Numerical modelling for the pile systems of berthing structures
Kazıklı iskelelerin matematiksel modellemesi
- Tez No: 109596
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. GÖKDENİZ NEŞER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Kıyı j'apılarmda pek çok yapı kazıklı temeller üzerine inşa edilmektedir. Bu tür yapılarda kullanılan kazıklar rüzgar, dalga, gemi çarpması ve deprem sonucu yanal yüklere maruz kalırlar. Kazıkların yanal yükleme parametreleri esas alınarak tasarımlarında uygulanabilecek yöntemler başlıca üç grupta toplanabilir. 1-) Elastik Analiz Yöntemleri 2-) Plastik Analiz Yöntemleri 3-) Elasto-Plastik Analiz Yöntemleri Bu çalışmada maksimum 65 [m] uzunluğunda 10 [m] genişliğinde bir yolcu gemisinin yanaşabileceği bir yolcu iskelesi üstünde çalışılmıştır. Yolcu iskelesi 30 x 10 [m] boyutlarında üç anodan oluşmaktadır. Bu yapı mevcut bir rıhtım önüne ve korunmalı ortamda yapılacaktır. Bu yolcu iskelesi SAP2000 bilgisayar programında modellenmiştir. Kurulan modelde üç senaryo tasarlanıp uygulanmıştır. 1-) Yapının sadece düşey kazıklardan yapılmış olduğu hal. 2-) Başlık kirişleri yok sayıldığı hal. 3-) Seçilen kazık aralıklarının değiştirildiği hal. Her bir anoda 24 tane çapı 0.50 [m] et kalınlığı 2 [cm] olan kazık kullanılmıştır. Kazık aralıkları 4 [m] dir. Eğik kazık dik kazık birlikte kullanılmıştır. Eğik kazıkların eğimi 1/9 dur. Serbest su yüksekliği 6 [m] ve iskele su seviyesinden 60 [cm] yukarıdadır. Kazıkların zemin içindeki toplam uzunluğu 13.40 [m] toplam uzunluğu ise 20 [m] dir. Kazıklar 0.80 x 0.85 [m] boyutlarında kirişlerle birbirlerine bağlanmışlardır. Döşeme kalınlığı 0.25 [m] dir. Zemin tek tabakadan oluşan sıkı kum çakıldır. SAP2000 bilgisayar programı sonlu elemanlar metodunu kullanmaktadır.Bu programda kazılan elastik zemine oturan bir kiriş kabulü yapar. Elastik zemin Winkler yaklaşımına göre herhangi bir derinlikte sabit bir yatak katsayısı ile temsil edilir. Belirlenen yatak katsayısı yay sabitine dönüştürülür. Bu yay sabiti programa veri olarak girilir. k = Kh*D*L k = Yay sabiti Kh = Yatak katsayısı D = Kazık çapı L = Kazık uzunluğu Yapılan hesaplamalar sonucunda kazığa etkiyen maksimum moment, kesme eksenel yükler ve deplasmanlar kazık başında oluşmuştur. Kurulan senaryolar sonucunda eğik kazıkların yatay kuvvetleri dik kazıklara oranla daha fazla yatay kuvvet taşıdıkları görülmüştür. Bu nedenle eğik kazıkların taşıma güçlerinin daha fazla olduğu görülmüştür. Sistemdeki kazık sayışırım artırılması yani kazık aralıklarının azaltılması ile kazık başına düşen eksenel yüklerin azaldığı görülmüştür. Ayrıca kazıklar başlık kirişleri ile birbirlerine bağlandıkların da sistemde daha az deformasyonlann olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca başlık kirişlerinin döşemeden gelen sabit ve hareketli yüklerin bir kısmım taşıdıkları gözlemlenmiştir. Bunun sonucunda aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. 1-) Yolcu iskelelerin statik hesaplarında SAP2000 bilgisayar programı kullanılabilir. 2-) Yolcu iskelelerinin dizaynında eğik kazık ve dik kazık birlikte kullanılması yatay yüklerin taşınması için yapıya olumlu etkisi olur. 3-) Kazık aralıklarının yatay yük doğrultusunda azaltılması önerilmektedir. 4-) Kazıkların başlık kirişleri ile birbirlerine bağlandığında: sistemin daha rijit olduğu görülmüştür. Fakat kıyı yapılarında sistemlerin rijit olup olmaması hakkında kesin bir hükme varılmamıştır. Bu çalışma elastik analiz yöntemlerinden biri olan Winkler yöntemine göre yapılmıştır. Plastik yöntemler kullanılarak sistemin tekrar analiz edilip sonuçlarının karşılaştırılması önerilebilir. Ayrıca kazıklarda kullanılan malzeme sınıflan değiştirilerek en ekonomik çözümün bulunması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Most of the Marine Structures are constructed on pile foundations. Piles used for this type of construction are face to face with wind, wave force and ship impact and earthquake. Methods, which could be applied for lateral load of piles, are given below. 1- Method of elastic analysis 2- Method of plastic analysis 3- Method of elasto-plastic analysis In this study a ferry berth has three units is modelled numerically. A unit oh the structure is 30 [m] is length and 10 [m] in beam. Ferry of 65 [m] in length can berth to the modelled structures. Berthing structure has been constructed in front of an existing harbour and along the closed area. Some case studies are planned by using this prototype and SAP2000 software is used in the cases. 1-) Structures constructed by only vertical piles. 2-) Piles' heads neglected. 3-) Span of piles decreased. These are 24 piles in each unit. Diameter of the piles is 0.50 [m] and their construction material is steel. Inner diameter of the pile is 0.48 [m] Span of piles is 4 [m] Raking pile and vertical pile are planned together in the constructed model. Raking piles' slope is 1/9 still water level is 6 [m]. The structure has been constructed 60 [cm] higher than water level. Piles' length in the soil is 13.40 [m]. Piles' total length is 20 [m]. Sea ground is dense sand gravel and soil consists of one (single) stratum. Piles are fixed with 80 - 85 [cm] dimensioned beams. Plate thickness is 25 [cm]. SAP2000 computer software uses Finite Elements Method. This software treats a laterally loaded pile as a beam on elastic foundation. Elastic foundation is defined with Winkler approach that soil reaction is like elastic soil. The elastic soil medium is replaced by a series of infinitely closely spaced independent and elastic springs. The elastic springs used by Sap2000 software is a kind of input. In chapter two it is explained how elastics springs can, be calculated. k = Kh*D*L = 3340 * 0.5 * 1.0325 -1724.275 ~ 1725 t/m D: Diameter of Pile L: Length of Pile Kh: Modules of Submerged Reaction As a result of calculation, it is shown that; Maximum moment, shear force, axial force and displacement are developed the top of pile. The case study show that lateral forces are carried more by the raking piles is comparation to verticals. Increasing the number of piles causes reduction of vertical force on piles. In addition to this when piles heads are connected by beam it is observed that displacement is degreased. After the above-mentioned cases, it is concluded that: 1. SAP2000 can be used at static analysis of berthing structures with piles. 2. Using raking piles have a positive effect on the model. 3. When pile heads are fixed by beams, displacements and axial loads of piles are decreased. Furthermore, system constituted by fixed head piles behaves much rigid. 4. Decreasing spans of piles have a positive effect on the model. Spans of piles at the direction of lateral force should be chosen shorter than other direction. This study is carried out by Winkler method, which is one of elastic methods. This study helps to some one who carries out a study by either plastic or elastoplastic method and wants to compare the results he has found. Optimum formulation can also be advised for piles by utilizing different raw material.
Benzer Tezler
- Desteklenmiş derin kazılarda oluşan hareketlerin incelenmesi
An Investigation on deformation behavior of supported deep excavations
BÜLENT HATİPOĞLU
- Oyuk genişlemesi probleminin sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu sayısal analizi
Two dimensional numerical analysis of cavity expanison problem with finite element methods
EMİN ŞENGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METE İNCECİK
DOÇ. DR. MEHMET BERİLGEN
- Investigation of hydrogen embrittlement by a multi-scale modelling approach
Hidrojen gevrekliğinin çok ölçekli modelleme yaklaşımıyla incelenmesi
MEHMET FAZIL KAPÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiAbdullah Gül Üniversitesiİleri Malzemeler ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK BAL
- Numerical analysis of prestressed anchored pile wall: Shoring system in front of historic building in Hilton Istanbul Bomonti hotel and conference center project
Öngermeli ankrajlı kazıklı duvar nümerik analizi:Hilton İstanbul Bomonti hotel ve konferans merkezi projesi kapsamında yer alan tarihi bina önü iksa sistemi
ECE AKTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. MUSAFFA AYŞEN LAV
- A mathematical modeling study on the feasibility of disposing partially treated domestic waste water using soil pile systems
Kısmen arıtılmış evsel atık suyun toprak yığın sistemi kullanılarak bertaraf fizibilitesi üzerine matematiksel modelleme çalışması
HATİCE ALTINOKLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. KAHRAMAN ÜNLÜ