Endüstri yapılarında yapısal olmayan sistemlerin tasarımı ve deprem davranışları
The design and earthquake behaviour of non-structural systems in  industrial facilities
Yazar: BURAK ÇAY
Danışman: PROF. DR. BÜLENT AKBAŞ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem ve Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada endüstri yapılarında yapısal olmayan sistemlerin tasarımı ve
deprem davranışları irdelenmiştir. Öncelikle endüstriyel tesislerde kullanılan yapısal
olmayan elemanlar (YOE) belirlenmiş ve bu YOE'de geçmişteki depremlerde
meydana gelen hasarlar incelenmiştir. Daha sonra literatürde bu tür yapılarda
kullanılan hesap yöntemleri, yönetmelikler, makaleler, araştırmalar gibi kaynaklardan
bilgiler toplanmıştır. Örnek olarak seçilen petrol rafineri tesisleri ve bu tesislerin
proses ürünlerinden olan benzin ve dizel yakıtları araştırılmıştır. Bu yakıtlarının
sıvılaşmasından sonra tanklara taşınmasında kullanılan boru hattı ve taşıyıcı raf
sisteminin, doğrusal olmayan analiz yöntemiyle deprem hesapları yapılıp bu iki farklı
yakıt taşınan sistemler karşılaştırılmıştır ve deprem yükleri açısından önemli bir fark
görülmemiştir. Daha sonra sadece benzinli modelde, boruların destekleri artırılıp
hesaplar tekrar edilmiştir ve artırılmamış haliyle karşılaştırılmıştır. Borulardaki
depremden kaynaklı gerilmeler oldukça fazla azaldığı saptanmıştır. Özellikle dirsek
ve T bağlantı elemanlarında destek artırımına oldukça ihtiyaç olduğu görülmüştür
çünkü bu elemanlar, diğer boru parçalarına göre çok daha fazla strese maruz kaldıkları
hesaplarda göze çarpmıştır. Bu çalışmada son olarak ise yine benzinli modelde
desteklerin artırılmasına ek boru kesitinin et kalınlığı artırılarak hesaplar
yinelenmiştir ve boru et kalınlığı artırılmamış sistemin hesaplarıyla karşılaştırılmıştır.
Tüm boru elemanlarında olmasa da çoğu boru parçasında, depremden kaynaklı
gerilmelerde bir düşüş görülmüştür. Bahsedilen 4 farklı modelde de, deprem
hesaplarının yanında bir diğer önemli tasarım kategorileri olan basınç, sürekli yükler
ve yer değiştirme kontrollerinde stresler, kapasitelerin altında olduğu görülmüştür.
Bunun sebebi yer değiştirme için sıcaklık değişimleri (o yakıtın kaynama
noktalarındaki değişim), basınç için iç basınç değerleri ve sürekli yükler için de sabit
yüklemelerin oldukça düşük kalmasıdır. Boruları zorlayan, bir başka deyişle yüksek
gerilmelere maruz bırakan, deprem kaynaklı sürekli olmayan tasarımlardan
kaynaklandığı dikkat çekmiştir.

Abstract:
In this study, the design of non-structural systems in industrial buildings and
their earthquake behavior were examined. First of all, non-structural elements (NSE)
used in industrial facilities were determined and the damages that occurred in the past
earthquakes in this NSE were examined. Later in the literature, information was
collected from sources such as calculation methods, regulations, articles, researches.
For example, selected petroleum refinery facilities and gasoline and diesel fuels, which
are the process products of these facilities, were investigated. After the liquefaction of
these fuels, earthquake calculations of the pipeline and carrier rack system used to
transport them to the tanks were made by non-linear analysis method, and these two
different fuel-carrying systems were compared and no significant difference was
observed in terms of earthquake loads . Later, only in the gasoline model, the supports
of the pipes were increased and the calculations were repeated and compared with the
unincreased state. It has been determined that the induced stresses have decreased
considerably. It has been observed that there is a great need to increase the support
especially in the elbow and T joint components, because these elements have been
observed in the calculations that they are exposed to much more stress than the other
pipe parts. Finally in this study, the calculations were repeated by increasing the wall
thickness of the pipe section in addition to increasing the supports in the gasoline
model, and the calculated stresses were compared with the calculations of the
unincreased system. A decrease in earthquake-induced stresses was observed in most
pipe parts, if not all pipe elements. In the 4 different models mentioned, other
important design categories such as pressure, sustained loads and displacement
controls stresses were found to be below the capacities. This is because temperature
changes for displacement (change in boiling points of that fuel), internal pressure
values for pressure and constant loadings for sustained loads are quite low. It has been
noted that it is caused by earthquake-induced occasional designs that force the pipes,
in other words, expose them to high stresses.