Betonarme ayaklı su depolarının çeşitli etkileşimler altında doğrusal olmayan çözümlemesinin oluşturulacak bilgisayar yazılımı ile gerçekleştirilmesi

Betonarme ayaklı su depoları, su dağıtım şebekesindeki basıncın yetersiz olduğu bölgelerde suyun depolanmasında kullanılmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, deprem yer hareketi etkisindeki betonarme ayaklı su deposunun, çeşitli sıvı-yapı etkileşim sistemleri dikkate alınarak dinamik davranışı inceleyen bir yazılım geliştirmektir. Sıvı-yapı etkileşiminin modellemesi sırasında sıvının modellenmesinde Westergaard yaklaşımı ve Düzgünleştirilmiş Parçacık Hidrodinamiği (DPH) yaklaşımı kullanılmıştır. DPH yöntemi ile depo içerisindeki sıvının doğrusal olmayan modellenmesi yapılmıştır. Deponun yarı ve tam dolu olması durumu için zamana bağlı hidrodinamik basınçlar bu yöntem ile elde edilmiştir. Elde edilen hidrodinamik basınçlar duvarın iç kısmına dış kuvvet olarak uygulanmıştır. Westergaard yaklaşımında da yarı ve tam dolu durum için depo duvarlarına kütle eklemesi yapılmıştır. MATLAB programlama dili ile geliştirilen yazılım sayesinde, deponun taşıyıcı sistemi Sonlu Elemanlar Yöntemini esas alan MATLAB PDE araç kutusu kullanılarak modellenmiştir. Matematik modellerin zamana bağlı çözümlerini gerçekleştirebilmek için dinamik yoğunlaştırma yapılmıştır. Hareket denklemi durum-uzay biçiminde düzenlenmiştir. Kısmi diferansiyel denklemlerin zamana bağlı çözümleri Runge-Kutta yöntemine dayanan ODE45 fonksiyonları yardımıyla çözülmüştür. Hem geliştirilen yazılımın doğrulaması hem de sonlu elemanların modelinin doğrulaması yapılmıştır. Westergaard yaklaşımı ve DPH yöntemi kullanılarak, deponun boş, yarı dolu ve tam dolu durumu düşünülerek toplam on model için zaman tanım alanında doğrusal ve doğrusal olmayan analizler gerçekleştirilmiştir ve analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında deprem yer hareketi etkisindeki betonarme ayaklı su depolarının zaman tanım alanında doğrusal ve doğrusal olmayan analizleri geliştirilen yazılım ile kişisel bilgisayarlarda kısa sürelerde gerçekleştirilmiştir. Sıvı-yapı etkileşim sisteminin ve doğrusal olmayan analizin gerçek davranışa uygun seçilmesi durumunda, yer değiştirmelerin, şekil değiştirmelerin ve gerilmelerin daha gerçekçi olarak belirlendiği ve çok daha azaldığı görülmektedir. Anahtar Sözcükler: Doğrusal olmayan salınım, Düzgünleştirilmiş parçacık hidrodinamiği, Ayaklı su deposu, Sonlu elemanlar yöntemi, Zaman tanım alanında analiz