SANAYİ BACALARININ VE MİNARELERİN DİNAMİK DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ayhan NUHOĞLU 1, Serhan ŞAHİN 1 anuhoglu@eng.ege.edu.tr, serhanas@yahoo.



Benzer belgeler
Deprem Yönetmeliklerindeki Burulma Düzensizliği Koşulları

YIĞMA TİPİ YAPILARIN DEPREM ETKİSİ ALTINDA ALETSEL VERİ ve HESAPLAMALARA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ

STATİK-BETONARME PROJE KONTROL FORMU Evet Hayır

BETONARME BĠR OKULUN DEPREM GÜÇLENDĠRMESĠNĠN STA4-CAD PROGRAMI ĠLE ARAġTIRILMASI: ISPARTA-SELAHATTĠN SEÇKĠN ĠLKÖĞRETĠM OKULU ÖRNEĞĠ

2.4. ELASTĠK DEPREM YÜKLERĠNĠN TANIMLANMASI : SPEKTRAL ĠVME KATSAYISI

2007 YÖNETMELİĞİNDE TARİF EDİLEN HASAR SINIRLARININ BİNA PERFORMANS DÜZEYLERİ İLE İLİŞKİSİ

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Statik İtme Analizi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

Taş, Yaman ve Kayran. Altan KAYRAN. ÖZET

Taşıyıcı Sistem Elemanları

Yapı-Zemin Etkileşiminin Yapıların Deprem Davranışına Etkileri

Betonarme Yapıların Projelendirilmesinde Beton Sınıfı Değişiminin İncelenmesi *

ZEMİN MUKAVEMETİ: LABORATUVAR DENEY YÖNTEMLERİ

T.C. TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Betonarme ve Prefabrik Yapılarda Risk Değerlendirmesi

ÇOK KATLI BETONARME BİNALARDA ZEMİN SINIFINA GÖRE DEPREM PERDESİ ORANININ TESPİTİ

BĐSĐKLET FREN SĐSTEMĐNDE KABLO BAĞLANTI AÇISININ MEKANĐK VERĐME ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ

Makine Elemanları I Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Temel bilgiler-flipped Classroom Bağlama Elemanları

BİLGİSAYAR PROGRAMLARI YARDIMIYLA ŞEV DURAYLILIK ANALİZLERİ * Software Aided Slope Stability Analysis*

YAPI ve DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE MATRİS YÖNTEMLER. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin ÇATAL. (III. Baskı)

MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ. 6. Hafta Oda Akustiği

KISMİ BAĞLANTILI PREFABRİK YAPILARIN SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Y32 BOJİ GÖVDESİNİN STATİK VE DİNAMİK YÜKLEME ANALİZLERİ

ANKARA EMEKLİLİK A.Ş GELİR AMAÇLI ULUSLARARASI BORÇLANMA ARAÇLARI EMEKLİLİK YATIRIM FONU ÜÇÜNCÜ 3 AYLIK RAPOR

DERİN KAZI ÇUKURU İKSA PROJELENDİRİLMESİNE BİR ÖRNEK

YAPISAL ÖZELLİKLERİ FARKLI BA BİNALARIN PERFORMANSA DAYALI ANALİZİ

MERKEZDEN SAPAN ÇAPRAZ SİSTEMLE GÜÇLENDİRİLMİŞ BETONARME BİR BİNANIN DEPREM DAVRANIŞI

Basit Kafes Sistemler

HAFİF BETONLARIN ISI YALITIM VE TAŞIYICILIK ÖZELİKLERİ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ

Araştırma Notu 15/177

WCDMA HABERLEŞMESİNDE PASİF DAĞITILMIŞ ANTEN SİSTEMLERİ KULLANILARAK BİNA İÇİ HÜCRE PLANLAMA. Ferhat Yumuşak 1, Aktül Kavas 1, Betül Altınok 2

RİSKLİ YAPILAR ve GÜÇG

DENEY 2. Şekil 1. Çalışma bölümünün şematik olarak görünümü

Dr. Erdener ILDIZ Yönetim Kurulu Başkanı ILDIZ DONATIM SAN. ve TİC. A.Ş.

NİSSİBİ EĞİK KABLO ASKILI KÖPRÜSÜ TASARIM UYGULAMASI

İçindekiler Jeofizikte Modellemenin Amaç ve Kapsamı Geneleştirilmiş Ters Kuram ve Jeofizikte Ters Problem Çözümleri

İnşaat Firmalarının Maliyet ve Süre Belirleme Yöntemleri Üzerine Bir Alan Çalışması

BÖLÜM 3 : SONUÇ VE DEĞERLENDİRME BÖLÜM

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI YÜZEY DOLDURMA TEKNİKLERİ

ÇUKUROVA'DA OKALİPTÜS YETİŞTİRİCİLİĞİ VE İDARE SÜRELERİNİN HESAPLANMASI

İNŞAAT PROJELERİNİN YAPIM SÜRECİNDE KEŞİF VE METRAJ. Ülkemizde yaygın olarak kullanılan yöntemdir.

VAKIF MENKUL KIYMET YATIRIM ORTAKLIĞI A.Ş. (ESKİ UNVANI İLE VAKIF B TİPİ MENKUL KIYMETLER YATIRIM ORTAKLIĞI A.Ş. )

JET MOTORLARININ YARI-DĐNAMĐK BENZETĐŞĐMĐ ve UÇUŞ ŞARTLARINA UYGULANMASI

KİTAP İNCELEMESİ. Matematiksel Kavram Yanılgıları ve Çözüm Önerileri. Tamer KUTLUCA 1. Editörler. Mehmet Fatih ÖZMANTAR Erhan BİNGÖLBALİ Hatice AKKOÇ

İngilizce Öğretmenlerinin Bilgisayar Beceri, Kullanım ve Pedagojik İçerik Bilgi Özdeğerlendirmeleri: e-inset NET. Betül Arap 1 Fidel Çakmak 2

Doç.Dr.Mehmet Emin Altundemir 1 Sakarya Akademik Dan man

İÇİNDEKİLER. 1 Projenin Amacı Giriş Yöntem Sonuçlar ve Tartışma Kaynakça... 7

ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİNİN KALİBRASYONU VE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR

1 OCAK 31 ARALIK 2009 ARASI ODAMIZ FUAR TEŞVİKLERİNİN ANALİZİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 10 Sayı: 1 sh Ocak 2008 YAPI- ZEMİN ETKİLEŞİMİNİN YAPISAL TASARIMDAKİ ROLÜ

TURBOCHARGER REZONATÖRÜ TASARIMINDA SES İLETİM KAYBININ NÜMERİK VE DENEYSEL İNCELENMESİ

TEKNİK RESİM. Ders Notları: Mehmet Çevik Dokuz Eylül Üniversitesi. Görünüşler - 1

SORU 6: Su yapılarının tasarımında katı madde hareketinin (aşınma, oyulma, yığılma vb. olayları) incelenmesi neden önemlidir, açıklayınız (4 puan).

T.C. BİLECİK İL GENEL MECLİSİ Araştırma ve Geliştirme Komisyonu

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Helisel Dişli Çarklar-Flipped Classroom DİŞLİ ÇARKLAR

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

ENERJİ ÜRETİMİ VE SULAMA KRİTERLERİNE GÖRE REZERVUAR KAPASİTE OPTİMİZASYONU

YÜKSEKÖĞRETİM KURUMLARI ENGELLİLER DANIŞMA VE KOORDİNASYON YÖNETMELİĞİ (1) BİRİNCİ BÖLÜM. Amaç, Kapsam, Dayanak ve Tanımlar

MESLEKİ UYGULAMA ESASLARI YÖNETMELİĞİ DEĞİŞİKLİK KARŞILAŞTIRMA ÇİZELGESİ. Geçerli yönetmelik tarihi : MEVCUT MADDE ÖNERİLEN GEREKÇE

1 Veriler. Profis Anchor Şirket: Öneren: Adres: Telefon I Faks: E-posta: Sayfa: Proje: Alt Proje I Pos. No.: Tarih:

ASİMETRİK EVOLVENT DÜZ DİŞLİLERİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

2016 Ocak ENFLASYON RAKAMLARI 3 Şubat 2016

16. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Gazi Üniversitesi, 6 Kasım 2009 ÇAĞRILI KONUŞMALAR

BİR KOJENERASYON TESİSİSİN İLERİ EKSERGOÇEVRESEL ANALİZİ

Başbakanlık (Hazine Müsteşarlığı) tan:

MADDE 2 (1) Bu Yönerge, 2547 sayılı Yükseköğretim Kanunu ve değişiklikleri ile İzmir Üniversitesi Ana Yönetmeliği esas alınarak düzenlenmiştir.

ANKARA EMEKLİLİK A.Ş GELİR AMAÇLI ULUSLARARASI BORÇLANMA ARAÇLARI EMEKLİLİK YATIRIM FONU 3 AYLIK RAPOR

DÜNYA EKONOMİK FORUMU KÜRESEL CİNSİYET AYRIMI RAPORU, Hazırlayanlar. Ricardo Hausmann, Harvard Üniversitesi

Şekil 5.12 Eski beton yüzeydeki kırıntıların su jetiyle uzaklaştırılması

AvivaSA Emeklilik ve Hayat. Fiyat Tespit Raporu Görüşü. Şirket Hakkında Özet Bilgi: Halka Arz Hakkında Özet Bilgi:

1. YAPISAL KIRILMA TESTLERİ

Diyabette Öz-Yönetim Algısı Skalası nın (DÖYAS) Türkçe Versiyonu: Geçerlik ve Güvenirlik Değerlendirme

GALATA YATIRIM A.Ş. Halka Arz Fiyat Tespit Raporu DEĞERLENDİRME RAPORU SAN-EL MÜHENDİSLİK ELEKTRİK TAAHHÜT SANAYİ VE TİCARET A.Ş.

LABORATUVARIN DÖNER SERMAYE EK ÖDEME SİSTEMİNE ETKİSİ. Prof. Dr. Mehmet Tarakçıoğlu Gaziantep Üniversitesi

DEPREM YÜKÜ ETKİSİ ALTINDA KALAN ÇATI KALKAN DUVARLARININ DAVRANIŞI. Mehmet KAMANLI Selçuk Üniversitesi Müh. ve Mim. Fak. İnşaat Müh. Böl.

Kılavuz Çekmek. Üretim Yöntemleri 15

İçindekiler Şekiller Listesi

Şekil 3-1: "ÇED İzni Alanı"nın ve "Proje Alanı"nın Yeri... 4

Ek 1. Fen Maddelerini Anlama Testi (FEMAT) Sevgili öğrenciler,

Akışkanlar Mekaniği. Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği.

Rekabet Kurumu Başkanlığından, REKABET KURULU KARARI

KAMU İHALE KANUNUNA GÖRE İHALE EDİLEN PERSONEL ÇALIŞTIRILMASINA DAYALI HİZMET ALIMLARI KAPSAMINDA İSTİHDAM EDİLEN İŞÇİLERİN KIDEM TAZMİNATLARININ

ZAĞNOS VADİSİ KENTSEL DÖNÜŞÜM PROJESİ

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

GÜMRÜK SİRKÜLERİ Tarih: 01/12/2014 Sayı: 2014/107 Ref : 6/107. Konu: MISIR MENŞELİ POLİSTİREN İTHALATINDA DAMPİNG SORUŞTURMASI AÇILMIŞTIR

Betonarme Binalarda Kentsel Dönüşüm Uygulamaları: Eskişehir

Kurumsal Yönetim ve Kredi Derecelendirme Hizmetleri A.Ş. Kurumsal Yönetim Derecelendirmesi

Özelge: 4632 sayılı Kanunun Geçici 1. maddesi kapsamında vakıf/sandıklardan bireysel emeklilik sistemine yapılan aktarımlarda vergilendirme hk.

4734 SAYILI KAMU İHALE KANUNUNA GÖRE İHALE EDİLEN HİZMET ALIMLARINDA UYGULANACAK FİYAT FARKINA İLİŞKİN ESASLAR

Yakıt Özelliklerinin Doğrulanması. Teknik Rapor. No.: 942/

MADDE 2 (1) Bu Yönetmelik, 20/6/2012 tarihli ve 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu kapsamında yer alan işyerlerini kapsar.

BÖLÜM 7 BİLGİSAYAR UYGULAMALARI - 1

TESİSAT TEKNOLOJİSİ VE İKLİMLENDİRME ÇELİK BORU TESİSATÇISI MODÜLER PROGRAMI (YETERLİĞE DAYALI)

NOVACRETE Kİ MYASALİNİN ZEMİ N O ZELLİ KLERİ NE ETKİ Sİ Nİ N ARAŞTİRİLMASİNA İ Lİ ŞKİ N LABORATUVAR DENEYLERİ RAPORU

Oyun Teorisi IENG 456 Karar Vermede Analitik Yaklaşımlar

TÜBİTAK ÜNİVERSİTE ÖĞRENCİLERİ YURT İÇİ / YURT DIŞI ARAŞTIRMA PROJELERİ DESTEKLEME PROGRAMI ILIK SAC ŞEKİLLENDİRME PROSESİ İÇİN

BİLGİSAYAR DESTEKLİ BİR DİL PROGRAMI -Türkçe Konuşma - Tanıma Sistemi-

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Akaryakıt Fiyatları Basın Açıklaması

Mak-204. Üretim Yöntemleri II. Vida ve Genel Özellikleri Kılavuz Çekme Pafta Çekme Rayba Çekme

Transkript:

SANAYİ BACALARININ VE MİNARELERİN DİNAMİK DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ Ayhan NUHOĞLU 1, Serhan ŞAHİN 1 anuhoglu@eng.ege.edu.tr, serhanas@yahoo.com Öz: Sanayi bacası ve minare gibi içi boş dairesel kesitli narin yapıların deprem ve şiddetli rüzgar tesirindeki dinamik davranışları incelenmiştir. Bu tip yapıların dizaynını içeren standartlar genel olarak değerlendirilmiştir. Farklı yüksekliklerde modellenen sayısal örneklerin farklı deprem bölgesi (I, III) ve zemin sınıfı (Z2, Z4) durumlarında ayrı ayrı statik ve dinamik analizleri yapılmıştır. Böylece elde edilen deplasmanlar, iç kuvvetler ve dinamik parametreler karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Hesaplarda genel olarak ülkemizde 1998 yılında yürürlüğe giren Deprem Yönetmeliği ve TS 498 esas alınmış, gerek duyulan durumlarda ise ACI 37 ve DIN 6 şartnamelerinden yararlanılmıştır. Sayısal analizler SAP hazır programı ortamında kabuk sonlu eleman modellemesi ile yapılmış ve P-Delta nonlineer tesirleri de hesaplara dahil edilmiştir. Özellikle kule tipi yapılarda depremden ve rüzgardan oluşan yapısal parametrelerin yapının geometrisine bağlı olarak nasıl değiştiği gösterilmiştir. Dinamik analizlerde Deprem Yönetmeliğinde yer alan dizayn spektrum eğrileri kullanılmış ve yanlızca ilk üç mod katkısının dikkate alındığı SRSS metodu uygulanmıştır. Çalışmanın sonunda ise ülkemiz koşullarında inşa edilecek bu tip yapıların projelendirilmesinde dikkate alınabilecek husular değerlendirilmiş ve öneriler sunulmuştur. Anahtar sözcükler: Baca, Minare, Dinamik Analiz, Rüzgar Analizi Sanayi bacaları ve minareler yüksek ve narin yapılardır. Bu özelliklerinden dolayı deprem ve rüzgar gibi doğal yükler karşısında olağan dışı davranışlar sergilerler. Bacalar zararlı atık gazların atmosfere güvenli bir şekilde atılması için inşa edilirler. Gazlar baca gövdesine duman kanalı giriş deliklerinden girer ve bir kaplama tabakası içerisinden atmosfere taşınırlar. İçerdikleri zararlı kimyasallardan dolayı gerekli önlemler alınmaz ise hava kirliliğine yol açarlar. Atık gazların çevreye olan zararlı etkilerini en aza indirmek için yeterli yüksekliğe sahip olmalıdırlar. Önceleri çeşitli tuğla ve taş malzemelerinden yığma olarak inşa edilen bu tür yapılarda, günümüzde yaygın olarak betonarme taşıyıcı sistemler kullanılmaktadır. Bir sanayi bacasının boyutlarının belirlenmesinde, fabrikanın sahip olduğu teknoloji, ihtiyaç duyulan çekim oranı, çevre arazinin topografyası ve bölgenin meteorolojik özellikleri önemli faktörlerdir. Bir hayır işi olarak algılanan minareler ise genelde yeterli düzeydeki mühendislik hizmetinden yararlanılmadan, insanların yoğun olarak bulunduğu alanlarda inşa edilmektedir. Kule tipi yapılara bir örnek de televizyon ve radyo dalgalarını daha geniş bir alana yayılması amacıyla inşa edilen iletişim kuleleridir. Bu tür betonarme yapılar genellikle temelde ankastre olarak tasarlanırlar ve yapımlarında kayar kalıp tekniği kullanılır. Geometrik yapılarının benzerliğinden dolayı birtakım ortak dizayn prensiplerine sahip olsalar da, hizmet ettikleri alandaki ihtiyaçlar boyutlarının belirlenmesinde önemli rol oynarlar. Bununla beraber zati ağırlıklar, rüzgar, deprem gibi etkiler yapının dizayn boyutlarını belirleyen diğer önemli faktörlerdir. Bu çalışmada, farklı yüksekliklere sahip olan baca ve minare gibi kule tipi yapıların farklı deprem bölgesi ve zemin koşullarındaki statik ve dinamik davranışları araştırılmıştır. Taşıyıcı sistem, sonlu elemanlar deplasman metoduna göre dört köşeli eğilmeli kabuk elemanlar kullanılarak idealize edilmiştir. Teorik analizlerde, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (1998), TS498 (1997), ACI 317 (1998) ve DIN 6 (1984) şartnamelerinden yararlanılmıştır. Sayısal işlemler için SAP yapısal analiz paket programı kullanılmıştır. Farklı verilerle dizayn edilen farklı geometrilerdeki kule tipi yapıların zati, deprem ve rüzgar yükleri tesirlerindeki statik ve dinamik analizlerinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve değerlendirilmiştir. Giriş Kullanılan Yöntem Kule tipi yapıların çok katlı yapılardan farklı olarak kütleleri ve rijitlikleri yükseklik boyunca yayılıdır. Bu tür sistemlerin dinamik davranışları, doğal titreşim frekanslarına ve modlarına bağlı olarak modal analiz yöntemi ile 433

belirlenebilir (Chopra 199). Bunun için ilk olarak sistemin özelliklerini yeterli hassasiyette yansıtabilecek uygun bir taşıyıcı sistem modellemesi yapılmalıdır. Ülkemizde kuleler ile ilgili direkt bir standart olmamasından dolayı modelleme ve betonarme dizayn kriterlerinin belirlenmesinde ACI 37 (1998), deprem analizinde ise ABYYHY (1998) kullanılmıştır. Rüzgar yüklerinin analizinde, TS 498 (1997)`de yapı yüksekliğine ve rüzgar hızına bağlı olarak tanımlanan dizayn rüzgar yükleri, DIN 6 (1984))`da belirtilen eşdeğer statik yük prosedürüne göre uygulanmıştır. Sayısal analizler, sonlu elemanlar deplasman metoduna göre çalışan SAP hazır programı ile yapılmıştır. t h=,2 m d oh= 2,4 ~8, m z = h kesiti h = &1 &16 m. t =,3~,8 m b d = 3,4 ~17,8 m ob z x z = kesiti Şekil 1. Modellenen Örneklerin Geometrik Özellikleri Çalışmada 16, 1 ve metre yüksekliklerinde ve her yükseklikte taban çapları, dolayısı ile rijitlikleri farklı, TipA ve TipB olmak üzere iki tipte ve toplamda altı adet modellenen örneklerin geometrik özellikleri Tablo 1. de sunulmuştur. Yükseklik / Alt çap (h/d ob ) oranı için TipA da 9, TipB de 12 alınarak modellenen örneklerde, alt çaplar temelden yukarıya doğru sabit bir oranda azaltılarak her iki tipte de aynı üst çap değerine ulaşılmıştır. Ayrıca tüm örneklerde üst duvar kalınlığı ACI 37`deki (1998) minimum değer olan cm seçilmiştir (Şekil 1). Taşıyıcı sistemin sonlu elemanlara göre modellenmesinde eğilmeli basit dörtgen kabuk elemanlar kullanılmıştır. Ayrıca yapı gövdesinde ek kütle olarak tanımlanabilecek baca kaplamaları, minare şerefe ve selenlerinin bina periyotlarına ve dolayısı ile sonuç kuvvetlere olan etkilerini inceleyebilmek için Tip16A-K, Tip1A-K ve TipA-Ş olmak üzere üç ayrı örnek daha çalışmaya dahil edilmiştir. Burada K kulenin kaplamalı, Ş kulenin şerefeli olduğunu ifade etmektedir. Tip16A-K ve Tip1A-K`da, betonarme gövdelere, sırasıyla her sekiz ve altı metrede bir toplam cm kalınlığında tuğla kaplamalar, TipA-Ş`de ise A modeline, 18,4m, 2,2m ve 32,4m yüksekliklerinde 2`er ton üç adet şerefe ve en üst bölgede ise 12 ton ağırlığında bir adet selen ek kütle olarak dikkate alınmıştır. Modellenen 434

taşıyıcı sistemlerde kullanılan yapı elemanları sadece kütle olarak kesitteki her noktaya eşit oranda ve kabul edilen serbestlik dereceleri doğrultusunda dağıtılmış, dolayısıyla bina rijitliklerine her hangi bir katkıları olmamıştır. Tablo 1. Örnek Kulelerin Geometrik Özellikleri. Model h (m) d oh (m) d ob (m) h/d ob t h (cm) t b (cm) r h/ t h r b/ t b Tip16A 16 8 17,8 9, 8, 1, Tip16B 16 8 13,3 12, 7, 9, Tip1A 1 6 11,1 9,, 11,1 Tip1B 1 6 8,3 12,, 9,2 TipA 2,4 4, 8,9 6, 6,4 TipB 2,4 3,4 11,8 3 6,,7 Taşıyıcı sistemin modellenmesinde ve sayısal analizlerde, kullanılan programdaki sınırlamalardan dolayı birtakım kabuller yapılmıştır. Malzeme lineer elastik, homojen ve izotropik özelliktedir. Taşıyıcı betonarme kabuk elemanlarda birim kütle,2 tonsn 2 /m 4, birim ağırlık 2,3 ton/m 3, elastisite modülü 2,3x1 6 ton/m 2, poisson oranı,3 alınmıştır. Her bir örneğe ait sayısal model, adet sonlu kabuk elemandan oluşturulmuş ve kabuk eleman kalınlıkları, 16m, 1m ve m yükseklikteki modeller için sırasıyla 1.6m, 1.m ve.4m`de bir lineer olarak değiştirilmiştir. Sekil 2. de dikdörtgen sonlu kabuk elemanları ile idealize edilmiş taşıyıcı sistem gösterilmiştir. yüzey 3 j3 2 3 j4 yüzey 2 1 j2 yüzey 4 yüzey 1 Şekil 2. Kabuk Elemanlarla İdealize Edilen Taşıyıcı Sistem j1 Deprem Analizi: İncelenen kule tipi yapıların deprem etkisindeki dinamik analizlerinde ABYYHY (1998) de yer alan özel tasarım ivme spektrumları kullanılmıştır. İlk üç titreşim modu için hesaplanan deplasman ve iç kuvvetlere ayrıca SRSS mod birleştirme yöntemi uygulanmıştır. Ayrıca her örneğin, zemin durumunun kule tarzı yapıların dinamik davranışlarına olan etkilerini inceleyebilmek için Z2 ve Z4 olmak üzere iki ayrı duruma göre analizi yapılmıştır. Bunun için özel tasarım eğrisinde belirli zaman aralıkları ile seçilen periyotlara karşılık gelen ivme değerleri davranış spektrumu fonksiyonu olarak girilmiştir. Bu fonksiyonların elde edilmesinde yapılan kabullerde etkin yer ivmesi katsayısı, (I. Deprem bölgesi), yapı önem katsayısı 1, yapı davranış katsayısı R=3 alınmıştır. Bununla beraber geometrik nonlineerlik etkisi P- olarak hesaplara dahil edilmiştir. 4

Chopra (199) kule tipi yapılarda üçüncü modtan sonra her bir moda karşılık gelen deprem yükü etkisinin önemli oranda azaldığını ifade etmektedir. Bundan dolayı bu çalışmadaki örneklerde ilk üç periyotlar hesaba dahil edilmiştir. Mevcut standartlarda (ACI 37, ABYYHY) kümülatif etkin kütle oranları toplamı için %9 lık bir oran istense de elde edilen sonuçlar bu çalışma için yeterli olmuştur. Sayısal örneklerin simetrik yapılarından dolayı sadece tek bir yatay doğrultuda analizler yapılmış ve düşey doğrultudaki ivme etkileri ihmal edilmiştir. Bulunan periyot ve etkin kütle oranları Tablo 2. de sunulmuştur. Tablo 2. Örnek Yapıların Periyotları ve Etkin Kütle Oranları. Örnek Mod 1 Mod 2 Mod 3 SRSS Tipi Etkin Etkin Etkin Top. h Periyot Periyot Periyot Kütle Kütle Kütle Etkin (m) (sn) (sn) (sn) (%) (%) (%) Kütle (%) Tip16A 16 1,498,61,427 22,62,19 12,16 7,39 Tip16A-K 16 1,714 42,,477 22,49,216 11,88 76,36 Tip16B 16 2,147 44,76,36 22,16,23 1,79 77,71 Tip1A 1 1,74,44,272 22,6,1 11,1 79,1 Tip1A-K 1 1,27 47,18,312 22,37,137 1,79 8,34 Tip1B 1 1,2 49,9,336 21,78,139 9,6 81,38 TipA,471 47,62,114 22,13,49 1,3 8,28 TipA-Ş,628 4,89,147 19,6,62 7,1 81,96 TipB,68 2,88,142 21,,8 8,9 82,89 Tablodaki verilerden görüldüğü gibi, yapının yüksekliği arttıkça, toplam ve ilk mod etkin kütle değerleri azalmaktadır. Örneğin m yüksekliğindeki A modelinin ilk üç modu için toplam etkin kütle oranı %8,28 iken, 16m lik 16A örneği için bu değer %7,39 olmaktadır. Başka bir deyişle bina yüksekliği arttıkça etkin mod sayısı da artmaktadır. Rüzgar Analizi Kule tipi yüksek ve narin yapılarda rüzgar yüklerinin sonuç değerlere olan etkileri genelde deprem yüklerine oranla daha az olmaktadır. Deprem ve rüzgar yüklemeleri için ülkemiz standartlarında öngörülen değerlerinin bu tip yapılarda kullanılması durunda sonuçların ne olacağını görmek amacıyla, 16A-K, 1A-K ve A-Ş modellerinde rüzgar yüklemesi için analiz yapılmıştır. Rüzgar kuvvetlerinin hesabında TS 498 de (1997) önerilen ve yüksekliğe bağlı değişiklik gösteren dizayn rüzgar yükleri kullanılmıştır. Analizlerde DIN 6 (1984) eşdeğer statik rüzgar yükü yöntemi uygulanmıştır. Buna göre yapıya etki eden rüzgar yükü, W (z) =C f(z) q x(z) A (1) eşitliği ile hesaplanmıştır. Bu ifadede, W (z) herhangi bir z kesitindeki toplam rüzgar yükünü (ton), z kesitin yerden yüksekliğini (m), C f(z) z yüksekliğindeki geometriye ve yük azaltma katsayısına bağlı olan aerodinamik katsayıyı, q x(z) dinamik rüzgar basıncını (t/m 2 ), A ise hesap yapılan kesitteki izdüşüm alanını temsil etmektedir. Dairesel yatay kesitteki radyal rüzgar basınç dağılımı şematik olarak Şekil 3. de gösterilmiştir. Rüzgar Yarıçap Şekil 3. Rüzgar Basıncının (Q x ) Radyal Dağılımı Yapı ağırlığından dolayı oluşan P- geometrik nonlineer etkisi ayrıca hesaba dahil edilmiştir. Uygun bir kıyaslama yapabilmek açısından minimum sonuç kuvvetleri elde etme amacıyla, ABYYHY (1998) kapsamında yapılan deprem 436

analizinde ise Z1 durumu ve 4. derece deprem bölgesi kabulleri yapılmıştır. Ayrıca yük faktörleri olarak deprem yüklemesinde 1.1, rüzgar yüklemesinde ise 1.4 oranları kullanılmıştır. Analiz Sonuçları Deplasmanlar Sayısal analizlerde tepe noktalarında elde edilen maksimum deplasmanların ACI-37 de verilen kriterlerine uygunlukları Tablo 3. de incelenmiştir. Bulunan deplasmanlarda yük faktörleri dikkate alınmamıştır. Tablo 3. Maksimum Yatay Deplasmanlar. Örnek Model h ACI-37 SAP (m) Umax (m) Umax (m) 16A-Dep-P -Z2 16,3,137 16A-Dep-P -Z4 16,3,29 16A-K-Dep-P -Z2 16,3,7 16A-K-Dep-P -Z4 16,3,297 16B-Dep-P -Z2 16,3,19 16B-Dep-P -Z4 16,3,371 1A-Dep-P -Z2 1,19,82 1A-Dep-P -Z4 1,19,6 1A-K-Dep-P -Z2 1,19,98 1A-K-Dep-P -Z4 1,19,186 1B-Dep-P -Z2 1,19,118 1B-Dep-P -Z4 1,19,224 A-Dep-P -Z2,44,29 A-Dep-P -Z4,44,33 A-Ş-Dep-P -Z2,44,38 A-Ş-Dep-P -Z4,44, B-Dep-P -Z2,44,43 B-Dep-P -Z4,44,66 Sonuçlar irdelendiğinde, yüksekliğin azalması ile birlikte zayıf zemin durumlarında büyük değerdeki yükseklik/alt çap oranın deplasman kriteri açısından bir dezavantaj olduğu anlaşılmaktadır. Bundan dolayı bacalar için uygun bir boyutlandırmada oranı olarak tavsiye edilen 12~13 değerlerinin yumuşak zemin koşullarındaki nispeten daha alçak olan kuleler için deplasman kriteri açısından pek uygun olmadığı ve daha rijit bir sisteme ihtiyaç duyulduğu görülmektedir. İç Kuvvetler: Dinamik analizlerde, öncelikle ilk üç modu içeren analizler her bir mod için ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Ardından ilk üç modun katkıları SRSS (karelerin toplamının karekökü) yaklaşımı ile elde edilmiştir. ACI 37 ve kule tipi yapıların dizaynları için hazırlanmış diğer yönetmeliklerde betonarme kesitteki donatı hesabı için kesitteki iç kuvvetler esas alınmaktadır. Kesit iç kuvvet değerlerinin kule boyunca değişiminin elde edilebilmesi için, idealize edilmiş taşıyıcı sistemde istenilen seviyesindeki noktalar gruplandırılarak o yüksekliğe ait kesitteki iç kuvvetler elde edilmiştir. Bu amaçla yüksekliği 16m, 1m ve m olan örneklerde sırasıyla her 8m, m ve 2m de bir noktalar gruplandırılmış ve ilgili kesitlerdeki kesme kuvveti ve eğilme momenti değerleri hesaplanmıştır. Hesaplarda, kesitlerde dikkate alınan kayma gerilmesi v (ton/m 2 ), v = V i /(.9 A c ) (2) eşitliği ile ortalama olarak belirlenmiştir. Bu ifadede, V i i kesitindeki kesme kuvvetini (ton), A c ise kesitteki beton alanını (m 2 ) temsil etmektedir. Beton kesit alanının %9 lık bir kısmının kesme kuvvetlerine karşı etkili olduğu kabul edilmiştir. Şekil 4. Şekil 6. da farklı verilere sahip 16m yüksekliğindeki bacalara ait kesme kuvveti ve eğilme momentlerinin baca yüksekliği boyunca değişimi görülmektedir. Sonuç değerler ilk üç mod ve SRSS (modların karelerinin toplamının karekökü) için ayrı ayrı verilmiştir. Örneklere ait yapısal özellikler Tablo1. de mevcuttur. 437

Mod 1 Mod 2 Mod 3 SRSS 18 16 1 1 1 8 6 18 16 1 1 1 8 6 18 16 1 1 1 8 6 18 16 1 1 1 8 6 2 4 6 8 1 (x1^2) 3 6 (x1^2) 3 6 9 12 (x1^2) 2 7 1 (x1^3) (a) V (ton) / Wtop=8428 ton (c) V (ton) / Wtop=8428 ton Şekil 4. 16A-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı 16A-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 18 16 1 1 1 8 6 2 4 6 8 1 (x1^2) 18 16 1 1 1 8 6 3 6 (x1^2) 18 16 1 1 1 8 6 3 6 9 12 (x1^2) 18 16 1 1 1 8 6 2 7 1 (x1^3) (a) V (ton) / Wtop=16 ton (c) V (ton) / Wtop=16 ton Şekil. 16A-K-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı 16A-K-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 18 16 1 1 1 8 6 18 16 1 1 1 8 6 18 16 1 1 1 8 6 18 16 1 1 1 8 6 1 2 3 4 (x1^2) 7 22 3 (x1^2) 1, 3 4, 6 7, (x1^2) 3 6 (x1^2) (a) V (ton) / Wtop=77 ton (c) V (ton) / Wtop=77 ton Şekil 6. 16B-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı 16B-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 438

Şekil 7. Şekil 9. da farklı verilere sahip 1m yüksekliğindeki örneklere ait kesme kuvveti ve eğilme momentlerinin baca yüksekliği boyunca değişimi görülmektedir. Mod 1 Mod 2 Mod 3 SRSS 1 1 1 1 1 1 1 1 8 8 8 8 6 6 6 6 7 1 21 28 (a) V (ton) / Wtop=222 ton 7 1 (x1^2) 1 3 (c) V (tm) / Wtop=222 ton 6 1 18 2 (x1^2) Şekil 7. 1A-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı 1A-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 1 1 1 1 1 1 1 1 8 8 8 8 6 6 6 6 8 16 2 3 (a) V (ton) / Wtop=294ton 7 1 (x1^2) 1 2 36 48 (c) V (ton) / Wtop=294ton 7 1 21 28 (x1^2) Şekil 8. 1A-K-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı 1A-K-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 1 1 1 1 1 1 1 1 8 8 8 8 6 6 6 6 1 (a) V (ton) / Wtop=172 ton 16 32 48 64 8 (x1^2) 6 1 18 2 (c) V (ton) / Wtop=172 ton 7 1 (x1^2) Şekil 9. 1B-Dep-P -Z2 Analiz sonuçları a) Kesme kuvveti dağılımı b) Moment dağılımı 1B-Dep-P -Z4 Analiz sonuçları c) Kesme kuvveti dağılımı d) Moment dağılımı 439

Şekil 1. Şekil 11. de farklı verilere sahip m yüksekliğindeki örneklerin analizi sonucunda elde edilen kesme kuvveti ve eğilme momentlerinin baca yüksekliği boyunca dağılımı grafik olarak verilmiştir. Mod 1 Mod 2 Mod 3 SRSS 3 2 1 1 3 (a) V (ton) / Wtop=273 ton 3 2 1 3 6 9 12 (x1^2) 3 2 1 1 3 (c) V (ton) / Wtop=273 ton 3 2 1 3 8 1 13 (x1^2) Şekil 1. A-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı A-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 3 2 1 13 2 38 63 (a) V (ton) / Wtop=36 ton 3 2 1 3 6 9 12 (x1^2) 3 2 1 3 6 7 (c) V (ton) / Wtop=36 ton 3 2 1 4 8 12 16 (x1^2) Şekil 11. A-Ş-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı A-Ş-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 3 2 1 6 12 18 24 3 (a) V (ton) / Wtop=2 ton 3 2 1 2 3 6 8 (x1^2) 3 2 1 8 16 24 32 (c) V (ton) / Wtop=2 ton 3 2 1 3 6 9 12 (x1^2) Şekil 12. B-Dep-P -Z2 Analiz Sonuçları A) Kesme Kuvveti Dağılımı B) Moment Dağılımı B-Dep-P -Z4 Analiz Sonuçları C) Kesme Kuvveti Dağılımı D) Moment Dağılımı 4

Şekil 13. Şekil. de 16m, 1m ve m yüksekliğindeki örneklerde oluşan kayma gerilmelerinin yükseklik boyunca dağılımı grafik olarak verilmiştir. Dağılımlar incelendiğinde, maksimum kayma gerilmelerinin baca tipindeki yapının farklı yüksekliklerinde oluştuğu görülmektedir. Mod 1 Mod 2 Mod 3 SRSS 18 18 16 16 1 1 1 1 1 8 1 8 6 6 6 12 18 24 3 8 16 24 32 (a) v (t/m2) (b) v (t/m2) Şekil 13. Kayma Gerilmeleri a) 16A-K-Dep-P -Z2 b) 16A-K-Dep-P -Z4 1 1 1 1 8 8 6 6 1 2 8 16 24 32 (a) v (t/m2) (b) v (t/m2) Şekil 14. Kayma Gerilmeleri a) 1A-K-Dep-P -Z2 b) 1A-K-Dep-P -Z4 3 3 2 2 1 1 4 7 11 14 18 1 2 (a) v (t/m2) (b) v (t/m2) Şekil. Kayma Gerilmeleri a) A-Ş-Dep-P -Z2 b) A-Ş-Dep-P -Z4 441

Şekil 14. Şekil. de 4. derece deprem bölgesinde Z1 zemin durumunda m, 1m ve 16m yüksekliğindeki örneklere ait rüzgar analizi sonuçları grafik olarak verilmiştir. deprem rüzgar 3 2 1 4 7 11 14 3 2 1 8 16 2 3 (a) V (ton) / Wtop=36 ton Şekil 14. A-Ş- P Rüzgar ve Deprem (4. Dep. Böl., Z1) Yüklemeleri A) Kesme Kuvveti Dağılımları B) Moment Dağılımları 1 1 1 1 8 8 6 6 2 7 1 (a) V (ton) / Wtop=294ton 12 23 46 (x1^2) Şekil. 1A-K- P Rüzgar ve Deprem (4. Dep. Böl., Z1) Yüklemeleri A) Kesme Kuvveti Dağılımları B) Moment Dağılımları 18 16 1 1 1 8 6 6 1 18 2 (a) V (ton) / Wtop=16 ton 18 16 1 1 1 8 6 1 (x1^2) Şekil 16. 16A-K- P Rüzgar ve Deprem (4. Dep. Böl., Z1) Yüklemeleri A) Kesme Kuvveti Dağılımları B) Moment Dağılımları 442

Sonuçlar Yükseklikleri m, 6m ve 16m olan farklı yapısal özelliklerine sahip olan boru kesitli kule tipi yapıların deprem ve rüzgar yükü tesirindeki dinamik davranışları incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda aşağıda sıralanan değerlendirmeler ve öneriler sunulmuştur. Ülkemizde yürürlükte olan Deprem Yönetmeliğine (1998) göre bu tip yapılarda esas alınan yapı davranış katsayısı 3 olarak verilmiştir. Özellikle minarelere nazaran daha yüksek inşa edilen bacaların hakim periyotları 1.sn değerini aşmaktadır. Bu durumda maksimum deplasman kriteri sağlansa bile meydana gelecek geometrik nonlineer tesirler önemli oranlara ulaşırlar. Dolayısıyla bina davranış katsayısının 2 gibi daha küçük değerde dikkate alınmasının uygun olacağı değerlendirilmiştir. Bu tür içi boş daire kesitli yapılarda yüksekliğin baca tabanı dış çapına oranının uygun bir boyutlandırma için 12~13 civarında olabileceği önerilmektedir. Bu çalışmada yapılan analizlerde, bacalar için uygun bir boyutlandırmada oranı olarak tavsiye edilen bu değerlerin yumuşak zemin koşullarındaki nispeten daha alçak olan minare gibi kuleler için deplasman kriteri açısından pek uygun olmadığı ve daha rijit bir sisteme ihtiyaç duyulduğu görülmektedir. Genel olarak zemin durumuna bakılmaksızın yapı yüksekliği arttıkça, ilerleyen modların sistemin toplam davranışına olan katkılarının arttığı söylenebilir. Zayıf zemin durumlarındaki ilerleyen mod etkilerinin sert zemin durumlarındakine oranla daha düşük olmasının nedeni, kullanılan davranış spektrumunda periyotlara karşılık gelen ivme değerlerinin birbirinden farklı olmasıdır. Bu etkilerdeki artış daha çok, Tn >1, sn. hakim periyoda sahip, sert zemin üzerindeki örneklerde görülmüştür. İlerleyen mod katkılarının artması bu tip yapıların doğal yükler etkisinde olağan dışı davranış sergilemelerinin başlıca nedenidir. Yükseklikle beraber doğrusal azalan bir çap ve duvar kalınlığı seçilmesine rağmen, ilerleyen mod katkılarının arttığı örneklerde en büyük kayma gerilmeleri, yüksekliğin yaklaşık % ve %8`i civarındaki bölgelerde gerçekleşmiştir. İlk modun etkin olduğu örneklerde ise maksimumum kayma gerilmeleri yüksekliğin orta kısımlarında oluşmuşlardır. İlgili mevcut yönetmeliklerin kapsamunda bu konu hakkında yeterince kriterin yer almadığı görülmektedir. İncelenen örneklerde, yapıya dahil edilen kaplama, şerefe ve selen gibi ek kütleler doğal olarak sistemin deplasmanlarını arttırmışlardır. Örneklerin rijitlikleri sabit kalırken artan hareket dereceleriyle doğal periyotları uzamıştır. Periyot değişikliği sistemin genel davranış karakteristiklerini önemli bir oranda değiştirmese de sonuç kuvvetleri arttırmaktadır. Bundan dolayı, sistemin kütle ve rijitliğinde payı olan tüm yapısal ve yapısal olmayan elemanların modellemeye dahil edilmesine özen gösterilmelidir. Bununla beraber, ülkemiz standartlarında öngörülen rüzgar ve deprem yüklerinin kule tarzı yapılar üzerindeki etkileri karşılaştırıldığında, rüzgar yüklerinin neden olduğu tesirin yapı yüksekliği ile beraber arttığı görülmüştür. Fakat bu artış yükseklikle beraber sabit değil, azalan bir ivmeye sahiptir. Ayrıca kesitte oluşabilecek maksimum sonuç kuvvetlerin ait olduğu yükleme durumunun, belirli bir yükseklikten sonra değişebileceği görülmüştür. KAYNAKLAR 1. ACI 37, 1998, Design and Construction of Cast-In-Place Reinforced Concrete Chimneys, American Concrete Institute, Michigan. 2. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 1998 Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, 8s. 3. Chopra, A.K., 199, Dynamics of Structures: Theory and Application to Earthquake Engineering, Prentice, Inc., New Jersey. 4. DIN 6, 1984, Solid Construction, Free-Standing Chimneys, Deutsches Institut für Normung e.v., Berlin, 28p.. Kandilli Gözlem ve Deprem Araştırma Enstütüsü, http://www.koeri.boun.edu.tr 6. SAP Structural Analysis Programme, 2, Computers and Structures Inc., Version 8.11, Berkeley, California. 7.. TS 498, 1997, Yapı Elemanlarının boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, Ankara, 19s. 443