Theses supervised by Prof. Dr. Serap Kahraman
10 theses · Dokuz Eylül University
Çelik model köprünün yapı sağlığının gözlenmesi
İnşaat mühendisliği yapıları, inşa edildikleri andan itibaren çeşitli kuvvetler etkisi altında kalmaktadır. Bu kuvvetler, deprem, fırtına, trafik yükü, patlama vb. çok çeşitli etkilerdir. Yapının bu gibi kuvvetlerin etkisi altında nasıl davranacağını önceden saptamak, şu anki durumunu değerlendirmek ve varsa hasarları tespit edebilmek için yapı sağlığının gözlenmesi işlemleri yapılmaktadır. Sunulan bu yüksek lisans tez çalışmasında, çelik model bir köprünün yapı sağlığının gözlenmesi süreci içerisinde yer alan sistem tanımlama ve köprünün şu anki davranışını tespit etme işlemi yapılmıştır. Yapı sağlığının gözlenmesinde kullanılan yöntemlerden bahsedilmiş, fakat sadece NExT-ERA ve ERA sistem tanımlama yöntemi deney sonuçlarının analizinde kullanılmıştır. İlgili yöntemler Matlab programı kullanılarak programlanmıştır. Bu çalışma sonucunda, modal parametreler (doğal frekanslar, mod şekilleri, sönüm oranı) elde edilmiştir. Aynı zamanda SAP2000 programı kullanılarak köprünün sayısal bir modeli oluşturulmuş ve bu sayısal model kalibre edilmiştir. Daha sonra modal analizi yapılan çelik köprünün, modal parametreleri bulunmuştur. NExT-ERA ve ERA analizinden elde edilen deney sonuçlarından çıkan mod şekilleri ve SAP2000 programından elde edilen mod şekilleri arasındaki karşılaştırma, modal güvenlik kriteri (MAC) kullanılarak hesaplanmış ve sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. İki farklı sistem tanımlama yöntemiyle elde edilen doğal frekanslar da birbirine yakın değerlerdedir. Bu yöntemlere ek olarak çapraz güç spektrum yöntemi ile tahmini mod şekilleri ve doğal frekanslar elde edilmiştir. Bir diğer modal parametre olan sönüm oranı ise, NExT-ERA, ERA, yarım güç bant kalınlığı yöntemi ve logaritmik azalma yöntemi ile hesaplanmıştır. Fakat sönüm oranı sonuçlarının çeşitli etkenler sebebiyle birbirinden farklılık gösterdiği görülmüştür. Buna karşın bulunan sonuçlar makul sayılabilecek seviyelerdedir.
Farklı tür ve nitelikteki asma tavan sistemlerinin sismik performansının sarsma tablası deneyleri ile belirlenmesi
Sunulan çalışmada ülkemizde kullanılmakta olan farklı kalitelerdeki asma tavan sistemlerinin depremi benzeştiren dinamik yükler altındaki davranışı araştırılmıştır. Çalışma kapsamında ayrıca farklı türdeki taşıyıcı elemanların ve plakaların etkinliği incelenmiştir. Bunların dışında aynı zamanda mevcut durumun deprem performansının artırılması için önerilen taşıyıcı uç klipslerinin etkinliği incelenmiştir. Gerçekleştirilen dinamik deneylerde laboratuar ve sarsma tablası imkanları dahilinde 3.0 m ? 2.4 m plan boyutlarına sahip çelik askı çerçevesi kullanılmıştır. Dinamik deneyler gerçekleştirilmeden önce askı çerçevesinin dinamik özellikleri belirlenmiştir. Askı çerçevesinin dinamik özellikleri, ulusal ve uluslararası yönetmelikler ışığında asma tavan sistemlerinin dinamik testlerinde kullanılacak olan yükleme protokolü belirlenmiştir. Deneysel çalışma kapsamında toplamda dokuz farklı konfigürasyon oluşturulmuştur. Altı konfigürasyon yüksek kaliteli malzeme ile, üç konfigürasyon ise düşük kalitedeki malzeme kullanılarak oluşturulmuştur. Yüksek kaliteli malzeme kullanılan altı konfigürasyonun üç tanesinde ise taşıyıcı uç klipslerin etkinliği incelenmiştir. Asma tavan sistemlerinin askı çerçevesine montaj tekniği düşük kaliteli ve yüksek kaliteli malzemeler için ayrı ayrı olmak üzere piyasa uygulamaları çerçevesinde yapılmıştır. Gerçekleştirilen dinamik deneyler sonucunda malzeme ve işçilik kalitesi asma tavan sistemlerin deprem performansında önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Taşıyıcı elemanların deprem performansları göz önüne alındığında özel gizli taşıyıcılı sistemler, T24 taşıyıcı sistemlere göre daha iyi performans sergilemiştir. Plaka ağırlığının yüksek kaliteli asma tavan sistemlerinde herhangi bir etkisinin olmadığı görülmüştür. Son olarak taşıyıcı uç klipsleri T24 taşıyıcılı sistemin deprem performansında olumlu yönde bir etki göstermiştir fakat özel gizli taşıyıcılı sistemde herhangi etkisinin olmadığı görülmüştür. Anahtar Sözcükler: Asma tavan, sarsma tablası testi, sismik performans.
Çelik-beton karma yapıların sismik tasarımı
Bu çalışmada, çelik-beton karma (kompozit) yapı elemanlarının sismik tasarım kuralları anlatılmaktadır. Tez çalışması altı bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm yapılan çalışmaya giriş, karma (kompozit) elemanların türleri, tarihçesi ve mevcut standartlar hakkında bilgi verilmektedir.İkinci bölümde, kompozit döşeme sistemini oluşturan elemanlar, konstrüktif kurallar, kompozit döşemelerin inşaat sürecinde ve kompozit çalışma sürecinde tasarımı anlatılmıştır.Üçüncü bölümde, kompozit kirişlerin türleri, desteklenmesi, basit mesnetli ve sürekli kiriş türleri tasarımı anlatılmıştır.Dördüncü bölümde, kompozit kolonların türleri, plastik davranışı ve tasarım yönetmelikleri anlatılmış, kompozit ve çelik kolon burkulma davranışlarının karşılaştırılması hakkında bilgi verilmiştir.Beşinci bölümde betonarme ve kompozit kolon kesitli yapıların sismik analizi yapılarak, yapı deplasmanları karşılaştırılmıştır. Altıncı bölümde, bu çalışmada elde edilen sonuçlar anlatılmıştır.
Experimental and analytical work on the seismic performance of different types of masonry infilled reinforced concrete frames under cyclic loading
Structural frame buildings with masonry infilled walls make up a significant portion of the buildings so it is very important to understand the behavior of masonry especially under earthquake effect. This thesis presents an experimental work and analytical modeling of reinforced concrete frame infilled with different types of masonry clay bricks and subjected to slowly applied cyclic lateral loads.Two different types of clay bricks are considered in this study, in order to understand the effect of masonry wall on the whole system under lateral cyclic load. An OpenSees model of the frame is used to simulate the experimental work carried out in Dokuz Eylul University, Civil Engineering Department, Structural Mechanics and Earthquake Engineering Laboratory by using OpenSees.In this study two equivalent diagonal struts are developed in OpenSees to model infill masonry wall. The effects of number of bay and the effects of the soft storey mechanism studied with the calibrated analytical model. The results obtained from the experimental and analytical work show the significance of infill in increasing the strength and lateral stiffness of the entire system under lateral load, which is a faction of type of clay brick used.
Mevcut binaların güçlendirme maliyetlerine etki eden parametreler
Bilindiği üzere son yıllarda meydana gelen depremlerden sonra ülkemizdeki yapıların yetersiz deprem etkisine göre tasarlandığı ve oldukça zayıf işçilik ile düşük mukavemetli ve kontrolsüz malzeme kullanılarak inşa edildiğinden, bu yapıların güçlendirilmesi ihtiyacı had safhaya ulaşmıştır.Bu çalışmada, bina güçlendirme maliyetlerine etki eden parametreler incelenmiş ve güçlendirme yapmadan güçlendirmenin maliyetli olup olmayacağını eldeki birkaç veri ile tahmin etmeye yönelik bir sistemin altyapının kurulması amaçlanmıştır. Bunun için öncelikle daha önce güçlendirme ile ilgili literatür taranmıştır. Mevcut binaların deprem performansını olumuz yönde etkileyen faktörler yani yapıların güçlendirilmesi ihtiyacını doğuran sebepler, deprem performans belirleme yöntemleri ve mevcut binaların güçlendirme maliyetine etki eden parametreler ve bunların tesir nispetleri çoklu lineer regresyon yöntemi SPSS 15 paket programı ile incelenmiştir. Analize giren parametrelerden bina yapım yılı, deprem bölgesi (etkin yer ivmesi katsayısı), mevcut beton dayanımı, temel tipi ile toplam kat adedinin m2 başına güçlendirme birim maliyetini tahmin etmede kullanılabilecek parametreler olduğu gözlenmiştir.
Betonarme yapıların deprem davranışının iyileştirilmesinde çimento şerbeti emdirilmiş lifli beton (SIFCON) kullanımı
Sunulan çalışmada, mevcut betonarme binaların kolon-kiriş birleşimlerinin genel yetersizlik unsurlarını barındıran dış kolon-kiriş birleşimi numunelerinin depremi benzeştiren tersinir tekrarlı yükler altındaki davranışı incelenmiş, bu birleşimlerin SIFCON (çimento şerbeti emdirilmiş lifli beton) bloklar ve kimyasal ankrajlar kullanılarak güçlendirilmesi amacıyla tez kapsamında önerilen yöntemin etkinliği incelenmiştir.Güçlendirme yönteminin hedeflerine uygun geometride, çelik lif dozajı-matris dayanımı ve kalınlık açısından çeşitli seçeneklerde hazırlanan kompozit köşe blokların tersinir tekrarlı yükleme altında histeretik performansları araştırılmıştır. Genel davranış, yanal rijitlik azalımı, enerji tüketimi vb. açısından göz önüne alınan birleşim numunelerinin güçlendirilmesine uygun seçenek belirlenmiştir.Mevcut binaların birleşimlerini temsil edecek şekilde düşük beton dayanımlı, birleşiminde kayma donatısı bulunmayan, düz donatı ile detaylandırılmış vb. özellikte hazırlanan dış kolon-kiriş birleşimi numuneleri sabit eksenel yük ve tersinir tekrarlı yatay yükler altında test edilmiş ve gevrek göçme davranışı göstermiştir. Aynı yetersizlikleri içeren birleşimler tez kapsamında önerilen yöntemle çeşitli ankraj seçeneklerinde güçlendirilmiş, kolon tepesinden uygulanan sabit eksenel yük ve tersinir tekrarlı yatay yükler altındaki davranışları incelenmiştir. Güçlendirilen numunelerin yanal dayanımı ve enerji tüketim performansı yalın halde test edilen birleşim numunelerine göre belirgin bir şekilde geliştirilmiş, numunelerin birleşim kesme hasarı geciktirilmiş, gevrek göçmesi engellenmiş ve davranışları daha sünek olan kiriş eğilme göçmesine dönüştürülmüştür. Ayrıca kolon-kiriş birleşimlerinin deney sonuçları ile kalibre edilmiş sayısal modelleri oluşturulmuştur.
Cyclic chracterization of locked and standard brick infilled reinforced concrete frames under quasi-static loading conditions: Experimental and analytical work
Reinforced concrete frame structures with masonry infill walls constitute the significant portion of the buildings stock in Turkey. Therefore, it is very important to understand the behavior of masonry infill frame structures under earthquake loads. This study presents an experimental work performed on reinforced concrete frames with different types of masonry infills, namely standard and locked bricks. Earthquake effects are induced on RC frames by quasi-static test setup. Results obtained from different frames are compared with each other through various stiffness, strength, and energy related parameters. It is shown that locked bricks may prove useful in decreasing the problems related to horizontal and vertical irregularities observed in such structural systems, and moreover tests show that locked brick infills maintain their integrity up to very high drift levels, showing that they may have a potential in reducing injuries and fatalities related to falling hazards during severe ground shakings.
Yapısal olmayan (ikincil) sistemlerin dinamik analizi
YAPISAL OLMAYAN (İKİNCİL) SİSTEMLERİN DİNAMİK ANALİZİÖZYapısal olmayan elemanlar ya da ikincil sistemler, yapı taşıyıcı sistemine bağlı eleman ve ekipmanların oluşturduğu bileşenlerdir. Çalışma kapsamında, ikincil sistemlerin deprem etkisi sırasında meydana gelen hasarlardan dolayı sismik tasarımının önemi açıklanarak, ikincil sistemlerin dinamik analizine yönelik çalışmalar ve çalışmalarda etkili olan ikincil sistem dinamik ve fiziksel karakteristikleri incelenmiştir. İkincil sistemlerin dinamik analizinde uygulanan yöntemlerden Kat Tepki Spektrumu ve Tasarım Bazlı Yöntem incelenmiştir.Kat Tepki Spektrumu yönteminde, ikincil sistem ve yapı arasındaki dinamik etkileşime bağlı olarak bulunduğu kattaki birleşik sistemin maksimum deplasman, hız ve ivme tepki spektrumlarının belirli deprem kaydına ait zemin tepki spektrumuna bağlı elde edilmiştir. Tasarım Bazlı Yöntemde ise taşıyıcı ve ikincil sistemden oluşan birleşik sistemin modal analizi ile ikincil sistemin maksimum deplasmanlarına bağlı olarak ikincil sisteme etki eden eşdeğer deprem yükü elde edilmiştir. Ayrıca, yapı şartname ve yönetmeliklerinde tanımlanan ekipmana etkiyen eşdeğer deprem yükleri incelenmiştir.Uygulamalar bölümünde ise, ekipman hasarlarının kritik olduğu bir hastane yapısındaki ekipman için kat ivme tepki spektrumları stokastik yaklaşımla elde edilmiş, tasarım bazlı yöntemle ekipmana etkiyen eşdeğer deprem yükü bulunmuştur. Ayrıca, tek serbestlik dereceli taşıyıcı sisteme bağlı ikincil sistemden oluşan birleşik sistem tepkileri kütle oranlarına bağlı olarak elde edilmiştir.Son olarak da, kat ivme tepki spektrumunun, eşdeğer deprem yükü esasına dayalı yöntemlerle uygulama alanı yönünden karşılaştırması yapılmıştır.
Arnavutluk'ta bulunan tipik betonarme önüretimli çerçeveli binalar için etkin bir sismik güçlendirme tekniğinin geliştirilmesi
This study aimed to evaluate the seismic performance of a typical of RC precast structure that was designed for the highest seismic region in Albania. The high seismic activity of the country, the deficiencies of old design codes and seismic maps and the considerable number of reinforced concrete precast structures that were designed prior to the aseismic regulations came to force, highlight the importance of this study. An optimal seismic strengthening alternative, referring to the observed deficiencies in these structures is suggested. Specifically, an alternative brace characterized by significant energy dissipation and early activation properties is developed. Improvement in terms of strength, stiffness and ductility without requiring foundation strengthening, confirms the suggested alternative as the optimal strengthening scenario. The study is further extended by creating an enhanced version of the alternative brace, in order to produce minimal residual deformations and to be applicable in new structures as well that target a high seismic performance.
Prefabrik betonarme çerçeve tipi yapıların sismik performans faktörlerinin belirlenmesi
Sanayinin gelişmesiyle ülkemizde artış gösteren prefabrik yapıların 1998 Adana- Ceyhan, 1999 Kocaeli ve Düzce depremleri sonrasında özellikle bağlantı detaylarının yetersiz kalması sonucu büyük hasar aldığı ve yıkıldığı görülmüştür. Prefabrik yapılarda her bağlantının doğru bir şekilde seçimi ve tasarımı, yapının sismik performansını ve ekonomisini büyük ölçüde etkilemektedir. Bu yüzden elemanlar arası moment aktarabilmek ve stabiliteyi sağlamak üzere moment aktaran bağlantılar tercih edilmektir. Bu çalışmada, ülkemizde yaygın olarak uygulanan ıslak ve mekanik (kaynaklı) bileşenlerden meydana gelen üstte ıslak-altta kaynaklı (MAB3) kolon-kiriş bağlantısının tersinir-tekrarlı yükler altındaki davranışını benzeştirmek için yığılı plastisite yaklaşımı ile sayısal modeller kurulmuştur ve iç bağlantı testi ile karşılaştırılmıştır. Doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile deprem etkisi altındaki yapıların performansları belirlenmektedir. Analizlerde kullanılan deprem kayıtları hedef tasarım spektrumu göz önüne alınarak SeismoMatch programında spektral uyuşum sağlanacak şekilde ölçeklendirilmiştir. Çalışma kapsamında, DBYBHY (2007)'e göre tasarlanmış mevcut bir pazaryeri projesinden seçilen 3 katlı, 7 açıklıklı çerçeve modelinin zaman tanım alanında artımsal dinamik analizleri SeismoStruct programında gerçekleştirilerek, sismik performans faktörlerinden deprem yükü azaltma katsayısı araştırılmıştır ve TBDY (2018)'deki değerlerle karşılaştırılmıştır.