Endüstriyel bacaların yapı zemin etkileşimi dikkate alınarak dinamik analizleri
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Bursa Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Endüstriyel çelik bacalar, fabrikalar, rafineriler, enerji üretim tesislerinin ve bu gibi tesislerin vazgeçilmez bir parçasıdır. Atık ve zararlı gazların atmosfere iletilmesi amacıyla kullanılan bu bacaların ihtiyaçları karşılayacak şekilde tasarlanıp inşa edilirler. Bu yapıların uzun yıllar boyunca hizmet etmesi arzulanmıştır. Bacaların zeminle etkileşimi, bacaların tasarımı, inşaatı ve bakımı açısından önemlidir. Yapıların tasarımında ileri mühendislik bilgisi ve tecrübe gerektiren bu yapılar inşa edilirken birçok parametre göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Bu çalışmada zemin-yapı etkileşimi açısından farklı özelliklere sahip zeminlerin endüstriyel bacaların dinamik etkisi araştırılmıştır. Zemin etkisini oluşturabilmek için S1, S2, S3 ve S4 tiplerinden farklı zemin özelliklerine ait zemin modelleri kullanılmıştır. Zemin modelleri aynı boyutlarda ve özel sınırlar tanımlanarak hazırlanmıştır. Belirlenen zeminler üzerinde bulunduğu kabul edilen 30, 50 ve 60 metre yüksekliğinde çelik baca tipi yapıların dinamik analizleri yapılmıştır. Yapısal çeliğin lineer olmayan elasto-plastik malzeme modeli kullanılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonlu elemanlar analizleri SOLİD185 sonlu eleman tipi tercih edilerek ANSYS WORKBENCH yazılımı kullanılarak dinamik analizleri yapılmıştır. Yapının farklı zeminler ve çelik modelleri ile modellenen kule tipi yapının 1999 Kocaeli depremi ivme kayıtları kullanılarak boyutlanmış deprem ivmesine maruz kalması sonucunda kulede oluşan ilgili parametreler değerlendirilmiştir. Değerlendirme aşamasında yapının karakteristiklerini belirlemek amacıyla yapılan deprem etkisinin zaman tanım aralığındaki analiz sonucunda yapıya ait tepe yer değiştirme, taban oluşan gerilme değerleri elde edilerek grafikler aracılığıyla sunulmuştur. Depremin ivme kaydının etki ettirilmesi ile zemine göre değişen farklı zamanlarda oluşan en yüksek tepe yer değiştirme değerlerinin S4 zeminin S1 zemininden daha yüksek olduğu görülmüştür. Benzer sonuçlara kayma ve Von-Mises gerilmelerin de saptanmıştır. Yapı Zemin etkileşimi kule tipi yapıların tasarımını önemli ölçüde etkilediği sonucuna varılmıştır.
Industrial steel chimneys are an essential part of factories, refineries, power generation facilities, and similar structures. These chimneys are designed and constructed to handle the release of waste and harmful gases into the atmosphere. It is desirable for these structures to serve for many years. The Chimney-Soil interaction is an important topic for reliable design of chimney structures. These structures, which require advanced engineering knowledge and experience in their design, must consider many parameters during construction. In this study, the dynamic responses of industrial tower-type chimney structures with different soil characteristics was investigated in terms of soil-structure interaction. Soil models with different soil properties from S1, S2, S3, and S4 types were used to create soil effects. The soil models were prepared with the same dimensions and special boundaries were defined. Dynamic analyses of steel chimney-type structures with assumed heights of 30, 50, and 60 meters were performed on the designated soils. The results were evaluated using the nonlinear elasto-plastic material model of structural steel. Finite element analyses were performed using the SOLID185 finite element type and the ANSYS WORKBENCH software for dynamic analyses. The relevant parameters of the tower-type structure modeled with different soils and steel models were evaluated when exposed to seismic acceleration resulting from the 1999 Kocaeli earthquake. In the evaluation phase, the maximum top displacement, stress values at bottom surface of the structure were obtained through graphical representations by performing time-domain analysis of the earthquake effect on the structure. It was observed that the highest top displacement values occurring at different times depending on the soil were higher for S4 soil than for S1 soil when the earthquake acceleration was applied to the structure modelled with different soils and steel models. Similar results were found for shear and Von-Mises stresses. It was concluded that the soil-structure interaction significantly affects the design of tower-type structures.
Industrial steel chimneys are an essential part of factories, refineries, power generation facilities, and similar structures. These chimneys are designed and constructed to handle the release of waste and harmful gases into the atmosphere. It is desirable for these structures to serve for many years. The Chimney-Soil interaction is an important topic for reliable design of chimney structures. These structures, which require advanced engineering knowledge and experience in their design, must consider many parameters during construction. In this study, the dynamic responses of industrial tower-type chimney structures with different soil characteristics was investigated in terms of soil-structure interaction. Soil models with different soil properties from S1, S2, S3, and S4 types were used to create soil effects. The soil models were prepared with the same dimensions and special boundaries were defined. Dynamic analyses of steel chimney-type structures with assumed heights of 30, 50, and 60 meters were performed on the designated soils. The results were evaluated using the nonlinear elasto-plastic material model of structural steel. Finite element analyses were performed using the SOLID185 finite element type and the ANSYS WORKBENCH software for dynamic analyses. The relevant parameters of the tower-type structure modeled with different soils and steel models were evaluated when exposed to seismic acceleration resulting from the 1999 Kocaeli earthquake. In the evaluation phase, the maximum top displacement, stress values at bottom surface of the structure were obtained through graphical representations by performing time-domain analysis of the earthquake effect on the structure. It was observed that the highest top displacement values occurring at different times depending on the soil were higher for S4 soil than for S1 soil when the earthquake acceleration was applied to the structure modelled with different soils and steel models. Similar results were found for shear and Von-Mises stresses. It was concluded that the soil-structure interaction significantly affects the design of tower-type structures.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
