Patlama enerjisini sönümleyici optimum yapı tasarımının araştırılması
Investigation of optimum blast energy dampening structure design
Yazar: DURSUN BAKIR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDAT SAVAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Stratejik yapıları korumak için yapılan yapı elemanları, patlama yükü etkisinde olacak şekilde, temas, yakın temas ve uzak patlama yükleri göz önünde bulundurularak tasarlanmaktadır. Tasarım yapılırken genel olarak sabit bir modelleme veya hesaplama tekniğinden ziyade deneysel tasarımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu deneysel çalışmalar ise maliyet, güvenlik, çevre ve izin problemlerinden dolayı Patlayıcı miktarı düşük miktarda deneyler yapılmaktadır. Bu deneyler yapılma zorluğundan dolayı literatür ve mühendislikte birçok eksiklikler görülmüştür. Abd(Ufc) ve Ab şartnameleri de artan terör saldırılarında kolay Patlayıcı Yapımı ve büyük miktarda kullanılmasından dolayı yetersiz görülmektedir. Bu sebeplerden dolayı deney ihtiyacı ön plana çıkmıştır. Gerçekleştirdiğimiz deneysel çalışmada, yapılara gelecek olan patlama yükünü sönümleyebilecek boşluklu geometrilere sahip betonarme plaklar ile yansıma dalgasını sönümleyecek farklı geometrik yüzeye sahip plaklar üretildi. Üretilen bu plaklar üzerinde değişen miktarlarda TNT eşdeğeri patlayıcılarla temas ve yakın temas halinde patlama deneyleri gerçekleştirildi. Boşluk boyutlarının patlama basıncını sönümlemedeki davranışı için farklı boyutlardaki boşluklu plaklar imal edildi. Boşluklu olmayan referans plak olan dolu plaklar ile karşılaştırmaları yapıldı. Boşluklarda meydana gelen enerji tahliyesinin, yapının arka yüzeyine zarar vermeden ulaşmasını sağlamak için gerçekleşen bu çalışmada görüntü işleme yöntemi ile patlama etkisindeki plakların deplasmanları incelendi.  Boşluklu plakların patlama enerjisini boşluklu plaklarda sönümlediği, boşluk içerisinde yapılan deneyler ve plak yüzeyinde gerçekleşen deneylerde görülmüştür. Yüzey geometrisinin değiştirilmesi patlama anında oluşan basıncın yansıma basıncına dönüşmesini engellemiştir. Bu deney sistemi daha büyük ölçekli deney sistemlerine gerek kalmadan patlamaya karşı yapı elemanlarının davranışını göstermektedir.

Abstract:
Structures are designed considering contact, close contact, and distant explosion loads to withstand the effects of blast loading. In our experimental study, we manufactured reinforced concrete slabs with cavity geometries capable of damping the impending blast load, along with slabs of different geometric configurations. These produced slabs were subjected to detonation experiments with varying amounts of explosives equivalent to TNT, in contact and close contact conditions. The most optimal sections were identified against this blast load. Following the detonation experiments, the damages inflicted by the explosive on the slabs were divided into three categories: non-destructive, limit, and destructive situations. These damage levels were determined based on the damages to the interior walls forming the drainage channels for the dissipation of blast energy. The slab design implemented was observed to have a damping feature in contact explosions. Moreover, contact detonations were performed on prestressed slabs to examine the size effect of the slabs. The influences of surface geometries on damping explosion waves were examined, and it was determined that the geometric structure has a significant impact on the reflection pressure. Ambient and reflection pressures were measured with the aid of explosion sensors. The aim of the study is to ensure the dissipation of energy occurring in the voids reaches the rear face of the structure without causing damage. In this study, optimum sections were established considering the amounts of blast damping.