YÜKSEK YAPILARIN RÜZGÂR PERFORMANSININ ZAMAN ORTAMINDA İNCELENMESİ
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tez Danışmanı: Ramazan Livaoğlu
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Yüksek yapıların deprem ve rüzgâr tasarımının doğru yapılması, yapının güvenliği ve kullanılabilirlik sınırları açısından kritik öneme sahiptir. Rüzgâr yükü için geleneksel tasarım yöntemleri genellikle statik analizlere dayanmaktadır. Bu yöntemler yüksek binaların dinamik davranışlarını tam olarak yansıtamamakta ve bazen yetersiz kalmaktadır. Bu eksikliğin giderilmesi ve rüzgâr kaynaklı yüklerin daha doğru ve etkin bir şekilde değerlendirilmesi için son zamanlarda doğrusal olmayan davranışa izin veren performansa dayalı rüzgâr tasarımı (PBWD) fikri ortaya çıkmıştır. Performansa dayalı sismik tasarımın aksine, doğrusal olmayan rüzgâr tasarımı konusunda çok az kılavuz ve araştırma bulunmaktadır. Ayrıca, PBWD için kullanılan zaman tanımlı rüzgâr kuvveti kayıtları rüzgâr tüneli testlerine dayanmaktadır. Ancak ön tasarımlar için rüzgâr tüneli testleri yapmak, tasarımdaki değişiklikler ve maliyet nedeniyle pratik olmayabilir. Bu kaygıların giderilmesi için tez kapsamında, dikdörtgen kesitli yüksek binaların maruz kaldığı zamana bağlı rüzgâr kuvvetlerinin spektruma dayalı belirlenmesi ve bu kuvvetlerin bina davranışına etkilerinin değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu doğrultuda PBWD için bir analiz prosedürü geliştirilmiştir. Öncellikle farklı performans hedeflerine göre analiz yapılabilmesi için Ankara bölgesinin farklı dönüş periyotlarındaki temel rüzgâr hızları, aşırı uç değer teoremine göre hesap edilmiştir. Daha sonra, yapının her iki doğrultusu için dört farklı tasarım spektrumu seçeneği sunabilen ve geleneksel spektruma dayalı yöntemle yüksekliğe ve zamana bağlı rüzgâr kuvvetlerinin hesaplanabildiği Matlab programlama dilinde yazılım geliştirilmiştir. Perform-3D programında hazırlanan örnek yüksek yapı üzerinde 50, 700, 3000 ve 10000 yıllık dönüş periyotuna sahip rüzgârlar için hesaplanmış kuvvetler kullanılarak 37 farklı PBWD analizi gerçekleştirilmiştir. 50 yıllık dönüş periyoduna sahip rüzgâr yükleri için yapılan rüzgâr tüneli testi ile sayısal analiz sonuçları karşılaştırılmış; neticesinde önerilen prosedür kullanılarak gerçekleştirilen analizlerin, yapının aerodinamik davranışını gerçeğe yakın bir şekilde temsil edebildiği ortaya konulmuştur. Çalışmanın devamında, farklı yüksek dönüş periyotlarına ve spektrum modellerine sahip rüzgâr yükleri için örnek yapı taşıyıcı sisteminin ve yapısal olmayan elemanların performans düzeyleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Yüksek yapılar, zamana bağlı rüzgâr kuvvetleri, PBWD analizi, doğrusal olmayan davranış