Mühendislik yapılarının farklı sensörler ile izlenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HARİTA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÜLDANE OKU TOPAL
Danışman: Burak Akpınar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yapısal izleme çalışmaları, mühendislik yapılarının doğal davranışlarının tespiti ve bundan sapmalarda meydana gelebilecek olası kazaların önlenmesinde hayati önem taşımaktadır. Küresel Konumlandırma Sistemlerinin (GNSS) deplasmanları yüksek doğrulukla belirleyebilmesi, yapısal gözlemlerde GNSS'in ivmeölçer gibi sensörlerle birlikte kullanılmasına imkân tanımıştır. Ancak izleme çalışmalarında, yüksek maliyetli jeodezik alıcıların ve Force-Balance (FBA) ivmeölçerlerin tercih edilmesi çok az sayıda mühendislik yapısının izlenebilmesine olanak sağlamaktadır. Bu tez kapsamında, düşük maliyetli GNSS sistemlerinin ve MEMS ivmeölçerlerin yapısal dinamikleri belirleyebilmekteki performansı test edilerek yapısal gözlemlerde maliyetlerin düşürülmesi amaçlanmaktadır. Bu amaçla düşük maliyetli GNSS ölçme sistemleri ile MEMS ivmeölçer sensörler, farklı dinamik davranışlara sahip bir yaya köprüsünün ve yüksek bir yapının izlenmesinde yüksek hassasiyetli donanımlarla eş zamanlı olarak kullanılmıştır. Davutpaşa yaya köprüsünün 3B sonlu elemanlar modeli oluşturulmuş ve köprüye ait ilk 5 modun doğal frekansları belirlenmiştir. GNSS ve ivme sensörlerinden elde edilen ölçülerin zaman ve frekans alanındaki analiziyle de köprünün doğal frekansları ortaya çıkarılmıştır. MEMS ivmeölçer köprünün doğal frekanslarını FBA ivmeölçerle %100 uyumlu olarak tespit edebilmiştir. Ancak tüm jeodezik donanımlarda doğal frekanslar gürültüyle örtülü kaldığından birkaç aşamalı Yule-Walk filtre tasarımı uygulanmıştır. Bunun sonucunda FBA ivmeölçerden elde edilen yedi baskın frekans jeodezik GNSS alıcısı ile maksimum %3, A10 için %2 ve UBX için maksimum %4'lük bir farkla elde edilmiştir. 30katlı bir yüksek binada gerçekleştirilen ölçüm çalışmalarında, MEMS ivmeölçerin FBA ivmeölçerle tüm modlarda %100 uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Filtreleme sonrasında Jeodezik GNSS'in ve A10 anteninin maksimum %8'lik bir farkla, UBX anteninin ise maksimum %13'lük bir farkla FBA ile uyumlu olduğu belirlenmiştir. Tüm sensörler 15 farklı harmonik hareket ve 5 farklı deprem hareketinin simüle edildiği sarsma tablası testleriyle de analiz edilmiştir. Sonuç olarak anten seçimi, değerlendirme yöntemi ve ölçüm süresi dikkate alınarak düşük maliyetli donanımların yüksek maliyetli alternatiflerinin sağladığı doğruluğa ulaşabileceği ve yapısal gözlemlerde tercih edilmesinin daha ekonomik olacağı belirlenmiştir.