TARAMA SONUÇLARI
Tarama sonuçları yıla göre kronolojik olarak sıralanmıştır.
Tarama sonucu 117 tane kayıt bulundu.



Sıra No :14233
Üniversite

501121042

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Turgut ÖZTÜRK

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

NURETTİN GÜLDEN

Başlık

İSTİNAT DUVARLARININ FARKLI YÜKLEME VE KOŞULLAR ALTINDA ANALİZİ

Özet

İstinat duvarları bulundukları koşullar ve kullanım amaçlarına göre çeşitli yüklere maruz kalabilmektedir. Bu çalışma kapsamında yapılan analizlerde ilk olarak, konsol bir istinat duvarının ek yüke (sürşarj) maruz kalma durumu ele alınmıştır. Ek yükün düzgün yayılı veya çizgisel olma durumlarında ayrı ayrı analizler yapılarak, ele alınan istinat duvarı üzerinde ek yükün şiddeti, ek yükün istinat duvarına olan mesafesi gibi çeşitli alternatifler altında yüklemeler yapılmış ve bu yüklemelerin depremli ve depremsiz durumlarda kesit tesirleri üzerinde olan etkileri incelenmeye çalışılmıştır. İstinat duvarlarının ek yüke maruz kalmalarının dışında, inşa edildikleri zemin tabakalı olabilmekte veya suya maruz kalabilmektedir. İstinat duvarlarının inşa edildikleri zeminin tek tabakalı, iki tabakalı, üç tabakalı, dört tabakalı olma durumları ve zeminin suya doygun olması durumu ile zeminin su altında olma durumlarındaki değişimler incelenmiştir. Konsol bir istinat duvarı ele alınarak yapılan analiz sonuçlarından elde edilen değerler, depremli ve depremsiz durumlarda tüm yükleme kombinasyonları ele alınarak en elverişsiz yükleme durumu dikkate alınmış ve buna göre farklı yükleme ve zemin koşullarının kesit tesirlerine yapmış oldukları etkiyi gösteren grafikler elde edilmiştir.

Title

ANALYSIS OF RETAINING WALLS UNDER THE DIFFERENT LOADING AND CONDITIONS

Abstract

Retaining walls could be exposed to various loads according to their circumstances they are in and application purposes. In case of storing material on the soil behind the retaining wall, building a structure on the soil behind the retaining wall or passing transportation vehicles from the soil behind the retaining wall, additional loads may effect in addition to the existing soil stress.Within the scope of this study, the analysis firstly examines the case when a cantilever retaining wall is exposed to an additional load (surcharge load). Several load conditions are applied by separately performing the analysis in the cases of the of surcharge load to be uniformly distributed and line (linear) under the various alternatives such that different load intensities on discussed retaining wall and the distance between the surcharge load and the retaining wall, and in conclusion the effects of these load situations on the internal forces have been tried to be searched. Furthermore the retaining walls could be exposed to additional loads, their ground might be stratified soil or to be exposed to water. The soils used below and behind the retaining wall are examined for changes being single-layer, two-layers, three layers or four-layers, being waterlogged soils or being submerged soils.Having considered these situations, the analysis are made at different soil conditions which the retaining wall is built and the effects on the internal forces have been tried to be examined taking care of the most unfavorable loading condition from the results of the analysis.The values obtained from the results of the analysis considering a cantilever retaining wall and the associated graphs that demonstrate the effects on the internal forces with respect to different loading and soil conditions such as stratified soil condition,exposed soil to water and flooded soil also taking into account the most unfavorable loading condition among all load combinations examined are obtained.

Anahtar Kelime

istinat duvarları, analiz

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14308
Üniversite

501071321

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

İyisan, Recep

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

yeşim binarbaşı

Başlık

KİLLİ ZEMİNLERDE DEFORMASYONA BAĞLI KAYMA MUKAVEMETİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Özet

Uygulanan yüklerden dolayı zemin kesitini oluşturan tabakalarda normal ve kayma gerilmelerinde artış olmakta ve meydana gelen şekil değiştirmeler zeminlerde göçmeye neden olabilmektedir. Danesel ve üç bileşenli bir yapıya sahip olan ve bu özelliği ile diğer mühendislik malzemelerinden farklı bir yapıya sahip olan zeminlerde, dış yükler düşey olsa dahi danelerin birbirileri üzerindeki hareketi sonucu bir kayma düzlemi oluşur. Oluşan bu kayma düzlemindeki normal ve kayma gerilmeleri zeminin stabilitesini belirler. Diğer bir deyişle zeminlerde göçme meydana gelmesi için olası bir kayma düzlemi boyunca kayma mukavemetinin aşılması gerekir. Göçme meydana gelmeden zeminlerin karşı koyabileceği en büyük kayma gerilmesi ise Kayma Mukavemeti olarak tanımlanmaktadır. Kayma mukavemeti aşılan zemin göçmüş kabul edilmektedir. Zeminlerde kayma mukavemetinin tek değeri olmayıp yükleme ve drenaj koşullarına bağlıdır. Göçme ya da kırılma çelik, beton gibi diğer mühendislik malzemelerinin gerilme-şekil değiştirme özelliklerinde oldukça belirgin iken, zeminlerin göçmesi izin verilebilir şekil değiştirme seviyelerinin aşılmasına bağlıdır. Bu nedenle zeminlerin gerilme-şekil değiştirme özellikleri önemlidir. Sıkı kum ile aşırı konsolide kil ve gevşek kum ile normal konsolide killerde tipik gerilme-şekil değiştirme özellikleri gözlenmektedir. Sıkı kum veya aşırı konsolide killerde deformasyonun düşük seviyelerinde gerilme önce bir maksimum değere ulaşmakta ve daha sonra deformasyona bağlı olarak bir azalma eğilimi göstermektedir. Şekil değiştirmenin büyük değerlerinde ise gerilmeler sabit bir değere ulaşmakta ve bu değere kalıcı kayma mukavemeti adı verilmektedir. Özellikle aşırı konsolide zeminlerde görülen deformasyona bağlı bu mukavemet kayıpları, geoteknik mühendisliği uygulamalarında önemli olmaktadır. Bu çalışmada, zeminlerin deformasyona bağlı kayma mukavemeti kayıplarının belirlenebilmesi ve bu kayıpların zeminlerin endeks özellikleri yardımı ile tahmin edilebilmesi amacıyla, farklı özelliklere sahip numuneler üzerinde tekrarlı kesme kutusu deneyleri yapılmıştır. Deneyler aynı numune üzerinde hem bir doğrultuda kesmeye imkân veren klasik kesme kutusu ve iki yönlü kesmeye dolayısıyla daha büyük yatay yer değiştirmeye imkân veren bilgisayar kontrollü yeni nesil kesme kutusu deney sistemleri kullanılarak gerçekleştirilmiş, sonuçları karşılaştırılmıştır. Deneyler drenajlı koşullarda yapılmış ve üç ile beş tekrar sonrasında kalıcı duruma ulaşıldığı kabul edilmiştir. Her tekrar sonrasında kayma gerilmesi değerleri belirlenmiş ve bu yatay yer değiştirme ile değişimi incelenmiştir. İstenilen yer değiştirme seviyelerinde, zeminin plastisitesine bağlı olarak normal gerilmeye göre normalize edilmiş kayma gerilmesini tahmin edebilmek amacıyla korelasyonlar önerilmiştir. Ayrıca kalıcı kayma mukavemeti açısının likit limit ve plastisite ile değişimi incelenmiş pratik amaçlar doğrultusunda kullanılabilecek korelasyon eşitlikleri geliştirilmiş ve sonuçlar önceki çalışmalar ile karşılaştırılmıştır.

Title

THE EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF SHEAR STRENGTH DEPENDING ON DEFORMATION FOR CLAYEY SOILS

Abstract

The loads applied to the soils causes increase of shear stress and normal stress within the structure of soil layers. Due to this loads, acting on the soil layers, causes strain, which may come up at level of a collapse. For soils as a granular material, which is composed of three phases and having a different structure from other engineering materials, even the external forces are vertical, the failure occurs as a shear failure of soil particles moving on each other. The normal and shear stresses induced along this failure plane controls the stability of the soils. In other words, shear strength on the possible failure plane should be exceeded in order to achieve the failure. The maximum shear stress attained without failure is defined as the shear strength. If shear strength is exceeded the soil is assumed as failed. There is not a unique shear strength value for the soils. It depends on the loading and drainage conditions. The collapse or failure criteria of engineering materials like concrete and steel may be defined very clearly from the stress-deformation behaviors. On the contrary, failure criteria for the soils are related with the exceeding of allowable deformation levels. Therefore, stress- deformation behaviors of the soils are very important. As dense sands and over consolidated clays have similar stress-deformation properties, loose sands and normally consolidated clays have similar stress-deformation properties. For dense sands and overconsolidated clays, shear stress increase up to a maximum (peak) value generally at low deformation levels and then have trend of decrease as the deformation increases. The shear stress tends to come up to a constant value, which is called as residual shear strength, if the high shear deformations are reached. This shear strength lost, due to the deformation level, which is especially seen for the overconsolidated clays are very significant for the geotechnical engineering applications. In this study, reversal shear box tests were conducted on the soil samples having different index properties in order to determine and predict the shear strength loss due to the shear deformation in terms of index properties. Tests were performed on both conventional shear box device capable of shearing on one direction and the computer controlled new generation shear box device capable of shearing on two directions on the same soil samples, and the results were compared. Tests were conducted in drained conditions and it is assumed as three to five reversals were enough to reach the residual shear strength. Shear stress values were recorded for each reversal and the variation of the shear stress is investigated as the increase of lateral displacement. Correlations were presented to predict the normalized shear stresses with the normal stress for a desired lateral displacement level depending on the soils plasticity characteristics. Furthermore, the variation of residual shear strength angle with the consistency limits is investigated, some correlations were generated for practical purposes and the results were compared with the previous studies.

Anahtar Kelime

kalıcı kayma mukavemeti, tekrarlı kesme kutusu

Bilim Kodu

624




Sıra No :14305
Üniversite

501101400

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Şükriye İYİNAM

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Ahmet Ozan KAYA

Başlık

ESNEK ÜSTYAPILARIN AŞINMA TABAKASINDA ELEKTRİK ARK FIRINI CÜRUFUNUN AGREGA OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Özet

Nüfus artışına ve hızlı sanayileşmeye bağlı olarak dünyadaki doğal kaynaklar her geçen gün azalmaktadır. Bu kaynakların hızla tüketilmesi, doğal çevrenin tehlikeli bir biçimde bozulmasına neden olmaktadır. Bu tahribatın etkilerini azaltmak ve ortadan kaldırmak amacıyla, bazı malzemelerin üretimi sırasında elde edilen yan ürün veya atıkların değerlendirilmesi ile ilgili çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Atık malzemeleri yeniden değerlendirerek kullanmak hem çevrede oluşacak problemleri en aza indirmekte, hem de ülke ekonomisi için birçok fayda sağlamaktadır. Son yıllarda, endüstriyel atıkların karayolu tabakalarında değerlendirilmesi için yapılan çalışmalar yaygınlaşmıştır. Çalışmada, elektrik ark fırını (EAF) kullanarak hurda çelikten üretim yapan işletmelerde atıl madde olarak açığa çıkan EAF cüruflarının esnek üstyapıların aşınma tabakasında agrega olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Doğal agrega ile kıyaslama yapılarak uygunluğu araştırılmıştır. Ülkemizde 2012 yılında yaklaşık 3,6 milyon ton EAF cürufu ortaya çıkmıştır. Atıl olarak bekleyen bu ürünler agrega olarak değerlendirilerek hem ekonomiye kazandırılmış olacak hem de alternatif ve ekonomik bir agrega kaynağı elde edilecektir.

Title

INVESTIGATION OF USAGE OF ELECTRIC ARC FURNACE SLAG AS AGGREGATE IN WEARING COURSE OF FLEXIBLE PAVEMENTS

Abstract

Natural resources of the world have been steadily decreasing day by day depending on population growth and rapid industrialization. Rapidly consumption of these resources leads to environmental deterioration dangerously. In order to prevent hazardous effects of this destuction, various studies is conducted to re-evaluate waste and byproduct generated while producing some materials. Recycling the waste materials both prevents and reduces the hazardous effects to environment and has got many benefits to the economy of the country.In this study, the usage of EAF slag which is generated as waste material producted from scrap steels in facilities were researched as aggregate in wearing course of flexible pavement. It was investigated suitability comparing with traditionally used natural aggregate. In 2012, approxiamtely 3,6 million tonnes EAF slag have been released in Turkey. Evaluation of these idle materials as aggregate provides both benefits to economy and also as alternative and cheaper aggregate resources.

Anahtar Kelime

üstyapı, aşınma tabakası, cüruf, elektrik ark fırını

Bilim Kodu

6240401




Sıra No :14282
Üniversite

501111079

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Abdullah GEDİKLİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Doruk BUĞDAY

Başlık

PERFORMANSA DAYALI TASARIM İLKELERİ İLE BETONARME ÇERÇEVE YAPILAR İÇİN PRATİK HASAR TAHMİN YÖNTEMİ

Özet

Performansa dayalı tasarım kavram ve ilkeleri ATC-40, FEMA 356, FEMA 273, FEMA 274 ve DBYBHY 1998 gibi yönetmeliklerde ayrıntılı biçimde açıklanmıştır. Birbirinin benzeri olan ve kendi içlerinde de birbirlerine atıflarda bulunan bu şartnameler özetle, yapıların deprem etkileri altındaki plastik davranışını dikkate alan statik analiz esaslarını ve parametrelerini tanımlamakta ve analizin sonucunda yapı elemanlarının muhtemel hasar durumları tespit etmek üzere kullanılacak olan ilgili performans kriterlerini ve bunları hesaplanma yöntemlerini ortaya koymaktadır. Tüm basitleştirici kabullerine rağmen performansa dayalı tasarım, ileri bir mühendislik bilgisi ve doğrusal olmayan hesaplama kapasitesine sahip statik analiz yazılımları kullanmayı gerektirmektedir. Tez kapsamında, çerçeve yapıların performansa dayalı hesap yöntemleri ile deprem sonrası hasar durumlarını tahmin etmeye yönelik olarak basitleştirici bir formülasyon ortaya konulmaya çalışılmıştır. Bunun için değişik kat sayısı, açıklık sayısı ve açıklık genişliklerine sahip 144 adet çerçevenin performans analizleri gerçekleştirilmiş ve bu analizlerden elde edilen verilerle yaklaşık efektif periyot hesabı esaslı bir hasar formülasyonu ortaya konulmaya çalışılmıştır. Sonuçlar dikkate alındığında yapının efektif periyodunun yapı geometrik özellikleri ve deprem verileri cinsinden basit bir formülle hesaplanabileceği ve bu hesap sonucunda elde edilen efektif periyot değeri ile yapı elemanlarında oluşacak hasar durumlarının oransal hesabının oldukça basit bir şekilde mümkün olabileceği gözlenmektedir. Bu tür bir hesap, belirli bir bölgede bulunan mevcut yapıların deprem sonrası muhtemel hasar durumlarını hızlı bir şekilde tespit etmek için kullanılmaya aday bir hesap yöntemidir.

Title

PRACTICAL DAMAGE STATE PREDICTION METHOD FOR REINFORCED CONCRETE FRAME STRUCTURES WITH THE PRINCIPLES OF PERFORMANCE BASED DESIGN

Abstract

The performance based design concepts and principles are defined and explained in detail at the codes like ATC-40, FEMA 356, FEMA 273, FEMA 274 and DBYBHY. Summarized, those codes which also refers to each other among themselves defines the static analysis principles and parameters which considers the structures’ plastic behaviour under the seismic effects and at the end of the analysis, gives the performance criterias which will be used to determine the possible damage levels and the calculation techniques of them. Despite all the simplified assumptions, the performance based design needs a high engineering knowledge and the ability to use the static analysis software which is capable of nonlinear calculations. At the scope of the thesis, it is been tried to give a formulation that is capable of assuming the damage levels of the frame structures based on performance analysis with simplicity. For that cause, 144 different performance analysis’ are done for different floor heights, number of spans and span lengths. From those analysis datas, a damage formulation based on approximate effective period calculations, is tried to be introduced. When the results are taken into consideration, the effective period of the structure could be calculated with a simple formula in terms of the structure geometric properties and the earthquake parameters and, is has been observed that the relative calculation of the damage states of the structure elements via the effective period value obtained from the result of the calculation is quite simple. This kind of a calculation is a candidate calculation method to quickly determine the possible damage states of the current structures at a certain area for the engineers.

Anahtar Kelime

Statik İtme, Hasar, Hasar Tahmin, Hasar Spektrumu

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14274
Üniversite

501101005

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Bekir Yılmaz PEKMEZCİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Burak YORULMAZ

Başlık

FARKLI TİPTEKİ POLİOLEFİN LİFLERİN BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Özet

Gevrek bir yapı malzemesi olan betona lif ilave edilmesiyle daha sünek bir yapı oluşturularak betonun bazı mekanik özelliklerinde iyileşme beklenir. Lifler; tipi, boyutu, geometrisi, miktarı, çekme dayanımı ve yüzey özellikleri gibi birçok parametreye bağlı olarak betonda dayanımı, çatlak kontrolünü, şekil değiştirme kapasitesini, enerji yutma kapasitesini ve durabiliteyi arttırır. Betonda kullanılan lifler kullanım amacına göre birçok farklı çeşit lif türü bulunmaktadır. Beton gevrek yapısı nedeniyle ilk çatlakla beraber kırılma mekanizmasını tamamlar. Betona lif eklenmesi durumunda kırılma mekanizması ilk çatlak ile başlar. Çatlağın betonda ilerlemesini sağlayan gerilme enerjisi, çatlak life ulaştığında lif üzerine aktarılır. Lif bu enerjiyi sıyrılana kadar ya da kopana kadar taşır sonrasında tekrar betona aktarır. Betonun çatlamaya devam etmesiyle bu mekanizma nihai çatlak oluşuncaya kadar devam eder.Kırılma mekanizması tamamlandığında betonda parallel çatlaklar oluşur. Böylelikle, lifin betona eklenmesi gervek bir malzeme olan betona sünek özellik kazandıracaktır. Bu çalışmada kısa ve uzun geometrilerdeki poliolefin liflerin farklı oranlarda kullanılmasının betonun mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Çalışma kapsamında kompozit malzemenin mekanik özelliklerini irdeleyen basınç ve eğilme deneyleri yapılmıştır. Ayrıca elektron mikroskobu ile mikro yapı incelemesi gerçekleştirilmiştir. Mikro yapı incelemesinde üç noktalı eğilme deneyi uygulanmış numune üzerindeki kırılma yüzeyinden elde edilen numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Görüntülemede lif yüzeyleri, lif uç bölgeleri ve lif matris birleşimi incelenmiştir. Bu çalışmayla lifin yük etkisi altındaki davranışı ve matris ile lif arasındaki aderans incelenmiştir. Deneysel çalışmalar neticesinde kullanılan kısa liflerin, matrisin basınç dayanımını artırdığı sonucuna ulaşılmıştır. Ancak matrise uzun lif eklenmesinin, matriste basınç dayanımını düşürdüğü belirlenmiştir. Basınç dayanımınındaki bu azalamanın uzun liflerin beton içerisinde boşluk gibi davranmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Karışımlara uygulanan üç noktalı eğilme deneyi sonuçlarına göre liflerin matrisin enerji yutma kapasitesinde artışa neden olduğu belirlenmiştir. Bu artışta uzun liflerin, kısa liflere nazaran daha etkili olduğu görülmüştür. Liflerin hacime %1 oranında kullanılmasının matrisin eğilme dayanımını düşürdüğü belirlenmiştir. Bunun sebebinin, betonda çatlağın ilerlemesine neden olan gerilme enerjisinin aktarılması için yeterli miktarda lifin matris içerisinde bulunmaması olduğu düşünülmektedir. Uzun ve kısa liflerin mikro yapıları incelendiğinde, uzun liflerin yüzey pürüzlülüğünün kısa liflere göre fazladır. Ayrıca uzun liflerin uç kısımlarının düzenli fibrile yapıda olması matrise tutunmayı artırmıştır. Bu durum uzun liflerin mekanik özelliklerinin kısa liflere göre daha yüksek olmasını açıklamaktadır.

Title

THE EFFECT OF POLYOLEFIN FIBERS ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE

Abstract

In recent years, there is an increasing interest of using cement based composites with synthetic fiber additives due to its superior properties compared to conventional concrete. Fiber additives make it possible to produce high durability cement based composites and thin wall cement based materials which can not be produced with conventional steel reinforcement concrete. due to its superior properties Fiber reinforcement concretes has a wide using area such like road concretes, industrial flooring, hydro buildings, tunnels, bridges, blast proof military buildings, runways of airports, concrete pipes and pre-cast concrete materials. The mechanical properties of concrete is expected to convert from a ductile structural material to much more ductile structural material while adding the fiber to the concrete. The parameters as strength, cracking control, the capacity of deformation, energy holding capacity, and durability are all increased due to the type, dimension, geometry, quantity, tensile strength, and surface characteristics of the concrete. There are different fiber types depending on their various intended use on the concrete. The breakage mechanism is completed while the first crack is occurred because of the ductile structure of concrete. In the case of adding the fiber into the concrete material, the first crack is initiated the breakage mechanism. The strain energy that makes the crack possible to move on the concrete material is directed onto fiber while the crack is reached to the fiber. The fiber bears the strain energy as much as it can endure and the energy is transferred back to the concrete. This process is repeated during the load increases with existing many parallel cracks on the element. The attached fiber makes the concrete much more ductile compared to the original ductile nature of the concrete material. Thinner, lighter and cost saving materials can be produced with higher durability. Fiber additives increase the tensile strength which results into less shrinkage cracks during hardening and hydration and an increasing in fatigue performance, strength and durability. There are various types of fibers used as an additive in cement based materials. High strength fibers like Glass, carbon, aramid and high density polyetilene increase the composites strength and toughness and stiffness when added. Low modulus fiber additives like polypropylene and polyethylene increases the ductility. However this kind of fibers have a limited effect on increasing strength of concrete In this study, short polyolefin fibers with different geometric features were used to observe the effect of mechanical properties of the concrete depending on different ratio of polyolefin fibers. In the scope of this study, compressive and bending test are conducted to obtain the mechanical properties of composite material. Microstructure investigation of Failure surfaces of Three point bending test applied samples is performed with scanning electron microscopy (SEM). Fiber surfaces, fiber tail ends and fiber-matrix conjunctions are inspected in detail by SEM. Fibers behaviors were investigated under load and adherence between fiber and matrix are observed. On the basis of experimental results, it is observed that short polyolefin fibers increase the pressure strength of the matrix. However, the pressure strength of the matrix decreases due to the addition of long fibers. The reason behind the decrement of pressure strength is the cavitation tendency of long fibers in the concrete. Three point bending test applied to the samples shows that the fibers increase the energy absorbance of matrix. POU fibers are found to be more effective to increase the energy absorbance then POK fibers. The bending strength of matrix decreases depending on the fiber volume of %1. Hence, the quantity of fiber in the matrix is not well enough to direct the strain energy that let the crack to move on the concrete material. The studies showed that using of fibers within the concrete increases the plastic deformation performance. Crack mouths opening displacement is 2mm in control sample, whereas the fiber mixtures is above 3,5 mm. Difference between these values clearly shows the effect of fibers on composite which resulted in increase of ductility. Hence the increase in energy absorbance of the composite due to fiber addition is explained. Long fiber additives have more increasing effect on energy absorbance than short fibers. Beside fiber type energy absorbance is also affected by the amount of additive, more fiber addition results in more increase in energy absorbance indeed. The effect of fiber amount is more remarkable by long fibers. According to Stress-Strain graphs, fiber addition has no significant effect on bending strength. It is an expected result when low elasticity modulus polymere fibers are considered. However, when the added fiber amount is 1%, bending strentgh is decreased. The reason of the decrease is thought to be that fibers do not take enough place within the matrix to affect composites mechanical properties The electron microscopy images show that long fibers physical properties are more effective on increasing the adherence between fiber and matrix. Discrete structure of short fibers contributes to the interphase with matrix. Detachments are seen at the tail ends and surfaces of short fibers. the detachments may be caused of the friction of the aggreagtes during production or tensile forces on fibers during the bending test. Short fibers have less surface roughness and at surface there are less cement paste which affects the adherence. This explains why the short polyolephine fiber concretes have inferior mechanical properties. Fibrilation at the tail ends of long fibers and the surface roughness of the fiber body takes attention. Through this roughness, adhesion between matrix and fiber is increased. In microstructure images it can be clearly seen that there are cement paste remains on fiber surface. It is thought that long fibers have high mechanical properties due to that physical features. Hence it can be said that this physical properties have also an important effect on long fibers high fracture energy.

Anahtar Kelime

beton, hazır beton, lif takviyeli beton, polipropilen, poliolefin

Bilim Kodu

624




Sıra No :14270
Üniversite

501091218

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Zeki Hasgür

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Burcu Yilmaz

Başlık

EŞDEĞER DEPREM YÜKÜ VE ZAMAN TANIM ALANINDA DOĞRUSAL ELASTİK YÖNTEMLERLE PERFORMANS ANALİZİNİN MEVCUT BETONARME BİR BİNA ÖRNEĞİNDE KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Bu çalışmada, mevcut betonarme bir konut binasının, DBYBHY 2007 Bölüm 7’de belirtilen doğrusal elastik yöntemlerden Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Zaman Tanım Alanında Dinamik Hesap Yöntemi ile analizi yapılmış, her 2 yönde deprem etkileri hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Sonuçta yapının performans durumu değerlendirilmiştir. Yapının doğrusal elastik performans analizi , SAP2000v14.2 programıyla yapılmış, sonuçlar eleman ve kat bazında değerlendirilmiştir. Doğrusal elastik teoriyi esas alan hesap yöntemi ile yapıya etkiyen deprem etkisi elastik sınırda kalacak şekilde yapı iç kuvvetlerinin artık kapasitelerine oranlarının kıyaslanması yoluyla değerlendirilmeleri amaçlanmaktadır.Son bölümde ise yapılan çalışmalar değerlendirilip karşılaştırılmış ve elde edilen sonuçlar belirtilmiştir.

Title

COMPARATIVE STUDY OF SEISMIC PERFORMANCE OF A REINFORCED CONCRETE BULDING ACCORDING TO THE EQUIVALENT SEISMIC LOAD METHOD AND THE LINEAR ELASTIC TIME HISTORY METHOD

Abstract

In this study, performance based assessment of a six story reinforced concrete building which is compatible with the 2007 Turkish Seismic Code is studied according to the linear elastic equivalent seismic load method and the linear elastic time history analysis methods. The objective of the this study was to determine the adequacy of the existing structure for Life Safety performance level as prescribed in 2007 Turkish Seismic Code. The concrete strength for the building was determined to be 8 MPa. In addition to this, 20Mpa concrete strength was used for camparing performance levels of the structure. 3D computer model for this structure, based on the available documents using SAP2000v14.2. Then, variaes performance analysis was conducted on it. In this study an assessment based on he linear elastic time history analysis method is also carried out and damage levels of structural elements are found and compared with the results from the linear elastic equivalent seismic load method that are defined in 2007 Turkish Seismic Code Chapter 7.One of the other chapter of the study provides information about structures and evaluation of performance-based design. In this chapter, the damage levels, performance levels and the multiple performance goals that are defined in 2007 Turkish Seismic Code Chapter 7 are summarized. This study, with the to linear elastic equivalent seismic load method and the linear elastic time history analysis methods that are explained in 2007 Turkish Seismic Code Chapter 7, it has been studied to evaluate the seismic performance of an existing reinforced concrete building. This building were found to not meet the earthquake resistance requirements of the 2007 Turkish Seismic Code for Life Safety Performance Objective.

Anahtar Kelime

Deprem, Performans, Eşdeğer

Bilim Kodu

6240501




Sıra No :14313
Üniversite

501101030

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Mustafa GENÇOĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

HASAN KAYACI

Başlık

BETONARME YÜKSEK BİNALARDA YANGIN GÜVENLİĞİ VE YANGIN SENARYOLARI ÜZERİNDE İNCELEMELER

Özet

Ülkemizde ve özellikle İstanbul da nüfusun artışı, hızlı kentleşme, ticari ve iktisadi birimlerin ihtiyaçları gibi nedenlerden ötürü hızla artan yüksek katlı binalar sosyal kültürel ekonomik ve teknik bağlamlarda çeşitli sonuçlar doğurmaktadır. Bu bakımdan yapı sektörünün konusu olan yapı malzemesi ve teknolojisi alanında kaydedilen bilimsel ve teknik gelişmeler yapı sektörünü hızlandırmakta ve yüksek katlı yapıların inşasını kolaylaştırmaktadır. Bu durum beraberinde mimari ve teknik anlamda karakteristik problemlere ve bunların özel çözüm yollarına ihtiyaç duyduğu gibi binalarda yangın güvenliği adına da farklı yöntemlerin geliştirilmesine ve uygulanmasına neden olmaktadır. Ülkemizde binalarda yangın güvenliği, yangın durumunda kaçış ve boşaltma olanaklarının oluşturulması, yangının etkilerine karşı binanın mukavemetinin korunması adına kullanılan yapı malzemelerinin yangına dayanımlarının yeterliliği, mevcut binanın fiziksel koşullarının yangının ve dumanın yayılmasını en aza indirgeme doğrultusunda proje çalışmalarının oluşturulması, yangın durumunda mal ve can kaybını önlemek ve itfaiye erlerinin etkin kurtarma operasyonu yapabilmeleri için itfaiye müdahale ve acil durum yönetim planlarının oluşturulması gibi bir dizi faktör Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik teki hükme dayalı zorunluluklar ile sağlanır. Bu zorunluluklar, binaların tasarımında mimar ve mühendisler için rehber görevini üstlenmektedir. Ancak, yüksek binalar için sadece BYKHY in hükümlerine dayalı tasarımlar, yangın güvenliği adına fonksiyonel ihtiyaçların karşılanamadığı bazı durumları da doğurmaktadır. Bu nedenle ülkemizdeki inşaat firmaları yüksek katlı yapı projelerini tasarlarken BYKHY in yetersiz kaldığı noktalarda kabul edilebilir çıktılar ve kısıtlı olmayan sayıda çözümler üzerine odaklanma adına Avrupa EN ve Amerikan NFPA yangın yönetmeliklerinden de yararlanmaktadırlar. Beş bölümden oluşan bu çalışmanın birinci bölümünde, yangın ile alakalı genel bilgiler, yüksek sıcaklığın betonarme ve betonarmenin elemanlarına etkileri anlatılmıştır. İkinci bölümde, ülkemizde yangın yönetmeliğinin geçmişi, Avrupa EN ve Amerikan NFPA yangın yönetmeliklerinin uygulanış biçimi ile yanan malzemenin tasarım kriterleri anlatılmıştır. Üçüncü bölümde 5 bodrum kat, 1 zemin kat ve 44 normal kattan oluşan, İstanbul, Ümraniye, pafta 11, Ada 787, 32 numaralı parsel üzerinde yapılan rezidans binasının yangın güvenliğinin ilgili yönetmeliklere göre tasarımı üzerine incelemeler anlatılmıştır. Dördüncü bölümde rezidans binasının herhangi bir durumda yangın güvenliği adına aktif yangın önleme sistemlerinin çalışma senaryosu anlatılmıştır. Beşinci bölümde ise yapılan bu tez çalışmasının betonarme yüksek binalar açısından yangın güvenliği ile alakalı sonuçları ve öneriler anlatılmıştır.

Title

INVESTIGATIONS ON FIRE SAFETY AND FIRE SCENARIO FOR REINFORCED CONCRETE HIGH RISE BUILDINGS

Abstract

People constructed structures for the requirement of shelter and protection, since the moment that there were human beings. Developed as a low-rise buildings up to the industrial revolution, began to develop vertically for different reasons such as social, cultural, economic and technical reasons in the end of nineteenth century Construction of high rise vertically is getting easy because of the scientific and technical developments of construction material and technology. High rise buildings are multi storey buildings that construct by using modern technologies and require specific solutions. Increasing population, rapid urbanization and housing, commercial requirements in developing and developed countries cause increasing demand for multi storey high buildings day by day. Especially in big cities like İstanbul, rapid urbanization and migration, cause that most of buildings are built as a new high rise buildings. High rise building construction has a lot of problems about structural analysis architectural and technical design and construction. So,fire safety has been gaining importance day by day with developing technology growing industry and a quality awareness in our countries as well in developed countries. Current fire protection strategy for a building often incorporates a combination of active and passive fire protection measures. Active measures, such as fire alarm and detection systems or sprinklers, require either human intervention or automatic activation and help control fire spread and its effect as needed at the time of the fire. Passive fire protection measures are built into the structural system by: • Choice of building materials • Dimensions of building components • Compartmentation, and • Fire protection materials These control fire spread and its effect by providing sufficient fire resistance to prevent loss of structural stability within a prescribed time period, which is based on the building‟s occupancy and fire safety objectives. In the development of new codes, many countries have adopted a multi-level approach to fire resistance design. At the highest levels, there is legislation specifying the overall goals, functional objectives, and required performance that must be achieved in all buildings. At a lower level, there is a selection of alternative means of achieving those goals. The three most common options are to: • Comply with a prescriptive “acceptable solution” • Comply using an “approved calculation method” • Carry out a performance-based “alternative design” from engineering principles using all the information available Standard calculation methods for all aspects of fire resistance design have not yet been developed for widespread use, so compliance with performance-based codes in most countries is usually achieved by simply meeting the requirements of “acceptable solutions” (a “deemed-to-satisfy” solution), or alternatively carrying out a performance based “alternative design” based on fire engineering principles. Alternative designs can often be used to justify variations from the “acceptable solution” in order to provide cost savings or other benefits. Codes differ around the world. They all have the objectives of protecting life and property from the effects of fire, but the emphasis between life safety and property protection varies considerably. For more than 25 years, European countries have been working on a new coordinated set of structural design standards known as the Structural Eurocodes. These are comprehensive documents that bring together diverse European views on all aspects of structural design for all main structural materials. The Eurocodes are being prepared by the European Committee for Standardization (CEN) under an agreement with Commission of the European Community. The Eurocodes recognize the need for member countries to set national safety standards that may vary from country to country, so each country‟s national standard will comprise the full text of the Eurocode with local modifications in a supporting document. In our country, technical regulations for buildings fire safety on the BYKHY 2009 which is now implemented many approaches are recommended for assessing the potentiality of egress in case of fire, the protection of strength of buildings against the effects of fire, adequacy of used materials in terms of fire resistance of building, design principles of existing buildings to minimize the spread of fire and smoke, prevention loss of life and property in case of fire, preparation of fire response and emergency management plans for effectively rescue operation by firefighters. These regulations are important for architects and engineers in the design of the building. The present master of thesis is composed of five chapters. First chapter is introduction of the thesis. The physical and mechanical properties of concrete and steel change when reinforced concrete members are exposed to high temperatures due to a given reason. As a result of these changes, concrete may exhibit damages, such as cracks and spalling accompanying significant bonding losses between steel and concrete. Therefore, the actual state of a construction should be correctly evaluated before deciding on damage evaluation a construction exposed to high temperatures, e.g. a fire. This evaluation requires a good level of knowledge about the behaviour of concrete and the changes in its physical, mechanical and thermo-physical properties under the effect of high temperature. A structure must be both sustainable and economical and it must fulfill some performance levels in both vertical service loads and horizontal earthquake loads, earth pressure loads etc. This obligation has critical importance for life safety. Behaviour of structure is very important for the performance level of structure under the effects of the earthquake and fire loads. In this chapter, investigations of the mechanical properties of reinforced concrete exposed to high temperatures are expressed. In this context is not intended to provide step-by-step design procedures. Rather, it provides general guidance on the approaches to, and practical aspects of, implementing a fire-resistant design approach for concrete buildings. In second chapter, Adequacy of prevalent regulations for high rise buildings is discussed. Some differences about design principles of high rise buildings are summarized. Importance of performance based design for high rise buildings is mentioned. Differences between design rules in BYKHY and Eurocode and NFPA, design principles of high rise buildings and the design rules of BYKHY are briefly mentioned. The information presented in this chapter is limited to passive fire protection measures only. The third chapter gives information about Suryapı Exen İstanbul high rise building construction. Building have five rigid basement, one ground floor and 44 typical floors. All stories have three meters of height. Building is assumed to be constructed in a high seismicity region considered regulation which is Turkish Seismic Design Code in which the building is expected to experience destructive ground shaking. Slab system of the structure is a two way, beam- supported system.Design of this slab system is made according to Turkish Regulations. In this context, the information relating to the location, fire safety designing, mechanical and electrical systems, architectural and technical arrangements of the project are described. Building service and fire protection equipments consist of heating, ventilating, and air-conditioning systems, smoke control, elevators, stokehole, fire detection, alarm, and communications systems and its cables, automatic sprinklers and other extinguishing equipment. In the fourth chapter, Fire scenario of Exen İstanbul high rise building construction is explained. Operation principles of the passive and active fire safety devices systems in case of fire are described. The fifth chapter is the final chapter and indicates the results of the study. The differences between design rules in BYKHY, Eurocode an NFPA, are explained. Behaviour of structure, adequacy of prevalent regulations for high rise buildings, architectural and structural design of the Exen İstanbul high rise project in terms of fire safety compliance under fire effects are briefly mentioned.

Anahtar Kelime

Betonarme, Yüksek yapılar, Yangın güvenliği

Bilim Kodu

624




Sıra No :14244
Üniversite

501101079

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Y.Doc.Dr. Mecit ÇELİK

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Furkan DEDEOĞLU

Başlık

MEVCUT BETONARME BİR OKUL BİNASININ DOĞRUSAL ELASTİK OLMAYAN HESAP YÖNTEMİ İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, İstanbul’ da bulunan üç katlı mevcut bir okul binasının 2007 Deprem yönetmeliği kriterlerine göre deprem performansı değerlendirilmiştir. Güçlendirilerek beş katlı olarak tasarlanan bina, doğrusal elastik olmayan hesap yöntemi kullanılarak deprem performansı incelenmiş ve bina 2007 deprem yönetmeliği kriterlerine uygun hale getirilmiştir. Altı bölümden oluşan yüksek lisans tezinde ilk bölüm giriş bölümü olarak düzenlenmiş ve konuyla ilgili çalışmalar ile konunun kapsamı anlatılmaktadır. İkinci bölümde yapı sistemlerinde kullanılan statik ve dinamik analizler ele alınmış ve doğrusal elastik olmayan hesap yöntemleri incelenmiştir. Üçüncü bölümde yapıların performansa dayalı tasarımı ve değerlendirmesi hakkında bilgi verilmektedir. Bu bölümde, 2007 deprem yönetmeliği incelenerek yapı elemanlarının hasar sınırlarının ve binaların deprem performans düzeylerinin belirlenmesi konuları açıklanmış ve performans hedefleri belirlenerek bu performansa göre kullanılan analiz yöntemleri incelenmiştir. Dördüncü bölümde binanın mevcut durumu ele alınarak sayısal inceleme yapılmıştır. Bina bilgileri kullanılarak Etabs programı yardımıyla binanın tasarımı yapılmış ve deprem yönetmeliğine göre doğrusal elastik yöntem kullanılarak deprem güvenliği incelenmiş ve binanın deprem performansının yetersiz olduğu belirtilmiştir. Beşinci bölümde ise bina beş katlı olarak ele alınmış ve Sap2000 programı kullanılarak güçlendirilme yapılmış ve doğrusal elastik olmayan hesap yöntemi ile deprem performansı incelenmiştir. Son bölüm olan altıncı bölümde tez çalışmasına ait sonuçlar verilmiştir. Bu sonuçlara göre binanın mevcut hali her iki doğrultudaki deprem performanslarını karşılamadığı ve güçlendirilen sistemde elastik olmayan hesap yöntemi göz önüne alınarak yapılan analizler sonucunda binanın her iki doğrultudaki deprem performansını sağlaması sonucunda güçlendirmenin yeterli olduğu belirlenmiştir.

Title

REINFORCEMENT WITH NONLINEAR ANALYSIS METHOD FOR EXİSTİNG REINFORCED CONCRETE SCHOOL BUILDING

Abstract

Prepared as a master thesis of this study, three storey existing school building‘s seismic performance was evaluated according to the 2007 earthquake code criteria. This building was designed for five storey and strengthened by using nonlinear elastic method. The building was optimized for 2007 seismic code criteria. When examining the six chapters of this thesis, first part was arranged as introduction, research of the subject and the scope of the topic was described in this part. In the second part, static and dynamic analysis, which is used in structural system were discussed and nonlinear analysis method was examined. Third part provides information about the performance-based design and evaluation of structures. In this section, damage limits and performance levels of the building components were described with 2007 seismic code. The performance target were determined and the performance analysis methods were investigated. By considering the current state, quantitative analysis were performed in the fourth section of this thesis. By using the building information, with the help of Etabs, the building has been designed. According to the earthquake regulation, earthquake safety was examined by using linear analysis method and the seismic performance of the structure was reported to be insufficient. In the fifth chapter, the building has been considered as a five-storey and was reinforced by using Sap2000 program and the seismic performance was analyzed by the method of nonlinear analysis. In the last section of this thesis, the results of this study were given. According the results, current state of this building does not provide the seismic criteria for both earthquake directions. At the reinforced system, as a result of analysis considering the nonlinear method, the building provide the seismic criteria for both earthquake direction. Strengthening is determined to be sufficient

Anahtar Kelime

Güçlendirme, Lineer Olmayan Analiz

Bilim Kodu

624




Sıra No :14246
Üniversite

501091199

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Kutlu DARILMAZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Hande ŞAHİN

Başlık

MEVCUT BİR BETONARME YAPININ ARTIMSAL EŞDEĞER DEPREM YÜKÜ YÖNTEMİ İLE PERFORMANSININ BELİRLENMESİ

Özet

Bu çalışmada, mevcut beş katlı betonarme bir yapının “Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik 2007” de anlatılan doğrusal olmayan yöntemlerden artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanılarak deprem performans seviyesinin belirlenmesi anlatılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında incelen yapı türü konut binası olduğu için 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan deprem düzeyi kullanılmıştır. Şekil değiştirmeye dayalı performans değerlendirmesinde, yapı için hedef yerdeğiştirme değeri hesaplanır. Bu değer altında itme analizi sonucunda, yapı elemanlarının sünek davranışa ilişkin plastik şekil değiştirme istemleri önceden belirlenmiş şekil değiştirme sınırları ile karşılaştırılarak yapısal performans değerlendirilmesi yapılmaktadır. Analizi yapılan mevcut betonarme bina konut türü bir yapı olduğu için, deprem performansının belirlenmesinde esas alınacak deprem düzeyi ve öngörülen minimum performans hedefi “Can Güvenliği” performans düzeyidir.

Title

SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF AN EXISTING REINFORCED CONCRETE STRUCTURE BY INCREMENTAL EQUIVALENT EARTHQUAKE LOAD METHOD

Abstract

In this study, earthquake performance level of a five storey concrete building by using incremental equivalent earthquake load method from one of the non-linear methods explained in “Specification for Buildings to be Built in Seismic Zones 2007”, are represented. As the residential building type is being analysed in the scope of this thesis study, the earthquake level of 10% probability of exceeding ocurrence in 50 years is used. In the deformation based performance evaluation, target displacement value is calculated for the building. Under this value in the result of pushover analysis, structural performance evaluation is done by comparing plastic deformation volitions and anticipated deformation limits. As the analysed existing concrete building is residential, while defining the earthquake performance, anticipated minimum building target is life safety performance level.

Anahtar Kelime

Doğrusal olmayan analiz, performans değerlendirmesi, Mevcut yapı

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14229
Üniversite

501101412

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Zübeyde Öztürk

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Hazal Yılmaz

Başlık

RAY KUSURLARININ ÖRNEK HAT ÜZERİNDE ULTRASONİK YÖNTEMLE İNCELENMESİ VE RAY GERİLMELERİNİN BELİRLENMESİ

Özet

Bu çalışmanın amacı, ultrasonik muayene yöntemi kullanılarak, Aksaray-Havalimanı Hafif Metro Hattı’nda meydana gelen ray kusurlarını tespit etmek, Uluslararası Demiryolu Birliği tarafından yayınlanmış 712 R kodlu “Ray Kusurları” adlı Standarda göre sınıflandırmak, ray kusurlarının özelliklerini, rayın hangi bölümlerinde ortaya çıktığını ve hattın hangi kesimlerinde yoğunlaştığını, nedenleriyle birlikte karşılaştırmalı olarak irdelemek ve rayda meydana gelebilecek gerilmeleri hesaplayarak, ray gerilme seviyesi-bozulma arasındaki ilişkiyi araştırmaktır. Çalışmada, bünyesinde bulunan ultrasonik problar vasıtasıyla ray içine ultrasonik dalgalar gönderen ve raydaki herhangi bir kusurdan yansıyan bu dalgaları alarak işleyen, bu sayede kusurun yeri ve boyutu hakkında bilgi veren ultrasonik muayene aracı kullanılmıştır. Ultrasonik ölçüm sonucunda, hattaki ray kusurlarının boyutu, hat üzerinde bulunduğu kilometre ve rayda bulunduğu bölge belirlenmiştir. Tespit edilen ray kusurlarının, hattın farklı ray kaynağı kullanılan kesimlerindeki davranışı, nedenleriyle birlikte karşılaştırmalı olarak irdelenmiştir. Çalışmanın devamında, ray gerilmeleri ile ray kusurları arasındaki ilişki araştırılmıştır. Hattın aliyman, yatay kurba ve istasyon gibi farklı kesimlerindeki ray gerilmeleri hesaplanarak, ultrasonik yöntemle tespit edilen ray kusurlarının bu kesimlerdeki dağılımları ile ray gerilmeleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Hattın yatay kurba, istasyon ve aliyman bölgelerinde tespit edilen ray kusurlarının ortalama boyutu belirlenmiş ve bu bölgelerdeki ray gerilmeleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda, hattın alüminotermit kaynaklı kesimlerinin, yakma alın kaynaklı kesimlere göre daha fazla ray kusuru içermesi nedeniyle daha kötü bir performans gösterdiği sonucuna varılmıştır. Ayrıca, raya etkiyen gerilmeler arttıkça, “km başına düşen ray kusuru sayısı” ve ray kusurlarının ortalama boyutunun arttığı sonucuna varılmıştır.

Title

INVESTIGATION OF RAIL DEFECTS WITH ULTRASONIC INSPECTION METHOD ON MODEL TRACK AND DETERMINATION OF RAIL STRESSES

Abstract

The aim of this study is to detect rail defects on Aksaray-Havalimanı Light Rail Transit Line using ultrasonic inspection method, to classify the defects according to the International Union of Railways Catalogue of Rail Defects with the code of 712 R, to examine the characteristics of the defects, to find out the rail sections and track sections where the defects occur most and to investigate the relationships between rail stresses and rail defects by calculating rail stresses that can probably occur in the rail. In this study, ultrasonic inspection car including ultrasonic probes which have the ability of producing, transmitting and receiving ultrasonic waves that check the entire rail section against defects is used. Basic characteristics of rail defects involving size, position in rail section and location in track are determined. Furthermore, properties of rail defects in track sections with alumino-thermic welding and flash-butt welding are examined comparatively. Afterwards, relationships between rail defects and rail stresses are investigated. Primarily, rail stresses in alignment, horizontal curve and station sections of the track are calculated. Then, distribution of defects in these sections is determined and the relationships between rail stresses and rail defects are analysed. After that, the average sizes of rail defects in these sections are calculated and compared with rail stresses. Consequently, alumino-thermic welds in the track are found to perform poorly than the flash-butt welds. Furthermore, as the rail stresses increase, average size of rail defects and “number of rail defects per km” are found to increase.

Anahtar Kelime

Demiryolu, Ray kusurları, Ray gerilmeleri, Ultrasonik muayene

Bilim Kodu

0




Sıra No :14215
Üniversite

501101157

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç. Dr. Gül Polat Tatar

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Ferzan Okay

Başlık

MİKRO ÖLÇEKLİ İNŞAAT İŞLETMELERİNİN KAR KAYIP SEBEPLERİNİN İRDELENMESİ

Özet

Etkisi bulunduğu tüm sektörlerle beraber çok büyük bir güç olan inşaat sektörünün ekonomiye katkısının sürekliliğinin sağlanması amacıyla sorunlarının irdelenmesi ve araştırılması gerekmektedir. İnşaat sektörünün ülke ekonomisine katkısı sadece inşaat çalışanları ile sınırlı değildir. Sağlam bir ekonomi yaratabilmek, toplumsal geleceğin daha iyi şartlara kavuşturulması ve göçün engellenmesi açısından inşaat sektörü önemli görevler üstlenmiş bulunmaktadır. Türk ekonomisinde inşaat sektörünün bu derecede önemli bir konumda bulunması inşaat işletmelerinin sorunları üzerine araştırmalar yapılması ihtiyacını doğurmaktadır. Bu çalışmada, ülkemizde alt yüklenici olarak genel inşaat işleri yapan mikro ölçekli inşaat işletmelerinin hedefledikleri karlılık düzeyine ulaşmalarını engelleyen, kar kaybına neden olabilecek faktörler incelenmiş, bu faktörlerin hedeflenen karı hesaplama aşamasında işletmeler tarafından ne düzeyde göz önünde tutulduğu ve karlılıklarını ne düzeyde etkilediği araştırılmıştır. Konularında uzman yetkili personelin verdiği yanıtlar üzerinden değerlendirmeler yapılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde konu hakkında genel bilgilendirme yapılarak, inşaat sektörünün ülke için önemi anlatılmış, çalışmanın yapılacağı konunun belirlenmesinden bahsedilmiş, çalışmanın amacı ve kısıtları belirtilmiştir. İkinci bölüm çalışmanın literatür araştırması kısmını oluşturmaktadır. Bu bölümde inşaat işletmelerinin türleri, işletmelerinin büyüklükleri, inşaat projelerinin türleri, proje yönetim süreçleri ve inşaat projelerinin karlılığı etkileyen başlıca faktörler anlatılmıştır. Bu faktörler anket sorularını oluşturmuştur. Ankette yer alan 38 faktör 11 temel proje yönetim sürecine göre kategorize edilerek detaylı şekilde açıklanmıştır. Üçüncü bölümde anket çalışmasının hazırlanışı genel hatlarıyla izah edilmiştir. Anket çalışmasına genel bakış, anketin uygulanış yöntemi, güvenilirliği, hazırlanışı ve istatistiki bilgileri konularında bilgilendirme yapılmıştır. Çalışmaya kaç kişinin katıldığı, katılanlara hangi yöntemlerle ulaşıldığı, değerlendirmelerin hangi istatistiksel yöntemlerle yapıldığı bu bölümde anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, anket çalışmasının sonuçları ve değerlendirilmesi yapılmıştır. Ankete katılan kişi ve şirketler hakkında tablo, grafik ve yüzdelik dilim şemalarıyla sonuçlar ortaya koyulmuş ve bu sonuçlar üzerinde karşılaştırma ve değerlendirmelerde bulunulmuştur. Bu bölümde ayrıca anket çalışmasının oluşmasında temel hedef olan karlılığı etkileyebilecek başlıca faktörlerin kar oranı tahmininde göz önüne alınması ve karlılığı etkilemesi hakkındaki sonuçlara ulaşılmıştır. Faktörlerin ortalama göz önüne alınma ve karlılığa etki değerleri belirtilerek önemlilik derecelerine göre sıralama yapılmıştır. Karlılık hesabında en çok göz önüne alınan faktörler, maliyet tahmin hataları, ana yükleniciden hak ediş ödeme alımlarının gecikmesi, enflasyon - inşaat malzemelerindeki fiyat artışı olarak; en çok kar kaybına yol açan faktörler ise tasarım problemleri, ana yükleniciden hak ediş ödeme alımlarının gecikmesi, ana yüklenicinin sözleşme kapsamı dışındaki taleplerini sözlü olarak yapması sonucu ortaya çıkan yanlış imalat ve geri dönüşler olarak bulunmuştur. Ayrıca, her faktörün önemlilik göstergeleri bulunarak hangi faktöre daha çok önem verilmesi gerektiği belirtilmiştir. Bunların yanında bu bölümde, faktörlerin hedeflenen kar hesabında göz önüne alınma dereceleri ve elde edilen karı etkileme dereceleri arasındaki sapmalar bulunarak alt yüklenicilerin kar hesabında hangi faktörlere daha fazla önem göstermesi gerektiği gösterilmiştir. Bundan sonraki kar hesaplamalarında daha fazla göz önünde tutulması gereken ilk üç faktör tasarım problemleri, ana yüklenicinin sözleşme kapsamı dışındaki taleplerini sözlü olarak yapması sonucu ortaya çıkan yanlış imalat ve geri dönüşler ve aynı projede çalışan diğer alt yüklenicilerin yol açtığı giderlerdir. Son olarak, beşinci bölümde çalışma sonucu elde edilen başlıca sonuçlar belirtilmiş ve gelecek çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Title

AN INVESTIGATION ABOUT FACTORS CAUSING LOSS OF PROFIT IN MICRO-SIZED CONSTRUCTION COMPANIES

Abstract

Construction sector consists of public and private corporations which contribute to produce of constructions in many way. It has an enormous strength with the sectors which are affected from construction sector. This sector does not only assist the country’s economy, but also plays a major role for inhibition of immigration, rising the civilization and life standards. Construction sector has been growing rapidly in Turkiye and new companies are setting up at an increasing rate. It is on the key position for Turkish economy. This situation creates an enormous courage for conducting the researches on construction companies’ problems. The aim of this study is to investigate the factors causing loss of profit for micro-sized construction companies which work on general construction works in Turkiye. In this research, factors that cause loss of profit have been researched to understand how much importance are given by the companies to each factor while the companies prepare their target profit and effects on real profit. In the first part of this study, basic informations was given about the research and the importance of construction sector for Turkiye. Also, the aim of this study and restrictions and subject determining methodology were explained in this part. The second part is a literature research about factors that were reviewed to identify the factors affecting the profit. In addition, other regional factors had been add as recommended by experts. These factors generates the survey’s questions. The 38 factors causing loss of profit were categorized on 11 basic project management processes and explained in details. Also, general information about types of construction companies such as companies’ size, types of construction projects and project management processes take part in this section. In the third part of this study, design of questionnaire was explained in generally. Also, informations were given about survey, implementation of the survey methods, survey’s reliability, preparation of questions and statistical informations. Informations were given about the number of people attended the survey, sampling, scoring and data analysis methods in this part. The reliability of this survey is 89% by the Slovin Formula. Quota sampling was used as sampling method and totally 136 questionnaires were distributed as follows: 66 with e-mail, 70 with site visitings. 78 questionnaires were received (57%) as follows: 8 (10%) from owners, 70 (90%). For the scoring the each question after 17th, the respondents have five options. These are “extremely severe”, “very severe”, “severe”, “somewhat severe” and “not severe”. These options express the severity of the factors. In the forth part, the rankings, statistical analysis, results and major findings were explained. The datas were shown with tables, charts, graphs and percentile diagrams about respondent people and companies. Comparisons and evaluations were made on this results. Between the 78 respondents, 54% are bachelor s degree, 24% are masters degree, 22% are primary school and high school graduate. 25% of respondents are in 22-30, 23% are in 41-45 age group. Respondents’ 23% are 11-15, 19% are 1-5 years experienced in construction sector. 49% of respondents are company owner/partner, 46% are project manager/site chief, 5% are other personnel. %55 of respondents are working for 1-5 years in their companies. 32% of companies 6-10, 25% of companies has activities for 11-15 years in construction sector. Companies mostly specialized on residential structures and leastest specialized on infrastructure and transportation structures. According to survey, in the micro-sized and general construction companies in Turkiye, the project management processes are managed by company owner/partner or project manager/site chief. Tender and bid management, contract management, time management, cost management processes are generally managed by company owner/partner. On the other hand, quality management, communication and document management, health safety and environment management, human resources management, purchasing management, scope management, risk management processes are generally managed by project manager/site chief. As it is seen in the results, the processes which are about money, managing by company owner/partner. Otherwise, the processes which are about site works and other relations, are managed by project manager/site chief. Technical staff and counsellor employing aren’t preferred for managing the processes. Accordingly it is inevitable that, some problems will appear in process managements because of lack of experience, oversights and excessive workloads. According to survey, companies’ target profit rate is usually between 16-20% and 11-15% interval. Eventually at the final of projects, they have 6-10% and 1-5% profit rate generally. When we are looking at the avarage rate of target profit and realized profit, there is a 10% difference between two of them. Companies target profit rate was 36-40% max., 6-10% min. Their real pofit was 21-25% max and some companies lost money. 34% of respondents target profit was 16-20%, 30% are 11-15%, 13% are 21-25%. 42% of respondents had 6-10% profit, 34% are 1-5%, 13% are 16-20%. Also, in this part, the results were taken about how much importance is given by the companies for each factor when the companies preparing their target profit and the factors affect levels on real profit. Rankings were made with the results about factors leading loss of profit. The factors which are taken into account mostly when estimating target profit are (1) labor, machinery, materials cost estimation mistakes caused by lack of detail examining, far from reality, confused, shortsighted estimates, (2) delay in progress payment from the main contractor, (3) inflation - the increase in the prices of construction materials, (4) disadvantages in the field and climatic conditions, (5) site delivery delays by the main contractor. On the other hand, the factors which cause loss of profit are (1) design problems because of incorrect design, frequent design changes and the delay in approval of changes, (2) delay in progress payment from the main contractor, (3) incorrect producing and returns because of main contractor s oral demands ones are outside the scope of the contract, (4) inflation - the increase in the prices of construction materials, (5) labor, machinery, materials cost estimation mistakes by lack of detail examining, far from reality, confused, shortsighted estimates. It is remarkable that, the first three factors which are leading loss of profit, main contractor based. In addition, each factors’ severity index were calculated. 11 of the factors which taken into account when the companies preparing their target profit were calculated “severely considered factor” and the others were calculated “somewhat severely considered factor”. It seems that, every factors is leastest taken into account “lightly severe” when estimating the target profit. Besides, extremely severe leading factor is design problems because of incorrect design, frequent design changes and the delay in approval of changes. Also, 11 of the factors are decreasing the profit very severely. Unfortunately, none of the factors are taken into account very severely when estimating the target profit. Also, in the fourth part, deviations were calculated between each factors’ taking into account values and effect values to realized profit. The highest deviations were found for (1) design problems because of incorrect design, frequent design changes and the delay in approval of changes, (2) incorrect producing and returns because of main contractor s oral demands ones are outside the scope of the contract, (3) other subcontractors based damages and returns on the productions, (4) informal expenses and briberies, (5) higher labour and machine rates for rework and repair, and testing because of quality problems. From now, company owners and tender and bid process responsible have to pay more attention on these factors. Finally, the summary, major findings, interpretations about the conclusions and recommendations take part in the last part of the study.

Anahtar Kelime

yapı, proje, yönetim, süreç, inşaat, işletme, kar, kayıp, zarar, sebep

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :14203
Üniversite

501101084

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Alper İLKİ, Yrd.Doç.Dr.Mecit ÇELİK

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

PELİN ELİF MEZREA

Başlık

TARİHİ TUĞLA DUVARLARIN TEKSTİL DONATILI HARÇ (TRM) İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Tarihi yığma yapıların inşasında kullanılan malzemelerin, bu malzemelerin dayanımlarının ve işçilik kalitesinin değişkenliği yığma yapı davranışında çeşitliliğe sebep olmaktadır. Ülkemizde kültürel mirasın önemli bir kısmını oluşturan mevcut yığma yapıların fazlalığı düşünüldüğünde, bu konuda yapılan araştırma sayısı oldukça azdır. Nadir görülen kuvvetli yer hareketlerine karşı koyabilecek dayanım ve sünekliğe sahip olmamaları, zaman içindeki bozunmalar gibi sebepler nedeniyle yığma yapıların ana taşıyıcı elemanı olan duvarlar, yatay yük taşıma kapasitesi ve süneklik açısından genellikle yetersiz kalmaktadır. Güçlendirme uygulaması yapılırken yapısal özellikleri iyileştirmenin yanı sıra; yapının mimari özelliklerinin, özgün tarihi dokusunun korunması ve uygulama kolaylığı aranan özellikler olmalıdır. Tekstil donatılı harç ile güçlendirme, aranan bu özellikleri sağlamasının yanında, geri döndürülebilir olması nedeniyle de klasik güçlendirme yöntemlerine alternatif olmaktadır. Bu çalışmada, tekstil donatılı harç ile güçlendirmenin kayma davranışına etkisini araştırmak amacıyla, 1930lu yıllarda inşa edilen tarihi bir binadan alınan tuğlalar ile on dört adet yığma duvar numunesi imal edilmiştir. Duvarların diyagonal basınç etkisi altında davranışı deneysel olarak belirlenirken, sıvanın etkinliği, tekstil donatılı malzeme türünün ve ankraj uygulamasının davranışa etkisi araştırılmıştır. Numunelerden ikisine herhangi bir güçlendirme ve sıva uygulaması yapılmazken iki adet numunenin yüzeyleri, tarihi harçların mekanik özelliklerini yansıttığı düşünülen yeniden üretilmiş düşük dayanımlı harç ile sıvanmıştır. On adet numune ise farklı kombinasyonlar ile güçlendirilmiştir. Güçlendirilmiş numuneler referans numunelerle kıyaslandığında, kayma dayanımı, şekildeğiştirme kapasitesi ve enerji tüketme kapasitesinde önemli artış sağlandığı görülmüştür.

Title

RETROFITTING OF HISTORICAL BRICK MASONRY WALLS WITH TEXTILE REINFORCED MORTAR

Abstract

Masonry structures do not require qualified workmanship; encourage using local resources, enable significant durability and have been universally preferred. Despite that, horizontal loads are often ignored in design step of load-bearing walls. Material deterioration over time and remarkable earthquakes lead structural system to deficiency in terms of strength and ductility. Turkey has important cultural heritage since many empires remained thousands of monumental structures. Intervention procedures enable to protect this heritage and hand over the future. Not only improvement of structural properties but also preservation of genuine architectural properties should be offered by an optimum strengthening technique. Rehabilitation with textile-reinforced mortar is easy to apply and removable and satisfies all these features. This study primarily intends to research experimentally the efficiency of retrofitting historical brick walls with textile reinforced mortar and compare the shear behavior of walls before and after strengthening procedure. In order to achieve this target, a total of fourteen wall specimens are constructed with solid clay bricks that were obtained from 85 years old historical building and a reproduced mortar. Test parameters are type of plaster, textile and application of anchorage. Mortar is compatible with masonry, economical and reversible and provides efficient adherence. So, unlike the literature, mortar was preferred to use as bonding material instead of polymers. All the specimens were subjected to diagonal compression loads. The results show that strengthening of historical brick masonry walls with textile-reinforced mortar is an efficient application to improve earthquake performance of shear walls both in terms of strength and deformability.

Anahtar Kelime

tarihi, yığma, diyagonal basınç, kayma, güçlendirme, tekstil donatılı harç

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14197
Üniversite

501111420

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Zübeyde Öztürk

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Murat ULUÇ

Başlık

İSTANBUL METROLARINDA BALASTSIZ ÜSTYAPI VE SİSTEM ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Dünya çapında yaygın hale gelen balastsız üstyapı, birçok farklı koşullarda kullanılmak üzere çeşitli tasarım tiplerine sahiptir. İstanbul da giderek önem kazanan metro hatlarında da farklı tasarım tipleri uygulanmıştır. Bu çalışmada dünya genelinde ilk balastsız üstyapının ortaya çıkmasından günümüze kadar olan farklı tasarımların detayları, avantaj ve dezavantajları ile bazı istatistikî verileri hakkında bilgi verilmiş, metro hatlarında kullanılan kazı yöntemleri ile elektromekanik sistem çeşitleri üzerinde durulmuştur.İstanbul’da işletmesi yapılmakta olan üç adet ağır metro hattının imalatında uygulanan kazı yöntemleri, üstyapı tasarımları, kullanılan farklı elastikliğe sahip bağlantı elemanları, makas tipleri, elektrifikasyon ve sinyalizasyon sistemlerinin incelemesi yapılarak birbirilerine göre farklılıkları, avantaj ve dezavantajları ile işletmede sağlayacakları imkanlardan bahsedilmiştir. İmalatı yapılan üstyapıları meydana getiren kalemlerin birim maliyetleri araştırılmıştır.

Title

EXAMINE AND COMPARISON BETWEEN DIFFERENT SLAB TRACKS AND SYSTEM PROPERTIES OF İSTANBUL METRO LINES

Abstract

The slab track, which is useful around the world, has a lot of design types that suitable for different conditions. Different design types of slab track have aplied on İstanbul heavy metro lines, which have growing importance. In this study it has been mentioned about the details, advantages and disadvantages of different superstructures that created since the first slab track has been built, some cutting methods and various electromechanical systems used on metro projects.Following the researches; the differences, advantages, disadvantages and opportunities on operating the lines have been talked about by analysing the cutting methods, superstructure designs, electrification and signalization systems, crossing and fastenning types of three heavy metro lines being operated in İstanbul. The unit costs of components that compose the suprestructures of three metro lines have been researched.

Anahtar Kelime

Balastsız üstyapı, İstanbul, metro, elektromekanik

Bilim Kodu

624




Sıra No :14190
Üniversite

501111508

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Abdüsselam ALTUNKAYNAK

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Mustafa NURI BALOV

Başlık

AKIŞ HİDROGRAFI TAHMİN MODELLERİ

Özet

Mühendislik açısından yağış akış süreci su çevriminin en önemli bileşenidir ve muhtemel yağışlardan meydana gelebilecek akışın tahmin edilmesi su kaynaklarıyla ilgili projelerin temelidir. Bu nedenle bir çok fiziksel ve data temelli model yağış akış sürecinin simülasyonu için geliştirilmiştir. Akış hidrografı, bir havzanın veya herhangi bir hidrolojik sistemin bir fırtınadan oluşan akış miktarının zamanla değişimini göstermektedir. Bu çalışmada akış hidrografının üç temel bileşeni yani toplam dolaysız yüzey akışı, pik debi, ve akış süresi incelenmeye alınmıştır. Bu üç parametre farklı tasarım amaçlarına göre mühendisler tarafından ele alınabilir. Bu bağlamda NAM/MIKE BASIN, SWMM parametrik modelleri ve HEC-HMS modeli kapsamında bulunan Clark, Snyder ve SCS birim hidrograf metotlarının yanısıra Kök seçimi matematiksel birim hidrograf yöntemi 1990-1995 yılları arasında Cascina Scala (Kuzey Pavia, İtalya) havzasında meydana gelen 5 ayrı fırtınanın modellenmesi için kullanılmıştır. NAM/MIKE BASIN ve SWMM parametrk modelleri havzanın fiziksel ve hidrolojik parametrelerini kullanarak yağış akış sürecinin matematiksel modelini sağlamaktadırlar. Bu modeller kapsamında yağış akış sürecine bağlantılı olan buharlaşma, sızma, evapotranspirasyon, yeraltı suyu, iç akım, yüzey akımı v.s. gibi tüm fiziksel olayların simülasyona dahil edilmesinden dolayı, modelleme için çok sayıda parametrenin belirlenmesi gerekmektedir ki genellikle tüm bu parametrelerin belirlenmesi olası değildir. Bu durum yağış akış verilerine dayanan farklı kalibrasyon yaklaşımlarından faydalanarak giderilmiştir. Buna karşılık HEC-HMS modelinin birim hidrograf yöntemleri daha az fiziksel parametrenin gerektiği ve daha çok data temmeli olan modellerdir. Ayrıca Kök seçimi birim hidrograf metodu kapsamında sadece akış verilerini kullanarak bir havzanın birim hidrografı elde edilebilir. Modellerin tahmin sonuçları RMSE ve CE istatistiksel ölçütlere göre değerlendirilmiştir. Toplam dolaysız yüzey akışı parametresi açısından en iyi tahmin NAM/MIKE BASIN modeline aittir (RMSE=2,26 mm ve CE=0,84). Bu modeli SWMM modeli RMSE=2,91 ve CE=0,73 ile takip etmektedir. Ancak tüm birim hidrograf yöntemlerin tahmini kabuledilebilir seviyede olmamıştır ki bu durum RMSE değerinin yaklaşık 6 mm ve CE değerinin sıfırdan düşük olmasıyla kanıtlanmıştır. Dikkat edilmesi gereken hususlardan biri de kullanılan tüm modellerin uygun pik debi tahmini yapamamalarıdır. Bu durum sıfırın altında CE değerleri ile gözlemlenmiştir. Hidrograf süresi tahmininde Clark ve Kök seçimi birim hidrograf yöntemleri ve SWMM parametrik modelleri iyi tahmin sergilerken diğer modellerin tahmini CE değerinin sıfırdan düşük olduğunu göz önünde bulundurarak kabuledilebilir seviyede değildir.

Title

ESTIMATION OF RUNOFF HYDROGRAPH

Abstract

Rainfall-induced runoff process is the most important component of hydrological cycle that is used in the design of water structures, flood control and design of urban drainage systems. Runoff hydrograph is a graph that shows runoff variation versus time for a given rainfall event. Modeling rainfall-runoff process is a difficult task due to non-linearity and uncertainties. In addition, other physical parameters such as infiltration, evapotranspiration, soil type, soil wetness and land use conditions are required for determining this process. Rainfall-runoff models can be classified as physically based models and data driven models. Physically-based models are based on mathematical relationships between rainfall, physical parameters of the catchment and runoff. The Rational method was proposed by Mulvany (1850) as the first physical model in order to compute flood peak discharge by taking time of concentration as the basis of the model. Furthermore, analytical probabilistic or design storm approach has been used to estimate the peak discharge for design purposes. Recently, classical rational models were developed using perturbation theory where fuzzy logic model results compared with extended classical rational models. The unit hydrograph is the unit response function of a linear hydrologic system and was first proposed by Sherman (1932). It is defined as a direct runoff resulting from 1 unit of excess rainfall generated uniformly over the drainage area at a constant rate for an effective duration. Unit hydrograph theory was based on some assumptions. The intensity of the excess rainfall and the base time of the direct runoff hydrograph should remain constant and the excess rainfall should be uniform over the whole watershed. Many researchers investigated unit hydrograph theory and synthetic unit hydrographs such as Snyder (1938) and SCS (1972) were proposed as methods of derivation of unit hydrograph. Black box models have been also introduced for the prediction of runoff by formulating the response of catchment linearly or nonlinearly. Fuzzy Unit Hydrograph where Nash cascade parametric form of the unit hydrograph was used were introduced. Fuzzy logic models are based on linguistic expressions which are used for construction of fuzzy IF-THEN rules depending on expert knowledge or available data. ANN model is a black box model which simulates rainfall-runoff process in situations where explicit knowledge of the internal hydrologic process is not available. Despite all of these new developments, there has not been a comprehensive study for evaluating the comparative performance of physically based models like SWMM and NAM/MIKE BASIN and data driven models such as Clark, Snyder, SCS and Root selection method. This study was, therefore, initiated to compare the performance of various methods developed for establishing runoff hydrograph. In this study, HEC-HMS, SWMM and MIKE BASIN/NAM Rainfall-Runoff models and also Root selection method were used for estimating runoff hydrograph from rainfall events in Cascina Scala urban catchment in Italy. These models are physically-based black box models which use the catchment’s physical parameters such as area and slope, curve number, Manning roughness coefficient, and percentage impervious layers and hydrologic parameters and mathematical methods of drivation of unit hydrograph. The physical parameters are required in order to determine the catchment’s response of runoff for a given rainfall event numerically. Runoff hydrographs were calculated using the aforementioned models and the model results were compared with observed hydrograph. The specific objectives of this study were, i) to estimate rainfall-induced runoff using NAM/MIKE BASIN Rainfall-Runoff model ii) to produce runoff hydrograph by employing the NAM/MIKE BASIN Rainfall-Runoff model, and iii) to evaluate the estimation performance of NAM/MIKE BASIN and SWMM parametric models compared to the methods of unit hydrograph in terms of estimation of runoff hydrograph. The results of these models were compared by considering estimated and observed rainfall-induced runoff peak discharge, time to peak and discharge duration of the hydrographs. The comparison was based on the root mean squared error (RMSE) and the coefficient of efficiency (CE) between the observed event data and estimation results. Five storms, which were observed during the period between 1990 and 1995 in Cascina Scala watershed, were modeled using HEC-HMS, SWMM, NAM/MIKE BASIN, and Root-Selection method approaches. The total runoff, peak discharge and the discharge duration results are given below. Total runoff It is clearly seen that results of all unit hydrograph approaches (Clark, Snyder, SCS, and root selection) are not satisfying compared to SWMM and NAM/MIKE BASIN models. Estimated values by all approaches of the unit hydrograph model were found to be larger than the observed values. This conclusion is drawn based on the larger RMSE values (approximately 6.00 mm) and smaller CE values (lower than zero) of results than the other results. Considering the assumptions of the unit hydrograph theory, the storm selected for analysis should be of short duration and the catchment should be relatively small. Long duration storm rainfalls may result in unexpected errors in the estimation of runoff hydrographs. MIKE BASIN/NAM model parameters were determined by trial-and-error process. Five main parameters were selected for calibration. For storm 104, which is chosen for calibration, the estimated total runoff value is exactly equal to the observed value. However, overestimation was observed for long-duration storms, where as underestimation was seen for short duration storms. Consequently, the best estimation was observed using NAM model based on statistical models, which are RMSE is 2.26 mm and CE is 0.84. Wang and Altunkaynak (2012) performed a similar study in the same catchment using the same storm event data. The authors applied storm events using SWMM approach and compared their results with a Fuzzy logic model. They concluded that fuzzy logic model prediction results outperformed total runoff event data compared to SWMM model. But, only total runoff was predicted from total rainfall by the fuzzy logic model and time variable hydrograph components could not be generated. In this study, the same calibration values from the study by Wang and Altunkaynak (2012) were used. However, the results are not found to be similar and a better simulation was observed after changing the time intervals of input rainfall time series from one minute to 10 minutes. As a result, RMSE decreasedfrom 3.85 to 2.91 mm. Likewise, results for large storm rainfall-induced runoff were overestimated in SWMM model. Peak Discharge It was observed that SWMM and NAM/MIKE BASIN approaches tend to underestimate the peak discharge values, while HEC-HMS’s SCS unit hydrograph methods overestimated the peak discharge values. As a result, the estimation results of these models are not satisfying based on the criteria of RMSEs and CEs. Discharge Duration The SCS and Root selection methods revealed the best estimations for discharge duration. This is because there is a good agreement between the estimated and observed discharge durations considering statistical criteria, where RMSEs were found to be 22.87 min and 25.44 min and CEs were found to be 0.88 and 0.85 respectively. RMSE and CE values for SWMM model results were found to be 35 min and 0.72, respectively. However, the other models did not reveal satisfying estimation results. As a result it can be interpreted that the performances of parametric models in term of total direct runoff are better than of those unit hydrograph methods. It can be explained by the number of physical and hydrological parameters that are used for simulation of rainfall-runoff proccess. On the other hand all models were used in this thesis did not excuted a good fit in term of peak discharge where is the most important parametre for designing water structures and flood control projects. The calibration of parametric models in this study was done considering to the total direct runoff and the peak discharge was second priority. So depend on purpose of study calibration can be done in order to obtain a good performance of estimation of desired parameter.

Anahtar Kelime

hidroloji, yağış akış modelleri, hidrograf

Bilim Kodu

6420202




Sıra No :14184
Üniversite

501121106

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Öğr. Gör. Dr. Murat Kuruoğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Emre Gökyiğit

Başlık

TÜRK İNŞAAT SEKTÖRÜNDE 4 BOYUTLU (4D) MODELLEMENİN UYGULANABİLİRLİĞİ

Özet

İnşaat sektörü, her projede tekrar örgütlenmesi gereken tarafların ve gözden geçirilmesi gereken iş kalemlerinin çokluğundan kaynaklı karmaşık yapısı nedeniyle diğer sektörlerden ayrı bir konuma sahiptir. Projelerin başarılı bir şekilde tamamlanması için geliştirilen inşaat proje yönetim disiplini, hedeflere daha rahat erişebilmek için mühendislik ve işletmenin ortak çalışabileceği bir platform olarak ortaya çıkmıştır. Yapının mal sahibinin hayalindeki halinden başlayarak işin tamamlanıp teslim edilmesi ile sonlanan süreç dahilinde süre, maliyet ve kalite kontrolü için hazırlanan prosedürlerin genel adı olan inşaat proje yönetimi, sektörün ülke ekonomisindeki yeri nedeniyle büyük önemi haizdir. Projenin optimal süre ve maliyet koşulları içerisinde, kalite koşullarını yerine getirerek gerçekleştirilebilmesi için tüm taraf ve çalışanların süre, yer, kapasite ve maliyetler açısından iç ve dış sınır koşulları karşısında zamana bağlı olarak koordine edilmesine planlama denir. Planlamanın bir diğer tanımı ise imalatların fiziksel ve tercihi sıra göz önünde tutularak önem sırasına konma işidir. Geleneksel proje planlama ve programlama yazılımları bugüne değin proje yöneticilerinin ihtiyacına cevap vermiş, ancak inşaat sektörünün gelişimi ve bununla birlikte artan beklentilere karşılık sağlama noktasında yetersiz kalmıştır. Proje yönetim uzmanlarının bu nedenle girmiş olduğu arayış, inşaat proje planlamasında 4. boyut teknolojisine kapı aralamıştır. İnşaat sektörünün yapıları canlandırma talebine cevap veren çeşitli yaklaşımlar vardır. Bunlar üç boyutlu (3D) animasyon, sanal gerçeklik ve dört boyutlu (4D) modellemedir. Son yıllarda inşaat bilişiminde büyük değişimlere yol açan BIM yaklaşımı bu araçların özelliklerini bünyesinde barındırmaktadır. 4D CAD (Computer Aided Design) modeli, yapının üç boyutlu (3D) geometrisine dördüncü boyut olan zamanın entegre edilmesiyle oluşturulur. 4D modelde bulunan yapı bileşenleri, 3 boyutlu şekillerini tarif eden geometrik özelliklere sahiptir. Buna ek olarak, bileşenin inşaat başlangıç ve bitiş tarihlerini gösteren zamansal özellik de bileşene ilave edilmiştir. Bir yapının 4D modeli, projenin yapım aşamalarını grafiksel biçimde simüle ederek, proje yöneticisinin inşaat sürecini sanal ve görsel verilerle kavramasını sağlar. 4D modelleme altyapısının bir inşaat firmasına adaptasyonu ve aktif bir şekilde kullanımı süreci belirli aşamalar içerir. Bu aşamalar 4D modellemenin kabulü, tasarım koordinasyonu ve inşaat koordinasyonudur. Donanımsal sistem değerlendirme, kullanılabilirlik çalışmaları ve yönetim planı revizyonu konuların incelenmesinin ardından 4D nin faydalarına ikna olan firmalar tasarım koordinasyonu neticesinde 3D modeli oluşturur ve inşaat koordinasyonuyla 4D nin takibini sağlar. 4D modellemenin proje yönetim disiplinine sunduğu başlıca katkılar en önemliden en az önemliye sıralanmış şekliyle şunlardır; sağladığı görsellikle planlamayı daha anlaşılabilir kılması, farklı disiplinlere ait tasarımları tek modelde birleştirerek çakışmaları tespit etme imkanı sunması, İnşa edilebilirlik analizi yapma fırsatı sunması, proje katılımcıları arası etkileşimi arttırması, proje üzerinde yapılan değişikliğin sonuca etkisini gösterebilmesi, iş güvenliği tehditlerini önceden belirleme imkanı sunması. Tüm bu faydalarına rağmen 4D modellemenin ülkemizde yaygın biçimde kullanılmıyor oluşu incelemeye değer bir konudur. 4D nin uygulanmasının önündeki başlıca engeller en önemliden en az önemliye sıralanmış şekliyle şunlardır; bilgi teknolojileri ve 4D alanında deneyim sahibi eleman eksikliği, modelin oluşturulması ve takibi için gerekli olan zaman ve insan kaynağı, sağlıklı analiz yapabilmek için tasarımda gerekli olan yüksek ayrıntı düzeyi, mevcut planlama (CPM) ve tasarım (2D) yöntemlerinin yeterli olduğu düşüncesi, firmanın organizasyonel iş akış yapısının revize edilmesini gerektirmesi, 4D için gerekli olan eğitim ve yazılım maliyeti. 4D nin Türk inşaat sektöründeki uygulanabilirliğini ele alan anket ve mülakat çalışması neticesinde sektördeki farklı meslek, eğitim, tecrübe, alışkanlık, pozisyon ve firma cinslerine göre farklılık arz eden yönelimler saptanmıştır. Anket sonucuna göre %11 oranında kullanılan 4D nin ülkemizde az tercih ediliyor oluşunun kültürel etkileri tartışılmış olup, değişim konusunda izlenecek yöntemler tartışılmıştır. 4D nin gelecekte herkesin kullanacağı bir araç haline geleceği fikri sektör çalışanlarının büyük çoğunluğu tarafından kabul görmüştür. Katılımcıların çoğunun haftada bir kontrol edilip güncellenen ayrıntılı bir iş programıyla çalışıyor olması başarılı bir 4D uygulamasının Türk inşaat sektöründe gerçekleştirilebilmesi adına olumlu bir alışkanlık olarak kaydedilmiştir. Tasarımda 3D modellemenin fazla tercih edilmediği görülmüş olup bu konuda alınması gereken önlemler dile getirilmiştir. 4D teknolojisini uygulama konusunda en az direnç göstererek en yüksek ihtimalle ikna olup uygulamaya koyacak olan profiller birey bazında 20 yıl ve üstü tecrübeliler , Firma sahibi & Genel yönetici olarak belirlenmiş olup firma bazında 4D ye en yakın grup 500 Milyon TL den fazla ciroya sahip firmalar olarak belirlenmiştir. Türk inşaat sektörünün 4D konusunda gelişmiş ülkelerin gerisinde kalan konumunu iyileştirmek ve bu teknolojiyi yaygın bir şekilde kullanılır hale getirip hem zaman, hem para, hem de itibar kazanmak adına yapılması tavsiye edilen müdahaleler; 3D çizimin üniversitelerde teşvik edilmesi, üniversitelerin lisans ve lisansüstü bölümlerinde 4D eğitiminin verilmesi, 4D teknolojisinin iyileştirilmesi üzerine lisansüstü ve doktora çalışmalarının yapılması, 4D danışmanlık firmalarından hizmet alınması, proje yönetim firmalarının kadrolarını 4D konusunda yetiştirip sektördeki değişimi sırtlaması, kamu ihalelerinde 4D modellemenin zorunlu kılınması ve İnşaat Mühendisleri Odası tarafından konu hakkında özellikle saha mühendislerine yönelik seminerler yapılması şeklinde sıralanmıştır.

Title

APPLICABILITY OF 4D MODELING IN TURKISH CONSTRUCTION INDUSTRY

Abstract

Two-dimensional world imagination, which has been used by human beings for a long time, has changed significantly in recent years thanks to the accelerated technological developments. Many fields from topography to medicine have benefited from the sense of reality which is provided by 3rd dimension and revealed academic researches on this subject. The reflection of this trend of change and transformation in the construction industry has occured as development in visuality properties of design tools. In many complex projects, 3D solutions, which help to prevent various problems, are preferred by some of construction firms instead of the traditional 2D designs. Technological improvements introduce 4D modeling as the next step which comes out from the integration of 3D modeling and scheduling disciplines. Turkish construction industry, which has a prominent domestic and overseas performance, hasn t shown sufficient interest in technological developments in the project management field despite its achievements on so many projects done by qualified managers and engineers. In order to fix the current stance and increase the use rate of 4D in Turkish construction industry, researchers should draw a road map based on realistic standards. The construction industry is different from any other industry when it comes to the terms of each project that require revising and analyzing the completed work process individually. The construction project management - which developed for the projects to complete successfully - has emerged in order to gain better access to the targets of collective platform or engineering and management. Starting with the project owner’s dream until the completion of work and delivery procedure, the time, cost and quality control procedures are generally named “construction project management” – and this has a great importance due to its place in the national economy. Within project optimal duration and cost conditions, the realization of quality requirements by performing of the all parties and employees in time, location, capacity, and cost in terms of internal and external limit conditions coordinated with time-depended is is called planning. Another definition of planning is placing the order of importance of manufacturing considering the physical and preferred options. Traditional project planning and scheduling softwares have responded to the needs of project managers until today – however, the development of the construction industry and with that, providing a response of the growing expectations remained poor. The solution search for project management experts has opened the door to 4 dimension technology for construction project planning. There are various responses for the animation of the structure need in the construction industry. These are three-dimensional ( 3D ) animation, virtual reality , and four-dimensional (4D) modeling . The BIM approach, which helped major changes in construction informatics in recent years incorporates the features of these tools. 4D CAD (Computer Aided Design) model is created by integrating the fourth dimension of time to the structure of the three-dimensional ( 3D ) geometry. The 4D components that exist in the model structure describe geometric characteristics of three-dimensional shapes. In addition to that, the start and end dates of the component are added as a timeline. The 4D model of a structure, the construction phase of the project in graphical form, by simulating the construction process by the project manager allows to grip with virtual and visual data . Adaptation and active usage of the 4D modeling infrastructure for the construction company process involves certain stages. These stages are: recognition of 4D modeling, design coordination and construction coordination. Following the evaluation of hardware system, usability studies and management plan revisions examination, the companies that are convinced of the benefits of 4D create a 3D model as a result of design coordination and follow up with construction coordination for 4D. According to results of the survey, the major contributions that 4D modeling has to offer to the project management discipline are ranked from the most important to the least important: makes planning more intelligible by providing visual, combines the various disciplines of design in a single model to identify the conflict, presents the opportunity of constructability analysis, increases the interaction between project participants, shows the effect of result changes made on the project, provides pre-determination work security threats. Considering the wide range of benefits of 4D modeling, the reason why it is not widely used in our country is an issue that that requires attention. The major obstacles of 4D implementation are, ranked from the most important to least important: the lack of personnel in information technology and 4D, the time and human sources to follow up the model creation, availability of high level detail required for healthy analyzing, the opinion of the existing planning (CPM) and design ( 2D) methods are enough, the requirement of revision in the company s organizational structure, necessary costs of training and software for 4D. The result of the survey and interview studies addressing the applicability of 4D in Turkish construction sector considering different occupations, education, experience, habits, positions and company type identify a different orientation. According to the survey results, the cultural effect of the current 4D usage ratio (11%) is proven to be less preferred in our country, therefore, the followed methods are discussed for changes. The idea that has been accepted by the majority of workers in the sector is that in the future 4D will become a tool that everyone should use. According to the 4D experts that answered this survey, all industries show resistance to change. This resistance can be stronger for people who are from the older age group. Potential users are more likely to be convinced and show less resistance when the 4D software is represented in a softer approach. Resistance to change should be seen like a feedback mechanism that shows the lacking technology instead of seeing it as a negative concept. In order to break the resistance, we can talk about 2 different change paths such as from down to up and from up to down. It will be better for bigger companies to have the change path from down to up and for small companies from up to down. The best approach is to impose the idea of change to the lower levels and get an approval from the higher level. The reason of less usage of 4D in Turkey is not cultural. As shown in our interviews, this opinion is rejected by the experts. The culture concept can show different identities throughout history, since history is dynamic. Associating the lack of technology to culture will bring deadlock with it. The whole world is becoming a big village with 21th century and people’s behavior is becoming closer to each other’s every day. Some countries which can be considered less developed than Turkey are already becoming very successful in construction information. The majority of participants checked and updated once a week with a detailed work program - this was considered a positive habit for a successful 4D applications that can be performed on behalf of the Turkish construction sector. 3D modeling has not been preferred for designing, so the actions that need to be taken have been expressed. The minimal resistance during implementation of 4D technology most likely convince and implemented which profiles of individuals on the basis of experienced 20 years and older , Company owner & General Manager is designated as a company basis the closest group for 4D has been determined the companies turnover more than 500 Million TL”. In order for Turkey to catch up in the 4D construction sector and to save time, money and earn credibility, the following solutions should be used; encouraging 3D drawing in universities, encouraging training of 4D for undergraduate and graduate departments, the graduate and doctoral work should be done in order to improve 4D technology, service procurement from the 4D consulting firms, the training of the staff of project management firms for 4D to shoulder the changes, making 4D mandatory for public tenders and giving seminars especially for field engineers by the Chamber of Civil Engineers.

Anahtar Kelime

İnşaat, proje, yönetim, planlama, teknoloji, 3 boyutlu, 3d, 4 boyutlu, 4d,

Bilim Kodu

0




Sıra No :14249
Üniversite

501111506

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Ali UYUMAZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Mehmet Öner YELEĞEN

Başlık

KÖPRÜ AYAKLARINDA MEYDANA GELEN YEREL OYULMALARIN VERİ ANALİZ YÖNTEMLERİ KULLANILARAK İNCELENMESİ

Özet

Köprüler, ulaşım sürekliliğinin sağlanması için gerekli yapılardır. Özellikle akarsuları geçen köprülerin alternatif yöntemlere göre çok daha işlevsel olmaları bu yapıların önemini bir kat daha artırmaktadır. Günlük ulaşımda bu denli önemli olan köprülerin tasarımında genel olarak yapısal faktörler gözönünde bulundurulmuş, hidrolik etkenlere ise gereken önem verilmemiştir. Ancak durum ayrıntılı olarak incelendiğinde yapısal etkilerin yanısıra rüzgar, deprem, taşkın vb. birçok etkenin köprü stabilitesine zarar verdiği görülmüştür. Özellikle mertebesi kolayca kestirilemeyen ve meydana gelme mekanizması bir hayli karmaşık olan hidrolik etkenler ihmal edildiğinde ortaya geri dönüşü bulunmayan olumsuzluklar çıkmaktadır. Söz konusu hidrolik etkenlerin başında, çözülmesi zor bir yapıya sahip oyulma kavramı göze çarpmaktadır. Son zamanlarda yapılan çalışmalar köprü yıkılmalarında oyulma faktörünün çok önemli olduğunu göstermiştir. Öyle ki son 30 yılda Amerika Birleşik Devletleri’nde 1000’den fazla köprü yıkılmış ve bunların yaklaşık %60’ının oyulma sebepli olduğu araştırmacılar tarafından saptanmıştır. Oyulma probleminin karmaşık bir süreç olması, yapılan araştırmaların önemini daha da artırmıştır. Bu araştırmalar oyulmanın hangi faktörlere bağlı olarak değiştiğini genel olarak açıklamaktadır. Köprü ayaklarında meydana gelen oyulmaların asli sebepleri arasında köprü ayak çapı ve şekli, akıntı hızı, yatak malzemesi çeşidi gösterilebilir. Süreç bu sebeplere bağlı olarak teker teker incelendiğinde daha net sonuçlara ulaşılabilir. Aslında oyulma mekanizması birçok etkene aynı anda bağlı olarak gerçekleşmektedir. Bu etkenlerin arasındaki bağımlılık derecesini bulmak çok zor olduğundan dolayı bunları bağımsız düşünüp ayrı ayrı incelemek ve daha sonra üst üste çakıştırılmış (süperpoze) hale getirmek yapılabilecek en sağlıklı analiz olarak görülmektedir. Gerçeğe en yakın modeli kurmak için, köprü ayak oyulması etkenlerinin çeşitli modeller kurularak incelenmesi ve hassasiyet analizi yapılması gerekmektedir. Bu çalışmada köprü ayaklarında meydana gelen oyulmalara ait bazı araştırmacılar tarafından yapılan deneylere ait veriler alınmış, yapay sinir ağları ve bulanık mantık çıkarım sistemi kullanılarak bu veriler analiz edilmiş ve elde edilen sonuçlar literatürde sıklıkla kullanılan deneysel formüllerin performanslarıyla karşılaştırılmıştır. Veri analiz yöntemleri kullanılarak elde edilen en iyi modellerin performansı, her bir girdide yapılan hasssasiyet analizleriyle ayrıca sınanmıştır. Çalışmanın 1. bölümünde problem genel olarak tanıtılmıştır. 2. bölümde oyulma konusu ile ilgili şimdiye kadar yapılan çalışmalar, alınan önlemler ve ulaşılan sonuçlar ayrıntılı bir şekilde aktarılmıştır. 3. bölümde bulanık mantık çıkarım sistemi ve yapay sinir ağları yöntemlerinin mantık altyapıları açıklanmış ve kullanım alanları hakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir. 4. Bölümde ise, bahsedilen veri analiz yöntemleri eldeki deneysel verileri analiz etme noktasında kullanılmıştır. Analiz sonucu elde edilen bulgular ve deneysel formüllerle elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. 5. bölümde ise yapılan çalışma neticesinde çıkarılabilecek sonuçlar ve öneriler sunulmuştur.

Title

INVESTIGATION OF SCOUR AT BRIDGE PIERS USING DATA ANALYSIS METHODS

Abstract

Bridges are the essential parts of transportation networks. Especially river bridges are more advantageous than alternative ways. Up to the present, usually structural factors have been considered but hydraulic factors haven’t been. However, while the condition analyzed in detail, there are many factors that harm the stability of bridges like wind, earthquake, flood etc. as well as structural ones. In particular hydraulic factors have a very complex mechanism that can not be solved easily. Hence, the scour mechanism has to be cared for preventing bad results. It is a common failure of bridge that scouring at bridge piers, abutments or supports. The scour concept has a very complicated mechanism and it is the most difficult hydraulic problem to solve in bridges as mentioned above. Especially the last studies show that scour is the most important factor in bridge failures. Such that there are more than 1000 bridges have collapsed in United States during last 30 years time and 60% of these caused by scour interaction according to researchers. Scour mechanism is genereally divided into two parts. First is clear water scour and the other is live bed scour. The main difference between these is flow velocity. If critical velocity exceeded, which is the peak point of clear water scour condition, live bed scour starts. When the flow velocity values lower than the critical velocity, clear water scour occurs. Local scour at bridge piers occurs when the flow velocity exceeds about half of the critical velocity. The vortexes are the another important factor in scour mechanism. Horse shoe vortex is the most effective factor in scour. The basic principle of horse shoe vortex is, the flow moves at the base of the piers when flow approaches pier. A portion of flow moves down to the pier and interacts with the river bed. This interaction between the horse shoe vortex and the down flow commences the scour. Scour phenomenon is a very complicated process. Because of this, the importance of researchs about scour has increased. Also these researchs can explain how the scour changes and depends on which factors. The main factors of bridge pier scour can be shown as diameter and shape of the pier, flow velocity and the type of bed material. When the scour process analyzed individually, conclusions can be more clearer. Actually scouring mechanism depends on many factors simultaneously. It is difficult to find the dependence between these factors, so thinking independence them first and then making a superpose is a good analyse for scour. Therefore, the best real model can be built with the most dependent factors. Analysis of data is a process of inspecting, transforming and modeling data with the goal of discovering useful information about unknown events, get some conclusions, and supporting decision making. There are many data analysis methods using many years. Fuzzy logic inference system and artificial neural network are some of the useful data analysis methods. Fuzzy logic method has used first in 1960s. The main idea is grading the membership functions of system components. When the fuzzy logic compared to classical logic, fuzzy logic variables may have different values that ranges in degree between 0 and 1. Classical logic only permits propositions having a value of true or false. It accepts only an absolute, immutable, mathematical truth. However, there exist certain propositions with variable answers, such as asking different people to identify a color or smell. Moreover, fuzzy set theory describes fuzzy operators on fuzzy sets. The problem in applying that is the appropriate fuzzy operator may not be known from user. Because of this, fuzzy logic constructs some fuzzy logic rule base using IF-THEN rules. In some disciplines, artificial neural networks are artificial intelligence models inspired by animals nervous systems (in particular the brain) that are capable of machine learning and pattern recognition. They are usually presented as systems of interconnected neurons that can compute output values from inputs by feeding information through the network. Artificial neural networks (ANNs); these are essentially simple mathematical models defining some functions may be linear or non-linear. Furthermore, models are also intimately associated with a particular learning algorithm or learning rule. A commonly used parameter is the mean-squared error, which tries to minimize the average squared error between the network s output, f(a), and the target value b over all the example pairs. When one tries to minimize this parameter using gradient descent for the class of neural networks called multilayer perceptrons (MLP), one obtains the common and well-known backpropagation algorithm for training neural networks. The aim of this study is to solve the effects of complicated scour mechanism parameters. There are many parameters defined from researchers that effect the scour occurrence. In this study, the dataset has six inputs and one output. Because of this, the effects of these inputs has investigated in this study. In this study, the experimental data about scour obtained and examined with fuzzy logic inference system and artificial neural networks. Also two empirical scour calculation formula has used for comparing the calculated, estimated and measured values. In fuzzy logic model, the data were divided into two parts so called training and testing data. The system try to learn the model via training data. The learning examined on testing data. This methodology used to find the best estimation model with many membership functions. Takagi-Sugeno model used iin this investigation. Artificial neural networks model has tried to minimize the average squared error between the network s output. Besides, the network trained with Levenberg-Marquardt backpropagation algorithm. The number of nodes in the hidden layer and network control parameters were determined through calibration. In the first section, the scour mechanism identified in general. In the second section, the studies ever made was described which are countermeasures, predictions, models and monitoring systems. Many countermasures has been tried to minimize the scour occurrence and researchers recommends the riprap layer for the best solution. In the third section, the principles of fuzzy logic inference system and artificial neural networks has described. Also detailed information has given about application areas. In the fourth part, the data analysis methods mentioned above, used for analysing the obtained data from some researchers. The outcomes of these analysis compared with the results obtained from emprical formulas. The scatter diagrams were drawn for observed and estimated results. If estimations are correct the data is stacked on the 450 line. In the last part, some results and suggestions presented. As a result of study, the most important inputs for equilibrium scour depth occurrence has determined. Pier diameter, crticical to the flow velocity ratio, the average flow depth and the average flow velocity model ise the best model for artificial neural network analysis. Similarly pier diameter, crticical to the flow velocity ratio and the average flow velocity model is the best model for fuzzy logic inference system analysis. It has also determined that the best model is the simplest model.

Anahtar Kelime

Köprü ayağı, oyulma, bulanık mantık, yapay sinir ağları, veri analizi

Bilim Kodu

6240202




Sıra No :14471
Üniversite

501091532

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. İsmail Duranyıldız

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Nisan

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Volkan Öğüt

Başlık

RÜZGAR HIZININ SİNİRSEL BULANIK YÖNTEMLE TAHMİNİ

Özet

Şebekede artan rüzgar gücü miktarı ve rüzgar hızının aralıklarla esen değişken yapısı sebebiyle yeni problemler ortaya çıkmaktadır. İyi bir tahmin sistemin kurulması bu problemlerin aşılmasında kilit rol oynamaktadır. Çalışmanın amacı geçmiş dönemlere ait veriler bulunduğunda oluşturulabilecek hızlı ve etkili bir yöntem olan sinirsel bulanık yöntemin tahmin performansının değerlendirilmesidir. Bu çalışmada Bandırma ilçesinde, WGS 84 koordinat sisteminde E 27° 50 17,1 boylam ,N 40° 20 04,9 bulunan, Edincik köyüne ait rüzgar hızı, yön değerleri alınarak Şah Rüzgar Enerji Santrali için rüzgar hızı tahmini yapılmaktadır. Tahmin metodunda bulanık mantık tipi olarak “Takagi Sugeno Kank (TSK)” olarak seçilmiştir. Yön - rüzgar hızı, rüzgar hızı - yön - sıcaklık girdi olarak alınarak 2 adet model oluşturulmuştur. Her bir girdi için 3 er adet üyelik fonksiyonu alınmış, üyelik fonksiyonları ise gauss üyelik fonksiyonu olarak seçilmiştir. Bulanık kural tabanları elde edilen geçmiş veriler altında oluşturularak üyelik fonksiyonları bu verilere dayanarak adapte edilmiştir. MatLab 2012 programının ANFIS arayüzünde, 08.07.2008- 07.07.2009 tarihinde elde edilen geçmiş veriler kullanılarak, sinirsel bulanık yöntem ile eğitilmiştir. Eğitilmiş veriler 13.09.2009-17.09.2009 arasında elde edilen verilerle aşırı uyumlu olma durumu kontrol edilmiştir. Eğitilmiş veriler tarafından oluşturulan modeller, Bandırma bölgesine ait Edincik’ten alınan verilere dayanarak, Şah Rüzgar Enerji Santrali’nde rastgele seçilen 48 saatlik zaman aralığında (17.09.2009- 19.09.2009) rüzgar hızı tahmin edilerek hata oranları bulunmuştur. Kuadratik hata (RMSE) ve ortalama mutlak yüzde hata (MAPE) değerlerine göre modeller birbiri ile karşılaştırılmıştır. Sinirsel bulanık yöntem kullanılarak oluşturulan 2 model de süreklilik metoduna göre daha başarılı ve kullanılabilir olduğu gösterilmiştir.

Title

WIND SPEED PREDICTION VIA ADAPTIVE NEURAL FUZZY INFERENCE SYSTEM

Abstract

Increased power amount in the grid, has caused new challenges recently. Accurate power prediction model is really important to overcome these challenges. The aim of the study is evaluating the performance of fast and effective model via Adaptive Neural Fuzzy Inference System (ANFIS) when you have past data for wind energy power plants. In this study Edincik wind power plant which is located E 27° 50 17,1 , N 40° 20 04,9 coordinates according to WGS 84. The past data of the power plant which includes wind speed and wind direction has been used to predict ŞAH wind power plant which is located on N 40°22 24.84 - E 28°13 12.82 coordinates. The prediction model’s fuzzy part is based on Takagi Sugemo Kank (TSK) fuzzy model. Wind direction - wind speed, wind direction-wind speed-temperature has been taken to the account as an input for 2 models. Each input has 3 membership functions, for each function has been chosen Gaussian membership function. MatLab 2012’s ANFIS interface has been used to train datas which are measured between 08.07.2008-07.07.2009. In addition that fuzzy rules has been regenerated according to past trained datas. After that trained model has been checked datas between 13.09.2009-17.09.2009 to control whether overfitting has occurred. The trained models have been used to predict random 48 hours between 17.09.2009-19.09.2009. Errors have been compared using statistical methods via Root Mean Squared Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE). As a result of it, the proposed both ANFIS models have been found more successful and considerable than persistence method.

Anahtar Kelime

Sinirsel, bulanık, yöntem, Rüzgar, hızı, tahmini

Bilim Kodu

6240202




Sıra No :14242
Üniversite

501081217

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Kadir GÜLER

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Gökhan Murat TEMİZ

Başlık

BETONARME YÜKSEK BİR BİNANIN 2007 TÜRK DEPREM YÖNETMELİĞİNE GÖRE TASARIMI VE İSTANBUL YÜKSEK BİNALAR DEPREM YÖNETMELİĞİNE GÖRE PERFORMANSININ İNCELENMESİ

Özet

Deprem tehlikesi altında mevcut yönetmeliklerin çoğundaki tasarım aşamaları dayanım bazlı tasarım yaklaşımına göre hazırlanmıştır. Bu yaklaşım mühendisleri aynı kurallar ve içerikle az ya da orta yükseklikte kısıtlı yapılar tasarlamaya yönlendirmektedir. Artan nüfus, hızlı şehirleşme, barınma ve çalışma alanları ihtiyacı mühendisleri yüksek yapı tasarlamaya zorlamaktadır. Bu nedenle son yıllarda mevcut yönetmeliklerin yeterlilikleri tasarım felsefesi bakımından sorgulanmıştır. Performansa göre tasarım yaklaşımını esas alan özel düzenlemeler yoğun çalışmalar hazırlanmış ve dünyada daha çok yüksek binaların sismik tasarımı için tavsiyeler adı altında yayımlanmıştır. Bu gelişmelere paralel olarak ülkemizde yüksek yapılar için İstanbul İli Bölgesi ile sınırlı tutulmuş ve taslak halde bulunan İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliği (İYBDY) hazırlanmıştır. Bu çalışmanın amacı, 28 katlı betonarme bir perde çerçeve taşıyıcı sisteme sahip binanın yürürlükte bulunan Türk Deprem Yönetmeliği (DBYBHY) ‘de bulunan analiz aşamalarını kullanarak yapıyı tasarlamak ve taslak haldeki İYBDY de yer alan analiz aşamalarını kullanarak yapının deprem performansını incelemektir. Mevcut yönetmeliğin taslak halde bulunan yönetmeliğe uygunluğu irdelenecektir. Bunun için depreme dayanıklı tasarım ile ilgili teorik kısa bilgiler çalışmanın ikinci bölümünde sunulmuştur. Ardından (İYBDY) içeriği tanımlanmış ve tasarım felsefesi üçüncü bölümde açıklanmıştır. Dördüncü bölümde örnek bina hakkında genel bilgiler verilmiş ve mevcut yönetmelikteki doğrusal analiz yöntemlerine göre bina taşıyıcı sistemi boyutlandırılmıştır. Örnek binanın doğrusal olmayan davranışı taslak haldeki yönetmeliğin tasarım aşamaları uygulanarak göz önüne alınmıştır. Çalışmanın son bölümünde analiz sonuçları elde edilmiş, sonuçlar her iki yönetmelik açısından değerlendirilmiş ve tartışılmıştır.

Title

DESIGN OF A HIGH RISE REINFORCED CONCRETE BUILDING ACCORDING TO TURKISH SEISMIC CODE AND EARTHQUAKE PERFORMANCE ANALYSIS BY ISTANBUL HIGH RISE BUILDNGS EARTHQUAKE CODE

Abstract

Most of the current codes have been prepared according to strength design approach under seismic hazard. This approach leads engineers to design structures with similar rules and concepts that are limited to lowrise or mediumrise buildings. Growing population, higher urbanization, the need for sheltering and working spaces urge engineers to design high rise buildings. Therefore, the adequacy of existing codes for high rise buildings has been questioned for design philosophy in recent years. Special regualtions based on performance design approach have been prepared within the literal sense and mostly published under the name of recommendations for the seismic design of high rise buildings. Parallel to these developments, in Turkey the draft version called Istanbul High Rise Buildings Earthquake Code (IHRBEC) have been prepared for high rise structures within the limit of İstanbul city region. The purpose of this study is to design a 28 story reinforced concrete frame-wall case study stucture by using the analysis procedures of the current Turkish Earthquake Resistant Design Code (TERDC) and examine the performance level by using the analysis procedures of the draft verison of (IHRBEC). The appropriateness of the current design code is going to be checked with the draft version. To perform this, a brief information related to theoretical aspects of seismic resistant design are presented in the second chapter of the study. Then IHRBEC’s content is described and design philosophy are explained in the third chapter. The general information of the case study is presented and designed the structural system with lineer analysis conforming to current design code. The non lineer behaviour of the case structure is considered by applying the draft version procedures. The analysis results are obtained and results evaluted and discussed in terms of both codes at the last chapter of the study.

Anahtar Kelime

Deprem mühendisliği, Doğrusal Olmayan Analiz

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14473
Üniversite

501101310

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Yard. Doç. Dr. Esra Ece Bayat, Doç. Dr. M. Murat Monkul

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Özge Akın

Başlık

PLASTİSİTE VE İNCE DANE ORANININ ZEMİNLERİN DİNAMİK DAVANIŞINA ETKİSİ

Özet

Kum zeminlerin deprem gibi dinamik yükler altında sıvılaşması geoteknik mühendisliğinin önemli problemlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Tarih boyunca, içerisinde ince dane barındıran kum zeminlerin sıvılaşma direncinin saf kuma göre daha yüksek olduğu düşünülmüş ve bu anlamda ince dane içeren kumlar üzerinde çok fazla çalışma yürütülmemişse de özellikle 1999 Adapazarı depreminde silt ve siltli kum olarak sınıflandırılabilecek zeminlerin önemli oranlarda sıvılaşma göstermesi geoteknik mühendislerini bu konuda üzerinde tekrar çalışmaya itmiştir. İşte bu tez çalışması kapsamında da ince daneli kum zeminlerin içerisindeki ince danelerin oranından ve bulundurduğu dane tipinin plastisitesinden nasıl etkilendiği anlaşılmaya çalışılmıştır. Bu minvalde, plastik olmayan silt, düşük plastisiteli Kaolin ve yüksek plastisiteli başka bir kil %5 ve %10 oranlarında temiz kumun içerisinde katılarak farklı zemin tiplerinin dinamik davranışındaki değişim gözlemlenmeye çalışılmıştır. Yürütülen proje kapsamında, tüm dinamik testler Tekrarlı Direkt Basit Kesme deney düzeneği ile gerçekleştirilmiştir. Ancak, bu tez çalışması kapsamında kullanılan deney aletinin orijinal düzeneğinin sıvılaşma çalışması için önemli kabul edilen suya doygun numune hazırlamaya elverişli olmadığı görülmüştür. Bu sebeple, literatürde sıkça kullanılan altı farklı numune hazırlama yöntemi denenmiş ve tüm bu yöntemler sırasıyla, doygunluk derecesi, içerdiği ince dane oranı, homojenliği, tekrarlanabilirliği ve numune hazırlama süresi gibi beş farklı parametre açısından karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre Kuru Numuneden CO2 ve H2O Geçirme yönteminin istenilen numuneyi elde etmede en başarılı metot olduğuna karar verilmiş ve tüm sıvılaşma deneyleri bu yöntemle hazırlanan numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Numune hazırlama yöntemi seçildikten sonra, 120 farklı Tekrarlı Dinamik Basit Kesme deneyi farklı plastisitelerdeki dört farklı zemin numunesi üzerinde uygulanmış ve dinamik davranışın etkisini daha iyi görebilmek için her bir zemin grubu farklı CSR değerlerinde test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, boşluk oranı, rölatif sıkılık, CSR vb. pek çok farklı parametre açısından karşılaştırılmış ve her bir parametrenin dinamik davranışa olan etkisi anlaşılmaya çalışılmıştır.

Title

INFLUENCE OF PLASTICITY AND FINES CONTENT ON CYCLIC BEHAIOUR OF SAND

Abstract

Liquefaction is one of the most challenging phenomena that has being still investigated to be understood the exact mechanism. During history, it has been considered that sand containing fines has stronger cyclic resistance than pure sand samples. As a result of this, sand containing fines are commonly viewed as not liquefiable. However, especially after the earthquake in Adapazari, 1999, reserachers started to study this subject again as it was observed that silt or silty sand can liquefy. This thesis aims to understand the effect of fines content and the plasticity on undrained behaviour of sandy soils. To clarify the effect of fines content, soil specimen are prepared at different fine contents, which are 5% and 10%, respectively. To examine the effect of plasticity, non-plastic silt and clay samples, which have different PI values, are added to clean sand and at least five CDSS tests are performed on each of them. In this study, 120 Cyclic Direct Simple Shear tests are performed. In order to choose the method to be used in the preparation of specimen, the previous literature that discusses the sample preparation method had been examined. Six main commonly used methods are chosen form the sample preparation method literature are: Wet Pluviation , Staged Wet Pluviation , Dry Pluviation and Flushing Water and Dry Pluviation and Flushing Water with CO2 and Water . These methods are compared based on their degree of saturation values, fines content, homogeneity, repeatability a nd time duration. Once the sample preparation method had chosen, four different soil mixtures that have different plasticity values, are compared to each other in term of their cyclic response under constant volume condition. To see the cyclic behaviour of soil more precisely, all test groups are performed at three CSR values. All tests are discussed in terms of many different parameters including void ratio, relative density and CSR.

Anahtar Kelime

Sıvılaşma, Tekrarlı Basit Kesme Deneyi, Kum, Kil, Silt

Bilim Kodu

624




Sıra No :14316
Üniversite

501111222

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

ünal Aldemir

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

mahdi abdollahirad

Başlık

WAVELET YAKLAŞIMINI İÇEREN LQR TEKNİĞİ İLE YAPILARIN OPTİMAL KONTROLU

Özet

Dünyada yapı alanında yürütülen faaliyetler incelendiğinde, yapıların daha yüksek ve daha hafif yapılması yönünde ilerleme olduğu görülmektedir. Bu özelliklerinden dolayı söz konusu yapılar daha esnek ve sönüm oranları da daha azdır. Bunun sonucunda yapıların yaşam konforunda azalma olmaktadır. Günümüzde yapıların titreşimini minimuma indirmek için çeşitli teknikler mevcuttur. Bu araştırmada yapıların titreşim kontrolü için kullanılan LQR (doğrusal kuadratik düzenleyici) algoritmalarında wavelet tekniği ile yapılacak iyileştirme incelenmiştir. Deprem gibi rastgele yükler karakter itibariyle dinamik ve değişken frekans özelliğine sahiptir. Bundan dolayı sistemin doğal frekansı ve depremin baskın frekanslarının birbirlerine çok yakın olduğu durumlarda rezonans benzeri durumlara oluşur. Klasik LQR kontrolunda ağırlık matrisleri önceden belirlenir ve yapı dış kuvvetlerin etkisinde kontrol edilirken sabit kalırlar. Bu sebepten dolayı rezonansın yapıya etkisini göz önüne almak için LQR kontrol yönteminde iyileştirme amaçlı değişiklik yapmak gerekmektedir. Eğer R ağırlık matrisinin elemanları depremin tüm kontrol aralığında Q ağırlık matrisinin elemanlarından çok daha fazla olursa yapının tepkisi azalır. Fakat buna karşılık kontrol kuvvetleri ve dolayısıyla da maliyet artar. Bu sorunu çözmek için, ağırlık matrisini yapının her andaki ihtiyacına göre değiştirmek uygun bir çözüm olabilir. Rezonansın olduğu frekanslarda yapının tepkisini azaltmak için ağırlık matrislerini belirtilen frekans bantlarında revize etmek gerekir. Eğer R ağırlık matrisi rezonansın ortaya çıktığı alt aralıklarda azaltılırsa kontrol enerjisinin gereksiz artışı önlenebilir. Bunun için deprem sinyalini ayrıştırmak gerekir ki; deprem frekansları her zaman aralığında belirlensin. Sinyalleri ayrıştırmak için çeşitli yollar mevcuttur. Fourier analizi sinyalleri zaman alanından frekans alanına dönüştüren klasik bir yöntemdir. Fourier analizi tekniğinin en önemli kusurlarından biri frekans alanına dönüştürmede zaman alanındaki bilgiler silinmektedir. Sonuç olarak, Fourier dönüşümündeki bir sinyale bakınca belirli bir olayın ne zaman olduğunu belirtmek zordur. Eğer sinyal özellikleri dönüşüm süresince fazla değişmedi ise, başka bir değişle sinyal sabit (stationary) kalırsa hiçbir sorun yaşanmaz. Ama deprem sabit olmayan özelliklere sahiptir ve bundan dolayı Fourier dönüşümüyle belirtilen özellikleri gözlemek mümkün değildir. Belirtilen sorunu çözmek için bu çalışmada daha önce geliştirilen Wavelet yöntemi kullanılmıştır. Wevelet yönteminin her andaki zaman-frekans dönüşüm özelliğinden yararlanarak LQR algoritmasını iyileştirmek mümkündür. İlk andan itibaren son kontrol anına kadar, her frekans bandında deprem nedeniyle oluşan enerji sonucunda Wavelet in her andaki ayrık kontrol değeri güncellenir. Bu bilgiler her frekans bandındaki ağrılık matrislerini güncellemek için kullanılır. Bu nedenle kazanç matrisleri zamanla değiştiği için karşı gelen Riccati matris denklemleri de değişmektedir. Klasik LQR kontrol yönteminde Q ve R ağırlık matrisleri sabit iken, bu çalışmada incelenen yöntemde kazanç matrislerinin önceden belirlenen ağırlık matrislerinden elde edilmesi yerine her andaki tepkiye bağlı olarak wavelet yaklaşımı ile güncellenen ağırlık matrislerinden elde edilen kazanç matrisleri kullanılmaktadır. Önerilen yöntemin etkinliğini gösterebilmek için, deprem etkisinde ve en üst katında aktif sönümleyici olan ve fay hattına yakın 10 katlı bir binanın dinamik davranışı araştırılmış ve önerilen yöntemin LQR yaklaşımını iyileştirmek için kullanılabileceği gösterilmiştir.

Title

OPTIMAL STRUCTURAL CONTROL USING WAVELET-BASED LQR ALGORITHM

Abstract

Current trends in construction industry demands taller and lighter structures, which are also more flexible and having quite low damping value. This increases failure possibilities and also problems from serviceability point of view. Now-a-days several techniques are available to minimize the vibration of the structure. In this study to control the response of buildings, a modified linear quadratic regulator (LQR) algorithm based on wavelet analysis has been proposed. The formulation of the proposed wavelet-LQR algorithm uses the information derived from the discrete wavelet transform (DWT) analysis of the motivation in real time. The real time DWT controller is applied to obtain the local energy distribution over frequency bands for each time interval. This information is used to adaptively design the controller by updating the weighting matrices. The optimal LQR control problem is solved for each time interval with updated weighting matrices, through the Riccati equation, leading to time-varying gain matrices. The positive aspect of current work is that, the gain matrices are achieved adaptively in real time. The method is tested on a 10-story structure subject to several historical pulse-like near-fault ground motions.The results indicate that the proposed method is more effective at reducing the displacement response of the structure in real time than conventional LQR controllers.

Anahtar Kelime

Yapıların titşreşim kontrolu, wavelet yaklaşımı, LQR tekniği

Bilim Kodu

624




Sıra No :14458
Üniversite

501111310

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Doç Dr. Aykut ŞENOL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Neval Uysal

Başlık

POLİMERLERLE STABİLİZE EDİLMİŞ KUMLARIN KAYMA MUKAVEMETİNİN LABORATUVAR DENEYLERİYLE BELİRLENMESİ

Özet

Bu çalışmada, İstanbul Silivri bölgesinden alınan sarı kumun kayma mukavemetinin belirlenmesi kapsamında, ağ yapılı kopolimer (KP) ve virgin homopolymer (VHP) katkısıyla içsel sürtünme açısının arttırılmasına yönelik bir deneysel çalışma yapılmıştır. Laboratuvar çalışmaları 2013 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi, Ord. Prof. Dr. Hamdi Peynircioğlu Zemin Mekaniği Laboratuvarı’nda gerçekleştirilmiştir. Araziden elde edilen zemin numuneleri üzerinde gerçekleştirilen granülometri analizi sonucunda zemin sınıflandırılması yapılmış ve (SP) kötü derecelenmiş kum zemin sınıfı olarak belirlenmiştir. Dane birim hacim ağırlığını belirlemek için piknometre deneyi yapılmış ve kayma mukavemeti özelliklerinin belirlenmesi için de farklı rölatif sıkılıktaki numuneler üzerinde kesme kutusu deneyleri yapılmıştır. Rölatif sıkılık değerleri %20, %30 ve %40 olan katkısız zemin numunelerine ek olarak, kuru zemin ağırlığının % 0.50, % 1.00 ve % 1.50’ si oranlarında kum-KP ve kum-VHP karışımları hazırlanmıştır. Böylece 21 farklı deney seti üzerinde kesme kutusu deneyi yapılmış, rölatif sıkılıkların ve katkı malzemelerinin kayma mukavemeti üzerine etkisi gözlemlenmiştir. Deneysel çalışmaların sonucunda, hazırlanan farklı rölatif sıkılıklardaki numunelerde sıkılığı fazla olan numunenin daha yüksek kayma mukavemetine sahip olduğu ve hazırlanan birleşimlerde katkı malzemesi oranı arttıkça kayma mukavemeti açısının da arttığı gözlemlenmiştir.

Title

DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF POLYMER REINFORCED SAND BY LABORATORY TESTS

Abstract

In this research thesis, a sand soil taken from Silivri region in Istanbul and a type of copolymer fiber (CP) and a type of virgin homopolymer (VHP) were used. The aim is to increase the shear strength of the relevant sand soil by use of the additive materials such as the copolymer and the homopolymer. The grain-size analysis performed on the clean sand and it has been classified as poorly graded sand (SP). The tests were performed to determine the shear strength of the samples having the different relative density values. With the relative density values of 20%, 30% and 40%, the CP ratios and the VHP ratios of 0.50%, 1.00% and 1.50% by the weight of dry sand-CP and sand-VHP mixtures were prepared. Then the shear box tests were done as the 21 different experiments set. It shows that how different relative density values and the additional materials effect the shear strength. The result of the tests improved that the shear strength values are higher when the ratio of the relative density and additional materials are getting higher percentage.

Anahtar Kelime

direkt kesme kutusu, kayma mukavemeti, polimer fiber

Bilim Kodu

0




Sıra No :14447
Üniversite

501091097

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Barlas Özden ÇAĞLAYAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mart

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Cem BİNGÖL

Başlık

AĞIR SANAYİ YAPISININ AISC 360-10 VE TS-648 YÖNETMELİKLERİNE GÖRE KARŞILAŞTIRMALI BOYUTLANDIRILMASI

Özet

Çelik yapılarda mühendislik tasarımı ve paket programlar önemli bir yer tutmaktadır. Mühendislik tasarımı sırasında yönetmelikler mühendislere yol gösterici durumundadır. Mevcut yönetmelikler farklı tasarım prensiplerine dayanmakla birlikte hepsinin amacı hizmet süreci içinde insanların can güvenliğini sağlamaktır. Günümüzde yapıların boyutlandırmasında iki temel ilke vardır. Bunlar son yüzyıl süresinde kullanılan emniyet gerilmesi ilkesi, diğeri son otuz yılda yapılan olasılık teorisine dayanan yük ve dayanım ilkesidir. Yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmada, uzun doğrultuda merkezi çaprazlı çelik sistem, kısa doğrultuda çerçeve sistem olarak tanımlanmış süneklik düzeyi normal ağır sanayii yapısının, AISC 360-10(American Institute of Steel Construction) ve TS-648’e (Çelik Yapıların Hesap ve Yapım Kuralları) göre SAP2000 programının çubuk gerilme analizleri incelenmiştir İnşaat mühendislerinin amacı yapıların tasarımının yanı sıra tasarladıkları yapıların maliyetini düşürmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında emniyet gerilmesi ilkesi ile yük ve dayanım ilkesi karşılaştırılarak optimum sonuca hangi yönetmeliğin yakın olduğunu gösterilmektedir. Taşıyıcı sistem modeli boyutlandırmasında düşey ve yatay değerleri sabit tutulup AISC 360-10 kapsamında bulunan LRFD ( Load and Resistance Factor) , ASD ( Allowable Stress Design) ve TS-648 yönetmeliklerine öngördüğü kombinasyonlar kullanılarak analizler yapılmıştır. Düşey yük ve rüzgar yükleri için TS-498 yönetmeliği kullanılmıştır. Deprem yükünün belirlenmesinde ASCE 7-10 ve DBYBHY-2007 yönetmelikleri kullanılmıştır.

Title

COMPARATIVE DESIGN OF A HEAVY INDUSTRIAL STEEL STRUCTURE ACCORDING TO AISC 360-10 AND TS-648

Abstract

Engineering design and programmes are vital process in steel structures. In this duration of engineering desing many codes are guiding to engineers. Although existing design codes based on different design principles, all the design code’s aim is to ensure life safety . There are two basic principles in design of structure. One of them is allowable stress design and the other is load and resistance factor that is based on probability theory. In this study, which is presented as a M. Sc. thesis, in the long direction concentrically braced frame, in the short direction moment frame is defined as nominal ductility level heavy industry structure. AISC 360-10 and TS-648 design codes are used to examine SAP 2000 stress analysis. One of the aim of civil engineers is not only design of buildings but also reducing the cost of the buildings. In this thesis allowable stress design and load and resistance factor design compared to which is closed to optimal results. In the design of structural model, vertical and horizontal loads kept constant and LRFD (load and resistance factor), ASD (allowable stress design) and TS-648 code’s combinations are used to analyse structure. TS-498 code is used for vertical load and wind load. Determination of seismic loads ASCE 7-10 and DBYBHY-2007 codes are used. The internal forces of the frame elements located in the SAP2000 program, AISC360-10 (LRFD), AISC360-10 (ASD) and TS-648 according to the regulations of stress in the frame elements are compared. When we examine capacity ratio of frames, LRFD and ASD design criteria in sizing results are too close but according to TS-648 design criteria , we need to change frame section. This case will cause move away from economy and increase the cost of building. Wind loads in the load analysis was calculated according to the principles of TS-648. Earthquake loads carried by the AISC 341-10 code and DBYBHY 2007 code and the results are quite close. Because our infrastructure and existing regulations for snow accumulation of clutter in our profit calculation methods related to the lack of a clear account. Snow accumulation UBC-97 was performed according to regulations. We used DIN120 regulation to design crane girders..The reason that to use this regulation, especially occurring at constant load is to consider the effects of fatigue. As a result of these studies , some shortcoming appeared in T-648 code.If we summarize briefly; Though main loads and extra loads for resistance strength identified, the combinations that should be used in sizing aren’t mentioned. There are normal ductility and high ductility definitions in earthquake regulations so as to be used in earthquake analysis of steel contructions.This classification is made by the energy would be swallowed in earthquake.This classification effects reduction factor of earthquake load and earthquake effect decrease at that rate.Besides ductility level, cross-sectional dimentions are defined and slenderness upper limits are identified.When viewed from this aspect , existing TS-648 seems inadequated.Slenderness upper limits exist for only build-up section based on web and flange section dimentions. In TS-648 article 2.4.2.4, displacement information given but this information provide nowadays needs.When service quality taken into consideration, it’s observed that constructional users aren’t disturbed by vibration or ascillation and there hasn’t been deformation ,vibrations or ascillation in the level to damage components of architectural details Defined from the point of local buckling of differences between compact and non-compact are important in plate girders.In this elements that not carry seismic load AISC 360-10 code permit sizing compact and non-compact sections.However, that difference doesn’t in TS-648 code. When we examine AISC 360-10 code we observe that all kinds of section types ( I section, U section , pipe section, box section)has different capacity calculations. Even for some sections types the stresses formulas can change.When we analyse TS-648 unfortunately we can’t see that difference.Its extent is rather limited considering AISC 360-10. We clearly see that; TS648 code that we currently use is behind our nowadays conditions and engineering experiences.TS-648 code which is technically insufficient; is supposed to be reviewed again as part of nowadays technology, information and construction rules.

Anahtar Kelime

AISC 360-10, TS-648,çelik,yapı

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :14431
Üniversite

501042405

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Haluk GERÇEK

Tez Türü

Doktora

Ay

Şubat

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Dilek ÇOL YILMAZ

Başlık

ANALİTİK HİYERARŞİ YÖNTEMİ KULLANILARAK İSTANBUL METROPOLİTEN ALANINDA TOPLU TAŞIMA İLE BÜTÜNLEŞİK BİSİKLET AĞI KÜMELERİNİN ÖNCELİKLENDİRİLMESİ

Özet

Sürdürülebilir ulaşımın kentsel ulaşım planlamasındaki rolü büyüktür. Bu çalışmada motorsuz ulaşım ve toplu taşıma entegrasyonunun yüksek seviyede hareketliliğe etkisi değerlendirilmiştir. Önemli bir ulaşım türü olan bisikletin motorsuz ulaşımdaki rolü, sürdürülebilir yolculuk hedefine katkıları ele alınmıştır. Çalışmada İstanbul metropoliten alanında toplu taşıma sistemi ile entegre bisiklet ulaşım ağının aşamalı olarak gerçekleştirilmesi için bir karar destek modeli kurulmuştur. Model oluşturulurken 2023 yılı için planlanmış olan toplu taşıma hatları, aktarma merkezi noktaları, bu noktalara ait yolcu sayıları, yeniden düzenlenen bisiklet ağı gibi veriler CBS ortamında geliştirilen haritaya altlık olarak kullanılmıştır. Çok Ölçütlü Karar Verme yöntemlerinden nitel ve nicel değerlendirmeye olanak veren Analitik Hiyerarşi Yöntemi (AHY) kullanılarak ulaşım planlaması konusunda uzmanların değerlendirmeleri doğrultusunda, İstanbul metropoliten alanında toplu taşıma ile bütünleşik bisiklet ağı kümelerinin öncelikleri belirlenmiştir.

Title

PRIORITIZATION OF INTEGRATED BICYCLE NETWORK CLUSTERS IN ISTANBUL METROPOLITAN AREA USING ANALYTIC HIERARCHY PROCESS

Abstract

Sustainable transportation has an important role in urban transport planning. In this study, the impact of the integration of nonmotorized transport and public transport on hypermobility was evaluated. The role of bicycle in nonmotorized transportation, and its contribution to sustainable travel goals were examined. A decision support model was established in order to plan the phases of a bicycle network integrated with the public transport system in Istanbul Metropolitan Area. Data such as public transport routes planned for the target year 2023, locations of transfer centers, number of passengers at transfer centers, and a revised bicycle network were used as layers for the GIS map produced. Based on the survey data collected from the experts, Analytic Hierarchy Process (AHP) which is a multi-criteria decision-making procedure that contains both qualitative and quantitative factors was used to prioritize the bicycle network clusters integrated with public transport system in Istanbul.

Anahtar Kelime

Analitik Hiyerarşi Yöntemi, Çok ölçütlü karar verme, Bisiklet ağı kümeleri, Motorsuz ulaşım, Sürdürülebilirlik

Bilim Kodu

6240400




Sıra No :14423
Üniversite

501111036

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

ALPER İLKİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

MUHAMMET UĞUR ÖZÇELİK

Başlık

PERA, RBTE ve DBYBHY2007 YÖNETMELIGI KULLANILARAK MEVCUT BINA DEPREM PERFORMANSLARININ BELIRLENMESI

Özet

Mevcut binaların sayısını göz önünde bulundurduğumuzda performans degerlendirmelerinin yapılmasının klasik yöntemlerle uzun zaman alacagını ve kısa sürede bitirmek için kalabalık bir ekip gerektirecegini görebiliriz. Bu tez çalısmasında, bu soruna çözüm getirebilmek için hazırlanan Hızlı Deprem Performansı Degerlendirme Metodu olan PERA, Kocaeli İli sınırları içerisinde bulunan 6 adet bina üzerinde uygulandı. Her binadan 48, toplam 288 performans sonucu elde edildi. Sonuçlar DBYBHY 2007 ve RBTEİE yönetmelikleri ile karsılastırıldı.

Title

SEISMIC ASSESMENT OF EXISTING BUIKDINGS USING PERA,RBTE AND DBYBHY 2007

Abstract

A destructive earthquake hit Kocaeli province of Turkey on August 17, 1999. The magnitude of the earthquake was 7.5 Mw according to Richter scale. As a result of the earthquake, many buildings were damaged and collapsed either fully or partially. In this study, six existing buildings, which were constructed before 1999 Kocaeli earthquake are investigated in detail. The buildings are representative of typical 3-4 storey reinforced concrete buildings and survived against earthquakes by experiencing damages in different extents. Then the performances of these buildings are predicted by the PERA method and predictions are compared with the conclusions of detailed seismic assessment analysis such as DBYBHY2007 and RBTEİY. The comparisons validated the accuracy of the PERA algorithm for the investigated type of reinforced concrete buildings.

Anahtar Kelime

tahmin, pera, rbteie, deprem, performans, hızlı, deprem güvenliği, riskli bina

Bilim Kodu

624




Sıra No :14402
Üniversite

501101062

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Alper İLKİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Yeşim VULAŞ

Başlık

MEVCUT BETONARME BİNALARIN PERA ( HIZLI PERFORMANS DEĞERLENDİRME YÖNTEMİ ) İLE PERFORMANS ANALİZİNİN YAPILMASI

Özet

Son yıkıcı depremler, gelişmekte olan ülkelerde özellikle birçok mevcut binanın depreme karşı güvenli olmadığını göstermiştir. Bu binaların yıkılmasıyla oluşacak can ve mal kayıplarını azaltmak için gerekli değerlendirmelerin acilen yapılmasına ihtiyaç vardır. Kod tabanlı sismik değerlendirme yöntemleri, genel olarak ayrıntılı ve karmaşık yapısal analiz gerektirir. Bunun için gerekli maliyeti ve değerlendirme süresini azaltmak için basitleştirilmiş doğru değerlendirme yöntemlerinin gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, betonarme binalar için Hızlı Performans Değerlendirme Yöntemi (PERA) önerilen yöntem Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkındaki Yönetmelik ve Riskli Binaların Tespit Edilmesine İlişkin Esaslar ile karşılaştırılmaktadır. Bu yöntem, betonarme binaların kritik deprem yükü altında olduğunu varsayar. Bu yönteme göre, kolonların elastik iç kuvvetleri, kesme ve eğilme kapasiteleri; bina ölçüleri,kolon boyut ve konumları, boyuna donatı oranı, etriye aralığı ve beton sınıfına uygun olarak elde edilir. Yapı genel performansı, tek tek kolonların etki/kapasite oranları yanı sıra en zayıf modları (akma/kopma) , eğilme ve kesme gerilme seviyelerine bağlı olarak belirlenir. Yanal ötelenmeler, basitleştirilmiş yaklaşımla hesaplanan kritik deprem yükünün yapısal performansın belirlenmesinde dikkate alınır. Güçlü ve zayıf kirişler, güçlü kolon-zayıf kiriş yada güçlü kiriş-zayıf kolon koşulları dikkate alınarak belirlenen kolon kesme kapasiteleri yapının doğal periyodunun belirlenmesinde dikkate alınır. Bu yöntemle elde edilen sonuçlar, Türkiye’deki tipik çerçeve sistemli betonarme yapıların 108 farklı durum için ayrıntılı analiz sonuçları ile karşılaştırılır. Öngörülen algoritma ve ayrıntılı yapısal performans değerlendirmesi arasında uyum olduğu elde edilir. Son olarak, önerilen yaklaşım öngörüleri, son iki yıkıcı depremden sonra Türkiye’de mevcut 9 yapıda gözlenen gerçek hasarlar ile karşılaştırılır. Bu karşılaştırmalarda kabul edilir düzeyde doğruluk görülmüştür. 17 Ağustos 1999’da Türkiye’nin Kocaeli İli’nde Rihter Ölçeğine göre büyüklüğü 7.4 olan yıkıcı bir deprem meydana geldi. Bu depremde bir çok bina ya hasar gördü yada kısmen veya tamamen çöktü. Bu çalışmada yıkımların en çok yaşandığı yerlerden biri olan Kocaeli İli Başiskele İlçesi’nde yer alan, 1999 Kocaeli Depremi’nden önce inşa edilen 6 bina ve depremden sonra inşa edilen 3 bina ayrıntılı olarak incelenmiştir. Seçilen 9 bina da 3 katlı olup zemin özellikleri bölgenin çoğunluğu Z3, sahil kesimleri ise Z4 grubundadır. Seçilen bu binalarda genel olarak düzenli olup betonarme çerçeve sistemden oluşmuştur. Bu 9 binanın performans değerlendirmesi PERA Yöntemi ile değerlendirilmiştir ve detaylı performans analizlerinin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar incelenen betonarme binalar için PERA Yöntemi algoritmasının DBYBHYile uyumlu olduğunu göstermektedir.

Title

RAPID PERFORMANCE SEISMIC ASSESSMENT METHOD (PERA) FOR EXISTING REINFORCED CONCRETE FRAME BUILDINGS

Abstract

Recent earthquakes, such as Kocaeli-Turkey (1999), Gujarat-India (2001), Bam-Iran (2003), Sumatra-Indonesia (2004), Kashmir-Pakistan (2005), Sichuan-China (2008), Haiti (2010), Tohoku-Japan (2011) and Van-Turkey (2011), which caused large number of casualties and injuries due to structural damages and collapses, have shown that a significant portion of existing buildings are not sufficiently safe against earthquakes. Therefore, the seismic safety of a vast number of existing buildings should be urgently evaluated for determining the vulnerable ones. Several seismic safety assessment procedures, ranging from street surveys to detailed vulnerability analysis, exist in the literature. Each of these methods requires procedures that demand various input parameters at different detail levels. The simplest seismic safety assessment procedure group consists of sidewalk (or street) surveys. FEMA 154 [1 and 2] and Sucuoglu et al. [3] are examples of these first-level approaches, which target to quantify and rank buildings that are seismically hazardous, before a detailed assessment is carried out. The FEMA 154 Rapid Visual Screening procedure [1 and 2] was developed for twelve different types of structural systems. The Basic Structural Hazard Score, determined based on the type of the structural system, is modified via score modifiers, which are related to the observed performance attributes such as visual condition, number of stories, vertical and plan irregularities, comparison of the design and construction dates and the soil type. Final scores typically range from zero to seven, with higher score corresponding to better seismic performance expected for the building. The method introduced by Sucuoglu et al. [3] is applicable to low- and mid-rise reinforced concrete buildings up to six stories. This sidewalk survey aims to obtain a performance score for each of the buildings in the investigated region, so that they can be ranked with respect to their seismic risk levels. Similar to the FEMA 154 method [1 and 2], this method also modifies the basic score of the building with vulnerability score-modifiers. The basic score depends on type of the structural system, seismicity and local site conditions of the building, defined in terms of peak ground velocity. The vulnerability scores depend on structural attributes such as presence of soft story, heavy overhangs, short columns, pounding potential, as well as apparent visual quality and topographical effects. Vulnerability parameters ranging between zero and one are used to modify the vulnerability scores, which in turn are subtracted from the basic score. Methodologies including Japanese Seismic Index Method [4], Hassan and Sozen [5], Yakut [6], P25 Method [7], and NZSEE Method [8] can be pronounced among more detailed preliminary assessment approaches. The Japanese Seismic Index Method [4] consists of three different levels of screening and/or assessment procedures. The first level is the simplest and the most conservative approach. Only the compressive strength of concrete and the cross-sectional areas of columns and walls are considered for estimating the seismic capacity of the building, while ductility characteristics are neglected. In the more detailed second and third levels, ultimate lateral load capacities of the frames and shear walls are evaluated using material and cross-sectional properties, together with reinforcement details which require in-situ structural drawings. The second level procedure evaluates the seismic capacity of the building with the strong beam – weak column assumption, so that the strength and ductility of only the vertical members are considered. The third level procedure considers the strength of beams in addition to the strength of columns and walls, for evaluation of the seismic capacity. It should be noted that a number of studies that aim to adopt the Japanese Seismic Index Method [4] to Turkish buildings is available in the literature (Baysan, [9], Ilki et al., [10], Boduroglu et al., [11], Boduroglu et al., [12], Ozdemir et al., [13]). The Hassan and Sozen [5] method follows the approach introduced by Shiga et al. [14] after the Tokachi-Oki earthquake of 1968. This method is applicable to low- to mid-rise reinforced concrete buildings and considers only the cross-section dimensions and orientations of the vertical members, such as columns, shear walls, and infill walls. In this method, the total column area at the base of the building is divided by the total floor area of the building for computing the column index (CI). Similarly, the shear wall and infill wall areas in one direction are divided by the total floor area above the base so that the wall index (WI) for that direction is obtained. Finally, the column and wall indexes are graphically evaluated. Accordingly, as the wall and column indexes of the building become smaller, the vulnerability of the building increases. The procedure proposed by Yakut is recommended for low- to mid-rise reinforced concrete frame buildings with and without shear walls. The method estimates the elastic base shear capacity of the building using the dimensions, orientation and concrete strength of the structural components at the ground floor of the building. The contribution of the infill walls are also considered for calculation of the Basic Capacity Index, which is the ratio of the estimated yield base shear of the building with infill walls to the code required base shear. Then the Basic Capacity Index is modified such that the effects of the construction quality and architectural features (such as vertical and plan irregularities) are also reflected in the estimation. Finally, the obtained Capacity Index is compared with a cutoff value for reaching a decision on the vulnerability of the building. The P25 Scoring Method [7], which aims to identify collapse-vulnerable structures, was developed by using a database of 323 buildings, which have experienced varying levels of damage during previous earthquakes in Turkey. The method is based on seven different scores for corresponding failure modes and their interactions, as a function of their estimated relative importance. The method considers several parameters such as concrete quality, seismicity, pounding, potential short column, corrosion, irregularities in plan and elevation, confinement, foundation type, foundation depth, ground conditions, heavy overhangs and heavy façade elements. The NZSEE Initial Evaluation Procedure (IEP) [8] involves making an initial assessment of the performance of existing buildings against the standard required for a new building (i.e. “percentage new building standard” (% NBS)). Accordingly, the nominal % NBS value is determined by considering the date of design, seismic zone and soil type together with the estimated period of the building calculated through simple equations given for different structural system types. The nominal % NBS value is then multiplied by near fault, hazard, return period, ductility, and structural performance scaling factors, so that the baseline % NBS is obtained. In the next step, the baseline % NBS is modified by the Performance Achievement Ratio (PAR) which covers critical structural weaknesses such as plan and vertical irregularities, short columns, pounding potential, site characteristics, and other factors that can be included by the engineers. Finally, the assessment of the building is completed considering the resulting % NBS values for longitudinal and transverse directions. The building is classified as potentially earthquake prone for % NBS values less than 33, and a more detailed evaluation is required. Insignificant earthquake risk is foreseen for buildings with % NBS values greater or equal to 67. For 33< % NBS <67 a more detailed evaluation is recommended. While these methods are useful and valuable tools for rapid seismic safety assessment, they present several drawbacks, which necessitate more accurate yet simple methods developed based on structural mechanics principles and capable of considering different potential failure modes of structural members. Main disadvantage of these methods stem from uncertainties they include in terms of risk scores and threshold performance values since they are generally based on expert judgment or are calibrated considering statistical data representing a certain earthquake ground motion, ground condition and structural typology. Several other seismic assessment methodologies have also been proposed based on inelastic displacement demand and/or considering probabilistic approaches such as Ruiz-Garcia and Miranda [15], Priestley [16], Chandler and Mendis [17], Jeong et al. [18], and Iervolino et al. [19], whereas Lupoi et al. [20] and Kalkan and Kunnath [21] have compared detailed linear and nonlinear static assessment methodologies in their studies. In this study, a performance based rapid seismic safety evaluation (PERA) methodology is proposed for reinforced concrete frame structures, for which the effect of first vibration mode is dominant in the seismic response. The proposed methodology makes use of several approaches of Muto [22], member tributary area concept, and other certain simplifications and assumptions related to structural analysis and performance based assessment. For the estimation of member damages and overall structural seismic performance evaluation, performance criteria of the Turkish Seismic Design Code (TSDC) [23] are taken into account. During seismic performance evaluation, the axial-flexural and shear capacities of all vertical structural members, considering the actual type of longitudinal and transverse reinforcing bars, diameter and spacing of transverse bars, and estimated concrete quality are taken into account, together with certain assumptions related to the geometric ratio and configuration of the vertical bars in the columns. In addition, structural irregularities as defined by the TSDC [23] are also considered during evaluation. Consequently, while the amount of data required is not remarkably more than the rapid and preliminary assessment methods outlined above, determination of the type of reinforcing bars, stirrup spacing, and concrete quality (with limited number of tests), together with proper consideration of different failure modes, make the proposed algorithm significantly more realistic compared with existing methodologies. More importantly, since the seismic safety evaluation is conducted considering the provisions of the TSDC [23], potential problems that other rapid assessment methodologies can create, due to non-compliance with the existing code, are minimized. Recent destructive earthquakes have shown that many existing buildings, particularly in developing countries, are not safe against seismic actions. To mitigate the collapse of these buildings, and reduce casualties and economic losses, assessment and rehabilitation actions are urgently needed. Since code-based seismic safety evaluation methods generally require detailed and complex structural analysis, the necessity for simplified, yet sufficiently accurate evaluation methods emerges for reducing cost and duration of assessment procedures. In this study, a performance based rapid seismic safety assessment method (PERA) is proposed for reinforced concrete buildings. The proposed method assumes that ground story of the building is critical against seismic loads. According to this method, elastic internal force demands of columns of ground story and their shear and axial-flexural capacities are obtained in accordance with the as-built structural drawings, the actual type and estimated ratio of longitudinal bars and the actual type and spacing of transverse bars and concrete quality. The overall structural performance is determined based on the demand/capacity ratios of individual columns, as well as their failure modes (brittle/ductile), confinement characteristics, and levels of axial and shear stresses. The lateral drift of the critical story, calculated through a simplified approach, is also taken into account during determination of the global structural performance. It should be noted that the strength and stiffness of the beams are taken into account during estimation of natural period of the building, determination of column shear demands considering strong column – weak beam or strong beam – weak column conditions, and estimation of contra flexure points on the columns. The predictions of this method are compared with the results of conventional detailed seismic safety assessment analyses carried out for 108 different cases representing typical reinforced concrete frame buildings in Turkey. Good agreement is obtained between the predictions of the proposed algorithm and code-based structural performance assessment procedures. Finally, predictions of the proposed approach are compared with actual damages observed in 9 existing buildings in Turkey after destructive earthquakes that have occurred during the last two decades. These comparisons also point to an acceptable level of accuracy and sufficient conservatism for the methodology proposed.

Anahtar Kelime

Betonarme Yapılar ve Deprem Performans İncelemesi

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :14484
Üniversite

501042306

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Mehmet Mete İncecik

Tez Türü

Doktora

Ay

Nisan

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Hüsnü Uysal

Başlık

KAZIKLI RADYEJENERAL TEMELLERİN YANAL YÜK ALTINDA DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

Özet

Bu çalışmanın amacı kazıklı radyejeneral temel sisteminin yanal yük altındaki davranışını sonlu eleman yöntemi yardımıyla inceleyerek; şu an gelişmekte olan, literatürde ve pratikte az sayıda çalışmaya sahip olan bu konu ile ilgili katkıda bulunabilmektir. Bu kapsamda ilk olarak düşey yük altındaki kazıklı radyejeneral temel davranışının anlaşılabilmesi için oluşturulan model Plaxis 3D Foundation yazılımı ile modellenerek statik yük altındaki analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları literatürdeki diğer yöntemlerin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Daha sonra Frankfurt’taki Yeni Sergi Salonu – 3. Kısım Binası’na (Neue Messehalle 3) ait kazıklı radyejeneral temel sisteminin 3 boyutlu modeli TNO DIANA yazılımı ile oluşturulmuştur. Statik ve dinamik yükler altında kazık ve radyejeneral temel davranışları irdelenmiştir. Buna ilave olarak kazıklı radyejeneral temel, kazıklı temel ve radyejeneral temel sistemlerin yatay statik yük ve yatay deprem kuvvetleri altında (time response analysis) dinamik analizleri gerçekleştirilerek deplasman, eksenel kuvvet, kesme kuvveti ve moment değişimleri tüm temel sistemleri için incelenmiştir. Çalışmanın son aşamadında ise , üstyapı etkisinin de göz önüne alındığı temel sistemlerinin dinamik analizi incelenmiştir. Tek serbetlik derecesine (SDOF) sahip kütleye sahip kazıklı radyejeneral temel ve kazıklı temelin deprem yükleri altında analizleri yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Title

ASSESSMENT OF THE PILE RAFT FOUNDATION BEHAVIOUR UNDER LATERAL LOAD

Abstract

The objective of this study is to analyze the pile raft foundation behavior under lateral load using finite elements method and to contribute to the science on this subject that has very few studies in the literature and in practice. In this context, primarily the model created to be able to understand the behavior of pile raft foundation under lateral load has been modeled using Plaxis 3D Foundation and the analysis of the model under static load have been carried out. The results of the analysis have been compared with the results of the other methods in the literature. Thereafter, 3 dimensional model of pile raft foundation system belonging to the New Exhibition Hall – 3rd Section Building in Frankfurt (Neue Messehalle 3) has been created with TNO DIANA software application. The behaviors of pile and raft foundations under static and dynamic loads have been examined. In addition, dynamic analysis of pile raft foundation, pile foundation and raft foundation systems under horizontal static load and horizontal earthquake forces (time response analysis) have been carried out and displacements, axial forces, shearing forces and momentum changes are examined for each of these foundation systems. In the last step of the study, these analyses, where the superstructure is ignored, the dynamic behavior of the considered foundation systems with the superstructure is also examined. The piled raft foundation and pile foundation systems supporting SDOF (single degree of freedom) systems with varying structural properties (i.e. mass/rigidity) have been analyzed under earthquake loads and the results are compared for each system.

Anahtar Kelime

Kazıklı radyejeneral temel, kazıklı temel, radyejeneral temel, yanal yük, sonlu elemanlar yöntemi, dinamik analiz

Bilim Kodu

6240100




Sıra No :14329
Üniversite

501082004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Hasan Engin

Tez Türü

Doktora

Ay

Şubat

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Hasan Faik Kara

Başlık

DOĞRULTU ATIMLI FAY ETKİSİNDEKİ ALÜVYONAL VADİDE DALGA YAYILIMI

Özet

Bu çalışmada yarım uzayda gömülü yarım dairesel alüvyonal vadide dalga yayılımı problemi incelenmiştir. Alüvyonal vadinin ve yarım uzayın homogen, izotropik ve doğrusal elastik olduğu varsayılmıştır. Ortamlardan bir tanesi doğrultu atımlı fay içermektedir. Analitik çözüm teknikleri uygulanarak statik ve kararlı dinamik fay hareketleri için seri formunda kesin çözümler elde edilmiştir. Dinamik hal için dalga fonksiyonu açılım tekniği kullanılmıştır. Yer değiştirme alanları Fourier-Bessel serileri ile ifade edilmiştir. Bu serilerdeki bilinmeyen karmaşık katsayılar sınır koşulları uygulanarak hesaplanmıştır. Statik halde zamana bağlı terimler olmadığı için yer değiştirme alanları kuvvet serileri ile ifade edilmiştir. Sonraki çözüm adımları benzer şekildedir. Statik hal için fay pozisyonu ve genişliği, vadi yarıçapı ve malzeme katsayılarının çeşitli değerleri için yer değiştirmeler ve gerilmeler istenilen noktada hesaplanabilir. Statik hale ek olarak, dinamik halde yer değiştirme ve gerilmeler, dalga boyu parametresinin eklenmesi ile zamana bağlı olarak da bulunabilir. Sonuçlar göstermektedir ki yer değiştirme genlikleri uzun dalga boyları için statik yer değiştirmelere yakınsamaktadır. Kısa dalga boylarında yer değiştirmeler farklılaşmaktadır ve noktadan noktaya değişimi hızlanmaktadır. Yüzeydeki yer değiştirmeler aynı fay uzunluğu için derinlik arttıkça azalmaktadır ve malzeme farklılıkları yer değiştirmeler üzerinde önemli rol oynamaktadır.

Title

WAVE PROPAGATION IN AN ALLUVIAL VALLEY SUBJECTED TO A STRIKE-SLIP FAULT

Abstract

Wave propagation behavior in a semi-circular alluvial valley embedded to a half-space has been studied. Alluvial valley and half-space are assumed to be homogeneous, isotropic and linear elastic. Either of the mediums includes a strike-slip fault. Exact solutions in series form have been obtained by using analytical techniques for both static and steady state dynamic fault movement. Wave function expansion method is used for dynamic case. Displacement fields are expressed in terms of Fourier-Bessel series. Unknown complex constants of these series are calculated by applying boundary conditions. For the static case, time dependent parts don’t exist so displacement fields are expressed in terms of power series. The following steps of the solution procedure remain same. For variable positions and lengths of fault, valley radius and material coefficients, displacement and stress could be calculated any point for static case. In addition to static case, displacements and stress could be obtained as a function of time in dynamic case by adding a new variable, wave length. Results show that displacement amplitudes converge to static displacements when wave lengths are relatively long. For shorter wave lengths, displacements differ significantly and changes more rapidly from point to point. Displacements in the surface increase when fault depth decrease for same fault length and material inhomogeneities play a significant role on displacements.

Anahtar Kelime

Alüvyonal Vadi, Doğrultu Atımlı Fay, Silindirik SH Dalgaları

Bilim Kodu

624




Sıra No :14333
Üniversite

501121417

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Öğr. Gör. Dr. A. Faik İyinam

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Onur Öztürk

Başlık

METRO TÜNELLERİNİN İSTANBUL ÖRNEĞİNDE ÇOK YÖNLÜ İNCELENMESİ

Özet

Tünel uygulamaları oldukça geniş bir yelpazeye sahiptir. Ulaştırma yapılarında birçok nedenle tünel uygulaması gerekmektedir. Kentiçinde metro hatları ve istasyonları için de farklı tekniklerde tünel açma uygulamaları yapılmaktadır. Tez çalışmasında, İstanbul’daki metro hatlarının gelişmiş metro ağlarına göre durumu, İstanbul Metrosu’nda bazı kazı ve destek tipleri incelendikten sonra, tünele gelen itkilerin ve tünel stabilitesinin birçok teoriye göre parametrik irdelenmesi ve yorumlanması yapılmaktadır. İstanbul’da raylı sistemler uzun yıllar iyi bir gelişme gösterememiştir, metro hatları oldukça yeni ve kısadır. Bu nedenle talep, taşıt uzunluğu, taşıt doluluğu, sefer sıklığı azdır. Ancak metro ağı ve entegrasyon geliştikçe hatlarda bu açılardan iyileşme beklenmektedir. İstanbul metro tünellerinin geçtiği alanın bazı kısımlarında, mevcut formasyonlarda bölgesel sıkışmadan kaynaklanan düzensizlikler nedeniyle metro çalışmasının kazı işlerinde ve formasyonun taşıma gücünde sorun oluşmakta, taşıma gücü düşmektedir. Yer yer hat üzerinde asidik yüzey sularının oluşturduğu karstik boşluklar sızıntıya ve hat üzerinde kalan yolda küçük çapta çökmeye neden olmaktadır. Belirtilen jeolojik yapı ve açıklanan sorunlar nedeniyle kazı çalışmaları aksamakta ve bitirme süresi uzayabilmektedir. Delme tünel, aç-kapa tünel ve yukardan aşağıya yöntemleri ile metro ve istasyon kazıları yapılmakla birlikte en yaygın kullanılanı delme tünel versiyonu olan Yeni Avusturya Yöntemi’dir. Tezde bu yöntemlerin yanı sıra İstanbul Metrosu’nda anahat tünellerindeki destekleme sistemlerinden olan A5 ve A3 de kısaca incelenmektedir. Tezde, kazı çalışması sırasında tünel stabilitesine etki eden kuvvetleri belirlemek için geliştirilen birçok teorinin esası ve değişik zemin cinsleri için ortaya çıkabilecek sayısal değerler incelenmektedir. Bunun için tünele gelen itkilerin belirlenmesi açısından farklı teori ve yaklaşımlar zemin cinsine bağlı şekilde parametrik olarak irdelenip, birbirleriyle karşılaştırılarak değerlendirilmektedir. Bu değerlendirmeye göre; Kommerell Teorisi, teorilerin en eskisi olmakla birlikte biraz yaklaşıktır. Kohezyon dikkate alınmamakta, sadece yük hesaplanmaktadır. Bu teoriye göre zemin sıkılaştıkça ve kendini tutabilme yeteneği arttıkça tünele etki eden zemin yüksekliği azalmakta, alan küçülmekte, yük de buna paralel olarak önemli azalma göstermektedir. Tünelin her iki yanında bulunan ve tünele etki eden zemin kütlesinin oluşturduğu yatay itki kuvveti de, benzer şekilde zemin iyileştikçe küçülmektedir. Ritter Yöntemi’nde kohezyon ve zeminlerin çekim mukavemeti hesaba dahil edilmekte, kemerleşme eğrisinin altında kalan zeminin ağırlığı dikkate alınmaktadır. Kohezyonu yüksek zeminlerde tünele etki eden zemin kütlesi ve hesapla bulunan tünel yüksekliği azalmaktadır. Ritter’de itkiler Kommerell’e göre aynı tip zeminde göreceli olarak daha küçük olmaktadır. Terzaghi Yöntemi’nde; kum ve kaya zeminlerin değişik durumları ve yeraltı su seviyesi dikkate alınıp, tünel açısından etkili zemin yükseklikleri ve düşey itkileri belirlenmektedir. Bu şekilde Terzaghi tarafından oluşturulan çizelgeden değişik durumlar ve zeminler için yorum ve karşılaştırma yapmak mümkün olmaktadır. Yeraltı su seviyesinin altında kalan kum zeminde düşey itki büyümekte, kaya zeminde ise değişmemektedir. Bierbaumer Teorisi’nde statik yükün, yatay toprak basıncının oluşturduğu sürtünmeler nedeniyle küçüldüğü kabul edilir. Bierbaumer’e göre hazırlanan çizelgeler incelendiğinde tünelin üzerindeki zemin yüksekliği büyüdükçe azaltma değerleri küçülmekte, buna paralel olarak da itki değerleri artmaktadır. Tünele gelen etkileri belirlemek için kullanılan bilgisayar programlarının başında sonlu elemanlar yönteminin kullanıldığı Plaxis Yöntemi gelmektedir. Bu yöntemle hem tünel yapı etkileşimlerini, hem de tünel stabilitesini sağlamak için gerekli destekleme elemanlarının tahkikini yapmak mümkün olmaktadır. Metro hatları İstanbul’da da giderek artmakta olup, metro tünellerinin gabarilerinin ve destek elemanlarının belirlenmesinde kullanılan yaklaşımların pratik, doğru, kolay olması ve birçok parametreyi içermesi önemlidir.

Title

MULTI DIMENSIONAL EXAMINATION OF SUBWAY TUNNELS IN ISTANBUL EXAMPLE

Abstract

Tunnel applications have a very large scale. In transportation structures tunnel application is necessary due to various reasons. In urban areas tunnel boring applications in various techniques are applied for subway lines and stations. In the thesis study, after the situations of subway lines in Istanbul was compared with the advanced subway networks, the parametric examination and interpretation of impulsions acting on the tunnel and the tunnel stability was made according to various theories. As a result of the studies made in order to increase public transportation in Istanbul, it can be observed that the share of railway systems slightly increases. The increasing immigration and accordingly increasing population, increase in private vehicle consumption causes lack of planning in transportation. Together with the new routes that will be added to the existing railway systems, the perception in the passenger that he will reach his destination without being stuck in traffic makes the railway systems more popular. Besides, railway systems are environmental friendly which is a factor that will lead them to primary actor level in urban transportation. The most important type of urban railway systems is subway due to its capacity, safety, speed and other system properties. As subway system is in a tunnel, new tunnel technologies have become a necessity. Changes and arrangements in tunnel support type due to changing conditions occur due to evaluation of geological situation and evaluation of structuring on surface. Geological structure faced during deep excavation is recorded to cross section reports prepared for sections and then these are combined and converted into large cross section (width and length). Geological plans and maps are prepared for the base, arrangements in work program can be made related with excavation speed. In these studies, the discontinuity properties of the environment are primarily examined. Rapid population increase has speeded up the underground excavations made in big cities. Mechanization studies have increased in order to dig the tunnels which are planned for sewer networks, subway, etc.. rapidly, safely and economically. In a tunnel with diameter of 7-8m, if the mechanised systems are selected properly, the advance speed can be 30-40m/day. New Australian Method (NATM) was first used in Australia and this method rapidly became widespread in the world. This method is still used in the construction of Istanbul subway tunnels. The main principle in this excavation method is selecting the most appropriate digging and reinforcement methods so as to inspect and direct the secondary tension and deformations without damaging the rock stability and maintain the initial rigidity of the rocks as much as possible in order to make the region surrounding the gap, form a static system which holds and carries itself. In cut and cover method, initially excavation is performed in the area, in the mean time the ground is supported with various methods. After the construction of the structure, th covering is applied as a simple and economical method. The top to bottom method is preferred in busy automobile and pedestrian traffic conditions when upper structures such as road, junction, etc. should be rebrought into service as quick as possible in the region where station is going to be built and also minimize the effect of excavation on the surrounding. In Istanbul Otogar-Bağcılar-İkitelli Subway Stations, top to bottom method was preferred. Railway systems could not performed a proper development in Istanbul for long years. Subway lines are very new and short. Therefore the demand, vehicle length, vehicle density and trip frequency are low. However as subway network and integration is developed, melioration is expected in the lines. At some parts of the area where the Istanbul subway tunnels pass, due to irregularities caused by regional compression in current formations, problems occur in the digging works of subway construction and the bearing capacity of the formation decreases. The carstic gaps formed by the acidic surface waters on the line cause leakage and small scaled collapses on the road located above the line. Due to mentioned geological structure and explained problems digging works are hindered and the completion period is elongated. Subway and station diggings are performed by boring tunnel, cut and cover tunnel and from top to bottom methods. The most prevalent method is New Austria Method which is a boring tunnel version. In the thesis, apart from these methods, A5 and A3 which are supporting systems in mainline tunnels of Istanbul subway are also briefly examined. In the thesis bases of many theories developed in order to determine the forces effecting the tunnel stability during the digging work and the numerical values that may appear for different soil types are examined. In order to achieve this, in terms of determining the impulsions acting on tunnels, different theory and approaches are parametrically examined and comparatively evaluated. According to this evaluation; Kommerell theory is the oldest theory but is a little rough. Cohesion is not taken into consideration, only load is calculated. According to this theory as the soil becomes more tightened and the ability to hold itself increases the soil height effecting the tunnel decreases, area gets smaller and in parallel to those the load decreases significantly. The horizontal impulsion force effecting the tunnel by the soil mass located at both sides of the tunnel also decreases as soil is meliorated. In Ritter method, cohesion and tensile strength of soils are taken into consideration and the weight of the soil located beneath the arching curve is also taken into account. In soils with high cohesion, the soil mass acting the tunnel and the tunnel height found by calculation, decrease. The impulsions in Ritter, are smaller compared to Kommerell for the same type of soil. In Terzaghi method the different situations of sand and rock soils and underground water level is taken into consideration and accordingly effective soil heights for the tunnel and vertical impulsions are determined. From the chart formed by Terzaghi this way, comment and comparison can be made for various situations and soils. The vertical impulsion increases in the sand soil located beneath the underwater level while it does not change in rock soil. In Bierbaumer Theory, it is assumed that the static load decreases due to frictions created by horizontal soil pressure. When the charts prepared according to Bierbaumer are examined it can be observed that the load shedding values decreases as the soil height above the tunnel increases and in parallel to this the impulsion values increase. The most common computer program used for determination of the impulsions acting on the tunnel is Plaxis method where finite elements method is used. By using this method the investigation of tunnel structure interactions and also necessary supporting elements for achieving tunnel stability is possible. Subway lines increase day by day in Istanbul so the approaches used in determination of clearance heights and supporting elements of subway tunnels should be practical, accurate, easy and should include various parameters.

Anahtar Kelime

Metro Tünelleri, Tünel Stabilitesi, Karşılaştırma

Bilim Kodu

6240402




Sıra No :14349
Üniversite

501091523

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Prof Dr. Bihrat Önöz

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Batuhan Yazırlı

Başlık

TAM SAYI KARIŞIK DOĞRUSAL PROGRAMLAMA İLE HAZNE İŞLETMESİ

Özet

Çalışmada hidroelektrik santral işletmelerinde serbest piyasa koşullarının da etkisiyle ekonomik kaygılarla işletilmesi konusu ele alınmış, belirlenen işletme modeliyle Muğla İli Dalaman İlçesinde bulunan Sami Soydam Barajı fiziksel özellikleri ele alınarak elektrik üretim maksadıyla çeşitli senaryolar altında günlük olarak işletilmiştir. Örnek çalışmalardan yola çıkarak uygun bir optimizasyon modeliyle bu senaryolara bağlı hazne durumları ile hidroelektrik santralin elde ettiği ekonomik getiri sonuçları incelenmiştir. Senaryolarda 39 senelik model, 20 sene ve 19 senelik iki parçalı model ve sırasıyla 9, 10, 11, 9 senelik 4 parçalı modeller oluşturulmuştur. Senelik kötü ve iyi senaryolar da bunlara eklenmiştir. Çalışılan optimizasyon modellerinin su işletmecilerine belirlenen zaman aralığı için doğru tahminlerle, uygun bir işletme politikası öngörülmesine yardımcı olacağı düşünülmektedir.

Title

A MIXED INTEGER LINEAR PROGRAMMING MODEL FOR OPTIMISATION OF BASIN MANAGEMENT

Abstract

Management of a Hydropower plant under economic concerns due to the influence of open market issue is handled. A proper model is determined and applied to one of the Hydropower Dam with its own characteristics for daily management. Variations of scenarios such as full start-full end, half full start-half full end, empty start-empty end were tested for start and end conditions and the progress of basin volume and economic benefits were examined accordingly. The results are discussed due to conditions like the start - end basin volumes, scenario length variations, and the best – worst annual scenario combinations.

Anahtar Kelime

En iyileme, hidroelektrik, işletme, politika

Bilim Kodu

624




Sıra No :14360
Üniversite

501111109

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç.Dr. Gürkan Emre Gürcanlı

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Emad GHAVAM

Başlık

AVUSTRALYA VE TÜRKİYE DE İNŞAAT SEKTÖRÜNDE İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLIĞİNİN KARŞILAŞTIRMASI

Özet

İnşaat sektörü birçok tehlike ve kaza potansiyeline eğilimlidir. İnşaat malzemeleri, makinalar, aletler ve bunların kullanımları gibi birçok parametre risk unsuru içerir. İşçi sağlığı ve iş güvenliği işyerlerinde çalışan insanların sağlık, güvenlik ve refahını korumaya çalışır. Teknoloji ve makineleşme sayesinde iş yerleri daha karmaşık ve hassas duruma gelmiştir, bu yüzden daha uygun kontrol sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Türkiye Cumhuriyeti İş Sağlığı ve Güvenliği kanununu değiştirmektedir. İş Sağlığı ve Güvenliği mevzuatı Avrupa İşyerinde Sağlık ve Güvenlik Ajansı ile bağdaşan bir şekilde güncellemeye çalışmaktadır. Bu yüzden zayıf ve kuvvetli noktalarının ortaya çıkıp, vurgulanması için Avrupa Birliği dışından bir ülke ile karşılaştırmak daha iyi olacaktır. Avustralya sadece İngilizce konuşan ülkeler arasında değil tüm dünya çapında iş sağlığı ve güvenliğinde başarılı bir ülke örneğidir. Bu çalışmada iki ülkenin iş sağlığı ve güvenliği mevzuatları detaylı bir şekilde kıyaslanmıştır. Aslında, Avustralya ve Türkiye’nin iş sağlığı ve güvenliği mevzuatları birçok benzer özellik barındırmasına rağmen, Avustralya’nın mevzuatında belli bölümler daha dikkatli hazırlanmıştır. Avustralyalılar, kendi iş sağlığı ve güvenliği kanunlarını hazırlarken belli bir politika ve şekli takip etmişlerdir. Avustralya yasaları, Türk kanunlarında daha az dikkate alınan veya kaçınılan konulardan da bahsetmektedir. Türkiye’nin yeni iş sağlığı ve güvenliği yasası, birçok yeni özellikleri ve kavramları kapsadığı halde bazı konularda yetersizdir. Avustralya ve Türkiye’nin iş sağlığı ve güvenliği istatistikleri ve mevzuatları karşılaştırıldığında, Türkiye nin uluslararası standartlara ulaşmak için bazı aşamaları geçmesi gerektiği gözükmektedir ancak bu iş Avustralyalılar için çok daha kolaydır.

Title

COMPARISON OF OCCUPATIONAL HEALTH AND SAFETY IN CONSTRUCTION INDUSTRY OF AUSTRALIA AND TURKEY

Abstract

The construction industry is prone to many hazards and accident potential. Occupational health and safety tries to protect the health, safety and welfare of people engaged in workplaces. Technology and machinery lead to have more complex work environments, that is why they needs more caution and proper controlling systems. Since Turkey has changed its occupational health and safety law recently and tries to update its occupational health and safety legislation compatible with European Agency for Safety and Health at Work, it is better to be compared with a country from outside of European Union for highlighting the weakness and strength points of its new occupational health and safety legislation. Australia is a successful country in term of occupational health and safety not only between English speaking countries but also worldwide. In this study detailed comparison have been done about occupational health and safety legislation of both countries. In spite of having similarities between the Turkish and Australian occupational health and safety laws, Australian legislation have studied these similar parts more carefully. Australians follow a specific policy in preparation of their legislation. Australian law mentions to some issues, which have paid less attention or avoided in Turkish laws. Although Turkish legislation have been revised recently, the concentration of the law in some cases is insufficient. The comparison of occupational health and safety statistics and legislations confirms that Turkey should pass some steps to reach international standards while this path is shorter for Australians.

Anahtar Kelime

İş Sağlığı ve Güvenliği, İnşaat, karşılaştırmak, Avustralya, Türkiye

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :14381
Üniversite

501091201

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Hasan YILDIRIM

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Hasan KANDEMİR

Başlık

FARKLI MİNERAL BAĞLAYICI BİLEŞENLERİN BETONUN KALICILIĞINA ETKİSİ

Özet

Bu çalışmada farklı türden ve farklı dozajlarda kullanılan mineral bağlayıcı bileşenlerin betonun dayanımına ve kalıcılığına (durabilitesine) olan etkisi incelendi. Ülkemizde betonda çimento ile beraber kullanılan farklı kaynaklardan temin edilmiş öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (Ö.G.Y.F.C.) ve uçucu kül (UK) ile betonlar üretildi. Deneylerde 2 farklı kaynaktan temin edilen öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (Ö.G.Y.F.C.), başka bir kaynaktan temin edilmiş öğütülmüş fırın cürufu ve tek kaynaktan temin edilen tek tip uçucu kül (UK), farklı miktarlarda kullanılarak, farklı özellikte numuneler elde edildi. Aynı zamanda çimento da farklı dozajlarda kullanıldı. Üretilen beton numune sınıfları C30/37 olup tüm numunelerde Su/Bağlayıcı oranı birbirine oldukça yaklaşık veya aynı tutuldu. Çökme ile ölçülen kıvam seviyesi aynı yapıldı. Üretilen numune karışımlarından, sülfat etkisi deneyleri için 3 er 70 mm•70 mm•280 mm boyutlarında prizmalar üretildi. Ayrıca basınç dayanımı deneyi için 6 adet, hızlı klorür geçirimliliği deneyi için 1 adet ve kılcal su emme deneyi için 1 adet olmak üzere toplam 8 adet 100 mm çapında 200 mm yüksekliğinde silindir beton numuneleri üretildi. Numuneler 20 °C ± 2°C, kirece doygun su içerisinde bekletilerek kür işlemi yapıldı. 7. ve 28. günlerde basınç dayanımları tespit edildi. 90 günün sonunda kılcallık deneyleri ve ASTM C 1202 standardına uygun olarak hızlı klorür geçirimliliği deneyleri yapıldı. Prizmalar ise 28 günlük kür işleminden sonra sülfat etkisi için magnezyum sülfat (MgSO4) çözeltisinde bekletildi. Ultra-ses hızı ölçümleri, ağırlık değişim ölçümleri belirli periyotlarda yapıldı. Fakat ultra-ses hızları kararlı bir artış veya azalış göstermedi ve deneysel çalışma süresi içerisinde yoruma elverişli sonuç elde edilemedi. Bunun yanında ağırlık değişimi çalışmanın amacına yönelik yorumlar yapılmasına elverişli eğilimler gösterdi. Hızlı klorür geçirimliliği deney sonuçları öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufunun (Ö.G.Y.F.C.) ve uçucu külün (UK) betonun geçirimliliğini azalttığını gösterdi. Fakat buna rağmen magnezyum sülfat etkisi sonunda öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufunun (Ö.G.Y.F.C.) kullanıldığı numunelerde basınç dayanımlarındaki artışın azaldığı, hatta bir beton numunesinde basınç dayanımının düştüğü tespit edildi. Ö.G.Y.F.C. kullanılan A200+120 ve B200+100 numunelerinde bağıl ağırlık değişimlerinde azalma görüldü. Uçucu külün betonun geçirimliliğini azalttığı basınç dayanımını arttırdığı gözlemlendi. Uçucu külün kullanıldığı beton numunelerde sülfat etkisine maruz kaldıktan sonra da basınç dayanımı artışı devam etti. Genel anlamda, bu çalışmadan elde edilen sonuçlar uçucu külün de betonun kalıcılığını (durabilitesini) iyileştirdiğini göstermektedir

Title

THE EFFECT OF DIFFERENT MINERAL BINDER CONSTITUENTS ON DURABILITY OF CONCRETE

Abstract

In this research, different mineral constituents, in different dosages, effects on the strength and durability of concrete was investigated. In Turkey, cement and ground granulated blast furnace slag (G.G.B.S) and fly ash (FA) of different sources are used in concrete production usually in combination with CEM I. In this work, G.G.B.S. from three different sources and only one type of FA were used in various dosages to obtain different concretes as partial replacement of CEM I. The concrete strength class was set at C30/37 and the same Water/Binder ratio was used. Consistency, as measured by slump, was set at 155 mm ± 5 mm. Three 70 mm•70 mm•280 mm prism specimens were prepared for the sulphate effect test for each concrete. In addition, a total of 8 cylindrical specimens of 100 mm diameter and 200 mm height were produced, 6 for compressive strength test, one for rapid chloride permeability, one for capillary water absorption tests. All specimens were kept in tanks under water at 20 °C ± 2°C prior to tests and testing conditions. The strength tests were performed at seventh and twenty eighth days. The rapid chloride penetration and capillary water absorption tests were performed at the age of 90 days in compliance with ASTM C 1202 . The prisms were immersed in magnesium sulphate (MgSO4) solution after 28-day water curing. The prisms were tested for ultrasonic pulse velocity and weight changes, periodically. The pulse velocities did not folow any trend parallel to the expected sulphate attack. On the other hand, the weight changes gave indications of sulphate action. The rapid chloride penetration test showed that the ground granulated blast-furnace slag (G.G.B.S) and fly ash (FA) have favourable effect on concrete permeability. On the other hand, G.G.B.S. caused a reduction in compressive strength and weight due to sulphate action. The test results of A200+120 and B200+120 samples, containing crushed granulated hearth cinder, effected decrease in weights. The data showed that fly ash caused a decrease in concrete permeability, while it resulted in an increase in compressive strength, also after the sulphate effect. In brief, it is clear that FA improved the durability of concrete.

Anahtar Kelime

kalıcılık, durabilite, mineral bağlaycı bileşenler

Bilim Kodu

6240501




Sıra No :14393
Üniversite

501091220

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. M. Hasan BODUROĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2014

Tez Öğrencisi

Ceren CİCEN

Başlık

MEVCUT BİR BETONARME KAMU BİNASININ PERFORMANS ANALİZİ VE SİSMİK İZOLASYON İLE GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Ülkemiz, jeolojik konumu açısından incelendiğinde sismik aktivitesi yoğun bir bölgede olduğu net bir şekilde görülür. Türkiye, Alp-Himalaya orojenik kuşağı içerisinde yer almaktadır. Kuzeyden Avrupa-Asya levhaları, güneyden Afrika-Arabistan levhaları tarafından sıkıştırılması nedeniyle makaslama kırılması oluşmuştur ve bu kırılma şekli, kuzeyde Karadeniz levhacığı, Kuzeydoğuda Hazar levhacığı, güneydoğuda Van levhacığı ve batıda Ege-Anadolu levhacığını meydana getirmiştir. Bu sistem kuzeyde doğrultu atımlı sağ yönlü bir fay olan Kuzey Anadolu Fay Hattı ve yine doğrultu atımlı sol yönlü fay olan Doğu Anadolu Fay Hattı ile kontrol edilir. Bu iki fay sistemi üzerinde büyük magnitüdlü depremler meydana gelmekte, malesef sağlıksız yapılardan dolayı birçok can ve mal kaybına neden olmaktadır. Deprem ülkesi olarak tanımlanan ülkemizde, yapıların herhangi bir sismik etkiye maruz kaldığında bu etkiyi karşılayıp karşılamadığı sorusu oldukça önem kazanmıştır. Özellikle mevcut yapıların sismik performansı, deprem mühendisliği alanında büyük önem teşkil etmektedir. Bu çalışmada, seçilen mevcut bir betonarme bina ile, binaların performans değerlendirmesi ve sismik izolasyon tekniği ile güçlendirilmesi üzerine çalışılmıştır. Birinci bölümde öncelikle, DBYBHY 2007- Bölüm 2’de belirtilen düzensiz binalar tanımlanmıştır. Yapısal ve düşey doğrultuda düzensizlikler, türlerine gore ayrı ayrı ele alınarak şekiller yardımıyla açıklanmıştır. Yine DBYBHY 2007’ de Bölüm 7’ ye gore, seçilen bir performans seviyesi için, yapıların performans değerlendirmesi üzerinde durulmuştur. Değerlendirme aşamasında kullanılan analiz yöntemlerinden eşdeğer deprem yükü analizi ayrıca açıklanmıştır. İkinci bölümde, çok serbestlik dereceli sistem olarak tanımlanan yapıların, eşdeğer tek serbestlik dereceli sisteme çevrilmesi için kullanılan DDBD yöntemi tanımlanmıştır. Anahtar parametresi deplasman olan bu yöntemin, çoğunlukla kullanılan kuvvet tabanlı yöntemlerden farkları ve avantajları ayrıca ele alınmıştır. Elde edilen eşdeğer tek serbestlik dereceli sistemi karakterize eden parametreler belirtilmiştir. Üçüncü bölümde deprem yalıtımının çalışma prensibi üzerinde durulmuştur. Yalıtım ara yüzüne yerleştirilerek yapıyı sismik dalgaların direct etkisini diskalifiye eden isolator türleri hakkında bilgi verilerek, histerezis eğrileri şekillerle belirtilmiştir. Dördüncü bölümde, mevcut bir betonarme yapı üzerinde yapılan performans değerlendirmesi ve sismik izolasyon ile güçlendirilmesi örnek bir çalışma olarak ele alınmıştır.

Title

PERFORMANCE ANALYSES OF AN EXISTING REINFORCED CONCRETE PUBLIC BUILDING AND RETROFITTING BY BASE ISOLATION

Abstract

It’s quite clear that our country is located in intensively active seismically when it was investigated as its geological location. Turkey is on the alpine-himalayan orogenic belt. It’s forced by the Europian-Asian plate on the north and forced by the African-Arabian plate on the south. Since, shear rapture has occurred and as a result of this rapture, Blacksea plate on the north, Hazar plate on the north-east, Van plate on the south-east and Aegean-Anatolian plate on the west has formed. This system is controlled by the North-Anatolian Fault System on the north and East-Anatolian Fault System on the east. On this two fault system, earthquakes with large magnitudes occurs and unfortunately, it cause a lot of less because of poor buildings. It’s an important question in our country where defined as an earthquake region that the construction is able or not to supply the seismic effect. Especially performance of buildings where located in old building area have importance for earthquake engineering. Because of this, performance analyses studies increased on existing constructions. After owner and engineer decide for performance level, it’s expected that the building reached to defined performance level because of seismic effect. The retrofitting is unavoidable if it didn’t supply. Base isolation is a new retrofitting technic which prefered by earthquake engineering recently. In this study, performance analyses according to 2007-Turkish Code and retrofitting by base isolation of buildings were worked on a existing reinforcement building. Isolator design is performed according to UBC-97 and performance calculations has done according to Turkish Isolation Code. In the first chapter, principally irregular buildings were defined which specified in DBYBHY 2007-Chapter 2. Structural and vertical irregularities were defined sort of their part. Again according to DBYBHY 2007 Chapter 7, for a choosen performance level, peformance analyses for buildings were explained. Equivalent Seismic Force method which one of analyses method used for evaluating was also defined. In the second chapter, Direct Displacement Based Design method used for convertion of structures defined as multi-degree freedom system to equivalent single-degree of freedom system were explained. Also, advantages and differenties of this method which has the key parameter as displacement from the other generally used by engineers force based seismic design methods. The essential of this method is obtaining an equivalent single-degree of freedom system which symbolize the multi-degree of freedom system. Effective mass, equivalent damping, effective height and effective stiffness are the parameters of the single-degree of freedom system. For this building in this study, the parameters obtained which characterized the equivalent single- degree of freedom system were noticed. In the third chapter, the working principle of seismic isolation were discussed. Seismic isolation is a design based on the absorbing the seismic waves which affected to the building. The isolation system is located at the foundation or first floor level. By this system, forces accelerations and relative floor displacements will be reduced. The fundamental period of the super-structure will be rised. It’s quitely important that the isolator type should be satisfy the expected behaviour. Rubber isolator, rubber with lead core isolator are the major types of isolators. Each isolator types has a different hysteresis curves. During the design process, expected isolator behave is determined by the engineer. The isolator which will provide the expected effects are designed by the producer. In this study, Hysteresis curves of isolators are explained by figures. Choosen isolator has designed according to UBC-97 and located at the foundation. It’s seemed that the isolation system provides the sesimic effects. In the forth part, an example study on existing reinforcement building were discussed for performance analyses and retrofitting by base isolation. Model of building was formed by using SAP2000 program. By the Equivalent Seismic Force method, earthquake forces are determined and acted to each floor level. Floors are defined as rigid diaphram. Under the seismic effects, building behavior was observed and period of the building has determined. Also, floor displacements were taken as output from the program and maximum and minimum floor displacements are determined. At the next step, vertical and structural irregularities analysed according to 2007- Turkish Seismic Code. A1 buckling irregularities and B1 strength irregularities are determined for the building. There is no vertical irregularities at the structural members. For performance analyse of the building “Life Safety” performance level was choosen. For defining of member section, cracked section was used and stiffness of members are reduced. P-M diagrams which shows the capacity of columns were obtained. For this diagrams, SPcolumn software program was used. By taking forces which effect to columns from the program, compared with the P-M diagrams. As a result of this compare, shear check and demand/capacity ratios of columns were calculated. It’s seemed that columns are mostly shear and whole of them are in collapse region. This result support that the building should retrofit. At the next step, by the DDBD method, effective stiffness, effective height and mass, equivalent damping parameters of equivalent single-degree of freedom was obtained and calculations were formed for each isolator whick will located under the columns at the base. For calculating of effective stiffness of each isolator, the effective stiffness of the single-degree of freedom system was seperated at the rate of axial force which effected to column that isolator located under. The mechanical and geometrical properties of isolators were designed according to Turkish Isolation Code. At the end of the study, designed isolator parameters input the program and building behavior was observed. It’ observed that, because of the isolation system, the building behave as a rigid mass and relative floor displacements reduced. Obtained data by the analyze of building, brought into question in the results chapter.

Anahtar Kelime

performans analizi, sismik izolasyon, izolatör

Bilim Kodu

624




Sıra No :13415
Üniversite

501091147

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr.Nihal Uzcan Eratlı

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Şubat

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Süleyman Onur Karaca

Başlık

DAİREDEN FARKLI ENKESİTE SAHİP SİLİNDİRİK OLMAYAN HELİSLERİN DİNAMİK ANALİZİ

Özet

Çalışmada öncelikle helis geometrisi ve koordinat sistemlerinde kullanılan tanımlamalar açıklanmıştır. Kartezyen koordinat sistemi kullanılarak betimlenen helislerin Frenet sisteminde tanımlanması da ilgili denklemler kullanılarak yapılmıştır. Bu adımdan sonra, matris elemanı türetilmesi için, Timoshenko Kiriş Teorisi kesin silindirik helis geometrisi, sonlu eleman interpolasyonu vasıtasıyla, geometrinin uyarlanmış eğrilikler kullanılmıştır. Sonraki bölümde ise, hesapta kullanılan hareket, kinematik ve bünye denklemleri belirlenmiştir. Bu temel denklemleri baz alan fonksiyonel özetlenmiştir. Hesaplarda karışık sonlu eleman formülasyonu kullanılmıştır. İlk önce lineer şekil fonksiyonları belirlendikten sonra, silindirik olmayan helisler için bağıntılar sıralanmıştır. İleriki kısımlarda ise, sonlu elemanlar formülasyonunda kullanılan eleman matrisi ve kütle matrisi belirlenmiştir. Kullanılan bu eleman 2x12 serbestlik dereceli 2 düğüm noktasına sahiptir. Daireden farklı enkesitler için, gerekli kesme kuvveti katsayıları ayrıca hesaplanmıştır ve karışık sonlu elemanlar analizinde kullanılmıştır. Bahsi geçen kesme kuvveti katsayısı nümerik bir katsayıyı ifade etmektedir. Literatür taramasında görüldüğü üzere, hesaplarda çeşitli kabullerle yaklaşık bir sayı alındığı görülmüştür. Daireden farklı enkesitlerin burulma rijitliği hesap esasları da belirlenmesine müteakip, karışık sonlu eleman için dinamik analiz denklemleri belirlenmiştir. Literatürdeki dikdörtgen ve kare enkesitli silindirik ve konik helisler için olan uygun teorik ve numerik problemler çözülmüştür ve sonuçlar doğrulanmışlardır. Kare kesit, kutu kesit ve I formunda enkesite sahip silindirik olmayan helislerin dinamik analizi irdelenmiştir.

Title

DYNAMIC ANALYSIS OF NON-CYLINDRICAL HELICES WITH NON-CIRCULAR CROSS SECTIONS

Abstract

Being a start, helix geometry and coordinate systems, which commonly used in this subject, were presented. Helixes, which are defined under Cartesian coordinate systems, were also indicated. For the derivation of the two-noded element matrix, Timoshenko beam theory is employed based on the exact cylindrical helix geometry. Non-cylindrical helix geometry is derived using modified curvatures of the geometry by means of the finite element interpolation. The nodal variables of the element are the displacement vector, the rotation vector, the force vector and the moment vector where are Frenet unit vectors. The problem of torsion can be reduced to a standard problem in the theory of potentials in 2D and the resulting Poisson’s equation is solved by finite elements in order to obtain the torsional rigidity of the arbitrary cross sections. In further sections, eqution of motion, Kinematic equations and constitutive equations, which are related with the dynamic analyses, were indicated. In following sections, the element matrix and mass matrix are defined. These matrices with sub-matrices were used in the calculation of finite element method. In this part, matrices were defined which included an element has two nodes with 2x12 degrees of freedom. For the arbitrary cross sections, the necessary shear coefficients are calculated explicitly, and used in the mixed finite element analysis. These shear coefficients are a group numerical value depending the geometry of cross-sections and the calculation has maximum %10 error margin. After the chapter related principals of calculations for torsional rigidity of non-circular cross-sections, equations and general specification of mixed finite element method were defined. The basic of this section is to defining the problem of determining the natural vibration frequencies of a structural system. According to literature, it could be reduced to the solution of a standard eigenvalue problem. The available theoretical and numerical solutions for analysis of cylindrical and conical helices with rectangular and square cross sections in the literature are solved and the results are verified. The dynamic analysis of non-cylindrical helices with the square box section and I shaped cross section are studied as a pioneering research.

Anahtar Kelime

Helis, dinamik analiz, sonlu elemanlar

Bilim Kodu

624




Sıra No :13584
Üniversite

501101211

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Ercan YÜKSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Emek YETER

Başlık

DBYBHY-07 VE ASCE 41-06’DA TANIMLANAN DOĞRUSAL OLMAYAN PERFORMANS DEĞERLENDİRME YÖNTEMLERİNİN PERDE-ÇERÇEVE SİSTEMLERDE KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Bu tez kapsamında ele alınan sırası ile (6-8-10) katlı üç farklı perde-çerçeve taşıyıcı sisteme sahip yapı DBYBHY-07 ve TS500’e göre tasarlanmış olup, ASCE 41-06’de belirtilen Basitleştirilmiş Doğrusal Olmayan Statik Analiz ve Doğrusal Olmayan Dinamik Analiz ve DBYBHY-07’de belirtilen Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Hesap Yöntemi ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz performans değerlendirme yöntemleriyle analiz edilmiştir. Bu analizler sonucu; kiriş, kolon ve perde elemanlarda oluşan toplam eğrilikler ve hasar durumları, taban kesme kuvvetleri, tepe yer değiştirmeleri, kat yer değiştirmeleri ve perde moment-dönme çevrimleri elde edilmiş; yönetmelikler ve yöntemler karşılaştırılmıştır.

Title

COMPARISON OF NONLINEAR PERFORMANCE EVALUTION METHODS FOR SHEAR WALL-FRAME BUILDINGS ACCORDING TO DBYBHY-07 AND ASCE 41-06

Abstract

As this thesis’s extent, there are three different shear wall-frame structure which is designed accordingly to DBYHBHY-07 in the order of (6-8-10) stories, and analyzed by Simplified NonLinear Static Analyze and Nonlinear Dynamic Analyze Method as indicated at ASCE 41-06 and Incremantal Equivalent Earthquake Load Method and Nonlinear Time History Analysis Method as indicated at DBYBHY-07 performance evaluation methods as indicated above. Results have been compared with the thought of local regulation differences and nations conditions. Result of these analysis; performance levels and total curvatures of beam, column and shear wall elements, base shear forces, roof displacements, floor displacements and moment-rotation cycles of shear walls are obtained; codes and methods are compared.

Anahtar Kelime

DBYBHY-07, ASCE 41-06, Perde-çerçeve, Performans Değerlendirmesi, Doğrusal Olmayan Analiz

Bilim Kodu

624




Sıra No :13397
Üniversite

501101175

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç. Dr. Gürkan Emre GÜRCANLI

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Yosra TAMMAM

Başlık

TÜRKİYE’DE İNŞAAT ŞANTİYELERİNDE İŞÇİ SAĞLIĞI VE İŞ GÜVENLİĞİ UYGULAMALARININ ANALİZİ: BİR SAHA ARAŞTIRMASI

Özet

Dünyanın birçok ülkesinde en büyük iş alanlarından birini oluşturan inşaat sektörü, istihdam ettiği büyük insan kitlesiyle birlikte çeşitli ciddi risk ve tehlikeleri de beraberinde getirmektedir. Birçok faktörün rol oynadığı bu risk ve tehlikeler zaman zaman yüksek dereceli hasarlara ve ölümlere yol açabilmektedir.Dolayısıyla işçi sağlığı ve güvenliği bu sektördeki en önemli konulardan birini oluşturmaktadır. İşçi sağlığı ve güvenliği, inşaat sektörü çalışanlarını yaralanmalardan, kazalardan ve hastalıklardan korumakla birlikte, bu durumlara yol açabilecek potansiyel risk ve faktörleri azaltmaya yönelik yapılan uygulama ve çalışmaların tümü olarak tanımlanabilir. Dolayısıyla bütün inşaat alanlarında personellerin güvenliğini sağlayan yüksek performans sağlayabilecek ve yüksek güvenlik standartlarına uygun güvenlik programları gereklidir. Bu çalışmanın amacı, daha önce bu konuyla ilgili yapılmış çalışmalara ve güvenlik araştırmaları literatürüne göre saptanan, iş güvenliği uzmanlarının üzerinde görüş birliği sağladığı işçi sağlığı ve güvenliği hususlarının, Türkiye’de uygulanma koşullarını, bu hususları etkileyen faktörleri ve bu faktörlerin gerçekleşme sıklığı ile güvenliği etkileme derecesini saptamaya çalışmaktır.

Title

ANALYSIS OF OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH PRACTICES ON CONSTRUCTION SITES IN TURKEY: FIELD STUDY

Abstract

The construction industry is one of the most dangerous sectors. The incidence of fatalities, injuries and illnesses to construction workers are among the highest in most of the countries. Accidents have drastic effects in the economic costs of workplace. Occupational Health and Safety acts provide workers with a safe and healthy work environment. In order to effectively gain from safety programs, factors that affect its implementation need to be studied. The objective of this study is: (1) investigating the degree of influence of factors on a safety program implementation, as perceived by the respondents (OHS experts). (2) Evaluating the frequent reasons of the accidents on the construction site. A face-to-face questionnaire and interview have been used to measure and analyze the needed response rate. From the surveys held, visiting and observing the construction sites and the interview with OHS experts, it has been found out that the workers awareness about the safety on the construction site is very low. Hence, the safety culture must be developed between the employees working at the construction sites..

Anahtar Kelime

İŞçi sağlığı ve güvenliği, inşaat alanlarındaki iş güvenliği programları

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :13532
Üniversite

501071048

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Reha Artan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Haluk Işık

Başlık

ÇİFT DUVARLI KARBON NANOTÜPLERİN BİR UCU ANKASTRE DİĞER UCU YAYLI DURUMUNDA ÇÖZÜMÜNÜN İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışma, bir inşaat mühendisliği içeriğinde, günümüz biliminin geldiği en ileri noktalardan biri olan nanobilimle ilgilenir. Nanobilim veya nanoteknoloji, günlük hayatta alışık olduğumuz ölçeklerden çok daha küçük ölçekte, atomik ölçeklerde, madde üzerinde yapılan çalışmadır. Çalışma ilk önce nanoteknolojinin tarihçesinin anlatımı ile başlar, kullanım alanlarına değinir, daha sonra 1985 yılında Harold Kroto ve ekibi tarafından keşfedilen ve fulleren isimli yapılara değinerek ve bu tezin konusu olan karbon nanotüpleri inceler. Karbon nanotüplerin kullanım alanları sıralanarak bunlar kısaca anlatılır. Daha çok yeni bir bilim olan ve günümüzde hala çok sayıda araştırmaya açık olan nanoteknoloji ve karbon nanotüplerin gelecekte hangi uygulama alanları getireceği ve halen hangi konularda çalışıldığına değinilir. Bu çalışma asıl olarak çift duvarlı karbon nanotüplerin burkulması ile ilgilidir. Karbon nanotüplerin modeli olarak Euler Bernoulli çubuk modeli kullanılmıştır. İki tüp arasındaki Van der Waals kuvvetinin katkısı da dikkate alınarak hesaplara eklenmiştir. Amaca ulaşmak için ilk önce kullanacağımız yaklaşık yöntemden bahsedilmiş, bu yöntemin etkinliği gösterilmeye çalışılmıştır. Öncelikle normal kuvvet altındaki basit çubuk dört mesnet hali için çözülmüştür. Kesin çözümde yer alan eksponansiyel ifade Taylor serisi şeklinde açılarak yaklaşık yöntemin temeli oluşturulmuştur. Buradan yaklaşık yöntemin çok fazla terime ihtiyaç duymadan tutarlı sonuçlar verebileceği gösterilmiştir. Bu basit çubuğun bizim kullanımımız için gerekli olacak karbon nanotüpü temsil ettiği gösterilmiştir. Daha sonra ikinci aşamada basit çubuğun bir ucunda yay olması durumu ele alınmıştır. Karbon nanotüpün ucunda olan yay, nanotüpün içinde oluşan kuvvetleri değil, ortamdaki kuvveti temsil etmektedir. Çift duvarlı karbon nanotüplerin çözümüne geçildiğinde tüpler arasındaki Van der Waals kuvvetinin nasıl bir etki oluşturacağı gösterilmiştir. Bunlar hem nümerik hem de analitik olarak hesaplanmıştır. DWCNT modelinin kesin çözümünü bulmak çok zor olduğundan önerilen nümerik çözüme göre hesaplamalar yapılmış, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde, hesaplara çift duvarlı karbon nanotüplerin burkulma yükünün tek duvarlı karbon nanotüplere göre daha yüksek olacağı öngörülerek başlanmış ve bu doğrulanmıştır. Yay katsayısının artmasının burkulmaya daha mukavim çubuk oluşması sonucu gösterilmiştir.

Title

BUCKLING ANALYSIS OF DOUBLE-WALLED CARBON NANOTUBES WITH THE CANTILEVER BEAM MODEL WITH A SPRING CONSTRAINT ON ONE END

Abstract

This study deals, in a civil engineering context, with one of the most advanced achievements of contemporary science that has gathered a diverse selection of disciplines to work together: nanoscience. Nanoscience or nanotechnology refers to study of materials in a much smaller scale than we used to in our daily lives; in fact it is in atomic scales. The study first outlines the history of nanotechnology, its use in various fields, mentions the fullerenes which were discovered in 1985 by Harold Kroto and his team and then discusses the carbon nanotubes which is the area of concern in this paper. The paper also outlines the use of carbon nanotubes and summarizes each use. It discusses the future of nanotechnology and carbon nanotubes, and current research on nanotechnology. The study specifically concerns the buckling of double-walled carbon nanotubes. Euler Bernoulli beam model is used for simulating carbon nanotubes. The effect of Van der Waals forces between the inner and outer walls of nanotubes has been taken into consideration. In order to arrive at the conclusion, buckling for the single walled carbon nanotube model is studied and calculated with the method of initial and boundary values having four different constraints and additionally a spring constraint is studied. The exponential expression that is found in the exact solution was expanded in Taylor series. Thus the foundation of our method of approxiamte solution was established. And it was shown that this approximate solution gave considerably consistent results without having to use a high amount of term numbers. It was shown that this simple rod actually represents an ideal form of carbon nanotube which we will be using in our calculations. In the next step a spring constraint was added on one end of the simple rod. The spring on one end of a carbon nanotube does not represent the forces acting in the carbon nanotube itself, rather it represents forces due to environment. The effect of Van der Waals forces on double walled carbon nanotubes and its extent was discussed. Since the DWCNT model is not amenable for an exact solution, it is calculated numerically with the same method and the results are compared with the anticipation that the buckling load for double walled carbon nanotubes will be higher than that of single walled carbon nanotubes.

Anahtar Kelime

nanoteknoloji, karbon nanotüp, burkulma

Bilim Kodu

624




Sıra No :13459
Üniversite

501072501

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Necati AĞIRALİOĞLU

Tez Türü

Doktora

Ay

Mart

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

GÖKHAN ANDİÇ

Başlık

SİFONİK SİSTEM ÇATI DRENAJINA ETKİYEN PARAMETRELERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Özet

Çatılarda yağmur suyu drenajının temelini klasik (konvansiyonel) ve sifonik (vakumlu) sistemler oluşturmaktadır. Klasik çatı drenaj sistemleri genel olarak atmosfer basıncında çalışmak üzere tasarlanan, düşey yağmur suyu borularına bağlı çıkışlardan oluşmaktadır. Bir klasik sistemin kapasitesi çoğu zaman çıkışların boyutuyla ve içindeki su derinliği ile belirlenmektedir. Normal olarak bu değer 100 mm civarında olmaktadır. İlave olarak eğimli olacak şekilde yatay boru çalışması hem yeterli akış kapasitesini hem de kendi kendine temizlenmeyi sağlayacak şekilde boyutlandırılmalıdır. Eş değer boyutlandırılmış sifonik sistemlerle klasik sistemler karşılaştırıldığı zaman sifonik sistemlerin boru ağının tam boru akışı sayesinde önemli derecede yüksek kapasiteye sahip olduğu, çalışma yüksekliğinin çatı ve drenaj noktası arası yüksekliğe eşit olduğu görülmektedir. Belirlenen yağış koşulları için bir sifonik sistem drenajı, özel tasarlanmış çıkışlarla bir drenaj noktasına veya zemin altına, boru ağının tam boru akışını sağlamak için atmosfer altı basınçlarda çalışmak üzere tasarlanırlar. Tasarım koşulları altı bir akış drene edildiği zaman sistem düzensiz akış koşulları ile sonuçlanmaktadır. Tasarım koşullarını aşan bir akış ile karşılaşıldığı zaman taşma ile sonuçlanmaktadır. Bu çalışmada önce sifonik sistemin bileşenleri detaylandırılmış, tasarım işleminin ana hatları açıklanmış ve sonra sağlanan bir yazılım programı ile sifonik sistemin işletimine etki eden parametreler değerlendirilmiştir.

Title

EVALUATION OF THE PARAMETERS THAT EFFECT SIPHONIC ROOF DRAINAGE SYSTEMS

Abstract

The rainwater drainage in roofs based on classic (conventional) and siphonic systems. Classic roof drainage systems generally consist of open outlets connected to vertical rainwater pipes which are designed to operate at atmospheric pressure with a continious air core. The flow capacity of a classic system is usually determined by the size of the outlets and by the depth of water in them-normally around 100 mm. Additionally, any horizontal pipe work must be sized and installed at gradients which ensure both sufficient capacity and self-cleaning velocities. When compared to classic systems, an equivalent-sized siphonic system can have a significantly higher capacity as the pipework is enabled to flow full, the driving head becomes equal to the vertical height between the roof and the point of discharge. A siphonic system draining a roof normally consists of specially designed outlets connected to a discharge point at, or below ground level, via pipework that is designed to flow at pressures significantly lower than atmospheric for specified rainfall conditions. Any storm drained which is below the design condition will result in unsteady flow conditions developing within the system. Storms which exceed the design condition will result in flooding. In this study the components of the siphonic system were detailed, backbone of the design procedure were explained and the parameters that effect the operation of system were analysised by using a software program upon siphonic system.

Anahtar Kelime

Çatı drenajı, Klasik çatı drenajı, Sifonik çatı drenajı

Bilim Kodu

6240202




Sıra No :13504
Üniversite

501091269

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

prof.dr.kadir güler

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

farnaz alinoori

Başlık

BETONARME BİR BİNANIN FARKLI YÖNTEMLER İLE ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Yapı mühendisliği alanında, yapıların güçlendirilmesi senelerdir tam olarak çözülememiş bir sorun olmuştur. Güçlendirilecek her yapı genellikle farklı özellik gösterebilmektedir. Son depremlerde yapısal hasarlar belirgin şekilde ortaya çıkmış olup geçmişte inşa edilmiş yapıların sismik kuvvetlere dayanacak şekilde projelendirilmesi ve inşası esastır. Yapı hasarlarını azaltmak, ancak dikkatli tasarım yoluyla, ya da hasar görmüş yapılardan dersler alınması ile elde edilebilir. Yapıların depremlerde hasar görmesinin önlemesi amacıyla, yapılarda güvenli tarafta kalacak şekilde kurallar konulmaktadır. Bu bilgiler, yapı onarımı veya yapının inşasında kullanılabilir. Mevcut binanın deprem kapasitesinin artırılması ve göçmesinin önlenmesi esastır. Bu sebeple ele alınan binanın onarım ve güçlendirilmesi çok önemli dır. Bu tez Iranda, Zanjan kentin’de 1970 yilinda (yaklaşik 42 sene önce) yüksek deprem riskine sahip fay hattı üzerinde inşa edilen bir okul binasının rehabilitasyon ve güçlendirilmesini kapsamaktadır. Binanın taşıyıcı sistemi betonarme olup üç katlı bir yapıdır. X doğrultusunda 6 tane 6 metrelik açıklıklı (toplam 36 metre) ve Y doğrultusunda 3 tane açıklıklı sirayla 7.35 m, 3.5 m, ve 7.2 m (toplam 17.55 metre) açıklıklı çerçevelerden oluşmaktadır. Bina taşıyıcı sistemi düşey ve yatay yükler etkisinde incelemiştir. Binada, beton mukavemetinin belirlenmesi için deney yapılmıştır. Malzeme testleri kolon, kiriş ve temellerde beton ve donatılar üzerinde tahribatlı ve tahribatsız test teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Beton basınç dayanımı sırasıyla en küçük ve en büyük beton dayanımı için 20.0MPa ve 28.3MPa elde edilmiş ve istatistiksel yöntemlerle değerlendirilmiştir. Bina eski olduğu için her hangi bir plan ya da bilgi temin edilmemiş olduğundan elde edilmiş olarak, bütün planlar ve gerekli olan bilgiler, yapılan testlerden ve mimari rölöve çizimlerinden oluşmaktadır. Binanın inşa edildiği bölge için, tektonik bilgiler ve deprem fay bilgileri toplanmıştır. Sonraki adımda, binanın taşıyıcı sisteminin modellemesi yapılmıştır. Daha sonra, malzemeler, elemanlar ve yükleme tanımlaması yapılmış, itme analiz kullanilması nedeniyle, plastik mafsallar tanımlanmıştır. Bütün doğrusal olmayan analizler için FEMA-356 kuralları kullanılmıştır. Binanın sayısal analizleri için İran Deprem Yönetmeliği uygulanarak düşey ve yatay yükler altında SAP2000 yazılımı ile, üç boyutlu model kullanılmıştır. Daha sonra bütün yatay ve düşey yükler ve plastik mafsallar tanımlanmıştır. Binanın hedef deplasmanı (yerdeğiştirme) bulunduktan sonra, bu hedef deplasmanı modelin en üst katında simetrik olarak bir noktaya göre tarif edilmiş ve bina analiz edildikten sonra, tepe deplasmanın ne kadar olacağı belirlenmiştir. Öncelikle, binanın güçlendirme ve rehabilitasyona ihtiyaç duyup duymadığı incelenmiştir. Daha sonra, analizler yapılarak binanın güçlendirilmesi gerekliği tespit edilmiştir. Doğrusal olmayan analizi yaptıktan ve hedef deplasmanı belirledikten sonra, plastik mafsallari inceleyerek, güçlendirmeye ve güçlendirme yöntemine karar verilmiştir. Sayısal sonuçlar mevcut taşıyıcı sistemin yetersiz olduğunu ortaya koymakta ve güçlendirilmesi gerektiğini göstermektedir. Farklı güçlendirme yöntemleri mevcut olup, üç farklı güçlendirme yöntemi ile bina taşıyıcı sisteminin güçlendirilmesine karar verilmiştir. Mevcut çerçevelere perde duvarlar eklemek, kolonları mantolamak ve çelik profil diyagonaller ekleyerek. Perde duvarlar ve çelik profil diyagonaller eklemesinde dikkat edilmesi gereken hususlar vardır. Bina eski olup, yatay ve düşey yükler etkisinde, perde duvarlar ve çelik profil diyagonaller ekleyerek sadece deprem yüklerini karşılamaları, bu şekilde yükleri tarif ederken, perde duvarlar ve çelik profil diyagonaller daha sonra mevcut taşıyıcı sisteme eklediğimizi göz önüne almaktayız. Mantolama yönteminde, perde ve çelik profil diyagonal uçlarındaki kolonlar mantolanarak güçlendirmiştir. Kolonlarda, x ve y doğrultusunda, manto kalınlığı sırayla 20cm ve 25cm alınmıştır. Binanın güçlendirilmesi ve rehabilitasyon öncesi ve sonrasındaki davranış farklılıklarına ilişkin bütün şekil ve tablolar verilmiştir. Güçlendirmeden önce oluşan mafsallar farklı olarak ortaya çıkmış olup, beklenen hedef deplasmanı ve performans noktası, farklı güçlendirme yöntemleri için karşılaştırılmıştır. Bütün yöntemlerin zayıf ve güçlü noktaları karşılaştırılmış, sonra güçlendirmeye karar verilmiş ve perde duvarları eklenmiştir. Doğrusal elastik performans değerlendirmesi FEMA-356 ve İran’ın onarım ve güçlendirme yönetmeliğine (Code-360) göre gerçekleştirimiştir. Binanın tasarım depremi altında hemen kullanım performans seviyesini sağlaması ve maksimum depremde can güvenliği performansını sağlayacak şekilde, güçlendirilmesi kabul edilmiştir. Sayısal sonuçlar, şekil ve tablolarda karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. • Birinci bölümde, çalışmanın amacı ve kapsamı çerçevesinde konu açıklanmıştır. • İkinci bölümde, kuvvete dayalı tasarımı ve analiz işlemleri için İran Deprem Yönetmeliği (Code-2800) ve FEMA-356’daki hesap ve tasarım kurallarından bahsedilmiştir. İran Deprem Yönetmeliğinde (Code-2800) verilen düzensizlik durumları, elastik deprem yüklerinin tanımlanması, elastik deprem yüklerinin azaltılması gibi konular hakkında bilgi verilmiştir. • Üçüncü bölümde, betonarme binanin performansa dayalı tasarım ve doğrusal olan ve doğrusal elastik olmayan değerlendirmesi için FEMA-356’nın 6 bölümü kullanılarak, betonarme binaların, güçlendirilmeleri için bilgi verilmiştir. • Dördüncü bölümde, üç katlı mevcut bir okul binası ele alınmış, daha sonra bu binanın performans değerlendirmesi yapılmıştır. Binanın deprem hesabı İran yönetmeliğinde (Code-2800) verilen eşdeğer deprem yükü yöntemine göre yapılmıştır. Daha sonra okul binasının İran Deprem Yönetmeliğine (Code-2800) göre artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanarak performans değerlendirmesi yapılmıştır. Bu performans değerlendirmesi için yapılacak olan artımsal itme analizinin uygulanabilirlik şartları incelenmiş, yapının modellenmesinde çeşitli kabullere yer verildiğinden bahsedilmiştir. Bölümün sonunda da FEMA-356 katsayı yöntemlerine göre hedef deplasman hesabı yapılmıştır. Bu işlemlerden sonra SAP 2000’de hedef deplasmana erişmeden binanın göçtüğü görülmüş, mafsallar oluşmuştur ve daha sonra güçlendirme kararı alınmıştır. Hedef deplasman hesabı ATC-40 ve FEMA-440’daki kapasite spektrum yöntemi kullanarak gerçekleştirilmiştir. • Beşinci bölümde, çalışmada üç katlı çerçeve taşıyıcı sisteme sahip betonarme bir okul binasının FEMA-356 yönetmeliğine göre alınan güçlendirme kararı doğrultusunda, üç farklı güçlendirme yöntemiyle (çelik diyagonal eklenmesi, perde duvar eklenmesi, kolon mantolaması) güçlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. Yönetmelikteki eleman hasar sınır değerlerine göre güçlendirilmiş taşıyıcı sistemler için hesaplarda taşıyıcı sistem elemanlarının minimum hasar bölgesinde kaldığı, okulun hemen kullanım performans seviyesini sağladığı gösterilmiştir. Bu bölümde ele alınen üç farklı güçlendirme yöntemin sonuçları karşılaştırmıştır.

Title

REHABILITATION AND STRENGTHENING OF A REINFORCED CONCRETE BUILDING BY USING DIFFERENT APPROACHES

Abstract

In structural engineering, strengthening of structures has been an unresolved issue for years. It is crucial importance to increase the seismic resistance capacity in order to overcome the total collapse of the existing buildings. In this thesis, strengthening of a school building that was constructed in 1970, in Iran (Zanjan), is studied. The structural system of the school building consists of reinforced concrete frames. At first, some of the information about the area, building’ materials and any plan that can give some data to us is tried to find. The material tests are carried out by using destructive and non-destructive testing techniques on the concrete and reinforcement bars of columns, beams and foundations. Compressive strength of concrete was evaluated by means of statistical procedures which yield 20.0 MPa and 28.3 MPa for the lower and the upper concrete strengths respectively. Numerical analysis of the building is carried out by adopting a three dimensional modeling in SAP2000 software, under vertical and lateral loads according to Iranian Earthquake Resistant Design Code (IERDC 2007). Next, the structural system of the building’ modeling was stablished. By using the experimental properties in nonlinear analyzing, plastic hinges were defined, at last, analyzing was started. Our goal is to understand, whether capacity of existing structural system of the building is sufficient or not. Numerical results reveal that the existing structural system is insufficient and it should be strengthened. Three different strengthening techniques are considered for rehabilitation of the building. Adding steel diagonal braces to existing frames, adding shear walls and concrete jacketing of columns are techniques that were used for strengthening. Nonlinear elastic performance method assessment is accomplished according to FEMA-356 and Iranian Code-360. Immediate occupancy under the design earthquake and the life safety under the maximum considered earthquake are considered in design of the extent of the strengthening intervention. Numerical results of building’ structural system’ strengthening are given in figures and tables comparatively.

Anahtar Kelime

taşıyıcı sistem hedef deplasman performans güçlendirilme

Bilim Kodu

624




Sıra No :13509
Üniversite

501101032

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

ALPER İLKİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

İLYAS SARIBAŞ

Başlık

ENİNE DONATI DETAYLARINDAKİ YETERSİZLİKLERİN BETONARME KOLONLARIN EKSENEL YÜKLER ALTINDAKİ PERFORMANSINA ETKİSİ

Özet

Dünyadaki betonarme yapı stokunun çoğu eski yönetmeliklere göre tasarlandığı için yeteri kadar güvenli değildir. Bu güvensiz betonarme yapılar deprem anında hemen hasar görmekte ve telafisi mümkün olmayan sonuçların meydana gelmesine neden olmaktadır. Büyük bölümü deprem kuşağında olan ülkemizde ise meydana gelen son depremler, betonarme yapılardaki taşıyıcı sistem elemanlarında meydana gelen alışıla gelmiş hataları bir kez daha ortaya çıkarmıştır. Bu hataların başlıcaları, düşük beton dayanımı, yetersiz enine donatı, kötü işçilik olarak sıralanabilir. Belirtilen bu hatalar yapının deprem anında zarar görmesine neden olmakta ve çok fazla can ve mal kaybı meydana getirmektedir. Meydana gelen depremler sonrası betonarme yapılarda yapılan araştırmalar, yapının en fazla zarar görmesine neden olan yapısal elemanın kolonlar olduğunu ortaya koymuştur. Betonarme bir yapıda kolonlar eğer kendisinden beklenen performansı göstermiş ise yapı ayakta kalmış ve daha az hasarla depremi atlatmıştır. Betonarme yapıların deprem anında ayakta kalması büyük ölçüde kolonlar aracılığıyla olduğu için, yapılan çalışmalar bu yapı elemanı üzerinde yoğunlaşmakta ve yıllardan beri bu konu üzerinde sayısız bilimsel çalışma yapılmış ve yapılmaktadır. Özellikle de betonarme kolonları süneklik ve dayanım açısından belirli bir seviyeye getirmek için enine donatı(etriye) çok önemlidir. Çünkü betonarme kolonlarda enine donatı yerleşimi gerek dayanım gerekse süneklik açısından davranış üzerinde önemli etkilere sahiptir. Literatürdeki çalışmalarda genel olarak yönetmelik kurallarına uygun enine donatı yerleşimleri incelenmiş, sınırlı sayıda çalışmada ise yönetmelik kurallarına bütünü ile uymayan enine donatı yerleşimleri ve bu durumda davranışta ortaya çıkan zayıflıkların giderilmesine ağırlık verilmiştir. Bunlara karşılık yönetmelik şartlarını kısmen sağlayan, kısmen sağlamayan enine donatı yerleşimlerinin davranışa etkisi araştırılmamıştır. Bu konuya yönelik olarak İTÜ Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında çok kapsamlı bir çalışma sürmektedir. Bu tezde devam eden çalışmaların bir bölümüne ait sonuçlar sunulmaktadır. Farklı enine donatı yerleşimlerine sahip kare ve dikdörtgen enkesitli betonarme kolon numuneleri eksenel basınç etkileri altında deneye tabi tutulmuştur. Deneysel çalışmadaki parametreler kanca açısı, kanca boyu ve etriyeler arası mesafedir. Eksenel yükleme deneyleri için yerdeğiştirme kontrollü 5000 kN kapasiteli İnstron test cihazı kullanılmıştır. Deneyler ile ilgili yönetmeliklere kısmen uyan enine donatı yerleşimleri için yukarda belirtilen deney parametrelerinin değişimine bağlı olarak betonarme kolonların davranışı incelenmiş, deneysel olarak elde edilmiş olan davranış özellikleri, literatürde mevcut olan analitik modellerle, dayanım, süneklik ve enerji yutma kapasitesi açısından karşılaştırılmıştır.

Title

EFFECTS OF DEFICIENCIES OF TRANSVERSE REINFORCEMENT DETAILING ON THE BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE COLUMNS

Abstract

It is well known that a high percentage of existing structures in earthquake zone of the world need to be strengthened for reducing the risk of heavy loss of life and economic losses. These structures were constructed according to older codes or inadequate construction practice. Particularly in developing countries, the seismic performance of the structures may be significantly poor due to insufficient ductility and low concrete strength. The structural members of this type of structure may experience severe damage due to low deformability and axial capacity of the structural members. Recent earthquakes also occurred in Turkey where the most of its parts in earthquake zones revealed usual errors that occur in structural elements of reinforced concrete structures once again. These errors are primarily low concrete strength, inadequate transverse reinforcement, poor workmanship can be listed as. Especially, low concrete quality and lack of adequate confinement reinforcement are among most common deficiencies for existing reinforced concrete structures and RC column elements. These deficiencies may cause structural damage leading to the collapse of structures during earthquakes due to insufficient compressive strength, deformability and ductility. To overcome these problems, RC column members that suffer from low quality of concrete or lack of adequate confinement can be wrapped by transverse reinforcement (stirrups). These stirrups can provide passive lateral pressure that results with enhancement in compressive strength, ductility and stress strain relation of the member. That errors as low concrete strength, inadequate transverse reinforcement, poor workmanship cause damaging to the structure during earthquake and a lot of loss of life and property. Researches in reinforced concrete structures after earthquake has showed that RC columns are critical structural members for earthquake behavior of the reinforced concrete structure systems. If the reinforced concrete (RC) columns show the expected performance in reinforced concrete structure during earthquake, generally building can stand and get over the earthquake. A building keeps up through the columns of reinforced concrete structures during earthquake, for that reason studies have focused on the structural element and countless scientific studies have been done and continued for many years. Some of the researchers who are working on this subject; [Kent and Park 1971; Sargin et al., 1911; Priestley et al., 1981; Park et al., 1982; Sheikh and Uzumeri, 1982; Mugurama et al., 1983; Dilger et al., 1984; Ahmad and Shah 1985; Mander et al., 1988a, 1988b; Mugurama and Watanabe, 1990; Saatcioglu and Razvi 1992; Cusson and Paultre 1995; Saatcioglu et al., 1995; Hoshikuma et al., 1997; Ilki et al., 1997] can be ordered. Especially, transverse reinforcements are very important to bring a certain level of strength and ductility for reinforced concrete columns. Because the configuration of transverse reinforcement has a major impact on the behavior of both strength and ductility of reinforced concrete columns. Although extensive experimental data is available on transverse reinforcement confined concrete members, most of these studies are small size experimental parameters without hook height, hook angle and distance of transverse reinforcement. An extensive analytical and experimental research program on the behavior of RC column members is under progress at the Structural and Earthquake Engineering Laboratory (STEEL) of Istanbul Technical University. In this study, relatively larger size specimens with different hook height, hook angle and distance between the stirrups were tested under axial compression. 7 square specimens and 12 rectangular specimens that are wrapped by transverse reinforcement of various hook height(80 mm,40 mm), hook angle(135o,112.5o,90o) and the distance between the transverse reinforcement(100 mm, 50 mm) are tested under axial load and cylinder concrete strength in all columns was 30 MPa. Dimension of square RC columns and rectangular RC columns are 250x250x500 and 250x375x500 respectively. Longitudinal reinforcement was not also used in this study to measure the effectiveness of transverse reinforcement, only the transverse reinforcement was used. Wooden slats instead of longitudinal reinforcement were used to connect the transverse reinforcements. The average unconfined concrete strength was 35.6 MPa for 7 square RC columns and 35 MPa for 12 rectangular RC columns. The parameters of the experimental work were hook height, hook angle and the distance between the transverse reinforcement. Ties were also used in addition to the transverse reinforcement in rectangular RC columns. After the tests of unconfined and confined specimens, it was observed that the contribution of the transverse reinforcement to deformability, ductility, stress strain relation and strength enhancement was remarkable for specimens with square and rectangular RC columns. RC column specimens were tested under monotonic or sustained compressive loads by using an Instron Satec 1000 RD universal testing machine with a capacity of 5000 kN. Testing machine is capable of making displacement and force controlled loading. And experimental results were compared with the analytical models. These models are Mander et al.(1988), Ilki et al.(2004) and Saatçioğlu and Razvi (1992). According to the test results, significant enhancement on stress strain relation, load carrying capacity, ductility ratio, energy dissipation and core concrete strength. After the axial compression tests on square reinforced concrete (RC) columns with adequate transverse reinforcement, the following conclusions were derived. Transverse reinforcement in square RC column specimens (h/b = 2) cross-sections significantly improves the compressive strength, deformability, ductility, stress-strain relationships of these specimen. As a result of these improvements, significant enhancement can be obtained for energy dissipation capacities and ductility of these members. Effect of confinement in specimens with a big hook angle and hook length became more effective than specimens with a small hook angle and hook length. The smaller the distance between the transverse reinforcements, the bigger ductility of square reinforced concrete column specimens. Depend on the angle and length of hooks descending parts of stress-strain relationships of specimens are very different each other. According to the comparisons of three analytical approaches proposed by Ilki et al(2004)., Mander et al(1988). and Saatçioğlu and Razvi(1992) with the test results, it has been observed that Ilki et al. model can accurately predict the stress-strain relation. But this comparison shows that the models do not predict the behavior of the RC columns with the non-code-complying transverse reinforcements accurately. Consequently, a model including the hook angle and the hook length is required for determining the performance of existing RC structures with the non-code-complying transverse reinforcement detailings.

Anahtar Kelime

BETON, SARGI DONATISI, ETRİYE, KANCA AÇISI

Bilim Kodu

0




Sıra No :13519
Üniversite

501111046

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

METİN AYDOĞAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

ORHAN YERLİ

Başlık

ARDGERMELİ BETONARME SİLOLARININ TASARIM ESASLARI VE BİR UYGULAMA

Özet

Bu tezin amacı Türkiye’de yok denilebilecek kadar az kaynak bulunan ardgermeli çimento siloları için bir kaynak oluşturabilmek ve ardgerme sisteminin betonarme silolarda uygulanmasının, silo imalatında ve maliyetinde sağladığı avantajları gösterebilmektir. Günümüzde çeşitli malzemelerin üretilmesi ve ihtiyaç halinde kullanılabilmesi için büyük depolama alanlarına ve yapılarına ihtiyaç vardır. Bu malzemelerin depolandığı ve ihtiyaç halinde boşaltıldığı özel tipte depolara silo denir. Silolar yüksekliklerine göre iki sınıfa ayrılabilir. ise derin silo, ise sığ silo ya da bunker olarak adlandırılır. Burada H silo yüksekliğini, A ise silo enkesit alanını göstermektedir. Silolarda çeşitli malzemeler depolanabilir. Bunlar çeşitli tahıl ürünleri, farklı dallarda kullanılan maden cevheri, kömür, kum gibi ham maddeler ve çimento, küspe, kül, klinker, farin vb. endüstri ürün ve artıkları olabilir. Daha az bakım masrafları gerektirmesi, göçme veya burkulmaya karşı emniyetli oluşu ve depolanan malzeme açısından çeşitli avantajlar sunması sebebiyle orta ve büyük hacimli silolar öngermeli veya normal betonarme olarak inşa edilebilmektedir. Silolar genellikle 7 bölümden oluşmaktadır. Bunlar silo çatısı, silo tavan döşemesi, silo gövdesi, silo bunkeri, düşey taşıyıcılar, silo temeli ve bunker kirişidir. Bu bölümlerden en önemli olanı silo gövdesidir. Silo gövdesi depolanan malzemenin yüklerine, sıcaklık farkından dolayı oluşacak yüklere, rüzgâr yüklerine ve deprem yüklerine maruz kalmaktadır. Silo inşaası çeşitli yöntemlerle yapılabilmektedir. Günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntemler kayar kalıp ve tırmanır kalıp sistemleridir. Bu yöntemlerden en hızlı olanı kayar kalıp sistemidir. Kayar kalıp sistemi betonarme perdeli yüksek yapılarda kullanılmaktadır. Bu kalıp sistemi yüksek yapıların kısa zamanda yapılmasını sağlayan, kesintisiz beton dökümü gerektiren, 24 saat çalışmanın son derecede iyi planlandığı ve organize edildiği bir sistemdir. Silo hesabında öncelikle siloya etki eden yüklerin bulunması gerekmektedir. Bu yükler depolanan malzemenin oluşturduğu yükler, rüzgar yükleri, deprem yükleri, depolanan malzemenin ısısı ile dış ortam ısısı arasındaki farktan dolayı oluşan yükler ve simetrik olmayan boşaltma durumunda oluşan eksantrik boşatma yükleridir. Bu yüklerden silo tasarımında en fazla etkin olan yük, malzemenin silo gövdesinde oluşturduğu yüktür. Malzeme yükleri yönetmeliklere göre farklılık göstermektedir. Malzeme yüklerinin bulunmasında en yaygın yöntem ACI313-97 de’de bahsedilen Janssen’s yöntemidir. Günümüzde yüksek ve geniş silolarda ardgerme uygulanmaktadır. Ardgerme sisteminin birçok avantajı vardır. Bunlardan silolar için en önemli olanları arasında; silo gövde kalınlığının betonarme bir siloya göre daha ince yapılabilmesi, silo gövdesinde oluşacak çatlakların önlenmesi ve işçiliğinin betonarme siloya göre daha kolay olması sayılabilmektedir. Ardgerme sistemi siloya, silo duvarında gerekli olan yatay donatının yerine ardgerme kabloların koyulup, siloya malzeme doldurulmadan önce gerilmesiyle uygulanır. Silo duvarına beton dökülmeden önce ardgerme kablolarının kılıfları bırakılmalıdır. Bu kılıflar beton döküldükten sonra, ardgerme kablolarının silo duvarı içine sürülebilmesi için delik oluşturmaktadır. Ardgerme kabloları, beton 28 günlük basınç mukavemetini kazandıktan sonra gerilmelidir. Ardgerme kabloları depolanan malzemeye karşı daha fazla dayanım sağlamakta ve uygulama için silo gövdesi içinde daha az alana ihtiyaç duymaktadır. Bu tez çalışması kapsamında uygulama örneği olarak 66 metre yüksekliğinde 22.5 metre genişliğinde bir çimento silosunun statik hesapları yapılmıştır. Bu siloda gövde kalınlığı temelden +12.636 kotuna kadar 80 cm, malzemenin dolduğu +12.636’dan +55.50 kotuna kadar 40 cm ve +55.50’den +66.00 kotuna kadar 20 cm olarak belirlenmiştir. Hesapları yapılan çimento silosunda C30 beton, S325 donatı çeliği kullanılmıştır. Ardgerme hesapları CEB-FIB model ve ASSTHO’ya göre hesaplanmış ve kullanılan halatların özellikleri ise FREYSINET firmasının kullandığı değerlerden alınmıştır. Çimento silosu ardgermeli ve betonarme olarak ayrı ayrı hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır. Ardgermeli siloda kullanılan gövde kalınlığı yeterli olurken, betonarme siloda gövde kalınlığını 20 cm arttırma ihtiyacı duyulmuştur. Böylece betonarme siloda şaft kalınlıkları 100 cm ile başlayıp 60 cm’ye ve 40 cm’ye düşmektedir. Tasarlanan iki silo arasındaki beton hacmi farkı 982 m3 olmuştur. Hesaplar sonucunda 66 metre yüksekliğinde ve 22.5 çapında bir çimento silosunu betonarme tasarlamak, ardgermeli tasarıma göre %26 daha pahalı olduğu sonucuna varılmıştır. Aynı zamanda betonarme siloda kullanılması gereken donatıların çapları yüksek olacağından, uygulamasının zor olduğu ve uzun zaman alacağı tespit edilmiştir.

Title

DESIGN PRINCIPALS OF POST-TENSIONED CEMENT SILOS AND AN APPLICATION

Abstract

The aim of this study is to develop a reference for designing post-tensioned concrete silos, which are too rare in Turkey, and to show the effectiveness of using post-tensioning tendons instead of rebar in terms of cost and applicability. In this study mainly design principles of post-tensioned silos are explained and post-tensioned silo construction and reinforced concrete silo techniques were compared in terms of cost and applicability. In this summary, study on the principles of post-tensioned cement silos and application will be briefly presented. A silo is a type of industrial structure that is used for storing bulk materials in a wide range of economic area. Silos are more commonly used for bulk storage of grain, coal, cement, carbon, woodchips, food products and sawdust. Especially in growing economies, there is improving demand for effective ways ways in techniques in terms of time saving, cost saving efficiency and durability to build silos so that they can function properly in a number of areas. Silos as a civil engineering structure can be defined in two groups according to their height and area covered, as shown below; is a deep silo. is a bunker (shallow silo). H represents the height of a silo whereas A represents a silo’s area. The physical properties of materials stored in silos and bunkers determine flowability of the material and the forces that the material applies to the silo walls and bottom. Those properties vary from one material to another. The unit weight, angle of internal friction and the coefficient of friction between the stored material and the silo wall are the most important properties for pressure computation. Some materials can be hot when they are stored; Cement, cement clinker, and fly ash are good examples for those kinds of materials. Large volumes of hot stored material can cause serious thermal stresses on the walls, bottom and roof of the silo structure. Concrete cement silos consist of seven parts. These are silo roof, silo slab, silo body, silo hopper, silo foundation, ring beam and downward carriers. Silo body is the most important part of any silo. Silo body resists against material loads, temperature loads caused by temperature difference between the stored material and outside, wind loads and earthquake loads. There are different ways to build a concrete silo. Most commonly used are slip form and climbing form techniques. Between these two techniques, the faster way to build a concrete silo is using a slip form. Slip forming is a kind of construction method in which concrete is poured into a continuously moving form. Slip forming is used for tall structures (such as bridges, towers, buildings, and dams), as well as horizontal structures like roadways. Slip forming enables continuous, non-interrupted, cast-in-place flawless concrete structures, which have superior performance characteristics to piecewise construction using discrete form elements. Slip forming relies on the quick-setting properties of concrete, and requires a balance between quick-setting capacity and workability. In order to determine the required reinforcement inside the silo wall, loads acting on the silo wall have to be calculated. These loads include stored material loads, wind loads, earthquake loads, temperature loads and eccentric unloading effects. To determine the horizontal reinforcement of the silo wall, material forces are of prior concern. On the other hand to determine the vertical reinforcement of the silo wall, earthquake loads need to be taken into account in the first place. There are different methods to calculate material loads. In this study, three different methods (Riembert method, DIN 1055 method and Janssen method) are referred. Janssen method is the most widely used one to calculate material loads. Silos can be constructed with either reinforced concrete or post tensioned concrete. Studied method of “post-tensioned concrete” is the term describing a method of applying compression after pouring concrete and the curing process. The concrete is cast around plastic, steel or aluminum curved duct, to follow the area where, otherwise, tension would occur in the concrete element. A set of tendons are fished through the duct and the concrete is poured. Once the concrete has hardened, the tendons are tensioned by hydraulic jacks that react (push) against the concrete member itself. When the tendons have stretched sufficiently, according to the design specifications, they are wedged in position and maintain tensions after the jacks are removed, transferring pressure to the concrete. The technique of post-tensioning of a concrete silo includes placing post-tensioning strands and straining them instead of placing rebar inside the silo wall. In order to place post tensioning strands inside the silo wall, a corrugated metal sheath must be placed inside the silo wall before the concrete is poured. After the concrete is poured, metal sheath provides a hole where the strand is placed. Poured concrete has to gain its 28-day strength in order to strain the post-tension strands. Straining must be done before the material stored. Post tension strands provide more strength against stored material and require less area inside the concrete silo wall. For the application of the method, calculations were made for the post-tensioned cement silo at Qizildas cement plant located in Baku, Azerbaijan. The calculated cement silo in this study is 66 meters high and 22.5 meters wide. The thickness of the silo wall is 80 cm between elevations +0.00 and +12.636, 40 cm between elevations +12.636 and +55.50, where material is stored and 20 cm between elevations +55.50 to +66.00. C30 concrete and S235 rebar were used in calculations made on the silo. To calculate the post-tensioned tendon losses, methods in CEB-FIB and ASSTHO were compared and CEB-FIB model was selected to calculate post-tension losses. The properties of post-tension tendons were taken from the FREYSINET catalog. This silo in the current study is designed by using both reinforced concrete and post-tensioned concrete. Under the same material loads, required reinforcement and post tension tendons are calculated. The costs of silos are compared. The thickness of the silo wall is enough for the post-tensioned silo, however reinforced-concrete silo needs more thickness to place the required rebar inside the silo wall. Thus, thickness of the reinforced concrete silo wall is increased by 20 cm. New wall thickness of the reinforced concrete silo is 100 cm between elevations +0.00 and +12.636, 60 cm between elevations +12.636 and +55.50, where material stored and 40cm between elevations +55.50 and +66.00. Reinforced concrete silo design needs 989,9 m3 more concrete than post-tensioned silo design. It is concluded that a reinforcement concrete cement silo with 66 meter high and 22.5 diameter costs %26 more than a post-tensioned concrete silo. It is found that post-tensioned silo building technique is more effective than reinforced concrete technique in terms of cost and applicability.

Anahtar Kelime

ardgerme, silo, çimento silosu

Bilim Kodu

624




Sıra No :13529
Üniversite

501062303

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Aykut ŞENOL, Prof. Dr. Sai K. VANAPALLI

Tez Türü

Doktora

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

ZEHRA NİL (TAYLAN) KUTLU

Başlık

SUYA DOYGUN OLMAYAN ZEMİNLERDE TEKİL KAZIK p-d DAVRANIŞININ TAHMİNİ VE YORUMLANMASINA DAYALI DENEYSEL ÇALIŞMA VE SAYISAL MODELLEME

Özet

Kazıklı temel sistemleri, pratik uygulamalarda bütünü ile ya da kısmen yeraltı su seviyesinin üstünde inşaa edilmelerine rağmen, kazık taşıma gücünün belirlenmesinde kullanılan klasik analitik yöntemler doygun zemin mekaniği prensiplerine dayanarak sıkça kullanılan , and  yöntemleri ile hesaplanmaktadır ve matrik emme basıncının kazık taşıma gücüne etkisi ihmal edilmektedir. Bu nedenle gerçek taşıma gücü değerleri hesaplanan değerlerden çoğunlukla daha büyük olmaktadır. Literatürde, emme basıncının kazık taşıma gücüne etkisi ile ilgili yapılan az sayıda çalışma bulunmaktadır. Sunulan çalışma kapsamında, ince daneli kompakte zemin üzerinde laboratuvar ortamında bir seri model kazık deneyi gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, kazık çevre sürtünmesinin mevcut emme basıncı etkisinden büyük ölçüde etkilendiğini göstermektedir. Bu etkinin yorumlanması ve suya doygun olmayan zeminlerde taşıma gücünün tahmini için klasik , and  yöntemleri modifiye edilerek emme basıncı etkisi hesaplara dahil edilmiştir. Önerilen modifiye yöntemler, aynı zamanda kazık çevre sürtünmesinin emme basıncı ile değişimini, zemin-su karakteristik eğrilerini ve suya doygun durumdaki kayma mukavemeti parametrelerini kullanarak hesaplama imkanı sunmaktadır. Modifiye a, b and l yöntemlerinin pratik mühendislik uygulamalarında suya doygun olmayan zeminlerde kazık çevre sürtünmesi hesabında kullanılmasının önü açıktır.

Title

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL MODELLING STUDIES FOR INTERPRETING AND ESTIMATING THE p-d BEHAVIOR OF SINGLE PILES IN UNSATURATED SOILS

Abstract

The load carrying capacity of single piles are commonly estimated using the well known ,  and methods. These methods are also used in engineering practice for unsaturated soils even though the ,  and  methods are based on conventional saturated soil mechanics. In this study, a series of single model pile tests were conducted in a laboratory environment to study the influence of matric suction on the pile shaft capacity in a statically compacted fine-grained soil. The results of the study show that the shaft capacity of single piles is significantly influenced by the contribution of matric suction. Based on the experimental results, the conventional ,  and  methods were modified to estimate the total shaft resistance of piles in unsaturated soils by including the influence of matric suction. The modified methods can also be used for estimating the variation of shaft capacity of single piles with respect to matric suction using the Soil-Water Characteristic Curve (SWCC) and the saturated shear strength parameters. The modified ,  and  methods are promising for use in engineering practice to estimate the ultimate shaft bearing capacity of single piles placed in unsaturated soils.

Anahtar Kelime

Suya doygun olmayan zeminler, kazıklı temeller, , and  yöntemleri, su-zemin karakteristik eğrileri, emme basıncı

Bilim Kodu

6240102




Sıra No :13447
Üniversite

501101050

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Oğuz Cem Çelik

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Seçkin Çetinkaya

Başlık

ÇELİK ÇEKİRDEKLİ BİR BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇAPRAZIN (BÖÇ) HİSTERETİK DAVRANIŞI VE BÖÇ LÜ BİR ÇELİK BİNA TASARIMI

Özet

Bu çalışma, Burkulması Önlenmiş Çapraz ın (BÖÇ) kuramsal olarak incelenmesini ve numune tasarımı yapılıp, üretiminin gerçekleşmesi sonrasında deneysel olarak incelenmesini içermektedir. Ayrıca, Üretimi yapılan BÖÇ ler kullanılarak inşa edilen İTÜ Enerji Teknokent Arı 6 Projesi de Türkiye de bu tür çaprazların ilk kez uygulanması nedeniyle tez kapsamında incelenmiştir. Öncelikle BÖǒlerle ilgili detaylı bir literatür araştırması yapılmıştır. Değinilen önemli noktalara tezde yer verilmiştir. Deneysel çalışmada kullanılacak BÖÇ enkesiti seçilmiş ve bu enkesit hakkında detaylı bilgi verilmiştir. ASTM 370 e göre tasarlanan iki adet S355JR yüksek dayanımlı çelik kullanılarak çekme numuneleri üretilmiştir. Çekme (kupon) deneyleri yapılmış, sonuçları değerlendirilmiştir. Sonrasında, aynı çelik kalitesi kullanılarak AISC 341 2010 a göre çelik çekirdek tasarımı yapılmıştır. AISC LRFD 2010 a göre detay hesabı yapılmıştır. BÖÇ ün üretimi gerçekleştirilmiş ve deney düzeneği oluşturulmuştur. AISC 341 e göre yükleme protokolü belirlenip, numune deneysel olarak incelenmiş ve sonuçları irdelenmiştir. Deneysel çalışmanın sonuçlarını kontrol etmek amacıyla öncelikle AISC 341’e göre teorik hesap modeli oluşturulmuştur. Buna ek olarak SAP 2000 programında statik itme analizi yapılarak sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonrasında deneysel çalışmadan elde edilen ve BÖÇ davranışında önemli olan değişkenlerin açıklanmasına ayrılmıştır. Bunlar arasında çevrim sayısına bağlı olarak β (basınç dayanım düzeltme çarpanı) ve ω (pekleşme düzeltme çarpanı) değerlerinin değişimi, çevrim sayısına bağlı olarak ayrık ve kümülatif enerji yutma diyagramları, etkin sönüm oranları, çevrim sayısına bağlı olarak elastik eksenel rijitlikteki değişim ile kuvvet - yerdeğiştirme diyagramları incelenmiştir. BÖǒlü bir çelik yapı projesinin tasarım aşamaları incelenmiştir. BÖÇ kullanılarak modellenmiş olan binanın tasarım aşamaları ve tasarım sonuçlarından söze dilmiştir.

Title

HYSTERETIC BEHAVIOR OF STEEL CORE BUCKLING RESTRAINED BRACE (BRBs) AND DESIGN OF A STEEL BUILDING INCORPORATING BRBs

Abstract

This study describes an experimental investigation on the inelastic behavior of Buckling Restrained Braces (BRBs). Also, the design steps of a steel building incorporating BRBs is explained. Conceptual issues about BRBs and their historical evolution are given briefly. A detailed literature review about the recent experimental and theoretical works is added. The experimantal study about BRBs have been made. Two coupons were prepared and tested in accordance with ASTM A370. After that BRB specimen was designed according to these coupons. BRB consists of steel core, unbonded material, mortar and outer (restrainer) tube. The specimen was cyclically tested according to AISC 341. Theorical investigations are presented for specimen. A general structural analysis program, SAP 2000, was selected for this purpose. All calculations were carried out accordance with AISC 341. Pushover analysis was conducted per FEMA 356 using the material properties obtained from the coupon tests. All other graphs and curves related to BRB behavior, such as straingauge (horizontal force versus strain), β and ω factors (β and ω versus each cycle), elastic axial stiffness of core (K versus each cycle), discrete energy (discrete energy versus each cycle), cumulative dissipated energy (cumulative energy versus each cycle), and effective damping ratio (effective damping ratios versus each cycle) graphs, are given. A case study showing the application of BRBs in a steel building for the first time in Turkey. ITU Energy Teknokent Building Arı-6 project, located on Ayazaga Campus, was designed using BRBs in a chevron braces configuration.

Anahtar Kelime

Burkulması Önlenmiş Çaprazlar

Bilim Kodu

624




Sıra No :13539
Üniversite

501091165

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Yılmaz AKKAYA

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Can Bilal

Başlık

KÜTLE ELEMANLARDA ERKEN YAŞ ÇATLAK RİSKİNİN BELİRLENMESİ VE UYGULAMA İLE KARŞILAŞTIRMASI

Özet

Tez kapsamında yüksek durabiliteye sahip bir kütle betonda yüksek sıcaklık sebebiyle oluşabilecek çatlak riskinin benzeşimlerle belirlenmesi ile sonuçlarının uygulama ölçümleriyle karşılaştırılmalı şekli analiz edilmiştir. Literatür çalışmasında sertleşen betonda; hidratasyon ısısının çimento ile ilişkisi incelenmiştir, yüksek hidratasyon ısısı altında Gecikmiş Etrenjit (GE) oluşumu hakkında bilgiler edinilerek, GE oluşumunun betonda meydana getirdiği hasarlar ile ilgili araştırmalar yapılmıştır. Rötre mekanizması açıklanarak, rötre türleri irdelenmiştir. Betonun iç-dış sıcaklık farkının kısıtlanmış rötre etkisi ile halka deneyi ile rötre ilişkisi araştırılarak karşılaştırması yapılmış ve deney yöntemi irdelenmiştir. Beton kesitlerde kür yönteminin önemi, soğutmanın betonun iç sıcaklığına olan etkileri araştırılarak, soğutma sisteminin teşkili hakkında bilgi verilmiştir. Simülasyon çalışmasında betonun laboratuvar koşullarında elde edilen veriler yardımıyla sıcaklık ve gerilme gelişiminin simülasyonu yapılması planlanmıştır. Simülasyonda kullanılan hesaplar genel olarak incelenmiştir. Kesitlerin ön hesaplarına göre soğutma gerekliliği irdelenmiştir. Farklı kesitlerde simülasyon yapılmıştır. Simülasyon yardımıyla betonun maruz kalacağı ortam koşullarına göre kür gerekliliği ve süresi, kalıp söküm zamanları belirlenmiştir. Simülasyon “4C Temperature and Stress” (4C Sıcaklık ve Gerilme) programı ile yapılmıştır. Uygulama çalışmasında ise bir yeraltı yapısı olan istasyon binasında farklı soğutmalı betonarme elemanlarda (perde ve temel kesitlerinde) ölçümler yapılmıştır. Ölçüm sistemi anlatılmıştır. Bu sonuçlar elde edilen taze beton sıcaklığı, hava/mevsim koşulları ve kesit kalınlıklarına göre değerlendirilerek irdelemesi yapılmıştır. Uygulama verilerinde elde edilen sıcaklıklardan betonda hasar yaratabilecek kriterler (en yüksek sıcaklık ve sıcaklık farkları) hesaplanmıştır. Tüm sonuçların zaman bağlı değişimleri eğrilerle eklerde verilmiştir. Laboratuvar çalışmasında ise halka deneyi ile 2 farklı karışımdan dökümler yapılarak çatlak oluşum zamanları belirlenmiş, çatlak genişlikleri ölçülmüştür. Aynı karışım ile yapılan 2 farklı kriterdeki dökümde numunelerin beklediği ortam sıcaklığının ve numuneleri kısıtlayan halka kalınlıklarının kısıtlanmış rötre üzerine etkisi araştırılmıştır. Farklı karışım ile yapılan dökümlerde ise normal rötre değişimi birbirinden farklı olan 2 farklı betonda kısıtlanmış rötredeki çatlak oluşum zamanı ve çatlak genişlikleri tespit edilmiştir. Sonuç olarak; kütle betonlarında yüksek hidratasyon ısılarından kaçınmak amacıyla ön-test olarak simülasyon yazılımları ile yapılmış model verileri saha imalat ölçümleri ile karşılaştırılarak yapılan simülasyonların uygulama ile uygunluğu grafik ve çizelgeler yardımıyla gösterilmiştir. Kullanılan modeller baz alınarak kür ve kalıp açma zamanları betonun ısıl gelişiminden elde edilen veriler yardımıyla kullanılmıştır.

Title

EARLY-AGE CRACK RISK DETERMINATION IN MASS CONCRETE AND APPLICATION COMPARISON

Abstract

The main objective of this thesis is to investigate the effect of thermal stresses and boundary conditions of concrete on the risk of crack formation and compare the simulation results with the site monitoring records. In the literature review, causes and effects of temperature rise in concrete structures are described. Heat evolution due to reaction between cement and water, effects of internal thermal differences and crack formation in concrete are described. Information on hydration reaction of is presented based on different cement types. Mechanisms and types of early age shrinkage in concrete is discussed. Effects of shrinkage on concrete are presented by shrinkage – length change graphics. Determination of restrained shrinkage model and test method is also presented. Restrained ring test is introduced and explained. In order to prevent thermal cracks in mass concrete, the importance of cooling and curing are discussed. Types, materials and methods for curing and cooling are described for mass concrete structures. The basics of simulation for temperature and stress calculation from heat evolution are described. Maturity concept is defined and calculation method is given. The temperature-stress evolutions and crack risks were analyzed using “4C Temperature and Stress Simulation” software. Simulations were performed for the foundation and wall sections of a train station structure. Simulation models are presented based on the concrete properties. Curing conditions and casting sequences are determined by the model structures. A sample curing plan is obtained from calculations. In “4C Temperature and Stress” software, the critical sections of a train station were simulated. The hardened and fresh properties of concrete are tested in laboratory. Parameters such as thermal conductivity, activation energy, tensile strength, compressive strength, elastic modulus, creep, shrinkage, thermal expansion coefficient and heat development values are used in calculations. The boundary conditions such as the concrete curing conditions, ambient temperature and wind conditions are defined in the software. As a result of simulation for each section, temperature rise vs. time, crack risk vs. time and maturity vs. time realtions are obtained. Crack risk calculation is described for concrete structures and presented in graphs. Restrained ring test is prepared according to ASTM C 1581 requirements in the laboratory. Test equipments are introduced, and obtained test results are given. Two different ring thicknesses, two different curing conditions and two different water/cement ratios are tested. As a result; crack initiation date and crack widths are measured by the ring test specimens. Crack propagation under restrained shrinkage is inspected for 30 days. 4 sample temperature readings from a train station structure are recorded on site. Recordings are obtained for Spring/Fall and Summer models. Curing conditions are selected according to the measured fresh concrete properties. Temperature recordings are monitored with thermocouples for a period of 20 days. Calculated values such as internal temperature differences, average and maximum temperatures are evaluated from measured temperatures. Maximum temperatures and times, and internal temperature differences for each concrete section are compared with simulation results. Temperature vs. time graphs are given up to 20 days. As a result, early age temperature rise in hardening concrete; PC calculated simulation results are nearly in coordination with in-situ measured results. All recorded temperatures are measured for cooled sections are equal or below 55oC. No early age cracks were observed for all concrete elements monitored. And also the relation between restrained shrinkage cracks is shown with the result of ring test. With the ring test, crack times were exactly estimated with strain measurements. Cracks measured and compared according to three different conditions. Crack openings by time under load were inspected. Curing effects on restrained shrinkage was shown with the relative results. As final result before building the structures with predictions calculated by simulation models can be used as in real structures construction applicatons. With the correct parameters; predicting the concrete temperature stress relations are easy with basic finite element models. Early-age crack on mass concrete can be prevented by creating simulation models, applying cooling/heating and true identified curing conditions. Durability of key projects can be moved to the upper level with the engineering simulations and measurements.

Anahtar Kelime

simülasyon, sıcaklık takibi, termokupl, ölçüm, kısıtlanmış rötre, beton, iç sıcaklık farkı, kür

Bilim Kodu

624




Sıra No :13540
Üniversite

501101085

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Tülay AKSU ÖZKUL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Saadet Gökçe GÖK

Başlık

A3 DÜZENSİZLİĞİ OLAN ÇOK KATLI BETONARME BİR YAPININ TÜRK, EUROCODE VE ACI 318 YÖNETMELİKLERİNE GÖRE TASARIMI

Özet

Bu çalışmada, planda çıkıntıların bulunduğu düzensiz bir yapının Türk, Avrupa ve Amerikan yönetmeliklerine göre tasarım ve analizinin yapılarak elde edilen sonuçların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Söz konusu yapı birinci derece deprem bölgesinde bulunan, bodrum kat, zemin kat ve 10 normal kattan oluşan, kat yüksekliğinin her kat için 3 metre olduğu, perdeli ve çerçeveli taşıyıcı sisteme sahip, konut amacıyla kullanılması öngörülen bir binadır. Yapıda C30 sınıfı beton ve S420 sınıfı çelik kullanılmıştır. Yapı, süneklik düzeyi yüksek bina olarak tasarlanmış olup yapının bodrum katı rijit bodrum perdeleriyle çevrelenmiştir. Farklı yönetmeliklere göre hesaplanan yapı periyotları, eşdeğer deprem yükü yöntemine göre belirlenen taban kesme kuvvetleri, katların yer değiştirme ve göreli öteleme değerleri, ikinci mertebe etkiler, zemin kat için boyuna donatı metraj ve maliyeti karşılaştırılmıştır. Bu çalışmaya esas olan yapı için en elverişsiz sonuçlar Eurocode yönetmeliklerine göre elde edilmiştir. Türk yönetmeliklerine göre tasarım sonuçları deprem etkileri ve eğilme etkileri bakımından en düşük sonuçları vermiş ve en ekonomik sonuca götürmüştür. Amerikan ve Eurocode yönetmeliklerine göre yapılan tasarımlarda elde edilen iç kuvvetler, ilgili yük birleşimleri nedeniyle birbirine yakın çıkmıştır.

Title

DESIGN OF A MULTISTOREY REINFORCED CONCRETE BUILDING WITH A3 IRREGULARITY ACCORDING TO TURKISH, EUROCODE AND ACI 318 REGULATIONS

Abstract

In this study, a comparative design and analysis of a multistorey reinforced concrete building having reentrant corner irregularity using Turkish, European and American regulations have been aimed, performing all analysis and design steps on the same structural model. The building that has been designed is placed in high-activity seismic zone and has a rigid basement, a ground floor and 10 typical floors. The story height is three meters for each story of this residential building. The material used in construction is going to be C30/S420. The building has been designed as a system with high ductility. For different countries’ structural codes, period of the structure, base shear forces under seismic forces obtained using equivalent lateral load procedure, story drifts and second order effects have been presented with commentary and results have been compared. The longitudinal reinforcement needed for the ground floor and reinforcement cost of the ground floor have been calculated for each design code. For the building examined in this study, design made meeting the Eurocodes’ requirements lead to the most expensive solution, by providing a safer design. Although Turkish and American codes have a significant similarity in assumptions made and in procedure of design checks, Eurocodes and American codes give closer results. Turkish Standard and Turkish Seismic Code 2007 give the least conservative results and lead to the most economical solution.

Anahtar Kelime

A3 Düzensizliği, Çok Katlı Betonarme Yapı, TS 500, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Eurocode 2, Eurocode 8, ACI 318, ASCE/SEI 7, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi, Taşıma Gücü Sınır Durumu

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13604
Üniversite

501101415

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Prof, Dr, Zübeyde ÖZTÜRK

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Onur Şahinkaya

Başlık

TÜRK - HIRVAT KARAYOLLARI TEKNİK ŞARTNAMELERİNİN TOPRAK İŞLERİ AÇISINDAN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Bu çalışmada, Türkiye’de karayolları yapımında kullanılan Karayolları Teknik Şartnamesi ile, son dönemde Balkanlarda yapılan karayollarında kullanılan Hırvat Teknik Şartnamesi toprak işleri açısından, kazı ve dolgu işleri temel olarak incelenmiştir. Tezde her iki şartnamede geçen malzeme tanımları, iş yapım yöntemleri ve kalite kontrol limitleri ele alınmış, kazı ve dolgu işleri hakkında genel bilgiler, yapım sırasında dikkat edilmesi gereken noktalar, yapım sonrasında imalatın kalitesinin korunması için yapılması gereken testler açıklanmış ve değerlendirilmiştir. Her iki şartnamedeki kazı sınıfları tanımlanmış ve birbiriyle eşleştirilmiştir. Dolgu malzemesi gereksinimleri, malzeme kullanılabilirlikleri incelenmiştir. Taşımalarda örnek bir senaryo hazırlanmış, aynı miktardaki kazı, taşıma ve dolgu işlemi her iki şartnamenin birim fiyat tanımlarına ve formüllerine göre maliyet açısından karşılaştırılmıştır. Her iki şartnamedeki kalite kontrol deneyleri eşleştirilmiş, imalatların yapımına ait kalite koşulları değerlendirilmiştir.

Title

A COMPARISION BETWEEN TURKISH AND CROATIAN HIGHWAY TECHNICAL SPECIFICATIONS IN EARTHWORKS

Abstract

In this study, a comparision between Turkish and Crotian Highway Technical Specifications is applied in terms of earthworks discipline. The comparision between Turkish and Croatian Highway Technical Specifications in earthworks are studied into four sections, excavation works, embankment works, hauling and quality control tests. Excavation classes are described and matched with each other for both specifications for their properties and definitons. Construction of embankments, embankment classes and definitions are pointed, suitable fill material properties are defined and compared for Turkish and Croatian Highway Technical Specifications. Material requirements and descriptions, construction methods and quality control limits of both technical specifications are covered and compared in detail. Advantages and disadvantages of each specification are mentioned with the effects of requirements engineering and cost approach.

Anahtar Kelime

Teknik şartnameler, Karayolları, Toprak işleri

Bilim Kodu

6240400




Sıra No :13574
Üniversite

501111211

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Beyza TAŞKIN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Bülent Öcalan

Başlık

MEVCUT HASARGÖREBİLİRLİK İLİŞKİLERİNİN BETONARME BİR BİNA STOĞUNDA UYGULANABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, hasargörebilirlik eğrileri kullanılarak seçilen betonarme bir bina stoğu için depremlerde meydana gelebilecek olası hasar durumları incelenmiştir. Hasargörebilirlik eğrileri kullanılarak , belirli bir bölgedeki mevcut bina stoklarının deprem güvenirliğinin belirlenebilmesi ile oluşabilecek potansiyel hasarların tahmini yapılabilmektedir. Kullanılan bina stoğu, 1975 Türk Deprem Yönetmeliği’ne göre tasarlanan 11 adet betonarme binadan oluşmaktadır. Binalara x ve y doğrultularında DRAIN-2DX programı ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan çözümleme yapılmıştır. Bu çözümlemelerde kullanmak üzere TARSCTSH programı ile yedi adet yapay deprem hareket üretilmiştir. Yer hareketleri, 1. deprem bölgesinde Z2 zemin sınıfı için yönetmelikte %5 sönüm için 50 yılda aşılma olasılığı %10 olan tasarım depremine uygun olarak üretilmiştir. Her bir deprem kaydı 0,1g ile 0,8g arasında 0,005g artım ile ölçeklendirilmiştir. Çözümlerde dolgu duvarların etkisi de hesaba katılmıştır. Yapılan dinamik analizler sonucu binalarda oluşan taban kesme kevvetleri, toplam yerdeğiştirmer ve göreli yerdeğiştirmeler hesaplanmıştır. Bina stoğunun hasargörebilirlik durumları Rossetto-Elnashai, Kırçıl-Polat ve Ramamoorthy hasargörebilirlik eğrileri ile incelenmiştir. Hasargörebilirlik eğrilerinde kullanılan sismik şiddet ölçeği esas alındığında, çalışmada kullanılan binalarda genellikle düşük sismik şiddet değerlerinde ciddi hasarlar oluşma riskinin fazla olduğu belirlenmiştir. Ayrıca binalarda kat adeti arttıkça depremlerde hasar oluşma olasılığının yüksek olduğu anlaşılmıştır. Anahtar

Title

APPLICABILITY OF EXISTING VULNERABİLITY RELATIONSHIPS ON A REINFORCED CONCRETE BUILDING STOCK

Abstract

This study focuses on the applicability of vulnerability relationships, which are employed to predict the seismic vulnerability of existing structures. Since these relationships offer the probability of exceeding a predefined structural response limit in terms of a ground motion intensity parameter, vulnerability functions are very practical tools to be employed during urban renewal of metropolitan cities with high seismicity. A building ensemble consisting of a number of 11 low and mid-rise reinforced concrete (RC) frame structures, which have experienced none or moderate structural damages during recent earthquakes in Turkey is considered herein this paper. Planar structural models including the non-structural infill walls for each building are established utilizing DRAIN-2DX computer program and nonlinear dynamic analyses are carried out. Since there has been the lack of recorded motions at the locations of existing buildings, 7 artificial strong motions are generated compatible with the design spectrum defined for each region and soil class. Later, each motion is scaled from 0.1g to 0.8g for the PGA and employed during the non-linear dynamic analysis. The structural demand parameters in terms of maximum inter-story drift ratio, story shear forces and base shear ratio, as well as the locations of plastic hinges are investigated for the building ensemble subjected to the artificial records and structural performances are determined by means of limit states. Finally, fragility relationships recently proposed by various researchers are compared with the results of the analyses for the building set by means of reflecting the most reliable actual damage state. Keywords: Vulnerability Curves, Earthquake, Dynamic Analysis Ek_A2

Anahtar Kelime

Hasargörebilirlik eğrileri, deprem, dinamik analiz

Bilim Kodu

0




Sıra No :13194
Üniversite

501081064

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Kutlu DARILMAZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Pınar VARLIBAŞ

Başlık

DEPREME DAYANIKLI ÇOK KATLI PERDE SİSTEMLİ BETONARME BİR YAPININ TÜRK VE AMERİKAN YÖNETMELİKLERİNE GÖRE TASARIMI VE YÖNETMELİKLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Deprem kuşağında bulunan ülkelerde, deprem etkilerini göz önünde bulundurarak depreme dayanıklı betonarme yapılar tasarlanmaktadır. Depreme dayanıklı yapı tasarlamak günümüz teknolojisiyle geçmişe nazaran daha kolaydır. Yüksek lisans tezi olarak yapılan bu çalışmada, ele alınan örnek sistemde deprem analizi ve betonarme yapı tasarımı Türk yönetmeliklerine ve Amerikan yönetmeliklerine göre yapılmıştır ve iki ülke yönetmeliğine göre tasarlanan eş binalar karşılaştırılmıştır. Türkiye için deprem analizinde, deprem hesap metodlarını gösteren, 2007 yılında yürürlüğe giren Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY) kullanılmıştır. Betonarme kesit hesapları için’ TS 500 Betonarme Yapıların Tasarım ve Hesap Kuralları’ ile ‘TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri’ kullanılmıştır. TS 500 ve TS 498 Türkiye’nin tüm bölgelerinde yapılacak yapılar için uyulması gereken kuralları belirtir. DBYBHY ise sadece deprem bölgelerinde uyulması gereken kuralları içermektedir. Amerika’da Türkiye’den farklı olarak çok kapsamlı yönetmelik olan International Builging Code (IBC-2009) mevcuttur. IBC’nin yanında betonarme yapı kurallarını içeren TS 500 ile benzer kapsamda olan American Concerte Institute (ACI)’ın hazırladığı ‘ACI 318 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary’ ve ‘İnşaat Mühendisleri Odası’ statüsündeki American Society of Civil Engineer (ASCE)’ın hazırladığı TS 498 ile benzer kapsamda olan 2010 yılında yürürlüğe giren ASCE 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures kullanılmıştır.

Title

DESIGN OF AN EARTHQUAKE-RESİSTANT MULTI-STOREY REINFORCED CONCRETE BUILDING WITH SHEAR WALL SYSTEM ACCORDING TO THE TURKISH AND AMERICAN CODES AND TO COMPARISON OF THESE CODES

Abstract

Reinforced concrete buildings are designed in the countries which are in the seismic zone, taking into consideration the effects of the earthquake. In this study which has been prepared as a M.Sc. thesis, the earthquake analysis methods and the design of the reinforced concrete building have been developed according to the Turkish and American codes, and an example shear wall building designed according to the codes of the two countries have been compared. For Turkey, the code on the buildings to be built in the earthquake zones (DBYBHY), which has went into force in 2007 and indicates the earthquake calculation methods in the analysis of earthquake have been used. “TS 500 Rules of Design and Calculation of Reinforced Concrete Structures” and “TS 498 Calculation values of the loads to be taken in the dimensioning of structural elements” have been used for the calculations of reinforced concrete sections. International Building code (IBC-2009) which is a very comprehensive code, is in force in America as different from Turkey. Besides IBC, “ACI 318 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary” issued by American Concrete Institute (ACI) which has a similar content as TS 500 which contains the rules of reinforced concrete structures and “ACI 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”, which has a similar content as TS 498, went into force in 2010 and issued by American Society of Civil Engineer (ASCE), which has the status of “Chamber of Civil Engineers” in Turkey have been used.

Anahtar Kelime

: Depreme dayanıklı yapı tasarımı, DBYBHY, ASCE 7-10, ACI 318, Deprem yönetmelikleri, Deprem hesabı

Bilim Kodu

624




Sıra No :13595
Üniversite

501101089

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Zekai Celep

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ali Osman Ateş

Başlık

KOLON SÜREKSİZLİĞİNİN TAŞIYICI SİSTEM DEPREM DAVRANIŞINA ETKİSİ

Özet

Düzenli taşıyıcı sistemler çok fazla varsayıma gerek olmadan analiz edilebilir ve bu sistemlerin deprem davranışları kolayca tahmin edilebilir. Bu tip sistemlerde yükler en üst kattan temele kadar en kısa yoldan, birtakım ek zorlamalara sebep olmadan aktarılır. Genellikle düzenli sistemler sünek bir davranış sergilerler ve bu nedenle deprem bölgelerinde tercih edilirler. Diğer taraftan taşıyıcı sistemler mimari veya estetik kaygılar gibi birtakım zorlayıcı sebeplerle çoğu zaman düzensizdir. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007)’ de bu düzensizlikler planda ve düşey doğrultuda düzensizlikler olmak üzere iki kısımda incelenmiş ve düzensiz sistemlere yapıların sismik kapasitesinin arttırılmasına yönelik birtakım ek yaptırımlar getirilmiştir. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007)’ nin izin verdiği düşeyde düzensizlik durumu sadece kolonların iki ucundan mesnetli bir kirişe oturması halidir ve bu durumda mesnet kiriş ve bu kirişin birleştiği düğüm noktalarına birleşen diğer kiriş ve kolonlarda, deprem ve düşey yüklerin ortak etkisinden bulunacak tüm iç kuvvetlerin %50 oranında arttırılması şart koşulmaktadır. Bu çalışmada Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007)’ de tanımlanan düzensizlik durumlarından birisi olan kolonların iki ucundan mesnetli bir kirişe oturması hali ve bu düzensizliğin taşıyıcı sistem deprem davranışına olan etkisi detaylı bir biçimde incelenmiştir. İnceleme için üç tip çerçeve tasarımı yapılmıştır. İlk çerçeve hiçbir düzensizlik içermeyecek şekilde tasarlanmış ve referans çerçevesi olarak kabul edilmiştir. İkinci çerçevede birinci katta kolon süreksizliği bulunmakta olup ikinci kat kolonu birinci kat kirişine açıklık ortasında oturmaktadır. Üçüncü çerçeve ikinci çerçeve ile aynı özellikleri taşımakta olup mesnet kiriş ve bu kirişin birleştiği düğüm noktalarına birleşen diğer kiriş ve kolonlarda deprem ve düşey yüklerin ortak etkisinden bulunan tüm iç kuvvet değerleri %50 oranında arttırılmıştır. Bütün çerçeveler 4 açıklıklı ve 7 katlı olup aynı yük ve açıklık değerlerine sahiptir. Analizde eşdeğer deprem yükü yöntemi ve zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz yöntemi kullanılmıştır. Zaman tanım alanında analizde 3 adet deprem kaydı kullanılmış, kayıtlar Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007)’ de verilen tasarım spektrumuna benzeştirilmiştir. Sonuçlar taban kesme kuvvetleri, deprem talep deplasmanları ve eleman şekil değiştirme talepleri üzerinden çeşitli grafik ve tablolar yardımı ile karşılaştırmalı olarak verilmiştir.

Title

EFFECT OF COLUMN DISCONTINUITY ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF STRUCTURAL SYSTEMS

Abstract

Earthquakes are undoubtly one of the most important natural disasters in the world. During past years, many earthquakes have occured around the world and Turkey in particular. Turkey is located at one of the most active zones in the world and has faced lots of earthquakes. These earthquakes have caused thousands of life loss and significant economic loss. To prevent these losses structures must be designed regarding the earthquake resistance. Regular structural systems can be analyzed straightforwardly without requiring much assumption and their behavior can be predicted easily. In these systems loads are transferred in the shortest to the foundation without causing additional stresses. Generally the lateral load capacity of these structural systems is high and they display ductile behavior, when they are subjected to the ultimate capacity. That is why, these kinds of structural system is preferred in earthquake prone regions. On the other hand structural systems are often designed having various irregularities due to architectural requirements and esthetic necessities. In seismic codes, structural irregularities are commonly classified as planar and vertical irregularities as it is the case in the Turkish Seismic Code and irregular structural systems are penalized. This is done by increasing seismic demand and by requiring additional reinforcement detailing. The Turkish Seismic Code only allows the structural configuration where a column rests on a beam which is supported at both ends. However, the code requires an increase of 50% in all internal forces and moments at all the cross sections of the beam which supports the column and those of the beams and the columns connecting to the supporting beam. In this study, one of the vertical irregularities defined by the Turkish Seismic Code, i.e., column discontinuity is considered and its effect on the seismic behavior of the structural system is investigated in detail. To investigate this type of irregularity and the approach of the Turkish Seismic Code, three types of planar frames having this specific irregularity are designed. First type of the frame has no irregularity and is considered as the reference frame. It assumed that the second frame has vertical irregularity due to column discontinuity at the first story but internal forces and moments are not increased to investigate the effect of irregularity on the earthquake performance of the frame. Finally, the third frame is designed the same as the second frame but all the internal forces and moments are increased of %50 at the supporting beam and at the beams and the columns which connect to the supporting beam as the Turkish Seismic Code requires. All the frames have four bays, seven stories and same gravity loads. Investigation is carried out by using the static pushover and the time history analysis considering three different earthquake records scaled to the spectrum given by the Turkish Seismic Code. Effects of the column discontinuity on the earthquake performance of the structural system are obtained by adopting the nonlinear static pushover analysis and the nonlinear time history analysis. The results are displayed in various figures and discussed comparatively. Emphasize is put on nonlinear strain demands at the structural elements and the approach of the Turkish Seismic Code are investigated and discussed. The thesis consists of five chapters. First chapter includes introduction, basic concepts about earthquake motion, some of the important earthquakes happened in Turkey and review of previous studies. Second chapter covers brief information about irregularities defined by Turkish Seismic Code 2007. In the third chapter, concrete models such as Mander, Modified Kent and Park, Sheikh and Uzumeri, Saatcioglu and Razvi Models, the concept of ductility, basic principles of plastic hinge, performance based design concept, fundamentals of nonlinear static pushover and nonlinear dynamic time history analysis, structural performance levels and ranges given in Turkish Sesimic Code (2007), Eurocode 8 (2005) and FEMA 356 (2000) are investigated. Fourth chapter contains a numerical study about vertical irregularity which is produced by column discontinuity. To investigate this type of irregularity three types of planar frames are designed as mentioned above. This chaper also includes defining the cross sections using Section Designer option in SAP 2000. Evaluation of structural strain demands and determination of performance levels for structural elements using nonlinear static pushover and nonlinear dynamic time history analysis are explained in detail. Detailed and comparative results in terms of base shear, top displacement and strain demands obtained by using both methods are given in this chapter as well. Fifth chapter covers general results and suggestions. The results obtained by using nonlinear static pushover and nonlinear time history analysis can be summarized as following: i) Column discontinuity changes the load path in irregular systems. Axial force at columns which are placed on the left and right axes where the discontinutiy exists, increases significantly when compared to regular system. On the other hand axial force at the middle columns decrases because the support beam does not support the columns properly due to column discontinuity. Column which rests on a beam can be assumed to have an elastic support. ii) Although there are small differences for some elements, nonlinear strain demands obtained with nonlinear static pushover and nonlinear time history analysis can be regarded as consistent for the regular and irregular system where all internal forces are increased of 50% as Turkish Seismic Code requires. These differences are more noticable for the beams which are joining to the columns at the middle axes where irregularity takes place in irregular system where internal forces are not increased. iii) When the evaluation is carried out in terms of top displacements, it is seemed that both results obtained by using nonlinear static pushover analysis and nonlinear time history analysis are in good consistency. iv) Increasing of 50% in all internal forces and moments at all the cross sections of the beam which supports the column and those of the beams and the columns connecting to the supporting beam is found to have a positive effect on the seismic behavior of the irregular frames. v) In pushover analysis where the lateral load pattern is assumed to be proportional to first mode amplitude, base shear values are found to be smaller than the base shear values obtained by using time history analysis. Adaptive pushover analysis can be used for better comparison. vi) When all internal forces are not increased in irregular system, earthquke damage accumulates on the beams which are joining to the columns on the irregular axes. For that reason the frame does not ensure the life safety performance level which is the target performance level recommend by Turkish Seismic Code for residential buildings. With increasing all the internal forces, irregular frame ensures the life safety performance level.

Anahtar Kelime

betonarme, taşıyıcı sistem düzensizlikleri, kolon süreksizliği, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi, artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi, yapısal düzensizlikler

Bilim Kodu

624




Sıra No :13601
Üniversite

501101170

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Öğr.Gör.Dr. Feyzi HAZNEDAROĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Yavuz Bahadır

Başlık

CAM ELYAF KATKILI CEPHE KAPLAMA ELEMANLARINA YÖNELĠK TEKLĠF FĠYATI TAHMĠNĠNDE YAPAY SĠNĠR AĞLARININ (YSA) KULLANILMASI

Özet

Ġnşaat firmaları açısından teklif aşamasında doğru maliyet analizi, kar zarar analizi yapabilmek için çok önemlidir. Teklif stratejileri konusunda karar verici konumda bulunan kişiler birtakım yöntemlerden yararlanarak verecekleri kararların doğruluk oranını artırabilirler. Bu yöntemlerden biri de Yapay Sinir Ağları dır. Bu çalışmada öğretmenli öğrenme algoritmasını kullanan çok katmanlı ve ileri beslemeli yapay sinir ağları yapısı tercih edilmiştir. Tahmin modelinde 2011 yılını kapsayan 100 adet farklı işe ait proje verileri kullanılmıştır. Bu projelerden 80 adedi ile ağ eğitilmiş ve 20 adedi ile de test edilmiştir. Oluşturulan maliyet havuzundaki ögelerden kayıtlı verilerine ulaşılan metraj bilgileri, yapı yüksekliği, nakliye gideri ve m2 malzeme maliyeti girdi parametreleri olarak kullanılmıştır. Ağ performansı değerlendirme kriterleri olarak Ortalama Mutlak Yüzde Hata (OMYH) kullanılmıştır. Deneme yanılma metoduyla değişik katman sayıları ve nöron sayıları denenmiş ve elde edilen en iyi sonuçlar tablolar yardımıyla sunulmuştur. Buna göre oluşturulan farklı yapılardaki tek ve çok katmanlı yapay sinir ağlarından en iyi sonucu veren 11 adet nörona sahip tek ara katman ve çıktıdan oluşan, sigmoid aktivasyon fonksiyonunun kullanıldığı model olmuştur. 20 adet test verisine ait en iyi modelde, OMYH değeri %4,10 olarak hesaplanmıştır. YSA yöntemiyle tahmin edilen teklif fiyatı Regresyon Analizi (RA) yöntemiyle de belirlenmeye çalışılmış ve OMYH değeri %38,87 olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, YSA ve RA yöntemleri kullanılarak yapılan tahminlerde belirlenen hata oranları dahilinde başarılı sonuçlara ulaşıldığı, ancak iki yöntem kıyaslandığında YSA modellemesiyle, belirsizliklerin fazla olduğu teklif oluşturma aşamasında daha başarılı sonuçlar elde edildiği anlaşılmaktadır.

Title

USING ARTIFICAL NEURAL NETWORKS (ANN) FOR ESTIMATION OF THE BID PRICE OF GLASS FIBRE REINFORCED CLADDING ELEMENTS

Abstract

The accurate cost analysis is very important for construction companies to make profit loss analysis. Decision makers about bid strategies can improve the accuracy of their decisions by using some methods. Artificial Neural Networks are one of these methods. In this study, feed forward back propagation neural networks that have multilayered and supervised learning manner are preferred. Project data, which is belonging 100 different works in 2011, has been used in forecasting model. Network has been trained by 80 projects and tested by 20 projects. Quantity survey data, building height, shipping charges and cost of materials per square meter have been used as input parameters. Mean Absolute Percentage Error (MAPE) has been used as evaluation criteria. Different layer and neuron quantities have been attempted by trial and error method and the best results have been represented by tables. Accordingly, the model, which has 11 neurons, one hidden layer and output, sigmoid activation function, is the best result of different structures. MAPE value is calculated as 4,10% in the best model consisted of 20 test data. The bid price has been determined by Regression Analysis method also and performance evaluation of methods have been made and MAPE value has been computed as 38,87%. As a result of this study, It is understood that succesful forecasts have been achieved by using ANN and RA methods, however when two methods are compared, more successful results are obtained by ANN method in bidding period that has too much uncertainty.

Anahtar Kelime

Hücresel yapay sinir ağları, Cam elyaf, Fiyat tahmini

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :13605
Üniversite

501091177

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç. Dr. Gul POLAT TATAR

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Burcu ÇİFTÇİOĞLU

Başlık

İNŞAAT SEKTÖRÜNDE AHP YÖNTEMİ İLE ALT YÜKLENİCİ SEÇİMİ: BİR KONUT PROJESİNDE UYGULAMA

Özet

Bu çalışmanın amacı, inşaat sektöründe ana yüklenicilik hizmeti veren işletmelerin üstlendikleri projelerde en uygun alt yüklenicileri seçmelerini sağlamak amacıyla, analitik hiyerarşi proses yöntemi kullanarak bir karar destek modeli geliştirmektir. Bu amaçla, öncelikle literatür taraması yapılarak alt yüklenici seçim sürecinde etkili olan kriterler belirlenmiş ve amaç, ana kriterler ve alt kriterlerden oluşan bir karar hiyerarşisi oluşturulmuştur. Daha sonra ise, ana yüklenicilik hizmeti veren bir işletmenin İstanbul’da gerçekleştirdiği bir konut projesinde hafriyat, zemin kazık, iksa ve kaba inşaat ana iş kalemlerini üstlenecek olan alt yüklenicileri seçimi sürecinde önerilen yöntem uygulanarak modelin etkinliği test edilmiştir. Günümüzde inşaat sektöründeki teknolojik gelişmeye bağlı olarak rekabet ortamı da hızla artmaktadır. Artan rekabet ortamında ana yüklenici firmaların sektörde fark yaratabilmeleri çalıştıkları alt yüklenici firmaların iyi olmaları ile doğru orantılıdır. Alt yüklenici sayısının sürekli arttığı, ciddi rakamların konuşulduğu ve zaman ile yarışıldığı bu süreçte doğru alt yükleniciyi seçmek çok da kolay olmamaktadır.

Title

SUB-CONTRACTOR SELECTION BY THE AHP METHOD IN CONSTRUCTION SECTOR: APPLICATION IN A HOUSING PROJECT

Abstract

The purpose of this study is to develop a decision support model using analytical hierarchical process management in order to enable organizations providing prime contractor services in the construction sector select the most suitable sub-contractors for the projects they have undertaken. For this purpose, literature search has been carried out initially in order to determine the criteria that affects the sub-contractor selection process and a decision hierarchy comprised of key criteria and sub criteria has been created. Afterwards, effectiveness of the model was tested by applying the suggested method during the selection of a sub-contractor that will be undertaking excavation, soil piles and shoring and structural works in a housing project in İstanbul for a company that provides prime contractor services. Competition in construction sector increases with technological improvements in the sector. In this highly competitive environment, the capability of prime contractors to make a difference in their sectors is directly proportional with the capabilities of their sub-contractors. It is not that easy to select the right sub-contractor during the process in which the number of the sob contractors increase continuously, money is big and time is of the essence.

Anahtar Kelime

İNŞAAT SEKTÖRÜ,ALT YÜKLENİCİ SEÇİMİ,AHP, SUPER DECISION,

Bilim Kodu

6240600




Sıra No :13624
Üniversite

501091325

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Hüseyin YILDIRIM

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mustafa Talha UÇAR

Başlık

YÜZEYSEL TEMELLERDE DÜŞEY YATAK KATSAYISI DEĞERLERİNİN TAŞIMA GÜCÜ DEĞERLERİ VE DİĞER YÖNTEMLER KULLANILARAK ELDE EDİLMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Temel tasarımında üst yapıdan gelen yapı yükünün zemin taşıma gücünden büyük olmaması ve oturma değerlerinin sınırlandırılması, sağlanması gereken iki önemli şarttır. Gelişen bilgisayar teknolojisine paralel olarak artık yapı tasarımı bilgisayar desteği ile yapılmakla birlikte yapı analizlerinde kullanılan birçok programda ise yapı-zemin etkileşiminde kullanılan iki önemli parametre; taşıma gücü ve zemin yatak katsayısı değerleridir. Geoteknik mühendisliğinin temel konularından biri olan taşıma gücü değerinin elde edilmesi için birçok farklı yöntem mevcut olmakla birlikte, yatak katsayısı değerinin elde edilmesi hususunda da birçok farklı yöntem mevcuttur. Kesme kutusu, serbest basınç ve üç eksenli basınç gibi laboratuvar deneyleri kullanılarak elde edilebilen içsel sürtünme açısı ve kohezyon değerlerini kullanan; Terzaghi (1943), Meyerhof (1963), Hansen (1970) ve Vesic (1975) klasik taşıma gücü yöntemleri, taşıma gücü değeri elde edilmesi için kullanılan en bilinir yöntemlerdendir. Taşıma gücü değeri ayrıca SPT, CPT, plaka yükleme deneyi, presiyometre deneyi gibi arazi deneyleriyle de elde edilebilir. Bu yöntemler haricinde yine arazide uygulanan jeofizik yöntemler ile zemine ait sismik dalga hızlarından çeşitli yaklaşımlar yardımıyla taşıma gücü değerini elde etmek mümkündür. Yatak katsayısı değerinin tahmini için ise Bowles’a ait zemin türüne göre yatak katsayısı değer aralıklarını veren tablo sıklıkla kullanılır. Bu tahmin yöntemi haricinde yine Bowles’a ait taşıma gücü değerinin 40 katı alınarak elde edilen yatak katsayısı değerlerinin kullanımı da oldukça yaygındır. Yatak katsayısı değerinin elde edilmesi için kullanılabilecek teorik olarak en makul deneylerden biriside plaka yükleme deneyidir. Bu yöntemler haricinde ise yatak katsayısı değeri elde edilmesi için zeminin elastik özelliklerini kullanan; Vesic(1961), Biot(1937) ve Bowles formülleri kullanılabilir. Türkiye’nin çeşitli yerlerinde, inşaat işleri için hazırlanan zemin etüt raporlarından elde edilen 50 adet veri kullanılarak yapılan bu çalışma kapsamında taşıma gücü değerleri değişik yöntemlerle elde edilip karşılaştırılmış olup ayrıca bu değerlerden yatak katsayısı değerlerinin elde edilmesi için Bowles’un taşıma gücünden yatak katsayısı bulunmasına yarayan ampirik formülü kullanılmıştır. Zemin elastik özelliklerinden yatak katsayısı değeri tayini için kullanılan Vesic, Biot ve Bowles yöntemlerinde, jeofizik deneylerden elde edilen zemin elastik parametreleri kullanılarak, yatak katsayısı değerleri elde edilmiştir. Bu yöntemler haricinde plaka yükleme deneyi ve standart penetrasyon deneyi verilerinden de yatak katsayısı değerleri belirlenmiş olup tüm bu yatak katsayısı değerleri Bowles’un zemin türüne göre yatak katsayısı değer aralıklarını veren tablosu ile karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler neticesinde klasik taşıma gücü formülleri ile elde edilen taşıma gücü değerlerinin kendi arasında Terzaghi

Title

OBTAINING AND COMPARING OF THE VERTICAL MODULUS OF SUBGRADE REACTION VALUES FOR SHALLOW FOUNDATIONS BY USING BEARING CAPACITY VALUES AND OTHER METHODS

Abstract

The main goal of the foundation, the lowest part of a structure, is to transfer the structure loads to the soil on which it is resting. A foundation must have transfers the load throughout soil without overstressing the soil because overstressing the soil can cause excessive settlements or shear failure of the soil. Therefore, it is obvious that in foundation design, the transfer of the superstructure loads to the soil safely is a crucial factor. Foundations can be classified with respect to their depth that the foundation with a depth greater than its width is referred as deep foundation, whereas the foundation with a depth lower than its width is referred as shallow foundation. A spread footing can simply explained as an enlargement of a load-bearing column or a wall that makes it possible to spread the load of the structure over a larger area of the soil. If the soil has a low bearing capacity value than the size of the spread footing increase drastically that the required area of the spread footing is become impracticably large that in this case it become more economical to construct a concrete pad, a mat foundation, under the area of the entire structure. In geotechnical engineering, bearing capacity value is the capacity of soil to support the loads applied from foundation to the ground. The bearing capacity value of the soil means the value of maximum contact pressure between the foundation and the soil which should not produce shear failure in the soil. Ultimate bearing capacity is the theoretical maximum pressure which can be supported without failure; on the other hand, allowable bearing capacity value can be calculated by dividing the ultimate bearing capacity value by a factor of safety. Nowadays, the design period of structures is mostly accomplished by computer-aided analysis programs due to the development in technology. In these programs, structure-soil relationship is mostly described by the soil bearing capacity value and the value of the modulus of subgrade reaction of the soil which are crucial parameters in foundation design. Not only the bearing capacity values of the soil but also the subgrade modulus of the soil can be determined by various methods. The study of Prandtl (1920) that inspects the adhesion and inner friction angle properties of metals, inspired Terzaghi (1943), Meyerhof (1963), Hansen (1970) and Vesic (1975) and they all suggests their formulas, also known as classical bearing capacity methods. These methods, need angle of internal friction and the cohesion values of the soil which can be determined by lab experiments such as shear box test, unconfined compression test or triaxial load test, are the most common ways to obtain bearing capacity values. There are also some other ways to obtain bearing capacity value of the soil such as in-situ testing methods. Standard penetration test, conic penetration test, plate load test and pressuremeter test are popular in-situ methods to obtain the soil bearing capacity values of the soil. Geophysical studies, mostly performs to investigate dynamic properties of the soil, can be used to obtain bearing capacity values. Keçeli (2000), Türker (2004), Kurtuluş (2000) and Tezcan et al (2010) methods are common ways to derive the bearing capacity value from the shear wave velocity of the soil by using empirical equations. Winkler model, where the behavior of the soil is simplified by means of fictitious springs placed continuously under the foundation, is a method to analyze beams and slabs resting on underneath the structure. The modulus of subgrade reaction value of the soil, can be thought as a spring constant, is based on this fictitious spring concept. In many computers aided structural analysis program the user has to determine a suitable modulus of subgrade reaction value to represent the soil. To determine this modulus of subgrade reaction value there are several methods using several kinds of data such as elastic properties of the soil or the bearing capacity value of the soil. However, it is not theoretically valid that the modulus of subgrade reaction value is dependent only elastic properties or the bearing capacity value of the soil. Modulus of subgrade reaction value can be used to determine the value of the possible differential settlement of the foundation that is also a factor for some design quantities such as bending moments and shear forces in the structure. One of the deficiencies of the Winkler model is there will be no differential settlement or bending moments or shear forces in the structure, in disregard of reality, if the Winkler model is used to analyze a uniformly distributed load on a slab. The reason for this deficiency is that in Winkler model, the fictitious springs representing the modulus of subgrade reaction are not related to each other’s. On the other hand, Winkler model can be used effectively when analyzing vertical piles or point loaded foundations. Thus, the modulus of subgrade reaction value is still quite popular. Bowles’s subgrade reactions table values can be used to determine the value of the modulus of the subgrade reaction with respect to the soil type. Although this method is commonly used to estimate the subgrade reaction values of the soils, bearing capacity values can also be used to determine the modulus of subgrade reaction values. Bowles suggests that modulus of subgrade reaction value can be determined if bearing capacity value is multiplied by forty. Plate load test which is theoretically appropriate to determine the modulus of subgrade reaction value, is an in-situ alternative to obtain vertical modulus of subgrade reaction. There are also some formulas such as Vesic, Bowles and Biot that can be used to obtain modulus of subgrade reaction values by the use of elastic properties of the soil. In this study fifty different data, based on soil investigations reports from all over the Turkey, are used to determine the relations between the ultimate bearing capacity values which are determined by various methods, are compared. The modulus of subgrade reaction values are obtained from these bearing capacity values by the use of Bowles empirical formula. Using the same data, the modulus of subgrade reaction values are also obtained from other methods such as Vesic, Bowles, Biot formulas, plate load test and SPT values. All these modulus of subgrade reaction values are compared with the Bowles’s modulus of subgrade reaction table values. According to analysis of the data, it is noticed that the results of the classical bearing formulas are mostly alike and the values has a pattern of Terzaghi < Meyerhof < Hansen < Vesic. Modulus of subgrade reaction values, obtained by Bowles empirical formula, are compatible with the Bowles table values. Not only the bearing capacity values obtained from Tezcan et all method fit with the mean values of classical bearing capacity methods, but also the modulus of subgrade reaction values derived from Tezcan et al method are compatible with Bowles’s table values. Therefore, for geophysical data, Tezcan et al method is the most suitable method for both bearing capacity values and the modulus of subgrade reaction values. Like Tezcan et al method, bearing capacity values obtained from Bowles SPT method fits with the mean values of classical bearing capacity methods better than the other SPT method. Moreover, subgrade reaction values obtained by Bowles SPT method are compatible with Bowles table values, therefore; Bowles SPT method is the most suitable method for both bearing capacity values and the modulus of subgrade reaction values based on SPT data. The modulus of subgrade reaction values, which are obtained by the elastic properties of the soil, are much higher than the Bowles’s table expected values. The reason of this higher modulus of subgrade reaction values is that the modulus of elasticity values calculated from geophysical data are also higher than expected values. Therefore, this study proves that the modulus of subgrade reaction values, derived from geophysical data on the basis of the theory of elasticity, are not suitable for the Vesic, Biot and Bowles formulas which can derive modulus of subgrade reaction values from elastic properties of the soil. A foundation with a length of three meters, a width of three meters and a height of fifty centimeters is modeled for different modulus of subgrade reaction values in SAP2000. Analysis results proves that the modulus of subgrade reaction value has a little effect on moment values of the foundation which means it has also a little effect on design of the foundation. The goals of this study are to understand the concepts of the soil bearing capacity and the modulus of subgrade reaction generally and investigate the possible ways to obtain the soil bearing capacity and modulus of subgrade reaction values. Thus, this paper does not probe the theory of the soil bearing capacity and the modulus of subgrade reaction nor the calculation analysis of these values. Therefore, this study is much more like a guide to effective ways to obtain the soil bearing capacity and modulus of subgrade reaction values based on soil investigation data. In Conclusion, this study proves that it is possible to guess the modulus of subgrade reaction value from Bowles table of modulus of subgrade reaction values with respect to soil type. In addition, if the soil investigation report has enough data to obtain soil bearing capacity values from classical bearing capacity formulas, it is also possible to use bearing capacity values derived from Terzaghi, Meyerhof, Hansen and Vesic methods to obtain modulus of subgrade reaction value by the use of Bowles empirical formula. On the other hand if the soil investigation report has only SPT data, it is possible to check Bowles table values by the use of Bowles SPT and Bowles empirical formula. Moreover, if the soil investigation report has only geophysical data, it is possible to check Bowles table values with the Tezcan et al bearing capacity values by the use of Bowles empirical formula.

Anahtar Kelime

yatak katsayısı, düşey yatak katsayısı

Bilim Kodu

6240101




Sıra No :13396
Üniversite

501091095

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Abdul Hayır

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Can Sırlıbaş

Başlık

FARKLI TİPTEKİ BETONARME YAPILARIN STA4CAD VE ETABS PROGRAMLARI İLE ÇÖZÜMLERİ VE SONUÇLARIN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Bu tez kapsamında, depreme karşı dayanıklı yapıların projelendirilmesinde Türkiye’ de yaygın olarak kullanılan iki program olan ‘Sta4CAD’ ve ‘ETABS’ programlarında çözülmüş olan binaların analiz sonuçları arasındaki farklar incelenmektedir. Sta4CAD programında çekirdek perdelerinin modellenmesi için, poligon perde ve panel perde olmak üzere 2 farklı modelleme tipi bulunmaktadır. Bu nedenle tez kapsamında analiz sonuçları incelenen yapıların poligon perdeli Sta4CAD modelleri, panel perdeli Sta4CAD modelleri ve ETABS modelleri yapılmıştır. 3 farklı çalışma sonuçları değerlendirildiği zaman, taşıyıcı sistemi simetrik olan yapılarda her 3 modelleme tipinde de analiz sonuçlarının birbirlerine oldukça yakın çıktığı görülmüştür. Fakat taşıyıcı sistemi simetrik olmayan ya da düzensiz olan yapılarda her 3 modelleme tipindeki analiz sonuçları birbirinden oldukça farklı çıkmıştır. Taşıyıcı sistemi düzensiz ve yüksek katlı betonarme yapılarda ETABS programı ile çözümün daha ekonomik çıktığı görülmüştür. Periyot, deplasman ve deprem kuvvetleri sonuçlarının her 3 modelleme tipinde oldukça farklı çıkması, bir yapının statik analizleri yapılırken, hangi modelleme tipinin seçileceği konusunda ayrıntılı şekilde düşünülerek karar verilmesi gerektiğinin bir göstergesidir.

Title

STATIK ANALYSIS OF DIFFERENT TYPE OF REINFORCED CONCRETE BUILDINGS USING STA4CAD AND ETABS PROGRAMS AND COMPARISON OF ANALYSIS RESULTS

Abstract

Under this thesis, the analysis results of the buildings modeled using Sta4CAD package program which are widely used in Turkey and accepted by those companies related to calculation reports and the ETABS program developed by CSI Company will be compared. The purpose of this comparison is to see the differences between the results of analyzes and study the reasons for them. Evaluation of the results from 3 distinct studies revealed that the analysis results at all three modeling types in the buildings having symmetrical structural system are calculated to be very proximate to each other. The analysis results at all three modeling types in the buildings having unsymmetrical structural system or buildings which are irregular, however, are calculated to be very different from each other. It is further observed that the solution generated with the ETABS software is calculated to be more economic at the high-rise reinforced concrete buildings with irregular structural system. Rather different values for the period, displacement and earthquake forces results at each 3 modeling types is an indication of the fact that the decision as regards selection of which modeling type when performing static analyses of any structure must be adopted after comprehensive consideration.

Anahtar Kelime

ETABS, Sta4CAD, perde, deprem kuvveti

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :13545
Üniversite

501091333

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Berrak Teymür

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Berkay Koçak

Başlık

KUM ZEMİNLERDE İMAL EDİLEN BARET KAZIKLARDA GRUP TAŞIMA FAKTÖRÜNÜN SONLU ELEMANLAR METODU İLE İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışma dâhilinde, üç boyutlu sonlu elemanlar programı olan Plaxis 3D Foundation V2.2 programı kullanılarak, kum zemindeki farklı ara mesafeler ile yerleştirilen baret kazık gruplarının taşıma gücündeki artış/azalış incelenmiştir. Tekil kazıklar ve kazık gruplarının konuya ilişkin bölümleri üzerine gerçekleştirilen çalışmalar ele alınmış, üç boyutlu sonlu elemanlar çözümüne ve teorik zemin modellerine ilişkin kısa bilgiler verilmiştir. Baret kazıklardaki grup etkisi üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi analiz edilmiş, bu analizlerin sonucu grafiksel olarak sunularak konuya ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Sonuç olarak, baret çevresel efektif çapının, D1ef, katları ile yerleştirilen baret kazıklarda hesap edilen grup taşıma faktörü dağılımı, baretlerin şeklinden ve doğrultusundan etkilenmemiş, dik veya paralel yerleşime sahip olan gruplarda farklı ara mesafeler için aynı grup faktörlerine ulaşılmıştır. Baret alansal efektif çapının, D2ef, %10? una karşılık gelen farklı ara mesafelerdeki grup faktörü katsayıları, farklı sıkılıktaki kum zeminler için yaklaşık aynı dağılımı göstermiştir. %10 D2ef oturma limiti için ara mesafe ? grup faktörü (?) bağıntısı elde edilmiştir. Bunun yanısıra, %10 D2ef oturma limitinde ara mesafe ? grup faktörü ilişkisi yaklaşık aynı dağılımı gösterse de, daha düşük % D2ef oturma oranları için farklı sıkılıktaki kum zeminlerde ara mesafe - grup faktörü ilişkisinin değiştiği görülmüştür. Kum zeminin sıkılığı arttıkça, yüksek grup faktörlerine çok daha düşük oturma oranlarında ulaşılmıştır. Zemin sıkılığının azalması ile grup faktörlerindeki artış daha yüksek oturma oranlarında gerçekleşmiştir.

Title

ASSESSMENT OF GROUP EFFICIENCY OF BARRETTE PILES IN SANDS USING FINITE ELEMENT METHOD

Abstract

In the scope of this master thesis, the behavior of the barrette pile group is modeled using computer software to analyze uncertainties described above and to obtain a simplified solution method that can be applied to similar cases. Plaxis 3D Foundation V2.2 software was used to analyze the group efficiency of the barrette piles in sands having different densities. As a result of this study, three different evaluations could be made for the group efficiency of barrette pile groups constructed in the sands. Firstly, the group efficiency behavior is not affected by the parallel or perpendicular arrangements of the barrette piles which are placed with different spacings of D1ef. Same curves are obtained for different arrangements. Secondly, same group efficiency behavior is achieved for different types of sands at 10% D2ef displacement limit. The correlation of spacing-group efficiency is obtained for 10% D2ef displacement limit. Finally, for the different displacement limits, the behavior of the group efficiency is changed. High group efficiency factors are achieved while the density of sand increases. On the contrary, while the density of sand decreases, the high group efficiency factors could be achieved only at high displacement ratios.

Anahtar Kelime

Baret Kazıklar, Sonlu Elemanlar Metodu, Plaxis 3d Foundation, Grup Etkisi, Kum

Bilim Kodu

0




Sıra No :13282
Üniversite

501101025

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Kutlu Darılmaz

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ferhat Uğur Bozat

Başlık

DÜŞEY SÜREKSİZLİK BULUNAN BİR BİNANIN TASARIMI VE ZAMAN TANIM ALANINDA DOĞRUSAL ELASTİK VE DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESİ

Özet

Düzenli binaların (kütle, dayanım ve rijitliği düzgün olarak dağıtılmış ve plandaki şekli düzgün olan binalar), deprem etkileri altında düzensiz binalara göre daha iyi performans gösterdikleri bilinse de, mimari ihtiyaç ve kısıtlamalar nedeni ile bu tip binalar inşa edilmektedir. Yönetmeliklerde, yapısal düzensizliklerden dolayı oluşacak olumsuz bir durumun önüne geçmek için bu tip binalara ilişkin çeşitli kısıtlamalar ve koşullar getirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, kolonun iki ucundan mesnetli bir kirişe oturması nedeni ile oluşan düzensizlik durumu incelenmiştir. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik e göre (DBYBHY-2007), eğer kolonların iki ucundan mesnetli bir kirişe oturması durumu mevcut ise kirişin bütün kesitlerinde ve ayrıca göz önüne alınan deprem doğrultusunda bu kirişin bağlandığı düğüm noktasına birleşen diğer kiriş ve kolonların bütün kesitlerinde, düşey yükler ve depremin ortak etkisinden oluşan tüm iç kuvvet değerlerinin %50 arttırılması öngörülmüştür. Düşey süreksizlik bulunan örnek bir binanın tasarımı DBYBHY-2007 ve TS500-2000 e uygun olarak yapılmıştır. Tasarımı yapılan binada, depremin düşey bileşeninde hesaba katıldığı doğrusal elastik ve doğrusal olmayan zaman tanım alanında analizler yapılarak, süreksizlik bölgesindeki elemanların iç kuvvet değişimleri ve binanın doğrusal olmayan davranışı incelenmiştir.

Title

STUDY OF LINEAR AND NONLINEAR TIME HISTORY ANALYSIS OF A VERTICALLY IRREGULAR STRUCTURE

Abstract

Regular structures, (structural mass and rigidity is linearly distributed throughout the height and symmetric storey/horizontal plan distribution), performed better than irregular structures. Even though this fact is widely accepted, irregular structures cannot be avoided wholly because of the architectural requirements and various other constraints. Thus seismic codes give some restrictions and additional conditions for preventing undesired behavior those type of structures. This study focuses on one of the many irregularities, discontinuity in columns. According to Turkish Seismic Design Code (DBYBHY-2007), if column rests on beam which is supported at both ends, all internal force components induce by the combined effect of vertical loads and seismic loads shall be increased by 50% at all sections of the beam and at all sections of the other beams and columns adjoining to the beam in the earthquake direction considered. Sample structure has designed ,which has vertical discontinuity, in conformity with Turkish Seismic and Concrete Structures Design Codes and both linear and nonlinear time history analysis were carried out and internal forces and plastic deformations are examined in the irregularity zones.

Anahtar Kelime

düşey düzensizlik, düşey süreksizlik, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz, zaman tanım alanında doğrusal elastik analiz

Bilim Kodu

624




Sıra No :13650
Üniversite

501111081

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Yard. Doç. Dr. Cüneyt VATANSEVER

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Elif Ecem Baş

Başlık

BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇAPRAZLI ÇELİK ÇERÇEVELERDE BÜYÜTME KATSAYISININ İNCELENMESİ

Özet

Deprem bölgelerinde, güçlü yatay yük taşıyıcı sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Çelik yapılarda güçlü bu tür sistemler elde etmek için yaygın olarak çaprazlı çerçeveler tercih edilmektedir. Çaprazlı sistemler, özellikle deprem bölgelerinde, enerjinin büyük bir kısmını yutarak yatay yüklere karşı etkili bir yapı sistemi oluşturmaktadır. Bu çalışmada, dünya genelinde de çaprazlı sistem olarak yaygın bir biçimde kullanılan burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerin büyütme katsayısı incelenmiştir. Burkulması önlenmiş çaprazlar, çekme ve basınç etkisi altında yaklaşık olarak aynı davranışı gösteren, bu nedenle sisteme önemli ölçüde enerji sönümleme özelliği kazandıran yapı elemanlarıdır. Yüksek lisans tezi olarak hazırlanan bu çalışmanın amacı, farklı yüksekliklere sahip burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçeveli sistemlerin, büyütme katsayısının incelenmesidir. Bu amaçla, 4,6,8 ve 10 katlı, deprem yükü taşıyıcı sistemi her iki doğrultuda burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerden oluşan model yapılar tasarlanarak burkulması önlenmiş çaprazlı çelik çerçevelerden oluşan model yapılar tasarlanarak doğrusal olmayan statik itme analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma altı ana bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, tez çalışmasına esas olan konu tartışılarak, çalışmanın kapsamı ve amacı belirtilmiştir. Ayrıca konu ile ilgili mevcut çalışmalar özetlenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümde, burkulması önlenmiş çaprazların tanımı yapılarak, diğer çaprazlı sistemlere göre avantajları belirtilmiştir. Bununla birlikte, burkulması önlenmiş çaprazın analizi ve modellenmesi ile ilgili bilgiler ve American Institute of Steel Construction (AISC) 341-10, AISC Tasarım Klavuzu’na (Seismic Design Manual) göre burkulması önlenmiş çubukların hesap esasları da bu bölümde yer almaktadır. Üçüncü bölümde, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY)-2007 esas alınarak hesaplarda kullanılan doğrusal ve doğrusal olmayan hesap yöntemleri ile ilgili bilgiler verilmiştir. Ayrıca, doğrusal olmayan statik itme analizi sonucunda yük – yerdeğiştirme eğrileri kullanılarak büyütme katsayısının tanımı da bu bölümde yer almaktadır. Dördüncü bölümde, çalışmada kullanılacak olan 4,6,8 ve 10 katlı yapıların sistem geometrileri ve yapıların taşıyıcı sistemleri tanımlanmıştır. Bu yapıların DBYBHY-2007 esaslarınca belirlenen deprem yükleri ve sistem analizleri, AISC 360-10 yönetmeliği uyarınca boyutlandırılan taşıyıcı sistem enkesitleri de bu bölümde yer almaktadır. Ayrıca AISC 341-10 yönetmeliğine göre tasarlanan burkulması önlenmiş çaprazların dayanımlarının, çaprazlı çerçevelerin yapısal elemanlarını ne şekilde etkilediğinden de bu bölümde söz edilmektedir. Beşinci bölüm, dördüncü bölümde tasarımı yapılmış sistemlerin iki boyutlu doğrusal olmayan analitik modellerinin Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSEES) programı yardımıyla hazırlanmasını ve doğrusal olmayan statik itme analizini kapsamaktadır. Son bölümde ise, yapılan hesaplar kısaca özetlenerek, sonuçlar mevcut yönetmeliklerde verilen değerlerle karşılaştırılmıştır.

Title

INVESTIGATION OF OVERSTRENGTH FACTOR OF BUCKLING RESTRAINED BRACED FRAMES

Abstract

Strong lateral load carrying systems are required in the seismic zones. Braced frames are widely used to obtain such systems in steel structures. Especially in seismic zones, braced frames are effective against lateral loads by absorbing the significant portion of the energy. In this study, the buckling-restrained braced steel frames, which are used worldwide, and their overstrength factors were investigated. Buckling Restrained Brace shows approximately the same behavior under the effect of tension and compression, therefore, the system saves significant energy damping by using that structural element. The aim of this study, which was prepared as a master thesis, is to analyze and design the buckling-restrained braced steel frame systems which have different heights and investigate their overstrength factors. For this purpose, 4,6,8 and 10 storey model buildings, which has buckling-restrained braced steel frames as lateral load carrier systems in both directions, were designed and their pushover analysis were performed. In the first section, the main subject of the thesis is defined, and the scope and purpose of the study indicated. Moreover, existing studies on the subjetc is summerized. In the second part of this study, buckling-restrained braced frames are defined, also these systems are compared with the other braced frames and their advantages are mentioned. In addition to this, the information about buckling-restrained braces’ modeling and analysis, also the design criteria of buckling-restrained braced frames’ with respect through American Institute of Steel Construction (AISC) 341-10 and AISC Seismic Design Manual is also mentioned in this part. In the third section, the information about linear and non-linear analyses method according to the Turkish Seismic Code is provided. Moreover, obtaining the overstrength factor by using the pushover curve is also determined in this section of the thesis. In the forth section, the system geometries and their structural systems of 4, 6, 8 and 10-storey buildings, which will be used in this study, are defined. The earthquake force and system analyses of these structures according to the Turkish Seismic Code and the structural elements which are designed according to the AISC 360-10, are also included in this section. Moreover, the buckling restrained brace design according to the AISC 341-10 and how the buckling restrained braces’ strengths effect the other structural elements is also mentioned in this section. Fifth section includes preparing of two – dimensional analytic models of the structural system, which are designed in the forth section, in Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSEES) and their pushover analysis. In the last section, the calculations have been briefly summarized and the results are compared with the current regulations.

Anahtar Kelime

Burkulması önlenmiş çapraz, burkulması önlenmiş çaprazlı çerçeve, çelik çerçeve, sünek davranış, büyütme katsayısı, taşıyıcı sistem davranış katsayısı

Bilim Kodu

0




Sıra No :13176
Üniversite

501091162

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Elişan Filiz Piroğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ali Erdem Kulak

Başlık

MEVCUT BETONARME BİR KONUT YAPISININ DEPREM PERFORMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ VE ÇELİK ÇAPRAZLARLA GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Bu çalışmada, bir doğrultuda narin olan bir betonarme yapının alternatif güçlendirme yöntemlerinden biri olan çelik çaprazlarla güçlendirilebileceği gösterilmiştir. Yapı sistemlerinin statik ve dinamik etkiler altındaki doğrusal olmayan davranışları incelenmiştir. Yapı önce Türk Deprem Yönetmeliği 2007 Bölüm 7’ye göre değerlendirilmiştir. Bu değerlendirilme yapılırken artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem kullanılırken plastik mafsal hipotezi esas alınmıştır. Artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ile kesit hasar bölgeleri, taban kesme kuvvetleri ve tepe noktası yatay yerdeğiştirmeleri belirlenmiştir. Bir doğrultuda narin olan yapı iki farklı tür çelik çaprazla güçlendirilmiştir. Güçlendirilen yapı artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi ile değerlendirilmiştir. Bu güçlendirmenin sonunda yapının Türk Deprem Yönetmeliği 2007 uyarınca istenilen performans seviyesine ulaştığı gözlemlenmiştir.

Title

SEISMIC PERFORMANCE ASSESSMENT OF AN EXISTING REINFORCED CONCRETE STRUCTURE AND STRENGTHENING WITH STEEL BRACES

Abstract

In this study it is shown that a slender structure in one direction, can be strengthen with steel braces which is an alternative strengthening method. The nonlinear static and dynamic behavior of structural systems are reviewed and nonlinear analysis methods are investigated. Structure is assessed according to Turkish Earthquake Code 2007, Section 7. Incremental equivalent earthquake load method which predicated on plastic hinge theory is used during the assessment of structure. The base shear forces, lateral displacements of its peak point and the seismic performances of the building is determined. The slender structure in one direction is strengthened with two different types steel braces. Strengthen structure is assessed with incremental equivalent earthquake load method. After strengthening, it is observed that structure is reached to demanded performance level which described in Turkish Earthquake Code 2007.

Anahtar Kelime

Artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemi, Çelik çapraz, Lineer olmayan analiz, Betonarme

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13190
Üniversite

501101004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Mustafa Gençoğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Anıl Kutlu

Başlık

FARKLI DÖŞEME BOŞLUĞUNA SAHİP YAPILARIN YATAY DEPREM KUVVETİ ETKİSİ ALTINDA DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Özet

Bu tez çalışmasında döşeme süreksizliklerinin deprem kuvvetleri etkisi altında betonarme çerçeveli yapılarda nasıl etki meydana getirdiği incelenmiştir. Bu etkiyi görebilmek için çözümler iki gruba ayrılmıştır. Çözümlerde ilk olarak eşdeğer deprem analizi yöntemi kullanılarak aks süreksizliğinde nasıl değişiklikler meydana geldiği ve bunun sonucunda yapılarda düşey taşıyıcı elemanlarda ne türlü değişimler oluşacağı incelenmiştir. İkinci grup çalışmada ise modal analiz yöntemi kullanılmıştır. Her model ayrı ayrı ele alınıp rijit ve esnek diyafram olarak tanımlanmıştır. Rijit diyaframlı modele göre esnek diyaframlı modelde oluşacak değişimler belirlenmiştir. Bunun sonucunda hangi boşluk oranına sahip yapı için hangi tip diyafram kabulü modellemesinin yapı davranışı bakımından doğru sonuç vereceği gözlenmiştir.

Title

STRUCTURES WITH DIFFERENT SLAB OPENINGS INVESTIGATE OF BEHAVIOUR UNDER HORIZONTAL EARTHQUAKE FORCES

Abstract

In this thesis, the behavior of reinforcement framed structures which are having slab discontinuities subjected to earthquake forces how impact cause have been investigated. In solutions divided into two groups. The first group study, the effects have been investigated axle continuity have been occur with changes in the structure.In this investigation, the same eartquake forces applying all models and the behaviors of models have investigated internal forces, flat displacement and slap stresses controls. In the second group study, each model have analyzed seperatly with both rigid diaphram and flexible diaphram. It has been identified by examining the behavior of the structure that these descriptions of diaphram are suitable for which types of models. The results of all analysis results and the necessary controls have expressed in tables and figures.

Anahtar Kelime

Döşeme, Rijit Diyafram, Esnek Diyafram

Bilim Kodu

0




Sıra No :13561
Üniversite

501841029

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç. Dr. G. Emre GÜRCANLI

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ahmet Gündüz ÖZIŞIK

Başlık

TÜRK YÜKLENİCİ FİRMALARI İÇİN BİR PROJE YÖNETİMİ SİSTEMİ ÖNERİSİ

Özet

İnşaat sektöründe proje yönetimi çoğu zaman yetersiz bilgi, süre, bütçe ve kaynaklarla işlerin tamamlanmaya çalışılması olarak gündeme gelmektedir. Tasarım problemleri, finans sıkıntısı, işlerin iyi tanımlanamaması, hesap ve ölçüm hataları, kalitesiz üretim, tecrübeli personel eksikliği, iş kazaları ve lojistik sorunları organizasyondaki herkesi farklı şekillerde etkilemektedir. Zamanında çözülemeyen problemler çoğu zaman büyüyerek yöneticilerin karşısına çıkmaktadır. Proje yöneticisi, karşısına çıkan problemleri mümkün olduğu kadar kısa bir sürede çözerek olağan gündemine dönmek zorundadır. Gelecekte karşılaşabileceği muhtemel sorunları ise büyümeden farketmek ve kontrol altına alabilmeyi umacaktır. Ancak, proje müdürünün, bütün bu konularla mücadelesinde kullanabileceği genel bir proje yönetim sistemi yoktur. Bu çalışmada, proje yönetimini ilgilendiren konular sistem analiz yöntemiyle incelenerek yöneticiye yararlı olabilecek genel bir sistem yapısı oluşturulmaya çalışılmıştır. Konu yüklenici odaklı bir yaklaşımla ele alınmıştır. Bu çalışmanın arkasındaki deneyim, Türk yüklenicileriyle çeşitli ülkelerde yapılan çalışmalarla kazanılmıştır. Bu nedenle, özellikle uluslararası alanda çalışan Türk yükleniciler için uygun olacağı düşünülmektedir. Önerilen sistem, toplu konut, hastane, alışveriş merkezi, endüstriyel tesis, kamu yapıları ve iş merkezi gibi çeşitli projelerde kazanılan tecrübelerle geliştirilmiştir. Önerilen modeli uygulayan proje yöneticilerine düzenli olarak gelen bilgilerle sağlıklı bir yönetim gerçekleştirilebileceğine ve problemlerin oluşma aşamasında farkedilerek tedbir alma olanağı vereceğine inanılmaktadır. Projelerin özellikleri ve büyüklükleri ne olursa olsun, projeyi yönetecek organizasyonların tavsiye edildiği şekilde yapılandırılarak bilgi akışında bahsedilen düzen ve biçimin sağlanması halinde, önerilen Proje Yönetim Sisteminin yüklenici firmaların yöneticilerine önemli katkı sağlayabileceği umulmaktadır.

Title

A PROJECT MANAGEMENT SYSTEM PROPOSAL FOR THE TURKISH CONTRACTING COMPANIES

Abstract

This study is about management of construction projects. The purpose of this work is to provide an outline of a project management system that can be used in any kind of construction project independent of its type, size or origin. The construction management process is reviewed by using system analysis method and a project management system has been proposed based on this analysis. It should be noted that, this study is based on contractors point of view. However, other parties perspectives are also considered where needed. The experience behind this work is mostly gained with Turkish contractors in different countries. Therefore, the proposed system might suit best to the Turkish contractors who works internationally. This system has been developed by using experiences gained in various type of projects such as, mass housing, hospitals, shopping malls, industrial facilities, public buildings and business centers. It is believed that, by applying the proposed system, a project manager will be able to obtain qualified information which will help him or her to manage the project in a better way and recognize the problems before they become serious challenges. If the project organizations can be structured as recommended, the proposed Project Management System can become a valuable tool for the management no matter what the size, type and the properties of projects are.

Anahtar Kelime

Proje, Yönetim, Sistem, İnşaat

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :13209
Üniversite

501032503

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Necati AĞIRALİOĞLU

Tez Türü

Doktora

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Onur Genç

Başlık

AKARSULARDA AKIM ÖZELLİKLERİNİN ENTROPİ YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ

Özet

Açık kanal akımlarında debinin belirlenmesi, kanalların boyutlandırılması ve akımın özelliklerinin tespit edilmesi için enkesit boyunca hız dağılımının bilinmesi önemlidir. Açık kanallardaki akım özelliklerinin belirlenmesi amacıyla Chiu (1989,1991) tarafından hız dağılımını tanımlayabilmek için ölçülmüş hız bilgilerine en az ihtiyaç duyan Entropi yöntemi geliştirilmiştir. Chiu (1986), açık kanalın bir kesitindeki ortalama hız ile en büyük hız arasındaki oranın sabit olduğunu göstererek, bu ilişkiyi entropi parametresi (M) ile tanımlamıştır. Son yıllarda literatürde sürekli olarak entropi yöntemi ele alınmakta ve deneysel verilere uyumu irdelenmektedir. Bu çalışmada açık kanallarda akım özelliklerinin kolay ve doğru bir şekilde belirlenmesi amacıyla entropi yönteminin uygulanılabilirliği ele alınmıştır. Kayseri İli’nde benzer coğrafi özelliklere sahip farklı iki havzada (Kızılırmak ve Zamantı Havzası) dört ayrı ölçüm sahasında toplam 22 ölçümde akarsu enkesiti dilimlere bölünerek geometrisi çıkarılmış ve hız değerleri akustik hız ölçer ADV (Acoustic Doppler Velocimeter) cihazı ile ölçülmüştür. Dört farklı ölçüm istasyonunu temsilen elde edilen entropi parametresi M = 1,31 kullanılarak ortalama ve en büyük hızlar arasındaki doğrusal ilişkinin varlığı doğrulandı. Genel entropi parametresi M = 1,31 ve en büyük hız umak kullanılarak bütün akım şartları için debiler hesaplandı. İzafi hata yüzdelerinin ortalaması %5,4 olarak bulundu. En büyük hızın ve oluştuğu yerin derinlikle değişimi araştırıldı. Bu yeni yaklaşımla entropi hız denklemi bütün akım şartlarında herbir istasyonda uygulandı. Hesaplanan hız değerlerinin bazı düşeylerde ölçülen değerlerden daha büyük olduğu görüldü. Bu metodun uygulama basitliği dikkate alındığında akım debisinin ve hız dağılımının tahmininde ucuz ve kolay bir şekilde hizmet verebildiği söylenebilir.

Title

THE INVESTIGATION OF FLOW PROPERTIES IN RIVERS BY ENTROPY METHOD

Abstract

Knowing velocity distributions throughout the cross section is of the utmost importance for drawing the geometrical shapes of channels, determining flow and discharge properties in the open channel flows. For the purpose of determining the flow characteristics in open channels Chiu (1989,1991) developed an entropy method least needed to velocity data in order to define velocity distribution. He showed that the constant ratio between the mean and maximum velocities in one section of an open channel and defined this relation as entropy parameter (M). In recent years, entropy method and its adaptation to experimental data have been continously investigated in the literature. In this study, the applicability of entropy method is investigated in order to correctly and easily determine flow characteristics in open channels. With this object, two different basins (Kızılırmak and Zamantı) with similar geographical features are chosen as a field of study in the province of Kayseri (Turkey). Then, total 22 measurements are performed in 4 different areas by dividing river cross-sections into various segments. Finally, velocity values are measured with the ADV Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) device. The existence of linear relation between the mean and maximum velocities is confirmed by using the entropy parameter M = 1,31, which is obtained from 4 different measurement stations. The discharges at all flow conditions are calculated by using general entropy parameter M = 1,31 and the highest velocity, umax. The mean value of absolute differences is found to be 5,4%. The maximum velocity and the change in velocity are investigated subject to the depth . Using this new approach, entropy velocity equation is applied for each station at all velocities. Given the simplicity of the application of this method, it can be said that entropy method can be used as a cheap and easy technique for estimating the distribution of the velocity and the flow discharge.

Anahtar Kelime

Açık kanal akımları, entropi yöntemi, debi, hız dağılımı.

Bilim Kodu

6240202




Sıra No :13632
Üniversite

501091188

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç. Dr. Uğur MÜNGEN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Özge BİCAN SAYILIR

Başlık

YOL İNŞAATLARINDA BAKIM, ONARIM ÇALIŞMALARI VE İŞ GÜVENLİĞİ SORUNLARI

Özet

Ülkemiz çalışma ortamında yaşanan en önemli günümüz sorunlarından biri de yıllardan beri süre gelen, düzeltme çalışmalarının halen yetersiz olduğu işçi sağlığı ve iş güvenliği problemidir. Her iş günü yaklaşık 1’i ölümlü 21 iş kazasının gerçekleştiği inşaat sektörü ise bu problemin kendini en çok hissettirdiği faaliyet kollarından biri olarak ilk sıralarda yer almaktadır. Bu çalışmada, işçi sağlığı ve iş güvenliği kavramının önemine ve tarihsel gelişimine değinilmiştir. Ardından, Sosyal Güvenlik Kurumu istatistik yıllıklarından yararlanılarak işçi sağlığı ve iş güvenliği bakımından sayısal değerlendirmeler, faaliyet kolları arasında ve inşaat sektörü içinde bazı değerlendirmeler yapılmıştır. Değerlendirmeler ışığında, inşaat sektörünün diğer kollarının aksine karayollarındaki çalışma alanlarında, saha içi çalışanlar ve sistem kullanıcıları birbirinden tam olarak ayrı tutulamadığından iş güvenliği sorunlarının yanında trafik güvenliği sorunlarının da belirgin olarak ortaya çıktığı görülmüştür. Böylelikle güvenliğin, çalışma alanlarındaki işçiler için olduğu kadar her gün binlerce insanın kullandığı karayollarındaki sürücüler ve yayalar için de hayati önem taşıdığının altı çizilmiştir. Büyük kentler için özellikle önemli olan şehir içi karayollarında gerçekleştirilen çalışmaların, trafiğe getirdiği olağandışı ekstra yük ile trafik güvenliği açısından risk artışına sebep olduğu saptanmıştır. Sadece inşaat faaliyet kolu çalışanları olarak bile düşünüldüğünde büyük bir kesimi ilgilendiren şantiyelerdeki iş güvenliği durumunun, bu faaliyet kolunun etki alanının toplumu da içine alması ile daha fazla sorgulanmasını gerektirmektedir. Bu nedenle, tez kapsamında sektör içinde iş ve trafik güvenliği açısından önemli bir yer tuttuğuna inanılan karayolu şantiyeleri üzerinde durulmuştur. Araştırma kapsamında ayrıca karayolu yapım, bakım ve onarım çalışmalarından ve bu çalışmalarda karşılaşılan sorunlardan bahsedilmiştir. Bu gibi çalışmaların yolu kullananlar üzerindeki etkisi bazı dava dosyaları ile desteklenerek, gözler önüne serilmiştir. Kamu alanlarına müdahalenin fazlaca olduğu şantiyelerin gerektirdiği güvenlik önlemlerinin, işçinin yanında toplum açısından da gerekliliğini vurgulayan şehir şantiyeciliğinden bahsedilmiştir. Ayrıca çalışmaları ve trafiği beraber ilgilendiren yol yapım, bakım ve onarımlarında alınması gerekli önlemler ve trafik işaretleme standartlarına ve çalışmalar sırasında yapılması gereken kontrollere değinilmiştir. Son olarak da uygulamaları kolaylaştırıcı ve iyileştirici öneriler sunulmuştur.

Title

MAINTENANCE, REPAİR WORKS AND SAFETY ISSUES AT ROAD CONSTRUCTION

Abstract

One of the most significant problems in the present working environment is the health and safety at work, which has been an ongoing problem for years and the corrective efforts are still insufficient. In our country, the frequency of the accidents, having the first place among world countries in terms of accidents, increase the importance of the issue. One of the most important reasons for this situation is that the specific conditions of the construction activities. From past to present, there has occurred most improvements in the health and occupational safety regulations although, applications not yet reached the desired level. It is shown that illiteracy as a cause of this situation. Therefore, it is important to focus on the educational component. Construction industry is among the leading branches of business where this problem can be felt significantly, as there are approximately 21 work accidents with 1 involving death every workday. In this study, the importance and historical evolution of the term ‘health and safety at work’ is mentioned. Following this, using the statistical annuals of the Social Security Institution, numerical assessments in terms of health and safety at work, assessments between various branches of activities and assessments in the construction industry are performed. Occupational safety is the significant problem that should be considered at construction sites. On the other hand, it is not expected to have the same kind of risks and accidents in each construction sites. At the present, requirements of infrastructure such as highway and sewer continue to increase for parallel with the development of cities. So these requirements cause that construction sites, which incorporates elements of hazard, interfere to areas of public. In the light of these assessments, besides the health and safety problems, traffic safety problems also occurs distinctly in the highway construction sites, since the workers in the highway construction sites and the system users cannot be completely separated from each other. Many studies which include construction activities have been executed and are still executing about occupational safety. However lack of studies, which is dangerous for both workers and users, about construction activities carried out in urban is attracted attention. Whereas many deaths, injuries and material loss are caused by accidents of near urban construction sites. The vital importance of safety is underlined not only for workers in the jobsite, but also for thousands of drivers and pedestrians that use highways every day. Due to this intervention some additional safety precautions should be taken for both employees and public. Developed a system that aims to secure not only for workers but also for public who lives unaware of the risks. Construction sites can be safe when workers are aware of hazards and prevent the probable risks. From past to present, many studies have been executed about occupational health and safety. Also at the present, it is thought that works affect not only employees in fields of works but also people around the work areas. Urban roads are especially important for major cities and it is determined that the construction works performed on these urban roads cause extraordinary increase in the traffic and consequently cause an increase in the traffic safety risk. The health and safety at construction sites concerns a significant part of the society even when only construction industry workers are considered. This concern should increase when highway construction sites are considered since this industry involves the society within its influence area. Considering the interventions to public, it is seen to be a risk of works that maintenance, repair and renovation of existing roads more than others. It is necessary to investigate the current situation and what can be done for this problem because of lack of studies about. For this reason, it is intended that risks caused by maintenance and repair works carried out on the roads and current situation are revealed within the scope of this study. So, highway construction sites are emphasized within the scope of this study since it is believed that these sites have a significant place in terms of health and safety at work and traffic safety at the same time. In this thesis, firstly it is described that the current situation and the development of occupation safety in Turkey and the world. After, the statistics of work and traffic accidents which published annually by Turkish Statistical Institute, Labor and Social Security Institution and General Directorate of Security are discussed. Accidents of costruction sector has been compared with others between 2008 and 2011. Besides, 73 case files are examined in this thesis and risk assessment which about maintenance and repair works on the roads. In this context, work items on road works have defined and the risk scores of these are calculated. For calculating this risk assessment, 5x5 Risk Assessment Decision Matrix Method is used. It was concluded that people, especially to the drivers are most responsible for accidents but it also was seen that the road faults have not been enough in statistics. Besides it is found that road failures such as wheel trace, road pit and lack of road signs have a significant problems for traffic. It is mentioned what kind of work done in roads and problems of encountered in these works. Besides the statistics shows that many workers have been hired without any insurance however they are faced with many accidents.Finally, it is focused on what can be done for the safety of the work site and its surrounding area and it has been made suggestions on these problem. Construction and maintenance works and the problems faced during these works are examined in this study. The effects such works on the road users are given and they are supported by several case documents. As in many countries, deaths and injuries from road traffic accidents are a major public health problem in Turkey. It is mentioned that construction sites in the urban areas emphasizes necessity of security precautions required in construction sites that has great interference on public domains not only for workers but also for public. Because not taking the enough precautions for the work and traffic accidents cause more problems. Necessary controls during working process, standards related to traffic signs, and precautions to be taken for road construction, maintenance and repair which concerns both construction works and traffic are mentioned. Finally, suggestions to facilitate and correct applications are presented.

Anahtar Kelime

iş güvenliği, trafik güvenliği, şehir şantiyeciliği

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :13256
Üniversite

501101204

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Metin AYDOĞAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Alperen ÇOPUR

Başlık

LİFLİ POLİMER İLE SARGILANMIŞ DAİRE EN KESİTLİ ULTRA-YÜKSEK DAYANIMLI BETON KOLONLARIN DAVRANIŞI

Özet

Günümüzle lifli polimer kompozitler mevcut binaların onarım ve güçlendirilmesinde sıkça kulanılmaktadır. Lifli polimerlerin uygulandıkları elemanda sünekliği ve dayanımı arttırması ve daha kısa uygulama süresi ve daha az işçilik gerektirmesi gibi avantajları lifli polimer kompozitleri tercih edilen bir yapı malzemesi yapmaktadır. Ayrıca lifli polimerler bu avantajları ile mevcut yapılarda kullanımının yanı sıra yeni yapı sistemlerinde de kullanılmaktadır. Beton teknolojisine yenilikçi bir alternatif olan ultra-yüksek dayanımlı betonlar sunduğu yüksek basınç ve çekme dayanımı, sünekliliği ve kırılma enerjisi kapasitesi ile geleneksel betonlara göre üstün özelliklere sahiptir ve deprem bölgesindeki yapılar için önemli bir yapı malzemesidir. Bu çalışmada, bu iki malzemeden oluşan kompozit kolonların eksenel yük altındaki davranışı incelenmiştir. Çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde konuya giriş yapılmıştır. Sargılama davranışından bahsedilmiş ve araştırmacılar tarafından önceki yıllarda yapılan çalışmalar kısa ve öz olarak anlatılmıştır. Tez çalışmasının amacı ve kapsamı belirtilmiştir. Bu çalışmanın amacı ve kapsamı, lifli polimer sargılı daire en kesitli kısa kolonların eksenel yük altındaki davranışını eksenel gerilme-şekildeğiştirme açısından incelemektir. İkinci bölümde, ultra-yüksek dayanımlı betonlar hakkında genel bilgiler verilmiş ve lifli polimer ile sargılanmış kolonların davranışı kısa bir şekilde açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, lifli polimer sargılı kolon numuneleri üzerinde yapılan deneysel çalışmalar açıklanmıştır. Bu bölümde lifli polimerlerin ve betonun mekanik özellikleri, deney düzeneğinin kurulması açıklanmıştır. Deneyler İTÜ Yapı Malzemesi Laboratuvarı’nda yapılmıştır. Deneysel çalışmada 6 adet sargısız beton ve 36 adet sargılı beton numunesi eksenel yük altında güç tükenmesi durumuna erişene kadar test edilmiştir. Deney sonuçları her bir lifli polimer için ayrı ayrı grafikler halinde sunulmuş ve sonuçlar tablo halinde verilmiştir. Buna ilaveten sonuçlar literatürdeki mevcut sargılama modelleri ile karşılaştırılarak modellerin LP sargılı ultra-yüksek dayanımlı beton kolonların dayanımını ve bu dayanıma karşılık gelen şekildeğiştirme değerinin tahmin performansları irdelenmiştir. Dördüncü bölümde, ABAQUS sonlu elemanlar paket programı kullanılarak numuneler sayısal olarak modellenmişlerdir. Deney sonuçları ile sonlu elemanlar analizi sonuçları tablo ve grafikler yardımıyla karşılaştırılmışlardır. Beşinci bölümde ise çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar belirtilmiştir.

Title

BEHAVIOR OF FRP WRAPPED CIRCULAR ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE COLUMNS

Abstract

Fiber reinforced polymers (FRP) are widely used to repair or strengthening of existing structural members. Some advantages of FRP such as increasing ductiliy, strength and short implementation period make it a preferable construction materials. Also FRP is used for new constructions with these advantages. Ultra-high performance concrete (UHPC) is an innovative alternative for concrete technology. UHPC has an unique properties such a higher compressive strength, higher tensile strength and higher fracture energy capacity than conventional concrete. In this study, behaviour of FRP-wrapped columns are investigated. The study consist of five chapter. First chapter is an introduction and in this chapter, confinement behavior is explained in general and previous studies related to FRP confined concrete are given, briefly. Lastly, the aim and scope of this thesis is given which is investigation of behaviour of FRP-wrapped ultra-high performance concrete circular columns under axial load in terms of axial stress-axial strain relationship. In the second chapter, general information about UHPC is given and behavior of FRP confined concrete are explained in a short manner. In the third chapter, experimental program is explained. All column tests are performed in Structural Materials Laboratory of Civil Engineering Department in Istanbul Technical University by using with a 5000 kN capacities of INSTRON testing machine. Six plain concrete cylinders with a length of 200 mm and a diameter of 100 mm is tested to determine 28-day average compressive strength. From the test results, the 28-day average compressive strength is obtained as 159 MPa. 36 cylindrical specimens (100mm x 200mm) are wrapped by three different types of FRP materials and four different number of layers (2,3,4,5) for each FRP. Total of 42 specimens are tested under axial load until failure. The test results shows there is significant increase in both axial strength and axial strain capacities. The biggest increase in axial strength and axial strain is %48 and %124, respectively. All results are shown in both graphical and table format. In addition, FRP confined UHPC strength and corresponding strain which are obtained from test results are compared with the existing confinement model predictions proposed by another researchers. In fourth chapter, commercial three-dimensional finite element (FE) program ABAQUS 6.8 is used to simulate axial load behaviour of FRP wrapped UHPC columns numerically. The axial stress-strain relationship of columns obtained from test results are compared with FE results. Results are both presented in graphical and table format. A good agreement is achieved between test and FE results. In the fifth chapter, the results of this thesis are summarized.

Anahtar Kelime

lifli polimer,ultra-yüksek dayanımlı beton,gerilme şekildeğiştirme ilişkisi,sonlu elemanlar analizi

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13263
Üniversite

501101321

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Aykut Şenol

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Feyzullah GÜLŞEN

Başlık

DOYGUN VE DOYGUN OLMAYAN ZEMİN MEKANİĞİ KAVRAMLARI İLE SIĞ TEMELLERİN TAŞIMA GÜCÜ

Özet

Bu çalışmada, sığ temellerin taşıma gücüne ilişkin doygun zemin mekaniği ve doygun olmayan zemin mekaniğine göre elde edilmiş yaklaşımlar incelenmiştir. Araştırma hem deneysel hem de sayısal analizlerden oluşmaktadır. Deneysel çalışmada kullanılan zeminlerin gerekli mühendislik özellikleri belirlenmiştir. Sayısal analizlerde ise sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm yapan GeoStudio Sigma-W 2007 programı kullanılarak farklı zemin türleri üzerinde, farklı durumlar için analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerde; zeminin tamamen kuru olduğu durum, tamamen doygun olduğu durum ve doygun olmayan zemin mekaniği kavramları ile yeraltı su seviyesinin yüzeyden temel genişliğini ve temel genişliğinin iki katı kadar aşağıda yer aldığı durumlar araştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizlerinin sonuçları görsel olarak elde edilip, yorumlanmıştır.

Title

BEARING CAPACITY OF SHALLOW FOUNDATIONS WITH RESPECT TO SATURATED AND UNSATURATED SOIL MECHANICS CONCEPTS

Abstract

In this study, bearing capacity of shallow foundations were investigated using saturated soil mechanics and unsaturated soil mechanics approaches. The research consists of both experimental and numerical analysis on specified samples. In experiment study, necessary engineering properties of soils used in the study were determined. In numerical analysis of the study, GeoStudio Sigma-W 2007 which is packaged software working with finite element method is used to analysis different soil types, different situations. This analysis is completed using the soil is completely dry state, the soil is completely saturated state and the soil is unsaturated state. In unsaturated soil analysis two scenarios are created. First, the ground water level is under the foundation equal to depth foundation width. Second, the ground water level is under the foundation depth equal to twice the width of foundation. Finite element analysis results are obtained and visually interpreted.

Anahtar Kelime

Doygun olmayan zemin, Taşıma gücü, Zemin su karakteristik eğrisi, GeoStudio-Sigma W, Sığ temeller

Bilim Kodu

6240100




Sıra No :13248
Üniversite

501091167

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Zekai CELEP

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Hamid Golbandi

Başlık

DEPREM ETKİSİNDEKİ BİR BİNANIN PERFORMANSININ DEPREM YÖNETMELİĞİ VE FEMA 440’a GÖRE KARŞILAŞTIRMALI DEĞERLENDİRİLMESİ

Özet

Bu çalısmada, yapı sistemlerinin statik ve dinamik etkiler altındaki doğrusal olmayan davranısları incelenmekte ve doğrusal olmayan yapı sistemlerinin hesap yöntemleri gözden geçirilmektedir. Yönetmelik esaslarına dayanan doğrusal yöntemle boyutlandırılmıs betonarme perdeli/çerçeveli ve çerçeveli iki binanın performans noktası belirlenmistir. Analizlerde kullanılan doğrusal olmayan statik ve dinamik analiz yöntemleri, TDY2007’de öngörülen Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile yapılan Artımsal İtme Analizi ve FEMA 440 raporunda bahsedilen Eşdeğer Doğrusallaştırma yöntemleridir. Doğrusal olmayan dinamik analiz yöntemi ise TDY2007’de ifade edilen Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemidir. Böylece bu çalışma kapsamında seçilen iki adet uzay betonarme çerçeve için, Taban kesme kuvvetleri ve tepe noktası yatay yerdeğistirmeleri ve plastikleşen elemanların oranları, belirlenmiş ve elde edilen sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır.

Title

COMPARISON OF THE NONLINEAR ANALYSIS METHODS FOR THE EXISTING REINFORCED CONCRETE BUILDINGS ACCORDING TO TEC2007 AND FEMA 440

Abstract

In this study, nonlinear static and dynamic behavior of structural systems are explained briefly and nonlinear analysis methods are investigated. Two reinforced concrete, shear wall/frame structure and frame structure which is designed by 2007 Turkish Seismic Code and requirements for design and construction of RC structures evaluated. Then, the base shear forces, lateral top displacements and the percentage of plastic elements of this building is determined by above methods and the results are compared and discussed. These methods are pushover analysis by using equivalent earthquake loading mentioned in TEC2007 and equivalent linearization method proposed in FEMA440 report. The nonlinear dynamic analysis method (called as nonlinear time history analysis) can be employed in the advanced seismic evaluation of the existing buildings.

Anahtar Kelime

Lineer Olmayan Analiz, FEMA 440, TDY2007

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13266
Üniversite

501101047

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Alper Ilki

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Pooya Ghaffari khalifani

Başlık

DONATILARI KOROZYONA UĞRAMIŞ BETONARME KOLONLARIN DEPREM PERFORMANSLARININ BASİT MÜDAHELELERLE İYİLEŞTİRİLMESI

Özet

Türkiye’de 50’li yıllarda başlayan ve günümüze kadar devam eden hızlı nüfus artışıyla beraber, hızlı yapılaşmada beraberinde gelmiştir. Mevcut yapı sayısının çok hızlı artması, ülkenin yüz ölçümü bakımından %90’ının, nüfus sayısı bakımından %95’inin deprem bölgesi üzerinde olmasından dolayı, yapılan bu yapı stokunun olası bir deprem ya da dinamik etki altında can ve mal kaybına yol açmaması için birçok çalışma yapılmaktadır. İlk afet yönetmeliğinin çıkışından beri yönetmelikler birçok kez yenilenmiş, yeni yapılan yapıların bu yönetmeliklere uyularak bir nebze de güvenli hale getirilmelerine çalışılmıştır. Yapılar tasarlanırken tam anlamıyla yönetmeliklere uyulsa bile, malzeme kalitesinin kötü olabilmesi ya da yapım sırasındaki hatalar nedeniyle yapılar zarar görebilmekte, bu zararlar uzun vadedeki etkilerle birlikte yapıda hasara yola açıp yapının olası deprem performanslarında düşüşe neden olabilmektedir. Yapıyı uzun vadede etkileyerek yapı performansının önemli bir derecede düşmesine neden olan günümüzdeki en büyük problemlerden biri de betonarme binaların taşıyıcı elemanlarındaki çelik donatıların korozyona uğramasıdır. Korozyona uğrayan çelik donatıların korozyon artıkları nedeniyle hacimlerinde artış gerçekleşmekte, bu hacim artışıyla beraber dıştaki beton tabakası çatlamakta ve korozyona uğrayan eleman önemli derecede dayanım ve süneklik kaybına uğramaktadır. Bunun yanı sıra korozyon çelik donatılarda kesit kaybına yol açmakta dış beton sağlam olsa dahi donatılardaki kesit kayıpları nedeniyle donatılar gevrek hasara uğrayıp kopmaktadırlar. Donatıların hasara uğraması ve betonda hasarların oluşması nedeniyle de beton-donatı arasındaki aderans azalmaktadır. Genel olarak korozyon, çelik donatı içerisinde yer alan demir iyonlarının klorid iyonlu bir ortamda bulunmasından ya da karbonasyondan kaynaklanır. Korozyonu oluşturan en önemli etmenlerin, yüksek klorid oranı, düşük pH, ısı, su/çimento oranı, nem, döküm sırasındaki yetersiz vibrasyon ve problemli atık/yağmur su sistemleri olduğu düşünüldüğünde, korozyonun Türkiye’de bulunan yapılara büyük oranda etki ettiği ve bu yapılara geçen yıllar içerisinde hasar verdiği aşikardır. Ülkede deprem riskinin yüksek olması ve olası bir yüksek büyüklükteki depremin beklendiği gerçeğinden yola çıkılırsa, tüm bu yapıların deprem performanslarının güçlendirilmesi, yapıların iyileştirilmesi, can ve mal güvenliği açısından düşünüldüğünde bir zorunluluktur. Ülkenin bu oranda bir güçlendirme ve iyileştirmeyi kaldırabilecek ekonomik yeterliliklerden uzak olduğu ve ekonomik şartlar sağlansa bile bu denli büyük bir güçlendirme çalışmasında insanların konaklamalarında problem çıkacağı düşünüldüğünde, uygulama açısından basit, ekonomi açısından ucuz ve güçlendirme açısından başarılı bir güçlendirme tekniğinin gerekliliği ortadadır. Yapılacak deneysel bir çalışma ile, donatıları korozyona uğramış betonarme kolonların güçlendirilmesi adına basit yöntemlerin bulunması amaçlanmış, elde edilecek deneysel sonuç veritabanları ile bu alanda ortaya çıkan sorunları çözmek adına inşaat mühendisliğine katkı yapılması istenmiştir. Korozyonun global bir problem olduğu göz önüne alındığında bulunacak basit bir yöntemin tüm dünyada ekonomik ve uygulanabilir bir sonuca sahip olacağı kesindir. Bu çalışmada kullanıcı dostu ve ucuz yöntemler öner sürülerek uygulanabilir basit yöntemler denenmiş ve deprem yüklemesine benzer bir yüklemeyle deprem performansları denenmiştir. Bu çalışma için 6 adet numune hazırlanmıştır. Deney için üretilmiş numuneler tipik normal dayanımlı yapısal kolon elemanlar olarak tasarlandılar. Türkiye’de kullanılan en son yönetmeliklerden yararlanılarak, 28 günlük beton basınç dayanımı 25 MPa olan betona ve nervürlü donatılara sahip, yönetmeliğe uygun enine ve boyuna donatı detayları olan numuneler tasarlanmış ve uygulanmıştır. Deneysel çalışma için hazırlanan 6 numune tamamen aynı koşullar altında hazırlandı ve ülkede çok sık karşılaşılan korozyon problemini modelleyebilmek adına numunelerden 1’i referans olarak ayırılarak geri kalanı hızlandırılmış korozyona maruz bırakıldı. Hızlandırılmış korozyona maruz bırakılan bu kolonlarda korozyona bağlı donatı boyunca çatlaklar ortaya çıktı ve numunelerin çoğunluğunda korozyon hasarları oluştu. Referans dışında geriye kalan 5 kolondan bir diğeri korozyonlu referans numunesi olarak ayrıldı ve güçlendirme yapılacak kolonlar için öncelikle korozyon hasarlı dış beton temizlendi, ardından ortaya çıkarılan donatılar mekanik temizleyicilerle temizlendi. Bu işlemin ardından korozyon sonucu ortaya çıkan kesit kayıpları hesaplandı ve en büyük kesit kayıplarının kolon-temel birleşimindeki donatı kesitlerinde ortaya çıktığı görüldü. Tüm bu korozyonlu kesitler kaynak ile doldurularak tamir edildiler. Ardından bir numune de birleşimlerdeki korozyonun kaynakla doldurulmasının performansa etkisini incelemek için ayırılırken geriye kalan 3 adet, kolon-temel birleşiminde bulunan korozyon hasarı nedeniyle donatı kesitleri kaynakla doldurulmuş, numune farklı güçlendirme teknikleriyle güçlendirildiler. Birinci numune de kolon içerisinde bulunan kolon ve filiz donatısının birlikte çalışmasının etkisini incelemek amacıyla kolon ve filiz donatıları tamamen birbirine kaynaklandı. İkinci bir numune de eski korozyon hasarlı donatıların yanına 4 adet yeni önceki filiz donatılarıyla aynı çapta ve özellikte nervürlü donatı ankre edildi ve donatı eklemenin davranışa etkisi incelendi. Son numune içinse filiz ve kolon donatılarının sıyrılma bölgesindeki alanlarına mekanik delicilerle her 1 cm’de bir korozyona benzer ufak oyuklar açıldı ve test sırasında akma bölgesinin bir oyuktan diğerine yer değiştirerek sünekliği artırıp artırmayacağı denendi. Tüm numuneler sabit eksenel yük ve tekrarlı tersinir eğilme etkileri altında dayanımlarının büyük kısmını kaybedene kadar test edildiler. Deney sonucunda deprem etkisi altında performansı incelenen numunelerde bir takım davranış karakteristikleri(dayanım-yer değiştirme grafikleri, moment-eğrilik ilişkileri, kalıcı yer değiştirme düzeyleri, donatılarda oluşan şekil değiştirme değerleri ve süneklik kaybı değerleri) belirlendi. Korozyona uğramış ve daha sonra kesit kayıpları kaynak kullanılarak doldurulan donatıların, numune donatılarında deney öncesinde bulunan maksimum kesit kayıplarının bulunduğu yerlerden koptuğu, tüm hasarlarında bu bölgelerde yoğunlaştığı deney sonuçlarından ve deney sonrasında yapılan otopsi çalışmalarından gözlemlenmiştir. Korozyona uğrayan referans numunesiyle, korozyona maruz bırakılmamış referans numunesi karşılaştırıldığında, düşen plastik mafsal uzunluğuna, donatılarda yer alan kesit kayıplarına ve beton üzerinde oluşan çatlaklara bağlı olarak yer değiştirme ve enerji yutma kapasitesinin önemli ölçüde düştüğü gözlemlenmiştir. Basit yöntemlerle güçlendirmeleri yapılmış numunelerin davranışlarında gözle görülür bir davranış değişiminin ortaya çıkmadığı görülmüştür. Maksimum kesit kaybına sahip bölgeleri kaynaklamanın deprem performansına bir etkisinin olmadığı, donatıların yine aynı yer değiştirme mesafesinde aynı bölgelerden koptuğu gözlemlenmiştir. Korozyona uğramış donatıların yanlarına yeni donatı ankraj edilen numune de başlangıçta yeni donatıların etkisiyle dayanımda bir artışın ortaya çıktığı fakat dış betonun ezilmesi ve dökülmesiyle beraber dayanımda büyük bir düşüşün yaşanarak düşük yer değiştirme kapasitesinde hasara uğradığı ortaya çıkmıştır. Ayrıca filiz ve kolon donatılarını kaynaklamanın çok az bir dayanım artışı sağladığı fakat yer değiştirme kapasitesi açısından herhangi bir yarar sağlamadığı gözlemlenmiştir. En son donatıları üzerinde oyuklar açılan numunede yapılan inceleme ve hesaplarda, numune dayanımının artmadığı fakat plastik mafsal boyunun oluşturulan oyuklarla uzatılarak öteleme kapasitesinin artırıldığı tespit edilmiştir. Bu sebeplerden bu çalışmada ortaya çıkan sonuçlardan basit güçlendirme yöntemleriyle herhangi bir dayanım yada öteleme kapasitesi artışı yapılamadığı buna rağmen enerji yutma kapasitesi ve süneklik değerlerinde de bir artışın ortaya çıkmadığı söylenebilir. Çalışmanın sonuçlarına bakıldığında kullanılan basit iyileştirme yöntemlerinin dayanım ya da öteleme kapasitesi açısından bir iyileştirme sunmadığı ve bunun nedeninin de donatılarda korozyon hasarına bağlı erken kopma olduğu tespit edilmiştir. Gelecek çalışmalarda bu problemin çözümüne yönelik çalışmalar yapılmasına olanak tanıması nedeniyle elde edilen bilgilerin tüm betonarme yapılarda ortaya çıkan korozyon problemini çözmesi adına büyük yararlarının olduğu aşikardır.

Title

SEISMIC REHABILITATION OF COLUMNS WITH CORRODED REINFORCING BARS THROUGH PRACTICAL INTERVENTIONS

Abstract

Corrosion, which generally results from either exposure of steel to chloride ions or carbonation, is one of the widespread durability problems. The seismic behavior of existing structures is affected by corrosion through degradation in their strength and displacement capacity. Rehabilitation of aged and deteriorated structure stock that has potential of damage during the earthquakes in Turkey and other countries, is one of the most important problems among the major challenges of construction sector due to the huge reinforced concrete structure stock. Corrosion of reinforcing bars and consequently the resultant cracks in the concrete of structural members due to the humid environmental conditions are among the most common reasons of damages in RC structures, which require rehabilitation. Depending on the corrosion level, the bond between concrete and steel reinforcement can be affected negatively. In terms of seismic safety of the existing structures, the leading factors which cause major risks is corrosion of reinforcement (cross-section loss of rebars), strength loss, spalling of cover concrete, longitudinal cracks. An experimental and analytical study is planned for seismic rehabilitation of RC columns with corroded reinforcing bars by different practical, user-friendly and low cost methods. The specimens produced for these tests were planned to represent typical normal strength structural components. The tests have been carried out for column specimens that were constructed in accordance with new design code (normal strength and good quality concrete, deformed bars, sufficient transverse reinforcement and detailing) that have average concrete compressive strength of 25 MPa. Sıx specimens were constructed in an identical manner and were subjected to accelerated corrosion of reinforcing bars, which fıve of them were repaired in order to recover the negative effects of the reinforcement corrosion. These samples were tested under constant axial load and cyclic reversed bending effects. The behavior of the specimens has been examined analytically. These tests would provide experimental data base for seismic performance of corrosion damaged structural components retrofitted as well and would have a significant contribution in the structural engineering field. The results of this study will provide considerable support to the solution of the common problem in the world and lead in retrofitting corrosion damaged structures to the experts. For summarizing the test results, a number of behavior characteristics; such as displacement capacity, strength, moment-curvature relationship, ductility, strain distribution, and displacement components, which are among main indicators of seismic performance, are evaluated. The concentration of plastic deformations of main reinforcing bars at and around the maximum cross-section loss (maximum pit) causes limited distribution of plastic deformations leading to remarkably reduced displacement capacity for the columns with corroded reinforcement due to reduced plastic hinge lengths. Consequently ductility and energy dissipation capacity of the columns with corroded reinforcement are reduced remarkably. The proposed simple rehabilitation method recovered the strength of the specimens. However, more important than strength, ductility and energy dissipation capacities could not be recovered.

Anahtar Kelime

guçlendirme, korozyon, betonarme, kolon

Bilim Kodu

0




Sıra No :13393
Üniversite

501091111

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Abdul Hayır

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Görkem Ural

Başlık

ÇERÇEVE VE PERDELİ SİSTEMLİ BETONARME BİNALARDA YÖNETMELİKLERE GÖRE MALİYET HESABI

Özet

Türkiye’de yürürlükte olan “Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik” e göre ülke topraklarının %66’sı, nüfusumuzun %71’i, toplam belediyelerin %68 i 1. ve 2. Deprem bölgelerinde bulunmaktadır. Bu nedenle can ve mal kayıplarının fazlalığı açısından deprem, doğal afetler içerisinde ayrı bir öneme sahiptir. İmar afları ve siyasi politikalar sonucu mühendislik hizmeti almamış yapıların günden güne artması deprem bilincinin kaybolmasına neden olmuştur. Mühendislerin depreme karşı perde önlemi ilk olarak 13 Mart 1992 Erzincan depremi sonrası gündeme gelmiştir. Son yayınlanan DBYBHY-2007’de ise daha ayrıntılı ele alınmıştır. Perdeler statik anlamda yapıların yanal ötelenmelerini sınırlandırdığı gibi uygulamadaki hataları da çerçeve sistemlere nazaran daha iyi tölere edebilmektedirler. Günümüz müteahitleri arasındaki genel kanının tersine perdeler inşaat maliyetine olumlu yönde katkı yapmaktadır. Kaba İnşaat malzeme maliyetleri içinde en maliyetli kalem inşaat demiridir. Perdeli sistemlerde rijitlik, dayanım ve süneklilik çerçeve sistemlere göre daha verimli bir şekilde sağlanabilmektedir. Yüksek sünek tasarlanan perdeler demir metrajını azaltmakta, kiriş boyutlarının küçülmesine izin vermekte ve böylece beton metrajınıda etkilemektedir. Çalışmada genel hatlarıyla perdelere gereksinim nedenleri, depreme karşı dayanıklı yapı tasarımındaki önemi, inşaat maliyetine olumlu etkileri vurgulanmaktadır. Ayrıca perdelerin DBYBHY-2007’ye göre konstrüktif kuralları açıklanmaktadır. Bu kuralların kullanılan paket programlarından STA4CAD’e opsiyon yardımı ile nasıl etki ettirilecekleri, opsiyon ayarları gösterilerek anlatılmaktadır. ETABS ve STA4CAD programları ile çift çözüm yapılmış ve toplam yapı kütlesi, periyod gibi dinamik kuvvet unsurları karşılaştırılmıştır. Aynı özellikteki yapıların farklı programlarla, farklı sonuçlar vermesinin sebebi tartışılmıştır. Çerçeve sisteme, belirli bir sistematik içerisinde eklenen perdeler ile malzeme metrajlarındaki değişim belirlenerek “ Malzeme Maliyet Eğrileri” oluşturulmuş ve perde elemanların maliyete etkileri açıklanmıştır. Bu etkinin farklı zemin sınıflarında nasıl değiştiği de aynı modellerin değişik zemin sınıfı için analiz edilmesiyle yeni “Malzeme Maliyet Eğrisi” oluşturulmuştur. Çalışmanın sonuç kısmında paket programların sonuçlarının mertebe olarak kontrol edilmesi, perdelerin depreme dayanıklı yapı tasarımındaki önemli rolü ve maliyete olumlu katkıları anlatılmaktadır.

Title

COST CALCULATION OF THE REINFORCED STRUCTURES WITH COLUMN-BEAM AND THE WALL SYSTEMS

Abstract

According to current regulations, Specifications for Buildings to be build in Seismic Zones, %66 of our country, %71 of our population, %68 of the municipalities are in the first or second seismic zone. Therefore, earthquake is essential because of loss of life and property. Because of the remission of development and political strategies, there are a lot of structures without engineering services therefore, earthquake consciousness disappeared. Engineers have made the wall provision for earthquake at first time after 1992 Erzincan earthquake.More details and information about the walls are given in Specifications for Buildings to be build in Seismic Zones.Walls can not only limit the horizontal displacements of structures but also tolerate the faults which make during construction period, better than the column-beam systems. Walls have benefits to coast of the construction. Rebars have the highest coast of the rough construction.About the rigidity, durability and strength, The walls are better than the column-beam systems. The wall, designed high ductility, can reduce the rebar amount and let the smaller beam dimmensions therefore coast of the concrete will be more affordable. In this study, the requirements of using walls, its importance for Earthquake Resistant Structures benefit to the coast of construction are emphasized. According to Specifications for Buildings to be build in Seismic Zones the construction rules of walls are explained. Structural informations are defined according to Specifications for Buildings to be build in Seismic Zones. Seismic Zone class is determined as Zone 1 therefore Effective Ground Acceleration Coefficient is 0.4 g. Local Site Class is Z2 therefore Spectrum Characteristic Periods are between Ta = 0.15 s. and Tb= 0.40 s. The structures were analyzed by 2 different softwares, STA4CAD and ETABS. STA4CAD is a software developed for structural engineering to determine the safety and design of a building under dead load, seismic, temperature, wind and lateral soil effects. The software can run static and RC analysis with taking into account several Turkish and international codes. The program applies matrix-displacement method with 6 unknowns for each node in 3D space.It applies rigid flooor diapghrams also. ETABS is a software that allows model creation, modification, execution of analysis, design optimization, and results review from within a single interface. Section designer allows definations of complex sections. Intended purpose of building is determined as residential therefore Importance factor of structure is taken into account as 1. Structural Behaviour Factors can change according to ductility level of structure. There are 3 types of building structural system.These are Cast-In-Situ Reinforced Concrete Buildings, Prefabricated Reinforced Concrete Buildings, Structural Steel Buildings. Structural Behaviour Factors can be classified as 2 different groups according to its ductility level. These are Systems of Nominal Ductulity Level and Systems of High Ductulity Level. Every building structural system has 4 groups and each group has 2 different structural behaviour factors. For Cast-In-Situ Reinforced Concrete Buildings, first group is Buildings in which seismic loads are fully resisted by frames, second group is buildings in which seismic loads are fully resisted by coupled structural walls, third group is buildings in which seismic loads are fully resisted by solid structural walls, fourth group is buildings in which seismic loads are fully resisted by frames and solid and/or coupled structural walls. For these groups, Systems of nominal ductulity level is 4. For second and fourth group, Systems of High Ductulity Level is 7. For first group, Systems of High Ductulity Level is 8. For third group, Systems of High Ductulity Level is 6. For Prefabricated Reinforced Concrete Buildings, first group is Buildings in which seismic loads are fully resisted by frames with connections capable of cylic moment transfer, second group is Buildings in which seismic loads are fully resisted by single storey frames with columns hinged at top.Third group is Prefabricated buildings in which seismic loads are fully resisted by prefabricated or cast-in-situ solid and/or coupled structural walls with hinged frame connections.Fourth group is Buildings in which seismic loads are jointly resisted by frames with connections capable of cylic moment transfer and cast-in-stu solid and/or coupled structural walls. For first and fourth group, Systems of nominal ductulity level is 3.For first group, Systems of High Ductulity Level is 7. For second group, Systems of High Ductulity Level is 3. For third group, Systems of High Ductulity Level is 5. For fourth group, Systems of High Ductulity Level is 6. Models are determined as High Ductulity Level , 7. 10 different models were analysed with structural informations which are explained above. Therefore the wall effect to the coast can be seen easily. After rebar and concrete quantities have been calculated, for site class Z2, rebar cost decreases %18.2 and concrete cost increases %7.3.For site class Z3, rebar cost decreases %21.5 and concrete cost decreases %8.76. As it is understood, If the number of walls increases, the rebar quantities can be reduced. Concrete coast does not change dramatically. Local site class change to Z3 from Z2 therefore, site effect can be seen. As we understood, walls benefit to coast of rough construction.These structural elements improve rigidity and strength too. When model 1 and model 10 were designed with ETABS, there are a difference about total weight of building calculated by considering Live Load Participation Factor.If all properities are same, why is there a difference between STA4ACD and ETABS? STA4CAD is a fully integrated software that can detect depth and width. Beams and columns are defined as frame elements with ETABS therefore, intersection with columns-slabs, beams-slabs calculate twice on ETABS. This is the main reason of the difference. Finally, structures always should analyse with 2 software. Results should be checked.Walls are essential to design earthquake resistant structures.

Anahtar Kelime

perde,deprem,sta4cad,etabs,maliyet

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :13308
Üniversite

501101074

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Alper İLKİ, Dr. Medine İSPİR ARSLAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Uğur DEMİR

Başlık

YÜKSEK PERFORMANSLI, CELİK LİF TAKVİYELİ, LİFLİ POLİMERLER İLE SARGILANMIŞ, CİMENTO ESASLI KOMPOZİTLERİN EKSENEL YÜKLER ALTINDA DAVRANIŞI

Özet

Ortalama 116 MPa basınç dayanımına sahip Yüksek Performanslı Çimento Esaslı Kompozitler, İSTON tesislerinde imal edilmiştir. Silindir ve kare kesitli numunelerde sağlanan dayanım ve süneklik artışları kıyaslanmak suretiyle bir sonuca varılmaya çalışılmıştır. Bu anlamda toplam 30 silindir ve 19 kare kesitli numuneden meydana gelen bir deney seti oluşturulmuştur. Kullanılan LP kat sayısı bir parametre olarak seçilmiş ve her kesit için değiştirilerek göz önünde bulundurulmuştur. Silindir kesitli numuneler 2-4-6-8 ve 10 kat sargılanırken, kare kesitli numuneler 2-8 ve 10 kat sargılanmıştır. Her numune türü için sargılanmamış beton numuneler hazırlanmış ve basınç deneyleri yapılarak sargısız beton davranışı tespit edilmiştir. Elde edilen referans deney sonuçları ışığında, sargılama sonrası davranış gözlenmiştir. Her numune türü için, numune kenarlarında 25 mm yarıçapında köşe yuvarlatması teşkil edilerek bu bölgelerde gerilme yığılmaları engellenmeye çalışılmıştır. Sıyrılmayı engellemek amacıyla her sargılama için 150 mm bindirme boyu teşkil edilmiştir. Tüm sargılamalar elle yapılmış, mekanik bir sargılama yöntemi kullanılmamıştır. Çalışma sonucunda, Yüksek Performanslı Kompozitler için LP ile sargılama yoluyla süneklik artışı kaydedilmiştir. Silindir ve kare kesitli numunelerde, CFRP sargılama sonucunda, dayanım ve süneklik anlamında farklı artışlar kaydedilmiştir. Silindir kesitli numunelerde artış oranı daha fazlayken, kare kesitli numunelerde bu artış oranının daha az olduğu gözlenmiştir. Her iki kesit türü için, şekildeğiştirmeye kıyasla, dayanımda ciddi bir artış olmadığı gözlenmiştir. Birbirinden farklı sargılı beton modelleri için bir analitik çalışma hazırlanmış ve neticesinde öngörüldüğü gibi, normal beton için isabetli tahminler yapan modellerin, çalışma konusunda yeterince başarı kaydedemedikleri gözlenmiştir. Yüksek performanslı çimento esaslı kompozitlerin, sargılama sonucu kaydettiği dayanım ve şekildeğiştirme artışlarını tahmin etmek üzere yeni bir model geliştirilmesinin gereği ortaya konmuştur. Yapılan çalışma ile LP sargılı yüksek performanslı çimento esaslı kompozitlerin deprem durumundaki davranışının anlaşılması ve tasarım için yeni modeller geliştirilmesinde yardımcı olunacağı düşünülmektedir.

Title

AXIAL BEHAVIOR OF HIGH PERFORMANCE FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITES WRAPPED BY FRP SHEETS

Abstract

It is well established that external confinement of concrete with fiber reinforced polymer (FRP) jackets results in significant improvements of the axial and dilation performance of concrete. To reduce the brittleness of the concrete we can change both the mixture and confinement type. The aim of this study is to make it clear that if the use of HPFRCC confined by Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) sheets can exhibit a strain-hardening character versus the plain concrete or not. Therefore, to research this behavior, an experimental study has been carried out. Circular and square cross-sectional specimens were cast at once. In this study, experimental results, obtained for the concrete specimens wrapped by various thicknesses of CFRP jackets, are presented. Thicknesses of the CFRP sheets were 2-4-6-8 and 10 plies for circular specimens and 2-8-10 for non-circular. All confinements had an overlap of 150 mm. Thirty specimens with circular cross-section, 19 specimens with square cross-section were included into the testing program. Concentric compression tests were carried out on specimens with circular, square cross-sections wrapped by CFRP jackets. After a while, end zones of the specimens were retrofitted by 5 cm width and three plies of CFRP bands to move the damage to the mid-height of the specimens. All confinements were done by hand. All of the specimens during the study had the same height of 300 mm and different aspect ratios. The sizes of the cross-sections were; 150*300 mm for the circulars and 150*150*300 mm for the squares with a rounding radius of 25 mm on the edges of the each specimen. Concentric compressive loads were applied on the specimens by using an Instron universal testing machine with the capacity of 5000 kN. Lateral strains were measured at mid-height by surface strain gauges with the gauge length of about 150 mm for all specimens. For measuring the vertical strains, LVDTs were used. Load was applied 0.6 mm per minute (TS EN 12390-3) and test was displacement controlled. For measurements of average axial strains for different gauge lengths, displacement transducers were used. For specimens with circular cross-section, two strain gauges with the gauge length of 60 mm (PL60) and two transducers with the gauge length of 25 mm (LVDT25) were used. For non-circular specimens, four transducers with the gauge length of 25 mm (LVDT25) were used to measure the vertical strains that were placed to the corners of the specimens.

Anahtar Kelime

Lifli Polimer, Güçlendirme, Çimento Esaslı Kompozit

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :13318
Üniversite

501101304

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mete İncecik , Doç. Dr. Mehmet Berilgen

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Emin Şengün

Başlık

OYUK GENİŞLEMESİ PROBLEMİNİN SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE İKİ BOYUTLU SAYISAL ANALİZİ

Özet

Oyuk genişlemesi teorisinin temelini oluşturduğu oyuk genişlemesi analizleri geoteknik mühendisliğinde karşılaşılan birçok problemin çözümünde kullanılmaktadır. Özellikle son yirmi yılda kazıklı temellerin ve zemin ankrajlarının kapasitelerinin araştırılmasında, arazi deneylerinin yorumlanmasında, tünellerin ve yeraltı kazılarının davranışlarının analizlerinde ve kuyu stabilitesinde oyuk genişlemesi yaklaşımları oldukça yararlı sonuçlar vermiştir. Bu çalışma kapsamında killi bir zemin içerisinde drenajsız koşullar altında oyuk genişlemesi analizleri ele alınmış olup zemin içerisinde var olan bir oyuğun çapının iki katına çıkartılması suretiyle oyuk genişlemesi sırasında ve konsolidasyon sonrasında oyuk çevresinde meydana gelen gerilme, şekil değiştirme ve boşluk suyu basıncı değişimi araştırılmıştır. Bu amaç doğrultusunda oyuk çevresini oluşturan zemin, Boston Mavi Kili (Boston Blue Clay) olduğu kabul edilerek Plaxis 2011 2D kullanılarak ve Modified Cam Clay (MCC), Soft Soil (SS) ve Hardening Soil (HS) malzeme bünye modelleri ile sonlu elemanlar analizleri yapılarak incelenmiştir. Konsolidasyon analizlerinde iki boyutlu bütünleşik analizler kullanılarak minumum boşluk suyu basıncı elde edilmiştir. Ayrıca oyuk genişlemesi sırasında oyuk çevresindeki zeminin gerilme geçmişi ile boşluk suyu basıncını arasındaki ilişki de araştırılmıştır. Oyuk genişlemesi probleminin incelenmesi için gerçekleştirilen sayısal analizlerde aksi simetrik geometrik idealizasyonu yapılmış ve problem iki boyutlu olarak ele alınmıştır. İlk olarak oyuk çapının iki katına çıkartılması suretiyle oyuk genişlemesi sırasında oluşan zemin deformasyonları teorik ve ölçüme dayalı sonuçlarla karşılatırılmış ve sonuçların birbiriyle çok uyumlu olduğu görülmüştür. Bir sonraki aşamada yapılan analizler sonucunda oyuk çevresinde meydana gelen gerilme, şekil değiştirme ve boşluk suyu değişimleri ile zemin gerilme geçmişi ve boşluk suyu basıncı ilişkisi elde edilerek literatürde yapılan benzer çalışma sonuçları ile karşılaştırılmıştır. MCC ve SS ve HS bünye modülleri için oyuk genişlemesi hemen sonrasında elde edilen gerilmeler literatür çalışmalarıyla uyumlu dağılımlar gösterirken oyuk çevresinde oluşan plastik bölge alanı HS model için daha geniş alan kapladığı görülmüştür. Ayrıca SS ve HS bünye modülü için oyuk genişlemesi sonrasında aşırı konsolidasyon oranının artması ile boşluk suyu basıncında önemli bir değişim görülmezken, MCC bünye modelinde aşırı konsolidasyon oranının artması ile elde edilen boşluk suyu basıncında önemli düşüş görülmüş ve bu sonuç literatürde görülen teori ve ölçüme dayalı sonuçlarla uyum göstermiştir. Killi bir zemin içerisindeki drenajsız oyuk genişlemesi problemi üzerine gerçekleştirilen iki boyutlu sayısal analiz çalışma sonuçları literatürde yapılan benzer teorik ve ölçüme dayalı çalışmalarla uyumlu sonuçlar verirken aynı zamanda benzer problemler için daha hızlı ve pratik çözüm olanakları sağlamıştır ve ayrıca sayısal modellemeler için seçilen malzeme bünye modüllerinin de önemini bir kez daha göstermiştir.

Title

TWO DIMENSIONAL NUMERICAL ANALYSIS OF CAVITY EXPANSION PROBLEM WITH FINITE ELEMENT METHODS

Abstract

The cavity expansion methods forming the basis of theory of cavity expansion is widely used to solve the problems encountered in geotechnical engineering. In recent decades, cavity expansion methods have given beneficial results in the areas of soil testing and the main soil properties cab specifically be obtained such as shear modulus, total horizontal in-situ stress, undrained shear strength and coefficient of horizontal consolidation thanks to similar mechanical action formed by cavity expansion and cone penetration and pressumeter expansion. Cavity expansion theory is used with considerable success in the interpretation of these types of in-situ soil tests. Moreover, cavity expansion methods are used in the prediction of end-bearing and shaft capacities of a driven pile in soils and can also be used to estimate the pull-out capacity of earth anchors. They are also applied to the design and construction of tunnels and underground excavations in order to provide stability and serviceability and, furthermore, they are used to estimate ground settlements due to tunneling and designing tunnel support systems to maintain stability. Cavity expansion method also provides a useful prediction of borehole instability. For the first time, cavity expansion analysis emerged to figure out the problems of metal indentation, which became more important when the industrial revolution intensified in the late 19th century and early 20th century. After metal indentation, the concerns were related to explosions within the ground and how the stress waves generated by these explosions would propagate.As a result of these improvements, geomechanics with more of a geotechnical engineering property followed notably with works by Ladanyi (1972), Palmer (1972), Vesic (1972) who attempted to capture the important feature of soil stress-strain nonlinearity. The next generation of cavity expansion analyses appeared in the 1980s, 1990s, and 2000s (notably, Randolph et al. 1979; Yu and Houlsby 1991; Collins et al. 1992 and Salgado et al. 1997). Cavity expansion processes can be divided into two basic types, firstly expansion from a finite radius and secondly expansion from zero initial radius. Although different types of analyses can be used to solve each of these problems, this study presents numerical analysis that provides the solution to both problems simultaneously. The expansion of cavity in soil is a one-dimensional boundary value problem. To solve it using the principles of continuum mechanics, a mathematical constitutive model is needed to describe the stress-strain behavior of soil. However, soil is some of the oldest and most complex construction materials and, therefore, a description of soil behavior can only be achieved by developing a constitutive model. The most widely used theories for developing soil models are the assumptions of elasticity and plasticity. Linear or nonlinear elastic models, viscoelastic or viscoelastic-plastic models or elastic-plastic models (perfectly plastic or strain hardening/softening) may be used to adequately describe the stress-strain behavior of soils. In this study, cavity expansion analysis was used in Plaxis finite element code’s soil models to describe the stress-strain behavior of soils. Some of them are Modified Cam Clay (MCC), Soft Soil (SS) and Hardening Soil (HS). The Modified Cam Clay model (Roscoe and Burland, 1968; Schofield and Wroth, 1968) represents the hardening behavior of the elasto-plastic materials based on the critical state concept and involves logarithmic relationship between the mean effective stress and void ratio. Yield surface of the MCC is described by an ellipse and therefore the plastic strain increment vector (which is vertical to the yield surface) for the largest value of the mean effective stress is horizontal, and hence no incremental deviatoric plastic strain takes place for a change in mean effective stress. The Soft Soil is based on the modified Cam Clay model especially meant for primary near-normally consolidated clays, clayey silts and peat also to describe the non-linear stress-strain behavior of soils, beside the Cam Clay model, the pseudo-elastic (hypo-elastic) type of model has been developed. Soft Soil model also provides some features in Plaxis such as stress dependent stiffness, memory of preconsolidation stress, failure behavior based on Mohr- Coulomb criterion. The Hardening Soil model is an advanced model for simulation of soil behavior such as different types of soil both soft soils and stiff soils and well known hyperbolic model (Duncan and Chang, 1970). Basic feature of the Hardening soil model is the stress dependency of soil stiffness so that all stiffnesses increase with pressure. In the concept of this study, the cavity expansion methods were studied and the changes in stresses, pore-water pressures and displacements caused by the undrained expansion of cylindrical cavity were investigated during and subsequent consolidation by doubling initial radius of the cavity existing in a clayey soil. For this purpose, the surrounding soil of cavity, which is assumed Boston Blue Clay, was investigated by using Plaxis 2011 2D and Modified Cam Clay (MCC), Soft Soil (SS) and Hardening Soil (HS) constitutive models and by making finite element analysis. In addition, the relation between the surrounding soil stress history and the pore-water pressure during the expansion of the cavity was explored. In the numerical analysis of the cavity expansion problem, modelled as undrained expansion of an existing cavity with an initial radius 1 m, and a length of 10 m, axisymmetric geometric idealization was assumed and the surrounding soil (Boston Blue Clay) using 15 node triangular elements was generated in Plaxis 2D. During the modeling of cavity expansion, the expansion took place by assigning prescribed displacement in the radial direction along the side of the initial cavity. Plastic calculation was used to carry out elastic-plastic deformation analysis for undrained behavior in the expansion step. The modeling of undrained behavior based on effective stiffness parameters was available for all materials in plaxis such as Undrained (A), Undrained (B) and Undrained (C). During the plastic phase, Undrained (A) that enables modelling undrained behavior using effective parameters for stiffness and strength was used in all material models in this study. During the cavity expansion, assuming sufficient time for excess pore pressure dissipation, soil behaviour was arranged to undrained. Subsequently, the soil modelling was allowed to consolidate until the excess pore pressure at any point dissipated below 1.0 kPa. Consolidation (EPP) coupled two-dimensional analysis was used to in consolidation phase. First of all, the cylindrical cavity expansion analysis showed good agreement with measurements of radial soil displacement around a cavity mid-depth in the field (Cooke and Price, 1973; Pestana et al., 2002) and in the laboratory model tests (Randolph et al., 1979a; Randolph et al., 1979b; Steenfelt et al., 1981) and cavity expansion analytical solutions. At the second stage, as a result of the analysis carried out in this thesis, the change of stresses, pore-water pressures and displacements in soil, the relation between the surrounding soil stress history and the pore-water pressure were obtained. These results were compared with the results of the similar studies of the literature made in the mentioned area such as Randolph et al. (1979a) who provided numerical analysis for an undrained expansion of a cylindrical cavity by using BBC parameters and MCC constitutive model and presented the changes of stresses, displacements and pore pressures in the surrounding soil of cavity during cavity expansion and after subsequent reconsolidation as a function of radial distance. When compared with the results provided by Randolph et. al. (1979a) , SS and HS constitutive models show an acceptable level whereas MCC Model results obtained match quite well results for the stress distributions during radial expansion. However, after the subsequent consolidation, the change of stresses, pore water pressures in surrounding soil of cavity results were compared with the results of Randolph et al. (1979a) and these results were seen to be different from each other. The reason for this is that Randolph et al. (1979a) used Tergazhi’s one-dimensional consolidation analysis whereas this study used two-dimensional coupled consolidation analysis as a more realistic method. Moreover, when compared with the other constitutive models, the plastic zone around the cavity for HS constitutive model was observed to be occupying larger area. Furthermore, when the relation between the excess pore pressure near the cavity face and the overconsolidation was concerned, no significant change was observed in SS and HS models with respect to the excess pore pressure depending on the increase of overconsolidation ratio. However, in the MCC constitutive model, a significant decrease was observed in the increasing overconsolidation ratio and excess pore water pressure. Nonetheless, Coop and Wroth (1989) at Oxford University and Bond and Jardine (1991) at Imperial College measured pore water pressures generated at the pile soil interface during pile installation in clay and they observed a decrease ,to a considerable extent, in pore pressure along the pile (assume cavity) for overconsolidation clays. That is why, numerical solution is in agreement with the theory and based on the measurement results. In particular, in agreement with the field-testing, the results of numerical analysis were consistent with the results of the similar studies of the literature made in the mentioned area and numerical modeling also demonstrated the importance of constitutive models selected for the description of soil behavior. Despite some restrictions and simplifications in geometric idealizations and soil properties during the cavity expansion approaches and related numerical modelling solutions dealt within the context of this thesis, the study hopefully aims to contribute to the efficient and effective solutions of the cavity expansion problems as quite many problems encountered in geotechnical engineering have been closely associated with the problems of cavity expansion. Since the related studies carried out in Turkey are limited in number, this study is bound to play a vital role in this field to a considerable extent. If some recent researches carried on interpretation of in-situ soil testing and investigation of capacity of pile foundations are taken into account, the current numerical solutions might be improved on sandy soil analysis. Finally, numerical analyses developed for the cavity expansion problems presented matching results with the similar studies and findings based on measurement as well as producing rapid and effective solutions for the similar problems, and the materials selected for numerical modelling once more showed the importance of constitutive models.

Anahtar Kelime

oyuk genişlemesi problemi, sonlu elemanlar yöntemi, eksenel simetrik model, zemin bünye modülleri, modified cam clay model, soft soil model, hardening soil model.

Bilim Kodu

6240100




Sıra No :13320
Üniversite

501091323

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Oğuz TAN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Kamil Özçelik

Başlık

ZEMİN İNCELEMELERİNDE STANDART PENETRASYON VE KONİ PENETRASYON DENEYLERİ

Özet

Bu çalışmada, zemin inceleme programlarında sıkça tercih edilen arazi deneylerinden Standart Penetrasyon Deneyi (SPT) ve Koni Penetrasyon Deneyi (CPT) konu alınmıştır. Standart Penetrasyon Deneyi ile elde edilen zemin penetrasyon direnci SPT-N ve Koni Penetrasyon Deneyi ile elde edilen koni uç ve koni sürtünme direnci değerleri ile laboratuvar deneyleri ile elde edilen zeminlerin çeşitli özellikleri arasında geçmişte önerilen ilişkiler incelenmiştir. Ayrıca, Türkiye’nin çeşitli yerlerinde gerçekleştirilen SPT, CPT ve laboratuvar deney sonuçları kullanılarak arazide ölçülen SPT-N darbe sayısı, koni uç ve koni sürtünme direnci ile başta drenajsız kayma mukavemeti olmak üzere plastisite indisi, tabii su muhtevası, likidite indisi ve ön konsolidasyon basıncı gibi zeminlerin çeşitli özellikleri arasında ifadeler elde edilmiştir.

Title

STANDARD PENETRATION AND CONE PENETRATION TESTS IN SOIL INVESTIGATIONS

Abstract

This thesis covers Standard Penetration Test (SPT) and Cone Penetration Test (CPT) which are widely used in soil investigation schedules. The proposed relationships between SPT-N blow number, cone penetration test point resistance, sleeve friction values and various properties of soils are researched. Also, by using SPT, CPT and laboratory test results obtained from different part of Turkey, the relationships are analysed between SPT-N blow number, cone penetration test point resistance, sleeve friction values and various soil properties obtained from laboratory tests such as; undrained shear strength, plasticity index, natural water content, liquidity index and preconsolidation pressure. Obtained graphs and suggested relationships are given within the scope of this thesis.

Anahtar Kelime

SPT, CPT, drenajsız kayma mukavemeti

Bilim Kodu

6240100




Sıra No :13323
Üniversite

501111105

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Esin Ergen Pehlevan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Burak Özbaş

Başlık

DEPREM SONRASINDA ALGILAYICILAR KULLANILARAK GEÇİŞ ALANLARINDA HASARA BAĞLI BLOKAJ TESPİTİ

Özet

Yalnızca İstanbul’da gerçekleşebilecek depremlerin senaryolaştırılmış sonuçları incelendiğinde, can kayıplarının tüm İstanbul nüfusunun %0,2’sine ve yapısal hasar kaynaklı mali kaybın 26 Milyar TL’ye varabileceği görülmüştür. Ekonomiyi olumsuz etkileyen ve ülkemizde gerçekleşen afetlerin büyük bir kısmını oluşturan depremler sonucunda meydana gelen can kayıplarını en aza indirmek için bina sakinleri ve acil kurtarma ekipleri için eş zamanlı olarak yapılarda oluşan hasar bilgisine ihtiyaç duyulmaktadır. Geçiş alanlarında oluşan blokaj bilgisinin eş-zamanlı olarak sağlanması ile gerekli noktalarda kullanılabilir hale gelecektir. Bu tez çalışmasında yapı içerisinde bulunan gerek yapısal, gerek yapısal olmayan elemanların durumları hakkında veri sağlayabilecek şekilde kapalı devre kabloları, ultrasonik mesafe ölçerler ve kameralar yapı içerisine yerleştirilmiş ve deprem ile eş zamanlı olarak veri aktarımları sağlanmıştır. Farklı tür algılayıcılardan elde edilen, farklı özellikteki veriler ortak bir biçimde ifade edilerek(1,0) anlamlandırılmıştır. Manuel olarak yapılacak değerlendirmelerde kullanılmak üzere, kameralardan elde edilen görüntü verileri için derinlik algılayabilen bir yöntem ve derinlik algılamadan geçiş alanının tamamını değerlendiren iki yöntem tanımlanmıştır. Verilerin anlamlandırılmasından ve kamera görüntü işleme yöntemlerinin belirtilmesinden sonra, çalışma grubu içerisinde yer aldığım TÜBİTAK projesi kapsamında seçilen pilot binanın geniş ve dar koridor modeli üzerinde deprem senaryoları gerçekleştirilmiştir. Kapalı devre kabloları ve ultrasonik mesafe ölçerler dolap, duvar ve asma tavan gibi yapısal olmayan elemanlar üzerine yerleştirilmiş ve toplamda 168 geniş koridor, 21 dar koridor deneyi gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda algılayıcılardan elde edilen veriler ile ilk olarak her bir algılayıcının denetlemesi gereken elemanın durumunu tek başına tespit edebilme başarısı manuel olarak irdelenmiştir. Sonrasında tek tip algılayıcı türünün ve kameranın bir geçiş alanını değerlendirme başarısı ayrı ayrı tespit edilmiştir. Algılayıcıların elemanları değerlendirmedeki başarı sonuçları göz önünde bulundurularak elde edilen verilerin birleştirilmesi ile algılayıcıların beraber kullanılması sonucunda blokajı tespit edebilme başarısına sağlanabilecek katkılar araştırılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalarda kullanılan veriler C4.5 ve REPTree algoritmaları ile karar ağacı oluşturmada kullanılmış, karar ağacı sonuçları ile manuel olarak gerçekleştirilen sonuçların birbirini ne oranda destekledikleri değerlendirilmiştir. Karar ağacı dışında 6 farklı algoritma (GainRatioAttributeEval, ChiSquaredAttributeEval, FilteredAttributeEval, OneRAttributeEval, ReliefFAttributeEval, SymmetricalUncertAttributeEval) ile geçiş alanının durumunu değerlendirmede kullanılan algılayıcı verilerinin önem katsayıları belirlenmiş ve manuel olarak yapılan değerlendirmelerin doğruluğu desteklenmiştir. Son olarak, farklı sayıda ve türde algılayıcı içeren sistemlerin farklı yapılarda kullanılmasına olanak sağlamak amacıyla pilot binanın hasar tespit doğruluk oranlarını ve maliyet analizlerini içeren bir çizelge oluşturulmuş ve ideal olan sistemler belirtilmiştir. Genel anlamda, geçiş alanlarının blokaj seviyelerini belirlemede kullanılacak algılayıcıların ne şekilde anlamlandırılması ve birleştirilmesi gerektiği konusunda çalışma gerçekleştirilmiştir. Tüm elemanların durumunu belirlemede KDK’lerin UMÖ algılayıcılarından daha başarılı sonuç verdikleri belirlenmiştir. Kamera görüntü işleme yöntemleri karşılaştırıldığında, derinlik algılayabilen yöntemin geçiş alanının blokaj seviyesinin tespitinde en başarılı yöntem olduğu ve UMÖ algılayıcısı ile bu tespitin daha da güçlendirilebileceği gözlemlenmiştir. Maliyet analizi sonucunda ise en ideal sistemin %96 doğruluk oranına sahip yalnızca KDK’lerin kullanıldığı sistem olduğu sonucuna varılmıştır. %92 doğruluk seviyesi ile KDK miktarlarında azaltma gerçekleştirmek ve maliyeti azaltmak da mümkün olabilmektedir. Bu çalışma yardımıyla geliştirilebilecek bilgisayar sistemi, acil durum ekipleri ve bina sakinleri için ihtiyaç duyulan bilgilere zamanında ulaşılabilmesine olanak sağlayacaktır. Acil durum ekipleri yapının aldığı hasar bilgisi ile daha fazla hasar ve can kaybı meydana gelmeden öncelikli müdahale gerektiren noktalara yönelebileceklerdir. Bina sakinleri ise, deprem ile eş zamanlı olarak çalışır durumda olan bir yönlendirme modeli ile aşina olmadıkları bir yerde dahi en elverişli çıkış yolunu bulabileceklerdir.

Title

THE ASSESSMENT OF BLOCKAGE RELATED TO DAMAGE IN TRANSITION AREAS AFTER EARTHQUAKE WITH SENSORS

Abstract

The economic damage from natural disasters has been doubled by 10 in the past 50 years. Earthquakes cause unpreventable direct impacts like economic damages and live lose as they can collapse buildings but in most cases, most of the structures remain in the safety limit like in Gölcük earthquake on 17 August 1999 in Turkey. To lower the damage from earthquakes, which have the biggest percentage of disasters that occur in our country, there is a need for the information about the blockage related to damage in transition areas in buildings. This information can be used both by the occupants inside the structure and by the emergency rescue teams for the determination of the shortest path to safe zone. Although some other kinds of information are available at about the buildings structural system, these kinds of real-time information were not available since now for both parts. According to this deficiency, in this thesis ultrasonic distance measurement tools, closed circuit cables and cameras were used to obtain the information about the situation of both structural and non-structural elements in buildings. By the help of this information, blockage level caused by elements in transition areas of structures was aimed to be determined. A three-story pilot university structure was selected in Nevşehir and 1/3 scaled prototype models of wide and narrow corridors were created in 109M263 numbered TÜBİTAK project that I have been involved. In wide corridor prototype model suspended ceilings, wardrobes and walls were placed where in narrow corridor prototype model only wardrobes and walls were used for the blockage tests. Ultrasonic distance measurement tools were used on suspended ceilings and walls one on each to detect their final situations after disaster. One ultrasonic distance measurement tool was placed bottom of the upper floor, above the suspended ceiling to watch that specific suspended ceiling and one ultrasonic distance measurement tool was placed opposite of a wall to watch that specific wall’s situation after disaster. As the suspended ceiling’ final situation was thought to be in seven different situations after disaster, four closed circuit cables were used on suspended ceilings. Only two closed circuit cables were used on walls and, two closed circuit cables were used on wardrobes to detect their final situations. The camera was placed to detect whole transition areas blockage level instead of a single non-structural element’s final situation. Related with the structure’s story area, 2 to 3 accelerometers were determined in TÜBİTAK project to be used as triggers for the sensors to start sensing with the earthquake. Gyroscopes were decided to be used on several columns in story to determine the structural final situation of the building. Although the transition area in real buildings with a damaged column planned to be considered as blocked, as the structural system of the 1/3 scaled prototypes were not damaged with real earthquakes, any of the accelerometers or gyroscopes were used on tests. After that, 168 wide corridor tests and 21 narrow corridor tests were performed according to the previously specified earthquake scenarios in TÜBİTAK project. The data were collected with the placed sensors in all tests. The data collected from ultrasonic distance measurement tool was in meters where closed circuit cable was in 1 and 0 and, camera was in image format. To strengthen the information’s reliability about the structural and non-structural elements’ final situation, data fusion was needed. In addition, to perform the fusion of the data collected from different kind of sensors, all data were organized in 1, 0 format. For ultrasonic distance measurement tool, threshold values were determined for elements individually, considering collected values from tests in TÜBİTAK project. If the ultrasonic distance measurement tools sensed value exceeds the threshold value, the output was 1 and the detected element considered as damaged. Otherwise, elements situation detected with ultrasonic distance measurement tool remained as 0. For the camera, one perspective detectable and two non-detectable in total three different image processing systems were introduced and used to determine the transitions areas’ blockage level. All three systems general idea was similar as they all calculate the first accessible part of the transition area and compare it with the final situation. From A to E, with 20% increment five class intervals were determined for the camera results and a table was created according to this consideration of the ratios. To start with, all collected sensor data were compared with the real element situations viewed from external camera records and all false negative, false positive situations were detected. The values detected were analyzed to understand the causes and noted for further experiments to prevent collecting that kind of unexpected values. In this thesis, all false negative and false positive values were used for calculations as they were considered that they may also appear in real life and also it was one of the main aims to determine every sensors performance on detecting the elements final situation. Data obtained from different sensors on different non-structural elements were evaluated separately and manually to specify every sensor’ success on determining every element’s final situation individually. All sensors were compared on their performance detecting different kind of non-structural elements. Then, a manual study was performed for every kind of sensor placed on different non-structural elements in a transition area to determine the success of sensors on detecting transition areas final situation. To enhance the success level of sensors on detecting the transition areas blockage level, considering the success levels obtained from previous study, the data were fused. First, fusion was performed on single elements, with same kind of sensors like two closed circuit cables on wardrobes or on walls. Then, both ultrasonic distance measurement tools and closed circuit cables sensors were fused on elements and enhance to the damage detection levels was observed. To observe the ultrasonic distance measurement tools contribution to the camera image processing results, both data were fused with three different processing systems. Next, manually obtained data were supported by decision trees for validation. C4.5 algorithm was selected as it was widely used for that kind decision tree systems and ranker method was used for attribute ranking as it was defined as the processor of the C4.5 algorithm. In addition, a decision tree with REPTree algorithm was created, as it was known to be faster than C4.5 algorithm. 24 input and 1 output attributes were entered as data to Weka program to obtain trees. Confusion matrixes’ recall and precision values were evaluated to compare the effectiveness of decision tree algorithms and C4.5 performed better in both recall and precision values. Then attributes’ rankings were obtained with 6 different attribute evaluator algorithms (GainRatioAttributeEval, ChiSquaredAttributeEval, FilteredAttributeEval, OneRAttributeEval, ReliefFAttributeEval, SymmetricalUncertAttributeEval). GainRatioAttributeEval was used to rank all 24 attributes in tests where the rest of the algorithms were just used to rank and compare closed circuit cables’ and ultrasonic distance measurement tools’ success on detecting suspended ceilings and, walls and transition areas’ final situations. As previously found from manually performed calculations, closed circuit cables were performed better performance on detecting transition areas’, suspended ceilings’ and walls’ final situation compared to ultrasonic distance measurement tools. For last, the cost analysis of different kinds of sensor-involved systems had been made in previously selected pilot model. The sensors were considered as they were placed in the same way as they have been used in prototype during the tests. Nine different selections of sensors were listed in a table with their success in detection of the transition areas final situation. The one that only includes closed cable circuit sensors were determined as one of the cheapest and the most successful with 96% success percentage. The second successful one was determined with some reduction in the numbers of closed circuit cable sensors on walls and on wardrobes with a success percentage of 92%. Any of the camera’ image processing systems seem as it was contributing to the results as their success were clearly low. The maximum camera success percentage was 52% and obtained from the perspective detectable processing system. It was concluded as closed circuit cables performed better on detecting all elements and transition areas situations compared to ultrasonic distance meters and cameras. However, ultrasonic distance meters strengths the information obtained from closed circuit cables in element level. As with the selected processing systems, cameras’ success levels were low, they were not useful for the fusion. Besides that, the processing systems can be upgraded and they can be useful for detecting transition areas’ blockage level without any visual pollution in the area as the processing systems can be set in security cameras. From the results obtained from this study, the information needed for the emergency rescue teams and occupants can be generated during the earthquakes. According to the damage information about the building, emergency rescue teams will be able to response through less blocked transition areas and avoid more live loses. In addition, occupants can be directed with a visual system, even if they were not familiar with the building. It is proposed that, more and different earthquake scenarios for different pilot models should be created for this work. Although the system mentioned in this thesis was validated, as the more scenarios will be performed, the more system will reflect the real earthquake situation.

Anahtar Kelime

inşaat mühendisliği, inşaat yönetimi, algılayıcılar, karar ağacı, veri birleştirme, blokaj

Bilim Kodu

6240601




Sıra No :13343
Üniversite

501091216

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Kadir GÜLER

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Alperen TÜRKAY

Başlık

BİR OKUL BİNASININ TASARIMI VE DEPREM PERFORMANSININ BELİRLENMESİ

Özet

Bu çalışmada, dört katlı perde ve çerçeve yatay taşıyıcılı betonarme bir okul binasının, 2007 Deprem Yönetmeliği bölüm iki ve bölüm üçe göre eşdeğer deprem yükü yöntemi ile tasarımı yapılmış ve tasarımı yapılan bu okul binasının 2007 Deprem Yönetmeliği bölüm yediye göre artımsal eşdeğer deprem yükü yöntemine göre performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Ayrıca, yapının performansı ve yapının hedef deplasmanı, ABD’de yayınlanan ATC 40, FEMA 356, FEMA 440 ve ASCE 41-06 standartlarına göre de değerlendirilmiştir. Yapının tasarımında SAP2000 programı, kesit analizi hesaplarında ise RESPONSE2000 programı kullanılmıştır. FEMA 356 ile FEMA440’a göre ayrı ayrı yapılan katsayı yöntemi hesaplamaları sonucu bulunan hedef deplasman değerleri ve ATC 40 ile FEMA 440’a göre ayrı ayrı yapılan kapasite spektrum yöntemi hesaplamaları sonucu bulunan hedef deplasman değerleri ile 2007 Deprem Yönetmeliğine göre bulunan hedef deplasman değerinin yaklaşık olarak birbirine yakın çıktığı belirlenmiştir. Ayrıca ASCE 41-06’ya göre yapılan performans değerlendirilmesi sonuçları ile 2007 Deprem Yönetmeliğine göre yapılan performans değerlendirilmesi sonuçlarının birbiri ile paralellik taşıdığı belirlenmiştir.

Title

THE DESIGN OF A SCHOOL BUILDING AND DETERMINATION OF SEISMIC PERFORMANCE OF SCHOOL BUILDING

Abstract

In this study, a four storey reinforced concrete school building has been designed by 2007 Turkish Seismic Code and performance of the building has been evaluated by incremental equivalent seismic load method which is located in the same code. Furthermore, target displacement and performance assesment of the building is determined by ATC40, FEMA 356, FEMA440, ASCE 41-06 which are published in The United States. SAP2000 (Structural Analysis Program) is used for analysis of structure. Pushover analysis was done by SAP2000 and static pushover curve is obtained by SAP2000. RESPONSE2000 is used for calculations of cross-sectional analysis. Moment-curvature plots was obtained by RESPONSE2000. After comparation of results, it has been clear that values of the target displacement are close with all standarts. Results of the performance assesment with regard to ASCE 41-06, are similar to results of the performance assesment with regard to 2007 Turkish Seismic Code.

Anahtar Kelime

Yapı tasarımı, Performans Değerlendirilmesi

Bilim Kodu

6200201




Sıra No :13352
Üniversite

501091212

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Hasan Boduroğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ahmet Can Özgeldi

Başlık

MEVCUT 25 KATLI BETONARME BİR YAPININ DEPREM PERFORMANSININ İNCELENMESİ

Özet

İstanbul da yüksek yapılara artan bir talep söz konusudur. Yüksek yapıların özel yapılar olması sebebi ile tasarımları için farklı bir yönetmelik gerektirmektedir. Bunun örneği çokça yüksek yapıya sahip Amerika Birleşik Devlet lerinde görülmektedir. İstanbul Yüksek Binalar Deprem Yönetmeliği nin yürürlükte olmamasının, yapı performansı ve emniyeti üzerine etkisi henüz bilinmemektedir. Bu tez çalışması için İstanbul da bulunan 25 katlı, yüksekliği yaklaşık 100m olan bir yapı seçilmiştir. Amaç, İstanbul da sayısı 2236 olduğu düşünülen yüksekliği 35-100m arasındaki yapıların İstanbul daki olası bir depremde performansı ve emniyeti hakkında fikir sahibi olmaktır. Yapının performansını gerçeğe en yakın şekilde belirlemek amacıyla, yapı elemanlarının doğrusal olmayan davranışlarını modellemek için ATC72 yönetmeliğindeki tavsiyeler dikkate alınmıştır. İstanbul da olabilecek deprem büyüklüğüne ve yapının fay hattına mesafesine uygun olarak seçilen ve ölçeklendirilen kuvvetli yer hareketi kayıtları ile farklı yazılımlar kullanılarak, SAP2000 ve Perform3D, zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz verilerinden elde edilen plastik deformasyon değerlerine göre yapı elemanlarının hasar durumları ve yapı performansı belirlenmiştir. Analizler sonucunda, kolon ve kiriş elemanlar hedeflenen performans düzeyini sağlasa da yapıdaki bazı perdelerin kesme güvenliğini sağlamadığı görülmüştür. Bu çalışma İstanbul da yapılacak yüksek binaların tasarımı ve emniyeti için mutlaka yürürlükte bir yönetmelik olması gerektiği fikrini desteklemektedir.

Title

SEISMIC PERFORMANCE ASSESMENT OF AN EXISTING REINFORCED CONCRETE TALL BUILDING

Abstract

There s a rising demand on high rise buildings in Istanbul. Tall buildings are special buildings which require specific design codes. Examples of these special design codes can be found in USA. Istanbul High Rise Buildings Earthquake Code (IHRBEC) is not operative yet. Effects of this situation on the performance and safety of tall buildings is unknown. For this work, a tall buildings with 25 floors and 100m high is chosen to reflect the performance of buildings with height ranging 35-100m which there are thought to be 2236 of this type of buildings in Istanbul. Advises of ATC72 code is taken in consideration to achieve a realistic model and realistic performance assesment. Strong motion records are chosen regarding the possible earthquake magnitude and distance of the building to fault trace in Marmara sea. Using two different softwares, SAP2000 and Perform3D, nonlinear time history analyses are carried on. With the data obtained from analyses, damage levels of structural components are defined due to plastic deformations occuring at plastic hinges. Even though beam and column type structural elements are achieving the performance goals, some of the shear walls are being affected by higher shear forces than their nominal shear strength. This work supports the idea that Istanbul requires an operative tall building design code for guidance to engineers and safety of the city.

Anahtar Kelime

deprem, yapı performansı, doğrusal olmayan analiz, nonlineer, yüksek yapılar.

Bilim Kodu

624




Sıra No :13357
Üniversite

501101248

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Kadir GÜLER

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Samet TOZAN

Başlık

YÜKSEK BİNALARDA RÜZGAR ETKİSİ VE KONFOR ŞARTLARININ ÇEŞİTLİ YÖNETMELİKLERE GÖRE İNCELENMESİ

Özet

Rüzgar, yüksek yapıların tasarımında önemli bir etkidir. Rüzgardan dolayı, konforla ilgili bazı olumsuz etkileri ortaya çıkarabilir. Kullanılabilirlik koşulları araştırılırken rüzgar nedeniyle ortaya çıkan konfor koşulları dikkate alınmalıdır. Bu çalışmada yüksek yapılarda konfor koşulları çeşitli yönetmelikler kullanılarak incelenmiştir. 31 katlı 111.6 m yüksekliğindeki bu ofis binası deprem aktivitesi yoğun olan İstanbul da bulunmaktadır. İncelenen yüksek bina her iki doğrultuda simetriktir. Bina taşıyıcı sistemi perde-çerçeve sistemdir. İncelenen bina önce 2007 Deprem Yönetmeliği’ne göre tasarlanmıştır. Daha sonra x doğrultusunda rüzgar etkisi altında binada rüzgar doğrultusu ve ona dik doğrultuda ortaya çıkan ivmeler, yönetmelik ve tasarım kuralları kullanılarak bulunmuştur. Konfor koşulları en üst katta oluşan maksimum ivmeye göre araştırılmıştır. Ayrıca rüzgardan dolayı oluşan yerdeğiştirmeler de bulunmuştur. Kullanılabilirlik koşulları insanların algılarına bağlıdır. Bu çalışma yüksek binalarda rüzgar etkisi altında kullanılabilirlik durumunun (konfor koşulları) incelenmesini mümkün kılmaktadır.

Title

INVESTIGATION OF THE WIND EFFECT AND COMFORT CRITERIA IN TALL BUILDINGS CONSIDERING VARIOUS CODE REQUIREMENTS

Abstract

Wind is an important factor in the design of tall buildings. The effect of the wind can bring a negative impact in terms of the comfort. When the serviceability limit states are considered, the wind effects should be considered as a comfort condition. In this study, the comfort condition of a tall building under the wind excitation is assessed by considering various structural codes. A 31 story and 116.6 m tall office building is considered in Istanbul, which is located to be high seismic area. The studied tall building is symmetrical in both directions. The lateral structural system of the building is a dual system of shear walls and moment resisting frames. First of all the building is designed according to Turkish Seismic Code 2007 (TSC 2007). After this, the the wind applied to x direction and the maximum alongwind and crosswind accelerations are estimated using various codes and design guidelines. The comfort conditions are investigated considering the maximum accelerations of the top floor of the building due to the wind excitation. In addition, displacements of the building were found due to the wind excitation. The serviceability condition depends on the level of human perception. This study enables to investigate the serviceability condition (comfort condition) of a tall building due to the wind acceleration.

Anahtar Kelime

Yüksek bina, Konfor koşulları, Rüzgar yükü

Bilim Kodu

0




Sıra No :13383
Üniversite

501101065

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Konurlap Girgin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Erhan Mollaoğlu

Başlık

BURKULMASI ÖNLENMİŞ ÇAPRAZ (BÖÇ) İLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME BİR BİNANIN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ YÖNTEMLERİYLE PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

Özet

Performansa dayalı yapı tasarımı için kullanılacak analiz türünün seçimi güncel bir konu olup, son yıllarda doğrusal elastik olmayan analiz yöntemlerinin uygulanması oldukça yaygınlaşmıştır. Doğrusal olmayan analiz yöntemlerinin yaygınlaşmasında gelişen bilgisayar teknolojilerinin önemi ve yapılan çalışmaların etkisi büyüktür. Öngörülen deprem etkileri altında yapı performansının belirlenmesi sonucu yeterli performans düzeyinin sağlanmaması durumunda yapı güçlendirmesi gündeme gelmektedir. Uzun yıllar boyu birçok güçlendirme yöntemi geliştirilmiştir. Bunlardan bazıları yapıya ilave rijitlik kazandırırken bazıları ise şekil değiştirme kapasitesini arttırmayı sağlamaktadır. Bölme duvarlarının yerine betonarme perde yapılması yapının rijitliğini arttırırken bir yandan da karşı koyacağı deprem kuvvetlerini arttırmaktadır. Günümüzde, enerji sönümleme kapasitesi yüksek olan sismik izolatörlerin ve sıvı ya da metal esaslı çapraz elemanların güçlendirme amaçlı olarak kullanımı yaygınlaşmaktadır. Tez kapsamında kullanılan Burkulması Önlenmiş Çaprazlar (Buckling Restrained Braces) çelik esaslı enerji sönümleyiciler olup dengeli ve dolu histerisitik eğrilikleri sayesinde tersinir yükler altındaki eşit dayanımları gibi üstünlükleri bulunmaktadır. BÖǒlerin kullanımı ülkemizde yaygın olmasa da Japonya ve ABD’de son 10 yılda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Uzun yıllar süren deney ve uygulama sonucunda BÖǒlerin yapı deprem performansını arttırdığı ortaya koyulmuştur. BÖǒlerin tasarımına ilişkin yönetmeliğimizde bir bölüm bulunmasa da uluslararası yönetmelikler ve teknik dökümanlar yayınlanmıştır.

Title

EVALUATION SEISMIC PERFORMANCE OF A REINFORCED CONCRETE BUILDING WHICH IS RETROFITTED WITH BUCKLING RESTRAINED BRACES (BRB) BY NON-LINEAR METHODS

Abstract

Selection of analyze type to be used for performance-based building design is a topical issues and applications of non-linear elastic analysis methods have become widespread. Improving computer technology and current researches on the topic have a big impact on the development of non-linear analysis methods. When a structure performs below the required level of performance under prescribed earthquake effects, seismic retrofit becomes necessary. A variety of seismic retrofitting methods have been developed over several years. While some of them give additional rigidity to the structure, the others aim to increase capacity of deformations. Usage of shear walls instead of non-structural walls improves both rigidity and seismic performance of the structure. Seismic isolators, which have a high capacity of energy absorption/damping, and liquid and metal-based braces have been used widespread recently for the retrofit purposes. Buckling Restrained Braces (BRB), which are used in this thesis, are steel-based energy dampers with the advantage of equal resistance under reversible loads, due to the balanced and full hysteretic curvature. Though BRB is not common in our country, it has had a widespread use in Japan and the USA in the last ten years. Experiments and applications that lasted for several years have proven that BRBs improve seismic performance of structures. Although we do not have a chapter for designing of BRBs in Turkish Earthquake Code, international guidelines and technical documents have been published.

Anahtar Kelime

böç, doğrusal olmayan analiz

Bilim Kodu

624




Sıra No :13265
Üniversite

501101321

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Aykut Şenol

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Feyzullah GÜLŞEN

Başlık

DOYGUN VE DOYGUN OLMAYAN ZEMİN MEKANİĞİ KAVRAMLARI İLE SIĞ TEMELLERİN TAŞIMA GÜCÜ

Özet

Bu çalışmada, sığ temellerin taşıma gücüne ilişkin doygun zemin mekaniği ve doygun olmayan zemin mekaniğine göre elde edilmiş yaklaşımlar incelenmiştir. Araştırma hem deneysel hem de sayısal analizlerden oluşmaktadır. Deneysel çalışmada kullanılan zeminlerin gerekli mühendislik özellikleri belirlenmiştir. Sayısal analizlerde ise sonlu elemanlar yöntemi ile çözüm yapan GeoStudio Sigma-W 2007 programı kullanılarak farklı zemin türleri üzerinde, farklı durumlar için analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerde; zeminin tamamen kuru olduğu durum, tamamen doygun olduğu durum ve doygun olmayan zemin mekaniği kavramları ile yeraltı su seviyesinin yüzeyden temel genişliğini ve temel genişliğinin iki katı kadar aşağıda yer aldığı durumlar araştırılmıştır. Sonlu elemanlar analizlerinin sonuçları görsel olarak elde edilip, yorumlanmıştır.

Title

BEARING CAPACITY OF SHALLOW FOUNDATIONS WITH RESPECT TO SATURATED AND UNSATURATED SOIL MECHANICS CONCEPTS

Abstract

In this study, bearing capacity of shallow foundations were investigated using saturated soil mechanics and unsaturated soil mechanics approaches. The research consists of both experimental and numerical analysis on specified samples. In experiment study, necessary engineering properties of soils used in the study were determined. In numerical analysis of the study, GeoStudio Sigma-W 2007 which is packaged software working with finite element method is used to analysis different soil types, different situations. This analysis is completed using the soil is completely dry state, the soil is completely saturated state and the soil is unsaturated state. In unsaturated soil analysis two scenarios are created. First, the ground water level is under the foundation equal to depth foundation width. Second, the ground water level is under the foundation depth equal to twice the width of foundation. Finite element analysis results are obtained and visually interpreted.

Anahtar Kelime

Doygun olmayan zemin, Taşıma gücü, Zemin su karakteristik eğrisi, GeoStudio-Sigma W, Sığ temeller

Bilim Kodu

6240100




Sıra No :14041
Üniversite

501081304

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mete İNCECİK

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Fulya Aracı

Başlık

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE TERMAL ENERJİ KAYNAKLARINDAN YARARLANMA

Özet

Geçtiğimiz yüzyılda insanların aşırı enerji tüketimi sonucu atmosferdeki CO2 miktarı hızla artmış ve bu hızlı değişim çevreye kalıcı zararlar vermeye başlamıştır. Aşırı fosil yakıt kullanımının en önemli sorunlarının başında çevre kirlenmesi, küresel ısınma, iklim değişikliği ve sera etkisi gelmektedir. Ayrıca fosil enerji kaynakları rezervlerinin yetersiz oluşu ve gelecekte tükenecek olması insanlık için büyük tehlike oluşturmaktadır. Enerji kaynaklarını tüketmedeki alışkanlıklar değişmezse, yakın gelecekte ciddi problemler ile karşılaşılması kaçınılmaz olacaktır. Bu nedenle enerji konusunda kalıcı çözümler bulunması zorunludur. Bu bağlamda enerji konusundaki en güncel tartışmaların başında ise sürdürülebilir enerji kullanımını mümkün kılmak gelmektedir. Çevre sorunlarının ve kirliliğinin büyük bir bölümünde, enerji kaynaklarının kullanımı, diğer bir ifade ile enerji üretimi, çevrimi, iletimi ve tüketimi, endüstrinin bıraktığı atıklar, taşıtların egzoz gazlarındaki kirleticiler ve özellikle kentsel alanlarda, konutlardaki ısıtma ihtiyacını karşılamak üzere tüketilen enerjinin atık ürünleri etkili olmaktadır. Bu durum bizi yenilenebilir enerji kaynaklarına yönlendirmektedir. Bunun için temel çözüm, fosil enerji kaynaklarına birer alternatif teşkil edecek güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji, gelgit enerjisi ve biokütle enerjisi gibi “Yenilenebilir Enerji Kaynakları”nı kullanmak olacaktır. Bu çalışmada enerji kavramı, enerji çeşitleri ve yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan jeotermal enerji incelenmiştir. Çalışma kapsamında jeotermal enerjinin sürdürülebilirliği, jeotermal enerjinin çevreye etkisi gibi konular ülkemizdeki doğal kaynakların korunması ve çevre dostu kullanımlar açısından değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın diğer bir önemli amacı ise, jeotermal ısıtma ve soğutma sistemlerinin geoteknik mühendisliğindeki olası uygulamalarına vurgu yapmak ve bu konunun geoteknik mühendisliği disiplini içerisinde de değerlendirilmesi yönünde bir açılım yaparak geoteknik mühendisliğine bir katkıda bulunmaktır.

Title

RENEWABLE ENERGY SOURCES AND USAGE OF THERMAL ENERGY SOURCES

Abstract

Energy demand has been increasing as a result of industrialization parallel to technological development of world countries and population increase. After the industrial revolution, the energy has become a very important issue for the development of a society, but over the past century there has been a dramatic increase in CO2 emissions in the atmosphere due to the over consumption of the energy by the humankind. Last two decades have witnessed a rapid change in CO2 emissions and the rapid change is having a serious effect on the environment. The problems caused by excess fossil fuel consumption are the environmental pollution, global warming, climate change and greenhouse effect. For this reason, turning to “Renewable Energy Sources” seems as a fundemental solution instead of fossil energy resources. In this study, the applications of geothermal heat pumps were investigated. Depending on the application styles, different kinds of geothermal heat pumps were technically and costly analysed and compared with practical applications. Especially the differences of first investment, actuation and maintenance between the other systems and Geothermal soil source Heat Pumps were listed. Both the advantages and disadvantages also noted. Another important purpose of the research is to introduce this brand new area to the geotechnical engineering discipline and to focus on the possible use of ground heating and cooling systems in geotechnical engineering applications.

Anahtar Kelime

Yenilenebilir Enerji, Jeotermal Enerji, Isı pompası

Bilim Kodu

0




Sıra No :13887
Üniversite

501072007

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Özden B. Cağlayan, Benjamin W. Schafer

Tez Türü

Doktora

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Deniz Ayhan

Başlık

SOĞUK ŞEKİL VERİLMİŞ ÇELİK KİRİŞLERİN GÖÇME KARAKTERİZASYONU

Özet

Bu çalışmanın amacı, yerel ve distorsiyonel burkulma etkisiyle oluşan enkesit deformasyonlarına maruz soğuk şekil verilmiş çelik elemanların rijitlik kaybı ve sünekliğinin öngörülmesi ile ilgili tasarım yöntemlerini geliştirecek çalışma sunmaktır. Soğuk şekil verilmiş çelik kirişlerin yerel ve distorsiyonel burkulması ile sonuçlanan deney ve sonlu eleman analiz çalısmalarından elde edilen mevcut veriler bu çalışmanın başlangıç kaynağı olarak kullanılmıştır. Testlerin ve sonlu eleman analiz modellerinin tepe yüke (monente) kadar olan rijitliği etkili genişlik ve Dolaysız Dayanım yöntemlerinin öngörüleri ile karşılaştırılmıştır. Yerel ve distorsiyonel enkesit narinliği ile tepe noktasına kadar gözlemlenen ve öngörülen rijitilik arasındaki ilişki incelenmiştir. Modellerin, modern sismik tasarım için gerekli olan, süneklik ve tepe-sonrası davranışını araştırmak için mevcut modellerin davranışları basit histeretik eğrilerle idealleştirilmiştir. ASCE 41’da yer alan tanıma dayanarak, moment-dönme (M-) basit çok-eğrili model ile parametize edilmiştir. Önerilen M- davranışının geçerliliği irdelenmiştir. Önerilen yöntem soğuk şekil verilmiş çelik sistemlerin lineer olmayan analizinin gelişimi için önemli bir adımdır.

Title

COLLAPSE CHARACTERIZATION OF COLD-FORMED STEEL BEAMS

Abstract

The objective of this thesis is to provide work towards design methods to predict both the loss of stiffness and the available ductility for cold-formed steel (CFS) members subject to cross-section deformations resulting from local and distortional buckling. Existing tests and finite element analysis on CFS beams failing in local and distortional buckling, are used as the basis for the study conducted herein. Stiffness of the conducted tests and finite element models up to the peak load (moment) is compared with predictions based on the effective width method and the Direct Strength Method. Relationships between local and distortional cross-section slenderness and the observed and predicted secant stiffness up to the peak load are examined. To explore models that include energy dissipation and post-peak behavior, as required for modern seismic design, simple hysteretic models are fit to the full response curve generated from the existing data. Using a modification of the simplified model introduced in ASCE 41 for pushover analysis, the moment-rotation (M- response is parameterized into a simple multi-linear curve. Accuracy of the proposed M- approximation is assessed. The proposed prediction method for M- provides a necessary step in the development of nonlinear structural analysis of CFS systems.

Anahtar Kelime

soğuk şekil verilmiş çelik, yerel burkulma, distorsiyonel burkulma, rijitlik, süneklik

Bilim Kodu

624




Sıra No :13904
Üniversite

501081427

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd.Doç.Dr.Pelin Alpkökin

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mehmet Çağrı Kızıltaş

Başlık

YÜKSEK HIZLI DEMİRYOLLARI MEVCUT DURUM, GELİŞME EĞİLİMLERİ, TÜRKİYE VE DÜNYADAKİ ÖRNEKLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Özet

Ulaştırma, tarih boyunca toplumların gelişimine önemli katkı sunmuş olup teknolojik gelişmelerin itici gücü olmuştur. Ulaştırma imkanlarının artması paralelinde, toplumların birbirleriyle iletişimi ve etkileşimi güçlenmiş, bu da insanlığın ortak medeniyetine önemli katkılar sunmuştur. Ulaştırma, günümüzde önde gelen hizmet sektörlerinden birisi olup sosyal, teknik, ekonomik, kültürel ve politik parametrelerle etkileyen ve etkilenen bir ilişkiye sahiptir. 20.yüzyılda yaşanan teknolojik gelişmeler, farklı ulaştırma türlerinin her birisi için geniş ihtiyaç ve kullanım alanını ortaya çıkarmıştır. 21. yüzyılda içinde bulunduğumuz süreçte ise; farklı ulaştırma türlerinin her birinin etkin ve verimli bir şekilde kullanımı ile bu türlerin birbirleriyle entegrasyonunun en üst düzeye çıkarılması zorunlu hale gelmektedir. Ulaştırma Sistemi’nin ekonomi ile olan yakın ve karşılıklı ilişkisi nedeniyle; küresel, bölgesel ve yerel anlamda yaşanan ekonomik gelişmeler, ulaştırma politikalarında kalıcı değişiklikler ve kararların alınmasına yol açmaktadır. Dünyada son 40 yılda yaşanan gelişmeler; daha çevreci ve dengeli bir ekonomik algının oluşturulmasını zorunlu kılmaktadır. Dolayısıyla, bu yaklaşımın da ulaştırma sistemine birebir yansımaları olmaktadır. A.B.D., AB, Japonya ve benzeri ülkeler, ulaştırma sisteminde türlerarası entegrasyon ve dengeli türel dağılımın önemini daha erken dönemde fark ederek, politikalarını bu çerçevede belirlemeye başlamışlardır. Avrupa Komisyonu’nun Eylül 2001’de kabul ettiği Beyaz Kitap’ta ortaya konan kararlar, kıta sathında ulaştırma ağlarının geliştirilmesini, bunların komşu coğrafyalarla bağlantılarını, demiryolunun türel dağılımdaki payının arttırılmasını, yük taşımacılığı için daha etkin politikaların geliştirilmesini ve yüksek hızlı demiryolu yatırımlarının türdel entegrasyon, bölgelerarası entegrasyon ve ülkeler arası entegrasyon çerçevesinde hızla arttırılmasını içermektedir. AB’nin 2007’de ortaya koyduğu TINA Raporu, genişleyen birliğin ulaştırma ağlarının çok türlü ve entegre bir şekilde geliştirilmesini ve sürdürülebilir bir hareketliliğin sağlanmasını amaçlamaktadır. Dolayısıyla, malların, hizmetlerin ve insanların serbest dolaşımının sağlanması adına bir başlangıç çalışmasını teşkil etmektedir. TINA Raporu’nun bir başka özel amacı ise AB ile bütünleşme sürecindeki Türkiye’nin ulaştırma sistemi ve ağlarının birlik ile entegrasyonudur ve bu çerçevede bir projeksiyonun sunulmasıdır. AB, ulaştırmada TRACECA gibi çok türlü alternatif çözümler üretmektedir. Bu proje kapsamında, Orta Asya’dan Avrupa’ya kadar geniş bir coğrafyanın ulaştırma ağlarının yenilenmesi ve iyileştirilmesi söz konusudur. Karadeniz ve Hazar Denizi odaklı projenin, Doğu Avrupa ülkelerinin Akdeniz’e entegrasyonu gibi amaçları da bulunmaktadır. Coğrafi olarak TRACECA’da etkin bir konumda olan Türkiye’nin gerçekleştirmekte olduğu yüksek hızlı demiryolu yatırımları bu projeden bağımsız düşünülmemektedir. Bununla beraber, tarihi ipek yolu üzerinde yeni demiryolu ağı projeksiyonları paralelinde de önemli bir konuma sahip olan ülkemiz, Asya’dan Avrupa’ya ya da Çin’den Londra’ya ulaştırma koridorları üzerinde stratejik bir geçişi meydana getirecek olan Marmaray yatırımını gerçekleştirmektedir. Marmaray, boğazın iki yakasını birbirine tüp tünelle bağlayan bir sistem olmaktan öte, kentiçi birçok hattın transfer merkezi olmasının yanı sıra, geniş bir uluslar arası ağın önemli bir parçası olan yüksek hızlı demiryolu hatlarımızın bağlandığı özel bir proje niteliğindedir. AB, TEN (Trans Europan Network) çerçevesinde bir demiryolu alt başlığı olarak TER’i (Trans Europan Railway) oluşturmuş olup birliğin yüksek hızlı demiryolu projeksiyonlarını ortaya koymuştur. TER dahilindeki on dokuz adet yüksek hızlı demiryolu ağı projesinden en öncelikli olanı PBKAL’dir. PBKAL, Paris (Fransa), Brüksel (Belçika), Köln (Almanya), Amsterdam (Hollanda) ve Londra’yı (İngiltere) birbirine bağlayan bir yüksek hızlı demiryolu projesidir. Bu hattın Amsterdam ayağı Londra’ya Manş Tüneli ile bağlanmakta olup AB’nin 200-300 km/sa aralığında hız yapılması planlanan nihai Avrupa Yüksek hızlı demiryolu Projesi’nin çok önemli bir etabını teşkil etmektedir. Uzun vadeli dönemlerde, Türkiye’nin bu projeye Viyana-Budapeşte-Belgrat-Sofya üzerinden bağlanması da planlar dahilindedir. AB’nin 2015 projeksiyonlarında toplamda 30.000 km’lik bir demiryolu ağı hedefi konulmuş olup bunun 19.000 km’sinin 250 km/sa’in üzerinde olması öngörülmektedir. Bu bağlamda, son kırk yıllık süreçte Fransa, Japonya, Almanya öncülüğünde ‘’daha üst düzey hizmet parametreleri ve altyapı standartlarına’’ sahip olan yüksek hızlı demiryolu yatırımlarına girişilmiş olup, son yıllarda İspanya ve Çin de oldukça ivmeli bir şekilde bu sürece dahil olmuş ve Fransa-Japonya ikilisiyle beraber sektörün öncüsü konumuna gelmiştir. Yüksek Hızlı Demiryolları; orta-uzun mesafelere kadar, havayollarına göre daha rekabetçi olup aynı yöredeki şehirlerarası yolculuklarda, hizmet parametreleri itibariyle idealdir ve günübirlik yolculuklara imkan vermektedir. Yüksek Hızlı Demiryolları (YHD) yöresel, ulusal ve bölgesel entegrasyona önemli bir itici güç olmakta ve ekonomik atılımlara el veren ‘’güvenli bir ulaştırma türü’’ olmaktadır. Japonya, Fransa, İspanya, Almanya ve Çin’in lideri olduğu sektörde, İtalya, Britanya, İsviçre, Rusya, Güney Kore ve Türkiye’de bulunmaktadır. Ülkemiz sektöre kayda değer bir giriş yapmış olup burada ‘’bütüncül bakış açısı, alabildiğine yeterli altyapının tesis edilmesi ve araç-altyapı malzemeleri başta olmak üzere yerli sanayinin kurulumu’’ önemlidir. Bununla beraber, çevreci bir ulaştırma türü olması, az yer kaplaması, yüksek kapasiteyle çalışıyor olması, alternatif enerji kullanımına çok daha açık olması da diğer artılarıdır. Özellikle ‘’alternatif enerji’’ konusu, küresel çapta olmakla beraber, ülkemiz ve bölgemiz için her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. Ülkemiz yüksek hızlı demiryolu sektörüne hızlı bir giriş yapmış olup ilk olarak Ankara-İstanbul Yüksek hızlı demiryolu (YHD) hattının Ankara-Eskişehir etabı hizmete açılmıştır. Takibinde, arazi koşullarının elverişliliği sebebiyle Ankara-Konya YHD Hattı kısa sürede tamamlanarak hizmete açılmış, Ankara-Yozgat-Sivas-Erzincan YHD Hattı inşa çalışmalarında 2013 itibariyle Erzincan etabına geçilmiştir. Bu hat için Erzincan-Erzurum-Kars bağlantısı öngörülmekte olup diğer taraftan Konya-Eskişehir YHD Hattı’da 2013’te hizmete açılmıştır. Bununla beraber, Ankara-İstanbul YHD Hattı’ nın Eskişehir-İstanbul etabında inşa çalışmaları devam etmektedir. Ayrıca Konya üzerinden Adana-Mersin YHD bağlantısı ve Ankara-İzmir YHD Hattı’da planlanmaktadır. Bir diğer planlanan hat ise, İstanbul (Halkalı)-Bulgaristan YHD Hattı’dır. Bu tezde, yüksek hızlı demiryollarının ortaya çıkışı, gelişim süreci ve ulusal, bölgesel, uluslar arası politikaları ortaya konacaktır. YHD Hatlarının standardizasyonu ve tanımı; altyapı, hizmet parametreleri ve farklı ölçütlerle ortaya konulmaya çalışılacaktır. Küresel boyuttaki sektörel eğilimler, teknolojik gelişimler ve politik kararların değerlendirilmesiyle, bunların ülkemize yansımaları ile bu çerçevede ortaya konan bir teknik değerlendirme dahilinde öneriler sunulacaktır. Yüksek hızlı demiryolu türünde uzun yıllarla dayalı deneyimleri olan ülkeler ile sektöre yeni girmiş olup yaptıkları yatırımlarla sektörün öncüsü konumuna gelen ülkelerin geniş bir değerlendirmesi yapılacaktır. Ayrıca, sektörde bulunan bütün ülkelerin altyapı standartları, ağ gelişim süreçleri, uluslar arası demiryolu ağ bağlantıları, türler arası entegrasyonları, sundukları hizmet parametreleri ve benzeri koşullar detaylı bir değerlendirmeye tabi tutularak, birbirleriyle ve Türkiye ile karşılaştırmaları sunulacaktır. Bu bağlamda, karşılaştırmalarla edinilen çıkarımlar ortaya konacak ve küresel, bölgesel, yerel anlamda genel bir değerlendirme ortaya konacaktır. Genel değerlendirmeden hareketle, ülkemizin yüksek hızlı demiryolu sektöründe ki yatırım performansı, üretim kapasitesi, işletme koşulları ve benzeri kıstaslar altında bir profili çizilecek ve bu çerçevede projeksiyonlar ortaya konulmaya çalışılacaktır.

Title

HIGH SPEED RAILWAYS: AN ASSESSMENT OF CURRENT STATUS AND DEVELOPMENT TRENDS IN TURKEY AND IN SOME OTHER COUNTRIES

Abstract

Transportation has played a crucial role in societies’ development and been a cornerstone for technological improvements. In parallel with increment of transportation facilities, the relations and ties among various societies have been strenghtened and this has seriously affected humans’ common civilization. Nowadays, transportation has changed to be a very important branch of service sector and has a correlation with social, technical, economical, cultural and political parameters. During the 20th century, developments in the field of technology have led to vast need and for a variety of transportation modes. As for 21th century, effective utilization of each transportation mode and their integration in a high level has turned out to be a matter of paramount importance. For almost last four decades, in transportation systems, formation of a more environmental and balanced economic perception has gained remarkable value. United States of America, European Union, Japan, etc. have realized the importance of intermodal integration and balanced modal distribution in early stages and they have stipulated the policies having these important factors in mind. In September 2001, by regulation of White Paper by European Commission, expansion of transportation networks in the continental scale, their connections with neighborhood, increment of the share of railway in modal distribution, formation of more effective policies for freight transportation, and a rapid increment in high speed railway facilities from the point of modal, inter-regional and international integrations were encompassed in the policies. TINA report of EU in 2007 aims at development of expanding union from a perspective of multi-modal and integrated tranportation networks and formation of a sustainable mobility. Thus, provision of a free circulation of goods, services, and humans has been initiated by the report. Another specific aim of the mentioned report is to form an integrated transportation network and system between Turkey and EU countries from the integration process of Turkey-EU’s vantage point. Subsequently, presenting a projection is targeted. EU is dealing with establishment of multi-modal transportation alternatives such as TRACECA. In the scope of this project, enhancement of transportation networks of a vast geography from Central Asia to Europe is beeing considered. Beside being a Black Sea and Caspian Sea-focused project, integration of Eastern European countries to Mediterranean ones is regarded in the foundation of TRACECA project. Turkey’s investment in high speed railways (HSR) ties up with TRACECA project with regard to the country’s important location. In conjunction with the mentioned process, Turkey is situated in an important location on the historical Silk Road. A number of new railway projects are being deemed over the Silk Road extending from Asia to Europe (Beijing to London). It should be noticed that Marmaray Project in Istanbul will strategically form a transit between the mentioned cities. Marmaray Projet is a system to connect Asian and European sides of Istanbul by an immersed tube tunnel. Furthermore, it will be a transfer center for a number of transportation facilities in the city. In addition, the project is an important connection between Turkey’s high speed railways with international transportation networks. In the scope of TER (Trans European Railway), as a part of TEN (Trans European Network), EU has presented high speed railway projects of the Union. The pioneer project amongst the TER’s 19 high speed railway projects is PBKAL (Paris-Bruxelles-Cologne-Amsterdam-London). Amsterdam is connected to London by Manche Tunnel within this project where finally a 200-300 km/h speed is planned which is a very important part of the project. As for long-term planning, Turkey is being covered in this project from Vienna-Budhapest-Belgrad-Sofia line. EU’s 2015 projections include a total of 30.000 km raiway lines where 19.000 km of the project has a speed of more than 250km/h. In the period of last four decades, pioneered by France, Japan, and Germany, high-quality service parameters and infrastructure standard levels of high speed railway lines have gained remarkable value. In recent years, Spain and China have been included in this group with a high acceleration and have introduced themselves as pioneers of the sector beside France and Japan. HSRs are more competetive in comparison with airways for mid to long-distances trips. With regard to the service-related parameters of HSR for the inter-city trips in the same region, HSR is an ideal choice and paves the way for commuters to perform their travels. HSR is a vital component of the local, national and regional integration and provides an economic progress in transportation modes. Having considered Japan, France, Spain, Germany and China as the leadres of the sector, Italy, Britain, Switzerland, Russia, South Korea and Turkey are also included in this sector. Turkey has recently but remarkably invested in High Speed Railways. Besides, being an environmental friendly mode, less land occupancy, high capacity and compatibility with alternative energy utilization are some major advantages of HSR. In particular, compatibility with alternative energy utilization gains more value day after day in the global scale, especially in our country and the region. The first HSR facility in the country is Ankara-Istanbul line where Ankara-Eskişehir phase is open to public service. Subsequently, considering the proper land-related conditions of the region, Ankara-Konya HSR line was constructed in a short period. By 2013, construction of Erzincan phase of the Ankara-Yozgat-Sivas-Erzincan HSR line has been commenced. Continuing this line, Erzincan-Erzurum-Kars connection is planned. On the other hand, Konya-Eskişehir HSR line is giving service since 2013. At the moment, the remaining Eskişehir-Istanbul part of the Ankara-Istanbul HSR line is being constructed. Adana-Mersin HSR connection is also being planned based on the Konya HSR line. Other planned HSR lines are Ankara-Izmir and Istanbul (Halkali)-Bulgaria. This thesis aims at evaluating the HSR, its development process and national, regional and international policies. On the other hand, standardization and definition of HSR, infrastructure, service parameters and various critaria are being discussed. A technical evaluation of effects of global-scaled sectoral inclinations, technological progresses and political decisions are also important factors to be investigated in this study and suggestions and guidelines will be presented. A detailed evaluation of the HSR in the countries with strong background in this sector and those of recently being pioneer countries by remarkable investments in the sector will be conducted. On the other hand, infrastructure standards, network extension process, connection with international railway networks, intermodal integrations, service parameters and analogous conditions of the countries included in the sector will be analyzed in a detailed manner. A comparison of all these countries with Turkey will be done. In this scope, the results from comparisons will be presented and a general evaluation of global, regional and local developments will be proposed. Turkey’s HSR profile will be extracted based on investment performance, production capacity, operational conditions and similar limits and within this frame, projections will be offered and evaluated.

Anahtar Kelime

Yüksek Hızlı Demiryolu, Dengeli Türel Dağılım, Sürdürülebilirlik, Yolcu ve Yük Taşımacılığı, Türlerarası Entegrasyon, Enerji Verimliliği

Bilim Kodu

0




Sıra No :13909
Üniversite

501111028

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Tülay AKSU ÖZKUL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Kadir Erkan UYSAL

Başlık

BETONARME BİNALARDA DOLGU DUVARLARIN DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, betonarme binalarda dolgu duvarların deprem etkisi altındaki yapısal davranışının incelenmesi amaçlanmıştır. Dolgu duvarların çerçeve ve yapılar üzerindeki etkileri ve dolgu duvar modelleri ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Çalışmada, altı katlı ve on iki katlı iki betonarme bina kullanılmıştır. Deprem Yönetmeliği 2007 ve teknik şartnamelere uygun olarak her iki bina için taşıyıcı çerçeve sistemler oluşturulmuştur. Binalar dolgu duvarsız, tuğla dolgu duvarlı ve gazbeton dolgu duvarlı olarak oluşturulmuştur. Tuğla dolgu duvarlı, gazbeton dolgu duvarlı ve dolgu duvarsız binaların taşıyıcı çerçeve sistemlerinin üç boyutlu modelleri SAP2000 yapı analiz programında oluşturulmuş ve Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Dolgu duvarlar, deneysel ve analitik çalışmaların ışığında eşdeğer diyagonal basınç çubukları olarak modellenmiştir. Analizlerin sonrasında tüm modellerin doğal titreşim periyodu, taban kesme kuvveti, yer değiştirme, kat rijitlik, burulma düzensizliği katsayısı ve etkin göreli kat ötelemesi değerleri elde edilmiştir. Modellerin analiz sonuçları karşılaştırılmış ve yorumlanmıştır. Çalışmanın sonunda, betonarme binalarda dolgu duvarların etkisinin göz önüne alınması ile yapısal davranışın önemli derecede değişebileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Title

REVIEWING BEHAVIOUR OF INFILL WALLS IN REINFORCED CONCRETE BUILDINGS UNDER EARTHQUAKE EFFECT

Abstract

In this study, reviewing structural behaviour of infill walls in reinforced concrete buildings under earthquake effect is aimed. Effects of infill walls on frames and structures and the models of infill walls are explained at large. In the study, a six-story building and a twelve-story building are used. The bearing frame systems for each building are constituted in accordance with Turkish Earthquake Code 2007 and technical specifications. The buildings are constituted without infill walls, with brick infill walls and with aerated concrete infill walls. Three dimensional models of the bearing frame systems of the buildings with brick infill walls, with aerated concrete infill walls and without infill walls are constituted in SAP2000 structural analysis program and analysed by using Equivalent Seismic Load Method. Infill walls are modeled as equivalent diagonal pressure bars in the light of experimental and analytical works. After the analyses the values of free vibration periods, base shear forces, displacements, rigidities of stories, torsional irregularity factors and effective relative story drifts of all models are obtained. The analysis results of the models are compared and commented. At the end of the study, it is concluded that the structural behaviour can be changed critically with considering the effects of infill walls in reinforced concrete buildings.

Anahtar Kelime

Dolgu duvarlar, Dolgu duvarlı çerçeveler, Dolgu duvar etkisi, Dolgu duvarlı perde çerçeveler, Eşdeğer diyagonal basınç çubuğu

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :13915
Üniversite

501072002

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr. Mehmet Hakkı Omurtag

Tez Türü

Doktora

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Akif Kutlu

Başlık

MINDLIN PLAKLARININ KARIŞIK SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE BÜYÜK ÇÖKME VE ELASTO‒PLASTİK ANALİZİ

Özet

Bu tez kapsamında, Mindlin plaklarının büyük çökme davranışı ve elasto-plastik analizi iki alanlı bir karışık sonlu eleman formülasyonu çerçevesinde ele alınmıştır. Formülasyon, tarif edilen problemlere uygulanırken aynı zamanda bazı yenilikçi çözüm stratejileri önerilmiştir. Çalışma kapsamında tabakalı kompozit Mindlin plaklarının büyük çökme altında statik davranışı incelenmiştir. Plak bölgesinde şekil değiştirme alanı von Kármán kinematik ilişkileri üstünden yazılmıştır. Laminat plak çözümü için ortotrop tabakaların birleştirilmesiyle oluşturulan eşdeğer tek tabaka (equivalent single layer) yaklaşımı ile alan denklemleri elde edilmiştir. Doğrusal olmayan denge denklemleri virtüel iş prensibi kullanılarak türetilmiştir. Hellinger-Reissner prensibi hakkında bilgi verilmiş ve ilgili fonksiyonelin birinci varyasyonu bu prensibe bağlı olarak elde edilmiştir. Doğrusal olmayan sonlu eleman denklemleri artımsal formülasyon kullanılarak doğrusallaştırılmıştır. Elde edilen fonksiyonelde bölge değişkenlerinin en yüksek birinci derece türevleri bulunduğu için şekil fonksiyonlarında C0 sürekliliğinin bulunması yeterli olmaktadır. Doğrusal olmayan denklem takımı Newton-Raphson ardışık yaklaşım algoritması kullanılarak çözülmüştür. Mindlin plağının geometrik doğrusal elasto-plastik analizinde tabakalı kesit yaklaşımı takip edilmiş ve kesitte plastisitenin yayılışı incelenebilmiştir. İzotrop tabakalardan oluştuğu düşünülen plakta elasto-plastik davranışı yansıtmak üzere üç boyutlu gerilme durumunu gözeten bir algoritma ile bünye denklemleri kapalı olarak (implicit) integre edilmiştir. Yük artımı ve Newton-Raphon ardışık yaklaşım şeması ile doğrusal olmayan problemin çözümü tamamlanmıştır. Sunulan formülasyon ve önerilen çözüm yöntemi için FORTRAN programlama dili kullanılarak bir sonlu eleman programı geliştirilmiş, ve çeşitli çözümler yapılmıştır. Önerilen çözüm yöntemi ile stratejinin ve üretilen sonlu eleman programının doğrusal olmayan plak problemlerinde güvenle kullanılabileceği düşünülmektedir.

Title

LARGE DEFLECTION AND ELASTO‒PLASTIC ANALYSIS OF MINDLIN PLATES WITH MIXED FEM

Abstract

This dissertation is concerned with the large deflection and elasto-plasti analysis of Mindlin plates in the framework of a two field mixed variational formulation. By adopting the formulation innovative solution strategies are proposed for mixed finite element procedure with monolithic approach. In this study large deflection bending responses based on von Karman kinematics uploaded to Mindlin’s first order shear deformation assumptions are applied to laminated composite plates. Variational principle of Hellinger-Reissner is used two obtain the first variation of functional of the problem. Non-linear finite element equations are linearized by means of the incremental formulation. Elasto-plastic analysis of isotropic Mindlin plates were conducted with layered approach inorder to detect the spread of the plasticity through the plate thickness. A 3-D full implicit algorithm (backward Euler) is employed for the numerical integration of constitutive equations. C0 quadrilateral elements are generated according to a Gauss integration scheme. Numerical problem is solved with Newton-Raphson iteration method. For both geometrically and materially non-linear problems, the proposed solution strategies are verified by solving the problems existing in the literature. It is observed that the presented formulation can predict the stresses in laminated plates very accurately and simulate the elasto-plastic behavior of plates successfully.

Anahtar Kelime

Karışık sonlu elemanlar, Hellinger-Reissner, Mindlin plağı, Büyük çökme, Elasto-plastik analiz

Bilim Kodu

0




Sıra No :13944
Üniversite

501052012

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Hasan Engin, Adnan Ibrahimbegovic

Tez Türü

Doktora

Ay

Mart

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Bahar Ayhan Tezer

Başlık

Dinamik Yüker Altında Mühendislik Yapılarında Hasar Analizi

Özet

Bu çalışmada, iki temel inelastik davranışın, plastisite ve hasar mekanizmalarının çift olarak çalıştığı bir fenomenolojik bünye modeli sunuyoruz. Bu model, tekrarlı yükleme uygulamaları için olan çalışmaları hedef almaktadır. Böylece, plastisite veya hasar davranışı için, hem izotropik hem doğrusal kinematik pekleşme etkileri dikkate alınır. Modelin ana avantajı, elastik olmayan mekanizmaları tarif etmek için plastikleşme davranışına karşı hasar ölçütlerinin bağımsız olarak kullanılmasıdır. Diğer bir avantajı, her eleman için hibrid gerilme varyasyonel hesaplamalar çerçevesinde elde edilen, gerilmelerin ve iç değişkenlerin doğru ve etkili hesaplanması ile sonuçlanan bu modelin sayısal uygulaması ile ilgilidir. Çeşitli örnekler tekrarlı yükleme için önerilen formülasyonun doğruluğu ve verimliliğini teyit etmek amacıyla sunulmaktadır.

Title

Damage Evaluation Of Civil Engineering Structures Under Extreme Loadings

Abstract

In this work we present a phenomenological constitutive model which is capable of coupling two basic inelastic behavior mechanisms,plasticity and damage. The model is targeting cyclic loading applications. Thus, in either plasticity or damage part, bothisotropic and linear kinematic hardening effects are taken into account. The main advantage of the model is the use of independent plasticity versus damage criteria for describing the inelastic mechanisms. Another advantage concerns the numerical implementation of such model provided in hybrid-stress variational framework, resulting with very enhanced accuracy and efficient computation of stress and internal variables in each element. Several illustrative examples are presented in order to confirm the accuracy and efficiency of the proposed formulation in application to cyclic loading.

Anahtar Kelime

izotropik, kinematik pekleşme, hibrid-gerilme sonlu elemanlar modeli

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13960
Üniversite

501111056

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Ercan YÜKSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Tuğba AKSAKAL

Başlık

PREFABRİK SANAYİ YAPILARINDA KULLANILAN DÜŞEY CEPHE PANELLERİNİN MESNETLENMESİ İÇİN BİR ÖNERİ

Özet

Bu çalışmada, prefabrik yapıların taşıyıcı sistemlerinden ziyade, yapının cephesini oluşturan düşey öndöküm paneller ve panellerin birleşim ve bağlantıları incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda alternatif çözümler ortaya konmuştur. Tez kapsamında öndöküm cephe panellerinin davranışlarının doğrusal olmayan yöntemlerle incelenmesi için 2 farklı yol izlenmiştir. Birinci yaklaşımda, öndöküm cephe panellerinin gövdesinde 2 farklı biçimde boşluk oluşturulan sistemler ile dolu gövdeli sistemlerin, seçilen depremlerin etkisinde tükettikleri çevrimsel enerjiler karşılaştırılmıştır. Dolu gövdeli panel kullanmak yerine, gövdesinde farklı boyutlarda boşluklar oluşturularak, panelin daha sünek davranış yapması ve daha fazla enerji tüketmesi sağlanabilmektedir. İkinci yaklaşımda ise, öndöküm cephe panellerinin dış ortama enerji sönümleyici elemanlar ile bağlandığı durumdaki davranışları incelenmiştir. Öndöküm düşey cephe panellerinin temele, taşıyıcı yapı sistemine ve komşu panelle olan çeşitli bağlantı biçimleri incelenmiştir. Sünek panel bağlantı elemanları, deprem esnasında tüm yapı sisteminin enerji tüketimine büyük katkı sağlayabilmektedir.

Title

A NEW PROPOSAL FOR THE SUPPORTING OF VERTICAL REINFORCED CONCRETE CLADDING PANELS USED IN PREFABRICATED INDUSTRIAL BUILDINGS

Abstract

This M.Sc. Thesis aims to evaluate the effectiveness of the new supporting system for vertical reinforced concrete precast cladding panels which are covering the industrial structures. The steel cushion for supporting of the cladding panel has been studied and some obtained promising results are presented. Two groups of analytical works have been performed in the content of this thesis. In the first group, the hysteretic behavior of three shear walls is compared with each other. Two different slit configurations have been tried for two specimens. The third specimen is the solid system. The results of nonlinear time history analyses are used to determine the dissipated hysteretic energy capacities of the structures. Depending on the results, it is easy to see that the creating slits on the web of the panels supplies more ductile behavior of the panels and then to gain much more capacity of energy dissipation. In the second group, the behavior of the cladding panels supported with the steel cushion is studied through the nonlinear time history analyses. The connections between cladding and foundation, the connections between load bearing system to claddings and cladding connections are the interested connection types. The steel cushion placed properly can supply great amount of energy dissipation of the whole structure studied in this work.

Anahtar Kelime

Prefabrik yapı sistemleri, Cephe panelleri, Enerji tüketimi

Bilim Kodu

624




Sıra No :13961
Üniversite

501101205

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Alper İLKİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ocak

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Aras Kalyoncuoğlu

Başlık

STANDARTLARA UYMAYAN KOROZYON HASARLI BETONARME KOLONLARIN KARBON LİFLİ POLİMER KULLANILARAK GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Türkiye’de 60’lı yıllar ve sonrasında başlayan ve günümüze kadar devam eden hızlı nüfus artışı, nüfusun en önemli ihtiyaçlarından biri olan barınma ihtiyacını da beraberinde getirmiştir. Barınma ve konut ihtiyacının bu kadar hızlı artış gösterdiği bir dönemde bu ihtiyaçlar düzensiz ve problemli bir betonarme yapılaşma ile giderilmiştir. Bu problemli süreçte yapılmış olan yapılarda mevcut bir mühendislik hizmeti alımı söz konusu değildir. Yapılan yapıların üretim süreçlerinde deprem vb. dış etkilere karşı yapılmış detaylı bir yönetmelik bulunmaması, kullanılan malzemelerin herhangi bir standarda bağlı olmadan üretilmiş olmaları, günümüze kadar ki süreçte de o ya da bu nedenle hasarlı hale gelmiş ya da olası bir afette hasar görme olasılığı çok yüksek olan bir yapı stoğu oluşturmuştur. Günümüze kadar hızla artan bu yapı stoğu o dönemden bu döneme gerçekleşen depremlerde birçok mal ve can kaybına neden olmuştur ve olası gelecekteki depremlerde de can ve mal kaybına devam edecekleri aşikardır. Önceki dönemlerde yapılmış bu mevcut yapı stoğunun birçoğu, kullanılan malzemeler açısından hiçbir şekilde teste tabi tutulamamış, yapıldıkları dönemde sahip oldukları bir çok yapım ve plan kusurlarının yanı sıra yıllar içerisinde de o ya da bu nedenle belirgin düzeylerde hasarlara uğramışlardır. Türkiye topraklarının %90’ının aktif fay hatları içerisinde yer alan deprem bölgeleri içerisinde bulunduğu göz önüne alınırsa, herhangi bir sismik harekette ya da gerçekleşebilecek bir afette bu yapıların ciddi hasarlar alabileceği, hatta yıkılabilecekleri, bunun sonucunda da büyük mal ve can kayıplarının ortaya çıkacağı gerçeği aşikardır. Bu sorunlu yapı stoğunun en büyük problemlerinden biride özellikle kullanılan beton kalitesinin düşük olması, paspayı mesafesinin bırakılmaması ve yıllar içerisinde aldığı kullanım hasarları nedeniyle betonarme elemanların içerisinde bulunan çelik donatıların korozyona uğramasıdır. Donatı korozyonu, yapı ve betonarme elemanların öteleme kapasitelerini donatı kesit alanlarında oluşan kesit kayıplarıyla doğru orantılı olarak düşürmekte, donatı ve beton arasındaki aderans kuvvetlerinin azalmasına ve donatı ile beton arasındaki yük aktarımının yitirilmesine neden olmaktadır. Bunların yanı sıra korozyona uğrayan çelik donatıların hacmi, çeliğin korozyona uğraması sonucu korozyon artıkları nedeniyle genişlemekte, bu da oluşturduğu basınçla beton örtüsünde çatlaklara neden olup betonun işlevini kaybetmesiyle sonuç vermektedir. Korozyona maruz kalmış betonarme yapıların deprem vb. yükler altındaki davranışı olumsuz yönde etkilenmekte, yapı dayanımlarını ve deprem performanslarını önemli ölçüde düşürmektedir. Türkiye’de yer alan mevcut betonarme yapıların bir çoğunun önceki dönemlerde yapılmış olması, çeşitli nedenlerle korozyona maruz kalmış oldukları göz önüne alınırsa olası bir depremde bu tip yapıların neden olacağı can ve mal kaybı bir şekilde engellenmelidir. Mevcut yapı sayısının çok olması ve bu tip yapıların yıkılıp yeniden yapılabilmesi gibi durumlar ciddi bir ekonomik zorluktur. Ülkenin mevcut ekonomik durumu ve halkın alım gücü göz önüne alındığında, yönetmeliklere uymayan hasarlı yapı stoğunun depreme karşı davranışının iyileştirilebilmesi için ekonomik rehabilitasyon/güçlendirme yöntemlerine acilen ihtiyaç vardır. Mevcut yöntemler ekonomik olmadıklarından dolayı yaşadıkları yapıları deprem ve etkilerine karşı iyileştirmek isteyen insanlar için masraflı olmakta güçlendirilmeyen binalarda büyük risk oluşturmaktadır. Bütün bu nedenlerden dolayı bu tez çalışmasında ülkemizde bir çok yerde görülebilecek olan dikdörtgen kesitlere sahip kolonlar üzerinde deneysel bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Yapılacak deneysel bir çalışma ile, donatıları korozyona uğramış betonarme kolonların güçlendirilmesi adına efektif ve ekonomik bir yöntemin bulunması amaçlanmış, elde edilecek deneysel sonuç veritabanları ile bu alanda ortaya çıkan sorunları çözmek adına inşaat mühendisliğine katkı yapılması istenmiştir. Korozyonun global bir problem olduğu göz önüne alındığında bulunacak basit bir yöntemin tüm dünyada ekonomik ve uygulanabilir bir sonuca sahip olacağı kesindir. Deneysel çalışmada kullanılan numuneler yönetmeliklere hiçbir şekilde uymayacak şekilde(çok düşük beton dayanımına, düz donatılara, yetersiz sıkılaştırma bölgesine, yetersiz donatı bindirme boyuna sahip) tasarlanmışlar ardından da yıllar içerisinde gözlenebilecek korozyon hasarlarını gerçekleştirebilmek için literatürde geçerli olan hızlandırılmış korozyon yöntemleriyle korozyona maruz bırakılmışlardır. Yönetmeliğe uymayacak şekilde tasarlanmış 6 numunenin 5 adedi hızlandırılmış korozyona maruz bırakılmaları sonucunda hasara uğramış, diğer numune ise referans olarak korozyon hasarının kolonlar üzerindeki davranış değişikliklerini tespit edebilme adına bırakılmıştır. Korozyona maruz bırakılan numunelerde oluşan korozyon sonucunda donatı hacimlerinde artış meydana gelmiş, artan donatı hacimleri betona basınç uygulayarak çatlaklara sebebiyet vermiştir. Bu numunelere güçlendirme işleminin yapılabilmesi için öncelikle mevcut korozyonun oluşturduğu hasarların temizlenmesi gerekmiştir. Korozyon hasarlarının tespit edilebilmesi için öncelikle bu korozyon sonucu oluşan çatlaklar ölçülmüş, ölçümler sonucunda korozyon oranları tespit edilmiştir. Ardından numunelerde oluşan korozyon hasarları ve artıkları, numunede paspayı mesafesinde bulunan beton örtüsünün kaldırılması ve açığa çıkarılan korozyonlu donatıların mekanik temizleyicilerle temizlenmesi sonucu ortadan kaldırılmış, beton örtüsünün kaldırılmasının ardından ortaya çıkan donatılar iki yönde de birer cm aralıklarla ölçülmüş ve korozyon kesit kayıpları belirlenmiştir. Kaldırılan korozyon hasarlı beton örtüsünün yerine, yüksek dayanımlı tamir harcıyla bir katman uygulanmış, korozyonlu betonun kaldırılması ve içerisindeki donatılarının temizlenip yeni bir tamir harcıyla tamir edilmesi sonucu, betonarme kolon iyileştirilmiştir. Ardından bir diğer kolon daha deney grubundan çıkarılmış geride kalan numuneler ise korozyonlu kısımlarının temizlenmesi ve tamir harcıyla onarılmasının ardından karbon katkılı lifli polimerler ile etriyelere paralel yerleşim olacak şekilde güçlendirilmiştir. Karbon lifli polimerler yapı strüktürel fonksiyonlarına minimum zararı veriyor olmasından, yapıda herhangi bir simetri kaybına neden olacak bir ağırlığı bulunmadığından dolayı bu tür yapılarda uygulanabilecek en iyi güçlendirme araçlarından birisidir. Güçlendirme işlemi 3 numunenin her birinin farklı kat sayısına sahip(1, 2 ve 3 kat) lifli polimerler ile sarılması ile gerçekleştirilmiştir. Güçlendirme işlemlerinin tamamlanmasının ardından bütün numuneler üzerine ölçüm cihazları yerleştirilmiş ve deprem davranışına en yakın düzeyde performans gösteren sabit eksenel yük altında tersinir çevrimli yüklemeyle teste tabi tutulmuştur. Test edilen numunelerde dayanım-deplasman kapasitesi, süneklik, uzama dağılımı, moment-eğrilik ilişkileri ve deplasman bileşenleri incelenmiş güçlendirme şekillerinin ve güçlendirme de kullanılan CFRP kalınlığının sabit eksenel yük ve tersinir çevrimli yük altındaki davranışa etkisi incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda elde edilen dayanım, yerdeğiştirme kapasitesi, süneklik, donatıda oluşan şekil değiştirme dağılımı, moment eğrilik ilişkileri ve yerdeğiştirme bileşenleri değerlendirildiğinde, sabit eksenel yük ve tersinir çevrimli yük altında yapılan kısıtlı sayıda test sonucunda, içerisindeki donatıları korozyonlu ve nervürsüz olan, çok düşük beton basınç dayanıma sahip standartlara uymayan kolon numunelerde, donatılardaki korozyona bağlı olarak oluşan kesit kaybına ve beton ile donatılar arasındaki aderasyonun kaybolmasına bağlı olarak numune teorik eğilme kapasitesine ulaşamamıştır. Hızlandırılmış korozyon uygulanması sonucu numune donatılarında oluşan bir miktar korozyon, donatı ile beton arasındaki sürtünmeyi artırarak aderansı artırmış ve bu sayede korozyona uğramış düşük standartlı numune, korozyonsuz numuneden daha yüksek bir dayanım göstermiştir. Yine de eksenel yük ve korozyon sonucu oluşan beton hasarı, yeterli sıkılaştırma yapılmamış donatılarda burkulmaya neden olmuş bu da numune dayanımını bir anda düşürerek gevre bir davranış göstermesine neden olmuştur. Tamir harcıyla onarılmış numunede korozyonlu donatıların temizlenmesi sonucu oluşan pürüzlü donatı yüzeyi, nervürlü donatı gibi davranarak aderansı artırmış, buna bağlı olarak bir dayanım artışı tespit edilirken, herhangi bir gözle görünür süneklik artışı gözlemlenmemiştir. Numunelerin karbon lifli polimerler ile güçlendirilmesi numune davranışını hem dayanım yönünden hem de süneklik yönünden bir sınıra kadar artırmıştır. Ne yazık ki bu tip çok düşük beton dayanımına sahip kolonların lifli polimerler ile sarılması sonucu kesit içerisindeki tarafsız eksen kesit sınırına kaymış bunun sonucunda da korozyon hasarlı donatılarda oluşan uzama istemi, donatıların kopmasına neden olmuştur. Yine de elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında karbon lifli polimer kullanımının dayanıma ve sünekliğe bir noktaya kadar yarar sağladığı aşikardır. Çalışmanın sonuçlarına bakıldığında, kullanılan güçlendirme ve iyileştirme yöntemlerinin dayanıma ve öteleme kapasitesine bir iyileştirme sağladığı fakat bu iyileştirmenin yine numunelerin standartların çok altında olmalarından dolayı yeterli olmadığı tespit edilmiştir. Gelecek çalışmalarda bu problemin çözümüne yönelik çalışmalar yapılmasına olanak tanıması nedeniyle elde edilen bilgilerin tüm betonarme yapılarda ortaya çıkan korozyon problemini çözmesi adına büyük yararlarının olduğu aşikardır.

Title

REHABILITATION OF CORROSION DAMAGED SUBSTANDARD RC COLUMNS WITH USING FRP

Abstract

Due to increasing in country populations, building requirement is getting more important. Between 1960 and 1995, there have been 104% population increase in Turkey as like as other countries of the world. This breakneck population increment caused new building requirements such as building cooperations and apartments and this increase resulted as huge substandard reinforced concrete structure stock in Turkey. In those years, there were no seismic code or qualified engineers, who can design, control and check these buildings properly. There were some seismic and deisgn codes in foreign countries and the absence of any seismic or reinforced concrete design code in Turkey caused a building stock which had poor quality material. Even worse most of the buildings which built in that period, regulations and design codes were not taken into consideration. As a consequence, buildings which has been building after beginning of 60s in our country, which do not meet the standard codes, has potential of damage during the earthquakes. Turkey is in seismic zone and there have been a lot of grand earthquake happening and if 95% of Turkey lands are in seismic zone considered, size of the problem could be realized easily. Also these building stock have another huge problem which have been increasing due to time which is corrosion risk of the reinforced concrete elements. Especially in old existing buildings corrosion problem could be seen due to insufficient concrete cover, contain high percent chloride and low pH, temperature, water/cement ratio, humidity, insufficient using of vibration and problematic water drainage systems. Some defects due to workmanship or material on these building stocks could cause corrosion problem within the years. Corrosion causes significant decrease in drift capacity and strength due to cross-section loss of reinforcing bars, bond alteration between reinforcing bar and concrete, and cover cracking along the reinforcing bars on concrete. Although steel has a natural protector for corrosion reactions. The alkaline environment of concrete provides steel to corrosion protection (shown in Figure 2.4). At the high pH, a thin oxide layer forms on the steel and prevents metal atoms from dissolving. This passive film does not actually stop corrosion; it reduces the corrosion rate to an insignificant level. Because of concrete’s inherent protection, reinforcing steel does not corrode in the majority of concrete elements and structures. However, corrosion can occur when the passive layer is destroyed. The destruction of the passive layer occurs when the alkalinity of the concrete is reduced or when the chloride concentration in concrete is increased to a certain level. All these corrosion damages will result in the loss of property and life in a possible earthquake if eventuated earthquake is considered in last 10 years. Furthermore, if the reinforced concrete (RC) structure with corroded reinforcing bars, designed and built without complying seismic design codes, then it would be in urgent need of economic seismic rehabilitation/retrofitting. Due to these reasons, an experimental study was carried out for investigating a rehabilitation/retrofitting procedure that improves the seismic performance of substandard RC columns (extremely low strength concrete, plain longitudinal bars, insufficient lap-splice zone, insufficient amount of transverse bars in the potential plastic hinge regions) with corroded plain reinforcing bars. Six symmetrically reinforced cantilever column specimens were constructed to provide relatively old and existing structures, which were built without complying the design codes as usually encountered in Turkey and in developing countries. Substandard structures means extremely low quality of concrete, unsufficient lap-splice length and plain round bars. Cross-sectional dimensions of columns were 200 mm × 300 mm and 1400 mm height and supported by a 700 mm × 700 mm × 500 mm foundation. All transverse bars spaces were 20 cm, it means there is no conforming transverse bars like as common usage. Clear cover was 20 mm from the transverse bars. One of the specimens was choosen as reference specimen without any retrofit process. Then, the other specimens were subjected to accelerated corrosion process. Due to the accelerated corrosion process, the concrete cover became weak and deteriorated due to corrosion of reinforcing bars. After accelerated corrosion, corroded concrete cover was removed except the reference one, then steel reinforcement surfaces was cleaned from any concrete traces and rust of the corrosion products. All bars diameters were measured again with caliper for every 1 cm and compared with the uncorroded bars cross section to find cross section loss of the reinforcing bars. After cleaning process reinforcement of the specimens were covered with a corrosion inhibitor material to prevent corrosion. As a final step for specimens which will retrofitted by carbon fiber reinforced polymer sheets, were wrapped around the specimen externally one, two and three times in transverse direction with 150 mm overlap at the end of the wrap to enhance the deformability and to avoid potential shear failure due to increased flexural strength. FRP was recommended for its less disturbance to the occupants and hindrance of the functions of the structure. Then, the specimens were tested under constant axial load and reversed cyclic loads. The efficiency of the number of the ply of FRP sheet and the seismic retrofit technique for the case of low strength concrete column specimens with corroded plain reinforcing bars, which were subjected to reversed cyclic loading conditions were examined due to the indicators of seismic performance such as strength, displacement capacity, ductility, strain distribution, moment-curvature relationship and displacement components. Furthermore, the flexural strengths of the reference and retrofitted specimens are predicted analitically. Based on the results of limited number of reversed cyclic lateral loading tests on substandard RC columns with corroded plain reinforcing bars and extremely low strength concrete, the substandard columns cannot reach their theoretical flexural capacity due to loss of bond between concrete and reinforcement. A certain level of corrosion causes increase of friction between the bars and concrete leading to better bond and enhanced strength. Rehabilitation of corrosion damaged column with repair mortar enhanced the strength of the damaged column significantly, whereas ductility was only slightly improved with respect to corrosion damaged column. Rehabilitation and retrofitting using CFRP sheets enhanced both strength and ductility of the corrosion damaged column significantly up to a limit. However, wrapping of substandard RC columns with corroded plain reinforcing bars and extremely low strength concrete with more than two layer of CRFP reduced ductility due to corroded reinforcement bar sections and elongation request of bars while equalizing the section stability. It should be noted that before any CFRP application, elongations of bars and statement of concrete should calculate carefully otherwise retrofitting with CFRP could also reduce both strength and ductility of substandard columns with corroded reinforcement due to rupture risk of corroded bars. Even CFRP increases both strength and ductility, local corrosion damages on the reinforcements can affect end reduce the behavior of specimen.

Anahtar Kelime

korozyon, lifli polimer, düz donatı, betonarme, güçlendirme, sismik

Bilim Kodu

6240000




Sıra No :13963
Üniversite

501111003

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

ZİYA ABDULALİYEV,ŞENOL ATAOĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

ADEM GÜNEL

Başlık

KORİGE BORULARIN TASARIMI

Özet

Boru iletim hatları sanayinin gelişmesiyle birçok alanda kullanılmaya başlamıştır. Enerji iletim hatları, kanalizasyon, içme ve sulama suyu hatları, elektrik, vb. birçok mühendislik yapılarında gömülü boru hatları kullanılmaktadır. Gömülü boruların çeşitli alanlarda kullanılması araştırmacıların dikkatini çekmiştir. Dolayısıyla bu konuda yüzlerce araştırma yapılmıştır. Gömülü boruların yük altında davranışları incelenip, daha mukavim borular elde edilmeye çalışılmıştır. Böylece daha ekonomik ve daha dayanıklı borular üretilebilmektedir. Akışkanların düşük seviyeli basınçlarda nakli için çeşitli plastik malzemelerden, o cümleden HDPE (Yüksek Yoğunluklu Polietilen)’den yapılmış farklı profilli (eksenel kesitli) korige borular yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Korige borular genel olarak silindirik kabukların dış yüzeylerine farklı profilli ince duvarlı(cidar kalınlıklı) bantların sarılması, birkaç silindirik kabuğun içiçe konsentrik yerleştirilmesi ve pozisyonlarının uygun ara elemanları ile sabitlendirilmesi yöntemleri ile yapılabilirler. Değişik şekillerde yapılan ara elemanları ilgili kabukların pozisyonlarının sabitlendirilmesi dışında borunun mukavemetinin artmasını da sağlar. Korige borular tasarımları bakımından önemli faklılıklar gösterdiklerinden gerilme şekil değiştirme durumlarının hassas olarak incelenmesi için genel bir analitik yöntemin geliştirilmesi yönündeki çalışmalar kabul edilebilir bir zaman aralığında efektif sonuçlar vermeyebilir. Bazı yapılarda sayısal yöntemlerle alınmış sonuçlar mevcuttur fakat onların genelleştirilmesinin özel karakterli olduklarından verimsiz olacağı muhtemeldir. Problemin etkin çözüm yöntemlerinden biri incelemelerin rijitliği ilgili korige borunun rijitliğine eşit seçilmiş sürekli ve sabit enkesitli (düz) borular üzerinde yapılması olabilir. Korige borular gömülü durumda, ağırlıklı olarak, düşey yöndeki yüklerin etkisindedir. Bu bakımdan söz konusu boruların şekil değiştirme durumları genel olarak düşey diametral düzlem üzere ters yönlü eşit şiddette yüklerin etkisinde yapılan testlerle değerlendirilirler. Dolayısıyla, ince cidar kalınlıklı sonlu silindirik kabuğun diametral düzlem üzere ters yönlü eşit intensivli yayılı yüklerin etkisinde oluşan gerilme-şekil değiştirme durumunun incelenmesi faydalı olabilir. Bu çalışmada ise boru toprak etkileşimi incenerek yeni farklı bir korige tasarımı yapılmıştır. Boru toprak etkileşimi fotoelastik yöntem kullanılarak deneysel olarak detaylı olarak incelenmiştir. Fotoelastik deneyde boru malzemesi olarak epoksi reçine özlü optik hassas malzeme kullanılırken toprak malzemesi olarak kayın ağacı kullanılmıştır. Ayrıca bilgisayar programı ABAQUS yardımıyla sayısal analiz yapılarak deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deney sonuçları ile modelleme sonuçları büyük benzerlik göstermektedir.

Title

DESIGN OF THE CORRUGATED PIPES

Abstract

Pipeline transmission lines began to be used in many areas by development of industry. Buried pipelines are used in many engineering structures such as power transmission lines, wasteway, drinking and irrigation water lines, electricity, etc. Embedded pipes used in various fields has attracted the attention of researchers. On this account, research has been done about it hundreds. Examined the behavior of buried pipes under the load, tried to be more resistant pipes. In this way, pipes can be manufactured more economically and more resistant. Corrugated pipes made from different plastic materials with a various types of axially sectioned profiles are widely used for fluid transportation at lower pressures, for inctance from this group high density polyethylene. Corrugated pipes, in general, are produced wrapping thin-walled tapes having different types of profile over outer surfaces of cylindrical shells, concentrically placing a number of cylindrical shells and fixing their positions with appropriate connection elements. Produced these connection elements in a different types not only allow to fix the related cylindrical shells but also to increase the strength of pipes. The high-density polyethylene pipe has good potential for economic use for marine oil and gas pipelines, underdrains, storm sewers, culverts, and other subsurface drainage structures. In view of its inherent chemical and corrosion resistance, light weight, toughness, flexibility, easy splicing, and consequent easy handling and installation, HDPE piping is used extensively for gas pipelines. In the transportation industry, over forty states in the US use HDPE pipes as part of a 40% annual growth in the use of thermoplastic, HDPE and polyvinyl chloride (PVC) pipes in transportation construction projects. The efforts in order to develop a general analytical method for the precise examination of state of strain-stress of corrugated pipes may not give effective results in an acceptable period of time since pipes significantly display differences in terms of design. Some results obtained using numerical methods exist, but the generalization is likely to be inefficient due to their special characters. One of the effective solution methods of the problem can be that taking the stiffness of cross section of the related corrugated pipe is equal to another continuous and constant (flat) one. As it known, corrugated pipes in embedded cases mainly are subjected to vertical loads. In this respect, state of strain of pipelines traditionally, in general are evaluated with the tests carried out under the influence of vertical loads, equal intensity but in the opposite directions in the diametrical plane. Therefore, the examination of state of strain-stress of thin-walled finite cylindrical shells under the equal distributed loads in the opposite directions in the diametrical plane may be useful. High density polyethylene has an increasingly important role for the pipe industry. These materials offer many advantages such as lower density, resistance to corrosion and chemicals, relatively low cost and ease of processing that they have been permanently replacing conventional materials. There are some studies about the plastic pipes and pipe-soil interaction in the technical literature. Reddy et al. defined the maximum tangential stress locations as the shoulder which was above 45° springline. It was stated by Moore that highest circumferential stresses were located at the springline. Moser and Folkman stated that dimpling occurs generally at 3 and 9 o clock positions in the field performance tests of profile-wall HDPE pipes and beginning of wall crushing observed at the 9:30 and 2:30 o clock positions. Experimental study of Dhar and Moore showed that maximum circumferential strain occurred at springline. McGrat and Schafer stated that maximum compressive circumferential strain occurred at crown and maximum tensile circumferential strain occurred at the springline as a result of their parallel plate simulation. Burgon and Keatley showed that maximum stress locations were at the springline. There is a need for the detailed investigation of state of stress for the buried pipe problems experimentally. In this study, buried HDPE pipes were investigated using photoelasticity which allows analyzing in details state of stress on the buried pipe model. Investigations are carried out for the photoelastic plane models taking into account the analogy between plane state of stress and strain and independency of state of stress from Poisson’s ratio in plane stress. Different type of corrugated profile pipes were compared. Also, covered corrugated profile pipes were investigated in terms of the local buckling and different types of strip geometries were analyzed numerically. Buried condition of the pipes is also an important issue and buried pipe was modeled by using photoelasticity in the final part of this study. As a result of the experiment, maximum stress locations in the pipe model were close to crown and about ±20° away from springline in terms of the differences between principal stress values. New and different corrugated pipe is designed by examined the interaction of soil and pipe. Pipe-soil interaction experimentally investigated in detail using photoelastic method. In photoelastic experiment, epoxy resin which the optical sensitive material is used as pipe material. The beech tree is used as soil material. In addition, numerical analysis done with the help of a computer program ABAQUS are compared with the experimental results. The experimental results show great resemblance with the modeling results. The part of the model which imitates the pipe is made of the optical-sensitive material based on epoxy resin (araldite). Material of the model has following optical-mechanical properties: modulus of elasticity, E=3500MPa and the fringe value of optical sensitive material σ_0^1.0 =9.57 N/mm∙fringe. The soil was modeled using wood having porous structure (beech). Parts of the model are prepared using tooling machines with the required specific tools and cooling taking care of no additional optical effect. Specifically, external diameter of the pipe and internal diameter of the wood part of the model are close fit. The part of the model imitating the pipe was placed below the loading surface with a dimension of its inner diameter A set-up consists of a frame was designed and then prepared for loading the model. Base of the model was placed on the horizontal smooth surface. Model was supported from right and left sides with plates which are designed do not prevent from its displacements. The set-up creates uniform axial compressive loading onto the models. Loading of the model was created by a prismatic lever. The load is transferred to the model with a ball.

Anahtar Kelime

Gömülü boru, Deneysel Çalışma, Fotoelastisite, Gerilme Dağılımı

Bilim Kodu

624




Sıra No :13969
Üniversite

501101076

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr.Ercan YÜKSEL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Fatma Betül HASEL

Başlık

PREFABRİK KONSOL KOLONLARIN TASARIMINDA UYGUN DEPREM KAYDI SEÇİMİ VE DAVRANIŞIN İRDELENMESİ

Özet

İTÜ İnşaat Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında gerçekleştirilmiş olan 13 adet prefabrik konsol kolon deneyine ait sonuçlar kullanılmıştır. Bu kapsamda 30×30 cm, 35×35 cm, 40×40 cm kesit boyutlarına ve farklı boyuna donatı oranlarına sahip prefabrik kolonun deneylerde kullanılan yerdeğiştirme fonksiyonları esas alınarak doğrusal olmayan statik çözümlemesi analitik olarak yapılmıştır. Model kalibrasyonu çalışmaları tamamlandıktan sonra, ilgili kolonların seçilen dört grup deprem etkisinde Doğrusal Olmayan Zaman Tanım Alanında Dinamik Analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirilerek kesit boyutu ve boyuna donatı oranlarının kolon performansları üzerindeki etkileri tartışılmıştır. (DBYBHY’2007) de tanımlanmış bulunan tasarım depremine uygun yedi adet yakın ve yedi adet de uzak deprem kaydı PEER veribankasından elde edilmiştir. Bu kayıtlar gerçek kayıtlar olarak adlandırılmıştır.İki grup içinde toplanan gerçek kayıtlardan, yazılım kullanılarak elastik ivme spektrumları DBYBHY’2007 de verilen tasarım ivme spektrumu ile örtüşen üretilmiş kayıtlar elde edilmiştir. Böylelikle uzak-gerçek, uzak-üretilmiş, yakın-gerçek, yakın-üretilmiş olmak üzere toplam dört grup ivme kaydı oluşturulmuştur. Seçilen ivme kayıtları için literatürde tanımlanmış farklı büyüklük ölçütleri hesaplanmış ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır.. Dört grup deprem kaydı için, her kolonda oluşan tepe yatay yerdeğiştirmesi, tepe dönmesi, göreli kat ötelemesi, taban kesme kuvveti ve taban momenti büyüklükleri sonuç dosyalarından ayıklanmıştır. Farklı prefabrik kolonlar üzerinde gerçekleştirilen analizler sonucunda, yakın depremlerin uzak depremlere göre daha büyük deprem istemleri ürettiği görülmüştür. Yer hareketi hızı ile bu büyüklüğe bağlı büyüklük ölçütlerinin diğer ölçütlere kıyasla kolon tasarımında kullanılabileceği yapılan çalışmalar sonucunda gözlemlenmiştir.

Title

SELECTION OF THE EARTHQUAKE RECORDS IN DESING OF PREFABRICATED CANTILIVER COLUMNS AND ASSESMENT OF THEIR NONLINEAR BEHAVIOR

Abstract

In this study, experimental results of the 13 prefabricated reinforced concrete columns with different sectional properties which were tested in the Structural and Earthquake Engineering Laboratory have been used. To determine the “exact” behaviour of the prefabricated columns, nonlinear static analyses which were based on the displacement protocols used in the experimental works are performed first for the several sectional dimensions namely 30×30cm, 35×35cm, 40×40cm and longitudinal reinforcement ratios. It is selected seven acceleration records of near fault and far fault character, from the PEER Database.. The records gathered in two sub-groups of near fault and far fault are modified by using program. Different groups of earthquake records are defined such as far-real, near-real, far-matched and near-matched. For the four groups of earthquake records, the demands of the precast columns such as the top displacement, top rotation, relative story drift, base shear force and base moment are selected from the output files of the analyses. The demands are presented in the graphics against the fundamental vibration periods. Besides, the intensity measures are compared for each of the selected and matched ground motion records. As a concequence of the analyses performed on the discrete precast columns, it is mentioned that the near-fault type earthquakes are generating much more earthquake demands than the far fault type earthquakes. It is also observed that the peak ground velocity and the intensity measures depending on it could be used to determine which acceleration records can be used for desing of the prefabricated columns rather than other intensity measures.

Anahtar Kelime

Prefabrik konsol kolonlar, yakın depremler, uzak depremler, büyüklük ölçütleri, hasar ölçütleri, şiddet ölçütleri, yer hareketi hızı

Bilim Kodu

624




Sıra No :13987
Üniversite

501101507

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr.Mehmet ÖZGER

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Temmuz

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

halil ibrahim türkoğlu

Başlık

TERKOS GÖLÜNE GELEN AYLIK DEBİNİN ÇEŞİTLİ METOTLARLA TAHMİNİ

Özet

Su yapılarının projelendirilmesinde, bazı bilgi ve verilere ihtiyaç duyulur. Bunlarında başında da su miktarının gelecekte belli bir tarihte ne olacağının tahminidir. Bu tahminlerin doğru yapılması, taşkın kontrolü amaçlı haznelerin işletilmesinde, akarsudaki su potansiyelinin belirlenmesinde, bir hidroelektrik santral için kurak dönemlerde üretimin nasıl etkileneceğinin bilinmesinde, içme ve sulama suyunun dağıtımında ve akarsulardaki ulaşımın planlanmasında büyük önemi vardır. Gelecekteki su miktarlarının belirlenmesi ile ilgili olarak çeşitli tahmin yöntemleri kullanabilinmektedir. Geleneksel olarak otoregresif (AR), hareketli ortalamalar (MA) ve otoregresif hareketli ortalama (ARMA) gibi bir dizi zaman serisi yaklaşımlarıyla tahmin yapılabildiği gibi yapay zekâ teknikleri ile de yapılabilmektedir. Bu çalışmada, İSKİ Genel Müdürlüğü’nden temin edilen Terkos Gölüne gelen aylık bazdaki veriler kullanılarak; otoregresif (AR), otoregresif hareketli ortalama (ARMA), yapay sinir ağları (YSA) ve Dalgacık Dönüşümü (WAVELET) yöntemleri ile aylık bazda sentetik diziler türetilmiş ve hangi yöntemin daha hassas sonuç verdiğini tespit edebilmek için birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Çalışmanın Giriş bölümünde, tezin amacı açıklanmaktadır. Daha önce yapılan benzer çalışmalar araştırılıp çalışmalar hakkında bilgi verilmektedir. Çalışmanın ikinci bölümünde, çalışma alanının konumu, iklim yapısı, hidrolojik, jeolojik, jeomorfolojik, topografik, toprak yapısı ve bitki örtüsü hakkında bilgi verilmiş ve İstanbul için önemi açıklanmaktadır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, 1995-2012 yılları arasında Terkos Barajına gelen aylık bazdaki debiler veri olarak kullanılmıştır. Terkos Barajına gelen aylık ortamla debilerin temel istatistiksel özellikleri verilmektedir. Çalışmada kullanılan yöntemler hakkında bilgi verilmektedir. En iyi model determinasyon katsayısı R2, ortalama karesel hata MSE ve kolerasyon katsayısı değerlerine göre belirlenmektedir. Çalışmanın dördüncü bölümünde, İSKİ Genel Müdürlüğü’nden temin edilen Terkos Gölüne gelen aylık bazdaki veriler kullanılarak; otoregresif (AR), otoregresif hareketli ortalama (ARMA), yapay sinir ağları (YSA) ve Dalgacık Dönüşümü-YSA (WAVELET-YSA) yöntemleri ile aylık bazda sentetik diziler türetilmiş ve hangi yöntemin daha hassas sonuç verdiğini tespit edebilmek için birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Çalışmanın beşinci ve sonuç bölümünde, çalışılan mevcut metotlara göre alternatif olarak geliştirilen debi tahmin modellerinin, diğer modellere göre iyi performans göstermelerinden dolayı debi tahmini hesaplarında kullanılabilirliği görülmüştür. Geliştirilen modeller irdelendiğinde, Dalgacık-YSA modellerinin diğerlerine göre daha iyi performans gösterdikleri sonucu elde edilmiştir. Bu tür bir model debi tahmini gerektiren hidrolojik çalışmalarda, eksik verilerin tamamlanması ve ileriye yönelik debi tahmininde kullanılabilir.Bununla birlikte Terkos Barajı için geliştirilen modeller Türkiye’nin diğer barajlara gelen debi tahmininde de havza özellikleri dikkate alınarak kullanılabilir.

Title

MONTLY INFLOW PREDICTION FOR TERKOS LAKE BY VARIOUS METHODS

Abstract

Throughout human history, water has been one of the most important factors that played a major role not only during natural disasters (floods, drought, desertification) but also in the development of human thought. Today, it has the same importance. It is for sure that no artificial matter can be used instead of water in the future, which makes water more significant. For this reason, it is a must to pay more attention to the balance of use and delivery of water. The utilizable amount of water is running low due to the development of technology along with increasing human population . The use of water must be planned smartly according to the uses of water, which is one of the most important substances for a society’s economical, social and industrial development. It is necessary to apply scientific methods while using water both individullay and in common in order to derive benefits from it. Today, the need for water is increasing due to explosion in population and development of industries. People need water and energy for living and running factories and industries. As the demand for water increases, there emerges an urgent need for the use of water sources in an optimum way. In our country, water might be a big source of considirable income if water sources systems are operated well. It is necessary to make decisions and analyze water sources systematically in advance to benefit efficiently from the projects which are in the planning process. Thus, potential problems can easily be predicted and necessary precautions can be taken. Moreover, different alternative ways could be followed and the best solutions could be searced. Although we are in the beginning of 21st century, there isn’t accurate data about water volume, inflow and conditions in many countries. As a result of this, it is very hard to define and calculate total water reserve of the world. As 97 % of water is salty in the world, it is unusable for agriculture and daily consumption. The remaining 3 % is fresh water. Unfortunately, this amount is not delivered equally all around the world. For this reason, a lot of regional and personal difficulties occur. Eventually, there is a need for planning and building infrastructures, and getting the water to the desired regions. Hydraulic events are on a large scale and they have many uncertainties. As a result, it is impossible to carry out experiments in laboratories. For this reason, it is fundamental to record hydraulic variables frequently in nature as historical time series. In engineering water structures, incoming water data amount is needed. Predicting the amount of water in the future at a specific time plays an important role in operating catching areas which controls water floods, determining potential of rivers and understanding how the production will be affected during dry seasons for hydroelectric dams. Different prediction methods can be used to determine the amount of water in the future. The estimation might be fulfilled either conventionally through various time-series analysis methods such as Autoregressive (AR), Moving Averages (MA) and Autoregressive Moving Averages (ARMA) or through artificial intelligence techniques. During application of hydrology, there might be some problems concerning analysisof time series which has widespread usage. These problems can be defined as the abundance of parametres to determine, and loss of time during this process. In this study, in order to neglect the stated problems, considering the historical flow data records and using montly flow income of Terkos Lake, it is aimed to determine the method which could best predict the flow accurately at a certain time in the future. According to the related literature, autoregressive and artificial intelligence models were used both individually and together as hybrid models. For the prediction of flow, generally stochastic models were used, but recently hybrid models which can give more sensetive results can also be preffered. On the other hand, there aren’t enough researches about prediction with hybrid models. In this study, to predict the incoming flow of Terkos Lake, autoregressive (AR), Autoregressive Moving Averages (ARMA), Artificial Neural Networks (ANN) and WANN methods and montly senthetic series were invented, and they were compared with each other to determine the method that could give more sensetive results. This model consists of combination of WAVELET and Artificial Neural Network (ANN) models. While the wavelet system decomposes time series into its bands, Artificial Neural Network (ANN) method forms a relationship between input and output variables which are seperated into bands. In this study, it is tried to predict t- month ahead flow values using WAVELET-ANN models. Continuous wavelet is used to divide original time series into its bands. To deteremine the distribution of energy over the bands, avarage wavelet spectrum was used. For wavelet analize, Morlet wavelet was used. After the seperation of incoming flow series into subbands, each band was predicted according to the input variable’s bands. The prediction method was Artificial Neural Network (ANN). Finally every predicted band was gathered and time series prediction result was achieved. WAVELET-ANN model can be summarized in 3 steps. 1- Related time series are divided into subbands. In this study, incoming flow time series were divided into four bands. Each band has different characteristics.For example, the first band represents change in high frequency, while the fourth band represents the low frequency. Therefore, time series can be shown as several homogenious time series. 2- Considering each produced band as a seperate time series, it could be predicted with Artificial Neural Network (ANN) using the same input variables in all band models. Consequently, we have four different band models. 3- The results were achieved after the prediction of four different bands within theirselves and their total. In this study, based upon the monthly data concerning Terkos Dam, which is issued by the General Management of İSKİ, monthly synthetic series have been derived by means of Autoregressive (AR) and Autoregressive Moving Averages (ARMA), Artificial Neural Networks (ANN) and WAVELET, which have also been compared with each other with a view to determining which method will yield more precise results. The objective of the study has been explained in the Introductory Section thereof. Again, information has been given on the earlier similar studies as a result of a thorough examination thereof. In the Second Section of the study, information has been given on the position of the operation field, climate structure, hydrologic, geologic, geomorphologic, topographic, soil structure and the flora, whereby explaining the significance thereof for Istanbul. In the Third Section of the study, the monthly flows coming to the Terkos Dam between 1995 and 2012 have been used as data, whereby giving the basic statistical features of the monthly average flows coming to the Terkos Dam and giving information on the methods used in the study. The results were divided into two groups namely training and test data. One-third of the last data were tested and the remaing data was used for the training of model parametres. For the input variables, different combinations were used. Predictions were actualized 1, 3, 6 and 9 months later. The best model determination coefficient R2 is fixed according to the Mean Square Error (MSE) and correlation coefficient values. In the Fourth of the study, based upon the monthly data concerning Terkos Dam, which is issued by the General Management of İSKİ, monthly synthetic series have been derived by means of Autoregressive (AR) and Autoregressive Moving Averages (ARMA), Artificial Neural Networks (ANN) and WAVELET; and these have also been compared with each other with a view to determining which method will yield more precise results. In he fifth and concluding part of the study, the current flow according to the methods developed as an alternative forecasting models, the estimated flow rate compared to other models because they show a very good performance has been the availability of accounts. When the developed models are examined, it is seen that the performance of wavelet-neural network models perform better than others. This kind of can be used for flow predictions in hydrological studies, completion of missing data, and forecasting of flows. The proposed models can be employed for inflow predicitons of other dams in Turkey, considering the characteristics of the basin.

Anahtar Kelime

Dalgacık dönüşüm tekniği, debi, yapay sinir ağları, tahmin modelleri

Bilim Kodu

6240202




Sıra No :13886
Üniversite

501101090

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Yılmaz AKKAYA

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Cihat ÇAKIR

Başlık

MAKROSENTETİK VE ÇELİK LİF DONATILI BETONLARIN MEKANİK DAVRANIŞI

Özet

Yüksek performanslı beton üretiminde çelik lifler, sentetik lifler, polimer esaslı lifler ve cam lifleri gibi lifler kullanılmaktadır. Bu liflerin eklenmesiyle betonun mekanik özellikler önemli ölçüde artmaktadır. Lifli betonda lifsiz betona göre oluşan en önemli performans artışı, kırılma esnasında enerji yutma kapasitesinin artmasından kaynaklanmaktadır. Bu tez çalışmasında farklı su/çimento oranlarındaki betonlara birbirlerinden farklı özellikteki naylon, makrosentetik ve çelik lifler farklı miktarlarda katılarak deney numuneleri üretilmiştir.Bütün karışımlar için standart basınç ve elastisite modulü deneyleri için 150 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde silindir beton numuneleri üretildi. Yarmada çekme deneyleri için 150 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde silindir numuneler 2’ye bölünerek ve kırılma enerjisi ve eğilme dayanımlarını belirlemek için üç noktalı eğilme deneyi uygulanmak üzere ise 600 mm uzunluğunda 150x150 mm kesitinde kiriş numuneler hazırlandı. Deneyler sonucunda elde edilen değerler Alman Beton Birliği Yönteminde belirtilen kullanılabilirlik ve taşıma gücü sınır durumu değerlerine göre hesaplandı. Değişik oran ve özellikte lif içeren ve farklı su/çimento oranına sahip betonların basınç dayanımları, elastisite modülleri, yarmada çekme dayanımları, kırılma enerjileri, eğilme dayanımları lif içermeyen betonlarla karşılaştırılarak Alman Beton Birliği Yöntemine göre mekanik davranış ve özelikleri değerlendirildi. Çelik lif kullanılarak üretilen betonların kırılma enerjileri ve eğilme dayanımlarının naylon ve makrosentetik lifler kullanılarak üretilen betonlara kıyasla çok daha fazla oldukları belirlenmiştir. Çelik lifli betonlarda lifin dayanımının artmasından çok lif içeriğinin artmasının sünekliği daha fazla arttırdığı gözlemlenmiştir. Naylon ve makrosentetik liflerin aynı oranda S/Ç oranı 0,60 olan numunelere katılmasının kırılma enerjisini aynı miktarda etkilediği belirlenmiştir.

Title

MECHANICAL BEHAVIOR OF MACROSYNTHETIC AND STEEL FIBER REINFORCED CONCRETE

Abstract

High performance concrete’s properties are high strength, high early strength, high modulus of elasticity, high abrasion resistance, high durability and long life in severe environments, low permeability and diffusion, resistance to chemical attack, high toughness and impact resistance, volume stability, ease of placement, compaction without segregation, inhibition of bacterial and mold growth. On the other hand, high performance concrete that has high strength and durability have also some disadvantages. The most important disadvantage is brittleness. This problem is related with high strength concrete has low energy absorption capacity. Also low fire resistant capacity is an another disadvantage of high performance concrete because of low porosity. The other problem is the decreasing of strength over time. These problems can be handled by using different types and quantities of fibres in high strength concrete. Fibers are usually used in concrete to control cracking due to plastic and drying shrinkage. They also reduce the permeability of and thus reduce bleeding of water. Generally fibers do not increase the flexural strength of concrete, and so can not replace resisting or structural steel reinforcement. This reinforcement also effects positively the compressive and tensile strength of high performance concrete. The most common used fibres are steel fibres, polypropylene and glass fibres. The addition of fibres significantly improves many of the mechanical properties of concrete, especially toughness. The performance of fibre reinforced concrete compared to its unreinforced counterpart comes from its improved capacity to absorb energy during fracture.In high performance concretes like steel, polymeric and glass fibers are used. The risk of spalling can be reduced by the addition of polypropylene or steel fibres to the concrete. Polypropylene fibres have been found to be particularly effective, although the mechanism by which they prevent spalling is not well understood. Under fire conditions the fibres will melt, but it has been suggested that they form voids or micro-cracks in the concrete which effectively relieve the pressure from the expanding steam and moisture mixture. Steel fibres provide some reinforcement to the outer part of the concrete, tying it into the main body of the member and again limiting spalling. In addition, the behaviour of high strength concrete in fire is particularly influenced by the choice of aggregate. The uniform distribution of short fibers can increase the strength and ductility of the composite. Long fibers are needed to bridge discrete macrocracks at higher loads; however the volume fraction of long fibers can be much smaller than the volume fraction of short fibers. The presence of long fibers significantly reduces the workability of the mix. Fiber reinforced concretes can be used for thin sheets, shingles, roof tiles, pipes, prefabricated shapes, shotcrete, curtain walls, slabs, vaults, impact resisting structures. Polypropylene and nylon fibers can improve; mix cohesion, pumpability over long distances freeze-thaw resistance, resistance to explosive spalling, impact resistance, resistance to plastic shrinkage. Steel fibers can improve; structural strength, ductility, impact and abrasion resistance, freze-thaw resistance, durability. At the higher dosage levels the macro synthetic fibers are designed to perform post-first crack relative to externally applied loads. Macro synthetic fibres can be used to provide the concrete with significant post-cracking capacity and hence can be used in some designs based on plastic analysis, such as for ground supported slabs and for rock support using sprayed concrete. When subjected to fire, macro fibres will soften as the temperature rises. They will lose their mechanical properties and will no longer provide structural capacity. It is important to avoid the use of macro synthetic fibres to provide structural capacity which may be lost in the event of fire.For both the modulus of elastisity and the standard compressive tests cylinders of 150 mm in diameter and 300 mm height were produced for all mixtures. Also cylinder specimens were used for the splitting tensile test. Disc specimens sizes are 150 mm in diameter and 300 mm in height were produced and the beams prepared for the for the fracture energy tests were 600 mm in length and 150 mm x 150 mm in cross section. The main objective of the research is to find out the meachanical behavior of concretes containing steel, nylon and macrosynthetic fibres with different volume fraction and two different water/cement ratio. Compressive strength, modulus of elasticity, splitting tensile strength, fracture energy and net bending strength of concretes with steel, nylon and macrosynthetic fibre are compared to plain concrete. The fracture energy and bending strength are also compared with the fiber reinforced concrete method for steel of German Concrete Institute. Fracture energy of plain concrete (matrix) with the water/cement ratio of 0,38 increased up to 20 times owing to the addition of steel fibres. Fracture energy of concrete with nylon and macrosynthetic fibres also increased but at low levels according to steel reinforced concrete. Thus, the steel reinforced conrete shows a behavior of enhanced toughness and ductility when compared to the matrix however the net bending strength does not effects notably. Compressive strength and elasticity modulus of the specimens do not effect with the addition of fibers. Splitting tensile strength increased with the addition of steel fibers to specimens which have W/C ratio of 0,38.

Anahtar Kelime

çelik lif, makrosentetik lif, yüksek performanslı beton

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14021
Üniversite

501072202

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Derin N. Ural

Tez Türü

Doktora

Ay

Ağustos

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mert TOLON

Başlık

KARŞILAŞTIRMALI SAYISAL SIVILAŞMA ANALİZİ

Özet

Suya doygun, gevşek kum veya kumlu zeminler, tekrarlı yükler etkisinde, sıkışma ve hacim daralması eğilimi gösterirler. Bu eğilim, drenajın olmadığı koşullarda, boşluk suyu basıncını artırır. Tekrarlı yükler kum tabakası içindeki boşluk suyu basıncının artmasını desteklediği zaman, toplam gerilme, boşluk suyu basıncına eşit değere ulaşabilir. Bu durumda, kohezyonsuz zemin kayma direncini kaybeder ve bir sıvı gibi davranarak büyük yer değiştirmelerine maruz kalır. Böylece sıvılaşma evresine geçilmiş olur. Zemin sıvılaşmasının etkisinin görüldüğü örnekler; 1964 Niigata, 1920 California Calvers, 1938 Montana Fort Peck, 1948 Fukui, 1971 California San Fernando, 1964 Alaska Ancorage, 1980 Mino-Owari olarak sıralanabilir. Ülkemizdeki son büyük örnek de 1999 Marmara depremi sıvılaşmalarıdır. Zemin sıvılaşması özetle, deprem sebebiyle oluşan titreşimlerin doymuş kohezyonsuz zeminlerde taşıma gücünün geçici olarak kaybedilmesi şeklinde tanımlanmaktadır. Sıvılaşma sorunlarının karmaşıklığı nedeniyle, yanıtların doğrusal olmaması gibi, malzeme istikrarsızlıkları, deneysel ve sayısal teknik sınırlamaları, malzeme modeli formülasyonu zorlukları görüldüğü sebeple çok güvenilir ve doğru tahmin yöntemleri geliştirilmelidir. Sıvılaşma olgusunun neden olduğu can kayıpları ve altyapı sistemlerinde meydana gelen hasarlar, bölgelere ait sıvılaşma potansiyellerinin önceden belirlenip değerlendirilmesinde güçlü ve güvenilir metotlara ihtiyaç duyulmasına neden olmuştur. Zemin sıvılaşması, son depremlerde de (Adapazarı, Düzce, Türkiye; Chi-Chi, Taiwan, 1999) örneklendiği üzere önemli hasara sebep olmuştur. Sıvılaşmanın mekanizması ve doğurduğu sonuçların anlaşılmasına yönelik çalışmalar, 1964 yılında meydana gelen Niigata - Japonya ve Büyük Alaska - A.B.D. depremleri sonrası daha da hızlanmıştır. Son kırk yılda bu alanda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Bugün zemin sıvılaşması konusu geoteknik mühendisliğinde branşında olgunlaşmış ve de kendi özel uygulamaları olan bir alan olarak karşımıza çıkmaktadır. Zeminde sıvılaşma oluşumunu etkileyen bir çok faktör vardır. Laboratuvar deney sonuçları yanında arazi gözlemleri ve çalışmalarına dayalı olarak, sıvılaşmayı etkileyen en önemli faktörler geçmişteki bazı çalışmalarda açıklanmıştır ve yeni çalışmalar ile açıklanmaya halen devam etmektedir. Deprem şiddeti ve süresi, ivme, yeraltı su seviyesi, zemin tipi, zeminin rölatif sıkılığı (Dr) ve benzeri etkin parametreler bu faktörler arasındadır. Bu çalışmada ise sıvılaşma potansiyelinin tahmin edilmesinde en iyi modelin geliştirilmesi amacı ile sonlu farklar metoduna dayalı model ile yapay sinir ağları metoduna dayalı modellerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Kurbağlıdere, Kadıköy, Ġstanbul, Türkiye de gerçekleştirilmiş olan mikrobölgeleme çalışmasından faydalanılarak standart penetrasyon deneyi sondajlarından SPT-N değerleri hesaplanmış ve zemin parametreleri hesaplanarak bölgenin üç boyutlu sonlu farklar metoduna dayanan model ile gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sonul farklar metoduna dayalı modellerde 1 boyutlu, iki boyutlu ve üç boyutlu geometrilerde modellemelerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Model sonuçları anlamlı değerler vermiş olup, %92‟lik bir modelleme başarısı görülmüştür. Sonrasında ise, bölgede beklenen bir deprem etkisi altında zeminin boşluk basıncı, toplam gerilmesi ve efektif gerilmeleri dikkate alınarak, bu deprem altında zeminin üç boyutlu sıvılaşma riski potansiyelleri bulunmuştur. Bu sonuçların karşılaştırılması için, geliştirilen sonlu farklar modelinde kullanılan etkin parametreler (girdi) ve zemin sıvılaşması potansiyelini temsil eden boşluk basıncı oranı (çıktı) ile yapay sinir ağları metoduna bağlı model geliştirilmiştir. Bu yapay sinir ağları modellerinde, eğitme ve test etme aşamalarında SPT „lerden elde edilmiş data kullanılmıştır. Çeşitli modeller denenmiş ve en yüksek başarı oranının elde edildiği modeller olan geri yayılma (back propagation) ile genel regresyon (general regression) mimarilerine dayanan yapay sinir ağları modelleri geliştirilmiştir. Seçilen bölgede sıvılaşma analizlerinin model ile tahmin edilebilmesi için dikkate alınan zemin parametreleri girdi olarak tanımlanmış, boşluk basıncı oranı (ru) çıktıları model sonucu olarak tahmin edilmesi sağlanmıştır. Geliştirilen yapay sinir ağları modellerinde sonuçların tutarlılıkları modellerin başarı oranları hesaplanarak tayin edilmiştir. Bunun için gerek modelin sonuçlarında programca hesaplanan başarı oranları alınmış gerek ise sonlu farklar metoduna dayanan modelce 10. ve 11. bölgeler için bulunan boşluk basıncı oranları yapay sinir ağları metodunca bulunan oranlardan çıkarılmıştır. Bulunan hata oranlarının ortalaması alınarak geliştirilen modelin ortalama hatası hesaplanmış ve sonuç olarak modelin başarı oranı bulunmuştur. Bulunan her iki başarı oranının kıyaslanması ile literatürce kabul edilen hata oranlarının içinde kalındığı ve modelin tutarlı olduğu görülmüştür. Çalışmanın ana amacı olarak şunlar söylenebilir. Zemin profiline ait bir boyutlu, iki boyutlu ve üç boyutlu sonlu farklar metoduna bağlı sıvılaşma potansiyelinin tahmini için model geliştirilmesi ve ayrıca yapay sinir ağları yöntemine dayalı model geliştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Modellemelerde %82‟lik bir başarı oranı görülmüştür. Geliştirilen bu yapay sinir ağlarına bağlı modelin performansının arttırılması, sonlu farklar yöntemi tabanlı model sonuçları ve sinir ağı algoritması tabanlı model sonuçları ve basitleştirilmiş yöntem sonuçlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Bir boyutlu, iki boyutlu ve üç boyutlu sonlu farklar metodundaki modellerin sonuçlarının karşılaştırılması, böylelikle farklı boyutlarda sıvılaşma analizleri yapıldığında gerek arazinin en iyi şekilde modellenebilmesi gerekse de analizler sonucunda hangi boyutlandırma ile bölgenin sıvılaşma riskini en doğru şekilde tahmin edilebileceğinin saptanması hedeflenmiştir. Son olarak sıvılaşma potansiyelinde deprem parametresi (deprem etkisi) sabit tutularak diğer etkin parametreler olan zemine bağlı parametrelerin yapay sinir ağları modelince etkinlik yüzdelerinin hesaplanarak karşılaştırılması yapılmış ve sıvılaşma oluşumunu etkileyen bir çok faktörden hangilerinin araştırma alanı olan Kurbağlıdere bölgesinde daha etkin olduğunun saptanması amaçlanmıştır. Bu anlamda, zemin içsel sürtünme açısı ve SPT-N değerlenin zemin sıvılaşmasında en etkin parametreler olduğu saptanmıştır. Zeminlerin sıvılaşma potansiyelinin tahmininde kullanılan bu farklı metotların karşılaştırılması için geliştirilen bu iki model ile zeminlerde sıvılaşma potansiyeli olasılıklarında kullanılabilecek ve uygulamanın başka araştırmalar ve çalışmalarda tahmin aracı olarak kullanılmasını sağlayan başarılı sonuçlara varılmıştır.

Title

A COMPARATIVE NUMERICAL ANALYSIS FOR LIQUEFACTION

Abstract

Soil liquefaction is the phenomenon of temporary loss of shear in saturated cohesionless soils under the influence of vibrations caused by earthquakes. Due to the complexity of liquefaction problems, such as nonlinearity of responses, sudden phase transition from solid to liquid behavior, material instability, interaction and relative movement between the porous soil skeleton and interstitial water, limitations on experimental and numerical techniques, material model formulation and so on reliable and accurate predictive methods need to be developed. The extensive loss of lives and civil infrastructure system (buildings, bridges, highways and airports etc.) caused by liquefaction emphasize the need for strong and reliable methods for evaluating the liquefaction potential of sites. Conventional methods for evaluating liquefaction potential are based on correlating data from soil Standard Penetration Test (SPT) with a parameter that represents the seismic loading on the soil during an earthquake. This study aims to explore the best model for the prediction of liquefaction potential by comparing the finite difference model and neural network model for the chosen case study area which is Kurbağlıdere region at Kadıköy, Istanbul, Turkey. The methodology of the research are to develop finite difference model in 1D, 2D and 3D geometries to predict liquefaction potential of a site and also to develop a neural network model to predict the liquefaction potential of a site. In the developed models, the aim is to compare simplified methods results with finite difference method based model results and neural network algorithm based model results. In the developed finite difference method (FDM) models for evaluating liquefaction occurrence of soil, it is seen that the developed FDM model is a useful model for forecasting the liquefaction potentials of a point in the case study area which we do not have any information. The comparison of simplified equations method results and the FDM model results are close and meaningful and the success rates of the developed models are meaningful too with an average success rate of 92%. In the developed back propagation neural network and general regression neural network models use of the SPT data for training and testing is done. Various models are examined and the model with the highest success rate (92%) is presented. In these neural network models, the most effective parameter for liquefaction occurrence is determined and it is seen that friction angle of soils and SPT-N corrected blowcount values are the most effective parameters for liquefaction potentials of soils. As a summary, the results obtained by the two proposed models demonstrate the liquefaction potential of regions and encourage the use of these applications for forecasting studies.

Anahtar Kelime

Sonlu farklar metodu, Yapay sinir ağları yöntemi, Zemin sıvılasma

Bilim Kodu

6200201




Sıra No :14171
Üniversite

501111040

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Zekai Celep

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Kasım

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mustafa Karakaya

Başlık

BETONARME TAŞIYICI SİSTEMLERİN DOĞRUSAL OLMAYAN YÖNTEMLERLE PERFORMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Özet

Bu çalışmada, ikiden sekiz kata kadar yedi adet yapının, aynı malzeme, kat planı ve minimum (veya minimuma yakın) boyutlandırma esas alınarak tasarımı yapılmıştır. Daha sonra bu yapılar mevcut yapı olarak kabul edilerek Doğrusal Olmayan Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile performans değerlendirmesi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ise, karşılaştırmalı değerlendirilerek, yatay yük taşıma kapasitesine bağlı olarak hangi yapının daha güvenli olduğu sorusuna cevap aranmıştır. Ayrıca Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz yapılarak Doğrusal Olmayan Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi’nin ne kadar yaklaşık sonuç verdiği incelenmiştir. Çalışmada elde edilen veriler doğrultusunda, yapılar Deprem Yönetmeliği’ndeki doğrusal olan yöntemlerle aynı kriterler esas alınarak tasarlanmış olasalar da, gerçekte düşük katlı yapıların, yüsek katlı yapılara göre daha yüksek yatay yük taşıma kapasitesine sahip oldukları ve depreme karşı daha dayanıklı oldukları düşünülmektedir. Zaman Tanım Alanında yapılan analizler sonucu elde edilen zamana bağlı en büyük taban kesme kuvveti ve tepe yerdeğiştirmesi değerleri ile statik itme eğrilerinin yakın sonuçlar verdiği görülmüştür.

Title

PERFORMANCE EVALUATION OF REINFORCED CONCRETE SYSTEMS WITH NONLINEAR METHODS

Abstract

In this study, seven buildings ranging from having two to eight floors were designed with linear evaluation methods in accordance with Turkish Seismic Code 2007. Then these buildings were assumed to be current buildings and performance evaluation was conducted with the Non-Linear Incremental Equivalent Earthquake Load Method which is an application of Modal Pushover Analysis. An answer was sought for which of the buildings is more secure in regard to horizontal load carrying capacity, with the help of comparative interpretation of the obtained results. Besides, Non-Linear Time History Analyze was also applied in order to determine the reliability of Non-Linear Incremental Equivalent Earthquake Load Method. Data obtained from the study shows that although the buildings have been designed through the criteria which are exactly identical to the linear methods in Seismic Regulation, practically low-rise buildings are more durable against earthquakes than high-rise constructions due to their higher capacity of bearing horizontal load. It has been seen that the biggest base shear force (time-dependent) and roof displacement value, which have been calculated in consequence of time history analyses, have yielded proximate results with pushover curves.

Anahtar Kelime

Doğrusal Olmayan Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi, Performans Değerlendirmesi, Yatay Yük Taşıma Kapasitesi, Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Analiz, Taban Kesme Kuvveti, Tepe Yerdeğiştirmesi, Statik İtme Eğrisi

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14094
Üniversite

501101066

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Yılmaz AKKAYA

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ekim

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mertcan SARI

Başlık

FARKLI TİPTEKİ LİFLERİN BETONUN MEKANİK DAVRANIŞINA ETKİSİ

Özet

Beton uzun yıllardan beri en sık kullanılan yapı malzemesidir. Betonun yaygın kullanım alanı araştırmacıları beton üzerinde daha çok gelişime sevk etmiştir. 20-30 yıl öncesine kadar uygulamalarda basınç dayanımı 40 MPa düzeyini geçemeyen beton, günümüzde yüksek dayanım ve dayanıklılığı ile karşımıza çıkmaktadır. Günümüzde pek çok mega yapıda (Yüksek bina, köprü, tünel, vb.) artık yüksek performanslı betonlar kullanılmaya başlanmıştır. Normal betonların, yüksek dayanımlı ve dayanıklı betonların en büyük kusuru gevrek bir mekanik davranış sergilemeleridir. Gevrek davranış, betonun basınç dayanımı ne kadar yüksek olursa olsun betonun enerji yutma kapasitesini hep düşük seviyede tutar. Yüksek performanslı betonların tek zaafı gevreklik değil, yangın durumunda iyi performans sergileyememesidir. İlerleyen beton teknolojisi betonu mükemmeliğe taşıyan bir çözüm olan lif donatılı betonu geliştirmiştir. Betona katılacak lifler, betonu gevreklik zaafından kurtarıp sünekliğe taşımakla kalmamış, aynı zamanda basınç dayanımına ve betonun durabilitesine katkı sağlamıştır. Bu tez kapsamında yapılan çalışmalarda 4 farklı lif ile 5 farklı karışım üretilmiştir. Bütün karışımlar için standart basınç ve elastisite modulü deneyleri için 150 mm çapında ve 300 mm yüksekliğinde silindir numuneler üretilmiştir. Yarma çekme deneyleri için 150 mm çapında ve 300 mm yüksekliğindeki silindir numuneler 2’ ye kesilerek 150 mm çapında 150 mm yüksekliğinde numuneler hazırlanmıştır. Kırılma enerjisi ve eğilme dayanımlarını belirlemek için üç noktalı eğilme deneyi uygulanmak üzere 600 mm uzunluğunda 150x150 mm kesite sahip kiriş numuneler üretilmiştir. Üç noktalı eğilme deneyinde kiriş numuneler üzerinde sehim ve çatlak ağzı açılma deplasman değerleri ölçülmüştür. Sehim değerleri “Lvdt”, çatlak ağzı açılma deplasmanları ise “Çatlak ağzı açılma deplasmanı ölçer” ile ölçülmüştür. Farklı oranlarda ve özellikte lif içeren betonların basınç dayanımları, elastisite modülleri, yarma çekme dayanımları, kırılma enerjileri ve eğilme dayanımları hesaplanarak yalın betonlarla kıyaslandı. Ayrıca eğilme deneylerindeki çatlak ağzı açılma deplasmanı ile sehim arasındaki korelasyon kurulup, EN 14651 standartı ile kıyaslanarak deneylerin doğruluğu kontrol edilmiştir. Deneyler sonucunda elde edilen değerler Alman Beton Birliği Yöntemi’ nde belirtilen kullanılabilirlik ve taşıma gücü sınır durumu değerlerine göre hesaplandı ve karışımların ABBY’ ne göre mekanik davranış ve özellikleri değerlendirildi. Çelik lif kullanılarak üretilen betonların kırılma enerjileri ve eğilme dayanımlarının hacimce aynı oranda kullanılan iki farklı makro sentetik ve bazalt lifli betonlara kıyasla daha yüksek değerler aldığı belirlenmiştir. Çelik lif oranının artması ile betonun tüm mekanik özelliklerinde iyileşme görülmüştür. Makrosentetik liflerin ise numunelerde ayrı ayrı kullanılmasının kırılma enerjisine ve eğilme dayanımına etkisi aynı seviyelerde olmuştur. Sonuçların Alman Beton Birliği’ ne göre değerlendirilmesi sonucunda bazalt lifli ve yalın betonların taşıma gücü sınır durumu için öngörülen sehim değerlerine erişemediği gözlenmiştir. Makrosentetik liflerde kullanılabilirlik sınır durumundaki eş değer eğilme dayanımlarının taşıma gücü sınır durumundaki eş değer eğilme dayanımlarından daha yüksek değerler aldığı belirlenmiştir. Çelik lifli betonlarda ise makro sentetik liflerin tersine kullanılabilir sınır durumundaki eş değer eğilme dayanımları, taşıma gücü sınır durumundaki eş değer eğilme dayanımlarına göre daha düşük değerler almıştır.

Title

EFFECT OF DIFFERENT TYPES OF FIBERS TO CONCRETE S MECHANICAL BEHAVIOUR

Abstract

As a building material concrete has been used frequently. Because of this too many research has been made for years. 20-30 years before concrete’s maximum compressive strength was about 40 MPa but today high strength and high performance concretes are used in structural applications. High-performance concrete exceeds the properties and constructability of normal concrete. Normal and special materials are used to make these specially designed concretes that must meet a combination of performance requirements. Special mixing, placing, and curing practices may be needed to produce and handle high-performance concrete. Extensive performance tests are usually required to demonstrate compliance with specific project. High-performance concrete has been primarily used in tunnels, bridges, and tall buildings for its strength, durability, and high modulus of elasticity. It has also been used in shotcrete repair, poles, parking garages, and agricultural applications. High-performance concrete characteristics are developed for particular applications and environments; some of the properties that may be required include high strength, high modulus of elasticity, high abrasion resistance, high durability and long life in severe environments, low permeability and diffusion, resistance to chemical attack, high resistance to frost and deicer scaling damage, toughness and impact resistance, volume stability, ease of placement, compaction without segregation, inhibition of bacterial and mold growth. Fiber reinforced concrete which has better mechanical properties was found out with the developments in concrete technology. The fibers not only makes concrete ductile but also have positive effect on compresive strength and durability. Fibers are usually used in concrete to control cracking due to plastic shrinkage and to drying shrinkage. They also reduce the permeability of concrete and thus reduce bleeding of water. Some types of fibers produce greater impact, abrasion, and shatter resistance in concrete. Generally fibers increase the flexural strength of concrete, but cannot replace structural steel reinforcement. The amount of fibers added to a concrete mix is expressed as a percentage of the total volume of the composite (concrete and fibers), termed volume fraction (Vf). Vf typically ranges from 0.1 to 3%. The aspect ratio (l/d) is calculated by dividing fiber length by its diameter. Fibers with a non-circular cross section use an equivalent diameter for the calculation of aspect ratio. If the fiber s modulus of elasticity is higher than the matrix (concrete or mortar binder), they help to carry the load by increasing the tensile strength of the material. Increasing the aspect ratio of the fiber usually segments the flexural strength and toughness of the matrix. However, fibers that are too long tend to ball in the mix and create workability problems. The most common used fibers in high performance concretes are steel, polymeric and glass fibers. The addition of fibers significantly improves many of the mechanical properties of concrete, especially toughness. The performance of fibre reinforced concrete compared to its unreinforced counterpart comes from its improved capacity to absorb energy during fracture. The risk of spalling can be reduced by the addition of fibers to the concrete. Under fire conditions the fibers will melt, but it has been suggested that they form voids or micro-cracks in the concrete which effectively relieve the pressure from the expanding steam and moisture mixture. Steel fibers can improve structural strength, ductility, impact and abrasion resistance, freeze-thaw resistance, durability. There are many types of steel fibers. Long fibers are needed to bridge discrete macrocracks at higher loads; however the volume fraction of long fibers can be much smaller than the volume fraction of short fibers. Also the presence of long fibers significantly reduces the workability of the mixture. Synthetic fibers can improve; mix cohesion, freeze-thaw resistance, resistance spalling, impact resistance, resistance to plastic shrinkage. At the higher dosage levels the macro synthetic fibers are designed to perform post-first crack relative to externally applied loads. Macrosynthetic fibers can be used to provide the concrete with significant post cracking capacity and hence can be used in some designs based on plastic analysis, such as for ground supported slabs and for rock support using sprayed concrete. It is important to avoid the use of macro synthetic fibers to provide structural capacity which may be lost in the event of fire. When subjected to fire, macro fibers will soften as the temperature rises. They will lose their mechanical properties and will no longer provide structural capacity. Fiber reinforced concretes can be used for thin sheets, shingles, roof tiles, pipes, prefabricated shapes, shotcrete, curtain walls, slabs, vaults, impact resisting structures. The main objective of the research is to find out the mechanical behaviour of concretes containing steel, basalt and two types of macrosynthetic fibers. Concrete mixes have same water / cement ratio and same fiber volume fraction except one of the steel reinforced concrete. There are two different concretes with two different steel fiber volume fraction. One of them is the same fiber volume fraction as the basalt and macrosythetic fibers, the other mix has includes steel fiber approximately half value as the other fiber volume fraction. For both the modulus of elastisity and the standard compressive tests cylinders of 150 mm indiameter and 300 mm height were produced for all mixtures.Also cylinder specimens were used for the splitting tensile test.Disc specimens sizes were 150 mm in diameter and 150 mm in height. Beams prepared for thefracture energy tests were 600 mm in length and150 mm x 150 mm in cross section. Concretes which include different types of fibers are compared with each other after determining the compressive strength, elasticity modulus, splitting tensile test results, fracture energy and bending strength results. The fracture energy and bending strength are also compared with the fiber reinforced concrete method of German Concrete Institute. Fracture energy of plain concrete (matrix) increased up to 10 times owing to the addition of steel fibers. Fracture energy of concrete with macrosynthetic fibers also increased up to 4 times owing to the addition of steel fibers. Basalt fiber reinforced concrete’s fracture energy doesn’t alter according to plain concrete. The steel fiber reinforced conretes show a behavior of enhanced toughness and ductility when compared to the matrix however the net bending strength was not affected. Compressive strength and elasticity modulus of the specimens were not affected with the addition of fibers.

Anahtar Kelime

Lif takviyeli beton, yüksek performanslı beton

Bilim Kodu

6240501




Sıra No :14134
Üniversite

501101015

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç.Dr. Mustafa GENÇOĞLU

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Eylül

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Cemile DEMİRPOLAT

Başlık

DÜŞEY DÜZENSİZLİĞE SAHİP MEVCUT BETONARME BİNALARIN DEPREM PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Düşeyde düzensiz mevcut binaların deprem güvenliklerinin belirlenmesi, bu tez çalışmasına konu olmuştur. İnceleme konusu olan düşeyde düzensiz yapılar performansa dayalı tasarım yaklaşımı ile ele alınmıştır. Hesaplamalarda elastik ötesi analiz yapma olanağı sağladığı için, Statik İtme Analiz Yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemin esasları, tez kapsamında kısaca özetlenmiştir. Ayrıca performansa dayalı tasarım yaklaşımı hakkında da bazı bilgiler kısaca verilmiştir. İnceleme konusu olarak mevcut altı farklı bina seçilmiştir. İlgili hesaplamalarda, statik itme analiz yöntemini kullanmaya uygun olan SAP 2000 analiz programı kullanılmıştır. Programda yöntemin nasıl uygulanacağı tez kapsamında anlatılmış, dikkat edilmesi gerekli noktalar vurgulanmıştır. Analizlerden elde edilen sonuçlar grafikler ve tablolarda sunulmuştur.

Title

A NUMERICAL STUDY ON SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF EXISTING REINFORCED CONCRETE BUILDIDINGS WITH VERTICAL IRREGULARRITIES

Abstract

In this study, determining the earthquake resistance of vertically irregular buildings was investigated. Performance based design approach was used to investigate these vertically irregular buildings. Pushover Analysis Method was used in calculations. This method permits to observe the post elastic behaviour. Principles of this method were summarized in this study. Also, the principles of the performance based design approach were summarized. Six existing buildings were selected to investigate. SAP 2000 analysis program was used to apply the pushover method on these buildings. Practice steps of this program were explained in this study. Considerable points in this method were emphasized. Results of the analysis were determined on the diagrams and the tables.

Anahtar Kelime

düşeyde düzensiz binalar, performans tasarımı, statik itme analizi

Bilim Kodu

624




Sıra No :14136
Üniversite

501111034

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. A. Necmettin GÜNDÜZ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ekim

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mert AKKAYA

Başlık

BETONARME YÜKSEK BİR BİNANIN DEPREM PERFORMANSININ ÇEŞİTLİ YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ

Özet

Günümüzde ihtiyaç sebebiyle çok katlı yüksek yapı sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Özellikle ülkemizin büyük şehirlerinde çok sayıda yüksek yapı inşa edilmektedir. Yürürlükte olan DBYBHY 2007 az ve orta katlı yapı tasarımını kapsamaktadır. Ülkemizde yüksek yapı tasarımına yönelik resmi mevcut bir yönetmelik bulunmamaktadır. DBYBHY 2007’e göre binalarda tasarım yaparken malzemelerin elastik ötesi şekil değiştirme kapasitelerinden yararlanılmamaktadır. Mevcut tasarım yöntemleri malzeme dayanımlarının azaltılması ve depremde etkin kütlelerin belirli katsayılar ile arttırılması esasına dayanmaktadır. Ayrıca yapı taşıyıcı kesitlerinin ekonomik olması için elastik deprem kuvvetleri yapı taşıyıcı sistemine göre belirli katsayılar ile azaltılmaktadır. Bu bakımdan yönetmeliğe göre tasarlanan binaların deprem performansları hakkında fikir sahibi olunamamaktadır. Yönetmeliğe göre tasarlanmış binaların deprem performansının belirlenmesi daha ileri hesap yöntemleri gerektirmektedir. Bu yüzden malzeme ve geometriden kaynaklanan doğrusal olmayan şekil değiştirmeleri göz önünde bulunduran hesaplara ihtiyaç duyulmaktadır. Gelişen bilgisayar teknolojisi ve yapılan deneyler, deprem yükleri altında yapının rijitlik ve dayanım kaybını göz önünde bulunduran doğrusal olmayan çözüm tekniklerini uygulama imkânı vermiştir. Özellikle çok katlı yapıların deprem performansları ikinci mertebe ve yüksek mod etkileri nedeniyle daha ayrıntılı hesap esasları gerektirmektedir. Dinamik çözüm ile yapıların deprem performanslarını belirlemek mümkün olmaktadır. Zaman-tanım alanında çözüm, çok katlı yüksek betonarme yapıların kesin performans düzeyinin belirlenmesinde uygun çözüm yöntemlerinden biridir. Bu tez kapsamında yüksek betonarme bir binanın zaman tanım alanında dinamik çözümü ile performans düzeyi belirlenmiştir. Dinamik yöntem çözüm adımları çok vakit aldığı için mühendisler statik itme yöntemini geliştirmişlerdir. Statik itme yönteminde, yapının artan yer değiştirmelerine karşı taban kesme kuvvetleri elde edilmekte, belirlenen hedef yer değiştirmeye kadar yapılan çözüm ile yapının deprem performansı belirlenmektedir. Genellikle, az ve orta katlı yapılarda pratik olması sebebiyle statik itme çözümü yapılması uygun görülmektedir. Çok katlı yapılar için ise mühendisler tarafından artan mod etkilerini göz önünde bulunduran çok modlu statik itme çözüm yöntemleri araştırma konusu olmuştur. Çözüm sürecinin daha pratik olması sebebiyle, doğrusal olmayan şekil değiştirmeleri göz önünde bulunduran yer değiştirme esaslı çok modlu statik itme çözüm yöntemi ile yüksek binanın performansı incelenmiştir. Yüksek mod etkileri uygun birleştirme teknikleriyle birleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar zaman tanım alanı çözüm sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bahsedilenler doğrultusunda hazırlanan yüksek lisans tezi beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde statik ve dinamik çözüm yöntemlerinin gelişimlerinden bahsedilmektedir. İkinci bölümde doğrusal olmayan çözüm yöntemlerinin esaslarından bahsedilmektedir. Ayrıca, yöntemlerde kullanılan model ve varsayımlar anlatılmaktadır. Üçüncü bölümde, hem statik hem dinamik yöntem çözüm süreçleri anlatılmaktadır. Dinamik çözümde kullanılacak uygun deprem ivme kayıtlarının seçimi, ölçeklendirmesi ve çok modlu statik itme çözümlerinde hedef yer değiştirmelerin belirlenmesi incelenmektedir. Dördüncü bölümde ise 20 katlı yüksek betonarme binanın zaman tanım alanı ve çok modlu statik itme çözümü yapılmaktadır. Son bölümde, çözümlerden elde edilen sonuçların değerlendirmesi ve karşılaştırması yapılmaktadır. Zaman tanım alanında çözüme göre 20 katlı yüksek bina her iki doğrultuda can güvenliği performans düzeyini sağlamaktadır. Çok modlu statik itme çözümüne göre ise kiriş ve kolon elemanlarda daha az hasar sonuçları elde edilmektedir. Statik itme çözümlerinden elde edilen kat mutlak ve kat göreli yer değiştirmeleri, zaman tanım alanı çözümüne yakın sonuçlar vermektedir. Tek modlu statik itme çözümünden elde edilen taban kesme kuvveti kapasitesi, zaman tanım alanı çözümünden elde edilen kesme kuvvetinden %30 daha az bulunmuştur. Her iki çözüm yöntemine göre kirişlerde plastik mafsal dönmeleri karşılaştırılmaktadır. Plastik mafsal dönmelerinde düzensiz bir dağılım görülmektedir.

Title

SEISMIC PERFORMANCE ANALYSIS OF A HIGH-RISE REINFORCED CONCRETE BUILDING BY USING VARIOUS METHODS

Abstract

Nowadays number of high-rise buildings are increasing rapidly. A lot of high-rise buildings are being erected in metropolis of our country. DBYBHY 2007(Current Turkish Seismic Code) includes design rules only for low and mid-rise buildings. There are not any official regulations for high rise building design in our country. According to DBYBHY 2007, we only benefit from elastic capacity of system members by means of resistance to external loads. As principal of design, neither strength of material is reduced nor effective mass is increased. Besides, elastic earthquake forces are reduced by a parameter that is determined from building system model in order to obtain economical cross sections in design. For this reason, we do not have any general understanding about building earthquake performance level. In order to get the performance level of the building, more sophisticated analysis techniques must be applied. Therefore we need analysis techniques which take into consideration nonlinearity of building material and geometrical properties. Developing computer technology and experimental procedures enable us to apply nonlinear solution techniques which take into account the loss of rigidity and strength during an earthquake. Especially in high rise buildings, we need more specific analysis techniques because of second order and higher mode effects. We can determine building performance level under earthquake forces by using dynamic analysis methods. In order to determine the exact performance level, time history analysis procedure is so far the best analysis method for high-rise buildings. Three acceleration-time records were used in solutions included in this thesis. These are Düzce (1999), Kobe-Japan (1995) and Imperial Valley06 (1979) earthquake records. Three records which are scaled by design acceleration spectrum were used in time history integration analysis. Performance levels were determined according to where the most critical damage occurred in records. Besides, when the higher mode effects are taken into account, damping ratios are obtained from the building rigidity and mass values. At the first and second modes, mass participation factor is effective so damping ratio depends on the mass value. At the increasing modes, damping ratio depend on the loss rigidity value. In this thesis, we determined performance level of a twenty story building by using direct integration time history analysis procedure. Engineers developed static pushover procedures since dynamic analysis is time consuming. In this method, we obtained shear forces against increasing displacements then we determined target displacement and continued the pushing procedure until the target displacement value was reached. Generally, static pushover procedure is convenient in low and moderate rise buildings because of practicality in application. In order to determine the high-rise building performance, engineers studied pushover analysis which also considers higher mode effects. High-rise building performance is investigated by using displacement control static pushover analysis method since the solution procedure is more practical. Higher mode effects were combined using proper combination rule. After doing this, we made comparison between multi-mode static pushover and time history direct integration solutions. To sum up, this Master of Science thesis consist of five chapters • The first chapter includes general information and background about the static and dynamic analysis methods. Also purpose of master of science thesis is explained in this chapter. • In second chapter, principles of nonlinear analysis methods are mentioned. Also modelling and assumption which used in analysis method are mentioned. Concrete, rebar stress-strain diagram and elastic, inelastic solution methods are referred to in this chapter. • The third chapter consists of solution procedures about the dynamic and static analysis methods. Selection of time histories, scaling time histories and obtaining target displacements is studied in this chapter. All records are of the same fault type. Records are chosen from strike-slip fault type. Also, target displacement was determined from two methods. First of them is equal displacement rule and second are dynamic analysis results. • In fourth chapter, building information, obtaining cracked rigidity and plastic hinges are mentioned. Earthquake performance of a twenty story high-rise building is determined by using time history direct integration and multi-mode static pushover methods. • In the last chapter, the results are compared with each other and discussed. Performance level is obtained from multi-modal static pushover and time history direct integration analysis result in this chapter. Also, base shear forces versus maximum displacement of analysis methods are compared with each other. Story displacements, story drifts and plastic hinge rotations are compared between first mode static pushover, multi-modal static pushover and Kobe-Japan acceleration record. According to the results of time history analysis, twenty story high rise building satisfies life safety performance level in both earthquake directions. According to results of multi-modal static pushover analysis, the number of damaged beam and column members are less those of than time history analysis results. As a result of comparison, there are small differences between multi-modal static pushover and time history analysis regarding story displacements and story drifts values. Base shear is obtained from first mode modal static pushover procedure seventy percent of time history analysis base shear force result. Besides, results of plastic rotations from both analyses at the beams are compared. There are irregular distribution patterns at the plastic hinge rotations in analysis procedures. At the end of the analysis procedures, results of the time history analysis seem to be more effective than the results obtained from multi-modal static pushover analysis procedure. To obtain the correct damage level at the core wall, using better core wall model may more appropriate instead of modelling with frame elements. Although core wall modelling with finite elements cause a time consuming, it makes possible to obtain correct results. Selection of earthquake acceleration records affects the analysis results directly. Especially in high-rise building analyses, number of records and selection of records affect the results directly. Therefore in order to determine correct performance level, using more earthquake records is more convenient at the time history analysis instead of using three records. Besides, rigid diagram assumption may also be investigated in high-rise buildings. Dynamics characteristic of building may be different when the rigid diagram assumption is not used depending on the openings in floors. Therefore, rigid diagram assumption may be investigated comprehensively.

Anahtar Kelime

Zaman Tanım Alanında Deprem Performansı, Çok Modlu Statik İtme, Deprem Performansı Analizi

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14157
Üniversite

501101174

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Doç. Dr. Gürkan Emre GÜRCANLI

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Aralık

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Liliya SANCAK

Başlık

RUSYA FEDERASYONU’NDA İŞ GÜVENLİĞİNİN GELİŞİMİ, İNŞAAT SEKTÖRÜNDE İŞ GÜVENLİĞİ MEVZUATI

Özet

Bu tez çalışmasında Rusya Federasyonu’ndaki İş Güvenliği Mevzuatı araştırılmış ve araştırma sonucu edinilen bilgiler; Rusya’da faaliyet gösterecek olan Türk inşaat firmalarına bir rehber niteliğinde sunulmuştur. Bu araştırma yapılırken iş güvenliği kavramının; ülkenin tarihsel dönüm noktalarına göre; Rusya İmparatorluğu döneminde, sonrasında Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği döneminde ve bugünkü Rusya şartlarında gelişimi ve uğradığı değişimler hakkında bilgi verilmiştir. Araştırmada Rusya’nın inşaat sektöründeki iş güvenliği mevzuatı ele alınarak konunun en önemli dokümanları bir araya getirilmiştir. İnşaat projelerinin, uygulamada olmazsa olmazları niteliğindeki iş güvenliği eğitimi, iş kazalarının incelenme süreci, çalışma yeri şartları denetimi, devlet denetimi ve şirketin iç denetimleri başlıklarının dikkat edilmesi gereken hususları irdelenmiştir. Büyük bir Türk inşaat şirketinin Rusya’daki iş güvenliği mevzuatının gerektirdiği uygulamada örnek olabilecek dökümantasyon paketi incelenmiş ve Türk inşaat firmalarına olumlu katkısı olabileceği düşüncesiyle bu dokümantasyon üzerinden değerlendirmeler yapılmıştır.

Title

THE DEVELOPMENT OF OCCUPATIONAL SAFETY IN RUSSIAN FEDERATION AND OCCUPATIONAL SAFETY LEGISLATION IN CONSTRUCTION SECTOR

Abstract

In this thesis the Occupational Safety Legislation in Russian Federation has been researched and obtained informations presented as a tutorial for Turkish construction companies which will operate in Russia. In this study, informations have been provided about the development and enduring significant changes of occupational safety term while the concept of the country s historical turning points, according to the period of Russian Empire, after the Union of Soviet Socialist Republics period and under the conditions of today s Russia. The Russian construction industry occupational safety legislation have been investigated and the most important documents of this subject have been gathered in this study. The important points of the sie qua non subjects of construction projects in implementation phase like occupational safety training, inspections of workplace hazards, the sertification of workplaces, government audit and public internal audit have been examined In conclusion of study, the occupational safety documentation package of large-scale Turkish construction company which could be an instance for Turkish contractors in Russia have been analysed and the assessments have been made over this document with the idea of making a positive contribution to construction companies’ activities.

Anahtar Kelime

Rusya Federasyonu, iş güvenliği, mevzuat, müteahhit

Bilim Kodu

6240600




Sıra No :14169
Üniversite

501022205

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Kemal Selçuk ÖĞÜT

Tez Türü

Doktora

Ay

Aralık

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mustafa TANIŞ

Başlık

KENT İÇİ OTOYOLLARIN KAVŞAKSIZ KESİMLERİNDE SERBEST AKIM HIZI VE KAPASİTEYİ ETKİLEYEN FAKTÖRLERİN İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, sayısal analiz yöntemi ile istatistik bilimi ilkeleri kullanılarak kent içi otoyolların temel otoyol kesimlerinin serbest akım hızı ve kapasitesine etkiyen faktör değerleri elde edilmiştir. Bu değerler ülkemizdeki otoyolların bir bölümünün yol ve trafik özelliklerini yansıtmaktadır. Bulunan değerler otoyolların kavşaksız kesimleri için geçerlidir. İncelenen otoyolların temel otoyol kesimleri belirlenmiş ve geometrik özellikleri temin edilmiştir. Temel otoyol kesimleri için trafik verileri toplanmış, hatalı veriler ve aykırı değerler atılmış, tutarlılıkları denetlenmiştir. Her bir kesim için kapasite hızı, akım değeri-hız grafiklerinden belirlenmiş ve otomobil eşdeğerlikleri korelasyon tekniği ile saptanmıştır. Serbest akım hızları regresyon tekniği ile elde edilmiştir. Akım değeri-hız grafikleri incelenerek kapasiteye erişen kesimler belirlenmiş, kapasite değerleri regresyon tekniği ile elde edilmiştir. Serbest akım hızını etkileyen faktörler için çok değişkenli regresyon ile anlamlılığı yetersiz olan değişkenler ayıklanmıştır. Serbest akım hızı, hızın hacimden etkilendiği akım değeri ve kapasite üzerine etki eden şerit sayısı, katlı kavşak sıklığı, boyuna eğim, ağır taşıt oranı ve sürücü türü değişkenlerine değer tahminleri yapılmıştır. Tahmin edilen değerler kullanılarak bütün kesimler için otomobil eşdeğerliği, serbest akım hızı ve kapasite değerlerini hesaplanabileceği genel bağıntılar elde edilmiştir. Tahminler literatürdeki benzer çalışmaların sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

Title

AN INVESTIGATION OF THE FACTORS AFFECTING THE FREE FLOW SPEED AND CAPACITY FOR BASIC FREEWAY SEGMENTS OF URBAN FREEWAYS

Abstract

In this study, by using the principles of probability and statistics, the values of the factors affecting the free flow speed and capacity for basic freeway segments of urban freeways are obtained. These values reflect the prevailing roadway and traffic conditions at particular portion of Turkey s freeways. Estimated values are valid for basic freeway segments. In the analysis, basic freeway segments are identified and their geometric data are obtained. The traffic data are reduced by removing outlier and misleading values. The data sets are finalized by performing a number of consistency analyses. The speed at capacity of each basic freeway segments is obtained by referring to speed-flow rate diagrams and passenger car equivalents are calculated with correlation analysis. Free flow speeds are estimated by using regression technique. Basic freeway segments at capacities are calculated via regression technique. For identifying factors influencing free flow speed multivariate regression analysis is used and insignificant parameters are dropped. Values of the factors including the number of lanes, interchange density, grade, heavy vehicle ratio and driver population that effect free flow speed, flow rate impacting free flow speed and capacity are estimated. By using estimated values, generalized functions that allow calculation of passenger car equivalent as well as free flow speed and capacity of all segments are obtained. Finally, entire estimations are compared with the results of similar studies in the literature.

Anahtar Kelime

kent içi otoyollar, temel otoyol kesimi, yol kapasitesi, serbest akım hızı, otomobil eşdeğerliği

Bilim Kodu

6240401




Sıra No :13637
Üniversite

501101008

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Filiz Piroğlu

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Burhan Kaplan

Başlık

GELENEKSEL OSMANLI MİMARİSİNE SAHİP AHŞAP YALILARIN DEPREM KUVVETLERİ ALTINDA İNCELENMESİ VE GÜÇLENDİRME TEKNİKLERİ

Özet

Bu çalışmada, deprem yükleri etkisindeki Osmanlı mimarisine sahip büyük ölçekli ahşap yalıların Sait Halim Paşa Yalısı örnek alınarak yapısal analizi gerçekleştirilmiştir. Analizler; DBYBHY 2007 esas alınarak Mod Birleştirme Yöntemi’ne göre 3 boyutlu, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi’ne göre 2 boyutlu ve UBC 97 uyarınca Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi’ne göre 2 boyutlu modeller oluşturularak 3 farklı yöntemle yapılmıştır. En elverişsiz sonuç 2 boyutlu analizlerde oluştuğu görülmüştür. Analiz sonucu ahşap taşıyıcı elemanlarda oluşan gerilme kontrolleri TS 647 ve National Design Spesification (NDS) standartlarına göre kontrol yapılmıştır. Her iki standarda göre de ahşap elemanlardaki gerilmelerin statik olarak yeterli olduğu gösterilmiştir. Analiz sonucu oluşan en elverişsiz duruma göre mevcut çivili birleşimler NDS standardına göre kontrol edilmiş ve statik açıdan yetersiz olduğu sonucuna varılmışır. Aynı standart kullanılarak yetersiz bulunan bağlantılara bulon ve dairesel çelik kayma kaması birleşim elemanları ile iki farklı güçlendirme metodu uygulanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Hesaplar sonucunda dairesel çelik kayma kamalı birleşimin, bulonlu birleşime göre daha fazla kuvvet aktarabildiği sonucuna varılmıştır.

Title

SEISMIC ANALYSIS OF TRADITIONAL OTTOMAN TIMBER MANSION AND REINFORCEMENT TECHNIQUES

Abstract

In this study using the the seismic behavior of large scale mansions of traditional Ottoman architecture was investigated. The lateral forces that are applied to the structure are the seismic forces. Both the Linear-Dynamic, Modal Superposition Method (Response Spectrum Method) and the Linear-Static, Equivalent Static Force Method were used based on the Turkish Seismic Code 2007. In addition, Equivalent Static Force Method from the UBC 97 standard was also investigated in the seismic analysis. The resulting internal stresses on the members were compared to the allowable values in TS 647 and National Design Spesification (NDS). These stresses were not exceed in allowable values in these standarts. Existing connections with nails were checked in NDS based on most critical analysis result. These connections were statically insufficient and needed strengthening. Different two types connection elements were used for strengthening which are bolt and shear plate. These elements were compared as efficiency and showed that connections with shear plate were more effective than bolted connections.

Anahtar Kelime

Ahşap yapı, Deprem, Yapısal analiz, Güçlendirme

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14290
Üniversite

501052004

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof.Dr.Alper İLKİ

Tez Türü

Doktora

Ay

Aralık

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

CUMHUR COŞGUN

Başlık

ÜÇ BOYUTLU BETONARME ÇERÇEVELERİN DÜĞÜM NOKTALARININ DEPREM ETKİLERİNE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ

Özet

Mevcut eski tip kolon-kiriş birleşim bölgelerinin davranışını inceleyen sınırlı sayıda çalışma olması nedeniyle bu tip elemanların davranışları iyi bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı, ülkemizdeki mevcut yapıların durumunu temsil etmek üzere düşük dayanımlı beton ve düz yüzeyli donatıya sahip kolon-kiriş birleşim bölgelerinin deprem etkileri altındaki davranışlarını incelemek ve deprem etkilerine karşı bu davranışlarını iyileştirmektir. Bu amaçla malzeme deneyleri yanında deneysel çalışmalar gerçekleşmiştir. 5 adet tam ölçekli üç boyutlu numuneler üretilmiş ve deneyleri yapılmıştır. Numunelerde düşük dayanımlı beton ve düz yüzeyli donatı kullanılmıştır. Birleşim bölgesinde etriye kullanılmamıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda bu tip elemanların deprem yükleri altındaki davranışı açıklanmış ve uygulanabilir güçlendirme yöntemleri geliştirilmiştir.

Title

SEISMIC RETROFIT OF JOINT OF 3D REINFORCED CONCRETE FRAMES WITH FRP

Abstract

Inspecting the previous studies it is seem that the behaviour of this type of elements is not well known due to the limited number of studies which examines the behavior of existing old-style beam-column joint zones. The purpose of this thesis to examine the behavior of beam-column joint region that are made of low strength concrete and reinforced with plain bar (that represent our country) under seismic effects and to improve this behavior. Besides, material and experimental tests were also carried out. 5 pieces of full scale three-dimensional reinforced concrete specimens were tested. As a result of the experimental studies the behavior of this type of elements under earthquake loading is described and applicable retrofit methods have been developed.

Anahtar Kelime

Kolon-kiriş birleşim bölgesi, tam ölçekli çerçeve, düşük dayanımlı beton, düz yüzeyli donatı, donatıların kaynaklanması, sıyrılma, güçlendirme

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13543
Üniversite

501072016

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Fatma Necla Kadıoğlu, Doç. Dr. Şenol Ataoğlu

Tez Türü

Doktora

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

OSMAN BULUT

Başlık

ELASTİSİTE TEORİSİ DENKLEMLERİNİN MİKROMEKANİĞE UYGULANMASI

Özet

Bu çalışmada, lineer-elastik, homojen ve izotrop malzeme kabulü altında, yarıçapı mikron mertebesinde olan küresel parçacıklar veya kesit alanının yarıçapı mikron mertebesinde olan silindirik geometriye sahip lifler içeren kompozitlerin elastik sabitlerini veren ifadeler elde edilmeye çalışılmıştır. Burada, kompoziti oluşturan matris malzemesinin elastik özellikleri, buna eklenen katkı maddesininkilere göre çok düşüktür. Ayrıca katkı malzemesinin hacminin, toplam kompozitin hacmine oranının düşük olduğu durumlar göz önüne alınmıştır. İlgili kompozitin mikro yapısı seviyesinde yapılacak değişiklikle mekanik davranışındaki değişim araştırılmıştır. Bu amaçla, yapılan kabuller çerçevesinde kompozit malzemeden alınan temsili hacim elemanının değişik gerilme hallerine maruz olması durumunda, üzerinde biriken toplam şekil değiştirme işleri hesaplanmıştır. İgilenilen hacim elemanına eş değer, fiktif hacim elemanı için aynı iş hesapları yapılmıştır. Bu hesaplar yapılırken başlangıçta, bilinen klasik elastisite teorisi denklemleri kullanılmıştır. Bilindiği gibi klasik elastisitede dış etkilere maruz bir cisimde iç kuvvet, gerilme tansörü ile açıklanır. Başka bir deyişle, cismin içerisindeki bir nokta üç doğrultuda ötelenme yapar ki, bu ötelenmeler yer değiştirme vektörünü tanımlar. Mikropolar elastisitede ise ötelenmenin yanında mikro dönmeler de tanımlanmaktadır. Ayrıca gerilme tansörünün yanında gerilme-çifti tansörü de ortaya çıkar. Buna ek olarak, gerilme tansörü klasik elastitede simetrikken, mikropolar elastisitede simetrik olmayabilir. Bu çalışmada, buna ait bir uygulama da yapılmıştır. Ayrıca teorik olarak elde edilen sonuçların karşılaştırılması açısından deneysel olarak yapılan çalışmalar da son kısımda yer almaktadır.

Title

AN APPLLICATION OF THE THEORY OF ELASTICITY IN MICROMECHANICS

Abstract

In this study, under the assumptions of linear-elastic, homogeneous, and isotropic materials, the expressions of the elastic constants of the composites including spherical particles having radius in micron order or thin cylindrical fibers having radius in micron level, have been obtained. Here, the elastic constants of matrix material are very lower than those of inclusions. It is considered that the ratio of the volume of inclusion to the volume of composite is small. The mechanical behaviours of associated composites have been observed while changings have been occuring on micro-structure of it. For this purpose, the strain energies, which belong to the different states of stress, have been calculated on the representative volume element of the composite material. Similar strain energies have also been calculated on effective volume elements which are assumed to be equivalent to the volume elements mentioned above. Firstly, the equations of the classical theory of elasticity have been used. In the classical elasticity, as it is known, the transfer of loadings in a body which is subjected an effect is occured through a surface element dA situated in the interior of the body by only the stress vector. In micropolar theory, volume elements have got abilities of rotation. This means, the degree of freedom is six and the transfer of loading is occured not only by the stress vector but also by the stress-couple vector. So, the stress and the strain tensors are not symmetric any more. In this study, a problem has been solved using to this last theory. As an application to this type of the composite materials, experimental studies have been added in the last chapter. The results from experiments are compared with those from theoretical solutions.

Anahtar Kelime

kompozit malzemeler, elastisite teorisi, mikromekanik

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :14348
Üniversite

501012123

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Nadir YAYLA

Tez Türü

Doktora

Ay

Aralık

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Yaşasın ERYILMAZ

Başlık

ULAŞIM ALTYAPILARININ ARAZİ DEĞER ARTIŞINA ETKİLERİ - TEM OTOYOLU İSTANBUL ANADOLU KESİMİ ÖRNEĞİ

Özet

Ulaştırma yatırımları, kamulaştırma, yapım ve işletme maliyetleri yüksek olan yatırımlardır. Mali gücü sınırlı olan ülkeler bu sebeple ulaştırma yatırımlarını zamanında gerçekleştirememekte bunun sonucu olarak projelerin işletmeye açılma sürelerinin uzaması nedeniyle önemli ekonomik kayıpları karşılamak zorunda kalmaktadır. Ulaştırma altyapı yatırımlarının inşaasında kamu kaynaklarının kullanılmasının yanısıra, yap-işlet–devret, özel sektör–kamu işbirliği, satın alma garantili hizmete dayalı antlaşmalar veya gelirin önceden satın alınması gibi yöntemler geliştirilmiştir. Diğer bir yöntem ise bu çalışmalarda ortaya konan yapılacak yatırım sonucunda bölgedeki arazi ve emlak değer artışlarının ulaştırma yatırımlarının finansmanında kullanılmasıdır. Çalışma kapsamında O-2 ve O-4 otoyollarının hizmete açılması sonucunda, arazi kullanımı ve nüfustaki değişimlerin yanısıra erişilebilirlik ile arazi fiyatlarının etkileşimi incelenmiştir. Ulaşım altyapısına olan erişim kolaylığının arazi değerleri üzerinde etkileri, Istanbul-Anadolu yakasında ortaya konmuştur. İnceleme bölgesindeki mahallelerin; ticari merkezlere, yönetim merkezlerine, TEM üzerinde yer alan kavşaklara, D-100, Boğaziçi köprüsü ve FSM köprüsüne olan uzaklıkları (karayolu ağı kullanılarak), zaman (dakika) ve mesafe (metre) olarak alınmıştır. Otoyolun etkilediği bölgede yer alan arsa ve arazilere ait takdir değerlerinin istatistiksel olarak yorumlanmasında ise regresyon metodu kullanılmıştır. Çalışmada esas alınan otoyol kesimi bütünü ile ele alındığında arazi değerinde artış olmakla birlikle (kavşak bölgelerinde kısmi korelasyon bulunmasına rağmen) , otoyola uzaklık ve erişebilirlik ile değer artışı arasında anlamlı bir ilişki görülememiştir. Araştırmaya konu olan otoyol kesimindeki kavşakların yakınındaki arazi artış değerlerinin ise her kavşakta farklılık gösterdiği ve otoyola olan uzaklık ile değiştiği saptanmıştır.

Title

THE EFFECTS OF TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE ON LAND VALUE INCREASES - A CASE FOR ISTANBUL ANATOLIAN SECTION OF TEM MOTORWAY

Abstract

Transportation investments are expensive because of expropriation, construction and operating costs. Countries, therefore, unable to make transportation investments on time or otherwise they have to deal with the significant economic losses owing to the fact that the project could not be put into operati on in a timely manner. Transportation infrastructures can be financed by using public resources or PPP, BOT, service-based agreements, pre-purchased income, etc. Apart from these, employing the revenue obtained from land and property value increases at a particular region for financing transportation investments. The changes in land values, land use and population in addition to the interaction between accessibility and land values after the construction of the TEM Motorway (sections O-2 and O4) are investigated. The effects of motorway on the property values, at the Asian side of Istanbul have been revealed. For each neighborhood in the study area, the time and distance required to access the D -100 highway, interchanges on TEM, Bosporus and FSM bridges, CBDs and government centers were evaluated. In order to interpret tax values of land and/or properties that are influenced by the TEM; regression method was used. The results show that although an increase in land values is detected for the entire motorway section, no significant relationship (except interchanges on TEM) between distance and accessibility to the motorway. For the areas in the vicinity of study motorway section, the land values differ according to the distance to the motorway or from the intersection to intersection.

Anahtar Kelime

Ulaşım, Planlama, Arazi değeri, Otoyol, Finansman.

Bilim Kodu

6240401




Sıra No :14438
Üniversite

501042001

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

M.Hasan Boduroğlu

Tez Türü

Doktora

Ay

Aralık

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Ayşe Berna Büyükşişli

Başlık

GÜÇLENDİRİLMİŞ YAPI SİSTEMLERİNDE YAPI VE ZEMİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN DAVRANIŞLARININ DEPREM PERFORMANSINA ETKİLERİ

Özet

Bu çalışmada, bir binanın taşıyıcı sisteminde mevcut olan depreme karşı güçlendirilmemiş durum ile güçlendirilmiş durumunu karşılaştırarak yapı ve zeminin doğrusal olmayan davranışlarının, farklı temel tipleri ve yerel zemin sınıflarının deprem performansına etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, gerçekte var olan ve güçlendirme projesi yapılmış bir bina taşıyıcı sistemi, dört farklı temel tipi ile dört farklı yerel zemin sınıfı dikkate alınarak ve ayrıca karşılaştırma yapmak amacıyla, güçlendirilmiş ve güçlendirilmemiş taşıyıcı sistem durumunlarında temeller rijit kabul edilerek incelenmiştir. Zemin davranışı, zeminin elastisite modülünün gerilmeye bağlı olduğu hiperbolik bir model ile tanımlanmıştır. Binanin deprem performansları doğrusal olmayan hesap yöntemleri olan FEMA 440’da tanımlanmış Eşdeğer Doğrusallaştırma, TDY 2007’de tanımlanmış Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü ve Zaman Tanım Alanında Hesap ile incelenmiştir. Yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, deprem performansının farklı tipteki temel sistemleri ve yerel zemin sınıfları açısından önemli farklılıklar gösterdiği ve yapı-zemin etkileşiminin analizlerde tanımlanmasıyla performansın önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. Temeller ankastre kabul edilerek elde edilen performans değerlendirmesi sonuçları ile temel sistemi ve zemin davranışları tanımlanarak elde edilen sonuçlar farklılık göstermektedir. Tekil temellerin mini kazıklar ile güçlendirilmesi sonucunda binanın deprem performansında önemli artış olduğu hesaplanmıştır.

Title

THE EFFECTS OF NON-LINEAR BEHAVIOURS OF SOIL AND STRUCTURE ON THE EARTHQUAKE PERFORMANCE OF STRENGTHENED BUILDINGS

Abstract

In this study, the effects of non-linear behaviours of soil and structure on the earthquake performance of strengthened buildings are evaluated. In order to study these effects in the way of earthquake performance, an existing reinforced conrete structure is selected and structural properties such as the dimensions of the structure, concrete grade, reinforcement layout and grade are determined. By using these properties, a strengthening design is performed and for a certain soil class, taking the soil-structure interaction into account, structures with different types of foundations such as mat, continuous, spread foundations applied with mini piles are analyzed and earthquake performance of the non-linear behaviours are evaluated. The behaviour of the soil is defined with a hyperbolical function where it s modulus of elasticity is dependent on the stress value. In conclusion, the results of the pushover and time history analysis show that the earthquake performance of the strengthened building with spread foundation system is far less than the other foundation systems evaluated and by adding mini piles to the spread foundation system, the earthquake performance is greatly improved. It is evaluated that the earthquake performance changes significantly for the different types of foundations and for evaluating this performance properly in the way of soil-structure interaction, defining soil and structure behaviours non-linearly in order to get the actual behaviour is a necessary approach.

Anahtar Kelime

Yapı-zemin etkileşimi, güçlendirme, itme analizi, zaman tanım alanında hesap

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13996
Üniversite

501111307

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

Yard. Doç. Dr. Esra Ece BAYAT, Dr. Yalçın BULUT

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Ağustos

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mehmet ADA

Başlık

SİSTEM TANIMLAMA TEKNİKLERİ İLE ZEMİNİN DİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN TAHMİNİ

Özet

Bu çalışmada, California’daki LA Cienega ve Eureka kuyu içi ivmeölçer istasyonlarında kayıt edilen deprem kayıtları kullanılarak bu bölgelere özgü dinamik zemin özelliklerinin sistem tanımlama teknikleri ile tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Temel olarak iki farklı yaklaşım uygulanmıştır, bunlardan birincisi sinyal işleme yöntemleri ile zeminin dinamik özelliklerin tahmin edilmesidir, ikincisi ise bir fiziksel model ile zeminin dinamik özelliklerinin tahmin edilmesidir. İlk yaklaşımda çapraz-korelasyon analizi uygulanarak zeminin kayma modülü ve küçük genlikteki birim deformasyonlar için kayma hızı değerleri her iki istasyon için hesaplanmış; ikinci olarak LA Cienega istasyonunda, zeminin doğal frekansı ve sönüm oranı değerleri istatiksel bir yöntem olan ARMA (Oto-regresif hareketli ortalamalar) modeli ile bulunmuştur. İkinci yaklaşımda ise, doğrusal ve doğrusal olmayan modeller kullanılarak istasyon bölgelerindeki zeminlerin dinamik zemin özellikleri tahmin edilmeye çalışılmıştır. Öncelikle, Eureka istasyonunda doğrusal model ile ivmeölçerler arasındaki tabakalar için ortalama kayma modülü ve viskoz sönüm değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra ise ivmeölçerler arası Eureka istasyonundaki gibi kısa mesafe olan ve LA Cienega istasyonu gibi uzun mesafeler olan kuyu içi ivmeölçer istasyonları için iki farklı metodoloji oluşturulmuştur. İki metodolojide de doğrusal olmayan Hardin ve Drnevich (1972) modeliyle birlikte Ishihara (1996) histeriktik sönüm bağlantıları kullanılarak referans birim şekil değiştirmesinin iterasyonu ile sahaya özgü kayma modülü ve sönüm oranı eğrileri geliştirilmiştir. Eureka istasyonunda her tabakaya ait ortalama birim kayma deformasyonu kayıtlarından MATLAB de yazılan bir kod aracılığıyla kayma modülü ve sönüm oranı eğrileri elde edilmiştir. İvmeölçerler arası uzun mesafelerin olduğu istasyonlar için geliştirilen ikinci metodolojide ise her tabaka için ivme ve birim kayma deformasyon kayıtları zemin davranış analizi yazılımı içerisine entegre edilerek elde edilmiştir.

Title

ESTIMATION OF DYNAMIC SOIL PROPERTIES USING SYSTEM IDENTIFICATION TECHNIQUES

Abstract

In this study, system identification techniques were evaluated for estimation of site-specific dynamic soil properties in LA Cienega and Eureka Array sites. Two different approaches were implemented to system identification techniques. In the first approach, dynamic soil properties were identified using signal processing techniques. Initially, the cross-correlation analysis was applied to obtain the maximum shear wave velocity and in turn, the maximum shear modulus of each soil layer. Also, a linear autoregressive-moving average (ARMA) parametric model was developed in MATLAB (Mathworks) for LA Cienega Array Site. The natural frequency and damping ratios of the soil layers were predicted using ARMA models and the results were in good agreement with the results obtained from transfer functions evaluated by dividing the top sensor response by the bottom sensor response in frequency domain. In the second approach, dynamic soil properties were identified using linear and nonlinear constitutive models. The average shear modulus and damping ratio were predicted for Eureka Array site with a linear constitutive model. Finally, system identification using nonlinear constitutive model was performed to predict site-specific shear modulus and damping curves. Two different methodologies were recommended: The first methodology was developed for arrays with closely spaced sensors, where a MATLAB code was developed to predict site-specific shear modulus and damping curves by iterating reference strain in the nonlinear model. The second methodology was developed for arrays with widely spaced sensors, where a ground response analysis program was used to calculate shear strains and acceleration responses for each instrumented soil layer.

Anahtar Kelime

Geoteknik deprem mühendisliği, Sistem tanımlaması, kuyu içi ivme ölçer istasyonları, ARMA Modeli, fiziksel zemin modelleri

Bilim Kodu

624




Sıra No :13702
Üniversite

501091275

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Zeki HASGÜR

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Serpil BOZKURT

Başlık

KAT DÖŞEMELERİ KOMPOZİT, B3 SÜREKSİZLİĞİNE SAHİP, KARMA YÜKSEK YAPININ DEPREM ETKİSİNDE TASARIMI

Özet

Bu tez kapsamında, çok katlı yüksek yapıların deprem etkisi karşısında davranışını incelemek üzere, betonarme çekirdek perde ile kolon ve kirişleri çelik, döşemesi kompozit olan taşıyıcı sisteme sahip 41 Katlı karma bir yapının yönetmelik ışığında, doğrusal analizi yapılmıştır. Birinci bölümde ülkemizdeki deprem tehlikesi vurgulanarak, yapıların depreme dayanıklı tasarımı için gerekli olan koşulları içeren yönetmelikler tanıtılmış ve tezin vurguladığı amaç açıklanmıştır. İkinci bölümde çok katlı yüksek yapıların açıklaması yapılarak, çeşitli kaynaklar arasındaki yüksek yapı tanım farkı dile getirilmiştir. Yüksek yapıların tarihsel gelişimi anlatılarak, dünyadan ve Türkiye’ den yüksek yapı örnekleri verilmiştir. Kullanılan yapı malzemesine göre yüksek yapı çeşitleri betonarme, çelik ve kompozit yüksek yapılar olarak sınıflandırılmış ve açıklanmıştır. Yüksek yapılarda kullanılan taşıyıcı sistemler; çerçeve sistem, perde duvarlı sistem, çerçeve ve perde duvarlı sistem, çekirdek sistem ve tüp sistem olmak üzere açıklanmış ve detayları verilmiştir. Taşıyıcı sistem seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlarda irdelenmiştir. Üçüncü bölümde yüksek yapılara etkiyen statik ve dinamik yükler (düşey yükler, konstruksiyon yükleri, kar ve buz yükleri, rüzgar yükleri, sismik yükler, su ve toprak basıncı yükleri, çarpma ve dinamik yükler, patlama yükleri) sıralanmıştır. Bu yüklerin yapılarda meydana getirdiği etki ve deformasyonlar açıklanmıştır. Dördüncü bölümde TDY-2007’ de yer alan doğrusal elastik hesap yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Eşdeğer deprem yükü yöntemi, mod birleştirme yöntemi ve zaman tanım alanında hesap yöntemiyle ilgili uygulama koşulları, yapının birinci doğal titreşim periyodunun belirlenmesi gibi başlıklar irdelenmiştir. Ayrıca yönetmeliğe göre, yapıların deprem davranışının belirlenmesinde kontrol edilmesi gereken göreli kat ötelemeleri, ikinci mertebe etkileri, deprem derzleri ile ilgili hesap adımları konusu da bu bölümde incelenmiştir. Yapıların performans değerlendirilmesinde uygulanacak hesap kuralları, binalardan bilgi toplanması, bilgi düzeyleri, yapı elemanlarında hasar sınırları ve hasar bölgeleri, bina deprem performansının belirlenmesi gibi başlıklar altında incelenmiştir. Beşinci bölümde İstanbul Yüksek Yapılar Deprem Yönetmeliği-2008 yılı son taslağı irdelenmiştir. Yönetmeliğin amaç ve kapsamı, deprem tasarım spektrumları, yüksek binalar için performans düzeyleri ve hedefleri ile tasarım aşamaları hakkında bilgi verilmiştir. Altıncı bölümde daha önceki bölümlerde verilen bilgiler ışığında örnek bir uygulama olması açısından kat döşemeleri kompozit, B3 süreksizliğine sahip, karma yüksek yapının deprem etkisinde tasarımı yapılmıştır. Öncelikle yapının taşıyıcı sistem, malzeme, yük ve yük kombinasyon bilgileri verilmiştir. Yapının kolon, kiriş, güçlü kolon-zayıf kiriş, kompozit döşeme gibi kesit hesapları TDY-2007’ ye göre mod birleştirme yöntemiyle yapılmıştır. Düzensizlik kontrollerinde ise İYBDY-2008 taslağına göre zaman tanım alanında doğrusal analizi yapılan yapıdan elde edilen sonuçlar ile TDY-2007 sonuçları karşılaştırılmış ve grafiksel değerlendirmeler yapılmıştır. Betonarme perdelerin, birleşim bölgelerinin ve radyetemelin hesapları da yapılarak binanın deprem dayanımı belirlenmiştir. Yedinci bölümde hem tez konusu örnek yapının hem de genel anlamda yüksek yapıların deprem etkisi altındaki davranışlarının değerlendirilmesi yapılarak sonuçları açıklanmıştır.

Title

UNDER OF EARTHQUAKE EFFECT, DESIGN OF COMPOSITE HIGH BUILDING THAT’S STORY FLOORS ARE COMPOSITE, HAS B3 DISCONTINUITY

Abstract

In this thesis, to examine the effect of earthquake behavior in the face of multi-storey buildings, in the light of seismic code, linear analysis was made of a 41 storey mixed structure that has reinforced concrete core curtain, steel columns and beams, also has composite flooring structural system. In the first chapter, the threat of earthquakes in Turkey was discussed, seismic codes that is including the requirements for earthquake-resistant design were introduced and explained the purpose of the thesis emphasized. Since 1940’ s years, the earthquake codes was opened discussion after large earthquakes and new codes came into force. In this regard, August 17, 1999 Kocaeli earthquake is considered a turning point for our country as a structuring perspective. After the great earthquake, ABYBHY-1998 began to be questioned shortcomings. After 8 years of the earthquake DBYBHY-2007 came into force. According to TDY-2007, for this study were used linear elastic analysis methods. 41-storey composite building static and dynamic loads and the corresponding regulation evaluation of eligibility criteria were sizing. Earthquake resistant design criteria necessary for the analysis was carried out with reference to the structure. The expected performance of the system, the goal is to provide safety in severe earthquakes. In addition to the thesis structure, in addition to the multi-storey building comparisons. Linear time history analysis made of composite multi-storey structure according to Istanbul High Rise Buildings Codes directive to the solution results to be obtained from the appropriate earthquake records, TDY-2007 compared with the results of analysis. Description of multi-storey buildings were made in the second part, the difference in definition of high rise building from a variety of sources have been expressed. The historical developments of high-rise buildings were explained and tallest buildings models were given in the world and Turkey. Types of construction materials used are classified and explained by the high rise building. Details of the kinds of structural systems used in high-rise buildings are being introduced. Nowadays, increasingly rapid population growth to the appreciation of the costs of land, the conveniences provided by technology, various corporate companies and wants to gain prestige races metropolitan areas such as architecture, rapid increase in high-rise buildings has led to many reasons. This unique delivery system with an increase in high buildings, equipment, safety and aesthetic concepts and solutions for open discussion were produced. Authorities before making inferences about the high buildings there was a need to make a definition about it. The concept of multi-storey structure is discussed in terms of definition so far. Number of floors of the building that is more considered as a high rise building. High-build definition in the world, first of all it depends on the type of building being constructed. The building was constructed in the region to have a markedly higher compared to the other structures of a building is considered to be a relatively high can cause it. Divided into three groups according to the material used in high-rise construction; reinforced concrete, steel and composite. High-rise buildings structural system, material, structure, height, number of floors vary according to function and structure. Horizontal and vertical forces acting on high rise buildings types of structural system for delivery of the system frame can be classified as curtain wall system, the frame and curtain wall systems, core system, the tube system. Static and dynamic loads acting on structures are listed in the third section. Impact and deformations in structures are described caused by that loads. There are mainly two sources of construction loads; nature and human beings. Geophysical forces are a result of the in nature changes. Gravity can be divided into meteorological and seismological forces. Self-weight of the whole structure of the building will remain constant throughout the life force of a weight. Operation of the loads on the structure in time creates the gravity loads. Changing the time and place of the meteorological wind loads, temperature loads occurring in the form of snow and ice. Seismological forces generated by earthquakes that occurred from time to time in areas with active seismicity. A high structure’s mass, format, and building material used in geophysical loads, affects the earthquake behavior. In the fourth chapter, the methods of the linear elastic analysis in TDY-2007, were provided information. Equivalent seismic load method, mode superposition method and time history analysis method were discussed such as application conditions and the determination of the structure of the first natural vibration period. Also according to the seismic code, accounting rules were determining the performance of buildings in earthquakes analyzed, in this section. Determining the capacity of the existing buildings and earthquake resistance of structural elements used to evaluate the details and sizes of elements, structural information on the geometry and material properties, buildings, projects and reports, observations and measurements made in the building, the building materials to be applied to instances of the experiments will be obtained. The level of information are classified as limited, medium and comprehensive. The level of information obtained will be used to calculate the capacity of the carrier element. There is limited information on projects at the level of the structural system of the building. Carrier system properties are determined by measurements made in the building. Central information system projects at the level of the carrier if the building is not available, limited information is measured by the level of more. If present limited level of information specified measurements made project information is verified. Level, the structural system of the building projects, comprehensive information available. Measurements are performed in order to verify an adequate level of project information. In the fifth chapter, the final draft of the Istanbul High Rise Buildings Earthquake Codes is examined in 2008. Purpose and scope of the regulation, the earthquake design spectra for the performance levels of high-rise buildings, and about the objectives with design stages were informed. Istanbul is a marked increase in the construction of high rise building. As a result, the high-rise buildings in the city, Istanbul Metropolitan Municipality has issued Earthquake Codes of High-Rise Buildings. Have been major changes in the design of high-rise buildings. Many design office use traditional force-based design are implementing DBYBHY. However, very few structures in addition to the traditional design is evaluated based on performance-based İYBDY 2008. Argued that the idea of performance design of this regulation. Although they contain these two regulations, the requirements of the modern earthquake engineering, has some shortcomings. Performance-based methods that can help the designer in evaluating the behavior of the building in the earthquake. Regulation to be held within the boundaries of the Istanbul Metropolitan Municipality, underground and completely surrounding the building basements with high horizontal curtains stifness environment, with the exception of the low height of at least 60 meters from ground level buildings. The Regulation is based on performance-based design. Earthquake damage that can arise in the movement of elements is determined numerically. This value is within the limits limit the damage as a result of whether the number of structural elements are checked. Damage to acceptable limits for the various earthquake levels, the structure is defined to be compatible with the specified performance targets. Provided for the calculation of the element at the level of earthquake damage, severe earthquakes occur in the general nonlinear deformations beyond the elastic limits of the linear approach to design according to the performance came against, according to the nonlinear analysis methods, and deformation is directly related to the design concept. Regulation, provided the damage is limited to the performance objectives, the design principle based on the traditional resistance to the use of linear analysis methods are allowed. In the sixth chapter is a sample application in the light of the information provided in the previous sections, mixed high structure that has composite floors, with a discontinuity in B3, was designed under the influence of an earthquake. Structure of the cross-section calculations were made according to TDY-2007, the mode superposition method is used. Irregularity control were compared İYBDY-2008 linear time history analysis results with TDY-2007 results and it were evaluated graphically. Sample building was designed steel, as well as reinforced concrete core pitch of the account. The ground floor of the building where safety tension 80kn / m² was due to the improvement of the ground. Surface 80cm wide, 30m deep bored piles were applied. Radial foundation of the building was designed to be 3.5 m in height. For the analysis of static and dynamic loads of the upper structure DBYBHY-2007 is based on the bottom. Structure has been analyzed by the method of the mode combination. Torsional irregularity structure structure for the prevention and limitation of storey drifts attempted to establish a symmetrical arrangement of the structural system. As a result, A3 and B3 type of construction except for irregularities in vertical or no irregularities. Steel columns and beams cross-section calculations, calculations are made of composite flooring. Sectional capabilities, strong column-weak beam strength is tested by checking the structure. Seven earthquakes recorded in the time domain is used for linear analysis. Max results obtained from them are given in the table. Mode superposition method of calculation method in the time domain were obtained from the comparison of the displacement values. In the seventh chapter, the sample structure of the thesis subject and as well as the common high buildings were evaluated of the behavior of under earthquake loading and the results were explained. As a result, the system according to the principles Turkish Earthquake Building Code-2007 can detect safe.

Anahtar Kelime

Yüksek yapılar, Kompozit yapılar, Depreme dayanıklı yapı tasarımı, Çok katlı yapılar, Taşıyıcı sistem çeşitleri, Düzensiz binalar, Deprem Yönetmeliği-2007, İstanbul yüksek binalar deprem yönetmeliği-2008

Bilim Kodu

624




Sıra No :13652
Üniversite

501101408

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Zemin Mekaniği ve Geoteknik Mühendisliği

Danışman Adı

DOÇ. DR. MURAT ERGÜN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Tolga Subhi KANTOĞLU

Başlık

OTOBÜS ÖNCELİKLİ YOLLARIN TASARIMI VE İSTANBUL’ DAKİ PİLOT OTOBÜS ŞERİDİ UYGULAMALARI

Özet

Dünya daki tüm ülkelerde, şehir nüfusları her geçen gün artmaktadır. Artan nüfus, trafik sıkışıklığını içinden çıkılmaz bir hale sokmaktadır. Trafik sıkışıklığının çözümü ise toplu taşıma kullanımının arttırılmasıdır. Şehir merkezlerinde trafik sıkışıklığının en kesin çözümü, raylı sistem olmasına rağmen bu sistem oldukça maliyetlidir. Raylı sistemlerin bu dezavantajını ortadan kaldıran otobüs öncelikli yolların kullanımı tüm Dünya? da artmaktadır. Otobüs öncelikli yollar, yalnızca otobüslere ve tahsisli araçlara ayrılmıştır ve mevcut trafikten bağımsız olarak çalışır. Altyapı ve işletme maliyetleri raylı sistemlere oranla oldukça düşüktür. Uygulamayı hayata geçirmek kısa zaman alır. Tasarım eksiksiz yapıldığında ve uygulama yeteri kadar denetlendiğinde, raylı sistemlere yakın derecede trafik sıkışıklığını çözmektedir. Öncelikli otobüs yolları, mevcut trafikteki yükü hafifletip, toplu taşımaya olan katılımı arttırmaktadır. Bu çalışmada, otobüs öncelikli yolların yurtiçinden, yurtdışından, günümüzden ve geçmişten uygulamalar açıklanarak kıyaslamalar yapılmıştır. Yeterli tasarımın nasıl yapılması gerektiği araştırılmıştır. Kavşak ve durak tasarımlar detaylı olarak incelenmiştir. Birinci bölümde, çalışmanın genel anlatımı yapılmış, amacı, yöntemi ve içeriği açıklanmıştır. İkinci bölümde, otobüs öncelikli yolların çeşitleri ve uygulamalardan elde edilen tecrübeler açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, ülkemizde daha önceden uygulanmış İstanbul ve Ankara projeleri detaylı olarak incelenmiştir. Dördüncü bölümde, tasarımın geometrisi, kavşak ve durak tasarımları ayrıntılarıyla sunulmuştur. Beşinci bölümde ise çalışma bölgemizdeki uygulama incelenmiş, tasarım kriterlerine, güvenlik tedbirlerine, uygulanabilirliğine göre detaylı bir şekilde sunulmuştur. Altıncı bölümde ise yurtdışındaki uygulamalar ile İstanbul? daki pilot uygulama arasındaki farklar anlatılmıştır. Pilot uygulamada düzenlenmesi gereken eksiklikler detaylı bir biçimde belirtilmiştir. İstanbul? da her geçen gün farklı güzergahta uygulanmaya başlanan otobüs şeridinin pilot uygulaması olan Millet Caddesi projesi detaylı bir şekilde artı ve eksileri ile birlikte incelenmiştir. Daha başarılı olup farklı güzergahlarda da uygulanması için öneriler getirilmiştir. Tasarımından uygulamasına kadar tüm detaylar yurtdışındaki diğer uygulamalar ile kıyaslanmış ve aradaki farklar irdelenmiştir. Toplu taşımaya daha etkili bir biçimde çözüm olabilmesi ve toplu taşımayı daha cazip hale getirebilmesi için öncelikli otobüs yollarında uygulanması gereken tüm bilgiler çalışmanın içerisinde yer almaktadır.

Title

DESIGN OF BUS PRIORITY WAYS AND BUSLANE IMPLEMENTATIONS IN ISTANBUL

Abstract

Public transportation is the only solution way of traffic congestion in city centers which have more and more population every passing day. Transportation by private cars, in city centers increases the traffic congestion. Bus transportation and rail systems are the most popular public transportation systems in the world. Rail systems are the most effective system which solve all the traffic congesiton and transportation problems. On the other hand, rail systems are the most expensive systems. Some bus transportation systems are less expensive alternatives to rail systems for solve transportation problems. Bus priority ways are implementing in city centers effectively. Buses increase their average speed without go into the existing traffic on their own ways. Infrastructure and management cost are very low then rail systems. In this research, past and present examples, how to design the busways, which details are important in implementation of bus priority ways are described to use bus priority ways more efficiently. Especially, station and intersection designs are examined sensitively. At first section, general describe of study, purpose of study, method of stufy and content of study are explained. At second section, kids of bus priority ways and experiences of implementations are explained. At third section, Ankara and İstanbul projects which are past implementations in our country are explained with details. At fourth section, the geometry of design, intersection and station designs are described with details. At fifth section, our study location is searched, the other search subjects in this section are; design criteria, safety protection, operationability of implementation. At sixth section, problems are described and results, suggestions are presented. After the pilot Millet Street implementation, every passing day there is a new implementation of bus lanes in Istanbul. In this study, the advantages and lacks of pilot implementation are searched. There are a lot of suggestion for more succesful projects and implementations. All the detail from design to implementation are compared with foreign designs and implementations in big cities of Europe, Asia and America. There all positive and negative details to develop the public transportation in this study. Public transportation in Istanbul comprises a bus network, various rail systems, funiculars, and maritime services to serve the more than 13 million inhabitants of the city spread over an area of 5712 km². The construction of the underground railway in Istanbul began in 1992. The first line (M2) between Taksim and 4th Levent went into service on September 16, 2000. This line is 8.5 km long and has 6 stations, which all look similar but are in different colors. A northern extension from 4th Levent to Atatürk Oto Sanayi station in Maslak (Ayazağa) entered service in 2009, as well as a southern extension from Taksim to Şişhane station in Beyoğlu, near the northern entrance of Tünel. Last northern extension for short term, Hacı Osman was opened in 2011. The rest of the southern section of the metro, which will run to Yenikapı, across the Golden Horn on a bridge and underground through the old city, is also under construction. The southern extension of M2 from Şişhane to Yenikapı over the new Golden Horn Bridge is expected to open in 2013. On the Asian side, 26,5 km long M4 line opened on 17 August 2012 up to Kartal. The line will have a total of 19 stations when the second section as far as Kaynarca opens. A connection to Sabiha Gökçen Airport is proposed. Construction has also begun on the M5 which will link Üskudar, Ümraniye and Çekmeköy on the Asian side. Currently there are 124 Hyundai-Rotem (M2) and 120 CAF (M4) trains in service. A trip along the entire line takes 27 (M2) and 32 (M4) minutes. All lines are operated by Ulaşım A.Ş. (Transport Inc.) which belongs to the Municipality of Istanbul. The bus rapid transit (BRT) system in Istanbul is called Metrobüs. The construction of the Metrobüs BRT line began in 2005. The first line runs between Avcılar and Söğütlüçeşme. This line is 41,5 km long and has 35 stations, which are located on Istanbul s Main Highway, called the D 100. It is currently operated with Mercedes Capacity, Mercedes Citaro, and some Phileas buses. Daily ridership is 715.000 passenger. An extension to Beylikdüzü opened in 2012. The bus fleet has 5356 vehicles (total) built by MAN, Ikarus, Mercedes-Benz, BMC, Phileas, Otokar, Temsa and Güleryüz. Total number of daily ridership is 3621908 passenger and this number consisting %30 of city s total transportation per day in 2012. Since 1985, private owned buses called ÖHO (Özel Halk Otobüsü - Private Public Bus) are allowed to operate under the audit of İETT. There are 2157 private owned public buses, including 144 double-deckers. In 2010, the municipality decided to found a new company called Otobüs A.Ş. (Bus Inc.) for replace old vehicles faster. The fleet of Otobüs A.Ş. consisting 544 vehicles as of December 2012. The vehicles has completely low floor and certified with Euro 5 standards. In developed countries, transportation systems are projected when the population is low and city is less crowded. In Turkey, if there is not a traffic congestion or another problem government doesn?t practice any new implementation or doesn?t design any new projects. Big cities in Europe and America, there are big metro networks. Bus priority systems helps the that network. In Turkey, metro network haven?t finished yet. Bus priority systems function is alternative to inadequate metro network. Istanbul is very old city. It is a big problem to built new transportation networks in a city like this. If the transportation projects design before the city design, the implementation will be more useful.

Anahtar Kelime

OTOBÜS YOLU, OTOBÜS ŞERİDİ, TOPLU TAŞIMA, TRAFİK SIKIŞIKLIĞI, OTOBÜS YOLU TASARIMI

Bilim Kodu

624




Sıra No :13885
Üniversite

501101217

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Abdullah GEDİKLİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Gökhan SARAÇOĞLU

Başlık

SİSMİK YALITIM KAVRAMI VE TABAN YALITIMI UYGULANMIŞ BETONARME BİR YAPININ ZAMAN TANIM ALANINDA ANALİZİ

Özet

Ülkemizin karşı karşıya bulunduğu deprem tehlikesi, bu konuyla ilgili herkesin bilgisi dâhilindedir ve alınması gereken önlemler gerek akademik çalışmalarda gerekse görsel ve işitsel medyada sıklıkla gündeme getirilmektedir. Geçtiğimiz yüzyıllar boyunca depreme dayanıklı tasarım İnşaat Mühendisliğinin en önemli uğraş alanlarından biri olarak ortaya çıkmış, bilim insanları depreme dayanıklı tasarım için gelenekselleşmiş birçok kural ve yöntem ortaya koymuştur. Bu yöntemler arasında nispeten daha yenilikçi ve teknolojik bir yaklaşım olan sismik yalıtım kavramı alışılanın aksine, depreme karşı daha büyük, dolayısıyla daha dirençli kesitler önermek yerine, yapıya etki edecek deprem yüklerini azaltma yoluna giderek, mevcut riski minimalize etmeyi hedeflemektedir. Yer hareketlerine karşı oldukça basit bir yaklaşımla, yapıyı yerden ayırma fikrine dayalı olarak ortaya çıkan sismik yalıtım kavramının günümüz modern sistemlerine uyarlanması noktasına gelindiğinde, konu karmaşık bir hâl almış, farklı davranış hedeflerine uygun çeşitli sistemler geliştirilmiş, uygulama prosedürleri yönetmeliklere konu olmuştur. Bu çalışmada öncelikle sismik yalıtımın amacı ve ana ilkeleri özetlenmiştir. Sismik yalıtımın binalara kazandırdığı başlıca özellik olan periyot artırımı yoluyla deprem kuvvetlerinin azaltılması ve sönümün artırılmasıyla depremin istenmeyen etkilerinden kaçınılmasına değinilmiştir. Taban yalıtımı kavramının ortaya çıktığı 1800’lü yılların ikinci yarısından günümüze yapılan çalışmalar kısaca özetlenmiş, sismik yalıtım uygulamalarının günümüzdeki popülerliğine ulaşırken izlediği yol ortaya koyulmuş ve konuya emek vermiş değerli araştırmacıların çalışmalarına atıfta bulunulmuştur. İlerleyen bölümlerde, günümüzde kullanılan modern yalıtıcı sistemler avantaj ve dezavantajlarıyla tanıtılmış, uygulama ilkelerine değinilmiştir. Yapı sistemlerinin depreme dayanıklı tasarımı, uygulayıcıların karşısına bir takım zorlayıcı koşullarla çıkmaktadır. Bu sebeple uygulamaların yaygınlaşmasında, denetiminde ve kontrol edilebilirliğinde yönetmeliğe bağlılık esastır. Deprem tehlikesiyle yüz yüze olan birçok gelişmiş ülkede sismik yalıtım yönetmeliklere bağlı olarak uygulanmaktadır. Tez çalışması kapsamında bu yönetmeliklerden bahsedilmiş, Türkiye’de taslak olarak hazırlanmış, ancak halen resmiyet kazanamamış Deprem Yalıtımı Yönetmeliğinin ana ilkeleri özetlenmiştir. Dünyada ise yaygın olarak kullanılan Uniform Building Code yönetmeliğinin sismik yalıtıcı sistem tasarımı aşamaları açıklanarak, betonarme bir yapı için yönetmelik ilkelerine bağlı kalarak, kurşun çekirdekli kauçuk bir yalıtıcı mesnetin detaylandırılması gerçekleştirilmiş, tezi inceleyen ve konuyla ilgilenen araştırmacıların çalışmayı yalıtıcı mesnet tasarımıyla ilgili bir örnek olarak arşivlerinde bulundurmaları temenni edilmiştir.Sismik yalıtım uygulamalarının, yapı performansına olumlu katkısını savunan tez çalışmasında, bu iddiayı savunmak adına, örnek bir dört katlı betonarme yapı bilgisayar ortamında, Computers and Structures firmasının ürettiği ETABS yazılımı kullanılarak, hem deprem etkilerinden yalıtılmış haliyle hem de ankastre mesnetli haliyle modellenmiş ve yapı 1999 Marmara Depreminde İzmit Meteoroloji İstasyonu tarafından kaydedilen ivme kayıtlarının uygulanması ile zaman tanım alanında analiz edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, sismik yalıtımın ana ilke ve hedeflerine ulaşıldığı, gerek sayısal verilerin sunulduğu çizelgelerle gerekse grafikler yardımıyla sunulmuştur.

Title

CONCEPT OF SEISMIC ISOLATION AND TIME HISTORY ANALYSIS OF A SEISMICALLY ISOLATED REINFORCED CONCRETE STRUCTURE

Abstract

Seismic risk of Turkey is known by everyone who is related to this subject. In this sense civil engineers have to take preventions about attenuation of seismic risks on buildings. Civil engineers developed different techniques and products over the years on this subject. This master of science thesis, explains base isolation technique which is an innovator method for prevent buildings from earthquake motions. In first chapter, seismic base isolation concept is explained from the view of purpose, method , durability and main principles of isolation procedure. Isolation word in the term of base isolation, corresponds that the meaning of the state of being seperated, this seperation represents the seperation between structural system. In another sense, the term seismic isolation is more accurate in that the structure seperated from the effects of the earthquake. Conventional seismic design procedures holds on the capacity demand relationship concept. Earthquakes are uncontrollable, so in that sense planner has to accept demand and make sure that the capacity exceeds it. Studies of seismic base isolation seeking for answers to how engineers can create proper links between structures and foundations to control seismic efects of buildings. Inertia forces due to the earthquake proportional to building mass and the earthquake ground motions. Capacity of structure must be increase proportional to increase of ground accelerations but it is not pratical to increase strenght of building indefinitely. Capacity based design philosopy reveals two handicapped statements. First approximation is increase of elastic strength but it needs very large and expensive sections and creates higher floor accelerations, that kind of strengthening may cause unlooked structural damages, another approximation is using ductility and limiting the elasting strenght, most of building codes allow using ductility to achieve capacity but ductility means that afford proper damages on structural elements.Base isolation is a different technique which attempts to reduce the demand rather than increase the capacity. Earthquakes are uncontrallable but demand can be modified by application of seismic base isolation techniques. The most important principle to control demand is period shifting effect of seismically isolated buildings. The effectiveness of base isolation in reducing structural forces is tied to the lenghtening of the natural period of the structure and fort this purpose the period ratio should be as large as practical. Its known that in higher period levels buildings exposed to lower earthquake accelerations, decreasing in accelereation also decreases the earthquake forces adopted the buildings. In second chapter, historical background of seismic isolation explained briefly, primer ideas about isolating interpreted with respect to researchers studies about topic and after that seismically isolated structures presented from near history. Some of the examples on seismic base isolation applications introduced briefly. These are,Seismic risk of Turkey is known by everyone who is related to this subject. In this sense civil engineers have to take preventions about attenuation of seismic risks on buildings. Civil engineers developed different techniques and products over the years on this subject. This master of science thesis, explains base isolation technique which is an innovator method for prevent buildings from earthquake motions. In first chapter, seismic base isolation concept is explained from the view of purpose, method , durability and main principles of isolation procedure. Isolation word in the term of base isolation, corresponds that the meaning of the state of being seperated, this seperation represents the seperation between structural system. In another sense, the term seismic isolation is more accurate in that the structure seperated from the effects of the earthquake. Conventional seismic design procedures holds on the capacity demand relationship concept. Earthquakes are uncontrollable, so in that sense planner has to accept demand and make sure that the capacity exceeds it. Studies of seismic base isolation seeking for answers to how engineers can create proper links between structures and foundations to control seismic efects of buildings. Inertia forces due to the earthquake proportional to building mass and the earthquake ground motions. Capacity of structure must be increase proportional to increase of ground accelerations but it is not pratical to increase strenght of building indefinitely. Capacity based design philosopy reveals two handicapped statements. First approximation is increase of elastic strength but it needs very large and expensive sections and creates higher floor accelerations, that kind of strengthening may cause unlooked structural damages, another approximation is using ductility and limiting the elasting strenght, most of building codes allow using ductility to achieve capacity but ductility means that afford proper damages on structural elements.Base isolation is a different technique which attempts to reduce the demand rather than increase the capacity. Earthquakes are uncontrallable but demand can be modified by application of seismic base isolation techniques. The most important principle to control demand is period shifting effect of seismically isolated buildings. The effectiveness of base isolation in reducing structural forces is tied to the lenghtening of the natural period of the structure and fort this purpose the period ratio should be as large as practical. Its known that in higher period levels buildings exposed to lower earthquake accelerations, decreasing in accelereation also decreases the earthquake forces adopted the buildings. In second chapter, historical background of seismic isolation explained briefly, primer ideas about isolating interpreted with respect to researchers studies about topic and after that seismically isolated structures presented from near history. Some of the examples on seismic base isolation applications introduced briefly. These are,Wiilliam Clayton Building in New Zealand, Foothill Community Justice and Law Center in United States of America, Tohoku Electric Center Building in Japan, South California University Hospital, Los Angeles City Hall and West Japan Postal Center also in Turkey there are many projects which are constructed by seismic isolation techniques. Turkey came across with base isolation concept after that 1999 Earthquake, first base isolation projects in Turkey represented with facts and photos about applications. Atatürk Airport, Kocaeli University Hospital, Tarabya Otel, Erzurum Hospital projects and etc. are reffered briefly in this study. Third chapter probes that the classification of seismic base isolation systems.. Researches are produced many kinds of base isolator elements over the years, isolator types categorized and introduced to the readers in the text, this classification is prepared under the elastomeric isolation systems and sliding isolation systems main titles. Despite wide variation in production, base isolation techniques have two fundamental approaches with usual features. In the first approach base isolation system introduces a layer of low lateral stiffness between the structure and the foundation. With this isolation layer the structure has a natural period that is much longer its fixed base natural period. This lengthening of period can reduce the pseudo- acceleration and hence the earthquake-induced force in the structure but deformation is increased, this is the deformation across the isolation system. The second type of isolation systems use rollers or sliders between the foundation and the base of structure. The shear force passed on to the structure accross the isolation interface is limited by the coefficient of friction as low as practical. The Dynamics of structures on roller or slider type of isolation systems is complicated because the slip process is nonlinear. Lead rubber bearings are a member of elastomeric isolaton systems and engineerig properties and design procedures were explained in this study. Lead rubber bearings produce a hysteresis curve under the lateral displacements, this curve is a combination of linear elastic force displacement relationship. Hysteresis curves of two different rubber isolators were drawn in the thesis and explained the meanings of the charecteristic parameters on the curve to the readers. These characteristic values will be used proggresive aspects in the modeling of structure system. In developed countries, seismic base isolation procedures are ruled with codes, these codes are explainig requirements for planning and implemantation of base isolation elements, fourth chapter of this thesis introduces building codes for seismic isolation from different countries and summarizes Uniform Building Code 97 which is a common and famous design code for base isolation. Other than UBC 97, Federal Emergency Management Agency , Structural Engineers Association of Northern California published diffferent codes but similar contexts with UBC 97 In Turkey, a scientific organisation named as Earthquake Isolation Association published a national code for base isolation but it is waiting for become official and useable in Turkey, this study also explains that Turkish Code Requirements. This study, takes an example of a four story reinforcement concrete building for present positive effects of seismic base isolation. Chapter 5 explains that design procedure of two different, elastomeric base isolators with respect to the UBC 97 requirements. Isolator type A is implemented under the corner columns of the building which bear small loads with respect to interior columns. For this reason modulus of shear is 0,5 MPA for isolator Type A and 0,7 MPa for Isolator Type B. Design of the isolator dimensions determined with respect to Uniform Building Code requirements. Displacement Strenght curves also known as hysteresis diagrams created for Isolator Type A and Type B, this curve contains that the parameters of Stiffness, Effective Stiffness, Yields Strenght and etc. That values are used for the identify isolators as link elements in ETABS software. In Chapter six, two different elastomeric bearings implented between structure and foundation on computer model with using ETABS structural analysis software. Both isolated and fixed models of structure analysed with nonlinear time history analysis method with using time-acceleration datas which were recorded from İzmit Meteorology Station by during the big Duzce Earthquake in 17 August 1999 . This record contains 5348 acceleration datas in both North-South direction and West-East direction. Total duration of record is 27,190 sec. Maximum acceleration value in North-South direction is 3,149m/sec2 at the time of 8,725 sec and in West-East direction 3,787 m/sec2 at the time of 9,135 sec. Ritz vectors method used for the dynamic anaylsis and forty mode shapes obtained after analysis to view dynamic behaviour of model. Acceleration datas applied to the building from East-West and North-South directions and structural results compared for fixed and isolated statements. Positive effects of period shifting was observed easily in the values of shear force and moment values on the structural elements such as columns and beams. In last chapter, conclusions and proposals about effectivity of seismic base isolation application discussed and determinations of study presented to the readers as a list. First and second period values, displacement of center of mass for each stories, relative displacements between stories, maximum value of column moments, story shears and modal participating mass ratios compared on tables for fixed and seismically isolated model of building. In addition to tables of structural result, researches can look over some results on graphical represents such as variation of total and relative story displacements or story shears with respect to time. This graphics are presented in the prefixes chapter. Graphical represent of relative displacements on stories are easily explain that the aim of seismic base isolation. On the fixed base model, stories are moving discretely but on the seismicaly isolated model graphic of relative displacement of stories continues almost overlapped. Consequently, this master of science thesis aimed that the represent positive dynamic effects of seismic base isolation technique on buildings for attenuating seismic risks on buildings. Results showed that internal forces on structural elements decreased dramatically and displacement of stories controlled as expectedly. Writer of this thesis hopes that this study will be a first step for his future researches.

Anahtar Kelime

Deprem, Sismik yalıtım, Zaman tanım alanında analiz Ek_A1

Bilim Kodu

6200201




Sıra No :13667
Üniversite

501101038

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Tülay Aksu Özkul

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mert ÜSTÜN

Başlık

BETONARME BİR BİNANIN DAVRANIŞININ ESKİ VE GÜNCEL TASARIM YÖNETMELİKLERİNE GÖRE İNCELENMESİ

Özet

Bu çalışmada, ülkemizde şimdiye kadar betonarme yapı üzerine çıkarılmış deprem yönetmelikleri ile betonarme şartnamelerin betonarme bir yapının davranışa olan etkileri araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda 1961, 1968, 1975, 1997 ve 2007 Deprem Yönetmelikleri ile TKİC/1967, TS500/Nisan1984 ve TS500/Şubat2000 betonarme şartnameleri hakkında genel bilgiler verilmiştir. Bu bilgiler doğrultusunda betonarme bir yapı üzerinden incelenen yönetmeliklere ve betonarme şartnamelere uygun olarak 6 adet taşıyıcı sistem oluşturulmuştur. Oluşturulan her bir taşıyıcı sistem ilgili olduğu deprem yönetmeliğine göre isimlendirilmiştir. Bu taşıyıcı sistemler sırasıyla TSDY1961, TSDY1968, TSDY1975-A, TSDY1975-B, TSDY1997 ve TSDY2007 olarak isimlendirilmiştir. Oluşturulan her bir taşıyıcı sistem ilgili olduğu deprem yönetmeliğin en son geçerli olduğu dönemde kullanılan betonarme şartnamelere göre uygun boyutlandırılmıştır. Bu taşıyıcı sistemlerin hepsinin türü perde çerçeveli olarak seçilmiştir. Bu taşıyıcı sistemler, çalışmada incelenen yönetmelikler ve betonarme şartnamelerdeki farklılıkları sunmak için üçerli gruplar halinde iki gruba ayrılmıştır. İlk gruptaki taşıyıcı sistemler TSDY1961, TSDY1968 ve TSDY1975-A’dır. İkinci gruptaki taşıyıcı sistemler TSDY1975-B, TSDY1997 ve TSDY2007’dir. İlk gruptaki üç taşıyıcı sistemin üzerinde sırasıyla 1961, 1968 ve 1975 Deprem Yönetmeliklerindeki sadece statik deprem analizleri yapılmış ve elde edilen bazı analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. İkinci gruptaki üç taşıyıcı sistemin üzerinde sırasıyla 1975, 1997 ve 2007 Deprem Yönetmeliklerindeki deprem analizleri yapılmıştır. Ayrıca bu gruptaki taşıyıcı sistemlerin zemin kattaki bütün taşıyıcı elemanların betonarme tasarımları yapılmıştır. Yapılan deprem analizlerinden ve betonarme tasarımlarından elde edilen bazı sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonunda, deprem yönetmelikleri ile betonarme şartnamelerin betonarme yapı tasarımı üzerine büyük ölçüde gelişme gösterdiği belirtilmiştir.

Title

INVESTIGATION OF REINFORCED CONCRETE BUILDING’S BEHAVIOR ACCORDING TO FORMER AND CURRENT DESIGN CODES

Abstract

In this study, investigation of reinforced concrete building’s behavior according to former and current design codes in our country was aimed. For this purpose the knowledge about 1961, 1968, 1975, 1997 and 2007 seismic codes with TKİC/1967, TS500/April1984 and TS500/February2000 specifications were given. Consequently, the six load-bearing systems which were made from the reinforced concrete building are suitable with seismic codes and reinforced concrete regulations. The six load-bearing systems are named as TSDY1961, TSDY1968, TSDY1975-A, TSDY1975-B, TSDY1997 and TSDY2007. All of them was chosen as shear wall-framed system. The six load-bearing systems were divided into two groups in threes. TSDY1961, TSDY1968 and TSDY1975-A take part in the first group. Also, TSDY1975-B, TSDY1997 and TSDY2007 take part in the second group. Static earthquake analyses according to 1961, 1968 and 1975 Seismic Codes were done the first group of three on load-bearing systems and the analyses results were compared with each other. The earthquake analyses according to 1975, 1997 and 2007 Seismic Codes were done the first group of three on load-bearing systems and the analyses results were compared with each other too. In addition to these analyses, TSDY1975-B, TSDY1997 and TSDY2007 load-bearing systems’ all the structural elements on the ground floor were made reinforced concrete calculations and designs. Some results from the earthquake analyses and reinforced concrete designs were compared with each other. At the end of this study, it was explained that seismic codes and regulations about the reinforced concrete building design developed very highly.

Anahtar Kelime

Betonarme şartname, Deprem yönetmeliği, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi, Mod Birleştirme Yöntemi, Perde çerçeveli sistem, Tasarım, Taşıyıcı sistem

Bilim Kodu

0




Sıra No :13670
Üniversite

501111023

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Zekai Celep

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Hakan Toker

Başlık

KONSOLA MESNETLİ KOLONUN TAŞIYICI SİSTEMİN DEPREM DAVRANIŞINA OLAN ETKİSİ

Özet

İnşaat mühendisliği açısından düzenli bir taşıyıcı sistem her zaman arzu edilse de genellikle mimari kaygılar vb. nedenlerle uygulamada düzensiz taşıyıcı sistemlere sık sık rastlanmaktadır. Taşıyıcı sistem düzensizlikleri, yönetmelikler tarafından sınırlandırılmış ve düzensiz binalar için oluşabilecek olumsuzlukların etkisini azaltmak için birtakım yaptırımlar getirilmiştir. Bu düzensizliklerin taşıyıcı sistem üzerindeki olumsuz etkisini araştırmak amacıyla DBYBHY 2007’nin düşey doğrultuda düzensizlik durumları arasında gösterdiği ve uygulanmasına izin vermediği, kolonların konsol kirişlere oturtulması durumu sunulan bu çalışmada karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu incelemede, konsola kolon oturan çerçeve türünden düzensiz bir taşıyıcı sistem ile konsol kirişleri olan düzenli bir çerçeve, son yıllarda sıkça dile getirilen performansa dayalı tasarımın temelini oluşturan doğrusal olmayan hesap yöntemlerinden statik itme analizi ve zaman tanım alanında hesap yöntemi kullanılarak irdelenmiş ve analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Zaman tanım alanında hesap yönteminde kullanılacak olan üç adet deprem kaydı ilgili zemin sınıfı dikkate alınarak oluşturulan tasarım spektrumuna göre benzeştirilmiştir. Sunulan bu çalışmada statik itme analizi ile zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz sonuçları da karşılaştırılmıştır. Ayrıca düşey doğrultuda düzensiz olan taşıyıcı sistem için zemin kat yüksekliği bir parametre olarak belirlenmiş ve zemin kat yüksekliği değiştirilerek bunun doğrusal elastik olmayan analiz sonuçlarına etkisi incelenmiştir. Bu çalışma neticesinde, düşey doğrultuda düzensiz olan taşıyıcı sistemin yatay yük kapasitesinde, düzenli yapıya kıyasla ciddi bir azalma olduğu gözlenmiştir. Taşıyıcı sistemde eleman esas alınarak yapılan değerlendirmeler sonucunda düzensiz taşıyıcı sistemde daha büyük elastik ötesi şekil değiştirmelere talep oluştuğu görülmüştür. Ayrıca düzensiz taşıyıcı sistemde karşılaştırma kriteri olan zemin kat yüksekliği arttıkça deprem tarafından talep edilen tepe yer değiştirmesi artarken taşıyıcı sistemin yatay yük kapasitesinde önemli azalma tespit edilmiştir.

Title

EFFECTS OF THE COLUMN FRAMING INTO CANTILEVER BEAM ON SEISMIC PERFORMANCE OF STRUCTURAL SYSTEMS

Abstract

When a seismic ground motion occurs, the most important factor of serious damages and destructions in building is not obey the rules of current codes. Selecting a suitable carrier system at the architectural project is one of the most important tasks of engineers. To create a good carrier system is also required to have a good architectural project. Because of mistakes in building structural system, the use of the unsuitable material for the Project, poor workmanship and inadequate controls when building under construction, it is not difficult to guess our existing buildings will not show the desired performance under earthquake force. Analysis of the natural disasters that occured over the world, earthquakes cause losses of lives and property. It is the most important factor of large losses of life and property that structures built by people not has sufficient strenght to offer adequate protection againts earthquakes. Even if time and place of an earthquake is known in advance by the latest technological developments in the near future, earthquake resistant design of our buildings is required. And also thanks to the advances made in the field of civil engineering works building behaviors will interpret better and more realistic solutions will be created. The codes of earthquake is the most significant resource that can be used to build an earthquake – resistant building. According to their geographical location, their geological and sesimic characteristics that apply within the territory and local ground conditions, countries prepare regulations that includes the rules which must be followed during building design. For this purpose, The Ministry of Public works and settlement in Turkey prepare The Regulations of Buildings that will be built in Seismic Zone 2007. Seismic loads generate the most inconvenient internal forces of the structural elements. There are different methods of calculating the force of earthquakes affecting on buildings. These are called seismic load calculation methods. After determining the essential one of the methods for our system, the force of earthquakes and its distribution over structural elements must be calculated in the way the chosen method requires. Determining the suitable methods for structures are given in Turkish seismic code. Three alternative seismic load calculation methods are presented by the seismic code. “Equivalent Seismic Load Method”, “Modal Superposition Method”, and Time Increment Methods” are indicated for seismic load calculations in our seismic code. Equivalent Seismic Load Method is a widespread seismic load calculation method and it can be found in many seismic codes in the world. In Mode Superposition Method, the maximum internal forces and displacements are obtained by the calculation of the maximum contributions of each adequate vibration modes that combined statisticly. In Tıme Increment Methods, in order to investigate the structural behavior of the building under seismic loading, an earthquake is assigned to the building as lateral load and the time history analysis is carried out. To take place within the framework of the principles of earthquake – resistant design the loads on the structure should be transferred from slabs to beams, from beams to columns, from columns to foundation by the shortest path. Consequently slabs should be seated to beams, it should be pay attention to beams are continuous, two sides of beams should be supported, columns should be seated to columns, column axes and beams axes should be overlaped and it is prevented the vertical discontinuity. Among all important factors that affect the behavior of the earthquake, it is also important that structural system is whether regular or irregular. Due to irregularities in the structural system, forces that may entangle in structure can’t be transferred in structure to foundation in short path and will be cause poor regions on the system. A large number of existing buildings in Turkey and other countries, built according to design codes of the 70s and 90s shows that many of them behave poorly and have insufficient seismic safety. Importance of determination of earthquake performance of existing structures which is constructed using linear elastic method has improved. In addition to that, retrofit of unsafe structures is another subject which becomes a trend all around the world. This case contributed to the emergence of displacement – based design criteria. Because of preferring Non-linear analysis methods in the thesis, to handle more realistic behavior of the structure and analysis the developments in the field of civil engineering. In Civil Engineering, the arrangement of regular structural system is important; actually in practice, it is not possible due to some problems like architectural concerns etc. Structural system irregularities are limited by codes and some rules are set to minimize the negative effects on behavior of buildings which have irregular structural system. In this study it is examined comparatively the negative impact of these irregularities on the structural system that nonsitting the cantilever beams to columns due to “DBYBHY2007” in the vertical direction shown by the cases of irregularity and does not allow the application of these columns. And also two types of structural systems those irregular frameworks which columns supporting on cantilevers and regular frameworks which have cantilever beams are compared after examining and analyzing with the methods that static pushover analysis and time history analysis which form the basis of performance based design, mentioned frequently in recent years. The static pushover analysis is becoming a popular methods for seismic performance evaluation of existing and new structures. The expectation is that the pushover analysis will provide adequate information on seismic demands imposed by the design ground motion on the structural system. Time history analysis is another seismic calculation method for existing and new structures in our seismic code. The method makes use of earthquakes acceleration – time records that occured previously or similar artificial records which constituted. In the thesis, three earthquake records which will be used in time history analysis simulated to design spectrum as taking notice of related soil class. In the present study, the static pushover analysis and non-linear time history analysis results are compared. Furthermore, the ground floor height defined as a parameter for irregular structural system in the vertical direction and by changing the height of ground floor height, the effect of linear, inelastic analyze results are investigated. According to this study, the decrease of horizontal load capacity is observed when the building have irregular structural systems which in vertical direction in comparison regular structural system. In a structural system, as a result of the evaluations bases on the element, it is seen that an irregular system needs more inelastic deformations. Besides, it is determined when the ground floor height – the comparison parameter of irregular structural system – rises; it is observed that a significant decrease in horizontal load capacity while an increase the peak displacement that demanded by earthquake.

Anahtar Kelime

Doğrusal olmayan davranış, artımsal eşdeğer deprem yükü (statik itme) yöntemi, zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi, performansa dayalı tasarım, düşeyde düzensizlik

Bilim Kodu

624




Sıra No :13728
Üniversite

501111084

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Yrd. Doç. Dr. Cüneyt Vatansever

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Temmuz

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mehmet Fatih Kaban

Başlık

Yapma Enkesitli Çift I Elemandan Oluşan Çok Parçalı Kirişlerin Yanal Burulmalı Burkulması Üzerine Analitik Bir Çalışma

Özet

Günümüz dünyasında mimari sebeplerden ötürü mühendisliğin sınırlarını zorlayan bir çok istek gün yüzüne çıkmıştır. İnşaat mühendisliği için, büyük açıklıkların daha narin kesitlerle geçilmek istenmesi de bu isteklerden biridir. Özellikle çelik yapılarda gördüğümüz bu büyük açıklıklar genelde makas sistemleri kullanılarak geçilmektedir. Büyük açıklıkların dolu gövdeli kesitlerle geçilmek istenmesi durumunda ise hesap sonucunda çok yüksek kiriş boyları çıkmaktadır. Büyük açıklıkların dolu gövdeli kesitlerle geçilmek istenmesi durumunda karşılaşılacak tek sorun kiriş yüksekliği değildir. Kirişin yanal burulmalı burkulması da önemli bir stabilite sorunudur. Yanal burulmalı burkulma, kritik bir moment değerinden sonra elemanın hem yatay ve düşey doğrultuda ötelenmesi, hem de enkesitin dönmesi olaylarının birlikte gerçekleşmesi ile meydana gelir. Ani ve habersiz gerçekleşen bir olaydır. Eğilme etkisine maruz tüm çelik elemanlarda görülmesi muhtemel olan bu göçme durumu, yapılan deneyler ve elde edilen teorik ifadeler sonucu sadece I, H vb. gibi açık kesitlerde göz önüne alınır. Örneğin bir kutu kesitin yanal burulmalı burkulma tahkiki ihmal edilir. Büyük açıklıkların geçilmek zorunda kalınması durumu şu anda proje aşaması devam etmekte olan ASF – Antakya Müze Otel projesinde karşımıza çıkmaktadır. Otelin alt kısmında tarihi eserlerin olması, kalan insanların yürüme yollarından ya da odalarından tarihi eserleri direkt görmesinin istenmesi, bir döşeme sisteminin olmaması, narin kesitlerin kullanılmak istenmesi ve benzeri mimari sebeplerden ötürü büyük açıklıkların dolu gövdeli kesitlerle geçilmesi durumu ortaya çıkmıştır. Yapılan çalışmanın başlangıç aşaması, tek bir I profil için AISC 360-10 yönetmeliğinde var olan Mcr değerini teorik olarak hesap etmek ve bunu ABAQUS bilgisayar programı yardımıyla doğrulamaktır. Model doğrulanırken mesnet şartlarının tanımı büyük bir önem arz etmektedir. Tanımlanan mesnet koşulları hem deplasman hem de yanal burulmalı burkulmaya ait teorik değerlerle doğrulanmıştır. Çalışmanın devamı ise, doğrulanmış modele ait mesnet şartlarını çift I profil için uygulamak ve bu elemana ait yanal burulmalı burkulma davranışını incelemek olmuştur. Yapılan literatür araştırmasında da böyle bir çalışmanın daha önce yapılmadığı tespit edilmiştir. Dolayısıyla böyle bir araştırma çalışması içine girilmiştir. Sonlu elemanların kullanıldığı analitik modellerde eleman sıklığı ve düzeni analiz sonuçlarını etkileyen temel faktörlerden biridir. Bu nedenle, kirişlerin analitik modellerinin geliştirilmesinde sonlu eleman ağının sıklığı ve düzeni en uygun sonucu verecek şekilde seçilmiştir. Değerlendirmeler sonunda, kirişler için 30mm x 30mm boyutlarında sonlu eleman ağı oluşturulması ön görülmüştür Araştırmaya ait modeller oluşturulurken iki adet I profil, aralarındaki mesafe kesit yüksekliğinin yarısı olacak şekilde yan yana konulup, açıklığın yarısı, üçte biri, dörtte biri, beşte biri, altıda biri ve yedide biri olmak üzere birbirine bağlanmıştır. Bağlantı detayı; alt, üst ve bu iki ek levhayı birbirine bağlayan kılıcına levha kullanılarak oluşturulmuştur. Profiller birbirlerine bağlanırken kullanılan alt ve üst levhaların kalınlığı başlık kalınlığı kadar olup boyları kiriş yüksekliğinin yarısı kadardır. Kılıcına levhanın kalınlığı da başlık kalınlığı kadardır ve boyu kiriş iç yüksekliği kadardır. Yanal burulmalı burkulma kontrolü yapılırken mesnet koşulları basit kirişte uygulanan koşullarla aynıdır. Yükleme her bir kirişe ait mesnete 0.5 birim olacak şekilde toplamda 1 birim moment uygulanarak yapılır. Burkulma analizi sonucu elde edilecek olan özdeğerlerden en küçüğü Mcr değerini verecektir. Bu yükleme ve mesnet koşulları durumu yanal burulmalı burkulmaya ait en olumsuz yükleme ve mesnet koşulu durumudur. Eğer alt ve üst başlıklar kiriş boyunca baştan sonra kadar bağlanırsa, kesit kutu profile döner ve iki kesit yüzde yüz kapasite ile birlikte çalışır. Eğer alt ve üst başlıklar kiriş boyunca hiç bağlanmazsa, iki kirişin birlikte çalışmasından söz edilemez. Dolayısıyla araştırılan şey, optimum aralıklarla alt ve üst başlıkların birbirine bağlanması ile meydana gelen iki I profilin birlikte çalışması durumu ve Mcr değerindeki artıştır. Yapılan analizler sonucu, Mcr değerinde önemli bir artış elde edilmiştir. İki profilin birbirine yarılarından bağlanması ve üçte birlerinden bağlanması arasında ciddi bir dayanım artışı söz konusudur. Bu artış, iki profilin birbirine bağlanma sıklığı arttıkça gözlemlenir ve birbirine açıklığın altıda birinden bağlı modelde Mp’ye % 99.4 yakınsaklık elde edilir. Çift I profil için teoride yönetmeliklerde yazan bir Mcr değeri yoktur. Analitik modellerin yanal burulmalı burkulma modları incelendiğinde, iki uçta yer alan eğilme elemanı parçalarının yanal burulmalı burkulma davranışı konsol kirişlerin sergilediği davranışa benzetilebilir. Dolayısıyla, çift I enkesitli eğilme elemanlarına ait kuramsal yanal burulmalı burkulma sınır durumunda kritik eğilme momenti ifadesi için, I enkesitli konsol kirişler için verilen ifadeler kullanılabilir. Bu yaklaşımın yakınsaklığının doğrulanması bakımından, farklı açıklıklara (35m, 30m ve 25m) sahip çok parçalı eğilme elemanları için uygulamalar yapılmıştır ve %86 ile %99 arasında değişen yakınsaklıklar elde edilmiştir. Tüm bu bilgiler ışığında, çalışma kapsamına göre, konsol kirişler için verilen yanal burulmalı burkulma ifadesinin, 35m, 30m ve 25m açıklıklı çok parçalı eğilme elemanlarında, ara bağlantı elemanı aralıklarının plastik eğilme momenti kapasitesine ulaşmasını sağlayacak şekilde tahmin edilmesi için kullanılabileceği söylenebilir. Ancak tasarım sırasında çok parçalı elemanların eğilme momenti kapasitelerini doğrudan kullanabilmek, eğilme elemanlarının plastik moment kapasitesine ulaşmasıyla birlikte yeterli dönme kapasitesine de sahip olmasını gerektirmektedir. Bu nedenle, sadece doğrusal analiz sonuçlarını kapsayan mevcut çalışmanın bu esaslar çerçevesinde, doğrusal olmayan analizler ve deneysel yöntemler kullanılarak geliştirilmesi ve genişletilmesi planlanmaktadır. Sonuç olarak, I profillerin birlikte çalışması ve Mcr değerinde hatırı sayılır bir artışın olması durumu profillerin birbirlerine bağlanma sıklıkları, bağlama levhalarının kalınlıkları ve boyutlarının bir fonksiyonudur.

Title

On The Investigation of Lateral Torsional Buckling Analysis of Built-up Girders with Double I-Shape

Abstract

In today’s world, lots of architectural requests which push the limits of engineering have arisen. Designing large spans with delicate sections is one of these requests in civil engineering. Engineers face with these large span problems especially in steel structures. In order to solve these kind of problems, engineers use usually truss systems. But when it is wanted to design large spans with only I-shaped beams, huge beam heights are needed. Additionally, height of the beam is not the only problem when it is wanted to design large spans with I-shaped beams. Lateral torsional buckling is also an important stability problem. Lateral torsional buckling means that cross section of the beam rotates and beam deflects laterally and vertically all together after reaching a critical moment value. Lateral torsional buckling is a sudden and unannounced situation. Due to experiments and the theoretical expression results, this situation which may be seen in all steel members subjected to bending is only considered in open sections such as I,H and so on. For example, lateral torsional buckling is not considered as a limit state in members which have hollow structural section. Designing large spans with delicate I-shaped beams is a problem in the ongoing project of ASF-Antakya Museum Hotel. This problem comes up because of historical monuments at the bottom, lack of a floor system and some architectural desires. Initial phase of this study is, calculating the theoretical value of the existing regulations in AISC 360-10 for a single I-shaped beam and verify it with the help of computer software ABAQUS. Definition of support conditions in ABAQUS has a great importance while validating the model. In order to define simple support conditions, nodal points of the web finite elements at the ends are restrained in z direction. Moreover, nodal points of the bottom flange finite elements at the ends are restrained in y direction. Lastly, nodal points of the bottom flange finite elements at just one end are restrained in x direction. These x,y and z directions are consistent with right-hand rule. In addition to these, support conditions which are defined in computer program are verified with theoretical values for both deflection and lateral torsional buckling. The following phase of this study is, applying the confirmed support conditions into double I-shaped beams and investigate the lateral torsional buckling behaviour. The literature search has shown that there is not any study such as in this thesis. Therefore, lateral torsional buckling behaviour of double I-shaped beams is chosen to be investigated in this study. Element frequecy and regularity have a great importance in the models in which finite elements are used. Using many finite elements may conclude time comsumption. On the other hand, using inadequate finite elements conclude divergence from the exact result. Therefore, the best finite element regularity and frequency are chosen to set up the analytical models. With respect to some applications, 30mm x 30mm finite elements are found to be optimum for beams. While creating models for the study, the distance between two I-shaped beams is considered half of the beam height and beams are connected each other from the half, one-third, one-fourth, one-fifth, one-sixth and one-seventh of the beam length. Connection detail consists of top and bottom additional connecting plates and additional connecting web plate perpendicular to beam direction. Thicknesses of top and bottom additional connecting plates are same as flange thickness of the beam and lengths of these additional plates are half of the beam height. Additionally, thickness of the additional web plate is also same as the flange thickness of the beam and height of the plate is in-to-in height of the beam. In addition to these connection details, no plates at the ends are constituted. Because some applications show that consituting plates at the ends may cause additional rigidity and the behaviour of the beam becomes like behaviour of beams which have fixed end support conditions. While investigating the lateral torsional buckling, the support conditions are same as the simple supported beam. Load is applied 0.5 unit moment to each support. This means that the double I-shaped beam is subjected to 1.0 unit uniform moment. Due to some applications, some local buckling modes are obtained. Because unit moment is subjected to the models from a node point at the web. In order to obtain a homogenous moment distribution and get rid of local buckling modes, rigid frame elements are used. The smallest eigenvalue of buckling analysis gives the critical moment (Mcr) value. These loading and support conditions are the most unfavorable conditions in lateral torsional buckling analysis. Besides, if top and bottom flanges of the beams are connected each other with additional connecting plates along the beam, cross section of the beam becomes box and these two beams work with one hundred percent capacity. If top and bottom flanges of the beams have no connection along the beam, it is not said that the beams work together. Therefore, the situation which is investigated is, connecting two beams with optimal intervals and supply the increment of the critical moment (Mcr) which causes lateral torsional buckling. As a result of the analyses, a significant increase in the value of Mcr has been obtained. There is a significant increment in critical moment strength between the models which beams are connected from the half of the beam length and one-third of the beam length. This increment may be seen when the frequency of connection increases. In the model where the beams are connected from one-sixth of the beam length, has convergence to Mp (plastic moment strength) with %99.4. There is no theoretical value for critical moment for double I-shaped beams in regulations. When the buckling modes of the analytical models are analyzed, lateral torsional buckling behaviour of the end bending elements may be liken to the lateral torsional buckling behaviour of the cantilever beams. For this reason, critical bending moment for I-shaped cantilever beams can be used for obtaining the theoretical critical bending moment for double I-shaped beams. To verify the convergence of this approximation, many applications are done for built-up beams which have different openings (35m, 30m and 25m) and different section properties. As a result of this applications, a convergence interval between %86 and %99 is obtained. In the light of this information, in accordance with the scope of the work, the expression of lateral torsional buckling for cantilever beams can be used to estimate the connection frequency of the built-up beams, which have openings 35m, 30m and 25 m, which satisfies reaching plastic moment strength. On the other hand, to use the plastic moment capacity of the built-up beams in design, it is a necessity for the beams to provide the rotation capacity. Therefore, this study, which has only results of the linear analysis, is planned to be extended with nonlinear analysis and experimental studies. As a result, the situation which the beams work together and the increment of the critical moment value is a function of the connection frequency, thickness of additional connection plates and dimensions of the additional connection plates.

Anahtar Kelime

Yanal burulmalı burkulma, ABAQUS, Büyük açıklık, Yapma kirişler, I enkesitli çift kirişler.

Bilim Kodu

0




Sıra No :13753
Üniversite

501111503

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Hafzullah Aksoy

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Hasan Zaifoğlu

Başlık

FIRAT AKARSU HAVZASI İÇİN TOPOĞRAFİK VE HİDROMETEOROLOJİK VERİYE DAYANAN TABAN AKIŞI AYIRMA MODELİ

Özet

Su, yüzyıllar boyunca insanoğlunun günümüzdeki medeniyetler seviyesine gelmesinde çok önemli bir rol oynamıştır. Tarihe bakıldığında bütün büyük uygarlıkların su kenarında kuruldukları görülmektedir. Günümüzde ise gelişen teknolojiyle birlikte sudan içme ve kullanma suyu, sulama, enerji üretimi gibi daha geniş alanlarda faydalanılmaktadır. Buna paralel olarak akarsulardan daha fazla ve daha etkin yararlanma ihtiyacı doğmuştur. Bu yüzden araştırmacılar akarsulardaki toplam akışı ve akışın bileşenlerini inceleme sürecine girmişlerdir. Bir akarsudaki toplam akış, dolaysız akış ve dolaylı akış (taban akışı) olarak iki kısma ayrılarak incelenebilir. Dolaysız akış, yüzeysel akış ve gecikmeye uğramamış yüzeyaltı akışı, dolaylı akış ise yeraltı akışı ve gecikmeye uğramış yüzeyaltı akışıdır. Taban akışı özellikle kurak mevsimlerde akarsu yatağındaki akışın büyük bir kısmını, bazen de tamamını oluşturmaktadır. Hızı yavaş olduğundan akarsuya erişimi uzun bir süre alır ve akarsuyu sürekli besleyen bir kaynak niteliğindedir. Taban akışı akarsudaki akımın önemli bir kısmını oluşturduğundan kuraklık tahminlerinde, su yönetimi ve planlama çalışmalarında, su temini, hidroelektrik projeleri, akarsu taşımacılığı, atıksu seyreltilmesi, akarsulardan tarım ve enerji üretimi amaçlı su çekilmesi gibi çok sayıda farklı çalışma alanı için kullanılmaktadır. Bu nedenle taban akışını toplam akıştan ayırmak veya tahmin etmek önemlidir. Bu çalışmada literatürde genel kabul görmüş hidrograf analizine dayanan birtakım yöntemler özetlendikten sonra çok değişkenli regresyon denklemlerini geliştirmede kullanılan regresyon analizi yöntemi anlatılmıştır. Taban akışı ayırma yöntemleri içerisinde yaygın olarak kullanılan İngiliz Hidroloji Enstitüsü’nün yumuşatılmış minimumlar yöntemi (İHEY) günlük ortalama akım verilerine uygulanarak taban akışı indeksi hesaplanmış ve regresyon denklemleriyle yapılan taban akışı tahminleriyle karşılaştırmada kullanılmıştır. Ayrıca akarsu havzasının topoğrafik ve hidrometeorolojik verileri ile model serbest değişkenleri oluşturulmuştur. Bu çalışmada çoklu regresyon analizi yapılarak önce taban akışı indeksi, ardından taban akışını havzanın topoğrafik ve hidrometeorolojik özelliklerinden tahmin etmek için kullanılabilecek iki denklem geliştirilmiştir. Bu denklemler çoklu regresyon analizini pratikleştiren PASW İstatistik 18 programı yardımıyla oluşturulmuştur. Uygulama alanı olarak Türkiye’nin en büyük su potansiyeline sahip Fırat nehri havzası seçilmiştir. Havzadaki Elektrik İşleri Etüt İdaresi’ne (EİEİ) ait 15 akım gözlem istasyonunun günlük ortalama akım verileri kullanılmış ve yukarıda bahsedilen yöntemler kullanılarak taban akışı indeksi ve taban akışı debileri tahmin edilmiştir. Sonuç olarak elde edilen tahminler İHEY yöntemi ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Geliştirilen denklemlerin İHEY yöntemine benzer sonuçlar verdiği, bu nedenle kullanılabilir olduğu anlaşılmıştır.

Title

BASEFLOW SEPARATION MODEL BASED ON TOPOGRAFHICAL AND HYDROMETEOROLOGICAL DATA FOR EUPHRATES RIVER BASIN

Abstract

Baseflow is an important component of streamflow which is generated from groundwater and delayed shallow subsurface flows. Especially in rainless seasons, approximately total flow in the stream channel is the result of baseflow from the groundwater. Therefore separation of baseflow from the total flow has become an important issue for the planning and effective management of water resources. It is also important for determination of water availability and water quality and improving the strategies to protect the environment and the other living biota. The majority of the methods used to seperate baseflow are based on graphical, analytical and digital filtering techniques which all these techniques have the same sense of calculating the baseflow from streamflow hydrograph. In this study, the well-known smoothed minima method of UKIH (United Kingdom Institute of Hydrology) is used for calculating baseflow. In addition to this, regression analysis is built with some properties of catchment to estimate the baseflow index and baseflow discharge. Daily stream flow data are provided from the Electrical Power Resources, Survey and Development Administration from Turkey which operates gauging stations for streamflow observations. In Turkey, there are 25 hydrological basins with different topographical, morphological and meteorological conditions. In this study, 15 gauging stations from Euphrates basin are used for baseflow analysis. Furthermore, the topographical and hydrometeorological data are obtained from internet-based geographic program (geodata) in the websites of the Ministry of Forest and Water Affairs and the General Directorate of State Meteorological Works, respectively. In this study, first the UKIH method is used to separate baseflow. The method is based on dividing daily stream flow data into non-overlapping 5-day blocks. Once the baseflow is separated, baseflow index (BFI) is calculated as the ratio of baseflow to total streamflow. The non-dimensional BFI changes between 0 and 1. BFI approaches 1 if the groundwater contribution to stream flow is high. Another approach employed in this study is based on multiple regression for estimating BFI and baseflow discharge. Topographical and hydrometeorological data are used as predictor variables in the regression. Preliminary results show that BFI and baseflow discharge are correlated with hydrometeorological and topographical variables of watershed. The regression models are validated by comparing its results with UKIH method. Two methods give similar results.

Anahtar Kelime

Taban akışı, havza özellikleri, İHEY yöntemi, çoklu regresyon, Fırat

Bilim Kodu

624




Sıra No :13787
Üniversite

501101249

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Deprem Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Beyza Taşkın

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Yasemin Çetin

Başlık

MEVCUT BİNALARIN DOĞRUSAL OLMAYAN YERDEĞİŞTİRME İSTEMLERİ İLE AMPİRİK İFADELERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Özet

Mevcut yapıların, depreme dayanıklı yapı tasarımı felsefesine göre incelenmesi ve sahip oldukları kapasitelerinin belirlenmesinde uzun hesap adımları yerine kullanılabilecek ampirik formüllerin yakınsaklığının araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda 4 adet mevcut bina, üretilen 7 adet yapay yer hareketi etkisi altında doğrusal olmayan analiz yapılarak yapıların doğrusal olmayan yerdeğiştirme istemleri, ampirik formül ile elde edilen doğrusal olmayan yerdeğiştirme istemleri ile karşılaştırılmıştır.

Title

COMPARISON OF INELASTIC DISPLACEMENT DEMANDS OF EXISTING RC BUILDINGS AND PROPOSED EMPIRICAL RELATION

Abstract

The main purpose of this research is analyzing existing reinforced concrete buildings according to earthquake resistant building design remark. Also investigating the convergence of inelastic displacement demands of structures that are obtained both by using proposed empirical expressions and nonlinear analysis method is another goal of this study.For this purpose, four existing reinforced concrete buildings from Istanbul, Turkey, have been investigated under the effects of seven artificial earthquake ground motions. Existing buildings have been modeled for nonlinear analysis method by a software as a 2D frame model.

Anahtar Kelime

DRAIN-2DX, deprem mühendisliği, doğrusal olmayan yerdeğiştirme istemi, depreme dayanıklı yapı tasarımı, zaman tanım alanında analiz, artımsal itme analizi

Bilim Kodu

62400




Sıra No :13788
Üniversite

501101021

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Tülay AKSU ÖZKUL

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Emre UKÇUL

Başlık

BETONARME BİR YAPIDA FARKLI ZEMİN SINIFLARININ DEPREM DAVRANIŞINA ETKİSİ

Özet

Bu çalışmada, taşıyıcı sistemi betonarme perde ve çerçevelerden oluşan 13 katlı bir yapının yatay ve düşey yükler altında D.B.Y.B.H.Y. 2007 kurallarına göre farklı zemin sınıfları için Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Mod Birleştirme Yöntemi kullanılarak tasarımı ve karşılaştırılması yapılmıştır. Yapı, ! adet rijit perdelerle çevrili bodrum kat, 1 zemin kat ve 11 normal kattan oluşmaktadır. Tüm katların yüksekliği 3 m dir. Yapı 1. derece deprem bölgesinde yer almaktadır. Yapının taşıyıcı sistemi 3 boyutlu olarak Sap2000 programında modellenmiş ve depremli durum için çözüm yapılmıştır. Çalışmanın son aşamasında Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Modların Süperpozisyonu Yöntemine göre elde edilen sonuçlar, 4 farklı zemin sınıfı için birbirleri ile karşılaştırılarak oluşan deprem kuvvetlerinin yapıya etkisi üzerinde incelemeler yapılmıştır.

Title

THE EFFECTS OF DIFFERENT SOIL CLASSES ON SEISMIC LOADS RESPONSES IN A REINFORCEMENT CONCRETE BUILDING

Abstract

In this study; a 13 story reinforced concrete structure with shear walls and frames has been analysed and compared for different types of soils based on Equivalent Seismic Loads Method according to Turkish Seismic Code 2007. Structure contains 1 basement surrounded with shear walls, 1 ground floor and 11 stories. All the stories have the same hight which is 3 m. The structure located in the 1st degree of seismic zone. Under the effects of self weight and live loads presented in Turkish Standarts 498, preliminary dimensions are assigned to the structural elements according to the criteria mentioned in Turkish Standarts 500. Approximate analysis method presented in Technical Report and Spectral Analysis Method using the SAP2000 application is applied to the building and results of internal forces are compared with each other. Using the combinations of resulting the internal forces from Mode Superposition Method and Equivalent Seismic Load Method, the static analysis of the system under service loads, internal forces of columns, beams and the shear walls of the whole structure is carried out. At the last stage of this study; the results gained by analysis based on Equivalent Seismic Loads and Mod Superposition Methods are compared for 4 different types of soils and the effects of earthquake loads to structure are observed.

Anahtar Kelime

Betonarme yapılar, Deprem Yönetmeliği, Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi, Mod Birleştirme Yöntemi, Perde Çerçeveli Sistem, Zemin Özellikleri, Deprem Yükleri

Bilim Kodu

624




Sıra No :13803
Üniversite

501111411

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Ulaştırma Mühendisliği

Danışman Adı

Doç. Dr. Murat ERGÜN

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Gökhan Göksu

Başlık

KENT İÇİ ÇEVREYOLLARINDA DİNAMİK AKIM KONTROL YAKLAŞIMLARININ MİKRO ÖLÇEKLİ SİMÜLASYONU

Özet

Bu çalışmada, ilk olarak simülasyon ve kontrol stratejilerinin temelini oluşturan trafik akım teorileri makro ölçekli olarak anlatılmıştır. Ardından hidrolik modellerden türetilen trafik değişkenleri tanıtılmış ve bunların aralarındaki ilişkiler gösterilmiştir. Trafik sıkışıklığının ana sebebi olan şok dalgaları analitik olarak incelenmiştir. Daha sonra, bu modellere yapılan ana eleştiriler ve bu modele yapılan iyileştirmeler özetlenmiştir. Çalışmanın üçüncü kısmında makro-mikro-mezo ölçekli simülasyon modelleri anlatılmış ve ardından dördüncü bölümde trafik kontrol yaklaşımları anlatılmıştır. Çalışmanın uygulama kısmında, çalışma sahası tanıtılmıştır. RTMS ten (Remote Traffic Microwave Sensor-Uzaktan Trafik Mikrodalga Algılayıcısı) veri toplama yöntemi anlatılmış ve veri metodolojisi anlatılmıştır. Bununla birlikte, mikro ölçekli simülasyon programı PTV VISSIM tanıtılarak bu programın uzunlamasına ve yanal hareket modelleri anlatılmıştır. Kalibrasyon yöntemi anlatılarak simülasyonun geçerliliği sınanmıştır. Dinamik katılım konreol yaklaşımlarında ALINEA algoritmasının özel iki durumu sınanmış ve değişken hız yönetimi yaklaşımı için dört durum önerilmiştir. Katılım kontrolü için yeşil süre değişimleri, değişken hız yönetimi uygulamaları için hız limitlerinin değişimi ve yoğunluk profilleri çizdirilmiştir. Son olarak toplam seyahat süresi, taşıt başına ortalama gecikme süreleri, taşıt başına ortalama dur kalk sayıları gibi değişik performans ölçütleri için sonuçlar değerlendirilmiştir.

Title

MICROSCOPIC SIMULATION OF DYNAMIC FREEWAY TRAFFIC FLOW CONTROL APPROACHES ON AN URBAN HIGHWAY

Abstract

In this thesis, Firstly traffic flow theories are mainly introduced in macroscale which forms the basis of the most of the simulation studies and control strategies. Then relationship between the traffic variables are demonstrated and the flow theories based on the hyraulic model are analyzed and the shockwaves which are the main reason of the traffic congestion shown analytically. Thereafter, main critisism about these models are discussed and improvements are summarized. In the third section of this study macro-micro-mesoscopic simulation models are described and later in the fourth section traffic control approaches are explained. In the application part of this study, the study field is introduced. Data collection methods from RTMS (Remote Traffic Microwave Sensor) are briefly explained and the data methodology is expressed. Moreover, the microsimulation program PTV VISSIM is described and longitudinal and lateral movement models are described. Calibration method is described which demonstrates the validation of the simulation. For dynamic ramp metering approach two cases of ALINEA algorithm are proposed and for VSL approaches four cases are proposed. The fluctuations of the green time for ramp metering and the speed limits for VSL is plotted. Also density profiles for each approach is selected. At the end, results are discussed for various performance indicators such as total travel time, average delay time per vehicle, average number of stops per vehicle, etc.

Anahtar Kelime

akıllı ulaşım sistemleri, trafik mühendisliği, katılım kontrolü, değişken hız yönetimi, dinamik trafik akım kontrolü, mikro ölçekli trafik simülasyonu, trafik akım teorisi

Bilim Kodu

624




Sıra No :13811
Üniversite

501111024

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

DOÇ. DR. ABDULLAH GEDİKLİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

HALUK ALPER ALTUN

Başlık

ÇELİK SIVI DEPOLAMA TANKLARININ API-650 İLE SİSMİK ANALİZİ

Özet

Sıvı depolama tankları hayatın ve sanayi tesislerinin önemli yapılarıdır. Bunlar su temini ve yangın söndürme sistemleri için de önemli yapılarıdır. Çok sayıda endüstri tesisinde su, petrol, kimyasal maddeler ve sıvılaştırılmış doğalgazın depolanması için kullanılırlar. Sıvı depolama tanklarının deprem etkisi altındaki davranışının önemi, tankın ve tank içeriğinin ötesinde bir öneme sahiptir. Bu yüzden mühendisler sismik yükler etkisi altında bu tip yapıların farklı davrandığını ve farklı sebeplerden dolayı hasar aldığını bilmelidirler. Stratejik yakıt ve su depolarının önemli bir kısmının yüksek sismik risk altında bulunan bölgelerde bulunması, bu yapıların dinamik modellenmesi konusunda çok sayıda araştırma yapılmasını zorunlu kılmıştır. Bu araştırmalarda sürekli sıvı kütlesinin depo tabanına yakın olan kısmının depoyla beraber hareket ettiği ve serbest yüzeye yakın kısmının ise uzun periyotlu bir çalkalanma hareketi yaptığı belirtilmiştir. Bu doğrultuda geliştirilen dinamik modellerde sürekli sıvı kütlesi, depoyla beraber hareket eden impulsif bileşen ve çalkalanma hareketinden sorumlu olan uzun periyotlu konvektif bileşeni ile temsil edilmektedir. Zemin üzerine doğrudan mesnetlenen sabit tabanlı depoların duvarlarında ve tabanında oluşan hidrodinamik basıncın büyük bir bölümü darbesel bileşenden kaynaklanmaktadır. 1994 California-Northridge, 1995 Japonya-Kobe ve 1999 Tayvan-Chi Chi depremleri sonrası sıvı depolama tanklarında ağır hasarlar ve göçme gözlemlenmiştir. Yakın zamanda ülkemizde meydana gelen 1999 Kocaeli depreminde İzmit-Tüpraş rafinerisindeki petrol depolama tanklarında ağır hasarlar meydana gelmiştir. Bu yapısal hasarların sonucu olarak ortaya çıkan yangın ağır maddi kayba sebep olmuştur ve bölgenin güvenliği tehlike altına girmiştir. Geçmiş depremlerde zemine mesnetli sıvı depolama tanklarında çeşitli hasar ve göçme tipleri bildirilmiştir. Göçme genellikle tank duvarının aşırı basınç gerilmesi etkisi altında burkulması, ankrajların göçmesi ve taban plağının plastik deformasyonu şeklinde görülmektedir. Sıvı depolama tanklarının sismik davranışı akışkan-sıvı etkileşimi nedeniyle oldukça karmaşıktır. Bu etkileşim depreme dayanıklı yapı tasarımı çerçevesinde çeşitli hesap metodlarının uygulanmasına yol açar. Sıvı depolama tanklarının sismik performansını araştıran sınırlı sayıda deneysel ve analitik çalışma bulunmaktadır. Sıvı depolarında oluşan hasar tiplerini ve bu hasarlara neden olan etmenleri belirlemek amacıyla çeşitli araştırmacılar tarafından saha çalışmalarında; sıvı depolarının enerji sönümleme mekanizmalarının oldukça kısıtlı olmasından dolayı depremlerde kötü performans sergiledikleri ve depreme dayanımlarının arttırılması için yeni yöntemlerin geliştirilmesinin gerektiği vurgulanmıştır. Sıvı depolarını depremin olumsuz etkilerinden korumayı hedefleyen yeni tekniklerden biri de sismik yalıtımdır. Sismik yalıtım sistemleri yardımıyla sıvı depolarının sönüm kapasitelerinin arttırılması ve periyot uzaması etkisiyle depo içerisinde impulsif bileşenden kaynaklanan hidrodinamik etkilerin azaltılması amaçlanmaktadır. API 650 Ek E yaygın olarak çelik depolama tanklarının sismik tasarımı için dünya çapında kullanılmaktadır. API 650 Standartı, dikey, silindirik, yerüstü kaynaklı, kapalı ve açık tavanlı çeşitli boyutlarda ve kapasitelerde atmosferik basınca yaklaşan iç basıncın etkisi altındaki dizel gibi petrol ürünlerini depolayan sıvı depolama tankları için malzeme, tasarım, imalat, montaj ve test için minimum gereksinimleri belirler. Ancak, ayrıntıları ile API 650 yönetmeliğini tanıtan kapsamlı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Ayrıca, sıvı depolama tanklarının sismik analizi ve tasarımı için kapsamlı bir Türk yönetmeliği de bulunmamaktadır. Tezin amacı, bu yapıların deprem analizinde kullanılan API-650 yönetmeliğinin özelliklerini tanıtmaktır. Bu hedeflere ulaşmak için API-650 özetlenerek sunuldu ve sayısal bir örnek izlendi. Sismik yükün impulsif ve konvektif bileşenleri API-650 kullanılarak hesaplandı. Tank yüksekliği boyunca hesaplanan impulsif yükün grafiğine göre bu yükün etkisinin tankın alt kısmında maksimum değere ulaştığı görüldü. Çalkalanma etkisi olarak adlandırılan konvektif yükün etkisinin ise tankın üst kısmında maksimum değere ulaştığı görüldü. Sonra sismik yükün impulsif ve konvektif bileşenleri kombine edilerek her bir tank kabuğu için maksimum gerilme değerleri elde edildi. Grafik sonuçlarına göre impulsif bileşenin etkisinin konvektif bileşenin etkisinden daha baskın olduğu görüldü. Bundan dolayı bir deprem etkisi altında tank kabuğunda fil ayağı burkulması görülebileceği kanısındayız. Fil ayağı şeklindeki burkulma küçük genlikli olup kritik burkulma yükünün altındaki bir yük değerinde gerçekleşeceği için elastik olmayan bir burkulma türüdür. Bu sayede yapıda meydana gelebilecek olası bir göçme durumunda önce kabuk malzemesi olan çelik akmaya başlayacaktır ve yapı hasar alacaktır. Burkulma yani göçme daha sonra meydana gelecektir. Olası göçme durumu sünek karakterli olacaktır. Bu göçme durumu depreme dayanıklı yapı tasarımı çerçevesinde istenen bir durumdur. Yapı hasar alarak sismik enerjiyi sönümleyebilecektir. Beş bölümden oluşan yüksek lisans tezinin birinci bölümünde giriş kısmına yer verilmiş ve bu bölümde çalışmanın konusu, amacı ve kapsamı belirtilmiştir. Ayrıca bu konu üzerine geçmişte yapılan çalışmaları özetleyen bir literatür araştırması yapılmış ve geçmişte meydana gelen depremler sonucu sıvı depolama tanklarında meydana gelen hasar ve göçme tipleri açıklanmıştır. Göçme ve hasar tipleri genellikle kabuk burkulması, çatıda ve boru bağlantılarında meydana gelen hasarlar şeklinde olabilir. 1964 Alaska, 1977 San Juan, 1980 Livermore, 1983 Coalinga ve 1999 Kocaeli depremlerinde sıvı depolama tanklarında çeşitli hasar ve göçme tipleri rapor edilmiştir. Ayrıca bu bölümde yeni geliştirilen bir teknoloji olan sismik temel izolasyonunun tanklar üzerindeki uygulamalarına da yer verilmiştir. Elastomerik mesnetler ve sürtünmeli sarkaç sistemleri tanklara gelen deprem yükünü azaltmak için kullanılabilmektedir. İkinci bölümde, çelik sıvı depolama tanklarının sismik analizi hakkında genel bilgiler verilmiştir. Tank ve depolanan sıvının sismik analizini basitleştirebilmek için yapılan çeşitli varsayımlar tanımlanmıştır. Bu varsayımlara göre sıvı homojen, sürtünmesiz ve sıkıştırılamazdır. Akış alanı çevrintisizdir. Sadece küçük genlikli salınımlar dikkate alınmalıdır. Akış alanı içerisinde herhangi bir boşluk bulunmamaktadır. Kabuk malzemesi homojen, izotropik ve doğrusal elastiktir. Orta yüzeye dik eksenel gerilme diğer gerilmelerle karşılaştırıldığında ihmal edilebilecek değerdedir. Başlangıçta orta yüzeye dik olan çizgi deformasyon oluştuktan sonra da orta yüzeye dik olarak kalacaktır. Üçüncü bölümde, API-650 yönetmeliğinin E bölümündeki sismik analiz tanımları açıklamalarıyla verilmiştir. Bu açıklamalara göre yönetmelik eşdeğer yatay yük analiz metodunu kullanır. Eşdeğer statik yatay yükler rijit duvarlarlı ve sabit tabanlı tankın doğrusal matematiksel modeline uygulanır. Yönetmelik hesaplamalarda gerçekçi ve pratik yöntemleri baz alır. Dinamik analiz uygulamaları, düşeyde çerçeve elemanlarla desteklenmiş tankların ve yüzen çatıların sismik tasarımı, yakın fay etkisi altındaki tanklar ile sismik temel izolasyonu ve enerji sönümleyici sistemlere sahip tankların sismik tasarımı ve tasarımcının istediği performans gereksinimlerine göre tasarım bu yönetmeliğin kapsamının dışındadır. Bu bölüme göre sismik tasarımın temel performans amacı hayatın korunması ve tankın tamamiyle yıkılmasının önlenmesidir. Yönetmelik sismik etki altında tankta ve bileşenlerinde hasar oluşmayacağını ima etmez. Sismik hesaplamalarda tankın ve içeriğinin impulsif mod ve konvektif (çalkalanma) modu olmak üzere iki tip tepki modu vardır. İmpulsif mod %5 ve konvektif (çalkalanma) modu %0,5 sönüm oranına sahiptir. Yönetmelik izin verilebilen gerilmeler tasarım metodunu kullanır ve sismik yük etkisi altındaki kaynaklı çelik sıvı depolama tanklarının tasarımı için minimum gereksinimleri belirler. Tank kabuğunun devrilmeye karşı stabilitesini ve eksenel basınç etkisi altında meydana gelebilecek burkulmaya karşı direncini kontrol eder. Bölümün sonunda hesaplarda kullanılan akma gerilmesi azaltma faktörleri, halka şeklindeki taban plağının kalınlıkları ve kullanılabilir plak malzemeleri ile izin verilebilen gerilmelerin tabloları verilmiştir. Dördüncü bölümde, çelik bir sıvı depolama tankının sismik tasarımı API-650 nın E bölümüne göre ayrıntılı olarak yapılmıştır. Bölümün başında ele alınan tankın sismik tasarımı için gerekli olan parametreler verilmiştir. Daha sonra bu parametreleri kullanarak yönetmeliğe göre tankın impulsif ve konvektif (çalkalanma) periyotları, spektral ivmelenme değerleri, etkin ağırlıkları, tasarım kesme kuvvetleri, etkin yatay kuvvetlerin etki merkezlerinin yükseklikleri, halka duvarın ve döşemenin devrilme momentinin etki merkezlerinin yükseklikleri, çevresel kuvvetler ve gerilmeler hesaplanmıştır. İmpulsif, konvektif ve hidrostatik çevresel kuvvetlerin ve maksimum ile minimum gerilmelerin tank yüksekliği boyunca değişen etki grafikleri çizilmiştir. Halka duvarın ve döşemenin devrilme momentlerinin değerleri hesaplanmıştır. Maksimum eksenel kabuk basınç gerilmesi hesaplanmış ve kontrolü yapılmıştır. Mekanik ankraj ve halka plak genişliği hesaplamaları yapılarak devam edilmiş, kayma tahkiki yapılmış ve son olarakta tankın düşey doğrultudaki tahmini deplasman değeri ile depolanan sıvının maksimum dalgalanma yüksekliği hesaplanmıştır. Beşinci bölümde ise tankın yüksekliği boyunca çizilen impulsif ve konvektif çevresel kuvvetlerin ve maksimum gerilmenin etki grafiklerinin yorumlanmasıyla çalışmada varılan sonuçlar açıklanmıştır.

Title

SEISMIC ANALYSIS OF STEEL LIQUID STORAGE TANKS BY API-650

Abstract

Liquid storage tanks are important components of lifeline and industrial facilities. They are critical elements in municipal water supply and fire fighting systems, and in many industrial facilities for storage of water, oil, chemicals and liquefied natural gas. Behavior of large tanks during seismic events has implications far beyond the mere economic value of the tanks and their contents. So engineers have to know that these special structures behave differently when induced seismically and also damaged due to different reason. Recent years have seen a number of occurrences of catastrophic failures of liquid storage tanks due to severe, impulsive, seismic events such as the 1994 Northridge earthquake in California, the 1995 Kobe earthquake in Japan and 1999 Chi-Chi earthquake in Taiwan. In the past earthquakes, damage and failure of various ground supported liquid storage tanks had been reported. The failure occurred mainly due to buckling of tank wall due to excessive compressive stress, tearing of anchorage systems and plastic deformation of base plate. The seismic behavior of liquid storage tanks is highly complex due to liquid?structure interaction leading to a tedious design procedure from earthquake-resistant design point of view. There are limited experimental and analytical studies, which investigate the performance of liquid storage tanks, are reported in the past. API 650 Appendix E has been widely used around the world for seismic design of steel storage tanks. API 650 Standard establishes minimum requirements for material, design, fabrication, erection, and testing for vertical, cylindrical, aboveground, closed- and open-top, welded storage tanks in various sizes and capacities for internal pressures approximating atmospheric pressure. For instance, diesel storage tanks fall under the category of tanks subjected to internal pressures approximating atmospheric pressure. However, there is not more comprehensive study which introduces API-650 specification with details. Also, there is not any Turkish design code for the seismic analysis and design of liquid storage tanks. The aim of the thesis is to introduce the API-650 specification which is used for seismic analysis of these structures. To achieve these goals summary of API-650 has been presented and a numerical example has been followed. Impulsive and convective component of the seismic load have been calculated by using API-650. According to graphics which are calculated along the tank elevation the effect of the impulsive component increased near to the bottom part of the tank and the effect of convective component which is called as sloshing effect increased near to the top part of the tank. After maximum stresses have been gained to be combined impulsive and convective component of the seismic load for each tank shells. According to graphics results, the effect of the impulsive component is more effective than convective component?s effect. Therefore it can lead to elephant foot buckling on the tank shell after possible earthquake effect. Elephant foot buckling has small amplitude. It is realized under the critical buckling load. It has a non-elastic characteristic. In the event of a possible failure, first material of the shell can start to yield. Therefore, damage can be occurred in the structure before failure. Failure can be carried out later. In this way, possible failure can have a ductile character. This failure form can be desirable for the earthquake resistant structure design. In this scope, while structure is taking damage, seismic energy can be absorbed. The study consists of five sections. The first section includes the preface which explains the subject, goals and the extent of the study. Furthermore, a literature search has been done in this section. It summarizes that the studies has been done on this topic in the past and types of damage and failure which have been occured on the liquid storage tanks as a result of past earthquakes are described. The second section is consists of general rules and information about seismic analysis of steel liquid storage tanks. The third section covers the concepts and requirements of the reference code API-650, Part-E. Seismic calculations and controls of the case liquid storage tank have been done in detail in accordance with API-650, Part E in the fourth section. Results and conclusions have been given in the fifth section.

Anahtar Kelime

API-650, Sıvı Depolama Tankları, Sıvı Yapı Etkileşimi

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13869
Üniversite

501101061

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Alper İlki

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Yavuz Selim Çavunt

Başlık

FARKLI ZAMANLARDA DÖKÜLEN BETON TABAKALARI ARASINDAKİ YÜZEY KOŞULLARININ KAYMA DAYANIMINA ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Özet

Yapı mühendisliğinin saha uygulamalarında sıkça karşılaşılan, farklı zamanlarda dökülen betonların birbirleri arasındaki kayma dayanımını etkileyen birçok faktör vardır. Bu faktörlerin başında eski beton yüzeyinin pürüzlülüğü, nem durumu, eski ve yeni betonun dayanımı ve kalitesi gelmektedir. İki beton tabakası arasındaki yapışma dayanımının belirlenmesine yönelik farklı yöntemler kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, hazırlanan 200 mm kenar ayrıtlı farklı yüzey koşullarına sahip küp numuneler üzerinde, sabit düşey yük altında, taşınan yatay yükün kayma deneyi ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, yüzey pürüzlülüğü, yüzeyin nem durumu, eski ve yeni beton arasındaki döküm zamanı, çimento şerbetinin ve epoksi esaslı aderans artırıcının yapışma dayanımına etkisi deneysel parametre olarak belirlenerek, her parametre için bir yapışma dayanımı ve sürtünme katsayısı elde edilmeye çalışılmıştır. İstanbul Teknik Üniversitesi Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarında 108 adet numune üzerinde gerçekleştirilen deneyler sonucunda, kayma dayanımını artıran en önemli faktörün yüzey pürüzlülüğü olduğu görülmektedir. Bununla birlikte genel davranış açısından pürüzlü numunelerde çimento şerbeti ve aderans artırıcı kullanımının kuru ve ıslak yüzeylere göre daha etkin olduğu görülmüştür. Deneysel elde edilen sonuçlar, ilgili tasarım yönetmeliklerinde yer alan hesap esaslarına göre kıyaslandığında, Türk Standardı TS500, American Concrete Institute ACI318-11 ve Eurocode 2 `nin deneysel sonuçlara göre hem düz yüzeyli hem de pürüzlü yüzeyli durumlar için oldukça güvenli değerler verdiği görülmüştür. Bununla birlikte, FIB Model Code 2010`da pürüzlü yüzeyli durum için verilen yaklaşım ile elde edilen kayma dayanımı deneyde elde edilen kayma dayanımının üzerinde bir değer vermektedir.

Title

THE SHEAR STRENGTH OF THE CAST AT DİFFERENT AGES CONCRETE LAYERS: INFLUENCE OF THE SURFACE PREPARATION

Abstract

In structural engineering, adding a concrete overlay to an existing concrete is a common encountered case that has to be considered. Concrete-to-concrete interfaces are exist when two concretes are cast at different times. In practice the following situations are generally encountered; existing structures strengthening and repair of concrete structures, adding concrete to the precast elements at site, adding new concrete layer to hardened concrete which cause cold joints. In these applications, the bond strength at the interface between the old and new concrete shows a weak connection. In this context, concrete-to-concrete layer behaviors have to be researched. The bond strength of the concrete-to-concrete interface mainly depends on the preparation on the surface, using bonding agents, moisture content of the concrete, curing condition, cleanness and roughness of interface. In this research, an experimental study was performed to analyze the shear strength of the concrete-to-concrete layers. This experimental study was performed to evaluate the bond strength between the two concrete layers. Two different times were considered for the time gap between casting the first layer and the added concrete layer. Three and fourteen days were chosen for casting the second layer of the concrete. After first layer casted to the formwork, three and fourteen days later, other parameters were applied and the new concrete was added. Epoxy based bonding agent, cement mortar bonding agent, humidity of the layer, dry surface and roughness of the concrete layer were decided for the testing parameters. Three different axial load level were applied to the specimens with the aim of understand the changes on the bond strength. For the experimental study, 200 x 200 x 200 mm cube formworks were prepared. First 100 mm height concrete were casted, then the second concrete layer were casted. Before casting the second concrete layer, the surface parameters were applied to the first layer. The specimens were cured indoor and the laboratory conditions. All the tests were performed in Istanbul Technical University Structural and Earthquake Laboratory. The experimental research include 108 specimens tested in shear test method. There are several test methods to evaluate the bond strength between the old and new concrete. First of all, tests that measure the bond strength under tension stress are one part of this methods. Pull off, direct tension and splitting prism tests are the examples of this part. Tests measures the bond strength under shear stresses are the second group. Direct shear tests is an example of this group tests. In this experimental study, direct shear tests was used for evaluate the shear strength between the layers. The third category measures the bond strength under the combination of shear and compression. Slant shear test method is an example for this group. Pull off and slant shear tests are the most used methods in the literature. The test results about the bond strength between the new and old concrete layers are compared with relevant codes. In this research, for the comparison TS500, FIB Model Code 2010, Eurocode 2, ACI Structural Concrete Building Code (ACI 318), AASHTO LRFD Bridge Design Specifications codes were used. The shear strength results according to codes are compared with the experimental test results of 108 specimens. With the aim of compare the results clearly, the code results and the test results are given in the same chart. Therefore, the experimental test results are shown easily if it is conservative or not according to the codes. From an analysis of the experimental results it was possible to conclude that: The shear strength between the concrete-to-concrete interface increase with increase the roughness of the concrete layer. The shear strength between the roughness surfaces are shown better performance than the smooth surface for the all surface conditions (using bonding agent on the concrete surface and moisture of the surface). Smooth surface moisture and dry specimens were compared according to cast at three and fourteen days concrete. Casting at three days moisture and dry concrete specimens were performed better shear strength than fourteen days specimens. According to the experimental test results, significant difference on the shear strength was not observed dry and humidity surface specimens. The cement based bonding agent concrete-to-concrete surface specimens especially roughness surface specimens showed better shear strength performance than the specimens that dry and humidity surface specimens, beside this increasing the smooth concrete surface specimens performance has been limited. Experimental test results showed that, using epoxy based bonding agent increased the shear strength on the roughness surface specimens, besides this the influence of the epoxy based bonding agent was insufficient on the smooth concrete-to-concrete layers. In chapter one, for evaluate the bond strength between the concrete-to-concrete layers various test methods are explained. In chapter two, the previous published experimental works were researched. The using tests methods were examined in that part. Furthermore, the experimental test parameters that influence the bond strength were analyzed. Using concrete-to-concrete surface testing parameters and techniques of applying that parameters are explained in that part. In chapter three, chosen test method, experimental test set up, material properties are explained. The experimental concrete-to-concrete surface layer parameters and concrete casting age parameters are specified clearly by a table in this chapter. In additionally, production steps are presented by the help of photos. In chapter four, all relevant conclusions for each specimen are presented by tables and photos. Moreover, the bond strength of 108 specimens has been reported in that part. In chapter five, all the 108 specimens test results are compared with the available codes. The relevant parts of these codes are detailed in that part. All the results according to these codes are clearly given with a chart. In chapter six, based on the results obtained, the conclusion of the experimental study is given.

Anahtar Kelime

beton, arayüzey, kayma dayanımı, yapışma dayanımı, sürtünme katsayısı

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13814
Üniversite

501101017

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Alper İLKİ

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Derya Çavunt

Başlık

MEVCUT BİR BETONARME YAPI ÜZERİNDE EKİMİ YAPILMIŞ ANKRAJLARIN ÇEKME VE KESME KUVVETİ ETKİSİ ALTINDAKİ DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

Özet

Ülkemizde birçok mevcut bina deprem güvenliği açısından yetersizdir ve acilen sismik güçlendirme yapılması gerekmektedir. Binaların depreme karşı güçlendirilmesi için yapıya yeni taşıyıcı elemanlar eklemek, mevcut elemanları mantolamak, perde eklemek gibi güçlendirme uygulamaları yapılmaktadır. Güçlendirme uygulamalarında eski sistemle yeni sistemin bir bütün gibi çalışması için nervürlü donatı ile ankraj uygulaması yapılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, düşük dayanımlı betona ekimi yapılan nervürlü donatının çekme ve kesme kuvveti altındaki kapasiteleri farklı yapıştırıcı malzemeler kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma mevcut bir betonarme bir binada yürütülmüştür. Deneysel programda, 14 adet çekme ve 16 adet kesme olmak üzere toplam 30 adet numune saha ortamında test edilmiştir. Çekme ve kesme deneyleri için 3 çeşit kimyasal yapıştırıcı kullanılmış olup 1 çeşit ankrajın ise hiçbir kimyasal yapıştırıcı olmadan ekimi gerçekleştirilmiştir. Yapıştırıcı olarak modifiye polimer esaslı ankraj ve montaj harç katkısı (F), özel çimentolar ve modifiye polimerler içeren erken dayanımı yüksek ankraj harcı (M) ve epoksi esaslı çift bileşenli ankraj harcı (E) kullanılmıştır. Bir grup ankraj ise hiçbir yapıştırıcı olmadan çekiç yardımı ile ekimi yapılmış ve testleri yapılmıştır. Çalışma sonuçları uygun bir şekilde tasarlanan çimento esaslı yapıştırıcıların düşük dayanımlı betonda nervürlü ankraj donatısının ekiminde etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Ek olarak çalışma sonunda, mevcut standartlara ve literatürdeki verilmiş olan bağıntılar ile tahmini ankraj kapasiteleri ile deneysel ankraj kapasiteleri kıyaslanmıştır. Şunu da söylemek gerekir ki çimento esaslı harçlar ile ekimi yapılan ankrajların maliyeti epoksi ile ekimi yapılan ankrajlardan çok düşüktür. Bu da çalışmanın ülke ekonomisi için önemini vurgulamaktadır

Title

IN-SITU PULLOUT AND SHEAR TESTS FOR RETROFIT ANCHORS IN LOW STRENGTH CONCRETE

Abstract

Many existing sub-standard reinforced concrete (RC) frame buildings are in urgent need of seismic retrofitting. In seismic retrofitting, generally deformed steel bars are used as anchors, which connect new structural members to the existing structural system. In this study, pullout and shear capacities of deformed bars anchored in low strength concrete using different bonding materials are investigated experimentally. The experimental study is conducted on a real reinforced concrete building, which is to be demolished in near future. Epoxy based anchorage mortar with two components (E), ordinary cement with modified polymer admixture (F), and ready-mixed cement based anchorage mortar with modified polymers (M) are used as bonding material. In addition, anchoring deformed bars without any adhesive relying on friction between concrete and anchorage bar are investigated in this context. Findings of the study showed that properly designed cement based mortars can be efficiently used for anchoring deformed bars in low quality concrete. It is important to note that the cost of cement based mortar is much lower with respect to conventional epoxy based anchorage materials.

Anahtar Kelime

kimyasal ankraj, çimento, epoksi, düşük dayanımlı beton, çekme, kesme, güçlendirme, deprem

Bilim Kodu

6240300




Sıra No :13876
Üniversite

501101048

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Zekai Celep

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Mayıs

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Salim Ayalp

Başlık

RUS BETONARME YÖNETMELİKLERİNİN TASARIM ESASLARI TÜRK YÖNETMELİKLERİYLE KARŞILAŞTIRILMASI VE TASARIM ESASLARI

Özet

İnşaat sektöründeki birçok Türk firma SSBC etki bölgesindeki ülkelerde sayısız projenin sorumluluklarını üstlenmektedir. Ancak bu tarz ekonomik bir etkileşimin varlığına rağmen, ülkemizde Rus hesap yöntemleriyle ilgili herhangi bir kaynak bulunmamaktadır. Ayrıca Rusya ve komşu ülkelerde maruz kalınan iklim şartları nedeniyle, hızlı ve geniş bir coğrafyada uygulamaya uygun betonarme yapıların tasarımı büyük bir önem taşımaktadır. Tezde Rusya Federasyonu ve Türkiye Cumhuriyetinde uygulanmakta olan yapı şartnameleri (SNIP 2.01.07-89, SP 52-101-2003 ve SP 52-102-2004 ile TS 498 ve TS 500 ) ve betonarme hesap yöntemleri hakkında araştırma yapılmış, ilgili şartnameler sayısal örneklerle desteklenerek karşılaştırılmıştır. Betonarme konusunda Rusya Federasyonu ve Türkiye Cumhuriyeti arasındaki iletişim ve etkileşim çalışmalarına katkıda bulunmak amaçlanmıştır.

Title

A COMPARISION OF RUSSIAN AND TURKISH CODE OF PRACTICE FOR REIINFORCED CONCRETE DESIGN

Abstract

Despite the fact that Russia has been an influential neighbor to Turkish state politics, intellectual and technological interaction between the two has always been limited. Moreover, even though Turkish contractors have undertaken many large scale projects in Russia and former Soviet states, the reality emerges as the insufficiency of Turkish participation on the initial structural and architectural designs of these structures. Issue reveals itself also by the fact that Turkish universities have little or no literal resources on Russian design standards, including but not limited to reinforced concrete design. In fact the Turkish universities, by no means, can be claimed to host sufficient research or study archive of the subject matter. In this thesis, Building Codes of Russian Federation and Turkey Republic ( SP 2.01.07-89, SP 52-101-2003 and SP 52-102-2004 with TS 498 and TS 500 ) and related reinforced concrete calculations methods are investigasted and also supported with comparative numerical examples. The aim of this thesis is to contribute to the communication and so to influence the works between Russian Federation and Turkish Republic.

Anahtar Kelime

yapı, yönetmelik, rusya, çekme donatısı

Bilim Kodu

0




Sıra No :13855
Üniversite

501072020

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı Mühendisliği

Danışman Adı

Prof. Dr. Mehmet Ali TAŞDEMİR, Prof. Dr. Yılmaz AKKAYA

Tez Türü

Doktora

Ay

Temmuz

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Yuşa ŞAHİN

Başlık

HAVA SÜRÜKLEYİCİ KATKILARIN KARAKTERİZASYONU VE DENEY KOŞULLARININ BETONUN DONMA-ÇÖZÜLME HASARINA ETKİSİ

Özet

Dış koşullara açık beton elemanlarda ve betonarme yapılarda hava sıcaklığındaki değişimlere bağlı olarak donma-çözülme etkisi sonucu belirli şartlar altında hasar meydana gelmektedir. Hasarın nedeni beton içindeki boşluklarda donan suyun hacminin artması ve sertleşmiş betonun bu hacim değişkenliğine karşı koyamayarak çatlamasıdır. Hasarı önlemek için üretim aşamasında beton içerisine çok küçük çaplı ve belirli aralıklarla dağılmış küresel hava boşluklarının oluşmasını sağlayacak hava sürükleyici kimyasal katkılar ilave edilmektedir. Beton içindeki hava boşluğu sisteminin başarısı boşlukların miktarına, çapına ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. Bu özellikler ve bu özelliklerin üretim süreci içinde kararlılığı, hava sürükleyici katkının kimyasal yapısına ve beton içindeki diğer bileşenlerle uyumuna bağlıdır. Çalışma kapsamında farklı hava sürükleyici katkıların hava boşluğu oluşumuna, kararlılığına ve betonda kullanılmadan önce performanslarının belirlenmesine yönelik araştırmalar yapılmıştır. Donma-çözülme etkisi sonucu oluşan hasar, yüzeyden parça kopması (pullanma) şeklinde oluşabileceği gibi mikro çatlakların oluşmasına bağlı içsel hasar olarak da oluşabilmektedir. Hasarın oluşumu üzerinde donma hızı, don altında geçen süre ve minimum sıcaklık gibi deney koşullarının etkileri farklı hipotezlerin öne sürülmesine neden olmuştur. Çalışma kapsamında yapılan deneylerde, deney koşullarının etkileri sıcaklık-zaman çevrimlerinin ayarlanabildiği bir deney cihazında ve gerçek ortam şartlarına daha uygun bir donma-çözülme deneyi olan CDF (Capillary suction, Deicing salts and Freeze thaw test) deneyine uygun olarak incelenmiştir. Deneysel çalışma sonucunda, farklı hava miktarına sahip betonlar üzerinde deney koşullarının hasar ve hasarın türü üzerine etkisi belirlenmiştir. Sunulan tez çalışması kapsamında yapılan deneyler sonucunda, hava sürükleyici kimyasalların taze halde hava boşluğu sistemi oluşumu ve sertleşmiş halde donma-çözülme etkisine karşı direnci incelenerek, donma-çözülme etkisine dayanıklı bir beton tasarımındaki önemi ortaya konmuştur.

Title

CHARACTERIZATION OF AIR ENTRAINING ADMIXTURES AND EFFECT OF TEST CONDITIONS ON FREEZING-THAWING DAMAGE OF CONCRETE

Abstract

Concrete structures exhibit damage due to freezing and thawing effect depending on temperature fluctuations in winter conditions. In saturated pores of concrete, the expansion of freezing water forces the pore to expand and eventually, cracking initiates. Chemical admixtures generate air voids with a diameter of 10 to 100 m which provides a space for ice expansion and therefore facilitate frost protection. The effectiveness of the air void system in preventing damage depends on the volume, size and distribution of air pores. These parameters are controlled by the chemistry of the air entraining admixture and its interaction with the other constituents of concrete. In this study, the effects of the type of air entraining admixtures on air void system and performances of air entraining admixtures on concrete were investigated. Also, the effects of the parameters of air void system were determined on the freezing – thawing durability, mechanical properties and permeability of concretes. The repeated freezing and thawing cycles cause two type of damage internal deterioration and surface scaling. Mechanisms of the damage were explained based on the freezing rate, minimum temperature and the duration at minimum temperature. In the experimental study, effect of test conditions on damage and the type of deterioration were determined based on the CDF (Capillary suction, Deicing salts and Freeze/thaw test) test on air entrained and non-air entrained concretes. In the scope of this study, effects of the type of air entraining admixtures on the generation of an air void system at fresh state and on the resistance to freezing and thawing at hardened state were experimentally investigated which revealed the importance of air entraining admixture in designing a freezing-thawing resistant concrete.

Anahtar Kelime

Beton, Donma-çözülme, Hava sürükleyici katkılar, Donma hızı.

Bilim Kodu

6240301




Sıra No :13817
Üniversite

501111126

Enstitü

Istanbul Technical University

Anabilim Dalı

Institute of Science and Technology

Program

Yapı İşletmesi

Danışman Adı

Esin Ergen Pehlevan

Tez Türü

Yüksek Lisans

Ay

Haziran

Yıl

2013

Tez Öğrencisi

Mohammed ENSHASSI

Başlık

BİNA İNŞAAT PROJELERİNDE KULLANILAN OTOMASYON VE ROBOTİK TEKNOLOJİSİ

Özet

Bu tez ART’nin (Otomasyon ve Robotik Teknolojisi) geliştirilmesi, tanıtılması ve sahada uygulanma operasyonları ile ilgili konuları ele almaktadır. Son on iki yıllık (2000-2012) süre içersindeki ART’nin sanatsal yanı, potensyel uygulama alanları, sürümleri ve kullanıcılar üzerindeki etkisi inclenmiştir. İnceleme sadece otomasyon ve robotik Teknolojisi ile ilgilenen özel bilimsel dergilere sınırlı kaldı, örneğin, Journal of Automation in Construction, Proceeding of Automation and Robotics in Construction (ISARC), Journal of Computing in Civil Engineering, Journal of Construction Engineering Management. Bu dergi ve makaleler, Otomasyon ve Robotik Teknolojisi konusunda lider olanlardır, ve ISAARC tarafından önerilmiştir, nitekim, bu dergiler SCI (Science Citation Index) listesindedir. Otomasyon ve robotik Teknolojisinin bir çok araştırma ve yaklaşımlarını inceledikten sonra, ART özel faktörlere göre sınıflandırılmıştır. Bu faktöler şöyle: Robot Tipi, Coğrafi Bölge, Ülke, Gelişme aşaması, Kurum Referansı, görevler, Yıl, GSYİH (Gayri Safi Yurtiçi Hasıla). Tüm bu faktörler yerinde inşaat projeleri operasyonlarında ART sanatsal durumu keşfetmek ve ART uygulanabileceiği veya verimli uygulandığı potansiyel alanları belirlemek için kullanılmıştır, ayrıca, hangi ülkenin bu teknolojileri diğerler ülkelerden daha çok kullandığını bulmak, tezin niteliksel bölümündeki literatür taramasına dayalı yüksek düzeyli uygulama sebeplerini tanıtmak. Bu tez, sınıflandırma faktörlerinin arasındaki ilişkiyi incelemiştir. ART’nin gerçekte uygulanmasına engel teşkil eden boşluk veya bariyerleri tespit etmeye yarayabilir. Bu araştırmada, o faktörlerin (sınıflandırma faktörleri) arasındaki ilişkiyi keşetmek için SPSS programındaki bazı testler kullanılmıştır, örneğin, bağımsızlık için Ki-Kare testi ve tezin saysal bölümü için Spearman testi. ART’yi inceleyen 542 makalenin içinde, yerinde inşaat işleri faaliyetlerine doğrudan bağlı olan sadece 65 makale vardı. Her sınıflandırma faktörü üzerindeki frekans dağılımı gösterdi ki: robotların %63.1’I yarı otomatik, yerinde inşaat ART’lerin %57’si Güney Kore ve Japonya’da bulunur, ART’lerin %58.2’si prototip gelişim aşamasındadır, kurum referansı ART’lerin %60’ını geliştirmesinde büyük rol oynadı, ART’lerin %60’ı denetim ve bakım, malzeme teslimi ve montajı görevlerinde kullanılıyor. Sonuçların yorumlarının hepsi bölüm 5’te anlatılmıştır. SPSS (Ki-Kare bağımsızlık testi) sonuçlarına göre; tespit edilen 11 ilişkiden, sadece 6’sı önemli çıkmıştır. Yıl faktörleri ile coğrafi bölge, görevler ve kurum referansı faktörlerinin arasında ilişki var. Ayrıca, kurum referansı ile robot tipi, coğrafi bölge ile robot tipi ve, sonunda, robot tipi ile gelişme aşaması arasında göçlü ilişki tespit edilmiştir. Spearman testinden çıkan tek ilişki sadece robot tipi ile gelişme aşaması arasında tespit edilmiştir. Tez sonuçlarına göre, Japonya ve Güney Kore Asia ülkeleri gibi sağlanan devlet desteğinden dolayı ART’yi inşaat projelerinde kullanmaktalar. Yeterli derecede kazı ve toprak işi olduğu için, ART etkin bir şekilde kullanılabilir. Öte yandan, malzeme teslimi ve denetim ve bakım görevlerine bakan ART’ler uzman taşeron tarafından yapılmaktadır ki gelecekteki benzer projelerde aynı teknoloji kullanılsın. Tavsiyeler, ART’nin yerinde inşaat operasyonlardaki uygulamaları nasıl arttıldığı yönündedir. ART maliyeti, inşaat şirketlerinin organizasyon yapısı, inşaat işleri süreci, kültür ve işçi sendikası, ART’nin uygulanmasını etkileyen en büyük faktörlerdır. Her ülkenin inşaat standart, kod ve politikalarına göre özel ve açık tavsiyeler vermek için, gelecekte daha kapsamlı çalışmalar yapılmalıdır. O yüzden, bu araştırma, yerinde inşaat faaliyetlerinde otomasyon ve robotik Teknolojisine yararlı bir analiz sağlamak ve gelecekte akademik araştırmacı ve uygulayıcılar için bir yol haritası sunmaktadır. Bu araştırma, daha ileri seviyede incelenirse ve inşaat projelerindeki iş safhalarında uygulanırsa yararlı olabilecek ve fayda sağlayacaktır. Sanata daha fazla ilgi çekmek için, starteji ve ilkeler genel olmamalı, tam tersine her ülkenin kodlarına, kanunlarına ve inşaat kurallarına göre özel olarak düzenlenmelidir. Bu araştırma, 2000-2012 yılları arasındaki sanata ait potansiyel uygulama alanlarını, sanat uygulamalarını önleyen engelleri, boşlukları incelemiş ve bunlar arasında ilişki (sınıflandırma faktörleri) kurmuş olması nedeniyle güzel bir başlangıç olup, araştırmanın ana öneri alanları şunlardır:  Sanatın inşaat sürecinde verimli bir şeklide inşaat işlerine uygulanması için araştırma ve geliştirmeler gereklidir. Bu da daha fazla özel sektör ve akademik ARGE işbirliği gerektirmektedir.  Sanat uygulamaları için izlenen finansal yol, inşaat sektöründeki otomasyon ve robotik teknoloji maliyetlerini net bir tablo ortaya çıkacak şekilde incelenmelidir. Çünkü, ancak böylelikle sanatın uygulama popülaritesi arttıtrılabilir.  Hükümet desteği sanat uygulamalarında önemli bir faktördür. Hükümetin inşaat projelerinde sanat uygulamalarını teşviki inşaat sektörüyle hükümet politikaları arasında daha iyi bir iletişim kanalı oluşturur. Bu da inşaat şirketlerini gelecek projelerde sanat uygulamalarına yer vermesi için cesaretlendirecektir.  Sanat kullanımı; bina yüzey kaplaması, boyama, yangın koruması ve sıva gibi yüksek özenli ve komplike işlerde önerilmektedir. Bu işlerdeki hasssasiyet, bu işlerin maliyetinin büyük bir kısmını malzeme maliyeti oluşturduğu için bu işlerin maliyetini azaltacaktır.  Bina dizaynları sanat uygulamalarına uygun olmalıdır. Sanat uygulamasının yapılabilmesi için yeterli miktarda iç ve dış alan bulunmalıdır. Bu daancak bütün inşaat iş bölümlerinde çalışanların birbiriyle iletişim halinde çalışmasıyla mümkün olur.  Prefabrikasyonda, ulaştırmada ve sahada birleştirmede modüler bina dizaynı kullanılarak sanat her alanda uyugulanabilir.  Türkiye için, ölümcül kazaları azaltmanın - inşaat sektöründe 2012 yılında ölümcül kazalar tüm kazaların %30.2 sini oluşturmaktadır - potansiyel önleyicilerinden biri de sanatı inşaat projelerine uygulamak olacaktır.

Title

REVIEW OF AUTOMATION & ROBOTICS TECHNOLOGY (ART) UTILIZED IN BUILDING CONSTRUCTION PROJECTS

Abstract

This thesis has discussed some issues ascribed to the ART (Automation and Robotics Technology) developing, introducing and implementing in on-site construction work operations. The state of art of ART in the last twelve years (2000-2012), potential areas of ART implementations, the drivers for ART, and impact of ART on users were reviewed. The review was limited to specific journals that are directly related to the field of automation and robotics technology such Journal of Automation in Construction, Proceeding of Automation and Robotics in Construction (ISARC), Journal of Computing in Civil Engineering, Journal of Construction Engineering Management, and these journals and proceeding are the leading journal in the field of Construction Automation and Robotic Technology and recommended by ISAARC, also theses journals are listed in the SCI (Science Citation Index) list. After reviewing various studies and approaches for construction automation technology, the ART were classified based on specific factors such as: Robot Type, G. Region, Country, Development stage, Institution Reference, Tasks, Year, GDP (Gross Domestic Product). All these factors have been used to explore the current state of art of ART in on-site construction projects operations, and identify the potential areas where ART can be applied or implemented efficiently, in addition try to explore which countries are applying these technologies more than others and identify the reasons of high level of implementation based on the literature review in the qualitative part of the thesis. This thesis, also, examined the relationship between the classification factors of ART. As, may be, this will be helpful to find the potential gaps or barriers that are inhibiting or preventing ART to be applied in real. This research has used some tests in SPSS program such as Chi-square test for independence and Spearman test in the quantitative of part of the thesis to explore the relationships between those factors (classification factors). Out of 542 reviewed papers of ART, only 65 papers related directly to the on-site construction work activities. The frequency distribution over each classification factor has shown that: most the robots are semi-automated with 63.1%; most of the on-site construction ART’s are in South Korea and Japan with 57%; most of the ART’s are in the prototype development stage with 58.2%; institution reference was the dominant in developing ART with 60%; inspection and maintenance, and material handling & installation tasks are the most areas where ART can be implemented with 60%. All the interpretations for these results are explained in the chapter 5. From the SPSS results (Chi-square for independence test), out of 11 relationships have explored, only 6 relationships were significant. There was a strong relationship between year factors and other factors such geographical regions, task and institution reference. Also, there is relationship between institution reference and robot type, another relationship between geographical region and robot type, finally a strong relationship between Robot Type and Development stage. From the Spearman test results, there was a relationship just between robot type and development stage only. Based on the thesis results, it is clear that Asian countries such as Japan and S. Korea are applying ART in their construction projects because of the government support. Because there is enough spaces for excavation and earth moving task, ART can be applied with a great efficiency. In another hand, the tasks ascribed to material handling, inspection and maintenance are built by specialist sub-contractor, so they have a good chance to apply these technologies in future similar projects. The recommendations are suggested on the way how ART implementations in on-site construction operations can be increased. The constraints such as cost of ART; organizational structure of the construction companies; construction work process; culture and labor union are the most factors that can affect the ART implementation. Further future studies should be done to give a specific and clear recommendation for each country according to its construct