PROF. DR. MURAT DİCLELİ

Effect of vehicular and seismic loads on the performance of integral bridges Hareketli yüklerin ve sismik yüklerin integral köprülerin performansına etkileri

İntegral köprüler, uç ayakları tek sıra çelik kazıklarla desteklenen, rijit çerçeveli köprüler olarak tanımlanabilir. Bu köprüler, inşaat, bakım ve onarım masrafları yönünden ekonomik olmaları sebebiyle, pek çok ülkede son yıllarda yaygın bir şekilde inşa edilerek geleneksel genleşme derzli köprülerin yerini almaktadırlar. Fakat bu köprülerin tasarımları için henüz kapsamlı bir teknik standart mevcut değildir. Bu yüzden bu ülkeler de inşa edilen integral köprüler genelde geçmişte inşa edilmiş bu tür köprülerin performansları dikkate alınarak ve genleşme derzli köprülere ait standartlar kullanılarak tasarlanmaktadır. İntegral köprülerin tasarımları sırasında kullanılan hareketli yük dağılım katsayılarının hesabında ve sismik tasarımları esnasında yapılan kabullerde geleneksel genleşme derzli köprüler için hazırlanmış olan tasarım standartları kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasının ilk bölümünde, integral köprü elemanları için hareketli yük dağılım formülleri geliştirilmiştir. Bu amaçla, çok sayıda integral köprünün iki ve üç boyutlu yapısal modelleri kurularak AASHTO hareketli yükleri etkisi altında analiz edilmiştir. Bu analiz sonuçları kullanılarak, integral köprülerin alt yapı, üst yapı ve temel zeminine ait çeşitli özelliklerinin bir fonksiyonu olacak şekilde hareketli yük dağılım katsayıları hesaplanmıştır. Bu katsayılar vasıtasıyla, integral köprü uç ayak, kazık ve kirişleri için hareketli yük dağılım formülleri geliştirilmiştir. Bu tez çalışmasının ilk bölümünde, intgeral köprülerin ve genleşme derzli köprülerin sismik performansları karşılaştırılmıştır. Buna ilaveten, çeşitli yapısal ve geoteknik parametrelerin, integral köprülerin sismik performansına etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, üç farklı integral ve bu integral köprülere benzer yapısal özelliklere sahip üç farklı genleşme derzli köprü ele alınmıştır. Bu köprülerin yapısal modelleri kurularak, doğrusal olmayan zaman tanım analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları değerlendirildiğinde, integral köprülerin genleşme derzli köprülere oranla daha iyi sismik performans gösterdiği anlaşılmıştır. Buna ilaveten, gevşek ve orta kum zeminlere inşa edilmiş, kısa ve kalın uç ayakları kuvvetli dönme ekseni yönünde yerleştirilmiş çelik kazıklarla desteklenen integral köprülerin daha iyi sismik performans verdiği anlaşılmıştır.

Effect of skew on live load distribution in integral bridges İntegral köprülerde verevin hareketli yük dağılımına etkisi

Günümüzde köprü elemanlarındaki hareketli yük etkisinin üç boyutlu sonlu elemanlar modelleri ile yapılması tasarım ofislerindeki mevcut programlarla mümkündür. Fakat, bu tür üç boyutlu komplike modellerin yapılması zor ve zaman alıcı bir süreçtir. Bu sebeple, tasarım mühendislerinin çoğu köprü elemanlarındaki hareketli yük etkilerini belirlemek için sadeleştirilmiş iki boyutlu modelleri ve standartlarda yer alan hareketli yük dağılım katsayılarını tercih etmektedir. Bu yöntemde, basit iki boyutlu bir modelden elde edilen hareketli yük etkileri hareketli yük dağılım katsayısı ile çarpılarak üç boyutlu yapıdaki hareketli yük etkileri hesaplanır. Günümüz standartlarında klasik köprüler için bulunan bu hareketli yük dağılım denklemleri köprü mühendisleri tarafından düz ve verevli integral köprülerin tasarımında da kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu formüllerle tasarlanan integral köprüler ya emniyetli tarafta kalınarak aşırı maliyetli, ya da emniyetsiz tarafta inşa edilmiştir. Yakın zamanda, verevsiz integral köprüler için hareketli yük dağılım katsayıları geliştirilmiştir. Bu denklemleri verevli integral köprülerde kullanmak için verev etkisini bu formüllere dahil edecek bir düzeltme katsayısı gerekliliği ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak, bu çalışmada verevli integral köprüler için düzeltme katsayıları geliştirilmiştir. Bu amaçla 231 farklı üç boyutlu ve aynı sayıda iki boyutlu verevli integral köprü modeli oluşturulmuş ve hareketli yük altında analiz edilmiştir. Analiz sonuçları, verevin hareketli yük momenti ve kesme kuvveti üzerinde kayda değer bir etkisinin olduğunu açığa çıkarmıştır. Aynı zamanda, verev etkisinin genel olarak verevli integral köprülerin elemanlarının hareketli yük momentini ve kesme kuvvetini azaltma eğiliminde olduğu gözlemlenmiştir. Analiz sonuçları kullanılarak lineer olmayan regresyon teknikleri ile integral köprüler için geliştirilen hareketli yük dağılım katsayılarına verev etkisini dahil etmek için analitik denklemler elde edilmiştir. Geliştirilen katsayılar sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma, geliştirilen formüllerin verevli integral köprü elemanlarındaki hareketli yük etkilerini yeterince iyi tahmin ettiğini göstermiştir.

Seismic retrofitting of reinforced concrete buildings using steel braces with shear link Betonarme binaların kesme bağlantı elemanlı çelik çubuklar kullanılarak deprem güçlendirmesi

Yakın geçmişte gerçekleşen şiddetli depremlerin çeşitli ülkelerde altyapıya verdiği büyük zararlar, mevcut olan birçok betonarme binanın deprem etkilerine karşı olan korunmasızlığını ortaya çıkarmıştır. Buna bağlı olarak, bu tez çalışması deprem etkilerine karşı, mevcut zayıf betonarme binaların performansını iyileştirmek üzere yapılandırılmış bir sismik güçlendirme yöntemi üzerine odaklanmıştır. Önerilen yöntem, çelik bir çerçeve sistemi, çapraz çelik çubuklar ve klasik bir enerji sönümleyici olan kesme bağlantı elemanından oluşmaktadır. Önerilen sismik güçlendirme sistemi (ÖSGS) betonarme binanın açıklıkları içine yerleştirilerek uygulanır. Buna ek olarak, bu çalışma kapsamında, bir güçlendirme tasarım metodu da geliştirilmiştir. Geliştirilen tasarım metodu performansa dayalı tasarım esasına dayanmaktadır. Önerilen tasarım metodu, betonarme binaya etkiyen deprem enerjisinin bina yüksekliği boyunca düzgün biçimde sönümlenmesini sağlayacak şekilde yapılandırılmıştır. ÖSGS? nin yanısıra kısa dolgu kesme panellerinin kullanılmasıyla gerçekleştirilen klasik bir güçlendirme yöntemi de mevcut bir okul ve ofis binasına uygulanmıştır. ÖSGS? nin etkinliğini değerlendirmek amacıyla, binaların orjinal ve güçlendirilmiş halleri için doğrusal olmayan zaman tanım analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları, ÖSGS? nin depremlerin binalar üzerindeki yıkıcı etkisini etkili şekilde azaltabileceğini göstermiştir. ÖSGS? yle güçlendirilen bina, kısa dolgu kesme panelleri kullanılarak klasik şekilde güçlendirilen binaya göre daha kararlı bir yanal kuvvet-deplasman davranışına ve arttırılmış enerji sönümleme kapasitesine sahiptir. ÖSGS? yle güçlendirilen ve kısa dolgu kesme panellerinin kullanılmasıyla klasik şekilde güçlendirilen binaların kat deplasmanları küçük şiddetteki yer hareketleri için karşılaştırılabilir seviyededir. Ancak, orta ve yüksek şiddetli yer hareketleri için, ÖSGS? yle güçlendirilen binaların kat deplasmanları, kısa dolgu kesme panellerinin kullanılmasıyla klasik şekilde güçlendirilen binaların kat deplasmanlarından çok daha küçüktür.