların yarı statik tekrarlı yanal yüklemeler altındaki davranışı, yatay yük-yer değiştirme ilişkisi ile deneysel olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada, deney numunelerinin karakteristik özellikleri olan yatay kuvvet kapasitesi, rijitlik, süneklik, tüketilen enerji değerleri ile yer değiştirme bileşenlerinin duvarların toplam yanal tepkisine katkıları gibi parametreler değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen veriler, GDYGS perde duvarların rijitlik, süneklik ve enerji tüketimi yeteneklerinde önemli bir kaybın olduğunu göstermiştir. Ayrıca, bu numunelerde davranışın; toplam yatay yer değiştirme kapasitesine %80'den fazla katkı sağlayan donatı sıyrılması tarafından yönlendirildiği kanıtlanmıştır. Buna karşılık, referans perde duvar ise dikkate değer bir eğilme davranışı ve plastik mafsal oluşumu sergilemiştir. Ek olarak, düz yüzeyli donatılarla ile inşa edilen perde duvarlar, donatı sıyrılması kaynaklı göçmeden dolayı teorik potansiyel eğilme kapasitelerinin yaklaşık %48'ini kaybetmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, test edilen tüm betonarme perde duvarlar için sayısal modeller geliştirilmiştir. Yaygın olarak kabul gören ve kullanılan OpenSees sonlu elemanlar programı ile oluşturulan sayısal modeller deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır. Ampirik bir yaklaşım kullanılarak, GDYGS perde duvarların davranışını tahmin etmek için "4 doğru" ile tanımlanan yeni bir analitik donatı sıyrılma modeli geliştirilmiştir. Ayrıca sayısal modele sıyrılma etkisi de dahil edilerek, GDYGS perde duvarların gerçekçi bir simülasyonu da elde edilmiştir. Deneysel ve sayısal sonuçlar üzerinde yapılan karşılaştırmalara göre, GDYGS perde duvarlar için yeni geliştirilen sıyrılma modelinin; test sonuçlarını simüle edebildiği ve sayısal modeller ile deneysel sonuçlar arasındaki farklılıkları etkin bir şekilde azalttığı tespit edilmiştir.
Deprem etkisi altında betonarme yapıların doğrusal olmayan analizi
Bu çalışmada, deprem etkisi altındaki betonarme yapıların zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizlerinin yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla MATLAB tabanlı olarak çalışan bir bilgisayar kodu geliştirilmiş ve geliştirilen bu bilgisayar kodu doğrulanmıştır. TWIZ Code olarak adlandırılan bu programda Sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Betonarme binanın yapısal elemanlarının eğilme momenti kapasitelerinin bulunması için XTRACT programı kullanılmıştır. Gerçek binalar arasından seçilen dört adet betonarme binanın deprem etkisi altındaki doğrusal olmayan analizleri bu çalışma kapsamında geliştirilen TWIZ Code ile yapılarak, plastik mafsal dağılımı bulunmuş ve yapının deprem performansı değerlendirilmiştir. Deprem etkisi altındaki betonarme binaların deprem davranışının geliştirilen TWIZ Code programı ile etkin bir şekilde belirlenebileceği elde edilen sonuçlar ile gösterilmiştir. Anahtar kelimeler: Plastik Mafsal, Plastik Momenti, Sonlu Eleman Metodu, Deprem etkisi, Doğrusal olmayan analizi.
Zaman tanım alanı hesap yöntemi ile 30 katlı betonarme bir yapının deprem performansının belirlenmesi
Ülkemiz sismik yönden aktif bir deprem kuşağı üzerinde bulunmakta olup, geçmiş yıllarda yaşanan büyük maddi ve manevi kayıplar, deprem yönetmeliklerinde yer alan tasarım kuralları ile kontrol altına alınmaya çalışılmıştır. Ülkemizde ve dünyada, özellikle son yıllarda çok katlı bina sayısında önemli oranda artış olmuştur. Deprem etkisi altında olan bu çok katlı yapıların taşıyıcı sistemlerinin seçimi, yapının deprem davranışı açısından oldukça önem arz etmektedir. Taşıyıcı sistem seçiminde perde duvarlar binanın deprem dayanımını ve deprem performansını önemli ölçüde artırmaktadır. Bu çalışmada, çok katlı yapıların taşıyıcı sistemlerinde betonarme perde duvar elemanlarının deprem performansına etkileri incelenmiştir. Bu amaçla 30 katlı betonarme yüksek bir bina için, perdeli-çerçeveli ve çerçeveli olarak iki farklı model oluşturulmuş ve SAP2000 sonlu elemanlar programı ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan dinamik analizleri yapılmıştır. İki farklı model için sonuçlar ayrı ayrı değerlendirilmiş ve deprem etkisi altında perdeli-çerçeveli model ile çerçeveli modelde oluşan yer değiştirmeler karşılaştırılmış ve yapıların hedef deprem performans seviyelerini sağlayıp sağlayamadıkları kontrol edilmiştir. Tez kapsamında yapılan tüm analizler ve değerlendirmeler neticesinde betonarme çok katlı yapıların tasarımında ve taşıyıcı sistem seçiminde perdeli sistemin kullanılmasının, yapı elemanlarının hasar seviyelerini önemli derecede azalttığı ve yapının performans seviyesini artırdığı tespit edilmiştir.