Çelik çerçeve yapılarda alüminyum köpük dolgulu kolon ve sandviç döşeme kullanımının sismik davranış üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of using aluminum foam-filled columns and sandwich slabs on the seismic behavior of steel frame structures
- Tez No: 1011988
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE ÖZYURT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deprem Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Deprem davranışı, Deprem mühendisliği, Döşeme sistemleri, Gerilme dağılımı, Kompozit yapılar, Metalik köpük, Sandviç yapı elemanları, Sonlu elemanlar yöntemi, Çelik yapılar, Çerçeve sistemi, Earthquake behavior, Earthquake engineering, Floor systems, Stress distribution, Composite structures, Metallic foam, Sandwich structure elements, Finite element method, Steel structures, Frame system
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gümüşhane Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bir yapının deprem etkileri altındaki davranışı; yapının kütle, rijitlik ve sönüm gibi dinamik özellikleri ile deprem hareketinin karakteristikleri arasındaki etkileşim sonucunda şekillenmektedir. Yapıların sünek davranışı, deprem sırasında açığa çıkan enerjiyi plastik şekil değiştirmeler yoluyla sönümleyebilme kapasitesiyle doğrudan ilişkilidir. Çelik yapıların sismik performansı ise yalnızca çelik malzemenin sünekliğine bağlı olmayıp, kolonlar, kirişler, birleşim bölgeleri ve kullanılan yapısal sistemlerin özelliklerinden önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu çalışmada, çelik çerçeve sistemlerin sismik davranışının iyileştirilmesine yönelik olarak alüminyum köpük esaslı yenilikçi çözümler ele alınmıştır. Alüminyum köpükler, tez kapsamında hem sandviç kompozit döşemelerde çekirdek malzemesi olarak hem de kutu kesitli çelik kolonlarda dolgu malzemesi olarak kullanılmıştır. Sandviç kompozit döşemelerin ve alüminyum köpük dolgulu kolonların, yapının rijitliği, enerji sönümleme kapasitesi ve genel sismik davranışı üzerindeki etkileri sayısal analizler yardımıyla araştırılmıştır. Bu amaçla, literatürde yer alan deneysel çalışmaların sonlu eleman modelleri ABAQUS yazılımı kullanılarak oluşturulmuş ve doğrulanmıştır. Ardından, geleneksel kompozit döşemeli ve boş kesitli kolonlara sahip çelik çerçeveler ile alüminyum köpük esaslı sistemlerin karşılaştırmalı sayısal analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, alüminyum köpük kullanılan sistemlerin yapının yanal rijitliğini artırdığını, yatay yer değiştirme ve göreli kat ötelemelerini önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Yenilikçi sistemlerde, özellikle kolon-kiriş birleşim bölgelerinde iyileştirilmiş gerilme dağılımı ve artan enerji yutma kapasitesi gözlemlenmiştir. Genel olarak, alüminyum köpük dolgulu sandviç kompozit döşemeler ile alüminyum köpük dolgulu çelik kolonların birleştirilmesinin, çelik çerçeve yapıların depreme dayanıklı performansını iyileştirmek için etkili bir yaklaşım sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The seismic response of a structure is governed by the interaction between its dynamic properties, including mass, stiffness, and damping, and the characteristics of ground motion. Structural ductility is directly related to the ability to dissipate seismic energy through plastic deformations. The seismic performance of steel structures depends not only on the ductility of steel material but also on the behaviour of columns, beams, joint regions, and adopted structural systems. In this study, aluminium foam-based solutions are investigated to improve the seismic behaviour of steel frame systems. Aluminium foams are used both as core materials in sandwich composite slabs and as infill materials in box-section steel columns. Their effects on structural stiffness, energy dissipation capacity, and overall seismic performance are evaluated through numerical analyses. For this purpose, finite element models of experimental studies in the literature are developed and validated using ABAQUS software. Subsequently, comparative numerical analyses are performed on steel frames with conventional composite slabs and hollow-section columns, and aluminium foam-based systems. The results demonstrate that systems using aluminium foam increase structural lateral stiffness and significantly reduce lateral displacement and relative story displacements. Improved stress distribution and increased energy absorption capacity were observed in the innovative systems, especially in column-beam connection regions. Overall, the findings indicate that combining aluminium foam-filled sandwich composite slabs and aluminium foam-filled steel columns provides an effective approach for improving the seismic performance of steel frame structures.
Benzer Tezler
- Alüminyum köpük sandviç panellerin binalarda döşeme olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usability of aluminum foam sandwich panel as structural plate in buildings
ÖZGÜL DEMİRAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiGümüşhane Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTEKİN ÖZTEKİN
- Determination of the inelastic displacement demand and response control of steel frame type structures by seismic energy equations
Sismik enerji denklemleri ile çelik çerçeve türü sistemlerin inelastik yerdeğiştirme istemlerinin belirlenmesi ve davranış kontrolü
AHMET GÜLLÜ
Doktora
İngilizce
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ERCAN YÜKSEL
- Bir temel eğitim uçağı için optimum dümen tork tüpü tasarımı
Optimum rudder torque tube design for a basic trainer aircraft
BERKAY TEMİZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- 1998 afet bölgelerinde yapılacak yapılar hakkında yönetmelikteki eşdeğer deprem yükü yöntemi ve çok katlı çelik yapının bu yöntemle analizi
Equivayent earthquake loading method in written rugulations and the analysis of multifloor steel structure by this method which will be built in diaster regions of year 1998
VEYSEL KAYA
- Pervaneli bir eğitim uçağının motor iskeletinin yapısal tasarımı ve analizi
Structural design and analysis of engine mount structure for propeller training aircraft
ALPER ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ