Doğu Karadeniz bölgesindeki tek açıklıklı kemer köprüler için doğal frekans, yer değiştirme ve gerilme formülleri

Abstract

Bu çalışmada, Sonlu Eleman Yöntemi kullanılarak tarihi taş kemer köprülerin doğal frekansları ile statik ve dinamik yükler altındaki davranışına ait yer değiştirme ve gerilme hesabı için formüller geliştirilmeye çalışılmıştır. Uygulama olarak Doğu Karadeniz Bölgesi'nde bulunan farklı geometrik özelliklere sahip otuz adet tarihi taş kemer köprü seçilmiştir. Sunulan tez çalışması, başlıca dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, literatürde taş kemer köprüler üzerine yapılmış çalışmalardan, modellemede kullanılan yöntemlerden ve formüllerin elde edilmesinde kullanılan yöntemden bahsedilmiştir. İkinci bölümde, köprülerin oluşturulan sonlu eleman modelleri üzerinde modal analizden elde edilen doğal titreşim frekansları ile mod şekilleri, statik ve dinamik analizlerden elde edilen en büyük yer değiştirmeler ile çekme ve basınç gerilmeleri sunulmuştur. Üçüncü bölümde, geometrik boyutlara bağlı olarak frekans, yer değiştirme ve gerilme değerlerinin hesabı için birer formül ortaya konulmuştur. Dördüncü bölümde ise, yapılan çalışmalardan çıkarılan sonuçlar ve gelecek çalışmalara ışık tutacağı ümit edilen öneriler sunulmaktadır. Çalışma sonucunda, önerilen formüllerin köprülerin frekans, yer değiştirme ve gerilme değerlerinin tahmininde gerçeğe oldukça yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. In this study, it was tried to be developed formulas for the natural frequencies, displacement and stress for static and dynamic load on the historic stone arch bridges. It was selected thirty historical stone arch bridges, with different geometric features from the East Black Sea Region, in Turkey. The presented thesis consists of four main sections. In the first chapter, it was mentioned about the literature studies on stone arch bridges, and methods used in modeling and also the method used to obtain the formulas. In the second chapter, there were presented natural vibration frequencies obtained from modal analysis of bridges with mode shapes, on the developed finite element models in this study, pulling and pressure stresses which were produced from static and dynamic analysis, and the greatest displacement. In the third chapter, it was revealed that the frequencies depending on geometric dimensions, one each formulas for calculation of displacement and stress. In the fourth chapter, the results obtained from this study and the suggestions that are expected to lead the way future studies were presented. At the end of the study, it has been seen that the proposed formulas give very close results to reality on estimation of frequency, displacement and stress values of bridges.