5.743
Arşivlenen Tez
22
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Development of geopolymer concretes with construction demolition waste
All around the world, sustainability of degrading infrastructures is a growing concern. Conventional concrete which is the main building block of these infrastructures consists of Portland cement as the main binding phase. Globally, there is an increasing trend in the cement consumption and as the emerging countries continue developing, the trend is expected to continue increasing. However, production of Portland cement is significantly energy-inefficient, carbon-intensive and accounts for 5 to 8% of total human-driven CO2 emissions. Prolonged sustainability therefore necessitates the design and production of construction materials that are eco-friendly in nature. For true infrastructural sustainability, hence, a paradigm shift is necessary in terms of both greenness of conventional concrete material and improved infrastructural durability for the sake of less frequent repairs. Construction and demolition applications have become one of the leading sectors in the world with the increased number of repetitive repair/renovation/maintenance of buildings, roads, bridges and other structures. However, each year, significant amounts of solid waste are generated as a result of the abovementioned applications requiring to be tackled properly. There are multiple adverse effects of construction and demolition waste (CDW) which include (i) waste landfilling of very large clean lands, (ii) causing hazardous pollution which jeopardize the surroundings and (iii) wasting of natural resources. Although "zero CDW" seems unpractical since the waste generation is unavoidable, effective solutions to minimize the amount of CDW generated must be sought for the sake of environmental, social and economic benefits. To counteract the negative effects of Portland cement production and favour increased materials' greenness, "geopolymers" are being researched widely nowadays. Geopolymer is a cement-free binding material obtained by the alkali-activation of certain aluminosilicate source materials. The source materials are generally obtained from industrial by-products including fly ash, slag, etc. Moreover, along with the significantly superior materials' greenness, geopolymers are being repeatedly reported to have high strength and enhanced durability performance (especially in terms of acid, corrosion, fire and frost resistance), although large-scale production and applications of geopolymer concretes are very restricted since the performance properties of ultimate geopolymeric materials are largely dependent on the selected aluminosilicate source material, availability of which is highly dependent on the geography. The current research aims at developing "green" geopolymeric concrete whose constituents are entirely obtained from CDW for truly sustainable infrastructural development. For the purposes of the research, firstly, geopolymeric binding phases were developed using the inert portion of CDW which is largely composed of waste concrete, wall/roof members including different types of bricks/tiles and waste glass. Secondly, CDW-based aggregates with different sizes were incorporated into the geopolymeric binders to obtain "green" mortar and concrete mixtures. After evaluating the mechanical and micro-mechanical properties of geopolymer concretes, the focus was placed on the assessment of a set of durability properties. Successful outcomes and wide knowledge transfer of the current research are believed to make benefits in the lives of individuals by not only lowering the cost-inefficient and environment-unfriendly repairs of infrastructures but also completely recycling the CDW which is troubling all countries around the world with easy-to-implement, low-cost and energy-efficient techniques.
Influence of mixing methods on the nox reduction capability and electrical properties of photocatalytic cementitious systems
Nitrogen Oxides (NOx) are a group of highly reactive and hazardous gases encompassing compounds ranging from nitrous to nitric acid. Air pollution caused by nitrogen oxides that are emitted to the atmosphere by industrial corporations and vehicles has reached worrisome levels, especially in crowded cities. To eliminate the adverse effects of these gases, titanium dioxide (TiO2) is used worldwide as a photocatalyst due to its high efficiency in oxidization of NOx. Incorporating TiO2 into cement-based composites gives them photocatalytic capability: uniform and stable dispersion of TiO2 throughout the matrix is an indisputable requirement for improved photocatalytic efficiency. The main purpose of this study is to investigate the effects of different mixing techniques and surfactant materials on the dispersion of high dosage nano-TiO2 particles (5% of total weight of binder materials) throughout cement-based materials, with the goal of producing cost-effective cementitious systems, more feasible mixing methods, and ensuring proper dispersion of nano-TiO2. Five different mixing methods were proposed to achieve uniform distribution of the nano-TiO2. They were each implemented using different mixing procedures, equipment and surfactants. The performance of each mixing method was evaluated based on photocatalytic performance, electrical impedance (EI), compressive strength and microstructural analysis. Test results showed evidence of the significantly positive effect of polyacrylic acid (PAA) on the dispersion of nano-TiO2. In general, the highest dispersion occurred with ultrasonication and binary utilization of polycarboxylate ether-based plasticizer (PCE) and PAA. The EI test was a highly effective evaluation method for homogeneous distribution of conductive nano particles throughout the matrix. Results also showed a significant relationship between electrical performance and nitric oxide (NO) degradation of composites, and electrical properties of composites are able to provide a reliable estimate of the photocatalytic efficiency of them.
Gazbeton üretiminde mineral katkı kullanımı
Enerji, çağımızın değişmeyen en önemli ihtiyacı olup, ekonomisinin önemi her geçen gün kendini daha da göstermektedir. Enerjinin israf edilerek kullanılması çevresel ve ekonomik problemleri de oluşturmaktadır. Ülkemizde enerji harcamalarının önemli bir kısmı ısıtmayla ilgilidir. Bu yüzden bu alanda sağlanacak verimlilik önemli faydalar getirecektir. Yapılarda enerji tasarrufu sağlamanın yollarından biri ısıl geçirgenliği düşük olan duvar malzemesi kullanmaktır. İlk kez 1920'lerin sonlarında İsveç'te geliştirilmiş bir yapı malzemesi olan "Gazbeton", çimento, ince öğütülmüş silisli kum, alçıtaşı ve kireç gibi doğal hammaddelerden oluşan karışıma gözenek oluşturucu alüminyum eklenerek özel koşullarda elde edilen hafif bir betondur. Gazbeton gözenekli yapısı ile ısı yalıtımı, hafifliği sayesinde deprem esnasında (deprem yüklerini azaltmasıyla) yapı güvenliği, yanmazlığı (A1 sınıfı) ile yangın güvenliği sağlayan dayanıklı bir yapı malzemesidir. Bu çalışmada, gazbeton üretiminde uçucu kül, silis dumanı ve yüksek fırın cürufunun hammadde olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Gazbetonu oluşturan temel malzemelerin yanısıra çimentonun bir kısmı yerine %3, 6, 9, 12 ve 15 oranlarında uçucu kül, silis dumanı, yüksek fırın cürufunun ilave edilmesiyle farklı karışımlar elde edilmiştir. Toplam 16 farklı karışım hazırlanmıştır. Hazırlanan örneklere ortalama 8 saat süre ile 12 bar basınçlı otoklav kürü uygulanmıştır. Deney örneklerinin bazı fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Ayrıca seçilen örnekler üzerinde mikroyapı incelemeleri de gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
Yolcu ve işletme maliyeti minimizasyonu için metasezgisel algoritmalar kullanılarak toplu taşıma ağlarında frekans düzenlemesi
Şehirlerin yüzey ve nüfus açısından hızlı büyümeleri önemli bir sorun oluşturmaktadır. Çünkü bu hızlı büyüme şehirlerin iyi planlanarak gelişmelerini engellemektedir. Özellikle gelişmekte olan ülkelerdeki şehirler, uzun seyahat sürelerinden, trafik sıkışıklıklarından, kazalardan ve kirlilik açısından sıkıntılar yaşamaktadır. Bu sorunların çözümünde ise toplu taşıma sistemleri en etkili çözüm yöntemlerinden biridir. Sürdürülebilir kentler için de toplu taşıma sistemlerinin, özellikle kaynakların kısıtlı olduğu ülkelerde, optimum şekilde kullanılması gerekmektedir. Toplu taşıma hizmet parametrelerinden biri olan frekanslar üzerinde, genellikle herhangi bir yatırım maliyeti gerektirmeden, sadece düzenlemeler yaparak daha verimli bir toplu taşıma hizmeti sağlanabilir. Bu tez çalışmasında hem kullanıcılar hem de işletme açısından en az maliyetli toplu taşıma için frekans düzenlemesi yapılmıştır. Çalışmada çift seviyeli optimizasyon modeli kullanılmıştır. Üst seviyede ateş böceği metasezgisel algoritması kullanılarak frekanslar belirlenirken, alt seviyede ise; üst seviyede belirlenen frekanslara göre benzetim programında toplu taşıma ataması yapılmıştır. Toplu taşımaya olan talebin sabit olduğu varsayımı düşünülmüştür. Atama yapılırken; frekans tabanlı seçim modeli benimsenmiş olup, yolculuk hacimlerinin atamanın yapılığı zaman dilimi içerisinde her bir hattın kapasitesini geçmemesi amaçlanmıştır. Ateş böceği algoritması ve Visum-Matlab COM bağlantısının Mandl test ağında geliştirilmesinin ardından model İzmir İli'nin bir parçasına uygulanmıştır. Mevcut frekanslarla 145.201 TL toplam maliyet oluşup, 991 kullanıcı kapasite üzerinde seyahat etmekteyken, optimizasyon sonucunda bu maliyet 138.029 TL'ye ve kapasite üzerinde giden kullanıcı sayısı sıfıra düşürülmüştür.
Debi süreklilik eğrilerinin matematik modelleri
Su kaynakları çalışmalarında özellikle biriktirmesiz hidroelektrik tesislerinde, su alma yapılarında ve su kalitesi ile ilgili çalışmalarda kullanılan debi-süreklilik eğrisi (DSE), bir akarsuda debi ile bu debinin belli bir periyotta eşitlendiği veya aşıldığı zaman yüzdesini gösteren grafiktir. Bu çalışmada, Türkiye'nin batısında yer alan Gediz Havzasındaki önemli akarsuların debi süreklilik eğrileri (DSE) ele alınmıştır. Bu kapsamda önce günlük ve aylık debilerden elde edilen DSE'ler karşılaştırılmıştır. Daha sonra kuruyan akarsularda sağlıklı sonuçlar veren Yıllık Yüzdeler metoduyla DSE'ler elde edilmiştir. Son olarak da debi süreklilik eğrilerindeki belli olasılıklı debilerin (Q0,5, Q0,50, Q0,95) önemli havza büyüklükleriyle değişimi irdelenmiştir. Çalışmayla, günlük ve aylık debi süreklilik eğrilerinin karşılaştırılması sonucunda söz konusu bu eğrilerin hemen hemen çakıştığı, dolayısıyla günlük akım verisi eksik olan veya bulunamayan akarsularda debi süreklilik eğrilerinin aylık akımlardan da elde edilebileceği gösterilmiştir. Daha sonra elde edilen DSE'lerin %5, %50 ve %95 aşılma olasılıklarına karşılık gelen akım değerlerinin havzanın en önemli özelliklerini ifade eden ortalama eğim, ortalama yükseklik ve yağış alanı büyüklükleriyle güçlü regresyon ilişkisine (R2%5=0,987, R2%50=0,988, R2%95=0,969) sahip olduğu saptanmıştır. Böylelikle özellikle akım ölçümü yapılamayan veya eksik verisi bulunan havzalarda belli olasılıklı (%5, %50 ve %95 gibi) akımların, havza ortalama eğimi, havza ortalama yüksekliği ve yağış alanı ile başarılı bir şekilde tahmin edilebileceği gösterilmiştir.
Gediz havzasında kuraklık analizi
Türkiye yarı kurak bir bölgede bulunmaktadır. Özellikle son yıllarda, kuraklığın küresel boyutta yaşanan ısınma ve iklimsel değişiklikler açısından hem ülkemizde hem de dünyada çok ciddi bir tehdit oluşturulduğu izlenmektedir. Bu açıdan kuraklıkla ilgili yapılan araştırmalar git gide önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, Gediz Havzası'nda son 50 yılda ortaya çıkan kuraklıklar, hidrolojik açıdan akım kuraklık indisi (SDI), meteorolojik açıdan da standart yağış indisi (SPI) ile incelenmiştir. Bu aşamada akım verilerine uyumlu olması açısından yağış verileri de su yılına uygun olarak düzenlenmiş, 3, 6, 9 ve 12 ay periyotlu yağış dizileri SDI indisine uygun olarak taranmıştır. Tez çalışmasının ilk aşamasında 3, 6, 9 ve 12 ay periyotlu akış ve yağış dizilerinin normal dağılıma uygunlukları α=%10 anlamlılık düzeyinde test edilmiş, akım dizilerinde 3 aylık toplamların normal dağılıma uymadığı belirlenmiş ve 3 aylık toplamlar çalışma kapsamı dışında bırakılmıştır. Sonraki aşamada akım ve yağış indisleri hesaplanmış ve kuraklık derecesine göre sınıflandırılmıştır. Böylelikle orta şiddette kurak, şiddetli kurak ve aşırı kurak yıllar ortaya çıkartılmıştır. Daha sonra dönemsel kuraklıkları belirleyebilmek amacıyla ardışık yılların su eksiklik ve fazlalık grafikleri elde edilmiş, son 50 yıldaki hem sulak hem de kurak dönemler tespit edilmiştir. Son olarak kuraklıkların ortaya çıkış frekanslarının ve şiddetlerinin tahmin edilmesi amacıyla frekans analizi yapılmış, 50 ve 100 yıllık akım kuraklık indisleri ve bu indislerle 50 ve 100 yıllık düşük akımlar tahmin edilmiştir. Bu tez çalışmasının, gerek hidrolojik ve meteorolojik kuraklıkların tespit edilmesi gerekse belli tekerrürlü düşük akımların tahmin edilmesi açısından daha büyük bölgelere uygulanabileceği düşünülmekte ve önerilmektedir. Anahtar kelimeler: Kuraklık Analizi, Akım Kuraklık İndisi, Standart Yağış İndisi
İzmir ili içme ve kullanma suyu temininde mevcut durum analizi ve uzun dönem planlaması
Günümüzde ekonomik faaliyetlerin ve endüstriyel kalkınmanın artması, nüfus artış hızının yüksek olması ve çevresel ve iklimsel değişimlerin olumsuz etkileri suyla ilgili hem niceliksel hem de niteliksel sorunların baş göstermesine sebep olmaktadır. Bu sorunların önüne geçebilmek için mevcut su kaynaklarının bilinçli ve sistematik yaklaşımlar ışığında değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, Türkiye'nin üçüncü büyük şehri olan İzmir ilinin Merkez 11 İlçesinde içme suyu kaynakları, su temini sistemleri, tesisler ve yatırımlar geniş bir pencereden ve farklı açılardan incelenmiştir. Şehre su sağlayan mevcut kaynaklar, su ihtiyaçları, su kayıpları ortaya konmuş ve 2030 yılında ortaya çıkması beklenen durum değerlendirilmiştir. Ayrıca alternatif su kaynakları, doğacak ilave ihtiyaçlar ve su kayıplarını engelleme çalışmaları irdelenmiştir. Sonuç olarak, yapılan su kaybı azaltma çalışmalarının düzenli olarak devam etmesi halinde bile 2030 yılında kayıp-kaçak su miktarının %15,44 seviyelere düşürüleceği öngörülmektedir. Merkez 11 ilçede 2030 yılı itibariyle toplam su ihtiyacı 265.797.049,4 m3 olarak tahmin edilmiş, bu ihtiyacın karşılanması için ilave kaynaklar irdelenmiştir. Ayrıca su kayıp-kaçak oranının sınır kabul edilen %10 değerinin altına düşürülmesi için çözüm önerilerinde bulunulmuştur.
Active wave attenuation by a submerged heaving and pitching flat plate
Protecting the coastline and structures in its vicinity are main tasks of coastal engineering. Here an environmental-friendly and cost-efficient active submerged flat plate (SFP) breakwater is proposed. It is investigated whether through introduction, phase and amplitude control of two motion modes, heaving and pitching, and in-situ adaptations of submergence depth and plate inclination in dependence on the incidence wave, wave attenuation can be improved and the bandwidth of appreciable performance can be widened. It is examined whether maximum wave attenuation results in energy loss of the system so that the energy can be harvested and used for motion control and structural adaptations. The wave/structure boundary value problem (BVP) is formulated in two dimensions (vertical) and covers monochromatic waves only, linear wave theory is applied; nonlinearities are introduced by applying the body-nonlinear method. Motion amplitude and incidence wave height restrictions are enforced to ensure that the assumptions for linear wave theory are not violated. Plate motion is introduced through prescribed forcing with incident wave frequency. The BVP is solved numerically using the radial basis function (RBF) collocation method. A novel lateral boundary condition is developed that allows wave incidence and radiation simultaneous. The RBF method proved to be able to model wave/structure interaction and plate motion; model calibration is required. Through the applied body-nonlinear method higher harmonics are introduced. Research results suggest that wave attenuation of the SFP is improved through above-stated measures and performance bandwidth widened. Motion phase angle control is paramount to ensure destructive interference between scattered and radiated wave on the lee side of the plate. Configurations with minimum wave transmission allow for energy harvesting.
Kıyı Ege Bölgesi meteorolojik ve hidrolojik kuraklık analizi
İklim değişikliği ile kıyı bölgelerde meydana gelen meteorolojik ve hidrolojik değişimler daha çok önem kazanmaya başlamıştır. Bu çalışmada, Kıyı Ege Bölgesi'nde bulunan 15 adet meteorolojik gözlem ve 5 adet akım gözlem istasyonu kullanılarak meteorolojik ve hidrolojik kuraklık analizi yapılmıştır. Kuraklık analizi yapılırken 1- aylık, 3- aylık ve 12- aylık zamana periyotları kullanılmıştır. Her bir istasyon için kuraklık sınıfları ve kuraklık yüzdeleri belirlenmiş olup en uzun süreli kurak dönemler ve en şiddetli kuraklık değerlerinin dağılım oranları belirlenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda meteorolojik gözlem istasyonları ve akım gözlem istasyonlarında 1-, 3- ve 12- aylık periyotlar ile yapılan kuraklık analizinde, zaman periyodu arttıkça kurak dönemlerin sürelerinin arttığı belirlenmiştir. Kurak dönemlerin süreleri arttıkça şiddetlerinin de eş zamanlı arttığı gözlenmiştir. Meteorolojik ve hidrolojik kuraklık analizi yapılan istasyonlarda ağırlıklı olarak hafif kurak ve hafif nemli dönemler belirlenmiştir. Özellikle 12- aylık kuraklık analizlerinde aynı dönemler içerisinde kuraklık tespit edildiği gözlenmiştir. Hidrolojik ve meteorolojik kuraklık analizleri sonucunda konum olarak birbirine yakın olan meteorolojik gözlem istasyonları ve akım gözlem istasyonlarının kurak ve nemli dönemlerinin, büyük oranda birbiri ile aynı dönemde gerçekleştiği tespit edilmiştir.
Pirina yağının bitüm modifikasyonunda kullanılması
İnsan nüfusunun son yıllarda hızla artış göstermesi, tabii kaynaklara olan bağımlılığı arttırmıştır. Mevcut kaynakların azalması, endüstriyel atıkların nüfusa bağlı olarak artması, ulusal ve uluslararası seviyede gelecek kaygısına yol açmıştır.Geçmişten günümüze en çok tercih edilen karayolu ulaşımı; altyapı inşaası, kaplama endüstrisi, yapım sonrası bakın onarım ve korunması yüksek miktarda doğal ve sınırlı kaynaklara ihtiyaç duyar. Karayolu üstyapısında çevresel koşullara bağlı; trafik hacmindeki artış, iklim ve yapım koşullarından gelen olumsuzluklar, tekrarlanan ağır trafik yükleri üstyapı kaplamasında deformasyonlara yol açar. Karayolu deformasyonlarının önüne geçebilmek amacıyla bitümlü sıcak karışımların modifikasyonu yapılmaktadır. Bu çalışmada; Mersin bölgesindeki zeytinyağı fabrikalarında üretim atığı olarak ortaya çıkan pirina yağının, bitüm modifikasyonunda geri dönüşüm ürünü olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Çalışma kapsamında bitüm modifikasyonunun kütlece %1, %2, %4 ve %8 olmak üzere 4 farklı oranda reolojik özelliklerine bakılmıştır. Modifiye edilen bitüm numuneleri için; penetrasyon, yumuşama noktası, parlama noktası, dinamik kesme reometre (DSR), dönen ince film halinde yaşlanma (RTFOT) ve yaşlanma sonrası; penetrasyon, yumuşama noktası, dinamik kesme reometre (DSR), kiriş eğme reometre (BBR), Vialit yapışma, Nicholson soyulma deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile şahit bitüm numunesinin sonuçları karşılaştırılmıştır.
Elektrikli scooter kullanımının Türkiye'deki geleceği: Üniversite öğrencilerinin perspektifi
Dünyanın birçok şehrinde elektrikli scooter'lar yeni bir ulaşım aracı olarak ortaya çıktı. Bu taşıma araçları, daha sürdürülebilir ulaşıma yönelik mod geçişini destekleyen ve hareketlilikte daha fazla eşitlik sağlayan bir araç olarak ön plana çıkıyor. Bu nedenle, e-scooter'ların çalışma şeklini ve kullanıcılarının profilini anlamak çok önemlidir. Tam da bu noktada, özellikle toplumun çeşitli kesimlerindeki talepleri dikkatle inceleyerek etkili ulaşım politikalarının ortaya konulması gerekmektedir. Bu doğrultuda, bu çalışma Türkiye'de, özellikle de paylaşımlı e-scooter kullanımına başlayan büyük şehirlerdeki üniversite öğrencilerinin talep ve görüşlerini açığa çıkarmayı hedefleyen bir anket araştırması yapmaktadır. Elde edilen veriler ile temel istatistiki yöntemler ve kesikli tercih modelleri yardımıyla anlamlı sonuçlara ulaşılmış ve bu sonuçlar doğrultusunda çıkarım ve tartışmalar ortaya konulmuştur. Türkiye'deki e-scooter kullanımında üniversite öğrencililerine talep ve görüşlerine odaklanan bu çalışma bu yönüyle literatüre ve ulaşım politika belirleyicilere anlamlı fikirler sunacağı düşünülmektedir.
Çok katlı tünel kalıp binaların doğrusal olmayan analizi
Türkiye coğrafyasının deprem açısından aktif bir bölgede bulunması, depreme dayanıklı yapıların inşa edilmesinde aşırı hassasiyet gösterilmesini bir gereksinimden ziyade bir zorunluluk haline getirmiştir. Son zamanlarda meydana gelen depremler, bu zorunluluğu daha da belirgin hale getirmiştir. Tünel kalıp sistemler kullanılarak inşa edilen yüksek yapılarda, deprem etkisiyle yapıya etki eden yatay yüklerin tamamı betonarme perde duvarlar tarafından karşılanmakta, dolayısıyla yapıda oluşabilecek deplasmanlar önemli ölçüde azalmaktadır. Bu çalışma kapsamında, tünel kalıp sistemi ile inşa edilmesi planlanan dikdörtgen geometriye sahip 26 katlı bir betonarme bina modelinin, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizi yapılmıştır. Çalışmada incelenen bina modeli, Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'de (TBDY 2018) belirlenen tasarım esasları baz alınarak ETABS bilgisayar programı kullanılarak modellenmiş ve zaman tanım alanında analiz edilmiştir. Bina modelinin zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizlerinde, literatürde bulunan on bir farklı depreme ait ivme kayıtları kullanılmıştır. Yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar, binada oluşan yer değiştirmeler, göreli kat ötelemeleri ve taban kesme kuvvetleri açısından karşılaştırılmıştır.
Bir ve iki boyutlu sayısal modeller yardımıyla taşkın analizi: Kars Digor ilçesi merkez anadereleri örneği
Bu çalışmada, Kars ili Digor ilçesinde bulunan merkez ana derelerinin HEC-RAS bir boyutlu kararlı akım ve iki boyutlu kararsız akım modeli kullanılarak taşkın analizinin yapılması ve Mapper eklentisi yardımıyla taşkın tehlike ve risk haritalarının çıkartılması amaçlanmıştır. Ayrıca, bir boyutlu kararlı akım modelinin, kararsız bir akım olan taşkın modellemesinde taşkın kontrol ve yönetimi açısından uygulanabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma alanına ait geometrik, akım ve sınır verileri Elektronik Kamu Alımları Platformu üzerinden ve Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırma Kurumu'nun internet sayfasından temin edilmiştir. Yapılan bir ve iki boyutlu taşkın analizleri, ana kanal güzergâhı boyunca neredeyse her bölgede taşkın oluşacağını ve önlem alınması gerektiğini göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca, bölgede DSİ tarafından benzeri taşkın çalışmaları sonrası taşkın önleme amaçlı inşa edilen taşkın kanalının HEC-RAS yardımıyla bir boyutlu kararlı akım analizi yapılmış ve bu kanalın taşkın önlemede yeterli olduğu görülmüştür. Bir boyutlu kararlı akım model çıktıları ile iki boyutlu kararlı akım model çıktıları akım karakteristikleri ve taşkın risk haritaları göz önüne alınarak karşılaştırılmış ve neticede bu çalışmada bir boyutlu kararlı akım modelinin taşkın durumlarında taşkın yönetimi açısından kullanımında sakınca olmadığı görülmüştür. Anahtar Sözcükler: HEC-RAS, taşkın modelleme, taşkın tehlike ve risk haritaları, taşkın kontrol ve yönetimi
Yüksek yapıların dinamik davranışlarının Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'e göre irdelenmesi
Türkiye coğrafyasının deprem açısından aktif bir bölgede bulunması, depreme dayanıklı yapıların inşa edilmesinde aşırı hassasiyet gösterilmesini zorunluluk haline getirmiştir. Son zamanlarda meydana gelen depremler, bu zorunluluğu daha da belirgin hale getirmiştir. Yüksek yapılar, artan nüfus ve kentleşme ile birlikte büyük şehirlerde yoğun olarak tercih edilen yapılardır. Bu tür yapılar, konut, ofis ve ticari alanlar gibi farklı fonksiyonlara hizmet eden, mühendislik açısından özel tasarım ve analiz gerektiren sistemlerdir. Ancak, yüksek binaların deprem etkilerine karşı güvenliğinin sağlanması, bu yapıların karmaşık dinamik davranışları nedeniyle daha fazla önem kazanmaktadır. Bu çalışma kapsamında, dikdörtgen geometriye sahip 25 katlı mevcut betonarme bina modelinin, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizi yapılarak Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018 (TBDY 2018) kapsamında performans değerlendirmesi yapılmıştır. Çalışmada incelenen bina modeli, TBDY 2018'de belirlenen tasarım esaslarına göre ETABS bilgisayar programı kullanılarak modellenmiş ve literatürde bulunan on bir farklı depreme ait ivme kayıtları kullanılarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre binanın deprem etkisi altındaki davranışları değerlendirilmiştir.
Atık lastik parçalarının, kireç ve uçucu kül ile stabilize edilen yüksek plastisiteli kil zemin üzerindeki etkisi
Dünya genelinde artan insan nüfusuna ve yapılaşma ihtiyacına bağlı olarak, inşaat projeleri için elverişli olan zeminler giderek azalmaktadır. Bu nedenle yapılaşmaya uygun olmayan zeminlerde, çeşitli yöntemlerle zemin iyileştirmesinin yapılması zorunlu hale gelmiştir. Bu çalışma kireç ve uçucu kül ile stabilize edilen yüksek plastisiteli kil bir zemine atık lastik ilavesinin etkileri üzerine odaklanmaktadır. Tez kapsamında kireç oranı optimum seviyede sabit tutulmuş, altı farklı oranda uçucu kül (%3, %6, %9, %12, %15, %18) ve üç farklı oranda atık lastik parçaları (%0.5, %1, %1.5) kullanılarak karışımlar hazırlanmıştır. Karışımlar üzerinde sırasıyla kıvam limit, kompaksiyon, şişme potansiyeli, serbest basinç deneyleri ve mikroanalizler (XRF, XRD, SEM) gerçekleştirilmiştir. Optimum su muhtevasında hazırlanan karışımlar; 2, 7, 28 ve 56 günlük kürden sonra serbest basınç deneyine tabii tutulmuştur. Deney sonuçları zemine kireç, uçucu kül ve atık lastik eklenmesiyle şişme potansiyeli değerinin azaldığını göstermiştir. Ayrıca atık lastik katkısıyla birlikte karışımların dayanımları artmış, gevrek kırılma davranışı değişerek sünek kompozitler elde edilmiştir. Bu kompozitler sıkıştırılmış toprak üretiminde, ulaşım yapılarında temel ve alt-temel olarak dayanma duvarlarında ise dolgu olarak kullanılabilirler.
Dikdörtgen çelik tahıl silolarının sonlu elemanlar analizi
Hızlı imalatı ve kurulumu nedeniyle çelik silolar, betonarme silolardan çok daha fazla tercih edilmektedir. Son yıllarda dikdörtgen gövdeli silolar, silindir gövdeli silolara göre belirli avantajlarından dolayı popüler hale gelmiştir. Gövdenin düzlem çelik levhalardan meydana gelmesi, grup halinde inşa edildiklerinde, dairesel silo gruplarındaki inşaat alanı kaybı olmaması vb. etkenler tercih edilmelerinin başlıca sebepleri arasında yeralmaktadır. Bu çalışmada, öncelikle silo tanımı ve çeşitleri hakkında genel bir bilgilendirme yapıldıktan sonra çelik silo yapım esasları, dikdörtgen ve silindir silo duvarlarına ve hunisine etkiyen doldurma ve boşaltma yükleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Eurocode-1991-4'e göre etki değerlendirme sınıfı 2 olan, oldukça yüksek depolama kapasiteli bir dikdörtgen çelik silo modellenmiştir. Dikdörtgen silo performansının daha iyi anlaşılabilmesi için aynı yükseklik ve kapasiteye sahip bir silindir çelik silo modeli de incelenmiştir. Dikdörtgen silo modelinin dikey duvarı için çeşitli model denemeleri sonucu çift katmanlı, ara kutu profilli, çelik sac duvar paneli tercih edilmiştir. Silindir silo modelinde ise tek katmanlı düz çelik sac levha kullanılmıştır. Dikdörtgen ve silindir çelik buğday silosu örnekleri için Eurocode-1991-4'e göre doldurma, boşaltma ve ek yük de dahil olmak üzere detaylı yük hesabı yapılmıştır. Üç boyutlu sonlu eleman modeli ve analizleri için ABAQUS programı kullanılmıştır. Dikdörtgen ve silindir çelik buğday silosu örneklerinin doğrusal elastik analizleri yanısıra modal analizleri de yapılmıştır. Çift duvarlı dikdörtgen çelik silo modelinin bilgisayar ortamında oluşturulması, benzer kapasite ve yükseklikte bir silindir silo modelinin oluşturulmasına nazaran oldukça zor ve zaman alıcı bir işlemdir. Dikdörtgen çelik silo analiz sonuçları, en uygun silo gövdesinin silindir şeklinde olması gerektiğini göstermiştir. Dikdörtgen çelik silolarda depolanan malzemeden kaynaklı basınç etkisi, silo duvarlarında meydana getirdiği deformasyon etkisi ile silo kesitini dikdörtgenden daireye dönüştürmeye çalışmaktadır. Çift duvarlı dikdörtgen çelik silo ile aynı kapasiteye sahip silindir çelik silo modelleri karşılaştırıldığında, silindir çelik silonun çok daha az gerilme ve deformasyona maruz kaldığı, ayrıca imalatı için çok daha az yapı malzemesine ihtiyaç duyduğu görülmüştür. Ayrıca; silindir silo imalatının mümkün olmadığı hallerde, silo kesitinin dikdörtgen yerine kare seçilmesinin, tüm silo dikey duvarlarının benzer davranışa sahip olmasını sağlayacağı ve böylece daha ekonomik bir çözüm olacağı beklenmektedir.
İnce alın levhalı birleşimlerin sismik davranışlarının incelenmesi
Çelik yapılar sismik yüklerde sünekliği ve dayanımı oldukça yüksek olduğu düşünülmekteydi. Northbridge depreminden sonra incelenen yapılarda gevrek göçmeler gözlenmiştir. Kaynaklı birleşimlere altenatif olarak alın levhalı birleşimler önerilmiştir. Bu birleşim basit imalata ve kolay montaja sahiptir. Bu çalışmada dört cıvatalı uzatılmış alın levhalı birleşimleri çevrimsel yükler etkisinde deneysel olarak incelemeyi amaçlanmıştır. 6 adet rijitlik levhalı, 6 adet rijitlik levhasız olmak üzere 12 adet adet deney numunesi seçilmiştir. Parametreler olarak cıvataların hem başlığa hem de gövdeye olan mesafesine göre değerlendirilmiştir. Ayrıca literatürde yapılan deneysel, numerik ve analitik çalışmalar irdelenmiştir. Bunun yanı sıra (Özkılıç 2023a,2023b) de önerilen denklemlerle elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları değerlendirildiğinde p_f değerinin azalmasıyla maksimum yük ve plastik taşıma kapasiteleri artmıştır. g mesafesinin azalmasıyla plastik kapasite artmıştır. Rijitlik levhası kapasiteyi ciddi şekilde arttırmıştır.
Yüksek oranda hurda lastik kullanımının taşıyıcı hafif ve normal betonun basınç dayanımı ve eğilme dayanımı ile titreşim özelliği üzerindeki etkisi
Son yıllarda, dünya nüfusunun katlanarak artması sebebiyle, atılan hurda lastiklerin sayısı ciddi bir ekolojik sorun haline gelmiştir. Ayrıca agreganın çıkarılması sırasında meydana gelen çevresel ve sosyal zararlar ise arazi kullanımının tartışılan konularından biridir. Bu nedenle bu iki sorunu çözmenin yolları aranmakta olup, bu yöntemlerden biri de beton üretiminde doğal agrega yerine hurda lastiklerden retimli kauçuğun kullanılmasıdır. Bu çalışmada pomza tipi doğal hafif agrega kullanılarak üretilen taşıyıcı hafif beton ve normal betonun basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve titreşim özelikleri üzerinde hurda lastik kullanımının etkisi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Taşıyıcı hafif ve normal betonun doğal agregası 4 tip lastikle (kırıntı ve lif formunda ve bu iki formun her biri ince ve iri) ağırlıkça %5, %10, %15 ve %20 değiştirme yaparak 6 farklı seri kauçuklaştırılmış hafif ve normal beton karışımları üretilmiştir. (28) günlük numunelerin hedef basınç dayanımı 30 MPa (küp) olarak belirlenmiştir. Hurda kauçuk içeriğinin artmasıyla kauçuklaştırılmış hafif betonun basınç ve eğilme dayanımındaki düşüş miktarı tüm serilerde kauçuklaştırılmış normal betondan daha az olmuştur. Titreşim test sonuçları incelenip analiz edildiğinde beklenmedik bir şekilde, her iki beton türünde de kullanılan kauçuk oranlarıyla orantılı olarak sönüm oranlarındaki artma veya azalmasında tutarlı bir yaklaşımın olmadığı fark edilmiştir.
Farklı döşeme sistemlerine sahip betonarme yapıların 2007 ve 2018 Türkiye deprem yönetmeliklerine göre deprem davranışlarının incelenmesi
Ülkemiz aktif bir deprem kuşağında bulunduğundan yıkıcı depremler yaşanmıştır ve halen yaşanmaktadır. Bu yıkıcı depremler ciddi can ve mal kaybına sebep olmuştur ve olmaktadır. Yaşanan bu kayıpları önlemek için belirli kuralları içeren deprem yönetmelikleri ortaya çıkmıştır. Bu yönetmelikler sayesinde depreme dayanıklı yapılar inşa edilebilmektedir. Hazırlanan tez çalışmasında TDY 2007 ve TBDY 2018 yönetmeliklerince tasarlanmış olan 12 katlı kullanım amacı konut olan betonarme yapı için iki farklı döşeme sistemi seçilmiştir. TDY 2007'de bulunan 4 adet deprem bölgesi için, her deprem bölgesinden ikişer adet konum, toplamda 24 farklı yapı modeli oluşturulmuştur. Belirlenen konumlara ait kısa ve uzun periyot değerlerine 2018 Türkiye Deprem Tehlike Haritasından ulaşılmıştır. Deprem yer hareketi DD-2 ve yerel zemin sınıfı ZC olarak kabul edilmiştir. TDY 2007 ve TBDY 2018 yönetmeliklerinde farklı olan tasarım ivme spektrumları, ideCAD programıyla modellerin statik hesabı yapılmıştır. Analiz sonrası ulaşılan yer değiştirme, göreli kat ötelemeleri, kat kesme kuvvetlerine ulaşılmıştır ve grafiklerle gösterilerek kıyaslanarak incelenmiştir. TBDY 2018'de konumların koordinatlarına göre farklı değerlerde ve konuma özel değerlerle daha gerçekçi ve doğru sonuçlara ulaşıldığı görülmüştür.
Farklı detaylara sahip betonarme çerçevelerin deprem davranışının incelenmesi
Ülkemiz coğrafi konumu gereği aktif deprem kuşaklarından birinde bulunmaktadır, bu da depremlerin hayatımızın bir parçası olduğunu ortaya koymaktadır. Deprem gibi doğal afetler, yapıların inşa edilme süreçlerini etkileyen faktörler arasında yer almaktadır. Bu bağlamda, ülkemizde mevcut olan yapılar için belirli şartları ve esasları olan yönetmelikler geliştirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, deprem yönetmeliklerinde yapılan değişiklikleri yansıtabilecek nitelikte 1/5 ölçekli, tek açıklıklı ve iki katlı 3 adet betonarme çerçeve numunelerin üretilerek deprem etkisi altındaki davranışlarının belirlenmesidir. Üretilen bu numunelerde temel değişken donatı detayları olmuştur. Deney numuneleri deprem yüklerini simüle eden tersinir-tekrarlanır yükler altında test edilmiştir. Çalışma kapsamında, farklılıkları daha iyi gözlemlemek amacıyla bir numune referans olarak seçilerek test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre betonarme çerçevede uygulanan donatı detaylarının çerçeve davranışını önemli ölçüde etkilediği gözlemlenmiştir. Bindirme boylarının fazla tutulması ve enine donatılarda aralıkların sık olması çerçevenin rijitlik, yük taşıma kapasitesi, dayanım ve enerji tüketme kapasitesini artırmıştır. Bu çalışma, depremlere karşı dayanıklı yapıların tasarımı ve inşası konusunda önemli bir katkı sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, gelecekteki yapı projelerinde deprem etkilerinin daha etkin bir şekilde dikkate alınmasına yardımcı olacaktır.
Zal Mahmut Paşa Camii yapısal davranışı ve geçmiş hasarların incelenmesi
Tarihi yığma yapıların mevcut durumlarının ve olası depremler karşısındaki davranışlarının incelenmesi, kültürel mirasımızın gelecek kuşaklara aktarılması doğrultusunda önemli bir adımdır. İncelenen yapının mimari ve yapısal özellikleri, maruz kaldığı deprem, yangın gibi yapısal değişme sebep olacak etkilerin araştırılması, geçirdiği onarım ve güçlendirmeler, aynı dönemde benzer yapılarda kullanılan yapım teknikleri ve kullanılan malzemeler yapılan bu incelemenin olmazsa olmaz ana unsurlarını oluşturmaktadır. Çalışmamın ilk bölümününde konuya girişin ardından ikinci bölümde Osmanlı Klasik Dönem Camilerinin genel özellikleriyle birlikte, yapım teknikleri, yapısal elemanlar ve kullanılan malzemelerle ilgili bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde, tarihi yığma yapıların modelleme teknikleri ve analiz yöntemleri incelenmiştir. Dördüncü bölümde, yapı titreşimlerinin izlenmesi konusu irdelenmiştir. Deneysel ve operasyonel model analiz, veri toplama ve sensörler başlıkları altında konular genel hatlarıyla ifade edilmiştir. Beşinci bölümde öncelikle yapının içinde yer aldığı külliyenin konumu ve arazi şartları hakkında bilgi verilmiştir. Bu bilgilere göre yapı kısaca; Eyüp'te Zal Paşa Caddesi'nde Zal Mahmut Paşa Külliyesi'nde bulunmaktadır. Külliye eğimli bir araziye inşaa edilmiştir. Bu eğim sebebiyle yapının cepheleri farklı yüksekliktedir ve bu nedenle yapının doğu cephesinde fazladan bir bodrum kat inşaa edildiği görülmektedir. Yapının geometrisindeki simetrik olmayan durumun yapıda oluşan hasarların temelini oluşturduğu tarafımızca tespit edilmiştir. Ayrıca beşinci bölümde külliyenin diğer kısımları ele alınırken, külliyenin kim tarafından hangi tarihte yaptırıldığı aktarılmış ve yapının mimarı hakkında yazılan kaynaklar paylaşılmıştır. Mimar Sinan'ın eseri olan yapının mimari ve geometrik özellikleri ile ilgili kısaca şu bilgiler aktarılmıştır; plan ölçüleri 24.90mx26.30m olan caminin kubbe üst kotu ile zemin kat arasında olan yükseklik 21.06 m'dir. Kubbe altında geçiş elemanı olarak pandantif kullanılmıştır. Mimar Sinan'ı diğer eserlerinden farklı olarak kubbe ağırlığını; dört ana kemer ve kemerlerin altındaki fil ayakları taşımaktadır. Yapının cephe duvarları ile kubbe sistemi yapısal olarak birbirinden bağımsızdır. Oysa Mimar Sinan diğer yapılarında, kubbenin ağırlığını yarım kubbelerle duvarlara aktarmış ya da ana kemerleri duvarların içerisine gizlemiştir. Yapının günümüzdeki hali incelenmiş ve bu inceleme sonucunda yapının önemli bölgelerine betonarme güçlendirmelerin yapıldığı tespit edilmiştir. Mimar Sinan'ın eserindeki bu önemli müdahalelerin ne amaçla yapıldığını öğrenmek amacıyla yapı hakkında bir arşiv çalışması yapılmıştır. Müdahalelerin önemli bir hasar neticesinde meydana geldiği düşünülerek öncelikle yapıya etki eden depremler araştırılmıştır. 1766 İstanbul Depremi'nin yapıda oluşturduğu hasarlarla ilgili herhangi bir bilgiye ulaşılamazken 1894 İstanbul Depremi'nde ise yapının esas duvarının çatladığı, minaresinin yıkıldığı ve yapının da harap halde olduğu kaynaklardan elde edilmektedir. Arşiv çalışması sonucunda elde edilen, yapı hakkında 1950'li yıllarda hazırlanan rapora göre yapının ana kemerlerden birinin gergisinin orta yerinden koptuğu, kıble duvarının önemli ölçüde deplasman yaptığı, kemerlerden birinin 25 cm sehim yaptığı belirtilmektedir. Bu önemli hasarlar sonucunda yine aynı yıllarda bir güçlendirme projesi hazırlanmıştır. Detaylarına ulaşılan bu güçlendirme projesinin, yapı üzerinde gözlemlediğimiz betonarme müdahalelere ait olduğu tespit edilmiştir. Hazırlanan güçlendirme projesinde gerginin sütunlara olan ankrajlarının sağlamlığının üzerinde durulmuş ve gergi sisteminin korunarak ileride tamir edilmek üzere açık bırakıldığı yazılmaktadır. Yapıya olan ziyaretlerimiz sırasında açıkta bırakılan gergi tarafımızca bulunmuştur ve tamir edilmiştir. Yapıda çevresel titreşim ölçümleri gerçekleştirilmiş olup sonuçları ve elde edilen değerler gösterilmiştir. Yapının sonlu elemanlar modeli kurularak yapının statik ve dinamik analizleri yapılmıştır. Sonuç bölümünde, yapılan çalışmalarla ilgili özet bilgiler verilmiştir ve analiz sonuçları kısaca paylaşılmıştır. Gerginin neden koptuğu ile ilgili olarak sonuç bölümünde şu yorum paylaşılmıştır: Caminin eğimli bir araziye oturması dolayısıyla gerginin bağlı olduğu fil ayaklarından biri yapı içerisindeki en uzun fil ayağıdır. Bu fil ayağının rijitliğinin %40 daha az olduğu tespit edilmiştir. Rijitliği daha az olan fil ayağının deprem etkisi altında daha fazla yer değiştime yapması gergi üzerindeki çekme kuvvetini arttırarak kopmasına sebebiyet vermiş olabilir.
Nehir hidroelektrik enerji potansiyelinin hesaplanmasında yeni bir yaklaşım (Enerji Ağacı yöntemi) ve Murat Nehri örneği
Dünya nüfusu hızla ve buna paralel olarakta hayat standartları ile beraber enerji ihtiyacı daha hızla artmaktadır. Bu durumun önemli bir sonucu olarak da enerji açığı da hızla artmaktadır. Artan enerji ihtiyacı iki tip enerji kaynağından temin edilmektedir. Birinci tip enerji kaynakları; kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil kaynaklardır. Bu tür kaynaklar kirli, tükenebilen ve sürdürülemez kaynaklar olarakta bilinmektedir. İkinci tip kaynaklar ise güneş, rüzgâr, hidrolik, hidrojen, biyolojik yakıt, jeotermal gibi enerji kaynakları olup bu tür kaynaklar temiz ve yenilebilir enerji kaynakları diye anılmaktadır. Hidroelektrik enerji, yenilenebilir enerji kaynaklarının başında gelmektedir. Türkiye yüksek hidroelektrik potansiyele sahip ülkelerden biridir. Bu durum ülkemizin alt tropikal iklim kuşağında bulunmasından kaynaklanmaktadır. Bu potansiyelinin ancak 35%'i işletme durumundadır. Dünya yenilenebilir enerji üretiminin yaklaşık %97'si hidroelektrik enerjiden meydana gelmektedir. Bu nedenle hidroelektrik enerji potansiyelinin mümkün olduğunca doğru bir şekilde belirlenmesi büyük önem arz etmektedir. Literatürde, hidroelektrik enerji potansiyelinin hesaplanmasına yönelik çeşitli yöntemler mevcuttur. Bunlardan hipsografik eğriler ve düşü-akım diyagramları en çok kullanılan iki yöntemdir. Hipsografik eğriler yöntemi, giriş, ortalama ve çıkış havza yüksekliği ile havza giriş ve çıkış debilerini kullanarak yaklaşık olarak brüt enerji potansiyelini hesaplamaktadır. Bu yöntem hesaplama kolaylığı ve fazla veri gerektirmemesi açısından tercih edilmektedir. Düşü-akım diyagramları yöntemi ardışık istasyonlar arasında debi ve yükseklik değerlerini kullanarak brüt enerji potansiyelini hesaplamaktadır. Bu yöntem hipsografik eğriler yöntemine göre daha hassas sonuçlar vermektedir. Ancak istasyonlar arasındaki debi değişimini doğrusal kabul etmesi, debinin alanla doğrusal ve mesafe ile parabolik dağılımı ilkesine ters düşmektedir. Ayrıca söz konusu iki yöntem, enerji potansiyelini ardışık iki kesit arası için vermektedir. Son zamanlarda bu amaçla kullanılan Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımlarının temel mantığı düşü-akım diyagramları yöntemine dayanmaktadır. Bu yöntem akım verilerinin olmadığı bölgelerde enerji potansiyelinin hesaplanması açısından önem arz etmektedir. Ancak söz konusu yöntemde ölçülmüş debi verileri yerine yağış değerlerinden hesaplanan debi verileri kullanılmaktadır. Yağış-akış ilişkisinin teorik olarak çok karmaşık bir mekanizma ile meydana gelmesi, bu yöntemin sadece yaklaşık bir hesaplama imkânını sağlayabileceği açıktır. Ayrıca bu şekilde bir enerji hesaplama yöntemi, ticari yazılımlar, harita veya uydu görüntüleri gerektirdiğinden sınırlı ve pahalı bir uygulama alanı mevcuttur. Oysa bir akarsu havzasındaki brüt hidrolik enerjinin akarsu ve kolları boyunca kesintisiz olarak hesaplanmasına imkân veren, pahalı ve sınırlı uygulama alanına sahip olmayan yöntemlerin geliştirilmesi brüt hidroelektrik enerjinin çok daha doğru bir şekilde belirlenmesi açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada "Enerji Ağacı" adlı yeni bir yöntem, hidroelektrik enerji potansiyelini en iyi şekilde hesaplamak üzere geliştirilmiştir. Yöntem, ardışık iki istasyon ve bu istasyonlar arasındaki herhangi iki nokta arası için yatayda (debi-alan) ve düşeyde (debi-yükseklik) değişimini hesaba katmaktadır. Debinin yükseklikle değişimini de dikkate aldığından, diğer yöntemlere göre daha hassas sonuç vermektedir. Ayrıca havzanın enerji potansiyelini hem yatay hem de düşeyde görülmesini sağlamaktadır ki bu durum yöntemin görsel kabiliyetinin diğer yöntemlere göre daha fazla olduğunu göstermektedir. Söz konusu yöntem gerçek akım değerleri kullanılarak Murat, Yukarı Fırat, Çoruh, Kızılırmak ve Hudson havzalarına uygulanmıştır. Sınırlı sayıda veriye sahip olan akarsular için enerji ağacı yönteminin, anılan diğer yöntemlere kıyasla, işleyiş ve veriminin daha iyi olduğunu görmek için sentetik olarak üretilen verilere de uygulanmıştır. Bunun için Murat havzasına ait her bir istasyonun yıllık ortalama akım gözlem değerlerinin hangi dağılıma uyduğu olasılık çizgisi korelasyon ve Kolmogorov-Smirnov yöntemleri ile test edilmiştir. Anılan her iki test, verilerin log-normal dağılıma uyduğunu göstermiştir. Ölçülmüş verilerin sayıca az olduğu istasyonlar için log-normal dağılım, Markov ve dalgacık yöntemleri ile her bir istasyon için aynı uzunlukta 1000 adet sentetik seri üretilmiştir. Ayrıca elde edilen seriler kullanılarak istasyonlara ait tüm istatistik büyüklükler (ortalama, standart sapma ve çarpıklık katsayısı, değişim katsayıları gibi) elde edilmiştir. Bu büyüklükler kullanılarak söz konusu havza için kötümser, beklenen ve iyimser olmak üzere üç adet senaryo belirlenmiştir. Böylece, farklı senaryolara göre akımlar ile ilgili tahminler yapılmıştır. Sonuç olarak hem gerçek hem de sentetik veriler kullanılarak hipsografik eğriler, düşü-akım diyagramları ve enerji ağacı yöntemleri ile Murat, Yukarı Fırat, Çoruh, Kızılırmak ve Hudson havzalarının brüt enerji potansiyeli konuma (koordinatlara) bağlı olarak belirlenmiş ve her üç yöntemin sonuçları karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma, enerji ağacı yönteminin diğer yöntemlere göre daha çok hassas sonuçlar verdiğini göstermiştir. Bu yüzden, yeni yöntemin güvenle herhangi bir havzanın brüt hidroelektrik enerji potansiyelinin belirlenmesi için kullanılabileceği düşünülmektedir. Tez toplam 7 ana bölümden ibarettir. Giriş bölümünde Türkiye'nin hidroelektrik potansiyeli ve politikası, tezin konu, kapsam, amaç ve önemine değinilmiştir. İkinci bölümde konuya ilişkin literatür tartışması verilmiştir. Üçüncü bölümde çalışma alanları tanıtılmıştır. Dördüncü bölümde verilerin analizi tüm ayrıntıları ile verilmiştir. Verilerin hangi dağılıma uyduğu ve buna bağlı olarak sentetik veri üretilmesi de bu bölümde verilmiştir. Beşinci bölümde yöntem geliştirme esasları üzerinde durulmuş ve enerji ağacı yöntemi literatürde mevcut yöntemlerle teorik olarak karşılaştırılmıştır. Altıncı bölümde yöntemler, ölçülmüş ve sentetik olarak üretilmiş verilere uygulanmıştır. Bu bölümde ayrıca Murat Nehir Havzası potansiyel risk analizi ve enerji ağacı yönteminin "Gri Nokta" yöntemi ile yapılan test sonuçları da verilmiştir. Yedinci ve son bölümde sonuçlar karşılaştırılmış ve çeşitli önerilerde bulunulmuştur.
Türkiye'deki mevcut betonarme binaların depremlerde hasargörebilirliğinin istatistiksel kestirimi
Ülkemizin geçtiğimiz çeyrek asırda yaşamış olduğu yıkıcı depremler, mevcut bina stokumuzun büyük bir kısmının kuvvetli yer sarsıntıları etkisinde yetersiz kapasiteye sahip olduklarını göz önüne sermiştir. Genellikle az ve orta katlı yapılardan oluşan stokumuzun büyük bir çoğunluğu tasarım ve imalat aşamasında mühendislik hizmeti görmemiş veya görmüş olsa bile inşa edildikleri tarihte yürürlükte bulunan deprem yönetmeliği kurallarına uygun tasarlanmamışlardır. İleri düzeyde sosyoekonomik kayıplar yaşamamıza sebep olan bu hasar durumlarını düşük malzeme dayanımlarına, enkesitlerde yetersiz donatı alanı bulunmasına, eleman birleşimlerinde sargı bölgelerinin teşkil edilmemiş olmasına, binalarımızda ağır ve kapalı çıkmaların tercih edilmesine ve tasarımlarda düzenli yapı taşıyıcı sistemi oluşumuna engel olan dolaylı mesnetlenme oluşumlarına yer verilmesine bağlamak yerinde olmaktadır. Bu nedenle özellikle birinci dereceden risk taşıyan bölgelerimizde bulunan mevcut bina stokumuzun deprem güvenirliğinin bir an önce belirlenmesi ve hasar/ kayıp tahmini çalışmalarının yapılması, yaşanması muhtemel olan bir depremin şiddetli etkilerinin azaltılması adına önemli bir gereklilik olarak karşımıza çıkmaktadır. Bir binanın ve/veya bina stokunun kuvvetli yer hareketi etkisi altında hasar durumunun olasılıksal olarak tahmin edilebilmesi, hasargörebilirlik (HG) ilişkileri ile mümkün olmakta ve elde edilen HG eğrileri sayesinde depremin şiddeti ile hasar olasılığı ilişkilendirilebilmektedir. Bu eğriler, deprem öncesinde yapılacak olan planlamalarda; hasar/kayıp tahmini çalışmalarında ve afet yönetim planlamalarının uygulama sürecinde kullanım kolaylığı sağlamaktadır. Özellikle diri faylara yakın, depremselliğin yüksek olduğu büyük yerleşim yerlerinde yapı stokunun tamamı için karar vermenin zorluğu göz önüne alındığında, hasar olasılık eğrileri, kolay ve hızlı uygulama sağlamakta ve deprem etkisi altında önceden tanımlanan bir hasar düzeyine ulaşılması veya aşılması olasılığının değerini vermektedir. Bu tez çalışmasında, ülkemizde bulunan betonarme binaların deprem yükleri etkisinde hasargörebilirliğinin kestirimi için analitik yöntemler kullanılarak istatistiksel bir yaklaşım önerilmiştir. Tez çalışmasında, mevcut yapı stokumuzun yapısal özelliklerini tüm kusurları ve eksiklikleriyle birlikte temsil eden, gerçek binalardan oluşan 50 adet betonarme yapı seçilmiştir. Türkiye'de meydana gelmiş olan yıkıcı depremlerde farklı düzeylerde hasar görmüş olan bu yapı stokunun deprem yükleri etkisindeki davranışları doğrusal olmayan dinamik ve statik çözümlemeler gerçekleştirilmek suretiyle DRAIN-2DX (Prakash ve diğ. 1993) yazılımı ile belirlenmiş olup, programının betonarme elemanlardaki akma sonrası rijitlik ve dayanım azalmasını da dikkate alan çevrim modelinin eklendiği sürümü kullanılmıştır (Ascheim, 2005). Her bir bina x-x ve y-y doğrultuları için düzlem çerçeve olarak modellenmiş ve toplamda 100 adet çerçevenin düzlemsel modellerinde taşıyıcı olmayan dolgu duvarların etkisi de göz önüne alınmıştır. Analizlerde, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY-2007)'de 0.4g etkin yer ivmesi katsayısı ve Z2 zemin sınıfı için tanımlanmış olan tasarım spektrumu ile uyumlu olarak üretilen 7 adet kuvvetli yer hareketi kaydı kullanılmıştır. Elde edilen yapısal karşılıkların geniş bir ivme bandında değerlendirmelerini yapmak amacıyla, 7 adet deprem kaydının her biri 0.1g'den 0.8g değerine kadar 0.05g'lik artımlarla ölçeklendirilmiş ve toplamda 105 adet yer hareketi kaydı elde edilmiştir. Deprem toplumu etkisinde yapılarda meydana gelen istemler tepe noktası göreli ötelenme oranı ve taban kesme kuvveti cinsinden elde edilmiş olup, binaların kesme kuvveti kapasiteleri de hesaplanarak talep/kapasite oranı değişimleri belirlenmiştir. Tez çalışmasının sonucunda, daha önce yapılmış benzer çalışmalar da incelenerek, mevcut yapıların hasar görme potansiyeline yönelik değerlendirmeler yapılmıştır. Ülkemize özgü tasarım ve imalat kusurları barındıran yapıları temsil ettiği düşünülen bina stokundan yola çıkılarak, gelecek yıkıcı depremlerde olası hasarların ve hasar düzeylerinin kestiriminde kullanılacak FORECAST (Fragility Of REinforced Concrete Actual Structures in Turkey) isimli bir bilgisayar yazılımı geliştirilmiştir. İlgili yazılım kullanılarak talep/kapasite ve kat ötelenmesi parametrelerine bağlı olarak hasar sınırları tanımlanmış ve hasargörebilirlik ilişkileri elde edilmiştir. Gelecekte olması muhtemel bir yer hareketi etkisinde bir binanın ve/veya bina stokunun hasar durumunun hızlı bir şekilde tahmin edilmesi gerektiğinde çalışmada tanımlanmış olan hasar durumuna ait fonksiyonlar, ilgili parametreler göz önüne alınarak, gevrek ve sünek yapı sistemleri için kullanılabilir.
Kür koşulları ve yalıtımın yüksek dayanımlı betonların geçirimlilik, iç-yapı ve mekanik özeliklerine etkileri
Betonun dayanım kazanma sürecinde içinde bulunduğu rutubet ve sıcaklık etkileri kür koşulları olarak tanımlanmaktadır. Çimentonun hidratasyonuna devam edebilmesi için ortamda su bulunması şarttır. Suyun olmaması durumunda hidratasyon yavaşlayarak durur ve bunun sonucu beton dayanım kazanmaz. Dolayısıyla, istenilen özeliklerde beton elde edebilmek için uygun kür koşullarının sağlanması gereklidir. Yerinde dökülen betonların en az yedi gün, puzolan içeren betonların ise daha uzun süreyle rutubetli tutulması önerilir. Üretim ve montaj akışının hızlı gerçekleştiği prefabrike beton sektöründe beton veya betonarme elemanlara uzun süreyle kür uygulanması pratik olmayıp üretim hızını yavaşlatmaktadır. Bu nedenle, böyle üretimlerde çimentonun hidratasyon hızını ve dolayısıyla dayanım kazanma hızını arttırmak için betonun içinde bulunduğu ortamın sıcaklığı yükseltilebilir. Hem yeterli rutubeti sağlamak hem de ortam sıcaklığını arttırmak için en yaygın kullanılan yöntem ise buhar kürüdür. Son yıllarda yaygınlaşmaya başlayan ve çeşitli uygulama alanları bulan ultra yüksek dayanımlı betonlarda, normal koşullarda uygulanan standart su kürü işlemi yerine, sıcaklığının yükseltilmesiyle yalıtılmış ortamda kür uygulanmaktadır. Buhar kürünün uygulanması; sırasıyla; ön bekleme, kontrollü ısıtma, sabit sıcaklıkta tutma ve kontrollü soğutma olarak özetlenebilir. Bu adımların doğru biçimde uygulanamaması veya zamanlamasının doğru yapılamaması gibi hallerde betondan beklenen performansın elde edilememesi, hatta betonun çatlaması gibi durumlarla karşılaşılabilir. Örneğin ortam sıcaklığının hızlı düşmesi durumunda betonun dış yüzeyi hızlı bir şekilde soğurken iç kısımlar daha sıcak kalır, iç kısımlar ile dış yüzeyler arasında aşırı sıcaklık farkı meydana gelir, bu durumda deformasyonlar da farklı olduğundan betonda çatlamalar ortaya çıkabilir. Çatlayan bir elemanın mekanik özeliklerinin ve özellikle de geçirimlilik özeliklerinin olumsuz etkileneceği açıktır. Örneğin, paspayında çatlak bulunması halinde klor iyonunun beton yüzeyinden içeriye taşınımı çok hızlı bir şekilde olur, böylece herhangi bir zamanda, çatlağın oluştuğu kısımdaki klorür konsantrasyonu, çatlak olmayan diğer bölgelere göre çok daha yüksek olur. Çatlaklı kısımdaki yüksek klorür konsantrasyonu sonucu bu bölgelerde korozyon çok daha kısa sürede meydana gelir. Ayrıca çatlaklardan başka zararlı etkilerin ve suyun taşınımı da hızla gerçekleşeceğinden bu etkiler betona çok daha kolay bir şekilde zarar verebilir. Donma–çözülme gibi fiziksel etkiler de daha hızlı biçimde hasar yaratabilir. Bu nedenlerle, betonarme elemanlardaki donatıya kadar ulaşan çatlakların uygun bir yöntemle onarılır. Ayrıca, yapının maruz kalacağı dış etkilere bağlı kalmak kaydıyla genişliği yaklaşık 0,2 mm'nin altındaki çatlaklar ve ağ şekilli çatlakların tecriti de gereklidir. Bundan dolayı çatlaklı beton yüzeylerinin su itici malzemelerle kaplanması önerilmektedir, ancak bu kaplamaların ömürleri, güneş ışınları, sıcaklık, ıslanma-kuruma, donma çözülme gibi çeşitli çevresel etkiler altında işlevlerini sürdürüp sürdürmedikleri konusunda literatürde yeteri kadar çalışma olmayıp uygulamaların etkinlikleri hakkındaki bilgi birikimi sınırlıdır. Servis ömrü daha uzun yapılar elde edebilmek için paspayının kalitesi dikkate alınmalı ve düşük geçirimliliğe sahip, çatlak içermeyen paspayı sağlayabilmek amacıyla uygulanan kür koşullarına da gereken özen gösterilmelidir. Yeterli kalınlıkta paspayı ile donatı korozyondan korunabilir ve uzun servis ömrü sağlanabilir. Ancak paspayı tabakasının oluşturulmasında kullanılan malzemelerin kendisini çevreleyen beton ile oluşturduğu temas yüzeyinin geçirimliliği üzerine literatürde yapılan çalışmalar yeterli değildir. Sunulan bu çalışmanın temel amacı kür koşullarının betonun bazı fiziksel ve mekanik özeliklerine etkilerini incelemektir. Bu kapsamda yapılan deneysel çalışmada; normal, yüksek ve ultra yüksek dayanımlı olmak üzere üç farklı sınıfta betonlar üretildi. Bu betonlar; standart koşullarda su kürü, buhar kürü ve yalıtılmış ortamda yüksek sıcaklık kürü olmak üzere üç farklı kür koşulunda tutuldu. Üretilen betonların basınç dayanımları, klor iyonu geçirimlilikleri ve kılcal su emme değerleri belirlendi. Elde edilen deney sonuçları uygulanan kür koşullarının beton özeliklerini önemli oranda etkilediğini ortaya koydu. Buhar kürü uygulanması sırasında veya betonun dökümü sonrasında bakım koşullarındaki aksaklıklara bağlı olarak oluşan erken yaş çatlaklarının etkisi de çalışma kapsamında incelendi. Bu amaçla, üretilen bazı beton numunelerinde çatlaklar oluşturuldu ve bu çatlaklı beton yüzeyleri monomerik alkilalkoksilan esaslı su itici malzeme ile kaplandı. Ardından, geçirimlilik deneyleri yapılarak bu malzemenin etkinliği değerlendirildi. Ayrıca, beton ve plastik olmak üzere farklı tip paspayı kullanılmasının betonların geçirimlilik özeliklerine etkileri de çalışma kapsamında incelendi. Çalışmada normal dayanımlı betonda nominal çimento dozajı 300 kg/m³, su/ çimento oranı 0,52 olan beton karışımı kullanıldı. Yüksek dayanımlı beton için çimento dozajı 500 kg/m³, su/ çimento oranı 0,32 olan beton karışımı ve ultra yüksek dayanımlı betonda ise çimento dozajı 1000 kg/m³, su/ bağlayıcı oranı 0,17 ve su/çimento oranı 0,22 olan beton karışımları göz önüne alındı. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, yüksek sıcaklıktaki kür uygulamaları ile normal dayanımlı betonlar ve yüksek dayanımlı betonların basınç dayanımlarının azaldığı görülmektedir. Ultra yüksek dayanımlı betonlarda ise yüksek sıcaklıktaki kür uygulamaları basınç dayanımını olumlu etkilemekte ve dayanımlar artmaktadır. Yüksek sıcaklıkta kür yapıldığında normal dayanımlı betonlardaki dayanım azalması yüksek dayanımlı betonlara göre çok daha belirgindir. Normal ve yüksek dayanımlı betonların yüksek sıcaklıktaki kür etkisine bağlı olarak iç yapıları zarar görmekte ve geçirimlilikleri artmaktadır. Ancak, ultra yüksek dayanımlı betonlarda ise buhar kürü uygulaması ile iç yapı iyileşmekte ve daha yoğun bir yapıya dönüşmektedir. Tüm beton sınıflarında, plastik paspayı kullanılan numunelerde hem hızlı klor iyonu geçirimliliği hem de kılcal su emme değeri beton paspayı kullanılan numunelere göre artış gösterdi. Plastik paspayı kullanılması ile ultra yüksek dayanımlı betonun hızlı klor iyonu geçirimliliği değerinde oluşan artış, normal ve yüksek dayanımlı betonlara kıyasla daha fazladır. Paspayı kullanılmayan referans betonlar ile beton paspayı kullanılan numunelerin kılcal su emme ve hızlı klor iyonu geçirimliliği özelikleri incelendiğinde ise tüm beton sınıflarında betonun geçirimlilik değerlerinin paspayı kullanılması ile arttığı belirlendi. Çatlak bulunan beton numunelere su itici tecrit malzemesi uygulanması ile betonların hem kılcal su emme değerinde hem de hızlı klor iyonu geçirimliliği değerlerinde belirgin bir azalma görülmektedir. Bu azalma, bütün beton sınıflarında olmakla birlikte en belirgin etkiler normal dayanımlı betonlarda, sonra sırasıyla yüksek dayanımlı ve ultra yüksek dayanımlı betonlarda olmaktadır. Tecrit malzemelerinin kullanılması ile çatlak bulunan numunelerin geçirimlilik değerleri azalmaktadır. Yaşlandırma deneyi, hem çatlak bulunan tecrit malzemesi uygulanmış numunelere hem de çatlak bulunmayan referans beton numunelere uygulandığında, yaşlandırma etkisi ile başlangıçta çatlak bulunmayan referans numunelerde dahi ağ şeklinde çatlaklar oluşmaya başlamıştır. Deney sonrasında tüm numunelerin kılcal su emme değerinde artış gözlemlenmiştir. Ancak, tecrit malzemesi uygulanan numunelerin yaşlandırma sonrasında kılcal su emme değerindeki artış daha azdır. Yaşlandırma ve donma çözülme çevrimleri tecrit malzemesi uygulanan tüm sınıflardaki beton numunelere zarar vermekte ancak normal dayanımlı betonda verdiği zarar, yüksek ve ultra yüksek dayanımlı betona göre daha fazla olmaktadır. Yaşlandırma ve donma çözülme çevrimleri sonrası normal dayanımlı betonlarda tecrit malzemesi etkinliği önemli ölçüde azalmaktadır. Bu çevrimler sonrası normal dayanımlı beton yüzeyinde tecrit malzemesi kaybolmakta, ancak ultra yüksek dayanımlı betonda yaşlandırma ve donma çözülme çevrimleri sonrası yüzeye uygulanan tecrit malzemesi görülmektedir. Ultra yüksek dayanımlı betonlarda yaşlandırma ve donma çözülme çevrimleri sonunda hızlı klor iyonu geçirimliliği değeri ihmal edilebilecek düzeydedir. Bu sonuç tecrit malzemesi uygulanan ultra yüksek dayanımlı betonun yaşlandırma ve donma çözülme çevrimlerinden etkilenmediğini göstermektedir. Bu durumun oluşmasında tecrit malzemesi dışında betonun iç yapısı da etkilidir.
Seismic retrofit of full-scale substandard rectangular RC columns through cfrp jacketing and external steel ties
It is well known that Turkey is located in one of the most seismically active regions on earth. With this location, Turkey is subjected to large magnitude earthquakes, resulting in substantial loss of life and property damage. Moreover, a large portion of the existing reinforced concrete (RC) structures have not been constructed with sufficient seismic resistance and ductility. In addition, the brittle behavior of substandard columns during earthquakes is one of the most common reasons for structural failures. Since capacity design principles and ductile detailing concepts were not properly adopted during the construction of a large portion of the existing buildings, many of those buildings are in urgent need of seismic retrofitting, particularly in terms of earthquake resistance and the enhancement of ductility characteristics. Past earthquakes have demonstrated that the lack of sufficient transverse reinforcement, poor concrete quality, and plain bars used within columns comprise the main deficiencies of the typical RC structures. One important consequence of these deficiencies remains the lack of sufficient ductility, remarkably limiting the displacement capacity of the existing structures. While confinement is very effective for strength and ductility enhancement for circular columns, the methodology has significant weaknesses for rectangular members. Limited studies have been executed on the study of full-scale columns, and those studies are not sufficiently robust to offer realistic and reliable remediation solutions, particularly for typical, substandard rectangular RC columns. External fiber-reinforced polymer (FRP) jacketing of columns is a feasible and promising method to overcome the insufficient ductility problem of existing substandard structures through increasing their confinement efficiency. In this study, the seismic behavior of full-scale substandard rectangular RC columns were investigated, both experimentally and theoretically. Additionally, this study evaluated the various FRP confinement models, and the ability to improve the model's predictions based on experimental results. Moreover, this study critiques the current seismic design codes, and their limitations in terms of the required strength enhancements and recognition of FRP effective rupture strain. The findings of the study clearly demonstrated the efficiency of FRP jacketing for substandard columns, even in the case of the extended, rectangular cross-sectioned columns. FRP jacketing is particularly effective for ductility, and consequently in lateral displacement (drift) capacity. Furthermore, this study introduced an improved method, using carbon fiber reinforced polymers (CFRP) and external steel ties to accomplish the seismic retrofitting of rectangular RC columns loaded in their weak directions. In the experimental portion of the study, eleven cantilever columns with a cross-sectional aspect ratio of two (300 mm x 600 mm cross-section dimensions) were tested under constant axial load and reversed cyclic lateral loads. The columns are representative of existing substandard structural members, mimicking their characteristics, such as low concrete quality, incorrectly detailed and insufficient transverse reinforcement ratios, and construction using plain round bars. The specimens were tested under two axial load levels (approximately 20% and 35% of the axial load capacity of the columns) and two loading directions (strong and weak directions). In this manner, the specimens were classified into four categories based on axial load, loading direction, CFRP jacketing layers, and the use of external steel ties. The test results indicated that FRP jacketing and insertion of external steel ties significantly improved the seismic performance in terms of ductility and energy dissipation. The theoretical portion of the study consists of three parts. First, the reinforcement specimens were modeled separately using SeismoStruct software as a finite element platform. The spread of the material nonlinearity along the member length and across the section area was explicitly represented through the employment of a fiber modeling approach, implicit in the displacement-based formulation for the inelastic column elements employed in the analyses. Second, various FRP confinement models that were available in the literature were used for comparison with the predictions for this study's models and their experimental results. Additionally, the analytical findings were compared with the test results for both the strong and weak directions of the columns. Comparisons also revealed that the use of various models for the stress-strain relationship of FRP-confined concrete can yield significantly unrealistic or too conservative retrofit designs, in terms the determined yielding point, and the ultimate strain point of the lateral load-displacement relationships obtained from the analytical procedures. One of the stress-strain confinement models was slightly modified to obtain more accurate agreement with test data. Nonlinear analyses were executed for columns tested in this study, as well as columns tested by others. Finally, the current seismic design assessment guidelines were used for prediction of the behavior of retrofitted columns, and the test results were compared with this study's predictions. Such testing revealed that the retrofit design approach and seismic assessment documents, such as ACI 440.2R (2008) and the Turkish Seismic Design Code (2007), are quite conservative, leading to infeasible retrofit options, whereas the approach employing Eurocode 8 (2005) is not conservative and led to more feasible retrofit solutions.
Mevcut bir demiryolu köprüsünün deprem performansının doğrusal olmayan yöntemlerle incelenmesi
Yapılarda oluşan hasarın düzeyinin belirlenmesinde elastik (doğrusal) hesap yöntemlerinin yetersiz kalması performansa dayalı hesap yöntemlerine başvurulmasını gerekli kılmaktadır. Bu hesap yöntemlerinden en gerçekçi ve doğru sonuçlar veren yöntemlerden biri ise şekil değiştirmeye bağlı olarak performans değerlendirmesidir. Bu yoldan hareketle, tez çalışmasına konu olan "Konya-Mersin Demiryolu Projesi Km: 298+040 – 299+040" arasında yapılması planlanan öngerilmeli betonarme demiryolu köprüsünün doğrusal olmayan yöntemlerle deprem performansı incelenmiştir. Doğrusal olmayan performansın değerlendirilmesinde "plastik mafsal" hipotezinden yararlanılmıştır. Plastik mafsal boyunun belirlenmesinde Caltrans V.1.7'deki ifadelerden yararlanılmıştır. Deprem hesapları ile ilgili olarak AASHTO ve FEMA356 yönetmelikleri esas alınmıştır. Spektrum eğrisinin oluşturulmasında FEMA 356 kriterleri esas alınarak, "DLH Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları,Hava Meydanları İnşaatlarına İlişkin Deprem Teknik Yönetmeliği" EK-B kısmında bulunan enlem ve boylam değerlerine ait spektral ivme katsayıları belirlenmiştir. İlk olarak tez çalışmasına konu olan demiryolu köprüsünün özellikleri hakkında bilgiler verilmiştir. Köprü alt yapı ve üst yapı elemanlarıyla birlikte tanıtılmıştır. Matematiksel model kurulması ile ilgili esaslar 3. bölümde açıklanmıştır. Köprünün sonlu elemanlar modeli SAP2000 programıyla kurulmuştur. Köprünün tüm elemanlarının gerçek boyutlarında ve kütlelerinde modellenmelerine dikkat edilmiştir. Yapının modal analizinde, üst yapının kabuk eleman modeli ve çubuk eleman modelleriyle kurulan iki modeli incelenmiş olup, bu iki modele ait sonuçlar karşılaştırılmıştır. Doğrusal olmayan analiz aşamasında önce yapının itme analizi gerçekleştirilmiştir. Düşey taşıyıcı elemanlara (ayaklar) ait moment – eğrilik ve moment-dönme ilişkilerinin belirlenmesinde XTRACT programından yararlanılmıştır.1.mod ve 2. mod şekilleri ile orantılı olarak birim yükleme şekli köprüye etkitilerek analiz yapılmıştır. 50 yılda aşılma olasılığı %50 olan S1 depremi (kullanım depremi) ile 50 yılda aşılma olasılığı %2 olan S2 depremi (minimum hasar) altında plastik mafsallarda oluşan dönmeler ve beton, donatı çeliği birim şekil değiştirmeleri incelenmiştir. Demiryolu köprüsünün doğrusal olmayan analizinde diğer bir yöntem olarak "Zaman Tanım Alanında Hesap" yöntemi kullanılmıştır. Köprünün bulunduğu konumun zemin karakteristikleriyle uyumlu olarak ölçeklenen deprem kayıtları altında analiz yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda elde edilen hesaplar karşılaştırılarak mevcut köprünün deprem performansı hakkında yorum yapılmıştır.
Ponding stability on space truss roof system
Ponding stability which subject is inserted into the code of steel structure design and construction drafted in our country in these days, is main concern of this study. In Chapter 3.4 at Ponding Stability topic, literature review is done about the accumulation of water in the roof system to have sufficient strength and rigidity against the action to the requirements. In 1962, Haussler is the first man who come up with the ponding stability idea. After his calculations, resarchers continue their studies up to present and some changes observed like changes in assumptions and changes in empirical formulas. In Chapter 3, causes and prevention methods of ponding is handled, too. The requirements of the roof drainage system to prevent ponding effect is identified in codes. According to the codes, there should be two system to work controlled. One is siphonic system located on the roof, the other is scuppers located at the level of roof membrane on the parapet wall. It means, in case of siphonic system failed, scuppers work properly. Height of the parapet wall that is concern for the architects can not be ignored since it has importance for the working principle of scuppers. In Chapter 5, to see how ponding triggers the roof members to loose their stiffness and strength, numerical analysis is done on the steel roof which is nearly flat. The alternate method is used for both linear and nonlinear static anaylsis.
Monoray ulaşım sisteminin özellikleri ve diğer kentiçi ulaşım araçları ile karşılaştırılması
Gelişmekte olan ülkeler kategorisinde yer alan Türkiye'de yüksek bir nüfus artış ve kentleşme hızı vardır. Özellikle son 20 yılda Türkiye'deki kent nüfus sayısının neredeyse iki katına çıkmış olması yoğun yerleşim bölgeleri oluşmasını sağlamıştır. Şehirler kuzey-güney, doğu-batı doğrultuda genişleyerek yerleşim geniş alanlara yayılmıştır. Geçen bu süreçte yaşam standardındaki artışla birlikte sanayi bölgelerinin genişlemesi, insanların eğitime, kültürel-sanatsal faaliyetlere verdikleri önemin artması ulaşım ihtiyaçlarındaki artışı doğurmuştur. Ulaşım talebi belediyeler tarafından toplu taşıma araçlarının hizmete sokulmasıyla, özel taşımacılık hizmetlerinin devreye alınmasıyla veya bireylerin özel araçlarıyla karşılanmaya çalışılmıştır. Artan eğitim ve refah seviyesi ile birlikte bireyler konforun yüksek olduğu özel araçlara yönelmiştir. Ulaşım talebindeki artış bireylerin özel otomobile talebini gözle görülür oranda arttırmıştır. Öyle ki nüfus artış oranından çok daha yüksek bir oranda trafikteki araç sayısı artmıştır. Şehirlerdeki hızlı büyüme ve nüfus artışından çok daha hızlı meydana gelen araç sayısındaki artış özellikle büyük şehirlerde trafik sıkışıklığı, gürültü kirliliği, hava kirliliği gibi sorunların artmasına neden olmuştur. Fosil yakıtlarla işletilen kara yolu toplu taşıma araçlarının gerek çevre kirliliğini arttırdığı gerek yeterli güvenilirlik, konfor, hız sağlayamadığı için efektif çözüm olmadığı görülmüştür. Toplu taşıma araçları planlaması yapılırken çevresel, ekonomik ve teknolojik olmak üzere birtakım kriterler göz önünde bulundurulur. Ekonomik açıdan incelemede ulaşım sisteminin imalat aşamasında ilk yatırım maliyetinin yanı sıra işletme sırasında ortaya çıkan işletme ve bakım maliyetleri de göz önünde bulundurulmuştur. Toplu taşıma araçları planlanmasında ekonomik kriterler göz önüne alınırken sadece sistem imalat maliyeti değil, sistem hayata geçtiğinde diğer ulaşım araçlarının çevreye ve insanlara verdiği zararda meydana gelecek azalmalar da ele alınmıştır. Tez kapsamında özellikle ele alınan monoray ulaşım sistemleri yapıldığında, mevcut güzergâhlarda işleyen dolmuş, otobüs ve özel araç sayısında azalma beklenmektedir. Bu araçların ulaşımda yoğun olarak kullanılması veya kullanılmaması durumunda ekonomiye etkileri konusunda çok yönlü bir inceleme yapılmalıdır. Bu incelemeye araç yıpranma payı, yakıt, yağ, lastik, genel bakım giderleri, istatistiklere bağlı karayolu kazalarında meydana gelen maddi, yaralanmalı hatta ölümlü kazaların neden olduğu masraflar ve işgücünde yaşanan kayıplar dahil edilmiştir. Trafik sıkışıklığı neticesinde çokça zaman kaybı yaşayan insanlara İstanbul'un çeşitli bölgelerinde anket yapılmış ve toplu taşıma araçlarını tercih edenlerin oranı belirlenmiş, toplu taşıma araçlarının hangi özelliklerinin tercih edilebilirliği arttıracağı saptanmaya çalışılmıştır. Monoray hatları olması durumunda toplumun hızlı, güvenilir, konforlu yolculuk için ödemeye razı olabilecekleri bedellerin standart ulaşım ücretlerinin ne kadar üstünde olabileceği verisi elde edilmiştir. Toplu taşıma araçları planlamasındaki çevresel kriterler göz önüne alındığında ise fosil yakıtlarla çalışan karayolu taşıtlarının yolcu-km başına oldukça yüksek emisyon değerlerine sahip olduğu görülür. Özellikle bakımları zamanında ve özenli yapılmayan özel şahıslar tarafından işletilen araçların emisyon salınımları daha da fazla olmaktadır. Bunların yanı sıra karayolu araçları başta ücret toplama yöntemiyle çalışan dolmuşlar olmak üzere çok fazla gürültü kirliliğine neden olmaktadır. Gürültü kirliliği metropollerin başlıca sorunlarından biri haline gelmiş olup insan sağlığına zihinsel ve bedensel pek çok olumsuz etkisi vardır. Özel araçlara nazaran daha çevre dostu çözümler sunduğu düşünülen karayolu toplu taşıma araçlarının beklenenden çok daha fazla oranda gürültü kirliliğine sebep olduğu görülmüştür. Ulaşım araçları planlamasında çağın gerekleri göz önünde bulundurulup teknolojik gelişmeler takip edilerek gelişmiş, ihtiyaçlara cevap verebilecek konforu, düzeni, güvenilirliği yüksek seviyede olan sistemler seçilmesine özen gösterilmelidir. Bu kriterler kapsamında toplu taşıma araçları seçilirken özellikle yaygın olarak kullanılan otobüs, dolmuş, metro gibi ulaşım araçlarıyla bu tez kapsamında incelenen monoray mukayese edilmiştir. Nüfus yoğunluğu fazla olan megapollerde ayrıcalıklı yola sahip olmayan karayolu taşıtlarından konfor, güvenilirlik, düzen beklemek maalesef pek mümkün olmamaktadır. Karayolu toplu taşıma araçları trafikte son derece güç yol alabilmekte hatta yolcu indirme bindirme sürelerinin değişkenliğinden ötürü zaman çizelgesine çok riayet edememektedirler. Yolun durumuna göre de yolculuk konforu son derece düşük olabilmektedir. Refah düzeyi artan toplum, toplu taşıma araçlarıyla konforsuz seyahat etmek yerine özel otomobilleri tercih etmekte bu da trafik sıkışıklığının daha da artmasına neden olmaktadır. İnsanlara konforlu, güvenilir, hızlı ulaşım imkânı sağlanabilmesi için monoray ulaşım çözümü farklı açılardan incelenmiştir. Monoray sistemlerinde bir ulaşım aracından beklenebilecek konfor, güvenlik, düzenlilik gibi pek çok özellik mevcuttur. Ayrıca yapılan anketlerde insanların toplu taşıma aracı tercihlerini seyahat ettikleri süre boyunca iletişim kurabilecekleri araçlardan yana kullanmak istedikleri yönünde olmuştur. Başta gün içerisinde hareket halinde çalışan personeller olmak üzere öğrenciler ve diğer çalışanlar, toplumun pek çok kesiminden insan ulaşım sırasında iletişimlerinin kesilmemesinin kendileri için önemli bir husus olduğunu belirtmiştir. Bu da yer üstünden giden konforlu, hızlı, güvenilir bir toplu ulaşım aracı olan monorayı daha da cazip hale getirmiştir. Tez kapsamında monoray sisteminin bileşenlerinden detaylı olarak bahsedilmiştir. Monoray yapı ve tesislerinin planlanması başlığı altında hatyolu, kirişler, viyadükler, istasyonlar ve sinyalizasyon sistemleri detaylı olarak anlatılmıştır. Dünya genelinde bir asırdan fazla zamandır mevcut monoray hatları olmasına karşın ülkemizde henüz örneğinin bulunmaması monoray hatlarının ne şekilde inşa edildiğine dair bilginin eksikliği, kıyaslama açısından boşluk oluşturmaktadır. Bu çalışmada monoray hat inşasından bahsedilerek yerleşimin yoğunlaştığı bölgelerde bile monoray taşıtlarının üstün özelliklerinden dolayı monoray hat yollarının rahatlıkla inşa edilebilirliği açıklanmıştır. Monoray hat yolu imalatları yer üstünde olmasına karşın kirişlerin hazır dökme beton şeklinde imal edilip sahada monte edilebilmesi sebebiyle şantiye alanının daha dar tutularak imalat sırasında alan tasarrufu sağlanmakta bu da monoray hat inşasını cazip hale getiren unsurlardan biri olmaktadır. Ayrıca yüksek eğimlere tırmanabilme, dar kurbları dönebilme özellikleri açısından monoray araçları kıyaslanarak, hattın gereklerine göre farklı firmaların ürettiği farklı özelliklerdeki monoray araçları ile ihtiyaçların karşılanabileceği belirtilmiştir. Türkiye'de yapılmış olan metrobüs ve metro hatlarının yapım maliyetleri ile dünyada yapılmış ve yapılması planlanmış monoray hatlarının kilometre maliyetleri kıyaslanmıştır. Bu kıyaslarda doğru planlama yapılırsa monoray hatlarının yapım ve işletme maliyetlerinin benzer kapasiteye sahip diğer toplu taşıma sistemlerinden %30-40 gibi oranlarda az olduğu görülmüştür. Monoray hatlarının diğer toplu taşıma araçlarına göre üstünlükleri sıralanmış ve bu üstünlüklerin ekonomiye, bireylere ve çevreye faydalarından bahsedilmiştir. Monoray hatları işletilmesinde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ile işletme maliyetlerinin çok daha ekonomik hale getirilebilir olduğu görülmüştür. Petrol kaynaklı yakıtların ulaşım araçlarında çok yüksek bir paya sahip olması, Türkiye gibi petrolü ithal eden ülkelerin ekonomilerine büyük bir yük getirmektedir. Özellikle toplu taşıma araçlarında petrole olan bağımlılık giderilerek hem ülke ekonomisine katkı sağlanabilir hem de emisyon salınımı ve diğer çevresel kriterler açısından önemli bir adım atılmış olur. Gerek çevre dostu olarak işletilebilirliği gerek insanların beklentilerini ve taleplerini karşılayabilecek niteliğe sahip olmasından kaynaklı monoray araçları başta İstanbul olmak üzere pek çok büyük şehirde akılcı çözüm olabilir niteliktedir. Türkiye gibi güneşlenme süresi yüksek ve güneş enerji potansiyeli fazla olan ülkeler için yükseltilmiş yollardan işletilen monoraylar daha da avantajlı olabilir. Monoray hatları metrolar gibi yer altından gitmedikleri için ve istasyonları da yer üstünde olduğundan gerek istasyonlar gerek monoray araçları direk güneş ışığı alabilmektedir. Güneş enerjisini istasyonlarda ve monoray araçlarında etkin bir biçimde kullanarak ciddi yararlar sağlamak mümkündür. Monoray araçlarına güneş enerji panelleri yerleştirilerek monoray işletme enerjisinin dışa bağımlılığını azaltarak işletme maliyetlerinin azaltılabileceği öngörülmüştür.
Çok katlı çelik yapıların deprem performansının belirlenmesi ve beton dolgulu kutu kesitli kolonların deprem performansına etkisi
Bu tez kapsamında 1994 yılında California, Amerika'da yaşanan Northridge depremi sonrasında çelik yapılarda gözlemlenen beklenmeyen hasarların nedenlerinin anlaşılması amacı ile oluşturulan SAC organizasyonunun yürüttüğü çalışmalar kapsamında tasarlanan 20 katlı Los Angeles yapısının deprem performansının belirlenmesi ve akabinde ilgili binanın boşluklu kutu kesit şeklinde tasarlanan kolonlarının beton dolgu ile doldurularak kompozit kesite çevrilmesi halindeki performans sonuçlarıyla karşılaştırılması yapılmıştır. Akabinde ise sonuçların daha da belirleyici hale gelmesi bakımından binadaki kat adedi 25'e çıkarılarak bu çalışma tekrarlanmıştır. Beton dolgulu dikdörtgen çelik kesitler ülkemizde son yıllarda yüksek yapıların kolon kesitlerinde kullanılmaktadır. Yüksek yapılarda bu tarz kesitlerin kullanımının temel sebebi,betonun yüksek basınç dayanımı ve çeliğin sünek davranışının kombine edilmesiyle beraber daha küçük alan kaplayan kesitlerle istenilen kesit kapasitelerinin yakalanabilmesidir. Ülkemizde çelik yapıların deprem performanslarının belirlenmesi için DBYBHY 2007 Bölüm 4'de verilen tasarım kriterleri kullanılmaktadır. Söz konusu durumda mevcut çelik yapılar için değerlendirme tasarım esaslarına dayanmakta ve lineer yöntemler ile yapılmaktadır. Yapılan bu değerlendirme sonucunda ise çelik kesitler için hasar seviyesi tanımlamaları yapılmamıştır. Bu nedenle bu tezde yapılan çalışmaların çelik yapıların deprem performansı ile ilgili olan kısımları FEMA 356 yönetmeliğinde tanımlanan kriterler doğrultusunda yapılmıştır. Bunun yanı sıra ülkemizde yürürlükte olan deprem yönetmeliği güncellenmektedir ve 2017 yılında güncellenmiş halinin yürürlüğe girmesi beklenmektedir. Bu anlamda kullanılan FEMA yönetmeliği ile taslak çalışmanın kısa bir karşılaştırması da bu tezin içinde verilmiştir. Binayı teşkil eden elemanların deprem kuvveti altındaki davranışlarına ilişkin hasar seviyeleri FEMA 356'da belirlenen limitlere göre tanımlanmıştır. Buna göre plastik mafsal özellikleri kesitlerin akma dayanımları veya akma dayanımları ve akma şekildeğiştirmeleri ile tanımlanmaktadır. Kolonlar ve kirişler arasındaki moment aktarımı birleşim bölgelerinde kompleks bir gerilme ve deformasyon dağılımmı ortaya koyar. Kolonların başlık bölgelerinde yüksek normal gerilmeleri, panel bölgesinde ise yüksek kayma gerilmeleri oluşmaktadır. Panel bölgelerinin modellenmesi konusunda birçok araştırma yapılmıştır. Bu çalışmada Gupta ve Krawinkler tarafından önerilen üç doğrulu panel bölgesi modeli kullanılacaktır. Beton dolgulu kesitlerin panel bölgeleri de kutu kesitli olduğu durumla aynı olduğu kabul edilmiştir. Beton dolgulu kesitlerin deprem performanslarının belirlenmesine ilişkin kriterler ise bugüne kadar herhangi bir yönetmelikte kendilerine yer bulamamışlardır. Her ne kadar Eurocode 8'in ilgili kısımlarında çelik kesitlerin performans kriterlerinin kompozit kesitler için de geçerli olduğu belirtilmiş olsa da, kompozit kesitlerin çeşitliliği gözönünde bulunduralacak olduğunda bu ibarenin yetersiz kaldığı görülebilir. Bu çalışmada kompozit kesitlerin deprem performanslarını belirlemek için daha önce literatürde yayınlanmış olan birtakım deneysel verilere dayalı belirli kriterler kullanılacaktır. Yapının değerlendirilmesinde DBYBHY 2017'de tanımlanan 475 yıl dönüş periyotlu (50 yılda aşılma olasılığı %10) deprem senaryosu için(DD-2) benzeştirilmiş yer kayıtları kullanılarak zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler yapılmış ve sonuçlar özetlenmiştir. İlgili kolonların kompozit olduğu durumda da aynı depremsellik şartlarına göre zaman tanım alanında doğrusal olmayan analizler yapılmış ve her iki durum için ortaya çıkan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Analizler neticesinde edinilen sonuçlar tablolar ve grafikler ile özetlenmiştir.
Helisel kazıklar
Bu tez çalışmasında derin temellerin, derin kazı iksa sistemlerinin ve temel onarım sistemlerinin tasarımında kullanılan ve geleneksel yöntemlere nazaran daha farklı bir yöntem olan helisel kazıklar ele tanıtılacaktır. Helisel kazıklar 1800'lü yılların ilk yarısında İngiltere'de Alexander Mitchell tarafından icat edilmiştir ve deniz fenerlerinin temelleri ile iskele ayaklarının temellerinde kullanılmıştır. Günümüzde kullanılan helisel kazıklar çelikten imal edilen fabrika üretimi kazıklardır. Helisel kazıkların ucunda tek bir plaka (tekli helisel) veya sadece ucunda değil belirli mesafelerde bir kaç plaka da (çoklu helisel) bulunabilir. Helisel kazıklar tek bir kazık şeklinde kullanıldığı gibi kazık grupları halinde de kullanılabilir. Helisel kazıkların en büyük avantajı çekme, basınç kuvvetleri ve yatay kuvvetlere karşı direnç gösterebilmesidir. Helisel kazıkların kullanım alanları çok geniştir. Yapıların ve enerji hatlarının temellerinde, boru hatlarının yüzmeye karşı korunmasında, temel takviyesinde ve iksa sistemlerinde helisel kazıklar kullanılmaktadır. Derin temel tasarımında geleneksel yöntemler olan betornarme çakma ve fore kazıklar, çakma çelik kazıklar günümüzde birçok inşaat uygulamasında kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden farklı olan çelik helisel kazıklar dünyada birçok ülkede sıklıkla uygulansa da ülkemizde henüz yaygın bir kullanım alanı bulamamıştır. Helisel kazıklar tork makinesi aracılığıyla döndürülerek zemin içinde ilerletilir. Limit durum analizi kullanılarak helisel kazıkların nihai taşıma gücü belirlenir. Bu yönteme göre önce ayrık taşıma gücü yöntemiyle ve silindirik kayma yöntemi ile helisel kazığın nihai taşıma kapasitesi hesaplanır ve küçük olan değer helisel kazığın nihai taşıma kapasitesi olarak belirlenir. Bu yöntemler dışında LCPC yöntemi ve helisel kazık imalatı sırasındaki ortalama tork değeri ile de helisel kazık taşıma kapasitesi belirlenebilir. Limit durum analizi yapılarak birçok farklı zemin tipinde ve farklı boyutlardaki helisel kazığın nihai taşıma kapasitesi bu tez kapsamında hesaplanmış ve zemin tipine, kazık boyutuna göre değişen hesap yöntemleri değerlendirilmiştir. İnce daneli zeminlerde helisel kazıklarda, helisel taşıma plaka sayısı ve drenajsız kayma mukavemeti değeri arttıkça nihai taşıma gücü değerinin arttığı görülmüştür. İnce daneli zeminlerde helisel kazıklarda, helisel taşıma plaka sayısı, çapı ve zeminin drenajsız kayma mukavemeti değerinden bağımsız olarak silindirik kayma yönteminden ayrık taşıma gücü yöntemine geçiş s/D oranı 2.5 olarak bulunmuştur. İnce daneli zeminlerde helisel kazıkların taşıma gücü hesaplanırken imalat sırasında şaft etrafında oluşan zemin örselenmesinden ve şaft çelik yüzeyinin pürüzsüz olmasından dolayı şaft adhezyonu ihmal edilir. İri daneli zeminlerde helisel kazıklarda, helisel taşıma plaka sayısı ve kayma direnci açısı değeri arttıkça nihai taşıma gücü değerinin arttığı görülmüştür. İri daneli zeminlerdeki helisel kazıklarda, helisel taşıma plaka sayısı ve kayma direnci açısı sabit tutulup, helisel taşıma plakası çapı arttırıldığında silindirik kayma yönteminden ayrık taşıma gücü yöntemine geçiş s/D oranı artmaktadır. İri daneli zeminlerde helisel kazıklarda, helisel taşıma plakası çapı ve sayısı sabit tutulup, kayma direnci açısı arttırıldığında silindirik kayma yönteminden ayrık taşıma gücü yöntemine geçiş s/D oranı azalmaktadır. İri daneli zeminlerde helisel kazıklarda, helisel taşıma plaka sayısının geçiş s/D oranına doğrudan bir etkisi yoktur. 30º ve daha düşük kayma direnci açısı değerlerinde helisel taşıma plaka sayısı arttıkça silindirik kayma yönteminden ayrık taşıma gücü yöntemine geçiş s/D oranı artmaktadır. İri daneli zeminlerde helisel kazıkların taşıma gücü hesaplanırken imalat sırasında şaft etrafında oluşan zemin örselenmesinden ve şaft çelik yüzeyinin pürüzsüz olmasından dolayı şaft sürtünmesi ihmal edilir. Derin kazı iksa sistemlerinde öngermeli ankrajlar veya zemin çivileri yerine helisel kazıklar ankraj olarak kullanılabilir. Helisel kazıklar, normal yükleme dayanımının yanı sıra yatay yüklere karşı da direnç gösterdiği için kazı destek sistemlerinde de kullanılmaktadır. Helisel kazıkların imalatı için herhangi bir delgi yapılmasına ihtiyaç yoktur. Temel takviyesinde helisel kazıkların tercih edilmesi gittikçe yaygınlaşmaktadır. Farklı oturmaların meydana geldiği, deprem veya diğer doğal afetlerden zarar gören temeller de helisel kazıklar ile onarılabilir. Şişen zemine oturan yapıların temellerinde helisel kazıkların kullanılması avantaj sağlamaktadır. Helisel kazığın sahip olduğu helisel taşıma plakası stabil zemin içinde teşkil edilmektedir. Helisel kazığın şaftının küçük çaplı ve çeliğin pürüzsüz olması nedeniyle şişme kuvveti helisel kazığa aktarılmamaktadır. Helisel kazıklar çelikten yapıldığı için korozyona karşı korunmak zorundadır. Helisel kazıklar galvaniz kaplama, epoksi boya kaplama ve katodik koruma yöntemlerinden biriyle korozyona karşı korunabilir. Yukarıda bahsedilen bütün hususlar bu tezin kapsamındadır ve bu tezin ilgili bölümlerinde ayrıntılı bir şekilde anlatılmaktır.
Elektrik ark fırını cürufunun karayolu esnek üst yapı aşınma ve binder tabakalarında agrega olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Nüfus artışının hızlanması ve teknolojideki gelişmeler, beraberinde tüketim artışını ve kaynak bulma sıkıntısını getirmektedir. Ortaya çıkan bu tüketim artışı ve kaynak bulma sıkıntısı, insanoğlununun bilinçsizce ve acımasızca doğayı tahrip etmesine sebebiyet vermektedir. Doğal kaynakların tükenmesine sebep olan bu tüketim ve tahribat, endüstriyel yan ürünlerin ve atıkların yeniden kullanımını zorunlu hale getirmiştir. Yan ürünlerin ve atıkların yeniden kullanımı, hem tüketicinin maliyetini düşürmekte, hem de doğada oluşacak tahribatın önüne geçmeye ve atıkların meydana getireceği çevre kirliliğini azaltmaya yardımcı olmaktadır. Son günlerde, diğer sektörlerde olduğu gibi inşaat sektöründe de atık madde kullanımının yaygınlaştığı görülmektedir. Yapılan bu çalışmada, elektrik ark fırını (EAF) kullanılarak hurda çelikte üretim yapan tesislerde atık madde olarak ortaya çıkan cürufun, karayolu esnek üstyapı aşınma ve binder tabakalarında agrega olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Cürufların fiziksel ve mekanik özellikleri deneylerle tespit edilmiş ve aynı deneylere tabi tutularak özellikleri elde edilen doğal agregayla karşılaştırılması yapılmıştır. Yapılan bu çalışmanın ilk bölümünde, tezin amacı ve kapsamı hakkında kısaca bilgilendirme yapılmıştır. İkinci bölümde ise, karayolu üstyapısı hakkında, üstyapı tipleri ve tabakalarına değinilerek genel bir bilgilendirme yapılmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, çalışmanın konusu olan esnek üstyapı tabaklarında kullanılan malzemeler ve bu malzemelerin özellikleri hakkında bilgiler verilmiştir. Bu bölümde ayrıca bu malzemelerin şartname özellikleri verilmiştir. Dördüncü bölümde, demir çelik sektörü hakkında bilgiler verilmiştir. Ülkemizde ve dünya da demir çeliğin yeri ve önemi anlatılmış ve sayısal verilerle desteklenmiştir. Bu bölümde ayrıca demir çelik üretimi ve üretim yöntemleri açıklanmıştır. Beşinci bölümde ise, demir çelik sektöründe atık madde olarak nitelendirilen cürufun oluşum şekilleri ve oluşan bu cürufların fiziksel ve kimyasal özelliklerine yer verilmiştir. Bu bölümde son olarak, cürufların kullanım alanlarına değinilmiştir. Çalışmanın altıncı ve yedinci bölümünde, elektrik ark fırını cürufu ve doğal agregayla yapılan laboratuvar çalışmaları ve bu çalışmaların sonuçları anlatılmıştır. Laboratuvarda kullanılan malzemeler, yapılan deneyler ve kullanılan yöntemler anlatılmıştır. Bu bölümlerde, cürufun ve agreganın fiziksel özelliklerinin belirlenmesine yardımcı olan elek analizi, özgül ağırlık ve su emme deneyi, Los Angeles deneyi, yassılık indeksi deneyi, soyulma deneyi, cilalanma deneyi, organik madde içeriği deneyinin yanı sıra; bitümün özelliklerini belirlemeye yardımcı olan penetrasyon deneyi ve özgül ağırlık deneyleri anlatılmıştır. Ayrıca Marshall yöntemi ile tasarım hakkında bilgiler verilip deney aşamaları anlatılmış ve sonuçları karşılaştırılmalı olarak gösterilmiştir. Çalışmanın son bölümünde, deney sonuçları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş ve önerilerde bulunulmuştur.
Betonarme perdelerin kesme dayanımının incelenmesi
Yüksek riskli deprem bölgelerinde, betonarme perde duvarlar binaya önemli miktarda yatay rijitlik ve dayanım sağladığı için deprem ve rüzgâr yüklerine karşı tasarımda yaygınca kullanılmaktadır. EuroCode 8, ASCE 7, ACI 318-14, JSC-2001, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik-2007 gibi modern deprem şartnameleri yürürlüğe girmeden önce inşa edilen betonarme perdeli binalarda çoğunlukla donatı ve detaylandırmada yetersizlik saptanmıştır. Ancak geçmişte meydana gelmiş olan depremler sonrasında yapılan keşif ve incelemeler neticesinde bu binaların şiddetli hasar görmeye ve/veya göçmeye yatkın olduklarını saptanmıştır. Hasara yatkın binaların gelecekte meydana depremlerde alabileceği hasar riskini azaltmak için, mevcut binaların deprem güvenliğinin değerlendirilmesi ve mevcut perdelerin iyileştirilmesi suretiyle binaların rehabilitasyonu fazlasıyla önem kazanmıştır. Rehabilitasyonun performans ve ekonomik açılardan verimli şekilde yapılabilmesi için betonarme perde duvarların deprem yükleri altındaki davranışının çok iyi şekilde analiz edilip kavranması ve sistemlerin analitik modellerinin beklenen davranışı, binanın gerçek davranışına en yakın ve en iyi şekilde matematiksel/analitik olarak modellenmesi gerekmektedir. Etkin bir değerlendirme yapabilmek için bu çalışma kapsamında ilk olarak yazar ve araştırmacılar tarafından dünya çapında şimdiye kadar yapılmış olan betonarme perde duvar deneylerini içeren detaylı ve geniş kapsamlı bir veri tabanı oluşturulması amaçlanmıştır. Bu çalışma ile betonarme perde duvarların kesme dayanımı üzerinde, farklı göçme tipleri için duvarın geometrik özellikleri, eksenel yük, yanal donatı miktarı gibi çeşitli parametrelerin etkileri incelenmiştir. Ayrıca EuroCode 8, ASCE 7, ACI 318-14, JSC-2001, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik-2007 gibi mevcut yönetmeliklerdeki kesme dayanımı ile ilgili verilmiş olan hükümlerin ve mevcut modelleme kıstasları ile bu modellerde kullanılan parametrelerin elden geçirilmesi ve bunun sonucunda betonarme perde duvar davranışlarının daha iyi bir şekilde yansıtılabilmesi amaçlanmıştır. Betonarme perde duvarların davranışını anlamak için en önemli niteliklerden biri perdelerin kesme dayanımıdır. Mevcut perdeli binaların daha etkili değerlendirilmesi için perdelerin kesme dayanımın doğru hesabına ihtiyaç vardır. Bu amaçla, bugüne kadar yapılmış olan perde duvar deneyleri incelenmiş ve belirlenmiş, çalışmaya uygun olan deney sonuçları kullanılarak geniş kapsamlı bir veri tabanı oluşturulmuştur.Bu veri tabanı üzerinde yapılan istatistiksel çalışmalar sonucunda, DBYBHY'e (2007) göre hesaplanan teorik kesme dayanımı kesme kontrollü duvarlarda deneysel kesme dayanımından %7 düşük olarak hesaplanmakta, karma ve eğilme kontrollü perdeler için ise sırasıyla %34 ve %44 üzerinde bir dayanım değeri elde edilmektedir. Benzer bir kesme dayanımı formülünün kullanıldığı ACI 318-14 (2014) için de buna yakın sonuçlar elde edilmektedir. Buna göre, ACI 318-14'teki (2014) kesme dayanımı formülünün kesme kontrollü duvarlarda %11 daha düşük, karma ve eğilme kontrollü duvarlarda ise sırasıyla %21 ve %34 daha yüksek sonuç verdiği belirlenmiştir. Son olarak JSC'de (2001) tanımlanan formüle bakıldığında, bu formül diğer iki formüle göre daha çok parametre içerdiği için güvenirlilik analizi olarak gerçeğe daha yakın sonuçlar vermektedir. Bu formül ile hesaplanan teorik kesme dayanımı kesme kontrollü duvarlar ve karma duvarlar için deneysel kesme dayanımından sırasıyla %3 ve %8 düşük olurken, eğilme kontrollü duvarlarda %9 yüksek hesaplanmaktadır.Yapılan istatistiksel çalışmalar ile farklı yönetmeliklerde yer alan kesme dayanımı formülleri ile hesaplanan teorik kesme dayanımı ile gerçek kesme dayanımı arasındaki oranın ortalama değerleri aşağıdaki şekilde özetlenmiştir. Gerçek kesme dayanımı ile ACI 318-14'e göre hesaplanan kesme dayanımı arasındaki oranın ortalama değerleri: • Kesme-kontrollü duvarlar: 1.11 • Karma duvarlar: 0.79 • Eğilme-kontrollü duvarlar: 0.66 Gerçek kesme dayanımı ile ACI 318-14'e göre hesaplanan kesme dayanımı arasındaki oranın ortalama değerleri: • Kesme-kontrollü duvarlar: 1.07 • Karma duvarlar: 0.66 • Eğilme-kontrollü duvarlar: 0.56 Gerçek kesme dayanımı ile ACI 318-14'e göre hesaplanan kesme dayanımı arasındaki oranın ortalama değerleri: • Kesme-kontrollü duvarlar: 1.03 • Karma duvarlar: 1.08 • Eğilme-kontrollü duvarlar: 0.91 Yapılan istatistiksel çalışmalar sonucunda farklı göçme tipine sahip perdelerin yatay yük kapasitesinin hesabı için regresyon analizleri yapılmıştır. Yapılan bu regresyon analizleri sonucunda hem yüksek korelasyonun hem de formülün fiziksel anlamının önemi göz önünde bulundurularak başında sabit bir katsayı olan ya da olmayan alternatif formüller önerilmiştir ve bu formüller arasından seçimler yapılmıştır.
Yüklenici inşaat firmalarının ülke seçimi için geliştirilen çok ölçütlü karar verme modellerinin karşılaştırılması: Vaka çalışması
Ürünlerin, fikirlerin, kültürlerin ve dünya görüşlerinin alışverişinden doğan bir bütünleşme süreci olan küreselleşme ile ekonomilerin birbirleri ile etkileşimleri gün geçtikçe artmaktadır. Dünyadaki hemen hemen tüm ülke ekonomilerinin lokomotif sektörü olan inşaat sektöründe de bu durum bir çok etkiyi beraberinde getirmektedir. Ürününün doğası gereği her türlü değişiklikten fazlaca etkilenen sektör, ülke ekonomilerinin de açıklığı ve ticaret engellerinin ortadan kalkması ile yatırım yaptığı coğrafyaları genişletebilme fırsatını yakalamıştır. Türk inşaat firmaları da son 30 senede uluslararası pazarlarda önemli bir yere kavuşmuştur. Orta Doğu ülkeleri, Rusya, Libya, Kazakistan gibi ülkelerde büyük altyapı ve konut projelerini başarıyla tamamlayan firmalar, diğer Türk yüklenici firmalarına da örnek olmuş ve tecrübelerini geliştirmişlerdir. Günümüzde de gelişmekte olan ülkelerin inşaat sektörleri talepleri yüksek olmakla beraber ekonomilerin dengelerini belirleyen kritik olaylar nedeniyle pazarların durumları sürekli olarak değişmektedir. Düşen petrol fiyatları ve Çin ekonomisinin durgunlaşması ile birlikte, son 10 yılın en cazip pazarı olan Orta Doğu etkinliğini kaybetmiş, yerini farklı finansman modelleri ile ihale edilen projeleri ile Afrika ülkeleri almıştır. Yerli inşaat pazarının zorlukları veya ulusal sınırlar ötesi pazarların cazipliği gibi sebeplerle tecrübelerini uluslararası arenada genişletebilmek bir çok inşaat firmasının hedefleri arasında sayılabilmektedir. Bu kararın verilebilmesi ise stratejik öneme sahip ve içerisinde birçok değişken bulunduran bir süreç olmaktadır. Firmaların başarıları ve sürdürülebilirliğinde çok önemli bir rol oynayan bu karar, sezgilere ve deneyimlere göre verilmesinden ziyade daha çok matematiksel analizlere dayalı bir şekilde verilmelidir. Bu tez kapsamında inşaat sektöründe uluslararası pazarlara açılma kararını veren yüklenici inşaat firmalarında, ülke seçimi yapılırken firmaların kullanabilecekleri çok amaçlı karar destek yöntemlerinin açıklanması ve karşılaştırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla öncelikle literatürde bulunan uluslararasılaşma ve ülke seçimi konulu çalışmalar incelenmiştir. Yapılan araştırmalar sonucunda ülke seçimini etkileyen kriterler belirlenmiş ve bu konuda yapılan çalışmaların iki ana grup başlığı altında toplanabileceği görülmüştür. İlk grupta bulunan çalışmalar ülke seçiminde kullanılan kriterleri tanımlamakta iken ikinci gruptaki çalışmalar ülke seçiminde kullanılabilecek metodları açıklamaya yönelik yazılmıştır. İlk gruptaki çalışmalar incelenerek ülke seçimi konusunda inşaat sektöründe hangi kriterlere dikkat edildiği öğrenilmiştir. İkinci gruptaki çalışmalar ile ise literatürde bu problemin çözümünde daha önce önerilmiş ve kullanılmış olan yöntemler belirlenmiştir. Literatür taramasının incelenmesinden sonra ülke seçimi ve ülke seçimine benzer karar verme problemlerinde kullanılan çok amaçlı karar verme yöntemlerinden 5 tanesi işlem adımları açıklanarak anlatılmıştır. Bu yöntemler; Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP), PROMETHEE, Superiority and Inferiority Ranking Method (SIR) Simple Additive Weighting (SAW) prosedürü ile, Superiority and Inferiority Ranking Method (SIR) TOPSIS prosedürü ile ve Multi-attribute Utility Theory (MAUT)'tur. Anlatılan karar verme yöntemlerinin 5'i de kriterlerin belirli bir hiyerarşiye oturtulması ve önem derecelerinin belirlenmesine dayalıdır. Tez kapsamında kullanılacak olan yöntemler anlatıldıktan sonra gerçek bir yüklenici inşaat firması üzerinde vaka analizi yapılmıştır. Vaka analizi çalışmasında uluslararası iş yapmakta olan bir Türk yüklenici firmasının ülke seçimi problemi çözülmüştür. Problemin çözümünde firmanın son 10 yıl içerisinde aktif olduğu ve ileriki 10 sene içerisinde de aktif olabilmeyi planladığı ülkeler arasından 8 tanesi göz önüne alınmıştır. Ülke seçimi kararı üzerinde etkili olan; Yönetim Kurulu Danışmanı, İhale Direktörü, İş Geliştirme Müdürü ve bir adet Bölge Direktörü ile görüşmeler yapılmıştır. Yapılan görüşmeler sonucu firmanın ülke seçimi yaparken en fazla ülkenin rekabetsel çekiciliğine önem verdiği belirlenmiştir. Bunu firmanın kendine özgü kriterleri ve ülkedeki iş yapabilme kolaylığı takip etmiştir. Ülkenin sosyokültürel çekiciliğini belirleyen kriterler ise karar üzerinde en az etkili olabilecek kriterler olarak değerlendirilmiştir. Karar modellerine alternatif olarak sunulan ülkeler arasından, vaka analizine tabi tutulan yüklenici inşaat firması için girilmesi en uygun ülke olarak Fas ön plana çıkmıştır. Yapılan çözümlemeler sonucunda ülkelerin sıralamaları yöntemden yönteme çok fazla farklılık göstermemiştir.
Mechanical performance of glass textile reinforced cementitious composites
Increase productivity and innovation working in the environment have had priority in the development of concrete construction over the last decade. The important aim of this development is to fortify the weakness of concrete and making a new way to maximum benefits of this material. One of the important problems of concrete is workability and compaction. Nowadays in many constructions, people use vibration to settle concrete in the mold but many articles show this fact that vibration causes many problems like segregation, time assuming and making noise. In order to solve these problem scientists found Self Compact Concrete technology, which improved the ability of concrete in term of hardening, quality of the surface, durability and finally strength. Concrete, especially Portland cement (PC) based, is the most widely used building material and the second most used materials in the world after water, but because of CO2 emission from cement clinker production and contributed to 4.8% total air pollution(Trends in global CO2 emissions: 2014 Report). Some admixture can be added to concrete in order to decrease the portion of PC or increase the strength and workability of concrete. Superplasticizer (SP) usually increase strength by decrease water needed for workable concrete and mineral admixtures improve workability, plasticity, and strength. Among mineral admixtures, Fly ash (FA) and Ground Granulated Blast.Furnace Slag (GGBFS) are the most reliable binder widely used in concrete. Another besetting weakness of concrete is the brittle nature of concrete. Today many types of researchers indicate some additional material like fibers. The reinforcement phase usually shows better stiffness and strength behavior. Especially textile continuous fibers are the better choice for helping structure to be more ductile. Among all continuous fibers, glass has been seen as a better solution because of characteristics of this natural material. This material currently used in aircraft and automotive industry and mechanical engineering. Providing use this technology in an appropriate way, the costs will reduce drastically. The main costs of this technology related to manufacturing costs such as textile cutting, handling and layer construction. Nowadays, many scientists work on manufacturing process in order to decrease costs of production and find an efficient structure for fiber productions, for example, a cost.efficient production of fiber needs a high integrated performing and short.time manufacturing process. In this research, the rheology of the mixture was investigated by applying the mini.slump test and by recording; we calculated the flow rate behavior of matrix. We pointed out three parallel circles on a testing table in order to capture the flow time at T115, T150 and T170. Consequently, the flow properties were measured by the final spreading diameter of the cementitious matrix. In the second step, two matrix samples, those samples with better flowability, are chosen and the compressive strength and flexural test specimens were produced by using these two samples. In order to obtain the performance of these two matrixes, the compressive strength test was applied to them. In the final step, three points bending test was applied to samples which reinforced by continuous glass textile. The main goal of this research is obtaining the performance of glass textile reinforced cementitious composite.
Meskun bölgelerde yağmur suyu giriş yerlerinin incelenmesi: İTÜ Ayazağa yerleşkesi örneği
Bu çalışmada genel olarak Amerika Birleşik Devletleri gibi gelişmiş ülkelerde insanların yaşam yeri olarak seçtiği yerleşim alanları olan meskun bölgelerde kullanılan yağışlardan sonra meydana gelen fazla suları uzaklaştırmaya yarayan yağmursuyu giriş yerleri hakkında bilgi verilmiştir. Gelişmiş ülkelerde yaşam alanları, o bölgede yaşayan insanların hayatlarını rahatlıkla devam ettirebilmeleri için bir çok olumsuz dış etki engellenecek veya etkisi en aza düşürülecek şekilde tasarlanmıştır. Bu yaşam alanları olan meskun alanlarda, yağışların neden olduğu suların insan yaşamını olumsuz etkilememesi için yağmursuyu drenaj sistemleri kurulmuştur. Yağmursuyu giriş yerleri, yağmursuyu drenaj sisteminin bir parçasıdır. Yağmursuyu drenajı, yağış sonrası akışa geçen suların yollardaki trafik tıkanmalarını, yolların hasar görmesini, erozyon ve heyelanları, araçların ve konutların taşkınlardan zarar görmesini vb. engeller. Yollarda etkili drenaj için yol hizmet seviyesinin bakımı, yolun korunması ve trafik güvenliğinin sağlanması için gereklidir.Yoldaki su, trafikte kesintiye neden olabilir, kayma direncini düşürebilir, ıslak zeminde hareket kabiliyetini azaltabilir, sıçrama ve püskürtme yüzünden görünürlüğü sınırlayabilir ve ön tekerlek havuzlarına girdiğinde bir aracın yönlendirilmesinde zorluğa neden olabilir. Meskun bölgelerdeki yağmursuyu drenajının önemi anlatılarak, bordür taşında bırakılan giriş yerleri, cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerleri, ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı giriş yerleri (Kombine girişler) ve cadde boyunca yerleştirilmiş ızgaralı girişler olmak üzere dört ana tipe sahip olan yağmursuyu giriş yerlerinin ekonomik, yapısal ve hidrolik açıdan sağlaması gereken özelliklerden, fiziksel özelliklerinden, sahip oldukları avantaj ve dezavantajlardan, yayalar ve araçlar için sağladığı özelliklerden, ark üzerindeki konumlarından ve verimliliklerinden bahsedilmiştir. Yolllarda yağmur suyu drenajı, yüzey drenajının, ark akışının ve yağmursuyu giriş yeri kapasitelerinin önemini gerektirir. Bu elemanların tasarımı yağmur frekansına ve yağmur suyunun yol yüzeyinde izin verilen yayılmasına bağlıdır. FHWA(ABD Federal Otoyol Müdürlüğü) tarafından önerilen minimum tasarım frekanslarını ve otoyol türüne ve trafik hızına dayalı olarak arktaki suyun yayılma miktarları belirtilmiştir. Yağmursuyu giriş yerlerinin projelendirilmesinde dikkat edilmesi gereken kıstaslar, trafiğin bordüre yakın olduğu durum, trafiğin bordüre yakın olmadığı durum ve caddenin eğim durumları gözönüne alınarak bilgi verilmiştir. Ayrıca yağmursuyu giriş yerlerinin caddelere ve kavşaklara yerleştirilmesi ekonomik, ideallik ve önemliliğine göre incelenmiştir. Ayrıca araç, yaya ve bisiklet güvenliği ve yağmursuyu giri yerlerindeki tıkanmalar projelendirmede gözönüne alınmıştır. Yol yüzeyine düşen yağmur sularının debisi, şiddete bağlı bir yağış tahmin yöntemi olan rasyonel metod hakkında bilgiler bilgiler verilmiştir. FHWA'nın (ABD Federal Otoyol Müdürlüğü) minimum tasarım frekansı ile Karayolları Tasarım El Kitabı'nda yer alan minimum tasarım frekansı çizelgeleri karşılaştırıldığında FHWA'nın daha detaylı bir çizelgeye sahip olduğu görülmektedir. Cadde arklarında yaygın olarak kullanılan dört tip enkesitli ark olan üniform enkesitli ark, kompozit enkesitli ark, V-enkesitli ark ve dairesel enkesitli arklarda akış incelenerek Manning formülü ile ark kapasiteleri formülüze edimiştir. Bordür taşında bırakılan giriş yerleri, cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerleri, ark ve bordür girişinin birlikte çalıştığı giriş yerleri (Kombine girişler) ve cadde boyunca yerleştirilmiş ızgaralı girişler olmak üzere dört ana tip olan yağmur suyu giriş yerlerinin sürekli eğim ve çukur yerlere göre debi kapasitelerinin hesaplamaları hakkında bilgi verilmiştir. Bu hesaplamalardan cadde arkında bırakılan ızgaralı giriş yerlerinin debi kapasiteleri için Federal Highway Administration (Amerikan Birleşik Devletleri Karayolları Genel Müdürlüğü)'nün tip ızgaralarının deneysel verileri gösterilmiştir. Yağmursuyu giriş yerleri tıkanma etkilerine maruz kalır . Tıkanma faktörü, caddedeki birikinti ve atık durumunun ne durumda olduğuyla ilgilidir . Yağmur olayı sırasında, yağmur suyu giriş yerleri genellikle ilk yıkama akışı hacmi tarafından pislik yüklenir. Cadde drenajı için yaygın bir uygulama olarak, tek bir ızgaralı yağmursuyu giriş tasarımı için % 50 tıkanma düşünülür ve bordür girişindeki yağmur suyu giriş yerlerinde % 10 tıkanma düşünülür. İstanbul Teknik Üniversitesi'nin Maslak'ta bulunan Ayazağa Yerleşkesinin kampüs içi yollarında bulunan yağmursuyu giriş yerlerinin yollardaki mevcut yerleşimi, suyun cadde üzerinde yayılma genişliği, uygun yerlere konulması vb. durumlar dikkate alınarak incelenmiş, inceleme sonucunda değiştirilmesi, yapılmasının gerekli görüldüğü öneriler sunulmuştur.
Monoray sistemleri, Türkiye'deki yatırım süreçleri ve yerel yönetimlerin monoraya yaklaşımı
Bu çalışma; son dönemde ülkemizdeki kent içi ulaşım gündemini meşgul eden, yerel yöneticilerin yatırım gündemine giren ve metro, hafif metro, hafif raylı sistem ve tramvay gibi kent içi raylı sistemlere ek yatırım seçeneği haline gelen monoray sistemleri ile ilgili genel bir literatür taraması yapmak; söz konusu sistemleri diğer kent içi raylı sistemler ile karşılaştırarak avantaj ve dezavantajlarını ortaya koymak; ülkemizde yapılması planlanan monoray projelerine altlık oluşturması bakımından yurtdışı monoray örneklerini incelemek; İstanbul'da yapılması planlanan monoray yatırımlarına ilişkin yatırım süreçlerini incelemek ve yerel yönetimlerin monoray sistemlerine ilişkin yaklaşımlarını ortaya koymak amacıyla yapılmıştır. Bu kapsamda, alternatif raylı sistemlere göre yatırım maliyetleri daha düşük olan, gerek düşük gerek yüksek sayıda yolcu taşıma alternatifi sunan, eğimli arazilerde, kent merkezlerinde ve dar yollarda dahi kolaylıkla uygulanabilen ve aynı zamanda kamulaştırma maliyeti çok düşük olan monoray sistemleri hakkında bütüncül bir çalışma yapılmıştır. Bu tezin 1. ve 2. bölümlerinde; ulaşım hizmetlerinin sağlanması ve kent içi trafik problemlerinin çözümü amacıyla, kullanılan kent iç raylı sistemlere ilişkin genel bir değerlendirme yapılmıştır. Banliyö, metro, hafif raylı sistem, monoray, tramvay ve füniküler gibi, raylı sistem türlerinin genel özellikleri ve karakteristik yapıları hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıca Kentsel raylı sistem türleri belirlenirken, bölgenin veya kentin topoğrafik ve iklim yapısı, jeolojisi, bölgenin veya kentin sosyoekonomik yapısı, ulaşım master ve imar planı kararları, mevcut yol ve sistem bilgileri, yolculuk talebi ve potansiyeli, kapasitesi, frekansları ve hacmi gibi birçok değişik faktöre bağlı olarak belirlenen kriterler yanında raylı sistem türlerinin sahip olduğu teknolojik, ekonomik ve diğer özelliklere göre birbiri ile kıyaslaması yapılmıştır. Tezin üçüncü bölümünde; monoray sistemleri, monoray sistem tipleri, monoray sistemlerinin özellikleri, dünyada monoray üreten firmalara ve ürettiği araç tipi ve teknolojilerine ilişkin genel bir bilgilendirme yapılmıştır. Yine bu bölümde monoray maliyetleri, yatırım (inşaat ve araç) ve işletme maliyetleri olmak üzere 2 alt başlıkta incelenmiştir. Devamında ise monoray sistemleri ile diğer kent içi raylı sistemlerin kıyaslaması yapılmış ve monoray sistemlerinin avantaj ve dezavantaj çizelgesi oluşturulmuştur. Buna göre; monoray sistemleri ile diğer kent içi raylı sistemler genel olarak yukarıda belirtilen kriterler kspsamında kıyaslandığında; monorayı diğer kent içi raylı sistemlerden ayıran temel avantajların; • Mevcut altyapı ve topografyaya uyabilmesi, • Diğer raylı sistemlerin kullanılamadığı yüksek eğimli güzergahlara uygun olması, • Hızlı inşa edilmesi (neredeyse tüm ana parçalar önceden imal edilerek proje alanına getirildiği için kısa sürede hizmete açılabilir), • Hat yollarının dar oluşu nedeniyle güneş ışığını daha az kesmesi ve perspektifi etkilememesi, • Kent yüzeyini ve karayolu trafiği ve yaya sirkülasyonunu engellememesi, • Emniyetli olması, • Hızlı olması, sık sefer sayısına olanak vermesi, dakik ve güvenilir olması, • Çevre dostu olması (elektirk enerjisine bağlı olarak sıfır emisyon), • Genellikle refüjlere yapılması ve çok dar bir alan kaplaması nedeniyle kamulaştırma maliyetlerinin düşük olması, • Bakım maliyetlerinin düşük olması, • Modern görünümleri nedeniyle şehirler için imaj ve prestij kaynağı olması oldukları tespit edilmiştir. Monoray sistemlerinin avantajlarının yanında, tespit edilen monoray sistemlerinin dezavantajlı olduğu hususlar ise; • Yeni bir teknoloji olmasından dolayı emniyetinin ve geçerliliğinin henüz ispatlanmamış olması, • Acil durumlarda yolcu tahliyesinin zor olması, • Kirişlerin ebatları nedeniyle makas sistemlerinin raylı sistemlere göre daha yavaş olması • Yedek parça temininin diğer sistemlere göre zor olması, • Hattın ve yolcu istasyonlarının yükseltilmiş olması sebebi ile görüntü kirliliği oluşturması, konularıdır. Dördüncü bölümde ise yurt dışı monoray örnekleri ile Türkiye'de planlama ve/veya yapım aşamasında olan monoray çalışmaları incelenmiştir. Yurtdışı monoray örnekleri incelendiğinde, kent içi ulaşımının sağlanmasının yanı sıra bir bölümünün eğlence parkları, hayvanat ve botanik bahçeleri, üniversite ve benzeri büyük eğitim kurumlarının kampüsleri, büyük alışveriş merkezleri, turizm merkezleri, havaalanları ve fuar alanlarında iç ulaşımın sağlanması amacıyla, bir bölümünün ise diğer ulaşım modlarıyla entegrasyonun sağlanmasına yönelik transfer noktalarında faaliyet gösterdiği tespit edilmiştir. Kent içi ulaşıma yönelik monoray sistemleri Amerika kıtasında Amerika Birleşik Devletleri ve Brezilya'da, Avrupa kıtasında Almanya, İngiltere, İtalya ve Rusya'da, Asya kıtasında Japonya, Singapur, Güney Kore, Tayland, Maleyza, Birleşik Arap Emirlikleri, İran ve Hindistan gibi birçok ülkede kullanılmaktadır. Tez kapsamında; Almanya'dan Wuppertal, Japonya'dan Haneda, Birleşik Arap Emirlikleri'nden Dubai-Palm Island monoray örnekleri incelenmiştir. Ülkemizde ise henüz gerçekleşmiş monoray örneği bulunmadığından, İstanbul'da yapılması planlanan/projelendirilen monoray projeleri hakkında genel bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde; Türkiye'de monoray yatırımları ile ilgili üst ölçekli kararlar ve konuyla ilgili mevzuat açısından bir inceleme yapılarak, monoray yatırımları ile ilgili yapılması gereken işlemler ve süreçlere ilişkin genel bir değerlendirme yapılmıştır. Bu bağlamda İstanbul'da yapım ihalesi gerçekleştirilen Sefaköy-Halkalı-Başakşehir Monoray Hattı ile ilgili hazırlanmış olan fizibilite raporu özelinde söz konusu işler ve süreçler incelenmiş ve monoray yatırımlarının finansman modelleri ile ilgili bir değerlendirme de yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, monoray yatırımlarının büyük bütçeli yatırımlar olması, sonraki süreçte yapılacak birçok projeye altlık teşkil etmesi ve belirleyici nitelikte olması nedeniyle yapılacak yanlış yatırım kararları sonucunda hem şehircilik anlamında hem ekonomik açıdan geri dönüşü zor sonuçlar doğurabilmektedir. Bu nedenle diğer raylı sistemlerde olduğu gibi monoray yatırımı yapılırken, alternatif ulaşım sistemlerinin iyi incelenerek, ulaşım talepleri doğrultusunda, analiz, planlama, tasarım, fizibilite ve uygulama aşamalarının tüm yönleriyle irdelenmesi, fayda maliyet analizlerine bakılarak, sonucunda en doğru kararın alınması ve belirlenen öncelikler doğrultusunda sürecin yönetilmesi şehirlerimiz ve kent sakinlerimiz için büyük bir öneme sahip olduğu görülmüştür. Monoray sistemleri ile ilgili kararlar alınırken mevcut arazi kullanımı, kentin gelişim yönü, projeksiyon nüfusları, alt ve üst ölçekli plan kararlarının dikkate alınması gerekmektedir. Buna göre; monoray sistemlerinin, diğer ulaşım sistemleri ile entegrasyonunu sağlanmalı ve birbirini besleyecek şekilde uygulanmalı ve işletilmelidir. Ulaşım yatırımlarının finansmanı için; kamu öz kaynakları, kamu-özel sektör işbirliği, dış finansman kaynakları ve sermaye piyasası araçları gibi finansman model ve alternatifleriniı kullanarak monoray yatırımlarının gerçekleştirilebilmektedir. Altıncı bölümde ise monoray sistemlerinin yerel yönetimler tarafından nasıl algılandığını ve ne derece kabul görüldüğünü ortaya koymak amacıyla bu çalışma kapsamında bazı Büyükşehir Belediye Başkanları ve ulaşımdan sorumlu yöneticileriyle yapılan anket çalışmasının bulgularına yer verilmiştir. Yerel yöneticiler ile yapılan anket çalışması kapsamında edinilen sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde, belediyelerin ulaşımdan sorumlu teknik yöneticilerin birçoğunun monoray sistemleri hakkında genel anlamda bilgi sahibi oldukları, bir kısmının şehirlerine monoray yatırımı yapılmasını planladıkları, bir kısmının ise monoray yatırımı fikrine sıcak baktığı görülmüştür. Yapılan görüşmelerde net olarak ifade edilmese de, monoray projelerinin şehirlerine prestij katacağından bahisle Türkiye'de monoray yatırımını gerçekleştiren "ilk belediye" olma fikrinin yerel yöneticiler tarafından cazip bulunduğu kanaati oluşmuştur. Tezin sonuç kısmında ise; monoray sistemlerinin genel özellikleri, avantaj ve dezavantajları Türkiye'deki yatırım süreçleri, yerel yönetimlerin monoray sistemlerine yaklaşımları ve karşılaşılan sorunlar hakkında genel bir değerlendirme yapılmıştır.
Sülfat içeriği ve sıkıştırma su muhtevasının killi zeminlerin kireç stabilizasyonuna etkisi
Zeminlerin, kireç ve çimento gibi kalsiyum esaslı malzemeler ile kimyasal olarak stabilize edilmesi uzun yıllardır uygulanmaktadır. Özellikle şişme potansiyeli yüksek zeminlerin bu malzemeler ile stabilize edilmesi, kısa süreli etki olarak şişme basınçlarında ve şişme potansiyellerinde azalış, uzun süreli etki olarak ise mukavemetlerinde artış sağlamaktadır. Mukavemette meydana gelen artış miktarı kullanılan kireç-çimento yüzdesi, kür süresi, ortam sıcaklığı gibi parametrelere bağlı olarak değişmektedir. Zeminlerin kireç veya çimento ile stabilizasyonunda karşılaşılan problemlerden birisi, zeminin sülfat içermesidir. Sülfat içeren zeminlerin kireç ve çimento gibi kalsiyum içeren malzemeler ile stabilizasyonu sırasında, etrinjit-taumasit adı verilen bileşikler oluşmaktadır. Meydana gelen bu bileşikler, zeminde olumlu etki (mukavemette artış) oluşturabileceği gibi, zeminde aşırı miktarda şişme, kırılma veya kabarma gibi olumsuz etkiler de oluşturabilmektedir. Bu nedenle zeminin kireç veya çimento ile stabilizasyonu öncesi, zeminde mevcut olan sülfat kaynağı ve miktarı mutlaka belirlenmesi gerekmektedir. Bu tez kapsamında, yüksek plastisiteli bir kilin kireç ile stabilizasyonu ve kireç ile stabilizasyonuna sülfatın etkileri incelenmiştir. Çalışmalarda kullanılan zemin İstanbul İli, Avrupa Yakası, Üçüncü Havalimanına yakın bir bölgeden alınmıştır. Çalışma kapsamında yapılan deneyler; kıvam limitleri, kompaksiyon, serbest basınç ve şişme deneyleridir. Ayrıca İstanbul Üniversitesi Merkez Laboratuvarı'nda serbest basınç ve şişme deneyleri yapılan numunelerden bazıları üzerinde XRD ve ICP-MS analizleri yapılmıştır. Zemine kireç ilavesi ile kıvam limitleri değerlerinde değişiklikler olmuştur. Zeminin plastik limitinde artma ve plastisite indisinde azalma meydana gelmiştir. Bunun sonucunda zemin sınıfının değiştiği elde edilmiştir. Sülfatın kıvam limitleri üzerinde çok fazla etkisi olmadığı belirlenmiştir. Kireç ilave edilerek yapılan kompaksiyon deneyleri sonucunda tabii zemine kıyasla, zeminin maksimum kuru birim hacim ağırlığında azalma ve optimum su muhtevasında artma olduğu elde edilmiştir. Zemine kireç ilave edilmesi ile zeminin mukavemetinde artma ve göçme deformasyonu değerinde azalma meydana geldiği saptanmıştır. Sadece kürde bekletilip, daha sonra serbest basınç deneyi yapılan sülfatlı ve sülfatsız numunelerin mukavemetleri oldukça yakın olduğu belirlenmiştir. Sülfatın, sadece kürde bekletme ile mukavemete çok fazla etkisi olmadığı görülmüştür. Sülfatlı ve sülfatsız numuneler ile yapılan şişme deneyleri sonunda, beklenilen seviyede şişme meydana gelmemiştir. 7 gün kür uygulandıktan sonra 20 gün tam doygun ortamda kalan numunelerde ortadan kırılma, dağılma ve düşük seviyede şişme gibi durumlar ortaya çıkmıştır. Ayrıca bu numunelerde sadece kürde bekleyen numunelere kıyasla ciddi mukavemet kayıpları elde edilmiştir. 28 gün kür uygulandıktan sonra 20 gün tam doygun ortamda kalan numunelerde ise şişme, dağılma veya kırılma gibi durumlar meydana gelmemiş; ancak sadece kürde bekleyen numunelere göre ciddi mukavemet artışı olduğu belirlenmiştir. Ayrıca sülfatlı numunelerin, sülfatsızlar ile karşılaştırıldığında oldukça yüksek mukavemetleri olduğu elde edilmiştir. Sülfatlı numunelerde elde edilen en yüksek mukavemet değeri 1,30 MPa olurken, aynı koşullardaki sülfatsız numunelerde elde edilen en yüksek mukavemet değeri yaklaşık olarak 770 kPa olmuştur. Sülfatlı numunenin mukavemetinin, aynı su muhtevasındaki tabii zeminin mukavemetinin 5 katından daha fazla olduğu görülmektedir. XRD analizi ile çalışma kapsamındaki deneylerde kullanılan kilin minerolojik yapısı ve etrinjit veya taumasitin oluşup oluşmadığı incelenmiştir. XRD sonuçları doğrultusunda kilin minerolojik yapısının montmorillonit-muskovit-klorit-kuvars şeklinde olduğu ve etrinjit veya taumasitin meydana gelmediği görülmüştür. Mukavemet artışını sağlayan puzolanik reaksiyonların gerçekleşmesi sırasında aluminyum, silisyum ve kalsiyum kullanılmaktadır. ICP-MS analizi ile reaktif aluminyum, silisyum ve kalsiyum miktarları ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar, 28 gün kür uygulandıktan sonra 20 gün tam doygun ortamda bekleyen sülfatlı ve sülfatsız numuneler arasındaki mukavemet farkını desteklemektedir.
Laboratuvar deneyleri ve sonlu elemanlar analizleri kullanılarak derin karıştırma yöntemi ile zemin iyileştirmenin incelenmesi
Günümüzde zeminin üst yapı inşasına uygun olmadığı durumlarda çeşitli iyileştirme yöntemleri ile zemin iyileştirmesi yapılmaktadır. Teknolojinin ilerlemesi ile birlikte çeşitli iyileştirme yöntemleri uygulanmaya başlanmıştır. Derin karıştırma yöntemi zeminin farklı bağlayıcılarla homojen bir şekilde yüksek basınçla enjekte edilip karıştırılarak yerinde iyileştirilmesi işlemidir. Bağlayıcı olarak genellikle çimento kullanılmakta olup kireç, uçucu kül, yüksek fırın cürufu gibi bağlayıcılar da kullanılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında CL sınıfı düşük plastisiteli, su içeriği %30 olan zemin çimento ve uçucu kül kullanılarak laboratuvarda modellenmiştir. Kilin kuru ağırlığının %5, %10, %15 oranında çimento ve %2,5 çimento+%2.5 uçucu kül, %5 çimento+%5 uçucu kül, %7.5 çimento+ %7.5 uçucu kül kullanılmıştır. Uçucu külün zemin iyileştirme yöntemlerinde kullanılarak çevre kirliliğini azaltmak, daha ekonomik sonuçlar elde edilmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle bağlayıcı malzeme seçiminde atık bir malzeme olan uçucu kül tercih edilmiştir. Kil zeminin parametrelerini belirlemek için elek analizi, hidrometre analizi, likit limit, plastik limit deneyleri uygulanmıştır. Derin karıştırma düzeneği oluşturulup ıslak derin karıştırma yöntemi ile kolonlar oluşturulmuştur. Elde edilen numunelerin 7, 14, 28, 45 ve 60 gün dayanımları tek eksenli serbest basınç deneyleri yapılarak elde edilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen serbest basınç mukavemetleri ile korelasyonlar yardımı ile derin karıştırma kolonlarının parametreleri belirlenmiş olup PLAXIS 2D ile analizleri yapılmıştır. Tek eksenli basınç deneyleri sonucunda çimento içerikli numunelerde en yüksek dayanım %15 çimento içeriğinde 3025.37 kPa'dır. Çimento ve uçucu kül içerikli numunelerde ise en yüksek dayanım %7.5 çimento+%7.5 uçucu kül içeriğinde 1591.32 kPa'dır. Yapılan deneyler sonucunda sadece çimento içerikli numunelerin daha az kür süresinde daha yüksek dayanım elde edildiği sonucuna varılmıştır ANAHTAR KELİMELER: Derin karıştırma yöntemi, serbest basınç mukavemeti, uçucu kül
Karma moment aktaran çerçeve sistemlerin sismik davranış parametrelerinin incelenmesi
Yapıların tasarımı ve/veya performans değerlendirmesi yapılırken paket program yazılımlarının gelişmesi ve bilgisayarların hesap yeteneklerinin artması sayesinde yapının sismik davranışını belirlemede en iyi yöntem olan Zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz kullanımı yaygınlaşmıştır. Doğrusal olmayan analiz için kullanılan ivme kayıtları Yapı davranışını doğru şekilde öngörmek için bölgenin depremselliğini en doğru şekilde temsil etmelidir. Günümüzde deprem yönetmeliklerinde, zaman tanım alanında analizde kullanılacak ivme kayıtlarıyla ilgili tanımlamalara yer verilmiştir. Bu çalışmada, iki kısımdan oluşan, betonarme düzlem çerçeveler üzerine geometri ve bağlantı biçimleri bakımından farklı çelik düzlem çerçeveler eklenmesi suretiyle oluşturulmuş olan karma çerçevelerin sismik davranışları incelenmiştir. Analizde kullanılan ivme kayıtları 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği'nde bulunan sınırlamalara uygun olarak seçilmiştir. Yürürlükte olan yönetmeliklere uygun yük ve kombinasyonları altında yalın halde tasarımı yapılan çelik düzlem çerçevelerin betonarme çerçeve üzerine kat olarak eklenmesi halinde kat deplasmanları, kat ve taban kesme kuvvetlerinde ortaya çıkan değişimler incelenmiştir. Deplasman profilleri karşılaştırıldığında genel anlamda çelik kat sayısı arttıkça çatı deplasmanının arttığı görülmüştür. Mafsallı bağlantıların betonarme çerçeveyi daha az zorlayarak betonarme çerçevede daha az deplasman yaptırdığı görülmüştür. Ayrıca mafsallı bağlanan çelik çerçeve katlarında göreli kat ötelemesi artışının çelik çerçevenin diğer katlarına göre daha fazla olduğu görülmüştür.
SWAT hidrolojik modeli ile kuraklık analizi
Kuraklık iklim değişikliğinin en önemli etkilerinden biridir. Kuraklığın zaman ve mekân sınırlaması bulunmamakla birlikte önlem alınmadığı takdirde gelecekte ürün çeşitliliğini ciddi oranda düşüreceği ve sosyo-ekonomik yaşantıyı olumsuz yönde etkileyeceği öngörülmektedir. Bu çalışma kapsamında Denizli-Çivril-Baklan Ovası SWAT ile hidrolojik olarak modellenmiş ardından DMAP programı ile meteorolojik, tarımsal ve hidrolojik kuraklık indeksleri hesaplanıp detaylı kuraklık analizi yapılmıştır. Landsat-8 uydu görüntüleri, CORINE arazi kullanım haritası, FAO toprak haritası ve iklim verileri çalışma sahasına uyarlanarak SWAT modeline girdi olarak kullanılmıştır. 1984-2021 yılları arası çalışma periyodu olarak seçilmiş ve SWAT modeli aracılığıyla potansiyel evapotranspirasyon (PET), toprak nemi, akarsu akışı ve diğer değerler hesaplanmıştır. Meteorolojik kuraklık hesabı için kullanılan indeksler: SPI, RAI, PN, PDSI'dir. Tarımsal kuraklık için ARI ve SMDI indeksleri kullanılmıştır. Hidrolojik kuraklık için ise SWSI indeksi kullanılmıştır. Yıllık ortalama potansiyel evapotranspirasyonun (1208.9 mm), yıllık ortalama yağıştan (525.6 mm) büyük olması iklimin genel olarak kurak olup sulama ihtiyacı gereksiniminin olduğunu göstermektedir. SWAT modeline göre bir yılda ortalama 83 günde su stresi çekildiği saptanmıştır. PDSI kuraklık indeksinde diğer meteorolojik kuraklık indekslerine göre daha uzun periyotlu kuraklıklar görülmüştür. PDSI bu indekslerden yağışın yanında PET verisini kullanmasıyla ayrışmaktadır. Aylık bazda tüm indeksler incelendiğinde 1984-2021 yılları arasında en fazla kurak gün sayısına sahip indeks PDSI (9741 gün), en az kurak gün sayısına sahip indeks SPI (2003 gün) olduğu tespit edilmiştir. Yıllık bazda tüm indeksler incelendiğinde ise en fazla kurak yıla sahip indeks PDSI (31 yıl), en az kurak yıla sahip indeks ise SWSI (4 yıl) olduğu saptanmıştır. Bu çalışmada, bölgedeki kuralık detaylı analiz edilip gelecekteki çalışmalara ışık tutulması amaçlanmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Kuraklık, İklim Değişikliği, SWAT, Meteorolojik Kuraklık, Tarımsal Kuraklık, Hidrolojik Kuraklık, DMAP
Çok sayıda bitişik nizamlı yapılar arasındaki sismik davranışın incelenmesi
Gerçekleştirilen tezin amacı, yetersiz boşluk oranıyla inşa edilmiş çok sayıda düşük ve orta yükseklikte betonarme binaların sismik davranışlarının çekiçleme etkisi dikkate alınarak incelenmesidir. Bu kapsamda, mevcut yapı stokunun karakteristik özelliklerini yansıtan 5, 7 ve 9 katlı düzenli çerçeve bina modelleri oluşturulmuştur. Doğrusal olmayan 2 boyutlu yapı modelleri SAP2000 programı kullanılarak modellenmiştir. Gerçekleştirilen tez kapsamında 3 farklı model, 8 farklı kombinasyon oluşturulmuş zaman tanım alanında dinamik analizler gerçekleştirilmiştir. 12 farklı ivme kaydı çiftinin kullanıldığı çalışmada göreli kat ötelemeleri, tepe yer değiştirmeleri gibi birçok parametre dikkate alınarak detaylı inceleme gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre deplasman talepleri incelendiğinde 4'lü modeller kullanıldığında bir modelin diğer model üzerinde daha çok çarpışma kuvveti oluşturduğu görülmüştür. Mevcut yapı stokuna göre yan yana 2'li yapı modelinin bulunduğu durumların azlığı ve bunun aksine birden fazla binanın çokluğu göz önünde bulundurulduğunda 2'li modellerle çalışma yapılmasının çok gerçekçi sonuçlar doğurmayacağı görülmüştür. Bu birden fazla bina modelinin neden olduğu etkileşim nedeniyle taleplerde beklenilenlerin üzerinde artışlar meydana gelmiştir. 4'lü modeller için hesaplanan göreli kat ötelenme talepleri 2'li modellere oranla daha yüksek bulunmuştur.
Kentsel atıksu toplama sistemlerinin dinamik tasarımı için entegre bir simülasyon-optimizasyon yaklaşımı
Bu çalışmada, kentsel atıksu toplama sistemlerinin dinamik tasarımı için entegre bir simülasyon-optimizasyon yaklaşımı geliştirilmiştir. Geliştirilen yaklaşım, Amerika Birleşik Devletleri – Çevre Koruma Ajansı (US-EPA) tarafından geliştirilen Yağmur Suyu Yönetim Modeli (SWMM) ve sezgisel Armoni Arama (HS) optimizasyon yaklaşımının simülasyon-optimizasyon çerçevesi dahilinde karşılıklı entegrasyonundan oluşmaktadır. Literatürde atıksu toplama sistemi tasarımı problemlerini çözmek için kullanılan diğer yaklaşımlardan farklı olarak geliştirilen simülasyon modeli kapsamında hidrolik akış sürecinin benzeşimi dinamik dalga modeli dikkate alınarak kararsız akış koşulları için gerçekleştirilmiştir. Bu sayede pratikte karşılaşılan akış sürecinin benzeşimi daha doğru olarak yapılmıştır. Geliştirilen SWMM tabanlı dinamik simülasyon modeli ardından HS tabanlı bir optimizasyon modeline entegre edilmiştir. Bu modelin temel amacı toplam sistem maliyeti minimize edilecek şekilde her bir borunun eğimini belirlemektir. Bu aşamada, optimizasyon sürecinde dikkate alınması gereken fiziksel ve yönetimsel kısıtların tümü ceza fonksiyonu yaklaşımı ile dikkate alınmıştır. Önerilen yaklaşımın uygulanabilirliği iki örnek problem üzerinde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen yaklaşımın sadece dinamik tasarım problemini etkili bir şekilde çözmediğini, aynı zamanda literatürde farklı yaklaşımlar kullanılarak elde edilenlerle karşılaştırılabilir sonuçlar elde edilebildiğini göstermiştir.
Mevcut prefabrik sanayi yapılarının hasar görebilirlik eğrilerinin TBDY-2018, EC8-3 and ASCE 41-17 yönetmeliklerine göre karşılaştırılması
Ülkemizde yer alan sanayi yapılarının çok büyük bir çoğunluğunu tek katlı prefabrik yapılar oluşturmaktadır. Önemli deprem kuşaklarından biri üzerinde bulunan ülkemizde, ekonominin mihenk taşını oluşturan sanayi yapıları deprem riski yüksek bölgelerde yer almaktadır. Bu durum söz konusu sanayi yapılarının deprem performanslarının araştırılması gerektiğini göstermektedir. Farklı ülkelerde kullanılan deprem yönetmelikleri incelendiğinde bina tasarımının yanı sıra mevcut binaların deprem performansının belirlenmesi konusu da ele alınmaktadır. Diğer ülkelerde kullanılan deprem yönetmeliklerinde yer alan hususlar göz önüne alındığında birbirinden farklı yaklaşımların bulunduğu görülmektedir. Bu durumun binaların performans tahminleri arasında farklılığa neden olacağı aşikardır. Bu sebepten dolayı farklı ülkelerde kullanılan yönetmeliklerin performans değerlendirilmelerinin karşılaştırılması son derece önemlidir. Yürütülen çalışma kapsamında DOSB'de yer alan 46 adet tek katlı prefabrik sanayi yapısı ele alınmıştır. Prefabrik binalara ait bilgiler daha önce yapılan saha çalışmaları sırasında oluşturulan verilerinden alınmıştır. Bina performanslarının belirlenmesi kapsamında 2018 deprem yönetmeliği (TBDY2018), Avrupa deprem yönetmeliği Eurocode8/3 (EC8/3) ve Amerikan yönetmeliklerinden ASCE41-17 kullanılmıştır. Binalara ait kapasite eğrileri oluşturulmuştur. Kapasite eğrileri hesaplanan binalarda oluşan yerdeğiştirme talepleri doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Söz konusu binaların yerdeğiştirme talepleri hesaplanırken 420 adet ivme kaydı kullanılmıştır. Elde edilen kapasite ve taleplerin her bir yönetmelikte belirtilen hasar sınırlarını aşmasının birikimli olasılıkları hesaplanmış ve bu aşılma olasılıklarına bağlı olarak hasar görebilirlik eğrileri oluşturulmuştur.
Barajlarda taşkın ötelenmesinin analizi
Bu yüksek lisans tezi, barajlarda taşkın ötelenmesinin analizini gerçekleştirmeyi ve taşkın ötelenmesi sürecini optimize etmeyi amaçlamaktadır. Barajlar, su kaynaklarının depolanması, su akışının düzenlenmesi, hidroelektrik enerji üretimi ve sel kontrolü gibi önemli amaçlar için kullanılan yapılar olarak büyük bir öneme sahiptir. Ancak, taşkınlar barajlara ciddi zararlar verebilir ve olumsuz sonuçlar doğurabilir. Bu nedenle, taşkın ötelenmesi, taşkın sularının barajlardan geçirilerek etkilerinin azaltılması veya farklı bir alana yönlendirilmesi anlamına gelir ve taşkın yönetimi için kritik bir adımdır. Bu araştırma, barajlarda taşkın ötelenmesi konusundaki mevcut bilgi birikimini derinlemesine inceleyerek, analiz yöntemlerini değerlendirme ve süreci optimize etme amacı gütmektedir. Sayısal modelleme, hidrolojik ve hidrolik analizler, risk değerlendirmesi ve diğer ilgili yöntemler kullanılarak taşkın ötelenmesi süreci incelenecek ve etkinlikleri değerlendirilecektir. Araştırmanın sonuçları, baraj tasarımlarının ve işletim süreçlerinin geliştirilmesine yönelik önemli öneriler sunmayı hedeflemektedir. Taşkın ötelenmesi yöntemlerinin iyileştirilmesi, barajların hidrolik performansının artırılması ve sel yönetimi stratejilerinin geliştirilmesi için önemli bir adımdır. Bu tez, su kaynaklarının daha etkin ve verimli bir şekilde kullanılmasını sağlamak için barajlarda taşkın ötelenmesinin analizini ve uygulanabilirliğini araştırmaktadır.
Güneydoğu Anadolu bölgesi için kuraklık analizi
Günümüzde iklim değişikliğinden olumsuz etkilenen su kaynaklarının planlanması, geliştirilmesi ve yönetimi kapsamında kuraklığın olumsuz etkilerinin en aza indirilmesi konusu oldukça önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, Güneydoğu Anadolu Bölgesi için kuraklık durumu literatürle desteklenmiş olup ilgili bölge için meteorolojik, hidrojeolojik verileri kullanılarak toplamda 18 istasyon için kuraklık risk analizleri yapılmıştır. Öncelikle eksik veriler bölgesel analizlerle tamamlanmıştır. Standartlaştırılmış Yağış İndeksi (SYİ) ve Keşif Kuraklık İndeksi (KKİ) tanımlanmıştır. Kuraklık şiddeti ve büyüklüğü bu indekslere göre bulunmuştur. Kuraklık analizi yapılıp bu yöntemlere göre yağış ve sıcaklık verilerinin alındığı istasyonlara ait bölgelerin hangi kuraklık sınıfında olduğu belirlenmiştir. Tüm SYİ ve KKİ değerleri incelenmiş, en düşük ve en yüksek değerler bulunup en kurak ve en nemli aylar tespit edilmiştir. Daha sonrasında ilgili bölgeler adına yıllık toplam yağış ve yıllık ortalama sıcaklık verilerinin %95 güven aralığında Yenilikçi Şen Yöntemi ile trend analizleri yapılmıştır. Yağış trend analizinde 4 istasyonda artan trend, 1 istasyonda trendin olmadığı ve 13 istasyonda azalan trendin olduğu tespit edilmiştir. Sıcaklık trend analizinde ise 18 istasyonda da artan bir trendin olduğu gözlemlenmiştir.
Su dağıtım sistemlerinde risk analizi
İçme suyu kaynağından suyu alarak, kullanıcıya kadar taşıyan sistemler bütününe su dağıtım sistemi denir. Bu tez çalışmasında, Su Dağıtım Sistemleri özelinde Kurumsal Risk Değerlendirilmesi yapılmış, risk değerlendirme çalışması yapmanın önemi ve kuruma faydaları açıklanmıştır. Ülkemizde su dağıtım sistemleri özelinde, risk analizi çalışmalarının yetersiz olması da bu çalışmanın önemini artırmıştır. Yapılan risk analizi çalışmasında, öncelikle sürecin nasıl işlediği anlatılmış ve risk analiz yöntemleri açıklanmıştır. Daha önce yayımlanmış risk analiz çalışmaları incelenmiş, su idarelerinin istatistiki bilgilerini kullanarak risk analizi yapan L Matris yönteminin diğer yöntemlere göre üstünlüğü tespit edilmiş ve bu çalışmada da L matrisi yöntemi tercih edilmiştir. Daha sonra, Denizli Su ve Kanalizasyon İdaresi pilot kurum olarak seçilmiş, L matrisi yöntemiyle Kurumsal Risk Değerlendirme tablosu hazırlanmış ve risk analizi çalışması yapılmıştır. Buradan elde edilen sonuçlarla riskleri tanımlayıp ortadan kaldırmak ya da mümkün ise, en aza indirmek için gerekli çözüm yolları üretilmiştir. Ayrıca, bu risk analizi çalışmasında olabildiğince analitik çözümler üreterek, mühendislik proje ve uygulamalarında optimum sonuçlara ulaşabilmek için önerilerde bulunulmuştur.
Kamu-özel işbirliği yatırımlarının değişken güvence miktarları ile finansman modelinin geliştirilmesi
Dünya genelinde nüfus artışıyla birlikte altyapı yatırımlarına olan ihtiyaçların artması da kaçınılmaz olmaktadır. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde altyapı yatırımlarını finanse etmek ve sürekliliğini sağlamak son derece önem arz etmektedir. İlk yatırım ve işletme maliyetleri yüksek olan yatırımların hayata geçirilmesinde devletler, finans sorunlarını ve yatırım sürelerini kısaltmak için son dönemlerde Kamu-Özel Sektör İşbirliği (KÖİ) modellerine yönelmiştir. Bu modellerin başlıcaları; Yap-İşlet-Devret (YİD), Yap-İşlet (Yİ), Yap-Devret (YD), Yap-Devret-İşlet (YDİ), Yap-Kirala (YK) ve İşletme Hakkı Devri (İHD) modelleridir. Ülkemizde en çok tercih edilen model Yap-İşlet-Devret Modelidir. Çalışmada; KÖİ modellerinde devlet tarafından özel sektöre verilen sabit güvence bedelinin yerine, değişken güvence bedeli uygulanmasının sonuçları araştırılmıştır. Örnek olarak Trabzon'da planlanan Akçaabat-Meydan-Yomra Tramvay Hattı'nın YİD Modeli ile yapılması senaryosu çalışılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, önerilen yaklaşım olan değişken güvence bedeli yaklaşımının, sabit güvence bedeli yaklaşımına göre kamu yükü olarak yaklaşık %12'lik iyileşme sağlamıştır.
Farklı yönetmeliklere göre tanımlanan kesit hasar sınırlarının düşük ve orta katlı binaların performansı üzerindeki etkileri
Çalışmada ülkemizdeki betonarme yapıları temsil etmesi için seçilen 5, 10 ve 15 katlı bina modellerinin aynı ivme kayıtları altında farklı yönetmeliklere göre sismik performans düzeylerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Tasarım aşamasında 2018 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) dikkate alınmıştır. Bina lokasyonları için Pamukkale Üniversitesi, Denizli, zemin sınıfı için ise ZD seçilmiştir. TBDY-2018'e göre tasarlanan bina modelleri, 4 farklı yönetmelikte tanımlanan (DBYBHY-2007, TBDY-2018, ASCE 41-17, Eurocode-8) kesit hasar sınırları ve etkin kesit rijitlikleri kullanılarak doğrusal elastik olmayan bina modellerine dönüştürülmüştür. Tasarlanan modeller için TBDY-2018 ile uyumlu bir şekilde 11 ivme kaydı takımı seçilmiştir. 22 ivme kaydı 3 bina modelinin x ve y yönü için ayrı ayrı etkitilerek doğrusal olmayan zaman tanım alanında dinamik analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda binaların deplasman talepleri, göreli kat ötelenme oranları (GKÖO), deplasman profilleri ve hasar dağılımları farklı yönetmelikler için kıyaslanmıştır. Deplasman taleplerinde kesit rijitliğine, performanslar düzeylerinde ise kesit hasar sınırı tanımlamalarına bağlı olarak farklı sonuçlar elde edilmiştir. Diğer üç yönetmelikten ayrışan TBDY-2018'in performans düzeylerinin tasarım ile uyumsuz olduğu gözlenmiştir. Bu durumun kesit rijitliği ve donatı çeliği birim şekil değiştirme kaynaklı olduğu değerlendirilmiştir. Yeni tasarım binalarda performans değerlendirmesi uyumsuzluğunu gidermek için kesit rijitliği ve donatı çeliği birim şekil değiştirmesi için yeni öneriler sunulmuştur. Önerilen değerler ile yapılan performans değerlendirmesinin tasarım ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Sismik etkiler altında köprü ayaklarında zemin kazık yapı etkileşimi örneği
Çalışmada kazıkların dinamik koşullar altındaki davranışını, zemin ile etkileşimi dikkate alınarak araştırılması amaçlanmıştır. Yapı-zemin etkileşimi için literatürde genelde iki yöntem kullanılmaktadır. Biri yapı zeminin eylemsizlik etkileşimi, diğeri ise kinematik etkileşimdir. Sismik etkinin iletişimini (akışını) sağlayan ve gerçeğe en yakın sonucu veren doğrudan yöntem tercih edilecektir. Kinematik etkileşimde ise sismik etkinin sadece radye temeline kadar etki ettiğini ve yapıya etki ettirilmeden ve rijit temelden dolayı değişime uğramadan zemine dönüşümünü sağlayan bir yöntem olması göz önüne alınacaktır.
Türk ve Avrupa yönetmeliklerinde yer alan tasarım yaklaşımlarının örnek bir binanın tasarımı yapılarak karşılaştırılması
Günümüzde ABD, Japonya ve Yeni Zelanda deprem yönetmelikleri ile Avrupa ülkelerinde yürürlükte olan Eurocode yönetmelikleri pek çok ülkede uygulanan mevzuatlar içinde yer almaktadır ve yasal olarak tanınmaktadır. Türkiye de deprem yönetmeliklerini belirli aralıklar ile yenileyen ve güncelleyen ülkeler arasında yer almaktadır. Yürütülen bu yüksek lisans çalışması kapsamında 2018 yılında ilan edilen Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) ile Avrupa Birliğinde ve dünyanın pek çok ülkesinde kullanılan Eurocode-8 yönetmeliklerinin karşılaştırması yapılmıştır. Tez çalışması kapsamında öncelikle binaların tasarımını belirleyen yönetmelik hükümleri ve tasarım esasları karşılaştırılmış, Eurocode-8 ve TBDY-2018 yönetmeliklerinin benzer ve farklı hükümleri özetlenmiştir. Ardından örnek olarak seçilen 10 katlı perdeli çerçeveli bir yapının analizi ve tasarımı yapılarak sözü edilen 2 yönetmeliğin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Hesap sırasında Pamukkale Üniversitesi sınırları içinde yer aldığı kabul edilen örnek binaya ait maksimum yer ivmesi, Türkiye Deprem Tehlike Haritalarından elde edilmiş ve DD-2 depremi esas alınarak binanın tasarımı yapılmıştır. Taşıyıcı sistemin tasarımı yapılırken C25 sınıfı beton ve B420C sınıfı donatı kullanılmış, en olumsuz yük birleşimlerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak örnek bina tasarlanmıştır. Yapılan hesaplamalardan elde edilen sonuçlar Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile Eurocode-8 yönetmeliğinde deprem spektrumlarının tarifi açısından önemli farklar oluşabildiğini göstermiştir. Özellikle spektrum köşe periyodlarının hesabını düzenleyen kurallar, periyoda bağlı ivme değerlerinin ciddi biçimde farklılaşabileceğini göstermiştir. Bu durum deprem hesabında göz önüne alınması gereken taban kesme kuvvetlerinin hesabını önemli ölçüde etkilemektedir. Tespit edilen bir diğer farklılık ise analizler sırasında göz önüne alınan etkin kesit rijitliklerinin hesabından kaynaklanmaktadır. Etkin kesit rijitliklerinin farklı katsayılar kullanılarak tarif edilmesi hem moment ve kesme kuvvetlerinin kiriş ve kolonlara dağılımlarını hem binada oluşan dayanım talebini hem de kat seviyelerinde oluşan deplasman değerlerini etkilemektedir. Sözü edilen bu farklılıkların yanı sıra taşıyıcı sistem davranış katsayısı, planda ve düşeyde düzensizlik tanımlamaları, deprem kuvvetlerinin katlara dağıtılması gibi hususlarda da Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği ile Eurocode-8 yönetmeliği arasında farklılıklar bulunduğu ve bunun da hesap sonuçlarını etkileyebileceği belirlenmiştir. Seçilen örnek binadan elde edilen bilgiler kullanılarak tasarım deprem kuvvetleri, kat kesme kuvvetleri, kat deplasmanları ve göreli kat ötelenmeleri karşılaştırılmış ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.