Geri Dön

Sismik aktif toprak basıncının etkisindeki harçlı moloz taşduvarların optimizasyonu

Optimization of rubble masonry walls under seismic active earthpressure effects

  1. Tez No: 1006632
  2. Yazar: SEMANUR GÜLER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EROL ŞADOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Geoteknik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışma, sismik aktif toprak basıncı etkisi altında harçlı moloz taş duvarların güvenli ve maliyet-etkin biçimde boyutlandırılmasına yönelik bütünleşik bir tasarım çerçevesi geliştirmeyi amaçlamaktadır. Deprem koşullarında duvar arkasındaki dolgu kütlesinde oluşan atalet etkilerinin aktif toprak basıncını artırması, taş duvarlarda özellikle devrilme, kayma ve taşıma gücü yetersizliği gibi limit durumların erken kritikleşmesine yol açmaktadır. Bu nedenle çalışmada sismik yükler, mühendislik uygulamalarında yaygın biçimde kullanılan pseudo-statik yaklaşım kapsamında ele alınmış; sismik aktif basınç hesabında Mononobe–Okabe temelli kuramsal çerçeve esas alınarak tasarım girdileri (deprem katsayısı, zemin parametreleri, duvar geometrisi) sistematik biçimde modellenmiştir. Araştırmanın yöntemsel omurgası, duvar kesitini temsil eden bir hedef fonksiyonun minimize edilmesi ile devrilme–kayma–taşıma gücü kısıtlarının aynı anda sağlanmasını hedefleyen kısıtlı optimizasyon problemidir. Bu kapsamda duvar geometrisi, ölçülebilir tasarım değişkenleriyle parametreleştirilmiş; MATLAB ortamında fmincon çözümleyicisi kullanılarak optimum tasarım parametreleri elde edilmiştir. Çalışmada, farklı deprem senaryoları altında optimum çözümlerin nasıl değiştiği incelenmiş; deprem katsayısının artmasıyla birlikte optimum boyutların büyüdüğü ve güvenlik katsayılarının sınır değerlere yaklaştığı gösterilmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, yatay deprem ivme katsayısı'ınn artışıyla birlikte optimum duvar kesit alanı ve geometrik boyutların doğrusal olmayan (nonlineer) bir şekilde büyüdüğünü ortaya koymuştur. Özellikle yüksek kh seviyelerinde kesit alanındaki artışın lineer olmayan bir eğilim gösterdiği ve bu artışın tasarımı belirleyen baskın mekanizmanın kayma ve taşıma gücü koşullarına bağlı olarak hızlandığı belirlenmiştir. Sonuç olarak çalışma, deprem bölgelerinde harçlı moloz taş duvar tasarımında sismik aktif toprak basıncının ihmal edilmemesi gerektiğini; güvenlik ve ekonomi dengesinin ise optimizasyon tabanlı bir yaklaşımla rasyonel biçimde kurulabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

This study aims to develop an integrated design framework for the safe and cost-effective dimensioning of mortared rubble masonry walls under seismic active earth pressure effects. Under earthquake conditions, the inertial effects generated in the backfill mass behind the wall increase the active earth pressure, causing limit states such as overturning, sliding, and foundation bearing capacity failure to become critical at earlier stages in masonry walls. Therefore, seismic loads were considered within the pseudo-static approach commonly used in engineering practice. In the calculation of seismic active earth pressure, the theoretical framework based on the Mononobe–Okabe method was adopted, and design inputs such as the seismic coefficient, soil parameters, and wall geometry were systematically modeled. The methodological backbone of the research is a constrained optimization problem that aims to minimize an objective function representing the wall cross-section while simultaneously satisfying the stability constraints of overturning, sliding, and bearing capacity. In this context, the wall geometry was parameterized using measurable design variables, and optimal design parameters were obtained by using the fmincon solver in the MATLAB environment. The study also examined how optimal solutions change under different earthquake scenarios, and it was demonstrated that as the earthquake coefficient increases, the optimum wall dimensions increase while the safety factors approach their limiting values. The results obtained in this study indicate that as the horizontal seismic coefficient kₕ increases, the optimum wall cross-sectional area and geometric dimensions increase in a nonlinear manner. Particularly at high kₕ levels, the increase in cross-sectional area shows a nonlinear trend, and this increase accelerates depending on the governing stability mechanisms, especially sliding and bearing capacity conditions. Consequently, the study demonstrates that seismic active earth pressure should not be neglected in the design of mortared rubble masonry walls in earthquake-prone regions, and that the balance between safety and economy can be rationally established through an optimization-based approach.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    880277

    Investigation of lateral earth pressure acting on rigid retaining wall with cohesive backfill under dynamic conditions

    Kohezyonlu geri dolgulu rijit istinat duvarına etkiyen yanal toprak basıncının dinamik koşullar altında incelenmesi

    AHMED A. A ALMASSRI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDAT SERT

  2. Tez No

    755401

    Seismic arrays for the imaging of alluvial deposits and monitoring engineering systems

    Alüvyal çökellerin görüntülenmesi ve mühendislik sistemlerinin izlenmesi amacıyla kullanılan sismik dizilimler

    ESRA AK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Jeoloji MühendisliğiUnıversıty Of Wısconsın-Madıson

  3. Tez No

    463065

    Doğu anadolu fay hattından alınan toprak 222rn gazının depremlerle olan ilişkisinin belirlenmesi için matematiksel ve istatistiksel modellerin elde edilmesi

    Mathematical and statistical models for determination of the relationship between soil 222rn gas taken from east anatolia fault zone and earthquakes

    MÜCAHİT YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATİH KÜLAHCI

  4. Tez No

    814072

    Tarihsel, uygulamalı ve strüktürel perspektiflerle sıkıştırılmış toprak yapılar : Geleneksel ve modern tekniklerin entegrasyonu

    Rammed earth structures with historical, applied, and structural perspectives: İntegration of traditional and modern techniques

    ROJDA NAZ ALİBEYOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET SELİM ÖKTEN

  5. Tez No

    949554

    İstinat duvarlarına etkiyen dinamik toprak basınçlarına yerel zemin sınıfı ve spektral ivme katsayısının etkisi

    Effect of local soil class and spectral acceleration coefficient on dynamic earth pressure on retaining walls

    PERİM KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RECEP İYİSAN

Geri Dön