Theses supervised by Prof. Dr. Musa Hakan Arslan
11 theses · Konya Technical University
Kimyasal ankrajların eksenel çekme etkisi altında davranışlarının deneysel ve analitik olarak incelenmesi
Türkiye'de mevcut betonarme yapı stokunun önemli kısmı betonarmedir. Gelişen teknoloji ve yeni deprem yönetmeliklerindeki ağır yaptırımlara rağmen mevcut yapı stokunun önemli bir kısmının deprem açısından yeterli performans gösteremeyeceği ve acil olarak güçlendirilmeye ihtiyacı olduğu bilinmektedir. Geleneksel güçlendirme işlemlerinde sıklıkla tercih edilen betonarme mantolama ve perde ekleme gibi yöntemlerde mevcut yapı ile yeni eklenecek elemanlar arasında bağlantı epoksi yardımıyla ekilmiş kimyasal ankrajlar ile olmaktadır. Güçlendirilmiş yapıdaki ankrajların münferit performansı (mevcut yapı içinden sıyrılıp çıkmaması) yapılacak güçlendirme ile yapını ulaşılacağı global deprem performansını direkt etkilemektedir. Bu nedenle ankrajların uygulanması güçlendirmenin en önemli aşamasıdır. Ankrajların üzerlerindeki eksenel çekme kuvvetini oluşacak aderans gerilmeleri ile karşılaşması beklenmektedir. Bu yeterlilikte olmayan ankrajlar beton içinden sıyrılıp çıkacaktır. Ankrajların beton içinden sıyrılıp çıkmaması pek çok etmene bağlıdır. Ankraj derinliği, ankraj çapı, delik çapı, açılan deliklerin temizliği ve beton sınıfı gibi faktörler ankrajların çekme etkisi altında performanslarını etkileyen faktörlerdendir. Bu çalışmada kimyasal ankrajların çekme etkisineki davranışını gözlemleyebilmek için farklı beton sınıfına, donatı çapına, ankraj derinliğine, açılan deliklerin büyüklüğüne ve açılan deliklerin temizliğine göre 108 adet ankraj numunesi hazırlanmış ve bu numunelere çekip çıkarma deneyi yapılmıştır. Elde edilen veriler ile ankrajların eksenel yük kapasiteleri ve bu parametrelere bağlı olarak oluşan göçme durumları deneysel ve analitik olarak incelenmiştir. Ek olarak deney sonuçlarından elde edilen veriler hem literatürde sıklıkla kullanılan amprik bağıntılar hem de sınıflandırma ve tahminlerde yaygın olarak kullanılan yapay sinir ağları (YSA), destek vektör makinesi (SVM), olasılıksal dereceli azalma (SGD), ağaçlar (Tree) ve rassal orman (RF) algoritmaları ile test edilmiş ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucuna göre ankraj derinliğinin artması doğrusal olarak ankrajların yük kapasitelerini arttırdığı gözlemlenmektedir. Beton sınıfı ve donatı çapının artması benzer şekilde yük kapasitelerini arttırmaktadır. Su ile temizlenen deliklere ekilen numuneler, hava ile temizlenerek ekilen numunelere göre daha yüksek eksenel yük kapasitelerine ulaşmaktadır. Delikler hiç temizlenmeden ekilen ankrajlarda ise diğer durumlara oranla önemli oranda eksenel yük kapasitelerinde düşüş yaşanmıştır. Yapılan analitik çalışmada YSA algoritması diğer algoritmalara göre daha iyi bir tahmin başarısına (R2 =0,783) sahip olduğu gözlemlenmektedir. Amprik bağıntıların başarısı ise sınırlı kalmıştır.
Düzlem çelik çatıların ağırlık hesabında pratik bir rehber önerisi
Bu çalışmada düzlem çelik çatıların ağırlık hesabı, ağırlığına etki eden parametreler ve ağırlığın akıllı bir sistem aracılığı ile tahmini üzerine çalışmalar yapılmıştır. Yapılan literatür araştırması ve tecrübelere dayanarak sonuca tesir etmesi beklenen 6 ana parametre belirlenmiştir. Bu parametreler kar yükü bölgesi, çatı tipi, çatı eğimi, çelik cinsi, aşık açıklığı ve makas açıklığıdır. Bu parametrelere bağlı 192 farklı hesap modeli oluşturulmuştur. Bu modellerin her biri bir diğerinden en az bir parametre ölçüsü olarak farklılık arz etmektedir. Bu hesap modellerinin analizleri SAP2000 programı aracılığı ile yapılmış ve AISC–ASD 360-10 yönetmeliği esas alınarak tasarım yapılmıştır. Bütün hesap modellerinin ağırlıkları tablolar halinde not edilmiş ve parametrelerin düzlem çelik çatıların ağırlığına ne ölçüde etki ettiği belirlenmiştir. Son olarak ise çatı ağırlığının hızlı ve gerçek sonuca yakın bir şekilde tespit edilip edilemeyeceğini irdelemek amacıyla literatürde sıklıkla kullanılan akıllı sistemlerden faydalanılmıştır. Elde edilen 192 adet ağırlık değerleri ile eğitilen 5 farklı akıllı sistemin yeni bir konfigürasyonda ne ölçüde doğru sonuç verdikleri tespit edilmiştir. Sonuç olarak seçilen parametreler arasında sonuca en çok etki eden parametreler sırasıyla kar yükü bölgesi, çatı tipi, aşık açıklığı, makas açıklığı, çelik dayanımı ve çatı eğimi olarak belirlenmiştir. Ayrıca akıllı sistemler aracılığı ile elde edilen sonuçlar gerçek değerlerle kıyaslanmış ve en yakın sonuca Yapay Sinir Ağları (YSA) sistemi ile ulaşılmıştır.
Betonarme yüksek binaların TBDY-2018 kapsamında analizi
Bu çalışmada dünyada ve ülkemizde yaygınlaşan betonarme yüksek binaların (BYB) incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda yüksek yapı analizlerinde önemli noktalar literatür taraması ile incelenmiştir. Bu kapsamda yüksek bina sınıfı yapıların tarihsel gelişimi ve bu doğrultuda yüksek binaların taşıyıcı sistem tasarımı ve sınıflandırması ele alınmıştır. Yüksek bina sınıfı yapılara etkiyen yükler incelenmiştir. Bu yapılarda deprem yüklerinin en iyi şekilde etki edilmesi ve yapıya doğru bir şekilde etki etmesi mevcut yönetmeliklere göre etki ettirildiğinden, yürürlükte bulunan yönetmelikler incelenmiş ve eksiklikleri vurgulanmıştır. Yüksek yapıların analizinde kullanılan yönetmeliklerin tarihsel gelişimi ve bu yöndeki gereksinimler doğrultusunda atılan adımlar incelenmiştir. Ülkemizde ki eski ve yeni yönetmeliklerin yüksek yapılar için sınır ve farklılıkları ön plana çıkarılmış ve daha doğru analiz sonuçlarına varmak adına performans analizinin gereklilikleri anlatılmıştır. Mevcut yönetmeliğin yüksek bina sınıfına göre bina analiz adımları aşama aşama uygulanması gösterilmiştir.
Köprülü kavşaklarda betonarme inşaat maliyeti ve etkin yapısal parametrelerin akıllı bir sistem ile tahmin edilmesi
Bu çalışmada, 50 adet köprülü kavşak projesi incelenmiştir. Alt geçit yapı uzunluğu (m), kapalı kesit alanı (m2), fore kazık (m3), sanat yapıları (m3), prekast cephe paneli (m), ön germeli prefabrik kiriş (m3) ve birim fiyat esaslı yaklaşık maliyetler hesap edilmiş, veri tabloları oluşturulmuş ve Orange programına girdi-çıktı verisi olarak tanımlanmıştır. Köprülü kavşak projelerinin betonarme inşaat maliyetlerini tahmin etmek amacıyla yapay zekanın bir parçası olan makine öğrenmesi algoritmalarından karar ağaçları (tree), destek vektörü makineleri (SVM), olasılıksal dereceli azalma (SGD), rastgele orman (RF) ve yapay sinir ağlarından (YSA) yararlanılarak öğrenme ve test işlemleri gerçekleştirilmiştir. Girdi parametrelerinin köprülü kavşak betonarme inşaat maliyetine etkisi irdelenmiş ve maliyet tahminlemesi yapılmıştır. Bahse konu algoritmalar ile elde edilen sonuçlar birbiri ile kıyaslanmış ve yapay sinir ağları yönteminin performansı ortaya konulmuştur.
Süneklik düzeyi yüksek perdelerde plastik mafsal boyunun çeşitli parametreler açısından irdelenmesi
Perdeler boyutları itibari ile önemli yatay rijitlikleri olan elemanlardır. Rijitliğin haricinde deprem sırasında perdelerin yükseklik / genişlik oranına bağlı olmak kaydıyla mümkün olduğunca sünek bir şekilde davranıp yapı içinde payına düşen deprem kuvvetini ve enerjisini plastik ötesi deformasyon yaparak sönümlemesi istenir. Bu nedenle perdenin deprem esnasında plastikleşecek olan kritik bölgesinde kesme hasarının oluşmaması ve yeterli sünekliğin sağlanması için özel tasarım yapılır. Böylece deprem sırasında perdede oluşacak olan plastik mafsallaşmanın bu kritik bölge içinde oluşması beklenir. Betonarme yapı elemanlarında plastik mafsal boyunun gerçek yapı davranışa uygun olarak belirlenebilmesi yapılacak olan hesabın ve kabullerin gerçek davranışla mümkün olduğunca uyum içinde olması açısından oldukça önemlidir. Deprem sırasında yapı davranışında oldukça baskın olan betonarme perde gibi düşey taşıyıcı elemanların plastikleşme mekanizması ve plastik mafsal boyu yapı performansının değerlendirilmesi açısından son derece önemlidir. Bu tez çalışmasında betonarme perdelerin mafsallaşma bölgeleri (mafsal yükseklikleri) perdelerin davranışına etkin çeşitli parametreler açısından analitik olarak belirlenmiştir. Çalışmada ele alınan konu plastik mafsal olduğu için modellenen perdelerin lineer olmayan davranışları incelenmiş ve bu kapsamda da ABAQUS programı kullanılmıştır. Çalışmada farklı kesme açıklıklarına ve farklı yatay sargı donatısı oranlarına sahip, farklı normal kuvvet seviyelerinde 72 adet konsol perde yatay itme analizine tabi tutulmuştur. Yapılan analizler sonucunda elde edilen yük-deplasman grafiklerinde maksimum yükün %15 azaldığı andaki sınır durum ve Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği-2018 (TBDY-2018) ile Türk Deprem Yönetmeliği-2007(TDY-2007)'de izin verilen maksimum yer değiştirme sınırları gözönüne alınmıştır. Bu sınırlara göre perde kesitlerinde özellikle perde uçlarında bulunan boyuna donatılarda meydana gelen akma durumuna göre belirlenen "analitik plastik mafsal boyları" (Lpz) ve basınç bölgesinde betonda meydana gelen ezilme durumuna göre "görünen plastik mafsal boyları" (Lp) ayrı ayrı belirlenmiştir. Elde edilen bulgular ile literatürde perdelerin plastik mafsal boyunu belirlemek için verilen ampirik formüller arasındaki uygunluk değerlendirilmiştir. Çalışmada ayrıca perdelerin deplasman süneklik değerleride incelenmiştir. Çalışma sonucunda; Kesme açıklığı arttıkça genel olarak plastik mafsal boylarının arttığı görülmüştür. Analitik plastik mafsal boyu ve görünen plastik mafsal boyu değerleri arasında 0.15-0.50 aralığında bir ilişki var olduğu gözlemlenmiştir. Literatürdeki ampirik formüllerden en yüksek yakınlığın görünen plastik mafsal boyu için %78 ve analitik plastik mafsal boyu için %69 ile Kazaz'ın önerdiği denklemle olduğu belirlenmiştir. Perdelerin süneklik değerleri incelendiğinde ise TBDY-2018'in tasarım koşullarını doğrular nitelikte sonuçlar elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Deprem, Yer değiştirme, Plastik Mafsal, Sonlu Elemanlar, Betonarme Perde.
Düzenli betonarme binalar için basitleştirilmiş tasarım kurallarının performans analizi bağlamında değerlendirilmesi
Deprem yapı davranışı oldukça karmaşık bir problemdir. Özellikle çözülen binanın betonarme olması durumunda bu karmaşık problemin içine birde betonun belirli bir kalıba sığmayan davranışı ile ilgili birçok bilinmezlik de eklenmektedir. Depreme dayanıklı bina tasarımı ile yönetmeliklerin gelişen bilgi birikimi ile hesap adımları ve detaylarda takibi zor bazı detayların bulunduğu bir gerçektir. İnşaat mühendislerinin merak ettiği "Oldukça basit tasarlanmış ve yapı stoku içinde önemli bir kısmı oluşturan betonarme binalar için daha pratik bir çözüm önerisi" kısmı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'de yer bulmuştur. Bu çalışmada bu soru üzerine Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'de 17. Bölüm başlığı altında verilmiş olan basitleştirici kurallar irdelenmiştir. Bunun için 144 adet örnek betonarme bina modeli ilgili yönetmelik kısmında yer alan üç farklı basitleştirilmiş formül, deprem tasarım sınıfı, bina yüksekliği, kat planı açıklık sayısı, zemin sınıfı gibi farklı parametrelere göre tasarlanmıştır. Tasarlanan bu binaların yapısal performans açısından ne seviyede olduğu Lineer ve Nonlineer Analiz Yöntemi ile tespit edilmiştir. Çalışma sonunda yapının performansının Lineer yönteme göre yeterli olmadığı fakat Nonlineer yönteme göre yeterli seviyede kaldığı görülmüştür. Farklı parametrelere sahip olarak tasarlanan modeller ile ilgili olarak elde edilen veriler ve TBDY-2018'de taşıyıcı sistem tipi betonarme çerçevelerden oluşan binalar için öngörülen değerler çalışmada detaylı bir şekilde irdelenmiştir.
3D yazıcı ile yapılan farklı formda beton konutların enerji verimliliği analizi
Binaların enerji verimliliğini hesaplamak için, güneş ışınımı, dış hava sıcaklığı, dış bağıl nem ve toprak sıcaklığı gibi verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Gerekli olan ısıtma ve soğutma enerjisi miktarlarını bulmak için yapılan hesaplamalar, binanın bulunduğu yerdeki meteorolojik verilere dayanarak yapılmaktadır. 3D yazıcı teknolojisi ile üretilmiş olan beton konutlarda ısıtma ve soğutma enerjisinin mertebesinin belirlenmesi son derece önemlidir. Türkiye'de bu konuda yapılmış saha ve alan çalışmaları henüz başlangıç seviyesinde olmakla beraber Dünya'da 3D yazıcı ile üretilen beton konutların sayısının gün geçtikçe artıyor olması bu konunun inşaat sektöründe ileriki yıllarda önemli bir araştırma alanı olacağını da göstermektedir. Bu motivasyondan hareketle bu tez çalışmasında Türkiye'nin topraklarının önemli kısmında etkin olan karasal iklim verileri düşünülerek 3D yazıcı ile üretilmiş beton binaların konfor sıcaklıklarına bağlı olarak ısıtma ve soğutma enerjileri hesaplanmıştır. Bu kapsamda özdeş kat alanlarına sahip konutların çatı tipi (düz çatı, yaşam alanı tanımsız beşik çatı 1, yaşam alanı tanımlı beşik çatı 2), pencere / duvar alanları (%20, %30, %40) ve seçilen duvar özelliklerine (organik bağlayıcı ve toz haline getirilmiş silika kumlu Mix 3 karışımı) bağlı olarak 27 farklı model oluşturulmuştur. Modeller üzerinde Design Builder programı ile bina için gerekli olan konfor sıcaklığına ulaşılabilmesi için ihtiyaç olan ısıtma ve soğutma enerjisi, yapının ısıl konforuna ve bu konforun iç ortama göre dağılımına bakılarak hesaplanmıştır. Sonuçlar Excel tablosuna aktarılmış ve gerekli olan ısıtma ve soğutma enerji miktarların grafikler ile karşılaştırılmıştır. Analizler sonucunda Konya bölgesinde 3D yazıcı teknolojisi ile üretilebilecek en uygun binanın, ısıtma enerjisi açısından kıyaslandığında pencere / duvar oranı %20, duvarlarında Mix 3 karışımlı beton kullanılan ve çatısı yaşam alanı tanımlı beşik çatı 2 olan tip olduğu; binanın konfor sıcaklığına ulaşması için gerekli soğutma enerjisi açısından kıyaslandığında pencere / duvar oranı %20, duvarlarında Mix 2 karışımlı beton kullanılan ve çatısı yaşam alanı tanımlı beşik çatı 2 olan tip olduğu tespit edilmiştir. Çalışma neticesinde 3D beton ile imal edilecek konutlar için tasarım önerilerinde de bulunulmuştur.
3d yazıcı ile üretilecek tip beton konut projesinin Türkiye'deki farklı iklim bölgelerine göre enerji etkinlik analizi
Günümüzde yaşanılan çevre sorunları ve enerji tüketimindeki artışın temel sebeplerinden birisi, binalarda enerji tüketiminin fazla olmasıdır. Bu açıdan binaların enerji performansının iyileştirilmesi oldukça önemli bir konudur. Rahatlık ve konfor koşulları ihmal edilmeden sosyal hayatta, yüksek verim ve performans elde edilerek binalarda enerji kullanımı minimum düzeye indirgenmelidir. Türkiye'de düzensiz ve hızlı kentleşme sebebiyle binaların enerji etkin tasarımı göz önüne alınmamıştır. 3D yazıcı ile imal edilen beton binalar tüm dünyada yaygınlaşmaktadır. Genellikle tek katlı tek tip konut projelerinde kullanılmaya başlanan bu yenilikçi yöntem Türkiye'de birkaç örnekle tanışmıştır. 3D yazıcı ile imal edilen beton yapılarda kullanılan duvar tipleri enerji tüketiminde önemli bir parametredir. Bu tez çalışmasında Türkiye'de 3D yazıcı ile imal edilecek tip beton bir konut binası tasarlanarak Türkiye'deki farklı iklim bölgelerine ve farklı duvar tiplerine göre enerji tüketimindeki değişiklik Design Builder programı ile analiz edilmiş ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Çalışma kapsamında ilk olarak 3D yazıcı yöntemi ile imal edilmiş bir konut projesinin, modeli REVIT 2022, BIM Modelleme sistemleri ile modellenmiştir. Daha sonra Türkiye'nin 5 farklı iklim bölgelerinden seçilen referans şehirler (Konya, Erzurum, İstanbul, İzmir, Gaziantep) ele alınarak enerji simülasyonunu yapmak amacıyla bina modeli, enerji simülasyon programlarından Energyplus dinamik ısıl simülasyon motorunun arayüzü olan Design Builder simülasyon programına aktarılarak farklı iklim bölgelerine yönelik enerji simülasyonları yapılmıştır. Çalışmada binaların modellemesi yapılırken literatürde ısıl deneyleri yapılmış 6 farklı duvar tipi (C1-200 mm-C6-200 mm) ele alınmıştır. Analizler sonucunda binalar için gerekli ısıtma ve soğutma enerjileri hesaplanmıştır. Enerji etkin kullanımı göz önünde bulundurulduğunda, referans alınan iller arasında, binanın konfor sıcaklığına ulaşabilmesi için anlık gerekli olan ısıtma enerji yükü en düşük İstanbul bölgesinde, 3D yazıcı teknolojisi ile imal edilecek toplam ısı transfer katsayısı değeri 0,34 W/ m²K olan C6- 200 mm duvar modeline sahip duvar tipi ile inşaat edilecek bina olduğu yapılan analizler sonucu tespit edilmiştir. Binanın konfor sıcaklığına ulaşabilmesi için anlık gerekli olan soğutma enerji yükü en düşük Erzurum ilinde 3D yazıcı teknolojisi ile imal edilecek toplam ısı transfer katsayısı değeri 0,72 W/ m²K olan C5- 200 mm duvar modeline sahip duvar tipi ile inşaat edilecek bina olduğu yapılan analizler sonucunda tespit edilmiştir. Literatürde 3D binalar için ilk kez yapılan bu çalışma ile iklim türlerine göre binanın mevcut enerji tüketimini minimum düzeye indirgemek için en uygun duvar tipi belirlenmiştir. Çalışmada ayrıca enerji simülasyon programı aracılığı ile elde edilen hesaplama sonuçları analiz edilerek enerji etkin yaklaşıma dayalı ileriye yönelik yapılacak çalışmalar içinde öneriler sunulmuştur.
Obruk oluşumunun üst yapıya olan etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Türkiye'de özellikle İç Anadolu Bölgesi Karapınar ilçesinde, Güneydoğu Anadolu Bölgesinde ve Toros Dağları olarak adlandırılan bölgelerde obruk son yıllarda sayıları zamanla artan obruk oluşumları görülmektedir. Söz konusu obruklar özellikle kırsal kesimde üst ve alt yapılarda da hasara neden olmaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında, son yıllarda Konya Karapınar bölgesinde sayısı hızla artan obruklar göz önüne alınarak; ilk olarak bölgenin obruk oluşum mekanizması ve obruk özellikleri incelenmiştir. Ardından bölgenin üst yapı envanteri üzerinden bir irdeleme yapılmıştır. Yapılan irdelemelere göre obrukların genel özellikleri ve yapı stokunun durumunu düşünerek nümerik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Literatürde ilk kez yapılan bu çalışma ile bölgenin yapı stokunu temsil eden üç farklı yükseklikte yapı seçilmiş ve böylece yapıların zemine uyguladıkları basınç ana bir parametre olmuştur. Yapısal bu parametrelere ilave olarak bu yapılara dört farklı uzaklıkta seçilen üç farklı obruk genişliğine ve dört farklı obruk derinliğine sahip toplam 81 adet sonlu elemanlar modeli PLAXİS 3D programı ile oluşturulmuştur. Oldukça kapsamlı veri setinden elde edilen yapı ve obruk etkileşim parametreleri yapıda meydana gelebilecek oturmalar bağlamında değerlendirilmiştir. Model oluşturulurken obruk oluşum mekanizması kapsamında bölge zemininin geoteknik özellikleri alınmıştır. Yapılan analizler neticesinde belirlenen parametrelerden obruk derinliği, obruk çapı ve obruk-yapı mesafesinin obruk-yapı etkileşimine doğrudan, yapı yükünün ise sınırlı düzeyde etki ettiği görülmüştür. Belirlenen parametrelerden yüksek derinlik, düşük mesafe ve yüksek çapta olan oluşumlarda düşey deplasman değerinin yükseldiği, düşük derinlik düşük çap ve yüksek mesafede oluşan obruklarda obruk-yapı etkileşiminin sınırlı kaldığı anlaşılmıştır
Lifli polimer ile güçlendirilmiş betonarme elemanların kapasite tahminine yönelik akıllı sistem uygulaması
Bir asırdır beton ve betonarme donatısının bir arada kullanılmasıyla kompozit bir malzeme olarak kullanılan betonarme, üstün özellikleri ile günümüzde çağdaş inşaat mühendisliği yaklaşımlarında da vazgeçilmez bir yapı malzemesi türüdür. Taşıyıcı sistem elemanlarında iç ve dış yükler etkisi altında zaman bağlı nedenlerin de etkisiyle ortaya çıkan tüm kesit zorları ve deformasyon talepleri için betonarmenin yeterli dayanım, süneklik ve rijitlikte olması bir yapı tasarımının olmazsa olmazıdır. Özellikle Türkiye gibi aktif deprem kuşağında bulunan bir ülke için bu zorunluluk yapı mühendisleri için daha da önemli bir hale gelmektedir. Günümüzde üretilen betonarme yapılarda; mimari kaygılardan, hesaplarda yapılan hatalardan, uygulama sırasında ortaya çıkan hatalardan, standarda aykırı malzemelerden, kullanıcı hatalarından ve zamana bağlı deformasyonlardan dolayı, taşıdığı yükler altında ve deprem durumunda ortaya çıkan kesit tesirleri altında (kesme, eğilme, burulma ve bunların kombinasyonları) hasar görmekte ya da toptan göçmektedirler. Bu gibi yapılar incelemeye alındığında çoğunlukla elemanların kesme açısından kritik bölgelerinde (kolon-kiriş bağlantı noktalarına yakın bölgelerde) kapasite açısından büyük sorun olduğu görülmektedir. Bu noktalardaki tam olarak alınamamış mühendislik hizmetlerinden ortaya çıkan yetersiz kesitler nedeniyle, deprem ve benzeri yükler altında hasarlar yapının bütününü olumsuz etkilemekte ve çoğunlukla böylesi yapıların güçlendirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Günümüzde betonarme yapıların ve bileşenleri olan betonarme taşıyıcı elemanların yetersiz kapasiteleri için pek çok güçlendirme metodundan, son dönemlerde yaygın olarak teknik elemanlar tarafından tercih edilen "Lifli Polimerlerle Güçlendirme" metodudur. Zaten karmaşık bir yapıda olan beton ve betonarme davranışı ile ilgili birçok kabuller yapılmakta iken betonarmenin üzerine genellikle epoksi ile yapıştırılarak ve bazı durumlarda mekanik ankrajlarla sabitlenen lifli polimerlerin kesit kapasitesine yapacağı katkı günümüzde bilinmezliğini korumaktadır. Bu motivasyondan hareketle bu çalışmada, lifli polimerlerle güçlendirilmiş her türlü betonarme elemanın kapasite değerlerini büyük oranda tahmin edebilen akıllı sistem tabanlı bir yazılım uygulaması için son yirmi yılda yapılmış güncel tüm makaleler taranarak bir veri havuzu oluşturulmuştur. Bu bağlamda literatürdeki değişik amaçlar için yapılmış çok sayıda deney verisi derlenmiş ve gruplara ayrılmış, her bir veri için farklı algoritmalar ile eleman kapasitelerinin tahminiyle ilgili fikir sahibi olunmuştur. Bu veri havuzunda; kesme, eğilme, burulma etkisi altındaki kirişlerin; kolon moment ve eksenel yük etkisi altındaki kolonların; eğilme ve zımbalama etkisi altındaki döşemelerin, eksenel yük etkisi altındaki perdelerin taşıma kapasiteleri ÇLR, Karar Ağacı, BaggingDt., Rassal Orman, SVR, XGBoost, AdaBoost, GradientBoost makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak tahmin edilmiştir. Kiriş kesme, döşeme eğilme, döşeme zımbalama mukavemeti çalışmasında en iyi tahmin sonucunu XG-Boost algoritması vermiştir. Kiriş burulma mukavemeti, kolon moment taşıma gücü, kolon yük taşıma gücü çalışmasında en iyi tahmin sonucunu Bagging-DT algoritması verirken, perde yük taşıma gücünde AdaBoost algoritması, kiriş eğilme kapasitesinin tahmininde ise DVR algoritması diğerlerine göre daha başarılı olmuştur. Elde edilen sonuçlar çalışılan elemanın tipi ve elde edilmek istenen dayanım özelliğine göre algoritmaların başarılarında değişkenlik olduğunu, incelenen çıkış verisine, veri grubunda ele alınan parametrelere, verilerin sayısına ve veri aralığına bağlı algoritma performansının değiştiğini de göstermektedir.
Mevcut betonarme okul binalarının güçlendirilmesi sonrasında değişen yapısal performans özelliklerinin incelenmesi
Aktif deprem kuşağında olan ve yapısal stokunda yetersizlikler bulunan Türkiye'de yaşanan şiddetli depremler sonrasında özellikle yetersiz yapısal özellikler nedeniyle çok fazla can ve mal kaybı meydana gelmektedir. Yapı stokunun önemli bir kısmı betonarme olan Türkiye'de konutların haricinde toplumsal öncelikleri oldukça yüksek olan ve afetler sonrasında acil kullanılmaları gereken kamu binaları içinde aynı problem söz konusudur. İmal edilirken yeterli mühendislik hizmeti alamamış olan bazı kamu binalarının hızlı ve etkili bir şekilde güçlendirilmesi bu açıdan oldukça önemli bir konudur. Güçlendirmenin tipi yapısal özelliklere bağlı olarak değişmekle beraber her bir güçlendirme senaryosu için yapısal performansın farklı şekillerde değişeceği de aşikârdır. Tasarım aşamasında bu değişikliklerin iyi tahmin edilmesi ve yapının performansını en etkili biçimde artıracak ve buna mütekabil düşük maliyete sahip güçlendirme yöntemlerinin tercih edilmesi önemli bir mühendislik problemidir. Bu çalışma kapsamında, deprem performansının yetersiz olduğu bilinen üç farklı okul (8, 14 ve 22 derslikli) binası modeli üzerinde bir dizi analiz gerçekleştirilmiştir. Saha verileri mevcut olan binaların mevcut durumları TBDY 2018'e göre değerlendirildikten sonra yetersiz performans özellikleri değişen güçlendirme stratejileri ile (perde ilavesi, kolonların mantolanması, perde ilavesi + kolonların mantolanması) iyileştirilmiştir. Modellemelerde STA4CAD programı kullanılmıştır. Çalışmanın parametrik içeriğinde, yapıların bulunduğu iller, AFAD, Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması üzerinden yapı koordinatına ait en büyük yer ivmesi (PGA) değerlerine göre seçilmiştir. Bu çalışma kapsamında PGA değeri 0.295 m/s² olan Ankara/Çankaya ve PGA değeri 0.995 m/s² olan Sakarya/Adapazarı alınmıştır. Mevcut yapıların bulunduğu yerel zemin sınıfları (ZC, ZD ve ZE), yapıların mevcut donatı sınıfları (S220, S420), yapıların mevcut beton dayanımlarının (10, 15 ve 20 MPa) değişkenliği dikkate alınmıştır. Söz konusu değişkenlere göre 22 x 33 x 4 (432) adet yapı modeli üzerinden değerlendirmeler yapılmıştır. Yapılan değerlendirmelere göre perde ilavesi + mantolama tipi güçlendirmenin yapılarda periyoda en fazla etkisi olan güçlendirme türü olduğu, buna bağlı olarak spektral deplasman taleplerinde bu tür güçlendirmelerde önemli azalmalar olduğu tam tersine dayanım fazlalığı katsayısının ve güçlendirme maliyetinin de bu tür güçledirmelerde diğer güçlendirme türlerine göre daha fazla artış gösterdiği görülmüştür. Güçlendirilmiş binalar için TBDY 2018 de dayanım fazlalığı hedefinin olmaması önemli bir eksilik olduğu ve bunun yeni yönetmeliklerde dikkate alınması gereken bir faktör olacağı görülmüştür.