Geliştirilmiş Vlasov Modelini Kullanarak Elastik Zemine Oturan Kalın Plakların Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi ve Etkin Zemin Derinliğinin Belirlenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Daloğlu A.T.
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Bu çalışmada, kalın plak teorisi kullanılarak kalınlık doğrultusundaki kayma şekildeğiştirmelerinin hesaba katılması ve plağın boyutlarına, yükün Şiddetine, yükün dağılımına, elastik zeminin özelliklerine bağlı olarak etkin zemin derinliğini belirlenmesi suretiyle plak-zemin etkileşim modellerinin daha da geliştirilmesi ve daha gerçekçi sonuçlara ulaşılması amaçlanmaktadır. Bu amaçla kalınlık doğrultusundaki kayma şekildeğiştirmelerini dikkate alan 4 düğüm noktalı 12 serbestlik dereceli (PBQ4) ve 8 düğüm noktalı 24 serbestlik dereceli (PBQ8) Mindlin plak elemanlar kullanılmaktadır. Önce plak çözümlerinde görülen kayma kilitlenmesinin önlenmesi amacıyla rijitlik matrisleri, eğilme ve kayma terimleri için ayrı ayrı elde edilmekte ve integraller kayma terimleri için farklı ağırlıklarla alınmaktadır. Ayrıca etkin zemin derinliğini belirleyen bir ardışık yaklaşım yöntemi önerilmektedir. Çalışmada kullanılan Geliştirilmiş Vlasov modeli ile Mindlin plak teorisi hakkında genel bilgiler verildikten sonra inceleme konusu olan problemin sonlu elemanlar formülasyonu üzerinde durulmakta, elde edilen plağa ve zemine ilişkin eleman rijitlik matrisleri açık formda sunulmaktadır. Kullanılan elemanların performansı hakkında bilgi vermek amacıyla, öncelikle zeminsiz plak örneği üzerinde kayma kilitlenmesi probleminin nasıl meydana geldiği ve seçilerek azaltılmış integrasyon tekniği ile sorunun nasıl giderildiği gösterilmektedir. Daha sonra; kayma şekildeğiştirmeleri dolayısıyla plak kalınlığı, mesnet şartları, zemin derinliği ve zemin elastisite modülünün derinlik boyunca değişimi gibi farklı parametrelerin elastik zemine oturan plakların davranışı üzerindeki etkileri incelenmektedir. Son olarak belirlenen etkin zemin derinlikleri dikkate alınmak suretiyle çeşitli çözümler yapılarak söz konusu derinliğin güvenilirliği irdelenmektedir. Çalışmanın sonunda elastik zemine serbest oturan plaklarda kalınlık doğrultusundaki kayma ĢekildeğiĢtirmelerinin dikkate alınmasının mesnetli plaklara nazaran sonuçları pek fazla etkilemediği ve zemin derinliğinin yükten etkilenen derinlikten daha büyük alınmasının sonuçları değiştirmediği, daha küçük alınmasının ise gerçekçi olmayan sonuçlara götürdüğü ortaya konmaktadır.