Kompozit taşıyıcı sisteme sahip binaların patlama davranışının incelenmesi
Investigation on blast performance of buildings having composite structural systems
Yazar: İBRAHİM SENCAR
Danışman: PROF. DR. BARIŞ SEVİM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada betonarme taşıyıcı sisteme sahip yapı ve bu yapının Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) 2018 ve Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik (ÇYTHYE) 2018'e göre farklı kompozit kolon tipleriyle değiştirilip elde edilen yeni kompozit yapıların aynı patlayıcı miktarı karşısında patlamaya karşı direnci kıyaslanmıştır. Sonlu Elemanlar Metoduna dayanan ANSYS WORKBENCH programı aracılığı ile katı model ve ağ yapısı oluşturulup ANSYS AUTODYN programı aracılığıyla patlama analizleri yapılmıştır. Patlama analizinde katı cisim ve hava akışı arasında Lagrange-Euler etkileşimi tercih edilmiş olup açık analiz yönteminden faydalanılmıştır. Malzeme özellikleri daha önce yapılmış çalışmalardan alınmış olup patlayıcı türü olarak TNT kullanılmıştır. Bu kapsamda oluşturulan farklı taşıtıcı sistemlere sahip 3 model için 100 kg, 200 kg ve 300 kg dış patlama analizleri, 25 kg, 50 kg ve 100 kg iç patlama analizleri yapılmıştır. 100 kg iç patlama ve 100 kg dış patlama sonuçları 3 model için ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. Analizler sonrasında yapıların en çok hasar aldığı patlama durumu olan 300 kg dış patlama analizi sonucu hasar durumuna göre elemanların kapasiteleri düşürülerek patlama sonrası düşey yükler dikkate alınarak statik analiz yapılıp modellerin patlama sonrası performansı karşılaştırılmıştır. Sonuçlar grafikler halinde sunulmuştur. Yapılan analizler sonucunda benzer kesit boyutları olan kompozit taşıyıcı sisteme sahip yapıların betonarme taşıyıcı sistemi olan yapıya kıyasla patlamaya karşı daha dayanıklı olduğu tespit edilmiş olup stratejik ve ekonomik öneme sahip yapıların tasarımına dair tavsiyelerde bulunulmuştur.

Abstract:
In this study, the blast resistance of the structure consisting of reinforced concrete structural system and composite structures obtained by replacing this structure with different types of composite columns designed according to Turkish Building Earthquake Code (TBEC) 2018 and Specification for Design, Calculation and Construction of Steel Structures (SDCCSS) 2018 against the same amount of explosive is compared. Based on the Finite Element Method, solid model and mesh structure were created using ANSYS WORKBENCH program and blast analysis was performed using ANSYS AUTODYN program. In the blast analysis, Lagrange-Euler interaction between the solid body and the air flow was preferred and the open analysis method was used. Material properties were taken from previous studies and TNT was used as explosive type. In this context, 100 kg, 200 kg and 300 kg external explosion analyses, 25 kg, 50 kg and 100 kg internal explosion analyses were performed for 3 models with different structural systems. 100 kg internal explosion and 100 kg external explosion results were compared individually for 3 models. After the analyses, as a result of the 300 kg external explosion analysis, which is the explosion condition in which the structures are most damaged, the capacities of the elements were reduced according to the post-explosion damage status and static analysis was performed considering the vertical loads after the explosion and the post-explosion performance of the models was compared. The results are presented in graphics. As a result of the analyses, it was determined that the structures with composite structural system with similar cross-sectional dimensions are more resistant to explosion compared to the structure with reinforced concrete structural system and recommendations were presented for the design of structures of strategic and economic importance.