KULLANILMIŞ ARABA LASTİKLERİ İLE ARD-GERME UYGULAYARAK YIĞMA BİNA DUVARLARININ DEPREME KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ Dr. Ahmet Türer Mustafa Gölalmış
TASLAK Giriş Teori Terminoloji Deneyler Deney Düzeneğinin Hazırlanması Sonuçlar
GİRİŞ Türkiyedeki yığma yapılar... Türkiye nüfusunun yaklaşık % 50... Bu yapılar genellikle mühendislik bilgisi olmayan yığma bina sakinleri tarafından yapılmaktadır... Tuğla, taş, briket ve kepiç... Ağır çatı yükleri büyük yatay yüklere Mevcut Güçlendirme Teknikleri Karışık, Maliyeti yüksek, Uygulanabilirliği zor.
Ağır Çatı Problem ENİNE LASTİKLER İLE ÖNLENMESİ. ENİNE LASTİKLER İLE ÖNLENMESİ. DUVAR YIKILMASININ ÖNLENMESİ. (DİKİNE LASTİKLER) ENİNE LASTİKLER İLE ÖNLENMESİ.
Teori
AMAÇ Yeni bir güçlendirme tekniği sunmak: basit maliyeti düşük uygulanabilirliği kolay
Önerilen Yeni Güçlendirme Tekniği
Terimler Kullanılmış araba lastiği Lastik halkası Lastik kenar halkası Bağlantı Silindirik ağaç
Deney-1: Çekme Deneyleri Amaç; Lastik halkalarının ve lastik kenar kenar halkalarının çekme danayımlarını ölçmek, Bağlantı tasarımı yapmak.
30 ton loadcell Üstten Görünüş
30 ton loadcell LVDT Üstten Görünüş
30 ton loadcell LVDT Üstten Görünüş
Çekme Kuvveti (ton) 20 16 12 8 4 0 Lastik Çekme Dayanım Deneyleri 13.3 ton 0 2 4 6 8 10 12 Yer Değiştime (cm) g1 e2 b3 p4 m5 g6 b7 b8 L9 L10 D11 L12 g13 St14 T15 L16 D17
Çekem Kuvveti (ton). 8 6 4 2 Lastik Kenar Halkası Çekme Dayanımı Deneyleri 5.4 ton L-1 D-2 T-3 M-4 G-5 B-6 G-7 M-8 0 0 1 2 3 4 5 6 Yer Değitirme (cm) B-9
Bağlantı Tasarımı Boru Uzunluğu D p Delik Aralığı D b
9 Bağlantılı Lastik Çekme Dayanım Deneyleri 8 Çekeme Kuvveti (ton) 7 6 5 4 3 2 1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Yer değiştirme (cm) b-1 b-2 b3 b-4 b-5 Deney No Boru Çapı (cm) Boru Kalınl nlığı (cm) Civata Çapı (cm) Uzunluk (cm) Delik Aralığı (cm) Bağ Çeşidi 1 φ 18,5 (S420) - φ 18,5 (S420) 20,5 - Kaynak 2 φ 34(St37) 4 φ 16(S420) 22 - Kaynak 3 φ 78(St37) 4 M22 (6.8) 38 25 Civata 4 φ 72(St37) 4 M22 (6.8) 33 25 Civata 5 φ 49(St37) 4 M12 (6.8) 33 25 Civata
5 Bağla ntılı La s tik Ke nar Ha lka s ı Çekme Dayanımı Deneyleri Çekme Kuvveti (ton) 4 3 2 1 0 M-1 S-2 L-3 M-4 M-5 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 Ye r De ğitirme (cm)
Deney-2: Düzlem Dışı Duvar Deneyleri Amaç; Güçlendirilmemiş yığma duvar, düzlem dışı davranışlarını incelemek... Güçlendirilmiş yığma duvar düzlem dışı davranışlarını incelemek...
Düzlem Dışı Deneyler Tuğla Duvar Deneyleri Sadece kullanılmış lastik halkası ile Melez sistem (Lastik halkası ve inşaat çelik çubuklarından oluşmaktadır) Briket Duvar deneyleri Tuğla duvar ile aynı...
Teori Malzemeler kırılgan: Kırılgan, Basınç Dayanım kapasiteleri yüksek, Çekme kapasiteleri düşük. Basınç dayanım özelliklerini kullanarak, ard-germe tekniği ile çekme kapasitelerini artırmak.
Düzlem Dışı Deneyler Deney düzeneği: Basit mesnetli sistem, Duvarın ortasında sabit moment aralığı elde etmek, F x y x Constant Sabit moment Moment M=F*x/2 amaçlanmıştır... iki yön Deney Düzeneği
UNP100-Profil UNP100-Profils Civata UNP100-Profil UNP100-Profil Oynar-başlık UNP100-Profil UNP100-profil LVDT UNP100-Profil UNP100-Profil Önden Görünüş Zemin Arkadan Görünüş Deney Düzenek Bakış
Load cell tahta UNP-260 INP-260 UNP-260 UNP-260 Load cell Kirko LVDT LVDT stroke Oynar-başlık LVDT UNP260 Yandan Bakış
Tuğla Duvar Düzlem-Dışı Dışı Deney Sonuçları-1 5 ton 10ton 0 ton 2 1.5 1 Yatay Kuvvet (ton) 0.5 0-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 0.2-0.5-1 0.15 0.1-1.5-2 Yatay Yer Değiştirme (cm) 0.05 0 0 1 2 3
Ard-Germe Kuvveti (5ton)-Yatay Kuvvet 5.5 Ard-Germe Kuvvet (ton) 5 4.5 4-1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 Yatay Kuvvet (ton) Ard-Germe Kuvveti(10 ton)-yatay Kuvvet 10.5 Ard-Germe Kuvvet (ton) 9.5 8.5 7.5 6.5 5.5 4.5-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 Yatay Kuvvet(ton)
Düzlem Dışı Çatlak Oluşumaları
Tuğla Duvar Düzlem-Dışı Dışı Deney Sonuçları-2 10 ton 5 ton normal 2.5 2 1.5 Yatay Kuvvet (ton) 1 0.5 0-6.00-4.00-2.00 0.00-0.5 2.00 4.00 6.00-1 0.3 0.2-1.5-2 -2.5 Ya ta y Ye r De ğiştirme (cm) 0.1 0-1.50-1.00-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50-0.1-0.2-0.3
Ard-Germe Kuvveti (5ton)-Yatay Kuvvet 5.3 5.2 Ard-Germe (ton) 5.1 5 4.9 4.8 4.7 4.6-1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 Ya ta y Kuvve t (ton) Ard-Germe Kuvveti (10 ton)-yatay Kuvvet 11 Art-Germe Kuvvet (ton) 10.5 10 9.5 9 8.5 8-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 Yatay Kuvvet (ton)
Düzlem Dışı Çatlak Oluşumaları
Melez Sistem Lastik Halkası İnşaat Çelik Çubukları
UNP100-Profil UNP140-Profil Civata UNP100-Profil UNP100-Profil φ12 UNP100-Profil UNP100-Profil LVDT UNP100-Profil UNP100-Profil Front View Ground Back View
Load cell tahta UNP-260 UNP-260 Load cell LVDT INP-260 UNP-260 Kriko LVDT LVDT UNP260 Yandan Görünüş
Tuğla Duvar Melez Sistem Düzlem-Dışı Dışı Deney Sonuçları-3 4 3 Yatay Kuvvet (ton) 2 1 0 10 ton normal -2-1 0 1 2 3-1 -2-3 -4 Yatay Yer Değiştirme (cm)
Ard-Germe Kuvveti(10 ton)-yatay Kuvvet 12 Ard-Ge rme Kuvve ti (ton) 11 10 9 8-4 -3-2 -1 0 1 2 3 4 Ya ta y Kuvvet (ton)
Çatlak Oluşumaları
Briket Duvar UNP100-Profil UNP140-Profil Civata UNP100-Profil UNP100-Profil φ12 UNP100-Profil UNP100-Profil LVDT UNP100-Profil UNP100-Profil Önden Görünüş Zemin Arkadan görünüş
Briket Duvar Düzlem-Dışı Dışı Deney Sonuçları-4 2.5 2 Yatay Kuvvet (ton) 1.5 1 0.5 0-2.00-1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00-0.5 0 0.4 0.2-1.00-0.50 0.00 0.50 1.00-1 -1.5 Ya ta y Ye r De ğiş tirme (cm) -0.2-0.4-0.6
Ard-Germe Kuvveti(3 ton)- Yatay Kuvvet 3.9 Ard-Germe Kuvveti(ton) 3.7 3.5 3.3 3.1 2.9 2.7-1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Ya ta y Kuvve t (ton)
Çatlak Oluşumları
Briket Duvar Melez Sistem Düzlem-Dışı Dışı Deney Sonuçları-5 3ton Norma l 5ton Düzlem Dışı Ard-Germe Güçlendirme Deneyi-5 2.5 2 1.5 Ya ta y Kuvve t (ton) 1 0.5 0 0.3-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2-0.5 0.2-1 -1.5 0.4 0.1 0-0.2-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4-0.1-2 Ya ta y Ye r De ğiştirme (cm) -0.2-0.3
Ard-Germe Kuvveti(3 ton)- Yatay Kuvvet 4 Ard-Germe Kuvveti (ton) 3.5 3 2.5-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 Ya ta y Kuvve t (ton) Art-Germe Kuvveti (10ton)-Yatay Kuvvet 5.5 Art-Germe Kuvve t (ton) 5 4.5 4 3.5 3-2 -1.5-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Yatay Kuvvet (ton)
Çatlak Oluşumları
Düzlem Dışı Deney Sonuçları Düzlem dışı dayanım kapsiteleri, uygulanan ard-germe kuvveti ile doğru orantılı olarak arttı. Süneklik kapasitesi arttı. Enerji sönümleme kapasitesi arttı.
Deney-3: Birebir Ölçekli Yığma Bina Eğilme Masası Deneyleri
Güçlendirilmemiş Birebir Ölçekli Model Ana duvar üzerinde büyük çapraz çatlaklar oluşmuştur (güçlü yönde) 18.5 derecelik eğiklikte (0.31 g).
İçerden çapraz çatlaklar
Zayıf yön düzlem dışı yıkılması...
Güçlendirilmiş Bire bir Ölçekli Model
30 0 (0.5*g)eğilmiş güçlendirilmiş yığma yapı
Güçlendirilmiş yığma yapı: 34 0 ye kadar eğilip sonra tekrar 0 0 ye büyük bir hasar görmeden geri geldi (0.56 g = 1.8 * 0.31 g). g
G1 G2 (+α) G(1) G(2) N(1) N(2) -2 Eğilme Ma s a s ı Deneyleri 0.6 0.4 0.24g %80 artış 0.2 0-0.2-0.4-0.6 Çapraz Yer Değiştirme (mm) (+α) G1 G2 N1 N2 N1 N2 (-α) (-α) Ya ta y İvme (g)
Eğilme Masası Deney Sonuçları Sonuçlar Güçlendirme oranı =0.559g/0.309g =1.81 (%80) Binanın enerji sönümleme kapasitesi arttı. Süneklik artışı gözlendi.
Teşekkürler Bu çalışma; DÜNYA BANKASI DM#2003 ve TÜBİTAK İÇTAG I599/01 nin, Atık Araba Lastikleri Kullanarak Yığma Yapıların Deprem Performanslarının Geliştirilmesi Projesi nin bir parçasıdır.
İlginiz için teşekkürler...