Ñ©ÀæÊÓÆµ

yapı sağlığı izleme laboratuvarı

Laboratuvar Sorumlusu

 

Prof. Dr. Ahmet Can ALTUNIÅžIK
Genel Bilgiler

Yapı SaÄŸlığı ݳú±ô±ð³¾±ð (SHM), farklı tür malzeme ve taşıyıcı sisteme sahip mühendislik yapılarının yapısal davranışlarının deneysel yöntemler ile birlikte sürekli izlenmesi, kontrol edilmesi, oluÅŸabilecek deÄŸiÅŸimler göz önünde bulundurularak hasar tespiti yapılması esasına dayanan ve son yıllarda inÅŸaat mühendisliÄŸi alanında yaygın kullanım alanı bulan bir yöntemdir. Yapı SaÄŸlığı İzlenmesi ile yapıların mevcut durumları tespit edilerek yapısal davranış özelliklerinin belirlenmesi, yapının 7/24 izlenmesi ile yapının yaÅŸlanma ve dış etkenlere baÄŸlı olarak yapıda oluÅŸacak hasarların önceden tespiti ve erken uyarı sistemi ile yapıya acil müdahale edilmesi saÄŸlanmaktadır. SHM sistemleri gitgide yapı tasarımının gerekli bir parçası olarak yapısal tasarım aÅŸamasına daha fazla entegre edilmeye baÅŸlamıştır. Her SHM sistemi belirli izleme amaçları için özel olarak tasarlanmış ve yapılara uyarlanmaktadır. Yapıya özgü davranışların iyi belirlenerek yapı için en uygun izleme sistemlerinin (yer deÄŸiÅŸtirme, ivmeölçer, straingage, basınçölçer, ısı ölçer vb.) belirlenen lokasyonlara yerleÅŸtirilmesi büyük önem taşımaktadır.

Üniversitemiz bünyesinde kurulan Yapı SaÄŸlığı ݳú±ô±ð³¾±ð Laboratuvarı’nda hem eleman bazlı (kolon, kiriÅŸ, duvar elamanlar veya ahÅŸap, beton ve çelik numuneler vb.) hem de sistem/yapı bazlı (ölçekli çerçeve sistemleri, köprü, baraj, bina, cami, minare vb.) modellerde deneysel çalışmalar yürütülmektedir.

Deneysel Modal Analiz Yöntemi

Mühendislik yapılarının yapısal davranışlarının ve mevcut durum özelliklerinin gerçeÄŸe en yakın olacak ÅŸekilde deneysel yöntemler ile belirlenmesinde, Deneysel Modal Analiz Yöntemi kullanılmaktadır. Bu yöntem, son 20-30 yılda dünya literatüründe oldukça sık kullanım alanı bulmakla beraber, 2007 yılında kabul edilen 106M038 kodlu TÜBİTAK projesi (Yapısal Hasarların Deneysel ve Operasyonal Modal Analiz Yöntemleriyle Belirlenmesi) ile birlikte Deneysel Modal Analiz ölçüm sistemi Karadeniz Teknik Üniversitesi bünyesine kazandırılmıştır. Deneysel Modal Analiz yöntemi kullanılarak gerçekleÅŸtirilen ölçümlerde en önemli nokta, seçilen yapının tipine ve frekans aralığına göre belirlenen ivmeölçerlerdir. İvmeölçerler yerleÅŸtirildikleri yapıdaki titreÅŸimleri ölçmek için kullanılmaktadırlar. KTÜ Yapı SaÄŸlığı ݳú±ô±ð³¾±ð Laboratuvarı bünyesinde bulunan B&K (Brüel & Kjær), Sara, ve TDG (Teknik Destek Grup) firmalarına ait farklı hassasiyete sahip 48 adet ivmeölçerler, verinin toplamasını saÄŸlayan veri toplama üniteleri, ivmeölçerden gelen sinyallerin iÅŸlendiÄŸi yazılımlar, veri iletimini saÄŸlayan kablolar bulunmaktadır. Uygun lokasyonlara yerleÅŸtirilen sensörlerden elde edilen verilerin sınıflanması, iÅŸlenmesi ve depolanması dahil komplike tüm iÅŸ adımları laboratuvar ekipmanlarımız aracılığı ile periyodik ya da sürekli olarak gerçekleÅŸtirilebilmektedir.

Sarsma Masası Deneyleri

Sarsma Masası deneylerinde laboratuvar ortamında belirli ölçeklerde inÅŸa edilen yapılar, temel periyodları dikkate alınarak oluÅŸturulan hafif ÅŸiddetli, orta ÅŸiddetli ve ÅŸiddetli depremlere göre sarsılmakta ve yapısal davranışları belirlenmektedir.

Karadeniz Teknik Üniversitesi Yapı SaÄŸlığı ݳú±ô±ð³¾±ð Laboratuvarı’nda 4mx4m (Türkiye’nin en kapasiteli sarsma masası) ve 0.5mx0.5m kapasiteli iki adet sarsma masası bulunmaktadır.

Sarsma masası deneyleri; yapıların gerçek davranışlarının belirlenmesinde, uygun onarım-güçlendirme yöntemlerine karar verilmesinde, yönetmeliklerdeki kriterlerin deÄŸerlendirilip ileriye dönük farklı kriterlerin geliÅŸtirilmesi ve patent çalışmalarının hızlandırılmasında, çözümlenmesi çok zor olan matematiksel problemlere farklı bir bakış açısı getirilmesinde kullanılabilmektedir.

Yangın ve Yüksek Sıcaklık Deneyleri

Mühendislik yapıları, kullanım ömürleri boyunca yangın vb. nedenlerden dolayı yüksek sıcaklık etkilerine maruz kalabilmekte ve dayanımlarını önemli ölçülerde kaybedebilmektedir. Bu durum yapıların yüksek sıcaklık etkileri altındaki yapısal davranışlarının deÄŸerlendirilmesi gerektiÄŸini ortaya koymaktadır. Göçme meydana gelmemiÅŸ ise, yapısal hasar durumu ve yapının kullanımına devam edilip edilmemesi kararı oldukça önemlidir. Çünkü taşıyıcı sistem elemanlarının dayanım ve rijitliklerinde belirli bir derecede azalmaların olduÄŸu açıktır. Yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan bir yapıda meydana gelen rijitlik ve dayanım kaybı düzeyinin belirlenmesi, bu kayıpların yapı saÄŸlığı açısından önem derecesinin deÄŸerlendirilmesi ve bunlara baÄŸlı olarak yıkım veya onarım-güçlendirmeye karar verilmesi için sonlu eleman analizleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun yanında, yerinde ve/veya laboratuvar ortamında tahribatlı ve tahribatsız deneylerin yapılması ve elde edilen sonuçların sayısal deÄŸerlerle karşılaÅŸtırması konusu da yaygın çalışma alanı bulmaya baÅŸlamıştır. Bu kapsamda, yangın ve/veya benzeri yüksek sıcaklık etkilerinden dolayı oluÅŸacak dinamik karakteristik deÄŸiÅŸimlerinin hızlı bir ÅŸekilde belirlenmesi, hasar tahminlerinin yapılması ve rijitlik deÄŸiÅŸimlerine baÄŸlı kullanım durumunun tespit edilmesi için çalışmalar gerçekleÅŸtirilmektedir. 

İzin Formları

Laboratuvar İş SaÄŸlığı ve GüvenliÄŸi Beyan Formu

Yapılan Deneyler

Deneysel Modal Analiz Testleri: Ölçekli laboratuvar modelleri ve gerçek yapıların dinamik karakteristiklerini (frekans deÄŸerleri, sönüm oranları ve mod ÅŸekilleri) hasarsız deneysel yöntemler ile belirlemek amacıyla Çevresel ve Zorlanmış Deneysel Modal Analiz Testleri (10V/g hassasiyete sahip kablolu ve kablosuz ivmeölçer, sarsıcılar ile) gerçekleÅŸtirilebilmektedir.

Yangın Fırını Testleri: Yangın veya yüksek sıcaklık etkilerine maruz kalan yapıların yapısal davranışlarının deÄŸerlendirilmesi amacıyla 2x1.5x2m (en x boy x yükseklik) boyutlarında, 6m3 kapasiteli ve maksimum sıcaklığı 1200oC olan araba tabanlı fırın hizmet vermektedir. Ayrıca birçok sanayi ürünü ve malzemelerin yangın ve sıcaklık testleri yapılmakta ve tavlama, gerilim giderme, dövme öncesi ısıtma, normalizasyon, temperleme vb. gibi birçok sanayi uygulamalarında kullanılmaktadır.

Sarsma Masası Testleri: 4mx4m boyutlarında tek eksen doÄŸrultusunda hareket edebilen, 628mm/sn hıza çıkabilen ve +/-40cm yer deÄŸiÅŸtirme yapabilen, 0.1-50Hz frekans aralığında çalışan ve 2000kNm devrilme momentine direnebilen, tek eksende 500kN dinamik yatay kuvvet kapasiteli ve 350kN düÅŸey yük kapasitesine sahip sarsma masası ile ölçekli tüm yapıların ve zeminlerin gerçek deprem kayıtları altında yapısal davranışları simüle edilebilmektedir. Test edilen yapılar sonlu eleman model analizleri ile de bilgisayar ortamında desteklenmektedir. Ayrıca kullanım ömrü boyunca karşılaÅŸacağı farklı ÅŸekillerde çevrimlere sahip titreÅŸimlere maruz her türlü makine, alet ve eÅŸyaların yaÅŸam döngüsü boyunca karşılaÅŸacağı titreÅŸimlerin hızlandırılmış ÅŸekilde uygulanması sonucu beklenen ömür deÄŸerine kadar hasara uÄŸrayıp uÄŸramayacağının testleri gerçekleÅŸtirilebilmektedir.

Ayrıca Yapı SaÄŸlığı ݳú±ô±ð³¾±ð Laboratuvarı bünyesinde standart olarak 0.5x0.5m büyüklüÄŸünde ve tek eksenli bir sarsma masası da bulunmaktadır. Bu masa, kendi yazılımı içerisinde kaydı bulunan depremleri, sinüs ve üçgen gibi tanımlı harmonik dalgaları veya kullanıcının tanımlayacağı herhangi bir ivme yol zaman grafiÄŸini üzerindeki modele belirtildiÄŸi doÄŸrultuda veri kaybı olmadan uygulayabilmektedir. ÇoÄŸunlukla eÄŸitim amaçlı olarak kullanılmakta olup, küçük ölçekli yapı mekaniÄŸi, deprem, zemin ve jeolojik testleri gerçekleÅŸtirmek amacıyla ya da ivmeölçer ve titreÅŸim sensörlerinin kalibrasyonu amacıyla da kullanılmaktadır.

Videolar