Betonarme binalarda çarpışma etkisinin sarsma masası deneyleri ile incelenmesi ve deneysel yöntemlere dayalı hasar tespiti
Investigation of pounding effect in rc buildings by shake table tests and damage detection based on experimental methods
Yazar: FEZAYİL SUNCA
Danışman: PROF. DR. AHMET CAN ALTUNIŞIK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, sarsma masası üzerinde gerçekleştirilen deneyler ile binaların farklı çarpışma türleri için çarpışma davranışlarının belirlenmesi, çarpışma sonrası oluşan hasarların binaların performanslarına olan etkilerinin deneysel yöntemler kullanarak incelenmesi ve çarpışma etkilerini azaltmak için kullanılabilecek uygun yöntemlerin araştırılması amaçlanmıştır. Tez kapsamında, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Yapı Sağlığı İzleme Laboratuvarında bulunan sarsma masasının kapasitesi göz önünde bulundurularak 1/2 ölçekli betonarme düzlem çerçeve bina modelleri kullanılmıştır. Binalar arasındaki çarpışma davranışının incelendiği deneysel çalışmalar iki kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda, deney düzeneğinin, seçilen yer hareketlerinin ve ölçüm sistemlerinin uygunluğunun değerlendirilmesi için 2 adet betonarme deney numunesi kullanılarak pilot deneyler gerçekleştirilmiştir. İkinci kısımda, 5 adet betonarme deney numunesi kullanılarak farklı çarpışma türlerinin dikkate alındığı çarpışma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca her sarsma masası deneyi öncesinde ve sonrasında, çevresel titreşim testleri ile dinamik karakteristikler deneysel olarak belirlenmiş ve hasar tespit çalışmaları yürütülmüştür. Frekans değişimleri ile yürütülen hasar tespit çalışmalarının yanı sıra mod şekillerindeki değişimleri dikkate alan hasar tespit yöntemleri de bu çalışmada kullanılmıştır. Deneyler neticesinde çarpışmanın betonarme yapıların yapısal tepkilerini önemli ölçüde artırdığı, çarpışma türlerinin yapısal hasarlar üzerinde önemli etkilerinin olduğu ve çarpışma bölgelerinde kullanılan kauçuk levhaların çarpışma nedeniyle oluşan yapısal tepkileri önemli ölçüde azalttığı tespit edilmiştir.

Abstract:
This thesis aims to determine the pounding behavior of buildings for different pounding scenarios, to examine the effects of pounding damage on the performance of buildings using experimental methods, and to investigate appropriate methods that can be used to reduce the pounding effects with shake table tests. Within the scope of the thesis, half-scale two-dimensional RC test specimens were used considering the capacity of the shake table in the Structural Health Monitoring Laboratory of Karadeniz Technical University. Experimental studies consist of two parts. In the first part, pilot tests were carried out using two RC test specimens to evaluate the suitability of the experimental setup, selected ground motions, and measurement systems. In the second part, pounding tests were carried out by using five RC test specimens, considering different pounding scenarios. In addition, ambient vibration tests were performed before and after each shaking table test and thus dynamic characteristics were identified and experimental damage detection based on experimental methods was carried out. Damage detection methods that take into account changes in frequency and mode shapes were used. As a result of the experiments, it was determined that the pounding significantly increased the structural responses of the RC test specimens, pounding scenarios were effective on the structural damages, and the rubber bumpers used in the collision zones remarkably reduced the structural responses due to the pounding.