DEPREMDE HASAR GÖRMÜŞ BETONARME YAPI ELEMANLARININ HASAR DURUMLARININ AKUSTİK EMİSYON ORAN İŞLEME ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ



Benzer belgeler
5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 4- Özel Konular

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

YIĞMA YAPILARDA HASAR TESPİTİ DENEY VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ. Dr.Fevziye AKÖZ

DÜZCE İLİNDE 1999 YILINDAKİ DEPREMLERDE YIKILAN BETONARME BİNALARDA KULLANILAN BETONUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Özel Konular

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

Mevcut Yapıların Beton Dayanımının Jeofizik (Ultrasonik) Yöntemlerle Belirlenmesi. Sinancan ÖZİÇER ve Osman UYANIK

YTÜ Mimarlık Fakültesi Statik-Mukavemet Ders Notları

İZMİR İLİ BUCA İLÇESİ 8071 ADA 7 PARSEL RİSKLİ BİNA İNCELEME RAPORU

POLİPROPİLEN FİBERLERLE GÜÇLENDİRİLMİŞ KUM ZEMİNLERİN DİNAMİK ETKİ ALTINDA BOŞLUK SUYU BASINCI DAVRANIŞI

Şekil 1.1. Beton çekme dayanımının deneysel olarak belirlenmesi

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

SÜNEK OLMAYAN B/A ÇERÇEVELERİN, ÇELİK ÇAPRAZLARLA, B/A DOLGU DUVARLARLA ve ÇELİK LEVHALAR ile GÜÇLENDİRİLMESİ.

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

RİSKLİ YAPILARIN TESPİT EDİLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR. 5- Risk Tespit Uygulaması: Betonarme Bina

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

Kırılma Hipotezleri. Makine Elemanları. Eşdeğer Gerilme ve Hasar (Kırılma ve Akma) Hipotezleri

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

YAPI MALZEMELERİ DERS NOTLARI

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

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

RİSKLİ BİNALARIN TESPİT EDİLMESİ HAKKINDA ESASLAR 5-Kontrol Uygulaması

LABORATUVARDA YAPILAN ANALİZLER

YAPIDA BETON KALİTESİNİN TAHRİBATLI ve TAHRİBATSIZ YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ. Araş.Gör. Nihat KABAY * Prof.Dr. Fevziye AKÖZ **

Beton Dayanımının Ultrasonik Yöntemle Tayini BETON DAYANIMININ

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI. Kemal Tuşat YÜCEL

DAYANIM İLE İLİŞKİLİ MALZEME ÖZELİKLERİ

T.C PENDĠK BELEDĠYE BAġKANLIĞI ĠSTANBUL. Raporu Hazırlanan Bina Bilgileri

MMU 420 FINAL PROJESİ

Basınç deneyi sonrası numunelerdeki uygun kırılma şekilleri:

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

Beton Yol Kalınlık Tasarımı. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

TS 500 (2000): Betonarme yapıların hesap ve yapım kuralları TS 498: Yapı elemanlarının boyutlandırılmasında alınacak yüklerin hesap değerleri

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

İnşaat Mühendisleri İster yer üstünde olsun, ister yer altında olsun her türlü yapının(betonarme, çelik, ahşap ya da farklı malzemelerden üretilmiş)

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

YAPIDAKİ BETONUN KARAKTERİSTİK BASINÇ DAYANIMININ KAROT VERİLERİNE DAYANARAK BELİRLENMESİ

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

YAPI MEKANİĞİ LABORATUVARI

Yapı Elemanlarının Davranışı

BETONARME-II (KOLONLAR)

MOMENT AKTARAN BİRLEŞİMLER YAPI MERKEZİ DENEYSEL ÇALIŞMALARI

ARTIMLI DİNAMİK ANALİZ YÖNTEMİ İLE BETON AĞIRLIK BARAJLARDAKİ HASAR BELİRLENMESİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır.


UZUN AÇIKLIKLI BETONARME KARAYOLU KÖPRÜLERİNİN DEPREM GÜVENLİKLERİNİN HASARSIZ DİNAMİK DENEYSEL YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ: BİRECİK KÖPRÜSÜ ÖRNEĞİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

Mecburi Standard Tebliği

Malzemenin Mekanik Özellikleri

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

Politeknik Dergisi, 2017; 20 (1) : Journal of Polytechnic, 2017; 20 (1) : Anıl ÖZDEMİR 1*, Emre ERCAN 2*

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

BETONARME YAPI TASARIMI -KOLON ÖN BOYUTLANDIRILMASI-

MMU 420 FINAL PROJESİ. 2015/2016 Bahar Dönemi. Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi

Maksimum Agrega Tane Boyutu, Karot Narinliği ve Karot Çapının Beton Basınç Dayanımına Etkisi GİRİŞ

2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

NOKTA YÜKLEME DAYANIM İNDEKSİ TAYİNİ. Bu deney, kayaların nokta yükleme dayanım indekslerinin tayinine ilişkin bir deneydir.

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

REZA SHIRZAD REZAEI 1

MECHANICS OF MATERIALS

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

BESMAK MARKA BCO 113 SERİSİ TAM OTOMATİK BİLGİSAYAR KONTROLLÜ HİDROLİK BETON TEST PRESİ VE EĞİLME TEST SİSTEMİ

İNŞAAT MÜHENDİSLERİ ODASI- İZMİR ŞUBESİ

MalzemelerinMekanik Özellikleri II

genel denklemin elde edilebilir. Şekil 1' den, M=P.V yazılabilir. Böylece elastik eğri denklemi

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı

DİNAMİK BENZERİ DENEYLERLE YETERLİ DAYANIMA SAHİP BİR BETONARME ÇERÇEVENİN BİRLEŞİM BÖLGELERİNİN PERFORMANSININ İRDELENMESİ

Malzemelerin Mekanik Özellikleri

Geçmiş depremlerde gözlenen hasarlar Güncellenen deprem yönetmelikleri Tipik bir binada depremsellik incelemesi

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. fatihay@fatihay.net

KODU DERSİN ADI SORUMLUSU YER P.TESİ SALI ÇARŞ PERŞ CUMA Yüksek Lisans Tezi Doç. Dr. Tayfun DEDE

BETON SINIFININ TAHRİBATSIZ YÖNTEMLER İLE BELİRLENMESİ. Prof.Dr.Nabi YÜZER

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Mukavemet. Betonarme Yapılar. Giriş, Malzeme Mekanik Özellikleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

BETONARME KİRİŞLERİN ÇELİK LEVHALARLA KESMEYE KARŞI GÜÇLENDİRİLMESİ SHEAR STRENGTHENING OF REINFORCED CONCRETE BEAMS WITH STEEL PLATES

BETONARME KOLONLARIN AKMA EĞRİLİKLERİNİN TESPİTİ İÇİN TBDY-2016 DA VERİLEN AMPİRİK BAĞINTILARIN İNCELENMESİ

DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ

Kirişli Döşemeli Betonarme Yapılarda Döşeme Boşluklarının Kat Deplasmanlarına Etkisi. Giriş

YANGINDAN ETKİLENMİŞ BİR BETONARME GÜÇLENDİRMESİNİN PLANLANMASI ÜZERİNE. erdemli.

ALTERNATĐF AKIM (AC) I AC NĐN ELDE EDĐLMESĐ; KARE VE ÜÇGEN DALGALAR

SÜRTÜNME ETKİLİ (KAYMA KONTROLLÜ) BİRLEŞİMLER:

Transkript:

DEPREMDE HASAR GÖRMÜŞ BETONARME YAPI ELEMANLARININ HASAR DURUMLARININ AKUSTİK EMİSYON ORAN İŞLEME ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ ÖZET: S. Tayfur 1, M. Karcılı ve N. Alver 2 1 Araştırma Görevlisi, İnşaat Müh. Bölümü, Ege Üniversitesi, İzmir 2 Öğretim Üyesi, İnşaat Müh. Bölümü, Ege Üniversitesi, İzmir Email: senatayfur@gmail.com Ülkemiz aktif bir deprem kuşağı üzerinde bulunduğundan, özellikle son yıllarda birçok deprem felaketi yaşanmıştır. Depremde hasar görmüş binaların hasar seviyelerinin tespit edilmesi ve sonuçların güvenilir olması önemli bir konudur. Betonarme yapıların dayanıklılığının değerlendirilmesi için betonun mukavemetinin yanı sıra yapıda oluşan hasarın derecesi de önemlidir. Hasar tespitinin değerlendirilmesinde kullanılan tahribatsız test yöntemlerinden biri de Akustik Emisyon (AE) dur. AE, düşük yük seviyelerinde gelişen çatlakların gelişimlerinin belirlenmesinde kullanılan ve artan yükler altında çatlakların yönleri ve şekilleri hakkında detaylı bilgi edinebileceğimiz gelişmiş bir test metodudur. Bu yöntem ile betonun iç bölgesinde gelişen mikroskobik büyüklükteki hasarları bile belirlemek mümkündür. Yöntem, kırılmadan dolayı oluşan enerji boşalmasının sebep olduğu elastik dalgaların malzeme içerisinde hareket ederek yüzeye ulaşması ve yüzeye yerleştirilen sensörler yardımı ile bu dalgaların zaman tanım aralığında toplanıp analiz edilmesi ilkesine dayanır. Test edilen elemanlarda hasar seviyesi tespiti için AE-Oran İşleme Analizi yöntemi geliştirilmiştir. Yöntemde, hasar görmüş betonarme taşıyıcı elemanlardan alınan numunelerin serbest basınç deneyi etkisi altında AE aktiviteleri kayıt altına alınır. Toplanan veriler yardımıyla Oran İşleme Analizi yönteminde AE aktivitesi ile hasar parametresi arasında bir korelasyon oluşturulur. Bu çalışmada, 2011 Simav depreminde hasar görmüş yapıların taşıyıcı elemanlarının hasar seviyelerini tespit etmek amacıyla alınan karot numuneler laboratuvar ortamında serbest basınç deneyine tabi tutulmuştur. Elde edilen verilere AE - Oran İşleme Analizi uygulanmıştır. Yapılan analizler doğrultusunda yapının hasar görmemiş durumundaki elastisite modülleri AE oran ve hasar parametreleri ile ilişkilendirmiş ve yapının hasar seviyesi tespit edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Akustik Emisyon, AE-Oran İşleme Analizi, Deprem Hasarlı Yapılar, Hasar Tespiti 1. GİRİŞ Derecelerine göre değişkenlik gösteren beş adet farklı deprem zonu barındırdığından, tarih boyunca ülkemizin bulunduğu coğrafyada çok sayıda deprem felaketi yaşanmıştır (Kılcı vd., 2015). Bu felaketler sonucu kaybedilen canların yanı sıra birçok yapı yıkılmış ve hasar görmüştür. Hasar gören bu yapıların kullanılıp kullanılamayacağı veya hangi önlemler alınarak yerleşime uygun hale getirilebileceğine karar vermek yeni can kayıplarının önlenmesi açısından oldukça önemlidir. Bu amaçla yapıların hasar seviyelerinin belirlenmesi ilgi gören bir konu olmuştur. Hasar tespitinde kullanılan yöntemlerden bazıları malzemede tahribat oluştururken, bazıları ise malzemeye zarar vermeden yapısı hakkında bilgi sahibi olmaya yaramaktadır. Bu yöntemler tahribatsız muayene yöntemleri olarak adlandırılmaktadır (Cartz, 1995). Bu amaçla kullanılan tahribatsız muayene yöntemlerinden olan Akustik Emisyon (AE), malzemenin mikro yapısındaki değişim ile geçici gerilme dalgalarının açığa çıkması olayıdır (Wevers, 1997). Yöntem genel olarak yüzeye yerleştirilen sensörler ile bu dalgaların algılanarak hasarın yeri ve oluşum zamanının belirlenmesini sağlamaktadır. Yöntemden elde edilen verilerin farklı metotlarla analiz edilmesiyle AE çeşitli açılardan geliştirilmeye devam etmektedir. Oran İşleme Analizi de AE analiz

yöntemlerinden biri olup, hasar görmüş yapıların hasar seviyelerini incelemeye yaramaktadır. Bunun için serbest basınç deneyine tabi tutulan numunelerin AE aktiviteleri izlenerek hasar parametresi oluşturulmaktadır. Oluşturulan bu hasar parametresi AE aktiviteleriyle ilişkilendirmekte ve malzemenin hasar seviyesi tespit edilmektedir. Bu çalışmada 2011 Simav depreminde hasar görmüş yapıların taşıyıcı elemanlarından alınan karot numuneleri serbest basınç deneylerine tabi tutulmuş, yapılarında meydana gelen AE aktiviteleri izlenmiştir. Elde edilen verilere AE-Oran İşleme Analizi uygulanmış ve elemanların hasar seviyeleri tespit edilmiştir. 2. AKUSTİK EMİSYON (AE) ASTM E 1316 ya göre Akustik Emisyon (AE), gerilme altındaki malzemelerde bir ya da birden fazla kaynağın hızlı bir şekilde enerji salarak geçici elastik dalgalar ürettiği olaylar ve bu şekilde meydana gelen geçici elastik dalgalar şeklinde tanımlanmaktadır. AE olayları günlük hayatta da oldukça geniş bir yelpazede karşımıza çıkmaktadır. Depremler en büyük çaplı AE olayları iken, yük etkisi altındaki metallerde dislokasyon hareketleri en küçük ölçeklileridir. AE yi diğer tahribatsız muayene yöntemlerinden ayıran en temel farklar, harici bir sinyal kaynağına ihtiyaç duymadan kaynağın malzemenin bünyesinde oluşması ve süreksizliğin şeklinin yanı sıra hareketini ve oluşum zamanını da algılayabilmesidir. Ayrıca diğer tahribatsız muayene yöntemleri malzemede mevcut durumdaki hasarları incelerken, AE, malzemenin yük altındaki davranışını incelemekte, böylece olası hasarların gelişimi hakkında bilgi edinilmesine yardımcı olmaktadır. 2.1. AE yönteminin esasları AE, kaynak denilen kırılmanın başladığı yerde enerji açığa çıkması, bunun neden olduğu elastik dalgaların malzeme içinde hareket ederek yüzeye ulaşması ve yüzeye yerleştirilen sensörler yardımıyla toplanıp analiz edilmesi ilkesine dayanmaktadır (Şekil 1). Sensör Kusur AE dalgasının yayılımı Sonik dalganın yayılması Şekil 1. AE oluşumu ve algılanması (Grosse and Ohtsu, 2008) AE sinyali geçici elastik dalgaların AE aygıtları tarafından işlenmesi sonucu oluşan sinyallerdir. Bu sinyaller ilk olarak yüzeyde oluşturdukları titreşimi elektriksel işarete çeviren algılayıcılara yani sensörlere ulaşmaktadırlar. Zayıf sinyaller olmaları nedeniyle buradan gerekli voltaj seviyelerine yükseltilmek üzere ön yükseltece, daha sonra belli frekans değerinin altındaki gürültülerin süzüldüğü süzgece, istenilen düzeye getirilmek üzere güç yükseltecine ve sayıcılara gönderilmektedirler. Son olarak sinyal biçimini izlemek üzere veri kayıt ve gösterim aygıtları kullanılmaktadır. Kısaca bir AE dalgası mekanik olarak oluştuktan sonra elektrik sinyaline dönüşmekte, ardından bilgisayarda dijital bir hal almaktadır. Beton gibi homojen olmayan malzemelerde elastik dalganın yayılımındaki hız, sönümleme gibi fiziksel özellikleri değişmektedir. Bu sebeple kullanılacak sensörlerin ve diğer cihazların duyarlılığı önem arz etmektedir.

2.2. AE sinyal analizi AE sinyalinin çeşitli tekniklerle analiz edilmesinden önce de, elde edilen AE dalga formuna ait çeşitli parametreler yardımıyla bazı tahminleri yapmak mümkündür. Şekil 2 de tipik bir AE sinyaline ait parametreler gösterilmiştir. AE tekniğinin en önemli özelliklerinden biri de ortamdaki gürültüyü elemine ederek AE pulslarını veri setlerine dönüştürmektir. Bu amaçla belirlenen seviyeye eşik değeri denilmektedir. AE tekniği beş temel sinyal ölçme parametresine sahiptir: Genlik, dalga formunda ölçülen en büyük voltajdır. Yükselme zamanı, eşik değerini geçen ilk nokta ile pik arasındaki, süre ise, eşik değerini geçen ilk ve son noktalar arasındaki zaman aralığıdır. Sayı, eşik seviyesini geçen puls sayısıdır. Düzeltilmiş sinyal zarfı altındaki ölçülen alan ise MARSE (Measured Area Under the Rectified Signal Envelope), enerji olarak tanımlanmaktadır ve emisyonun enerjisini belirlediği için yararlı bir parametredir. Yükselme zamanı Genlik Maksimum genlik Eşik değeri Zaman AE Sayısı Süre Şekil 2. AE sinyaline ait parametreler 3. ORAN İŞLEME ANALİZİ Oran İşleme Analizi nde temel amaç hasar seviyesinin tespitidir. Bu kapsamda yöntem hasar tespiti yapılacak numunelerin serbest basınç deneyi etkisi altında AE aktivitelerinin gelişimini izleme ve analiz etme ilkesine dayanmaktadır. Tek eksenli basınç etkisi altında, çok sayıda kritik mikro çatlaklar içeren betonda, yeni çatlak gelişiminden dolayı düşük gerilme seviyelerinde AE aktivasyonu görülmektedir. Bu çatlaklar az miktarda olduğunda ise düşük gerilme seviyelerinde AE aktiviteleri stabil ve düşük olmaktadır. Bu sebeple serbest basınç deneyi etkisinde AE aktivitelerinin belirlenmesi için oran işleme teorisi geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar mikro çatlaklardan dolayı oluşan AE aktivitelerinin Oran İşleme Analizi ile tespit edilebildiğini ortaya koymuştur (Ohtsu, 1992; Ohtsu ve Watanabe, 2001; Ohtsu et.al., 2007). 3.1. AE-Oran işleme analizi Bir numunenin V gerilme seviyesi etkisinde iken dv kadar gerilme artışına maruz kaldığı düşünülürse, bu artıştan kaynaklanan toplam AE vuruş sayısı N ile tanımlansın. Bu gerilme artışındaki AE oluşum olasılık fonksiyonu f(v) Denklem 1 ve hiperbolik fonksiyon olarak düşünülen Denklem 2 ile belirlenmektedir. f(v) dv = dn/n (1) f(v) = a/v + b (2) Burada a ve b ampirik katsayılar olup, a katsayısı oran olarak adlandırılmaktadır ve tanımlanan gerilme seviyesindeki AE aktivitesini göstermektedir. Eğer düşük bir gerilme seviyesinde a değeri pozitifse AE aktivite olasılığı yüksektir ve numune hasarlı olarak nitelendirilmektedir. a değerinin negatif olması

durumunda ise AE aktivite olasılığı düşüktür ve numune hasarsız olarak nitelendirilmektedir. a değerine bağlı olarak f(v) olasılık fonksiyonunun durumları Şekil 3 te gösterilmiştir. f(v) f(v)=a/v+b (a>0) f(v)=a/v+b (a<0) b 0 20 40 60 80 100 V(%) Şekil 3. f(v) olasılık fonksiyonunun iki farklı durumu (Suzuki ve Ohtsu, 2004) (1) ve (2) numaralı eşitliklerin ortak çözümüyle C integrasyon sabiti olmak üzere, gerilme seviyesine bağlı olarak AE olayları aşağıdaki şekilde yazılabilir. N = CV a exp(bv) (3) Hasar mekaniğinde hasar parametresi Denklem 4 teki gibi elastisite modülündeki rölatif değişim olarak tanımlanmaktadır (Suzuki ve Ohtsu, 2004). Burada E betonun elastisite modülünü, E * ise hasarsız betonun elastisite modülünü ifade etmektedir. E = 1 - * E (4) Loland, serbest basınç etkisi altında ile deformasyon arasındaki ilişkiyi Denklem 5 ile tarif etmektedir. Burada 0 numunenin basınç deneyinden önceki hasar parametresi olup, A 0 ve ampirik katsayılardır (Loland, 1989). = 0 + A 0 ε (5) Denklem 4 ve 5 in ortak çözümünden elde edilen gerilme ve betonun başlangıç elastisite modülü E 0 arasındaki ilişki Denklem 6 da verilmiştir. Burada E 0 =E * (1-0 ) betonun başlangıç elastisite modülüdür (Şekil 4.a). = (E 0 - E * A 0 ε ) ε (6) 3.2. Hasar değerlendirmesi Loland modeline göre hasar seviyesindeki artış elastisite modülünde azalmaya neden olmaktadır ve Denklem 7 ile ifade edilebilmektedir. Burada Ω c kopma birim şekil değiştirmesine karşılık gelen hasar parametresidir ve değişimi Şekil 4.b de gösterilmiştir. E 0 E c =E * (1 Ω 0 ) E * (1 Ω c )=E * (Ω c Ω 0 ) (7)

Gerilme Hasar parametresi Ω c E 0 E C Ω 0 0 0 Birim şekil değiştirme ε c Birim şekil değiştirme ε c (a) (b) Şekil 4. (a) Gerilme-birim şekil değiştirme ve E 0 -E C (b) Hasar parametresi ve birim şekil değiştirme arasındaki ilişkiyi gösteren grafik ile a oranı arasındaki lineer ilişki Şekil 5 e dayanarak Denklem 8 deki gibi elde edilmektedir. Burada, 9 numaralı denklem ile bulunabilmektedir. + (a x 100) = (a x 100) X + Y (8) = E C E E 0 C (9) Şekil 5. Hasar parametresi ve oran arasındaki ilişkinin AE verileri ile belirlenmesi a =0 durumunda E 0 =E C varsayıldığından, Denklem 10 oluşturulmuştur. Bu bağıntıyla beraber AE verileri kullanılarak numunenin hasarsız durumdaki elastisite modülü E * elde edilmektedir (Ohtsu, 1992). E * E = E C + C (10) Y 4. DENEYSEL ÇALIŞMA Deneysel çalışmada 19 Mayıs 2011 günü TSİ 23.15 te Kütahya iline bağlı Simav ilçesi merkez üssünde 5.9 Mw şiddetinde gerçekleşen depremde hasar görmüş iki farklı betonarme yapıdan alınan karot numuneler

kullanılmıştır. Bina-1 1995 yılında inşa edilmiş olup, deprem sonrası orta derecede hasarlı olarak nitelendirilmiştir. Bina-2 ise 1994 yılında inşa edilmiş olup, deprem sonrası yüksek derecede hasarlı olarak nitelendirilmiştir. Binaların dıştan görünüşleri Şekil 6 da gösterilmektedir. (a) (b) Şekil 6. (a) Bina 1 (b) Bina 2 dıştan görünüş 4.1. Deney numuneleri Binalardan karot alımları TS EN 12504-1 standartlarına göre yapılmıştır. Donatılar karot alma işleminden önce zarar görmemeleri için donatı tarama cihazı ile tespit edilmiştir. Alınan numunelerin çap, boy ve lokasyonları Tablo 1 de gösterilmiştir. 4.2. Serbest basınç deneyleri Karot numuneleri pürüzlü yüzeyleri düzeltildikten sonra laboratuvar ortamında serbest basınç deneyine tabi tutulup eş zamanda AE aktiviteleri izlenmiştir. Kullanılan basınç presi 200 ton kapasiteli, 220 V, 50 Hz, 10 A değerindedir ve yükleme hızı ayarı 0,3-20 kn arasında değişmektedir. Serbest basınç deneyi altında numunelerin yük-deformasyon değişimi izlemek amacıyla her numuneye 3 adet gerinim pulu yapıştırılmıştır (Şekil 7.a). Numunelerin AE aktivitelerini inceleyebilmek amacıyla kullanılan AE veri toplama sistemi, 8 kanallı sistem kartı, ön yükselticiler, bağlantı kabloları, bilgisayar ve sensörlerden oluşmaktadır (Şekil 7.b). Deneyler sırasında 2 adet AE sensörü numuneler üzerine yerleştirilmiş olup, rezonans frekansları 150 khz dir. Tablo 1. Karot numunelerinin detayları Numune Bina Yükseklik Kat Kolon No (mm) Çap (mm) No 3 B1 1 S12 130 95 No 10 B1 1 S07 150 95 No 12 B1 1 S16 115 95 No 18 B1 1 S18 125 95 No 13 B1 2 S13 110 95 No 15 B1 2 S15 125 95 No16 B1 2 S16 100 95 No 17 B1 2 S17 100 95

No 8 B1 3 S09 120 95 No 6 B1 3 S16 145 95 No 9 B1 3 S12 130 95 No 11 B2 1 S01 120 95 No 2 B2 1 S14 135 95 No 5 B2 2 S01 130 95 No 7 B2 2 S01 150 95 No 19 B2 2 S19 120 95 No 20 B2 2 S20 115 95 No 21 B2 2 S21 115 95 AE Sensörleri Gerinim pulları (a) (b) Şekil 7. Serbest basınç deneyi sırasında (a) karot numuneye yerleştirilen AE sensörleri ve gerinim pulları (b) AE veri toplama sistemi 5. BULGULAR VE TARTIŞMA Karot numunelerinin serbest basınç deneyi etkisi altında elde edilen AE verilerine Oran İşleme Analizi uygulanmıştır. Numunelere ait elde edilen mekanik özellikler ve hasar durumları Tablo 2 de verilmiştir. Elde edilen bulgulara göre yapılan hasar değerlendirilmesinde E 0 /E * değerinin 1 den büyük olmasının numunenin hasarsız olduğunu gösterdiği bilgisi kullanılmıştır. Bulgular numunelerin basınç dayanımları arasında farklar olduğunu göstermektedir. Bu durumun sebebi bazı kolonların elle karıştırılmış beton ile inşa edilmesidir. Bina-1 den elde edilen numunelerin basınç dayanımları 6.9 MPa ile 20.7 MPa arasında değişkenlik göstermiştir. Ayrıca bu numunelerin maksimum (No 18), minimum (No 6) ve ortalama rölatif hasar değerleri sırasıyla 0.65, 1.56 ve 0.88 olarak belirlenmiştir. Bu binadan alınan 11 adet karot numunesinden 9 unun rölatif hasar değerleri 1 den küçük olduğu için hasarlı olarak nitelendirilmiştir. Bina-2 den elde edilen numunelerin basınç dayanımları ise 5 MPa ile 13.5 MPa arasında değişkenlik göstermiştir. Ayrıca bu numunelerin maksimum (No 2), minimum (No 20) ve ortalama rölatif hasar değerleri sırasıyla 1.04, 0.56 ve 0.80 olarak belirlenmiştir. Bu binadan alınan 7 adet karot numunesinden 5 inin rölatif hasar değerleri 1 den küçük olduğu için hasarlı olarak nitelendirilmiştir. Katlar arasındaki hasar farklarının değerlendirilmesi için ise öncelikle aynı kolona ait farklı katlardan alınan numuneler değerlendirilmiştir. Bina-1 in S16 kolonuna ait üç farklı kattan alınan karot numunelerinin (No 12, No 16 ve No 6) rölatif hasar değerleri sırasıyla 0.87, 0.72 ve 0.65 olarak belirlenmiştir. S12 kolonunun No 3 ve No 9 numunelerinin rölatif hasar değerleri ise 0.77 ve 0.74 tür. Benzer şekilde Bina-2 nin S01 kolonunun No 11

ve No 5 numunelerinin hasar değerleri de sırasıyla 0.95 ve 0.78 olarak belirlenmiştir. Tüm bu durumlar bahsedilen kolonları hasarlı olduğunu ve üst katlara çıkıldıkça hasarın arttığını göstermektedir. Bunun sebebi deprem sırasında üst katların daha fazla deplasman yapmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Tablo 2. AE-Oran İşleme Analizi sonuçları Numune Bina Kat Kolon f c (MPa) E 0 /E * Hasar Durumu (E 0 /E * ) No 3 B1 1 S12 9.3 0.77 Hasarlı No 10 B1 1 S07 6.9 0.75 Hasarlı No 12 B1 1 S16 20.7 0.87 Hasarlı No 18 B1 1 S18 11.6 1.56 Sağlam No 13 B1 2 S13 9.8 0.84 Hasarlı No 15 B1 2 S15 13.2 1.20 Sağlam No16 B1 2 S16 7.1 0.72 Hasarlı No 17 B1 2 S17 8.8 0.69 Hasarlı No 8 B1 3 S09 16.3 0.82 Hasarlı No 6 B1 3 S16 7.9 0.65 Hasarlı No 9 B1 3 S12 8.6 0.74 Hasarlı Bina-1 için ortalama E 0 /E * 0.88 Hasarlı No 11 B2 1 S01 13.1 0.95 Hasarlı No 2 B2 1 S14 12.5 1.04 Sağlam No 5 B2 2 S01 7.8 0.78 Hasarlı No 7 B2 2 S01 9.2 1.01 Sağlam No 19 B2 2 S19 13.5 0.65 Hasarlı No 20 B2 2 S20 7.6 0.56 Hasarlı No 21 B2 2 S21 5 0.67 Hasarlı Bina-2 için ortalama E 0 /E * 0.80 Hasarlı No 5 ve No 7 numuneleri ise Bina-2 nin aynı kat kolonuna aittir. No 5 kolonun üst kısmından, No 7 ise orta kısmından alınmıştır. No 5 in E 0 /E * değeri 0.78 iken No 7 ninki 1.01 dir. Sonuç olarak kolonun üst kısmı daha çok hasar görmüştür. Bu durum deprem sırasında kolon-kiriş birleşimlerine daha fazla yük geldiğini doğrulamaktadır. Ayrıca tüm numuneler göz önünde bulundurulduğunda Bina-2 den alınan numunelerin Bina-1 den alınan numunelere göre daha fazla hasar gördüğü belirlenmiştir. Bu durum Bina-1 e verilen orta hasarlı ve Bina-2 ye verilen ağır hasarlı raporlarını desteklemiştir. Şekil 8 de E 0 /E * değerleri ile basınç dayanımları arasındaki ilişki gösterilmiştir. Grafik sonuçlarına bakıldığında basınç dayanımının yüksek olmasının hasarı her zaman etkilemediği söylenebilmektedir. Bu sonuç da göstermektedir ki, daha yüksek dayanımı olan bir numune daha fazla hasar görmüş olabilir ve bu sonuca ulaşmak AE-Oran İşleme Analizi ile mümkün olmuştur.

Şekil 8. Her numune için rölatif hasar - basınç dayanımı değişimi Şekil 9 da No 9 ve No 7 numunelerine ait belirtilen gerilme seviyesi aralığında AE oluşum olasılık fonksiyonları verilmiştir. Grafikte mavi sütunlar AE vuruşlarını, pembe çizgi grafik ise bu vuruşlara en iyi uyan eğriyi temsil etmektedir. Düşük gerilme seviyelerinde yüksek AE vuruşları hasarlı numuneyi, düşük AE vuruşları ise sağlam numuneyi belirtmektedir. f(v) f(v) Basınç dayanımı (MPa) Rölatif hasar (E0 / E * ) 3 10 12 18 13 15 16 17 8 6 9 11 2 5 7 19 20 21 Numuneler Gerilme Seviyesi (%) Gerilme Seviyesi (%) (a) (b) Şekil 9. AE vuruşu olasılık fonksiyonu grafik örnekleri (a) No 9 numunesi (b) No 7 numunesi 6. SONUÇ Bu çalışmada 2011 Simav depreminde hasar gören iki binadan alınan karot numunelerinin AE-Oran İşleme Analizi ile hasar değerlendirmeleri yapılmıştır. Hasar parametresi ile AE aktiviteleri arasındaki korelasyon ile hasarlı binalara ait betonun hasar seviyeleri belirlenmiştir. Pamukkale Üniversitesi tarafından binalara verilen raporlar, AE analizi sonuçları ile desteklenmiştir. Bu durum AE oran işleme analizinin beton yapıların hasarlarının belirlenmesinde kullanılabilirliği kanıtlamıştır. Farklı katlardan alınan aynı kolona ait hasar sonuçları sismik hareketler etkisinde üst katların daha fazla deplasman yapması sebebiyle daha çok hasar gördüğünü doğrulamıştır. Kolon-kiriş birleşimlerinin daha çok hasar görmesi, karot numunelerin alındığı yerlerin önemini vurgulamıştır.

KAYNAKLAR Kılcı, F., Kara, Kara, B. Y. ve Bozkaya, B. (2015). Locating temporary shelter areas after an earthquake: A case for Turkey. European Journal of Operational Research 243:1, 323-332. Cartz, L. (1995). Nondestructive testing. ASM International, 11. Wevers, M. (1997). Listening to the sound of the materials: acoustic emission for the analysis of material behavior. NDT and E International 2, 99-106. ASTM E 1316. (2002). Standard Terminology for NDT. Grosse, C. U. and Ohtsu, M. (2008). Acoustic Emission Testing, Basics for Research -Applications in Civil Engineering, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Ohtsu, M. (1992). Rate process analysis of acoustic emission activity in core test of concrete. In:Proc of JSCE 442:16, 211-217. Ohtsu, M. and Watanabe, H. (2001). Quantitative damage estimation of concrete by acoustic emission. Construction and Building Materials 5-6, 217-224. Suzuki, T., Ohtsu, M. and Shigeishi, M. (2007). Relative damage evaluation of concrete in a road bridge by AErate process analysis. Materials and Structures 40, 221-227. Suzuki, T. and Ohtsu, M. (2004). Quantitative damage evaluation of structural concrete by a compression test based on AE rate process analysis. Construction and Building Materials 18, 197-202. Loland, K.E. (1989). Continuous damage model for load-response estimation of concrete. Cement and Concrete Research 10, 395-402.