Kafes sistem analojisine sahip hafif çelik tonoz yapıların öksetik tasarımı ve deprem performanslarının araştırılması
Investigation of the auxetic design and earthquake performance of lightweight steel vault structures with truss system analogy
- Tez No: 959266
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULKADİR CÜNEYT AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Deprem Mühendisliği, Civil Engineering, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışmanın temel amacı, hafif çelik malzeme kullanılarak tasarlanmış farklı geometrik özelliklere sahip tonoz kabuklar ile delikli plaka yapıların, statik ve dinamik performans açısından karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesidir. Özellikle öksetik (negatif Poisson oranlı) boşluk geometrilerinin yapı elemanlarının sismik davranışına etkisi analiz edilerek, yapısal optimizasyonun sağlanabileceği parametrik stratejiler ortaya konmuştur. Yöntem: Araştırma kapsamında hem delikli plakalar hem de yarı silindirik tonoz kabuklar, çeşitli geometrik konfigürasyonlarla modellenmiştir. Sarsma tablası deneyleri ile ivme, hız ve deplasman verileri elde edilmiş; bu veriler wavelet spektrum analizi, spektral ivme değerlendirmesi ve modal analiz gibi yöntemlerle detaylandırılmıştır. Delik çapı, delik düzeni, yıldız formundaki boşluk açıları ve kabuk eğrilikleri parametrik olarak değiştirilmiş ve tüm modeller statik yükler ve 11 farklı gerçek deprem kaydı altında test edilmiştir. Bulgular: Elde edilen bulgular, delikli plakaların ve kabukların dinamik davranışlarının belirgin biçimde farklılaştığını göstermiştir. Öksetik boşlukların bulunduğu plaka sistemlerinde yerel deformasyonun çevresine yayılması ve titreşim enerjisinin daha geniş bir alana dağıtılması gözlenmiştir. Kabuk sistemlerde ise formun eğriliği ve H/B oranı, doğal frekansları ve modal kütle oranlarını doğrudan etkilemiştir. Wavelet analizi, plakaların yüksek frekanslı modlara daha duyarlı olduğunu, kabukların ise düşük frekanslı spektrumlarda yoğun enerji birikimi gösterdiğini ortaya koymuştur. Sonuç: Plaka ve kabuk sistemlerinin her biri kendine özgü avantajlar sunmakta olup, yapısal verimlilik açısından her iki sistemde de öksetik geometri kullanımı performansı artırmaktadır. Öksetik boşlukların dikkatli biçimde yerleştirildiği delikli plakalar, hem ağırlık azaltımı hem de sönüm kapasitesi açısından optimize edilmiş çözümler sunmaktadır. Tonoz kabuklar ise geometrik form avantajı ile titreşim davranışında üstünlük sağlamaktadır. Çalışma, farklı geometri ve taşıyıcı davranış tiplerine sahip sistemlerin, parametrik olarak karşılaştırılması açısından literatüre özgün katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Purpose: The main objective of this study is to comparatively evaluate the static and dynamic performance of vault shells and perforated plate structures with different geometric properties, designed using lightweight steel. In particular, by analyzing the effects of auxetic (negative Poisson's ratio) void geometries on the seismic behavior of structural elements, this research proposes parametric strategies for achieving structural optimization. Method: Within the scope of the research, both perforated plates and semi-cylindrical vault shells were modeled with various geometric configurations. Acceleration, velocity, and displacement data were obtained through shake table experiments; this data was subsequently analyzed using methods such as wavelet spectrum analysis, spectral acceleration evaluation, and modal analysis. The angles of star-shaped openings, the arrangement of voids, and shell curvatures were parametrically varied, and all models were tested under static loads and 11 different real earthquake records. Findings: The findings indicate that the dynamic behaviors of perforated plates and shells differ significantly. In plate systems with auxetic voids, it was observed that local deformation spreads to the surrounding area and that vibrational energy is distributed over a wider region. In shell systems, however, the curvature of the form and the H/B ratio directly affected the natural frequencies and modal mass ratios. Wavelet analysis revealed that plates are more sensitive to high-frequency modes, while shells exhibit intense energy accumulation in low-frequency spectra. Conclusion: Both plate and shell systems offer unique advantages, and the use of auxetic geometry in both systems enhances performance in terms of structural efficiency. Perforated plates with carefully positioned auxetic voids provide optimized solutions for both weight reduction and damping capacity. Vaulted shells, on the other hand, offer superior vibration behavior due to their geometric form. This study makes an original contribution to the literature by parametrically comparing systems with different geometries and load-bearing behaviors.
Benzer Tezler
- Balıkesir tavukçuluk işletmelerinin yapısal özellikleri üzerinde bir inceleme
Başlık çevirisi yok
MEHMET TOSUN
- İzmir ili dahilinde Turfanda sebze yetiştirmede kullanılan seraların bugünkü durumu
Başlık çevirisi yok
ATİLLA ÇOLAK
- Düzlem kafes sistemlerin sonlu elemanlar metodu ile çözümü (kuvvet metodu)
Başlık çevirisi yok
KEMAL TİRYAKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İnşaat MühendisliğiAnadolu Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET TOPCU
- Düzlem kafes sistemlerin sonlu elemanlar metodu ile çözümü (deplasman metodu)
Başlık çevirisi yok
RİYAD EL CUBURİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
İnşaat MühendisliğiAnadolu Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET TOPÇU
