Mevcut betonarme binalarda metro tünellerinin yapımından kaynaklı hasar seviyesinin belirlenmesine yönelik yeni bir analitik yaklaşım
A new analytical approach to determining the level of damage due to the construction of metro tunnels in existing reinforced concrete buildings
- Tez No: 959506
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSA HAKAN ARSLAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM HAKKI ERKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 483
Özet
Mevcut yapıların altında açılan metro tünellerinin açılması sonucu meydana gelen deformasyonlar yapı mühendisliği açısından önemli problemler oluşturmaktadır. Bu problemlerin mümkün olduğunca doğru bir şekilde yorumlanması ve analizi oldukça zordur. Zira problem açılan tünelin yapıya göre olan konumu, ortam zemininin profili ve mekanik özellikleri, tünel üzerindeki mevcut yapının temel tipi ve boyutları, üst yapının taşıyıcı sistem türü, yapının geometrisi ve tünel üzerindeki yük dağılımı gibi oldukça fazla sayıda parametreye bağlıdır. Literatürde hali hazırda, bahsedilen bu problemin çözümünde tünel lokasyonu dikkate alınarak kullanılan abaklar ve ampirik bağıntılar mevcuttur. Bu yöntemler 1. ve 2. kademe yöntemler olarak isimlendirilmekte ve hızlı değerlendirme yöntemleri olarak kullanılmaktadır. Söz konusu yöntemler temeldeki oturma miktarına bağlı olarak üst yapı hasarlarını belirlemeyi amaçlamıştır. Halbuki üst yapıda meydana gelebilecek hasarların dağılımı ve seviyesinin belirlenmesi oldukça karmaşık bir mühendislik problemidir. Bu bağlamda sunulan çalışmanın temel amacı yapımı proje aşamasında olan metro tünelleri inşa edilmesi durumun da üst yapıya olan etkileri ve üst yapıda meydana gelebilecek olan hasarların hasar seviyeleri düzeylerinin incelenmesidir. Böylece özellikle zemin ve üst yapı modellenmesine yönelik yeni nesil çalışmalar için önemli bir literatür altlığı oluşturması ve bu altlıktan ve yeni yapılacak çalışmalar için bir projeksiyon olarak yararlanılması amaçlanmıştır. Bu çalışmada tünel-üstyapı etkileşimini etkileyen diğer parametrelerden: a) sonlu eleman analizi için geoteknik parametreler b) tünel için kullanılan parametreler (davranış tipi, eksenel rijitlik, eğilme rijitliği, birim ağırlık, poisson oranı) c) zemin için kullanılan parametreler (materyal model, birim hacim ağırlık, doygun birim hacim ağırlık, youngs modülü, kohezyon, içsel sürtünme açısı, dilatansi açısı, rijitlik katsayısı) d) temel için kullanılan parametreler (eksenel rijitlik, eğilme rijitliği, birim ağırlık, poisson oranı) e) üst yapının tünel merkezi izdüşümünden uzaklığı f) üst yapının en ve boy oranları g) üst yapının temel tipi h) üst yapının kullanım amacı ı) güzergaha denk gelen binaların kat sayıları j) temel derinlikleri (40 cm – 50 cm – 60 cm) esas alınarak Plaxis programı ile zemin, bina ve tünel tasarımı modellemesi yapılmıştır. Plaxis programının analiz sonuçlarından temel deformasyon değerleri alınmıştır. Plaxis 2D programından alınan analiz sonuçlarından elde edilen yer değiştirme değerleri yapıya ilave bir oturma olarak etkitilmiştir. Plaxis programının analiz sonuçlarından elde edilen temel oturmaları ile ETABS programına girilip ve bu oturma değerleri ile 72 adet farklı durum için analizler yapılmıştır. Bu sayede yapılarda her bir durum için ilave oturmalardan kaynaklı kesit tesirlerinin değişimi incelenmiştir. ETABS programından kirişlerin ve kolonların moment ve kesme kuvveti değerleri alınarak oluşturulan yüzde değişim tabloları incelendiği zaman, zemin sınıfı ZE, tünelin bulunduğu konum binanın merkezinde iken bazı kirişlerde ağır hasar sınıfı, 1. kat kolonlarında belirgin hasar sınıfı görülmektedir. Zemin sınıfı ZA, tünelin bulunduğu konum binanın dışında iken kolon ve kirişlerde hasar görülmemektedir. Temel altında meydana gelen deplasmanlar neticesinde taşıyıcı sistemde meydana gelen hasar ve dağılımları belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Deformations resulting from the excavation of subway tunnels beneath existing structures pose significant structural engineering problems. Interpreting and analyzing these problems as accurately as possible is quite challenging. This is because the problem depends on numerous parameters, including the location of the tunnel relative to the structure, the profile and mechanical properties of the surrounding soil, the foundation type and dimensions of the existing structure above the tunnel, the type of structural system of the superstructure, the geometry of the structure, and the load distribution on the tunnel. Currently, the literature contains charts and empirical correlations that consider the tunnel location to solve this problem. These methods are called first- and second-stage methods and are used as rapid assessment methods. These methods aim to determine superstructure damage based on the amount of settlement in the foundation. However, determining the distribution and extent of damage to the superstructure is a highly complex engineering problem. In this context, the primary objective of the presented study is to examine the effects of the construction of subway tunnels currently in the project phase on the superstructure and the extent of damage that may occur to the superstructure. Thus, it is aimed to create an important literature base for new generation studies especially on soil and superstructure modeling and to benefit from this base and as a projection for new studies. In this study, among the other parameters affecting the tunnel-superstructure interaction: a) geotechnical parameters for finite element analysis b) parameters used for the tunnel (behavior type, axial stiffness, bending stiffness, unit weight, Poisson's ratio) c) parameters used for the soil (material model, unit volume weight, saturated unit volume weight, Young's modulus, cohesion, internal friction angle, dilatancy angle, stiffness coefficient) d) parameters used for the foundation (axial stiffness, bending stiffness, unit weight, Poisson's ratio) e) distance of the superstructure from the tunnel center projection f) width and length ratios of the superstructure g) foundation type of the superstructure h) purpose of use of the superstructure i) number of stories of the buildings coincident with the route j) foundation depths (40 cm – 50 cm – 60 cm) were taken as basis for soil, building and tunnel design modeling with the Plaxis program. Foundation deformation values were taken from the analysis results of the Plaxis program. The displacement values obtained from the analysis results obtained from the Plaxis 2D program were applied as additional settlement to the structure. The foundation settlements obtained from the Plaxis analysis results were entered into the ETABS program, and analyses were conducted for 72 different cases using these settlement values. This allowed us to examine the changes in cross-sectional effects resulting from additional settlements for each case. When the percentage change tables generated by moment and shear force values of beams and columns from the ETABS program were examined, it was observed that the soil class ZE, when the tunnel was located at the center of the building, showed severe damage to some beams and significant damage to the first-floor columns. The soil class ZA, when the tunnel was located outside the building, showed no damage to the columns and beams. The damage and distribution of the structural system resulting from the displacements occurring undur the foundation were determined.
Benzer Tezler
- Tünel kazılarından kaynaklanan yüzey oturmalarının betonarme binalarda etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of tunnel induced settlements on the reinforced concrete buildings
ENES ÖZAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL
- İncirli-Bakırköy IDO istasyonları arasındaki metro tüneli etki alanının belirlenmesi ve olası yüzey oturma miktarlarının saptanması
Determination of the influence area and possible settlement amounts of the metro tunnel between İncirli- Bakırköy İDO stations
SERPİL KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENVER VURAL YAVUZ
- Betonarme taşıyıcı sistemlerin tasarımında maliyet optimizasyonu için çelik sistemlerin kullanılması
The usage of steel structural systems to optimize the total cost of reinforced concrete structural systems
VEYSEL KONUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FETHİ KADIOĞLU
- Tünel kalıp sistemi kullanılan betonarme yüksek yapılarda bina özellikleri ile maliyet arasındaki ilişkiler
Relationship between the building features with cost for tunnel form high-rise buildings
ENVER BURAK TÜRKEL
Doktora
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESİN ERGEN PEHLEVAN
- Seismic monitoring of ITU Triga Mark II research reactor building
İTÜ Triga Mark II araştırma reaktörü binasının sismik yöntemler ile izlenmesi
ŞİNASİ MERT ÇAKMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE KAŞLILAR ŞİŞMAN