Bitümlü sönümleyici geomateryallerin tasarlanması ve sismik izolasyon amaçlı kullanılabilirliklerinin sayısal olarak incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET KUVAT
Danışman: Erol Şadoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sismik izolasyon, yapılarda depremden dolayı meydana gelebilecek hasarları çeşitli araçlarla en aza indirgemeyi amaçlayan bir sistemdir. Mevcut sismik izolasyon sistemleri, başarılı bir şekilde kullanılmalarına rağmen düşey doğrultudaki titreşimlere duyarsız ve maliyetlerinin yüksek olması yaygın kullanımlarını engellemektedir. Bu nedenle geçtiğimiz son 10 yıl içerisinde alternatif olarak, düşük ve orta yükseklikteki konutlarda kullanılabilecek hem düşük maliyetli hem de etkili bir mekanizma olan geoteknik sismik izolasyon (GSİ) fikri ortaya atılmıştır. Bu sistemlerin esası, sismik enerjinin temel altına yerleştirilecek yüksek sönümlü zemin tabakalarıyla azaltılmasıdır. Bu çalışma kapsamında, GSİ sistemlerinde kullanılabilecek yüksek sönümleme kapasitesine sahip bitümlü geomateryaller araştırılmıştır. Bu amaca yönelik olarak, çeşitli penetrasyonlara sahip bitümler farklı oranlarda kullanılarak bitüm-kum karışımları üretilmiş ve bu karışımların dinamik kayma modülü ve sönüm oranı gibi özellikleri, dinamik üç eksenli ve çevrimsel basit kesme deneyleriyle belirlenmiştir. Ayrıca, en yüksek sönüm oranının gözlendiği bitüm-kum karışımına kum ağırlığının %1, 2, 3 ve 4'ü oranlarında öğütülmüş araç lastiği katılarak sönüm oranı artırılmaya çalışılmıştır. Bitümlü geomateryallerin, yapıların sismik davranışı üzerindeki etkisi incelemek için ANSYS paket programıyla sonlu elemanlar analizleri yapılmıştır. Analizlerde, bitümlü geomateryalin boyutları, yapının kat adeti ve deprem maksimum yer ivmesinin model yapının sismik davranışı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda maksimum sönüm oranı, %10 oranında 160/220 penetrasyonlu bitüm içeren karışımda gözlemlenmiştir. Bu karışımda, öğütülmüş araç lastiği içeriği artışına bağlı olarak sönüm oranının arttığı, kayma modülünün azaldığı belirlenmiştir. Sayısal analizlerde, kat sayısına da bağlı olarak bitümlü geomateryalin kullanıldığı durumda çatı seviyesindeki ivmelerin %65'e varan oranlarda azaldığı görülmüştür. Böylece, kum-öğütülmüş araç lastiği-bitüm karışımlarından oluşan geomateryalin, GSİ sistemlerinde etkili bir şekilde kullanılabileceği ortaya konulmuştur.