Yapıların ve taşıtların etkileşimli titreşimlerinin analizi

Abstract

Taşıt kaynaklı yapı titreşimlerinin incelenmesi bu tezin ana konusudur. Bu sebepleöncelikle metal köprülerde taşıt kaynaklı köprü titreşimleri ve taşıt titreşimleriincelenecektir. Daha sonra da taşıt kaynaklı bina titreşimleri çalışılacaktır. Japonya gibideprem riski taşıyan ülkelerde, depremden dolayı oluşabilecek hasarları en aza indirmekiçin beton yapılara göre mukavemeti çok daha yüksek olan metal yapılar kullanılmayabaşlanmıştır. Metal yapılar genellikle, konut ve iş merkezleri gibi insanların yoğunluklabulundukları va zamanlarının büyük bir kısmını geçirdikleri yerlerde tercih edilmekleberaber, özellikle Japonya'da köprü ve viyadüklerin yapımında da kullanılmaktadırlar.Böylece deprem sonrasında çok önemli olan ulaşımında kesintiye uğraması büyükölçüde önlenmiş olmaktadır.Metal yapıların kullanılabilmesi için öncelikli olarak, mukavemet hesaplarının yanındametal yapıların günlük yaşamda karşılaşacağı dış etkilere karşı vereceği dinamiktepkiler de ortaya çıkarılmalıdır. Yapıların günlük hayatta karşılaşacağı en önemli dışetkilerden birisi de taşıtlardan dolayı etki eden dinamik yükler ve trafik gürültüsüdür.Bu çalışmada ilk olarak metal köprü ve viyadüklerin modellenmesi üzerindeçalışılmıştır. Köprü ve viyadükler önce iki boyutlu daha sonra ise üç boyutlu ortamlardamodellenmişlerdir. İki boyutlu ortamda köprü modeli olarak düz bir çubuk seçilip,üzerinden hareketli yük olarak sırası ile bir adet ve beş adet çeyrek taşıt modellerigeçirilmiştir. İkinci aşamada ise üç boyutlu ortamda köprü modeli olarak diktörtgen birplaka seçilmiş ve üzerinden hareketli yük olarak tam taşıt modeli geçirilmiş ve böyleceköprü modellerinin, üzerlerinden geçen hareketli yükler ile etkileşimli titreşimlerianalitik ve sayısal olarak incelenmiştir. Son aşamada ise yoldan geçen taşıtlarınoluşturduğu titreşimlerin etkisi altındaki binanın titreşimleri çalışılmıştır. Asfalt yoldangeçen araçların titreşimleri ölçülerek bilgisayar ortamında bina modeline etki ettirilmişve binanın titreşim hareketleri ortaya konulmuştur.Çalışmanın sonucunda, köprü modellerinin titreşimleri, eğilme momenti cevapları veüzerinden geçen taşıtların gövde titreşimleri ile ivme değişimleri grafik olarakverilmiştir.

The main subject of this dissertation study is structural vibrations caused by vehicles.Therefore, firstly vibrations of metal bridges driven by vehicles and vibrations ofvehicles are investigated. Then, building vibrations driven by vehicles are considered. Inthe countries like Japan, which have an eartquake risk, more strength full metalstructures are preferred instead of concrete ones in order to minimize the damage whichwill be able to occur during an earthquake. Particularly in Japan, metal structures arealso used in the bridge and viaduct construction in addition to the construction of housesand business centers where people spent much time. Therefore, transportation which isone of the most important things after an earthquake will not be ceased.In order to use metallic structures, the dynamic reaction of these structures to theexternal effects which can be encountered in daily life should be revealed. The mostimportant one of these effects is the dynamic effect and noise because of the vehicles. Inthis study it has been studied firstly on the modeling of bridges and viaducts. In themodeling, first a two dimensional and then a three dimensional model has been takeninto account. For the two dimensional case, a straight beam has been selected as thebridge model and one and five vehicles have been considered to be on the bridge,respectively. In the second stage, a rectangular plate is chosen as the bridge model and amoving vehicle is crossed from the bridge and then the vibration analysis is performed.In the last stage, the effect of vibrations due to the vehicles on the road on the nearbybuildings has been investigated analytically. After the measurement of vibration due tothe vehicle on the asphalted road, results have been adapted to the considered structuremodel using a computer program and the vibration of the structure has been specified.In the last stage of the study, The vibration of the bridge models, the bending momentoutcomes and the vibration of the body of the vehicle on the road have been givengraphically.