1

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

YAPISAL SAĞLIK TAKİBİDEPREM MÜHENDİSLİĞİ

YAPI MEKANİĞİ TESTLERİ

VİZYON DOKÜMANI

Hazırlayan: Sarp Dinçer, İnşaat Y. Müh.Mayıs, 2014

2 3

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

İÇİNDEKİLER

DEPREM MÜHENDİSLİĞİ / DİNAMİK ÇÖZÜMLER .............................................................................................7

Deprem Riski - Araştırma Alanları / Saha Testleri................................................... .......................................7

Statik/Quasi-Statik Testler’den Dinamik Testlere Geçiş .............................................................................7

Yenilikçi – Teknolojik - Dinamik.............................................................................. ...............................................8

Sadece Laboratuvarda Değil, Sahada Gerçek Testler Ülkemizin İhtiyacı....... ......................................9

Yerli Teknoloji / Yerli Bilgi Birikimi .......................................................................................................................11

YAPISAL SAĞLIK TAKİBİ (STRUCTURAL HEALTH MONITORING) ............................................................12

ÇÖZÜM MODELLERİ................................................................................................ ....................................................14

3.1 Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi ............................................................................................14

3.1.1 Binalarda Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi.................................................................14

3.1.2 Köprü ve Tünellerde Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi ..........................................15

3.1.3 Tarihi Yapılarda Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi.................. ..................................15

3.1.4 Stadyum/Hangar vb. Özel Yapılarda Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi. ...........16

3.2 Dinamik Kimliklendirme (Yapılarda Kısa Süreli Ölçüm ile Modal Analiz / Çalışması)...............16

3.3 Yapının Mevcut Deprem Dayanımının Saptanması (Kentsel Dönüşüm) .....................................17

3.4 Güçlendirme Onarım Restorasyon Projeleri için Bilgi ve Çalışma Sonunda Etki Analizi .......18

3.5 Deprem Uyarı ve Otomatik Tepki Sistemi........................................................ .......................................18

SAHA TESTLERİ VE EKİPMANLARI........................................................................... ...........................................19

4.1 e-QUAKE SERİSİ YAPISAL SAĞLIK TAKİBİ ÖLÇÜM EKİPMANI............................ ..............................19

LABORATUVAR TESTLERİ VE EKİPMANLARI............................................................ ......................................23

5.1 Testbox2010 ve Sensörler.......................................................................... ..................................................23

5.2 Masaüstü Sarsma Tablası.......................................................................... .....................................................24

5.3 Test Amaçlı Sarsma Tablası....................................................................... ....................................................24

SERVO-HİDROLİK AKTÜVATÖRLER.......................................................................... ..........................................26

TEPKİ ÇERÇEVESİ/DUVARI....................................................................................... ...............................................28

STATİK/YARI-STATİK SİSTEMLER............................................................................. ...........................................28

8.1 Testbox1001 Serisi Statik/Yarı Statik Veri Toplama Sistemi................ ..........................................28

8.2 Easytest Basıc Veri Toplama Yazılımı....................................................... .................................................28

4 5

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

1.DEPREM MÜHENDİSLİĞİ / DİNAMİK ÇÖZÜMLER Deprem Riski - Araştırma Alanları / Saha Testleri

Günümüzde, ülkemizde depremin getirdiği riskler, halen kentlerimizin, kırsal alanlarımızın ve insanlarımızın önündeki en büyük problemlerden biri olarak durmaktadır. Olası yıkımlara, can, mal ve kültür varlıklarının kayıplarına karşı alınacak önlemler ise İnşaat Mühendislerinin önündeki en büyük sorumluluk ve dolayısıyla akademik çalışma alanlarından biridir.

Teknolojinin ilerlemesiyle özellikle 2000’li yıllardan sonra İnşaat Mühendisliği alanında yapılan akademik çalışmalar laboratuvarların sınırını aşmaya, sahayı ve laboratuvarı birleştiren,

geleceğin yanında mevcuda da çözüm üretebilen daha proaktif bir hal almaya başlamıştır.

Yaklaşık son 40 yılda oluşan depremler

Statik/Quasi-Statik Testler’den Dinamik Testlere Geçiş

Üniversitelerimizde bulunan İnşaat Mühendisliği bölümleri yıllardır Yapı Mekaniği ve Malzeme Laboratuvarları’nda bu konuya yönelik çalışmalar yürütmektedir. Ancak, bu çalışmaların çoğunda araştırmanın konusu ister statik ister dinamik olsun, test metodolojisi olarak statik ve quasi-statik yöntemleri tercih etmek zorunda kalmışlardır. Bu durum son derece doğaldır. Teknolojin 2000’li yıllar öncesinde sunduğu çözümler ve araştırmaların maliyeti bu doğal çizgileri belirlemiştir. Bu statik ve quasi-statik çalışmalar, araştırmalar gelecekteki tasarımlara büyük katkıda bulunmuş inşaat mühendislerinin önünde yeni ufuklar açmıştır.

6 7

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

Sadece Laboratuvarda Değil, Sahada Gerçek Testler Ülkemizin İhtiyacı

Günümüzde Deprem Mühendisliği ve Yapı Mekaniği alanındaki test odaklı akademik içerikli çalışmalar çok önemli bir boyuta ulaşmıştır. Doğrudan sahada bazı yapıların deprem olmaksızın dinamik davranışlarını çözmek artık mümkündür. Bu şekilde laboratuvardaki modeller üzerinden çıkarım ve analizler yaparak gelecekteki uygulamalara katkıda bulunmanın yanında, gerçek de var olan yapıların davranış durumları, yeterlilikleri, dayanımları, yorulmaları hakkında güncel bilgi ve analizleri bundan faydalanacak kişilere sunabilmek de olanaklıdır.

Mevcut durum tespitine, onarım ve güçlendirme çalışmalarının planlanmasına, etkilerinin ölçülmesine, bir deprem ya da doğa olayı sonrası yapılardaki hasarlar üzerinde kararların oluşturulmasına, yapı zemin etkileşimleri gibi sürekli çözüm bekleyen konulara saha testleriyle katkı sunabilecek modern bir İnşaat Mühendisliği yaklaşımı artık tüm dünyada geçerli hale gelmektedir. Akademik araştırma gücünün pratikteki çalışmalara doğrudan müdahale ve çözüm geliştirme yeterliliğini geliştirmiş olması bu alanda yeni bir devrin açılmakta olduğunu da göstermektedir.

Bu şekilde karşılıklı etkileşim ve sinerji ortaya çıkabilecektir. Sahada, gerçek ve güncelin içinde var olan bir araştırmacı, araştırmalarına kat kat daha gerçekçi ve hızlı yön verebilir. Aynı şekilde doğrudan yapının üzerinde bilimsel testler yapılıyor olması, o yapıdan sorumlu olan kişiler, yükleniciler, mühendisler, kamu kurumları, belediyeler ve vatandaşlar için de önemli ve yönlendirici, güven telkin eden etkiler oluşturmaya başlamaktadır.

Örneğin; dinamik ölçümler ile oluşan hasarların tespiti ve lokalizasyonu çok ilgi çeken, içinde mutlaka önemli çözümlerin yattığına inanılan, pek çok güncel çalışmanın yürütüldüğü aktif bir konudur. Bu şekilde hasar tespiti için geliştirilecek çözümlerin İnşaat Mühendisliği ve yapı güvenilirliğine çok büyük faydaları olacaktır. Ancak hasar tespiti konusu bir o kadar da zorludur. Doğru modeller geliştirebilmek pek çok test gerektirir. Sadece modeller ve laboratuvar çalışmaları ile bu konuda yol almaya çalışmak iğneyle kuyu kazmak gibidir. Oysa laboratuvar çalışmalarını sahada yer alan yüzlerce binadan alacak ölçümlerle yönlendirmek, laboratuvarı sahaya taşımak anlamına gelmektedir. Hem de büyük bir deprem beklemeye gerek kalmaksızın. Bu çalışmalar sırasında enstrümante edilen binalar kuvvetli bir depreme de maruz kalırsa inşaat mühendisliği açışından büyük değer taşıyacak eşsiz veriler elde etmek mümkün olacaktır.

Tipik bir Yapı Mekaniği Laboratuvarı - Statik ve Quasi-Statik Testler

Yenilikçi - Teknolojik - DinamikBununla birlikte artık dinamik ölçümler, araştırmalar ve analizler hem laboratuvarda hem de sahada yürütülebilir hale gelmiştir. Tüm dünyadaki araştırmalarda yapının deprem riskleri

dinamik olarak ölçülmeye başlanmıştır.

8 9

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

Yerli Teknoloji / Yerli Bilgi Birikimi Teknik Destek Grubu olarak 2000 yılından bu yana İnşaat Mühendisliği alanında veri toplama ve sensör çözümlerini %100’e yakın yerli AR-GE ve bilgi birikimi ile geliştirmekteyiz. Bu alanda ülkemizdeki tek kuruluş olarak neredeyse Türkiye’deki tüm üniversitelere çözüm sunmaktayız. Yıllardır sayısız projenin içinde aktif yer almış bir yapı olarak deneyimlerimizi sizinle paylaşmayı, ülkemizin ve dünyanın bu konuda geldiği son noktaları takip ederek bu konularda önerilerde bulunmayı bir görev olarak kabul ediyoruz.

Benzer şekilde sarsma tablasından, shaker’a, veri toplama sisteminden sensöre ve yazılımlara kadar tüm bu modern Deprem Mühendisliği altyapısının Türkiye’de geliştirilmekte olmasının Türkiye’deki araştırmacılar açısından da büyük bir fırsat olduğunu düşünüyoruz. Elbette proje

bütçeleri ve maliyetler açısından bu durum en az 2-3 kat kimi projelerde ise daha fazla avantaj yaratmaktadır. Ancak maliyet avantajı belki de sayılabilecek avantajlar içinde arka sıralarda kalanı olacaktır.

Bu sistemlerin Türkiye’de geliştiriliyor oluşu bu konudaki bilgi birikiminin (know-how) ülkemize transferi anlamına da gelmektedir. Bu testleri teknolojik altyapısını geliştirebilir (derecede bilgi seviyesinde) olarak gerçekleştirmek çok büyük önem taşımaktadır. Bu durum araştırmacıların, araştırma çalışmaları sırasında karşılaştıkları yeni ihtiyaçlarla ilgili yeni ve özel taleplerde bulunabilecekleri, yönlendirebilecekleri

yerli bir firma olması anlamına gelir. Yurt dışındaki araştırmacıların yönlendirerek geliştirdikleri yabancı menşeili cihazlara bağlı kalarak o fikirlerin dışına çıkamadan bilim üretmeye çalışmak mı? Yoksa kendi bilimsel düşüncelerimizi de içine katma fırsatı bulduğumuz enstrümanların dünyaya ihraç edilerek kullanıldığı durumda, ülkemiz orijinli bilimsel fikirlerden tüm dünyanın da

etkilenebilmesini sağlayabilmek mi?

Bu cihaz ve yazılımları Türkiye’de geliştiren Teknik Destek Grubu tüm dünyada toplam 5-6 saygın üretici arasında kendisine önemli bir yer edinmiştir. Ürünlerimiz Türkiye’de yıllardır pek çok üniversite ve araştırma kuruluşu tarafından kullanılarak kendini kanıtlamıştır. Ürünlerimiz kullanılarak yapılan testler dünya çapında yüzlerce bilimsel makaleye dayanak olmuştur. Bununla da sınırlı kalmayıp USGS (Amerikan Jeolojik Araştırmalar Kurumu) gibi kurumlar tarafından test edilmiş ve kabul görmüştür. DASK’ın düzenlediği Depreme Dayanıklı Yapı Yarışması bu sayede haziran-2014’te %100 yerli teknoloji ve enstrümantasyon desteği ile gerçekleştirilebilmiştir. Ürünlerimiz dış ülkelere ihraç edilmektedir. Türkiye’nin toplam ihracatı içinde ileri teknoloji ürünleri ihracatının yok denecek kadar az olduğu göz önünde bulundurulduğunda ortaya konan toplam katkının önemli bir değer olarak siz akademisyenlerimizce takdir edilmesi de bizlere gurur vermiş ve çok memnun etmiştir.

Ülkemizde yapısal sağlık takibi sistemlerinin kurulu olduğu ya da ölçümlenen bina sayısı çok sınırlıdır. Pek çok büyük deprem gelip geçmektedir ve ne yazık ki sadece elimizde can ve mal kaybı ile bizlerde bıraktığı acı hatıralar kalmaktadır. Oysa bir an önce izlenen bina sayısının arttırılması bu alandaki veri tabanımızın ve bilgi bankamızın oluşmaya başlaması anlamına gelecektir. Bu gün kurulmaya başlanacak sistemler ile hemen bir sonraki deprem için %100 her şeyi doğru tespit edecek mucize sonuçlar elbette beklenmemelidir. Ancak, bu konuya bir an önce ağırlık verilmesi, her deprem sonrasında önemli akademik dersler alabileceğimiz ve gün geçtikçe daha doğru sonuçlar üreten, alınacak kararlara daha gerçekçi katkılar sunulabilecek çözümlere yol alınmaya başlandığı anlamına gelecektir. Mucize çözümler olamayacağı endişesiyle, bu türden yenilikçi ölçüm sistemlerini göz ardı etmek, ertelemek, depremlerin elimizde sadece bir yıkıntı ve kayıplar yığını bırakarak gelip geçmeye devam edeceği anlamını taşıyacaktır.

Modern İnşaat Mühendisliği dinamik ölçüm ve elektroniği artık çözümlerinin en önemli noktasına dahil etmeye başlamıştır. Bununla paralel olarak dinamik ölçüm ve elektronik cihazların sağladığı olanakları sahada değerlendirmekse araştırmacılar için en yeni ilgi alanı haline gelmektedir.

O nedenlerle mucize çözüm beklentilerine girmeden, ama hiç gecikmeden bu güncel

teknolojilerin değerlendirilmeye başlanması gerektiğine inanıyoruz.

YENİLİKÇİ ÇÖZÜMLER KONVANSİYONEL YAKLAŞIM

10 11

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

önünde bulundurulmalı, kablosuz ivmeölçerler ya da ethernet gibi binada zaten bulunması muhtemel dijital iletim kablo altyapılarını değerlendirebilecek şekilde sensör ve cihaz yerleşim planlaması yapılmalıdır.

Teknik Destek Grubu tarafından önerilen bazı yerleşim ve çalışma şekilleri aşağıda örnek olarak gösterilmiştir.

Çok Sensörlü Yapısal Sağlık Takibi

ve Dinamik Analiz

SıklaştırılmışÇok Sensörlü Yapısal Sağlık Takibi

ve Dinamik Analiz

TEKNİK DESTEK GRUBU ve TESTART olarak Deprem Mühendisliği ve Yapısal Sağlık Takibi enstrümanlarını, yazılımlarını yerli teknolojiyle üreterek aslında bir yandan da ülkemizin yaşadığı deprem sorunundan çıkışla, öncelikle Türkiye’de sonra tüm dünyaya çözümler sunmak gibi bir misyonu da yerine getirmiş oluyoruz. Bizler işin enstrüman kısmında böyle bir katkı sunarken, değerli akademisyen ve araştırmacılarımızın da İnşaat Mühendisliği alanında yapacakları özgüvenli çalışmalarla ortaya çıkacak ortak eylemin, tüm dünyada Deprem

Araştırmaları üzerinde etki yaratacağına inanıyoruz.

2.YAPISAL SAĞLIK TAKİBİ (STRUCTURAL HEALTH MONITORING)

Bina tipindeki yapılara ivmeölçerler yerleştirilerek ortam titreşimi (ing.-ambient vibration) ya da zorlanmış titreşim (ing.-forced vibration) altında binanın gerçek davranışının ve dinamik parametrelerinin çözümlenmesi, binanın deprem gibi dinamik yükler altındaki davranışını daha iyi tahmin edebilmek için büyük önem taşımaktadır. Bu yöntem dinamik bina analizinde yenilikçi bir yöntemdir, son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte büyük bir aşama kaydetmiştir.

Bu yöntemle -eğer ölçüm ve analiz doğru yapılmışsa- binanın dinamik kimliklendirme ve modal analiz çalışması sonuçlandırılmaktadır. Hakim periyot, modal frekanslar, sönüm oranları, mod şekilleri, burulma titreşimleri, salınım titreşimleri (rocking), kat arası ötelemeler ve zemin yapı etkileşimi gibi çok önemli çıkarımlara varmak mümkündür.

Öte yandan pek çok akademik araştırmaya konu olan, özellikle ABD ve Japonya gibi depreme karşı önemli araştırmalar yürüten gelişmiş ülkelerde 30 yılı aşkın süredir günün elverdiği teknolojik olanaklarla uygulanan bu yöntemde sensörlerin optimum şekilde yerleştirilmesi büyük önem taşımaktadır.

Bununla birlikte özellikle ortam titreşim altında veri elde edilmesi amaçlanıyorsa, ölçülen ayırt edilebilir ivme değerlerinin mikro-g’ler düzeyinde olması gerekmektedir. Bu amaçla 24 bit çözünürlüğünde ve en az 120 dB dinamik ölçüm aralığına sahip sayısallaştırıcılar (diğer adıyla veri toplama sistemleri) kullanılmalıdır, her ivmeölçerden saniyede en az 100-200 örnek toplanmalıdır.

Ölçümler geçici (örneğin bir binanın onarım-güçlendirme öncesi ve sonrası durumunu yorumlamak, bir sorunun kaynağını saptamak gibi durumlar için) ya da kalıcı (kritik bazı binaları sürekli takip etmek, erken uyarı sinyalleri algılayabilmek için) sistemlerle yapılabilir.

Her binanın kendine özgü durumu da göz önünde bulundurulmalı ve enstrümantasyon buna göre planlanmalıdır. Standart bazı sensör yerleştirme önerileri yol gösterici olarak kabul edilse de binanın özelliğine göre (kat sayısı, düzensizlikler, yumuşak katlar vb.) sensör sayıları, eksenleri ve yerleri İnşaat Mühendisleri ya da akademisyenlerce yapılacak çalışmayla belirlenmelidir. Detaylı inceleme sonrası standart önerilere göre olan sensör sayısı eksiltilebilir ya da arttırılabilir. Yapılacak araştırmanın amacı ve niteliği de bu açıdan önemlidir.

Pek çok binada tüm katlar arasından analog sinyal kablolarının geçirilmesinin zorlukları da göz

12 13

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

3.1.2 Köprü ve Tünellerde Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık TakibiKöprü ve tüneller belki de Yapısal Sağlık Takibi tarihi boyunca en çok izlenen yapılarının en başında gelir. Yine köprü ya da tünelin projesine göre belirli aralıklarla ivmeölçerler, strain gauge’ler yerleştirilerek, köprünün hem açıklık hem de ayak bölümlerinde takipler yapılabilir. Tünellerde, hem titreşim takibi hem de tünelin kesit alanlarına binen yük takip altında tutulabilir. Yukarıdaki çözümde de belirtildiği gibi dönemsel analizlerin yanında 7/24 izleme yapılarak acil durum eşikleri ve önlemleri oluşturulabilir. Köprü ve tünellerin yapısal durumu ile ilgili en güçlü karar destek sistemlerinden biridir.

3.1.3 Tarihi Yapılarda Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık TakibiTarihi yapılar ve kültür varlıklarının takibi iki yönden çok önem taşır. Birincisi tarihi yapının zaman ilerledikçe olası bir çökme riskine karşı önlem alabilmek, güçlendirmek, proaktif davranmak. İkincisi ise tarihi yapının davranış şeklinden tasarımı ile ilgili ipuçları çıkararak sonuçlara varmak. Ülkemizde sayıları çok fazla olmasa da kayda değer miktarda izlenen tarihi yapı mevcuttur. İstanbul’da bulunun Nuru Osmaniye Camii, Manisa’daki diğer bir tarihi cami TESTBOX Yapısal Sağlık Takibi sistemleri ile izlenmektedir.

3. ÇÖZÜM MODELLERİ

Bu vizyon dokümanında önerilen altyapıları kazandığınızda bölgeniz için oluşturabileceğiniz çözüm modelleri aşağıda verilmiştir. Bu çözüm modellerinin hangilerini uygulanabileceğini ya da kaç adet paralel sistem ve test yapılabileceğini edineceğiniz altyapıdaki cihaz tipleri ve sayıları belirleyecektir.

3.1 Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi

Her türden İnşaat Mühendisliği yapısının deprem başta olmak üzere, tüm doğal veya çevresel risklere karşı 7 gün 24 saat sensörlerle izlenmesi olarak tanımlanır.

Yapısal verilerin, dinamik/statik davranışların kayıt edilmesi ile zamana bağlı ya da belli bir olay sonrasında gerçek-zamanlı ve post analizler sonucunda binanın davranışındaki genel değişimleri ölçerek;

• Yorulma etkileri ya da deprem gibi spesifik bir şoka bağlı olarak,• Davranış değişikliklerinin fark edilmesini,• Şok öncesi ve sonrası analizi yapılmasını,• Olası rijitlik kayıplarının, gizli ya da açık hasarların saptanmasını, • Eşik değerlerin aşıldığı durumlarda uyarı ve önlem mekanizmalarının devreye sokulmasını,• Yapı hakkında bir karar destek sistemi ve erken uyarı işlevselliği oluşturulmasını sağlar.

3.1.1 Binalarda Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi Yüksek yapılarda, daha düşük katlı betonarme ya da yığma binalarda, sitelerde, okullarda, hastanelerde uygulanabilecek çözümlerdir. Temel olarak belli bir sayıda ivmeölçerin bina projesi de göz önünde bulundurularak kalıcı olarak binaya yerleştirilmesini, bir veri toplama cihazı ile ölçümlenmesine ve verilerin ADSL ya da farklı internet bağlantıları kullanılarak sürekli takip altında tutulmasını içerir. Bu sistem tiltölçer ve çatlak ölçer gibi ek sensörlerle de desteklenebilir. Dönemsel olarak veriler üzerinde modal analiz çalışmaları yapılabileceği gibi, üniversite laboratuvarında oluşturulacak bir izleme merkezinde binayı sürekli takip altında tutmak da mümkündür. Yazılım belli parametreler, eşik değerler aşıldığında otomatik bazı uyarı mekanizmalarını devreye sokabilir. Cihaz kullanıcı tanımlı ya da tetiklendiği durumlarda kayıt alabilir. Bir deprem sonrasında çok kısa bir süre içinde hakim periyot, modal frekanslar, kat arası ötelemeler ve tepe deplasmanları kontrol edilerek, binanın durumuyla ilgili verilecek kararda çok önemli bir karar destek sistemi görevi görür.

14 15

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

dinamik kimlik bilgileri saklanarak, deprem, derin kazı vb. binanın yaşayacağı bir şok sonrası ölçümlerle karşılaştırılarak binadaki olası hasar durumu hakkında fikir yürütülebilir. Tüm dünyada yoğun olarak yürütülen ve giderek hız kazanan dinamik kimliklendirme (dyanmic identification) çalışmalarını TESTBOX/e-QUAKE veri toplama sistemleri ve SENSEBOX serisi sensörler ile hem ortam titreşimi altında hem yine Teknik Destek Grubu tarafından geliştirilen shaker’lar kullanılarak zorlanmış titreşim altında tamamen yerli üretim sistemleriyle yürütmek mümkün hale gelmiştir.

3.3 Yapının Mevcut Deprem Dayanımının Saptanması (Kentsel Dönüşüm)

Yapının mevcut deprem dayanımın saptanması her ne kadar yapısal kimliklendirme çalışması ile sınırlı olmasa da, bu eşsiz bilgi de kullanılarak oluşturulacak mantıklı bir algoritma ile çok gerçekçi sonuçlara varmak mümkün olacaktır. Mevcut mevzuatta özellikle kentsel dönüşüm açısından çok değerli olan binaların yapısal dayanımının saptanması aşaması gerçekleştirilmektedir. Aşağıda bu sonuca erişilebilecek örnek bir algoritma sunulmuştur.

3.1.4 Stadyum/Hangar vb. Özel Yapılarda Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi

Bu türden özel yapılarda en az dinamik takip kadar statik takip de önem kazanır. Çatı kafes sistemlerde kar yükü nedeniyle oluşacak ani çökmeler içinde çok değerli ve stratejik öneme sahip bir varlığın yok olmasına, büyük maddi hasara neden olabilir. Bu nedenle bu tür özel yapılarda genelde 2 yönlü takip kullanılmaktadır.

1.Statik Ölçüm:Çatı-kafes elemanlarında kar ve rüzgar yükleri altındaa. Deformasyon ve yük takibi

b. Aşırı yük/Eşik değer alarmı

2.Dinamik Ölçüm:Yapı genelinde ortam titreşimi altında a. Hakim periyot takibi ve modal analiz,b. Deprem alarmı ve otomatik tepki

Stadyum tipi çok büyük yapılarda da yine farklı kritik noktalarla ilgili lokal takipler yapılabileceği gibi yapının bütününü titreşim analizine tabii tutmak da mümkündür. Sabit ya da seyyar tribünler, çatı kafes sistemler stadyumlarda öncelikli takip noktalarını oluşturur.

3.2 Dinamik Kimliklendirme (Yapılarda Kısa Süreli Ölçüm ile Modal Analiz/ Çalışması)

Ortam titreşimi altında yapıların gerçek dinamik parametrelerinin belirlenmesi işlemi genelde dinamik kimliklendirme (dyanmic identification) olarak adlandırılır. İvmeölçerlerin uygun konfigürasyonlarda binaya yerleştirilmesiyle; hakim periyot, modal frekanslar, sönüm oranları, mod şekilleri, öteleme ve burulma modları gibi dinamik parametreler hiçbir zorlayıcı etkiye ihtiyaç olmadan rüzgar, trafik, küçük tektonik hareketler gibi çevresel dinamik uyaranlar ya da bir shaker (sarsıcı) kullanılarak zorlanmış titreşim altında çıkartılabilir. Bu şekilde binanındinamik parametrelerinin belirlenmesi ile bilgisayarda yapılan sonlu elemanlar analizi güncellenebilir. Gerçek tepkilere göre düzeltilmiş bir sonlu elemanlar analizi ile bilgisayar üzerinden çok daha gerçekçi çıkarımlara varmak mümkün olabilir. Bunun yanında binanın

METODOLOJİ

SAHADA

Ön Saha İncelemesive Projeye Uygunluk

Dinamik Veri Toplamaİvme Ölçerler YerleştirilirOrtam Titreşimi Altında

Veri Alınır

Malzeme ÖzellikleriHasarsız Beton Testive Donaltı İncelemesi

Gerekli ise Kalibre Edilir

Bina Projesinin İncelenmesive Bilgisayarda Modellenmesi

Dinamik Kimliklendirme

Bilgisayar Modelinin KalibrasyonuGerçek Depremlerin Bilgisayar

Üzerinde Similasyounu

Güvenli/Güçlendirme/YıkımSonuçlarının Raporlanması

Post-Proses - AnalizUlusal Teknoloji ile Verimli Kentsel Dönüşüm

OFİSTE

16 17

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

4.SAHA TESTLERİ VE EKİPMANLARI

4.1. e-QUAKE Serisi Yapısal Sağlık Takibi Ölçüm Ekipmanı

Sensör+Sayısallaştırcı (Digitizer)+GPS Senkronizasyonu: e-QUAKE serisi yapısal sağlık takibi çözümleri hem kuvvet geri beslemeli servo ivmeölçerleri hem de 24 bit çok hassas sayısallaştırıcıları içermektedir.

Modal analizin yürütülebilmesi için verilerin yapıdaki tüm ivmeölçerlerden senkronize (eş-zamanlı) olarak alınması gereklidir. Bunun için ya merkezi çok kanallı (16-32 kanal) sayısallaştırıcı ve uç noktalarda analog sensörler kullanılır ya da ölçüm ve sayısallaştıcının birleşik halde bulunduğu cihazlar direkt olarak ölçüm noktalarına yerleştirilir.

Çok kanallı merkezi ivmeölçerlerden dağıtım yapıldığı durumlarda çok uzun analog kablolar ve nispeten zorlu bir kablolama süreci gereklidir. Kalıcı ve sürekli ölçümler için bu yöntem tavsiye edilse de, özellikle geçici ölçümler ve hali hazırda kullanılmakta olan binalar için sensörlerin ve sayısallaştırıcıların birleştirilmiş versiyonlarının kullanılması tercih edilir.

e-QUAKE serisi cihazlar; 1,2 ya da 3 eksenli ivmeölçerlerin doğrudan sayısal çıkış veren ve üzerine kayıt alabilen versiyonlarıdır. Bu durumda cihazların birbirleri ile bağlantısı olmayacaktır. Ancak binanın farklı noktalarında kaydedilen verilerin senkronize olması şarttır. Bunun için Teknik Destek Grubu tarafından geliştirilmiş özel bir GPS senkronizasyon yöntemi kullanılmaktadır. Cihazlar bağımsız GPS antenleri ile uydularla eş zamanlı Analog/Dijital çevrim yaparlar. Tüm bağımsız cihazların topladığı veriler UTC’ye göre 1 mikro-saniye hassasiyetinde eş-zamanlı olur. Cihazın anteni küçük bir yapıya sahiptir. Sadece anten kısmının doğrudan gökyüzünü görecek bir yere ya da pencereye yakın bir noktaya yerleştirilmesi gereklidir.

3.4 Güçlendirme Onarım Restorasyon Projeleri için Bilgi ve Çalışma Sonunda Etki Analizi

Eksik bilgi ile yürütülen onarım ve güçlendirme çalışmalarının, bina dayanımı üzerinde etkisi olmamakta ya da ters yönde etkisi olabilmektedir. Bu nedenle binanın onarım ve güçlendirme çalışması öncesinde yenilikçi analiz yöntemleriyle ölçülerek bilgisayarda yürütülecek analizin daha gerçekçi olması sağlanabilmektedir. Ayrıca binanın güçlendirme çalışması öncesi ve

sonrası durumunun ölçülerek karşılaştırma yapılması mümkün olabilmektedir.

3.5 Deprem Uyarı ve Otomatik Tepki Sistemi

Bu vizyon dokümanında önerilen altyapıları kazandığınızda, binalar için tasarlanmış daha az komplike ancak, sarsıntı hissedildiğinde binada temel güvenlik önlemlerini alabilecek seviyede bir Deprem Uyarı ve Otomatik Tepki Sistemi olan e-QUAKE-SMART ile bölgeniz için bir çözüm oluşturmuş olacaksınız.

18 19

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

Her cihaza bir Ethernet bağlantısı ulaştırılabildiği durumda (ki günümüzde oldukça kolay bir şekilde çözülebilmektedir) gerçek zamanlı olarak herhangi bir bilgisayar ile bağlanarak verileri gerçek zamanlı olarak görüntülemek ve kaydetmek mümkün olur. Cihazların gerekli port yönlendirilmeleri yapılarak internet bağlantısı üzerinden uzak herhangi bir noktadan da

araştırmacı verileri görüntüleyebilir ve lokal bilgisayarına kaydedebilir.

Tetiklenerek Veri Kaydı:

Analiz Yazılımı: Gerçek zamanlı olarak sürekli merkeze gelen veriler analiz edilir. Ortaya çıkan hakim salınım periyodu ve mod şekilleri binanın imzası niteliğindedir. Bunlardaki bir değişim binada gizli ya da açık bir hasara işaret eder. Bu analiz sonuçlarına göre bina ağır, orta hasarlı ya da hasarsız olarak haritada işaretlenir. Böylelikle yazılım bir deprem sonrası çok kısa

sürede sonuçlar üretir.

Ortam Titreşimi (Ambient Vibration)-Operasyonel Modal Analiz: Bu seri, ortam titreşimi altında kayıt almaya uygundur. Bu şu anlama gelmektedir; gerçek binaların yüksek miktardaki titreştirici ve aktüvatörlerden etkilenmesi zordur. Oldukça rijit bir yapıya sahiptirler. Bunun için ya bir sarsıcı (shaker) kullanmak, ya da deprem oluşmasını beklemek gerekir. Oysa binanın günlük sürecinde gerek iç etkenler, gerekse rüzgar ve trafik etkileri ile küçük tektonik hareketler binanın hissedilmeyecek derecede küçük mikro-g’ler seviyesinde bir doğal salınım göstermesine neden olur. Bu küçük ortam titreştiricilerinin beyaz gürültü (white-noise) şeklinde bir karakteristiğe sahip olduğu varsayılır. Bu nedenle herhangi bir giriş (etki) tanımlanmaksızın sadece çıktıya (tepki) bakılarak bir modal analiz çalışması gerçekleştirilir. Bu operasyonel modal analiz ya da output-only modal analiz olarak anılır. Teknolojinin gelişmesiyle tercih edilen bir yöntem haline gelebilmiştir. e-QUAKE serisi Yapısal Sağlık Takibi cihazları mikro-g’ler seviyesindeki ortam titreşimi tepkilerini hissetmek için yeterlidir. Bu nedenle özel bir olay beklemeksizin bu cihazlarla 1-2 gün içinde bir binadan kayıtlar alıp, binanın Dinamik Çözümlemesini (Dyanmic Identification) sonuçlandırmak mümkündür.

Veri İletişimi ve Üzerine Kayıt: Cihazlardan 2 farklı şekilde veri toplamak mümkündür.

1-Ethernet Bağlantısı

2-Üzerine Kayıt

20 21

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

5.LABORATUVAR TESTLERİ VE EKİPMANLARI

5.1. TESTBOX2010 ve Sensörler

TESTBOX2010 Serisi Dinamik Veri Toplama Sistemi: Bu veri toplama cihazları genel amaçlı dinamik sayısallaştırıcılardan oluşmaktadır. Bu cihazlar; ivmeölçerler, hız ve yer değiştirme sensörleri , strain guage’ler, LVDT’ler, yük hücreleri, tilt ve eğimölçerler, boşluk suyu ya da toprak basıncı ölçerler gibi İnşaat Mühendisliği sensörleri ile uyumludur. 16 kHz’e varan örnekleme hızlarıyla tüm test gereksinimlerini fazlasıyla

karşılarlar.

İvmeölçer: SENSEBOX7000 serisi elektro-dinamik/kuvvet geri besleme ve MEMS tabanlı ivmeölçer ailesi ile binalarda ortam titreşimi ya da zorlanmış titreşim testlerinde, Sarsma Tablası (daha belirgin ivmeler için daha maliyet avantajlı ürünler) testlerinde ya da kuvvetli-zayıf yer hareketi sismoloji istasyonlarında kullanılabilecek oldukça geniş yelpazede bir ürün seçeneği sunulmaktadır.

Sarsıcı (SHAKER): Türkiye’de ilk defa Teknik Destek Grubu tarafından üretilmiştir. İTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü bir proje kapsamında sahada gerçek binalarda test yapmaktadır.

22 23

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

5.2. Masaüstü Sarsma Tablası

Strain Gauge: Hem doğrudan birim deformasyon/yük ölçümünde laboratuvarlarda, etüt merkezlerinde, akademik çalışmalarda hem de çok çeşitli sensörlerin üretiminde ürün girdisi olarak kullanılır. TESTBOX serisi veri toplama cihazları strain gaugelerdeki direnç değişiminden kaynaklanan Mv seviyesindeki voltaj değişimleri üzerinde kazanç yaratarak, sonucu volt seviyesinde yüksek çözünürlükle örnekler.

LVDT: Deformasyon uygulaması için en direkt ve etkili çözümdür.

Yük Hücreleri: Temel çalışma prensibi strain gauge’lere dayanır. Gerekli kalibrasyon ayarları fabrika aşamasında yapılarak, yük hücreleri kullanıcıya birim yük başına ne kadar elektriksel

voltaj çıkışı alabileceğini hesaplayabileceği bir kat sayıyla gelir.

• Lisans ve lisansüstü eğitim-Mod şekilleri• Küçük ölçekli denemeler• Depreme dayanıklı bina tasarımı yarışmaları

5.3. Test Amaçlı Sarsma Tablası

• Modeller üzerinde dinamik testler• Sismik izolatör performans testleri• Yorulma (Fatigue) Testleri• Titreşim ölçümü ve modal analiz ile hasar tespit algoritmalarının geliştirilmesi

24 25

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

Quasi Statik Testler sahaya da taşındı!

6. SERVO-HİDROLİK AKTÜVATÖRLER

Quasi-Statik Testler: Çok hassas yükleme ya da pozisyonlama gerektiren bu tür testler, ancak servo-hidrolik (ya da mekanik) kontrole sahip aktüvatörlerle gerçekleştirilebilir. Teknik Destek Grubu tarafından geliştirilmiş ileri seviye kontrol sistemlerinde yükleme ve hareket hızının kontrol edilebilmesi, ara noktalara yüksek hassasiyetli ve düşük toleransla yaklaşılabilmesi birinci derecede önemlidir. Bu nedenle Teknik Destek Grubu, çözümlerinde yüksek hassasiyete ulaşabilmeye olanak tanıyan servo hidrolik ya da servo-motorlu elektro-

mekanik çözümleri ve kapalı devre PID kontrolü tercih etmektedir.

• Push-Over Testleri

26 27

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

Çözüm Modelleri EkipmanSaha Testleri

Gerçek Zamanlı 7/24 Yapısal Sağlık Takibi

• e-QUAKE-ACC-21, Tek Eksenli Ultra Hassas Sismik İvme Kayıt Cihazı

• e-QUAKE-ACC-22 İki Eksenli Ultra Hassas Sismik İvme Kayıt Cihazı

• e-QUAKE-TILT, İki Eksenli Eğiklik Ölçer• e-QUAKE-ACC-23, Üç Eksenli Ultra Hassas Sismik

İvme Kayıt Cihazı• EASYTEST-SHM, Yapı Sağlığı Takibi Yazılımı• e-QUAKE- SHMBOX, Yapısal Sağlık Takibi ve Alarm

Kontrol Ünitesi

Dinamik Kimliklendirme (Yapılarda Kısa Süreli Ölçüm ile Modal Analiz/ Çalışması)

• e-QUAKE-ACC-2X, Ultra Hassas Sismik İvme Kayıt Cihazı ya da TESTBOX-2010ATT, Yapısal Sağlık Takibi Cihazı

• SENSEBOX 7021-23+ Ultra Yüksek Hassasiyetli İvmeölçer (±2 g)

• Sarsıcı (Shaker)

Laboratuvar Testleri

Ölçüm Sistemleri ve Sensörler

• TESTBOX-2010 Dinamik Veri Toplama Sistemleri• EASYTEST-NETWORK Dinamik Veri Toplama

Yazılımı• SENSEBOX 7021-23+ Ultra Yüksek Hassasiyetli

İvmeölçer (±2 g)• SENSEBOX 7001-03 Yüksek Hassasiyetli İvmeölçer

(2 - 400 g)• Strain Gauge STRAIN-BF-120-X• LVDT (Deplasman Ölçerler)• LOAD CELL (Yük Hücreleri)

Sarsma Masaları• Masa Üstü Sarsma Tablası• Test Amaçlı Sarsma Tablası

Servo Hidrolik Aktüvatörler

Quasi-Statik Testler• Quasi-Statik Testler• Push Over Testler

Statik/Yarı Statik Sistemler

Ölçüm Sistemi• TESTBOX 1001-Genel Amaçlı Veri Toplama Cihazı• EASYTEST - BASIC Yarı Statik Veri Toplama Yazılımı

7. TEPKİ ÇERÇEVESİ/DUVARI

Tüm İnşaat Mühendisliği Laboratuvarlarında bulunur. İnşaat Mühendisleri tarafından tasarlanır.

Beton ya da çelikten imal edilir.

8. STATİK/YARI-STATİK SİSTEMLER

8.1.TESTBOX1001 Serisi Statik/Yarı Statik Veri Toplama Sistemi

16 bit ölçüm çözünürlüğe sahip ölçüm hassasiyetinde tasarlanmış ve kanal başına saniyede 8 örneğe kadar veri toplayabilen TESTBOX1001 veri toplama sistemi, pek çok araştırmacı için ideal ve pratik çözüm niteliğindedir. TESTBOX1001’in temel fonksiyonu; sensörlerden gelen yavaş

değişken sinyallerin dijital veriye çevrilerek bilgisayar ortamına aktarılmasıdır.

8.2. EASYTEST BASIC Veri Toplama Yazılımı

Statik/Yarı Statik olarak tanımlanabilecek testlerde veri toplama, veri kaydı, anlık veri görüntüleme, grafik oluşturma vb. temel işlevlerin basit ve akıcı bir arayüzle gerçekleştirilmesini sağlar.

28

ww

w.t

ekni

kdes

tek.

com

.tr

1328. Sokak 5/6 Aşağı Öveçler 06460 Çankaya / Ankara / TÜRKİYE Tel: +90 312 473 97 91-92 - Faks: +90 312 473 97 93info@teknikdestek.com.tr - www.teknikdestek.com.tr