Sonlu elemanlar formülasyonuna dayalı yer altı yapılarının deprem analizi
Earthquake analysis of underground structures based on finite element method formulation
- Tez No: 771254
- Danışmanlar: PROF. DR. NAMIK KEMAL ÖZTORUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Geçmiş yıllarda yer altı yapılarının deprem performansının yüzey yapılara göre daha güvenilir olduğuna dair yaygın bir inanış olsa da özellikle 1999 Kocaeli, 1995 Kobe ve 1999 Taiwan depremleri sonrası yer altı yapılarında gözlemlenen önemli ölçülerdeki hasarlar ve/veya göçmeler bu yapıların da deprem hareketine karşı savunmasız kalabildiğini göstermiştir. Yapılan gözlemlerden sonra yer altı yapılarının deprem analizi gereksinimi daha yoğun hissedilmiş ve bu konu araştırmacıların çalışmalarında daha çok incelenmeye başlamıştır. Tünel ve kondüvi gibi yer altı yapılarının deprem tepkileri incelendiğinde en kritik deformasyonların tünelin kesit düzleminde gerçekleşen kayma deformasyonları olmuştur. Dolayısıyla yapılan çalışmalarda deprem analizleri daha çok tünel kesitinde gerçekleştirilmiş ve nümerik hesaplamalarda yapı, düzlem gerilme veya düzlem gerinme elemanları ile modellenmiştir. Yapılan nümerik çalışmalarda mevcut analiz programları kullanılmış ve bu programların sonlu elemanlar formülasyonunda düzleme dik eksen etrafındaki açısal yer değiştirme bileşeni bazı kabuller yapılarak hesaplanmıştır. Bu çalışmada öncelikle nispeten sığ gömülü dörtgen veya dairesel kesitli yer altı yapıların deprem analizi ile ilgili analitik, nümerik ve deneysel çalışmalar incelenmiştir. Daha sonra söz konusu yapıların statik ve dinamik analizini gerçekleştiren, içerisinde Microsoft Fortran Powerstation derleyicisinin kullanıldığı“KONYAP”(Kondüvi Yapısal Analiz Programı) geliştirilmiştir. Programda Prof. Dr. Namık Kemal Öztorun tarafından geliştirilmiş olan ve birçok programın yanı sıra“TUNAL”programında da kullanılmış olan dörtgen geometrili sonlu eleman formülasyonu kullanılmıştır. Programda kullanılan dörtgen elemanda birçok sonlu eleman programlarında bulunmayan düzleme dik eksen etrafındaki açısal vektörlere karşılık gelen formülasyonlar mevcuttur. Çalışmada“KONYAP”ile elde edilen statik ve deprem analizi sonuçları Sap2000 program sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucu“KONYAP”ile gerçekleştirilen analizlerde daha az elemanla daha hassas sonuçlar elde edildiği görülmüştür. İncelemelerde deprem analizi sonuçları ile elde edilen gerilmelerin ve iç kuvvetlerin, statik analiz ile elde edilen sonuçlardan çok daha büyük olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Although there was a widespread view in the past years that the earthquake performance of underground structures are more reliable than surface structures, significant damages and/or collapses observed in underground structures, especially after the 1999 Kocaeli, 1995 Kobe and 1999 Taiwan earthquakes, have shown that these structures can also be vulnerable to earthquake movements. After the observations, the need for earthquake analysis of underground structures was felt more intensely and this subject started to be examined more in the studies of researchers. When the earthquake responses of underground structures like tunnels or cut and cover tunnels were investigated, the most critical deformations were the racking deformations in the section plane of the tunnel. Therefore, in the studies, earthquake analyzes were mostly carried out in the tunnel section and the structures was modeled with plane stress or plane strain elements in numerical calculations. Existing analysis programs were used in the numerical studies and the angular rotation component perpendicular to the plane was calculated approximately in the finite element formulation of these programs. In this study, initially analytical, numerical and experimental studies on earthquake analysis of relatively shallow buried rectangular or circular section underground structures were investigated. Later in the study,“KONYAP”(Kondüvi Yapısal Analiz Programı - Structural Analysis Program for Cut and Cover Tunnels), which performs the static and earthquake analysis of underground structures and in which Microsoft Fortran Powerstation compiler is used, was developed. In the generated program, the finite element formulation with rectangular geometry developed by Namık Kemal Öztorun and included in the“TUNAL”program as well as in many other programs was used. In the rectangular element used in the program, there are formulations corresponding to angular vectors perpendicular to the plane, which are not found in many finite element programs. In the study, the results of static and earthquake analysis found with“KONYAP”were compared with the results of the Sap2000 program. As a result of the comparison, it was concluded that more sensitive results were obtained with fewer elements in the analyzes performed with“KONYAP”. It has been observed that the stresses and internal forces obtained with the results of the earthquake analysis are much greater than the results obtained with the static analysis.
Benzer Tezler
- Structural analysis of thin/thick composite box beams using finite element method
İnce/kalın kompozit kutu kirişlerin sonlu elemanlar yöntemi ile yapısal analizi
BUSE TUĞÇE TEMUÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE ÖZDEMİR
- Static and dynamic analyses of composite helicoidal rods with mixed finite element method
Kompozit helisel çubukların karışık sonlu elemanlarla statik ve dinamik analizi
ÜMİT NECMETTİN ARIBAŞ
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET HAKKI OMURTAG
- Rijit zemin üzerine oturan öngerilmeli bir plaka için dinamik gerilme alan probleminin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
The finite element analysis of a dynamic stress field problem for a pres-stressed slab resting on a rigid foundation
AHMET DAŞDEMİR
- Asinkronize yer hareketi etkisindeki baraj-rezervuar-temel sistemlerinin dinamik davranışı
Başlık çevirisi yok
ALEMDAR BAYRAKTAR
Doktora
Türkçe
1995
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. A. AYDIN DUMANOĞLU
- Edged-based smoothed radial point interpolation method (ES-RPIM) for wave propagation problem
Dalga yayılımı probleminde kenar bazlı yumuşatılmış radyal nokta enterpolasyonu yönteminin uygulanması
SERHAN SAPMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN