Yapıların patlatma kaynaklı doğrusal olmayan davranışlarının deneysel yöntemlerle belirlenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, yapıların patlatma kaynaklı doğrusal olmayan davranışları deneysel yöntemlerle belirlenmektedir. Çalışmada, betonarme ve yığma taşıyıcı sisteme sahip bina ve köprüler örnek olarak seçilmiş, patlatma anında zeminden ve yapılardan titreşim verileri alınmıştır. Patlatma hasar tahmin kriterlerinin belirlenmesinde, aynı bölgeden elde edilen toplam 64 patlatma kaydı kullanılmıştır. Dinamik karakteristikler olarak adlandırılan doğal frekans, mod şekli ve sönüm oranlarının deneysel ölçüm verilerine göre belirlenmesinde Operasyonal Modal Analiz yöntemi kullanılmıştır. Yapıların üç boyutlu sonlu eleman modelleri ANSYS programında oluşturulmuş, modal analizleri gerçekleştirilerek analitik dinamik karakteristikler elde edilmiştir. Malzeme özellikleri ve sınır şartlarındaki değişimler dikkate alınarak yapıların sonlu eleman modelleri deneysel sonuçlara göre iyileştirilmiştir. Patlatma kaynaklı yer hareketine ait ivme kaydı kullanılarak yapıların doğrusal olmayan dinamik davranışları belirlenmiştir. Malzeme bakımından doğrusal olmayan davranış için Drucker-Prager modeli dikkate alınmıştır.Bu tez çalışması, dört ana bölümden oluşmaktadır. Genel Bilgiler olarak adlandırılan Birinci Bölümde, literatür araştırması, bazı ülkelerde kullanılan hasar tahmin kriterleri ve formülasyonlar yer almaktadır. İkinci Bölümde, zemin ve yapılardan alınan deneysel ölçümleri, gerçekleştirilen analitik ve Operasyonal Modal Analizleri içeren Yapılan Çalışmalar sunulmaktadır. Üçüncü Bölümde, hasar tahmin kriterlerinin belirlenmesi, deneysel ölçüm verilerinin değerlendirilerek yapıların sonlu eleman modellerinin iyileştirilmesi ve patlatma kaynaklı yer hareketi kayıtları kullanılarak malzeme bakımından doğrusal olmayan dinamik analizlerin gerçekleştirilmesi gibi kısımların yer aldığı Bulgular ve İrdelemeler verilmektedir. Son Bölümde, çalışmadan çıkartılan sonuçlar ve ileriki çalışmalar için sunulan öneriler yer almaktadır. Bu bölümü kaynaklar ve öz geçmiş izlemektedir. In this thesis, it is aimed to determine the nonlinear behavior of structures considering the blast-induced ground motion using experimental methods. For this purpose, a reinforced concrete building, a masonry building, a reinforced concrete bridge, and a masonry bridge are selected, blasting data are attained from the ground during the blasting and experimental vibration signals obtained from the structures. A total of 64 blasting data are used to develop the blast induced damage criteria. Dynamic characteristics such as natural frequencies, mode shapes and damping ratios are obtained using Operational Modal Analysis method. Three dimensional finite element models of the structures are constituted using ANSYS software and dynamic characteristics are obtained analytically. Finite element models of the structures are updated according to the experimental results using some uncertainty parameters such as material properties and boundary conditions. Nonlinear dynamic behaviors of the structures are determined using blast induced ground motion records. Drucker-Prager material model is considered in the nonlinear analysis.This thesis is composed of four main chapters. In the first chapter, literature researches, damage criterias used foreign countries and formulations are given. In the second chapter, experimental measurements obtained from the ground and structure are given and modal analyses of the structures are carried out. In the third chapter, damage criteria are determined, finite element models of the structure are updated and nonlinear dynamic behaviors are determined using blast induced ground motion records. In the last chapter, the conclusions deducted from the study and the suggestions for further studies are presented. This chapter is followed by the references and backround.