Cilt7 sayi2 2003

Page 1

SAKARYA ÜNiVERSiTESi

FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi CiLT

7

SAYI

2

ISSN

Temmuz 2003

1301-4048

iÇiNDEKiLER

Bir Sanayi Tesisinde Kojenerasyon ve Atık Isı Geri Kazanımının incelenmesi AÇiçek, iEkmekçi, HRGüven. ..

.....

... ... .

. 1

Aşağı Sakarya Nehrinde Akım Değişimlerinin incelenmesi LSaltabaş, S.lş1k M Şaşal, E Doğan .

. ......... ..

.. ..... 9

17 Ağustos1999 Depreminde, Adapazarı'nda Yıkılmış Betonarme Binaların Proje Hataları M E/mas, H. Haroğlu . ...... 16 . .

Betonarme Yapıların Güçlendirme Teknikleri M E/mas, H.Çal1şkan

.25

Bilgisayar Kontrollü Serbest Düşme Deney Sisteminin Tasarımı D.Akgün,

i Çankaya

. .

.

. . . . . . . . . . . . . . . . . .

.

. . . .

.......... ....

......................

.... 31

..........

Bir Fazlı Seri Kompanzasyonlu Tesis Tasarımı ve Analizleri M Ay, Y.Göncüoğlu, N ins

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . .

.

. . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . . . .

. .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . .

37

. . . . . . .

44

. . . . . . . . . . . .

Bir Yapay Sinir Ağı Modeli ile imza Tanıma ZDemir. S. Cikoğlu, F. Temurtaş, N Yumuşak ..

. . . .

· · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Çift Çift Sm izetoplarının B(E2, J-+J+2) Değerlerinin Genelleştirilmiş Nükleer Modelle incelenmesi F.Ertugra/, Ö. Yamk, RAkkaya

..... 49

.

Çok Seviyeli Kaskad inverterlerde SPWM Tekniğinin Kullanımı S. Tuncer, Y Tatar

. . . . . . .

. 56 .

Çok Yanıtlı Taguchi Deneysel Tasarım Metodu ve Alüminyum Sanayinde Bir Uygulama M Ferah

........... .. .. . 61

. .

Deprem Kuvveti Altındaki Binalarda Perde Enkesit Değişiminin Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi H.Kasap, TÖzgür ..

......... .......... 70

Design Optimization of Mechanical Systems using Genetic Algorithms H.Saruhan,

i Uygur

.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . ...... .. . .. 77

Difenhidramin Hidroklorür'ün Yük Transfer Komplekslerinin incelenmesi F Ökten, M Ars/an. H. Duymuş, M Küçükislamoğlu .

...

.

Düşey de Düzensiz Binalarda Temel Yalıtım Uygulaması Ş.Oemircan

..

85

........ 92

Düz Dişlilerde Dişdibi Gerilmelerinin incelenmesi F.Ural, M Öz soy. V. Uçar

.

. .

.

. . . . . . . . . . . .

100

Etiai171-SiC-Grafit Hibrit Metal Matriksli Kompozitlerin Üretimi ve Mikroyapısı AM Azak/1. S.Aslan, H.Akbulut. C.Bindal

......................... ...... 104

GSM Sinyallerinin IP Omurgası Üzerinden Taşınması (SS7 Over IP-NetteSS7) ÇN Tülü, ADem1Tko/ ..

.

. ... ......... . ... .......... ............................. . . 110

Hücresel Sistemler L Gökrem, AFerikoğlu ...............

....... 115

.

idempotent Matrislerle ilgili Bazı Rank Eşitlikleri H.Uysal, H. Özdemir .

..... 121

ikili Arama Ağaçlarında Düğümlere Hızlı Ulaşmak için Bir Yöntem ve Gerçeklenmesi iAte ş, N Yumuşak

.

.

.

ince Kum Oranının Zeminierin Kıvam Limitlerine Etkisi B. Soysal

....

125

.......... 129

Perdeli-Çerçeveli Sekiz Katlı Bir Sistemde Perde Kalınlığının Değişmesinin Perdeler ve Kolonlar Arasındaki Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi H.Kasap, /Kolay .

izolatör Kayıplarının Modellenmesi N. Güneş . . Kaçak Akım Koruma Cihaziarı Y Y1/maz. Ş Öz bey

...

.... ...... ..... 132 . ......139 142


SAKARYA ÜNiVERSiTESi FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi CiLT7

Temmuz 2003

SAYI2

Sahibi:

Prof Dr. Mel7177ef

Edit ö r :

Prof Dr. Osrnar1

ISSN

:

1301-4048

0Lırn7at7

Çerez ci Y. Doç. Dr. S. Ca11 Ktırt7az

Bu Say1cfakJ •

Yay1n Inceleme

Kurulu:

Ptof Ot /,,111J!I Ç[ı/11 f'tof Or 1 !orun Taşk111 Prof 01 E 1 ol En11 e P1of Lutf1 SaltaiJaş Prof Ot Ertan Yantkoğlu Prof Or Cunıa B11ıdal Ptof Ot All Ostnan Ayd1n Ptof Dr Alunet Apay Prof H arncil Anka n .

.

Prof. Dr lfJrahirn Oz sert Prof Dr Fehirn F1nd1k Doç Dr Hiiseyin Ek1z Doç Dr Bule nt Şengot Lir Y Doç Dr Can Karavul

Prof Dr Osrnan Çerezc1 Ptof. Or Abdullah Y1ld1z Ptof Vulıdetflfı Sev1nç Prof Dr 1 Ayhan Şengil Prof Ot Zafer Z1ya OztOrk (TUBiTAK) Prof Ad1/ Alt1ndal Prof. Dr Ken?a/ettlf7 Y1frnaz Doç. Dr Hasan Arman Doç Dr. HLiseyin Murat TOtLif7CLi Doç. Dr Uğur Arifoğlu Doç. Dr. Abdullah Ferikoğlu Y . Doç. Dr. HOseyin Kasap Y.Doç.Dr Bayram Topa/ Y.Doç Dr.Hal!t Yaşar Y Doç Dr Ayhan Ozden1ir Y. Doç.Dr. Sabahattin lş1k Y Doç. Dr Ekrem BOyLikkaya Y Doç Dr Feyzullah Ten1urtaş Y Doç.Dr lbrahim Ozçelik Y. Doç. Dr. Yllrnaz Uyaroğlu Y. Doç Dr. Sak1p Köksal

Y Doç. O 1 1 br ah1111 O kur

Genel Yay1n Yönetmeni Fatn1a Ayd1n

Yaztşma Adresi: SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Esentepe Kampusü 54040 Sakarya Tel & Fax e-posta·

(+90-264) 346 03 14

ckurnaz@sakarYa.edu.tr, fatmaa@sakarya.edu.tr

http.//www. fbe.sakarya.edu. tr SAÜ Fen Bilimlerı Enstitüsü Dergisi yılda 2 veya 3 kez yayınlanır.

Temmuz 20031 Sakarya

Bask• ve Cilt SAKARYA KlTABEVi

Tel.: O (264) 282 20 35 Fa�s.: O (264) 281 21 91 Çark Caddesi Kundakçıoğtu ı,h. No. 24 ADAPAZARI


SAKARYA ÜNiVERSiTESi FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DERGiSi ISSN.

Temmuz 2003

SAYI2

CiLT 7

1301-4048

IÇINDEKILER •

i.EI<nJ&I<ç;,

Bir Sanayi Tesısinde Kojenerasyon ve Atık Isı Geri Kazanırnının incelenınesi A Çiçek.

f-I.R GOvet1 . .. . .

.

Aşağı Sakarya NehrindeAkın1 Değişinılerınin incelenmesi L. Saltaba ş. S.lştk M. Şaşal E. Doğan . . . . .. .

. .

. . . .. ... ... 9-15

17 Ağustos 1999 Depreminde, Adapazarı'nda Yakılmış Botonanne� Binaların Proje Hatalan M.E.fn18S, H Haroglu Betonanne Yapıların Güçlendirme Teknikleri M E/mAs, H. Ça!Jşl<an .

.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

. .

.

..

' . . .

. .

.

.

.

.

'

.

.

.

Bi ı g ısayar K onlroll i.J Serbest Düşme De ney Sistemi ni n Ta sa rı m ı D Al<aDn. /. Çankaya .... . . . .

S.Cikoğlu,

Bir Yapay Sinir Ağı Modeli ıle iınza Tanama l Ocrrur,

Iris ..

Çift Çift

Sın

izotoplarının B(E2, J

F.i-rt:;grEu () Yantl< R

;\J<I<Aya

J

t-2)

1

o

.25-30

• • • • •

.. .. ... 3 7-43

.. . .. . . . .. . . ..

.......

F. Temurtaş, N. Yumuşak

16-24

. . .. . ................ 31-36

.

Bir Fazlt Seri Komparızasyonlu Tesis Ta�arımı veAnalizleri M.Ay, Y Gonciioğlu. N

• •

o

o

• •

'

44-48

o

o

j

Değerlerinin Genelleştirilmiş Nükleer Modelle incelcnınesi •

o

o • •

• •

o

• •

1 o

'

1

.

. . .

o •

Çok Seviyeli Kdsknd lnverterlcrdc SPWM TekniğininKullanınllS Tuncet, Y Tata1

.

.

t

61-69

Deprenı Kuvveti Altındaki Binalarda Perde Enkesit Değişiminin Kesme Kuvveti Dagtlırnına Etkısi .

.

.

. ..

.

. .

.

. .. .

. .. . . ....

.

.

.

.

.

.

.

.

.

... .. . . . . . . . . .

.

.

.

.

.

. .. .

.

.

. . .

. ..

.. . .

.

49-55 56-60

.

.

.

Çok Yanıtlı Taguchi Deney sel Tasanın Metodu ve Alüminy urn Sanayinde Bir Uygulaına M f-ett:ıfı

H.!<asar>. T OzgLif .

1-8

. .

.

..

.

..

. .

.

..

.

.

Design Optin1ızation of Mechanical Systerns using Genetic Algorithms H .Saruhan. 1 Uygur ...

.

70-76 77-84

Difenhidraınin Hidroklorur'i.ın Yük Transfer Komplekslerinin Incelenmesi

. .

......... ..... .

F 0/,tefl, NI 4t� lan. 1 !.OuynHIŞ, Pll KıiçOI\fSicınıo(Jiu ..............

Dü�eydc Dl.lzensız Sınalarda Tcnlel YaJıtını Uygulanıası Ş Oen;ircan ..

M.Ozsoy.

Düz Dişlilerde Dışdibi Geriln1elerinin incelennıesi F.Ural, Etial

171-SıC-Grafit

85-91

.

.

..

.

V Uça:

.

.. . . .

.

.

.

.

.. .

. . . . .

.

.

.

.

..

1

o

• • •

.. 92-99

. .... 100-1 03

.. .. . .. .. .. ... ...

.

.

o

Hibrit Metal Matriksli Kompozitlerirı Üretimi ve Mikroyapısı

11 P/1 Azakir S.1�Siı:ın fi.AJ<bulut. C.BJuciDI

.

.

. .

.

.

. . . . . . . . . .

.

.

. . . . . .

.

. . . . . . . . .

. .

.

. .

.

. .

. .

.

. .

GSM Sinyallerinin IP Ornurgası Üzerinden Taşınınası (SS7 Over IP-NetteSS7) . . . ...... .x)- lu ...... Hücresel Sısten1ter L.G61·aetn, 1\ Fe1i/((

.... .

-

idempotent Nıatrislerte ilgilı Bazı Rank Eşitlikteri H Uysal, H.OzdenJ!I

1

o

1

• • •

o

,

o

Ç

o

Soysal

..........

o

o

o

o

o

o

o

o

o

t

o

o

o

o

o

o

.

. .

• •

o

• •

o

o

o

o

.. .... 104-109

o

o

o

N Tti/u,!\ Durniii\OI .......

ikilı Ararna Ag<1çların<Ja Dugurnlere Hızlı Ulaşmak için Bir Yöntern ve Gcrçeklenn1esi Ince Kurn Oranının Zerninlerin Kıvam Limitlerine Etkisi B

o

o

o •

• •

i Ateş.

.

.

.

.

.

.

o

.

.

.

.

..

.

110-1 14

..

.

.

.

.

..

.

N Ytllnuşal<. . .. .

.

.

.

.

. .. .

. .. . ..

.

.

.

115-120

.

.

121- 7 211 125-128

'

Perdeli-ÇerçeveliSekiz Katlı Bir Sisternde Perde Kalınlığının Değişnıesinin Perdeler ve Kolonlar

Ara sındak i KesmeKuvveti Dağılımın a Etkisi /-/ Kasap, J. Kol ay fzolatbr Kay ıp!arının Modellenn1esi ,rv

Guneş

o

o

• o

• • • • • • •

KaçakA krın Korurna C ı hazlan Y Yt!tnaz. Ş. Öz hey...... .. . .

.

.

• •

. . .

.

o

.. .

1

.. .

..

.. .

.

.

.

. . .

.

.

.

o

.

. .

.

.

.

. . . .

o

• •

o

. .

.

.

.

.. . .

. ..

.

.

.

.

-

o

132-138

.

.

139-141

.. .... . .......... 142-146

Kontrol Alan Ağları (CAN) Kullanıla rak Step Motor Kontrol Uygularnası A Kc.uaca. H EktL A. T

Czcent

.

.. ..

..... . 146 149

�ontrollü Kirnyasal Çöktürınc Yöntemi ilc Üretilen Yüksek Voltajlı ZnO Varıstörlerın Mikroyaptsal Ozcll ikierinın lrıcelenrnesi O. YOksol, N Canikoğ/u, 11. Ö. Toplan . .. .. .. .. .. .. . ... . . . . .. . . .. ... ...... ...... 150- 153 Korona Kayıplarının Modellenrnesi S Doğan GOneş

. . . .... ...........

Matris Çevırici Kontrol Tekniklerinin Bilgisayar Orta•nındaki Benzetimi 1

Coşkun

o

• •

A $nyq1n

154- 158

. ... 159-166

Menfezlerin ProJelcndırilmesinde Kullarıılan Taşkın Hesap Metotlarının Degcrlendirilrnesi

lvl

Öztw!�

N 1\dV'I 1\ 1-f 1\ş/,cın

.

.

.

. . .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

...

•f()/ 171 ..


G.Kbtçoban. M Mikrodalga ile Bitkisel Yağların Transetilasyonu ve Transbütilasyonu

l\ıltç

ıces On ldempotcncy of Linear Com bınations of Two Comm ute ldernpotent Matr . . ... . . . . . .. H Ozcienw, /t Ince M Sa rduvan . ·

. .

.

. . . .

. . .

.

.. .

. . .

.

.

.

.

·

·

·

·

175-1/7

· . .

Optik Fiber iletışim Sis temlerinin Özellikleri

G Ayciotrı�r A FeuJ<.oğlu. C Odaboş. Z BeyhcJ!J.

1

• • • • • •

• • • • • • • • • •

1

Ç e rç e vele r Arası nddkı

Perdeli-Çer çeveli S i stern l e r de Planda Perde Yerinin Degışmcsı n in Perdeler ve Kesme Kuvvetı Dağılırnma E t ki si H.kasap,

.....

O.Un/Okc1ya

18::l 1 D1

Paralel LRC Devr e s in de Radyo-Frekans (RF) Metodu ile Kay ıp Dirençlerinin lncelennıesi

YGunf..y hAf,Çdl,ay.=ı

.

.

. . .

.

.

.

.

. . . .

. . .

Rüzgar Türbinlerı nde Dinamik Kararlılık H Sakarya İlinde 17 Ağustos

1999

Sıkıştırma DökLırn Y 6 nt ern i ile B ç;,ıJil.II. C 1\ı u' ız

.

. . . . . . . . . ..

Go/ben.

.

.

.

. .

.

.

.

.. .

1\ S Ytl!naz. fı/1

.. .

.. . .

'{J/dJZ,

. . .

·

MA.

YA!çm

I�J9-204

Oepremınde Hasar Gören Yapılar Uzerine Bir Araştınna 1 llç1 ı\17

Ü re tı l e n

Tı-B Ilaveli ZA-12 Alaşırııının özelliklerinin

C Ai\tn.;l

incelenmesi .

...

Sunieti Egıtinıi Değerlerıdirn1csi

O E/doğan.

>,, r. l• -.�. , ö

Y Tamlin k. A Uzun

Tek Kat Ekranın Eşdeğer Devre Modelı Benzetimi ıl e Ekran Verinıliliğınin Karşılaştırılınası

O Poldt, S

Çonılcl<ç1 Ş Ozen,

A Y Tcşnelı .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Tıcarı Uçaklarda iklirnlendırrne Sistemi ve Konfor K.çakıt. M Ocal,

1

Taymaı

Toplarn Verinıli Yönetim Anlay ışı ilc Ekipman Verimliliğinin Artırılması S.Eşnıe, E !lhan Hasarlı Binalarda Onanın

ve

Takviye M.E::.Itnds, U Gtinoğlu

.. . .

.

. .

.

.

. .

.

.

.

.

.

Yakıt Pillerı ve Otoınobillerde Kullanılması A Gumdş, ö Donrnez. M PelÇin Yakıt Hücrc>sı TeknoloJısindc Bor Uygulaınaları A.l

Çetirn,

. ..

.

.

.. '

.

I.OJdu. J\ Ko/ıp .............

.

.

'

.

Yapay Ter<�til Atık Stılarının M ud ur nu Çayına T esi rl e rın i n incclenrnesı V.Sev11ıç f31-1oşsoz Yera lt ı Encqi i ıe t i rn Sısternlerınde Kalite KontrolAR Oırlemu G Ozyer ..

Bir U ni v e rs i t e Hocası N�sıl Olınalı

ve

_

i

.

.

"' I r C _, } _ •')40

1

.

.

.

'

Ondan Beklenenter (Beş Parrnakta Beş Marifet).; Ant/, ;tOğur

..

•• 1 ')f"Q ' 1

'-


Bir· Sanayi T(•�o,i�indl' Kojeıırr·asyon \1(' Atıl\ Isı

�ı\l, ı·cn 11ilıınk··ı l·nstıttlsiı tıcrgısı 7. ('i 1 ı. 2 ��ı� ı (.Te 111 llllll .2 (JO 3 J

Gt·ri Kazanımının inl:clcnmesi

A.(içt·k,

·siR Si\�A Yİ

l'l(SİSİNDE KOJENERASYON ve ATlK ISI •

KAZANIIVIININ INCELENl\tlESI

Abdurrahn1an

Or.et ..

-

-

GERİ

••

l.

..

birJc�i1� ısı güç

H.R.Giiven

Ç,IÇEK, Isınail EKMEI{ÇI, Il. luza GUVEN •

Bu � alı�nıada, hir firrna bün y es inde kuruhnası

dü�üııülen

i. Ekmel<çi,

Ç t' v riın santralı tesisi

ele

(;JRJŞ

l\adar vcriınli olacağt güstl�rilnıiş olacaktır.

'{akıt rezervlerinin azal dt ğ ı ve glohaJ rekabetın arttığı gü n ünıü r de cneıji, endüstri tesislerinin başlıca prob le ın i d i r 1\.ınaç; clektTik eneıji ih ti y ac ını karşılaınak, ürün ka litesini artı rına k ınallyet J�u nedeille endüstri giderlerini a1 a ltnıaktır. tes1slerindc bırlcşik ıs ı güç santrallerinin ku11annnı ağırlık ka7aınnışıır. Btu1ların ba�ında k oj enerasyo n gelnıcktcdir. Kısaca işletn1eciler kojenerasyonu hen1 hcın ısıyı be raberer üretebjlt11ek ı ç ı n -.:lcktı ı ği, ku lJ anınak tadırlnr.

Aahhır l(elinıelcr : Isı-Giiç ']'esisleri, Atık Isı J(ullanınu,

En e rj i

alınıp incelcıu'rek tcrn1odinaınil< analizler yapılınıştır. Bu ısı-güç ç cv riın santralindc, 5 1\11 \\ l ık

kurulu güce

'"

d üş ü nü l n1ü ş, bunun için gerekli r nıt liyct �tnalizi y ap ıl nıı � t ır

sahip bir

tesisin

kurutınası

.

Firınanın m('vcut yakıt, sıc:rık su ve top i t Hıli

nıaliyetleri sonr aki

yakıt

Böylece

1sı

artı

\e

ile

kojcnerasyon

te�is

elcktrih

elektrik

ınaliycti enerjisi

enerjisi

kuruhlul{tan

değeı·lcndirihniştir.

ihtiyacı

olan

benzer

tesisler için bu şck�Jdcki birh.\şil< ı�ı-güç santrallerinin ne

E nerji Yöııetiıııi, E nd ü stri y el '!'esisler

Abstract

lu

ıthis

study,

thcrnıodynan1ical

cconoınicaJ aııalysis have becn n1ade for

a

and

firrn that

have a Co nı bin e d Heat and Power Plant (C1Hl)) \vanted

to bt� established. I n this c� HP 5 M"' established po"ver ..

\''anted to be built and requircd cost an a lys is Juıve been n1ade for this po\YCr range.

.

,

gı d c ri

ta�arnıfiı, nihai ürün maliyetinın azalınası, rekabet gücü artışı, enetJl tenıin güvencesi artışı gibi, t.ntı� tlnıast güç nlikroekononıik yararlan olan endüstriyeJ ısı güç santrallerinin ülke ekononusi açısından yararlarını da gö:r ardL etmemek gerekir. rriirkiye, genel olarak eneıji üretinı kapasitesinin enerji ta l e b in i karşılayaınanıası nc dc n ı y le eneıj i ithal eden bi1 tllke koıH.111lll ndCl d ır r 18].

P lant) Wastc Hcat lJtiliLation, }�nergy Managcnıcnt, I n n u s tri al Facilities.

l ii rkjy e bir eneı:ji dar boğazına girnlektcdir. [>olayısıyla bu olayd8n en ağır darbeyi yiyecek olanda endüstriyel sanayi olacak ve tnaddı olarak astTonon1ik rakamlarda kayıplar söz konuc· o l n 1 ak rad ı r. Fneı:i i kesintisindeıı do1ayı üre1inıin durınan1ası için i�lennelcr attık kendi tedbirlerini Bu da kojenerasyon ile alınaya başlanıı�tır. sağlann1aktadır. f3öylece herhangi bir elektrik kesintisi söt: konusu olduğunda işletme ürelinline d�van1 edcbiln1ektedır. .t\yncJ işleterne ıçin gerekli olab i l ece k tennal eneıj i dc elde ediln1cktcdir

.1\.Çiç.ek� Salcurya Üniversitesı, Fen Bi li mleri Enstı tüsli, fvbkı ne Mühendishği Ana Biliııı Dalıı Esentepe Kuıııpüsli, Sa1\uryrL i.Ekrnel<çi,H.R.Ciiivcn; Se1karya ÜniH�rsitesi, Mühendıslik hıJ...ültesi, Ma k in u Mü hendi�liğı Böl üınü, Esentepe KarnpüsliJ S�tkarya

('evreye atıb c ak olan ısının kojenerasyon si:, tenlle r1 k�1llanılarak değerlendiriln1esi nct lc e s inde, sade c e ıs ı veya sadece elekn·ik elde etınek an1açlı yakıt y akıl ı n ası iht iy ac ı ortadan kaldırılarak elektrı k ve ısı liretim masraflarının a.laltılnıası sağlann1aktadır. Kojenerasyon sistemlerinin bilmen aşağıda özetle ye bi lcceğiıniz bir çok faydalan ınevcuttur.

Thcrmal

lıcat

quantitics

have

and been

e le c tric a l

optiınized

po,ver by

production

dea ling

\Vith

t hcrnıoecononlical vie\\'. To succeed this goaL. prescnt total costs of fucl, hot,vatcr and electricaJ povvcr of the

coınpany coanpari�ion, it can be sho\vn that cstablishing of C lll' plant for that kind of c o mp anie s is very cffective and pı·oductive. J(cy \Vords

:

Coınbined Hcat and Po\\·cr Plants (CliP

,

Sonuç

olrırak

'

'

'


Bir Sanayi Tesisinde Kojcnl'rasyon

7 .Ci lt, 2.Sayı

(Temmuz 2003)

A.Çiçe�

II. BİRLEŞİKISI-GÜÇ ÜRETİMİNİN

Y ARARLAIU

ise,

kazan1nda

Yüksek birinci] enerji kullanını v erimliliğinin sağladığı Eneıj i çevriminin tüketim yerinde gerçekleştirilmesi

sonucın1da

elektrik

enerjisi

iletim

dağıtım

ve

kayıplarının yok edilnıesi.

3.

M erkezi santraller e göre daha klsa inşaat ve devreye alma sürelerinin sağladığı hızlı elektrik enerjisi arz

4.

satışı . Üretilen yararlı ısı güç birimi başına çevreye atılan katı, sıvı ve gaz madde ınlktarının, yalnız elektrik üreten merkezi eneıj i santralı veya yalnız buhar üreten bir endüstri kazanına göre daha az olması.

5.

Sanayi

tarafından

tüketilen

elektrik

enerjisinin

az

sayıda merkezi santral yerine, dağılmış bjr şekilde endüstriyel

tüketim

yeilerinde

güvenliğe sağlayacağı katla

üretilınesinin

ulusal

Işletmenin azalan toplam enerji giderleri, ni11ai ürün düşürmeden

ınaliyetini

azaltacak,

şirketin

rekabet gücü artacaktır. 2.

3.

İşletmenin

cnerji

temin

güvencesi

olacak,

üretin1

kesintilerinin yol açtığı ziyanlar ortadan kalkacaktır. Enerji daha ucuza mal edildiğinden endüstride, hatta konutlarda kullanım için daha ucuz elektrik ve ısı enerjisi imkanı sağlar.

4.

Küçük güç ve boyutlarda inşa edilmesi nedeni ile daha

5.

Yalat türleri fazladır [ 17].

küçük ve yerel şirkerlerce de işletilebil1r.

Türkiye'deld tüm santrall�rinin toplam üretimi olan 122,6

milyar kwh'ın o/o 16'sını teşkil etınektedir. 2001 yılında ekonomik dw·gunluk nedeniyle elektrik tüketiminde, % 2,6

azalma olduğu halde, Otoprodüktör ü reti m i

,

koluntu1

sanayi

o

ihtiyacı

olan

ısı

Fabrikanın 2002 y ı ll ın ın ilk yedi aylık en�ıji tüketinı maliyetleri göz önüne alındığında enerji için ödenen ıniktar

dolardır.

754 681.18

%I O'luk kısmı elektrik kısmı

ı5ı

ise

Kullanılan

eneıj isidır,

eneıjisi

üreliını

için

yakıt

o/o67

ınaliyetlcridir.

Uu

enerjinin

ka lan <Yo90' l uk

Maliyet bazında bakıldığında bu oranlar

kullanıhnıştır.

o/u33

değerler

elektrik özelikle

fabrikada üretilmeyen elektı·ik enerjisınİn nıaliyetinin ne

kadar

yüksek

olduğunu

açısından

göstcnnck

öncnuidir.

Ele alınan tesiste 2002 değerlerine göre ilk yedi aylık

avantajı

olarak ayrı

Bu büyük bir kayıptır ve mertebcsi% 40'lara ulaşınaktadır. Bu nedenle kojcnerasyon sisteınlerinde atık gaz ısısından yararlanarak buhar üretme yoluna gidilmiştir.

ayrı

Kurulacak

kaynaklardan

günlük

karşılandığından

kojencrasyon

birçok faydası vardır.

buhar

fabrikanın

tesisinin

firnta

Bunlardan bir

açısından

kaçını

şöyle

sıralayabiliriz;

• •

Daha ucuz elektrik kullanın1ı ve bu sayede şirketin rekabet gücü aıtnuş olacaktır. Çok daha ucuz buhar kullanılabilecektlr. Holding şirketlerine TEDAŞ üzerinden ·1ygW1

şart] arda elek trik ene rj isi verilebilccckt ir. TEDAŞ'a elektrik satılabilecektir.

İşletnıenin enerji tenıin güvencesi olacak, üretim kesintilerinin yol açtığı ziyanlar ortadan

k alkac akt ır.

Yakıt türleri fazladır.

V. YA TIIUM PROJESİNİN HAZlRLANMASI Olurluluk

analizinin

planlanan

yatırımın

bölüınünde

bu

projesinin

yapılnıası

hazırlanınası

için

yapılması gereken eylenıler analiz edilnıiş ve sonuçlar heın teknik açıdan hem de mali açıdan sunulmuştur.

Tekni k açıdan; •

Sanayici elektriğini dışarıdan alnıaktan ve buhar ihtiyacını

da ayrı bir kazandan üretme külfetinden ve masrafından

kurtulmaktadır.

İşletnıenin

maliyet giderlerini artımıaktadır.

ekonomik lerizde bile başansını sürdürebilmektedir. başında, buhar türbini egzoz ıs ı s ınuı atn1osfere atılmasıdır.

gerçekleşnıiştir.

450353 k\Vh

ihtiyacı ise yaklaşık 1 O ton /h dır. Bu her iki encıjide

sayesinde

Kojenerasyon randımanınt o/o 57 ile sınırlayan nedenlerin

ihtiyacı 3

dönernde elektrik enerj isi

Otoprodüktörlük sistemi, dayandığı yüksek randınıan ve maliyet

gaz türbininin egzoz ısısJ ilc atı k ıs ı

,

olarak enerjı harcaıınıaktadır.

2000 yılında

17 milyar kwh,lık üretirn seviyesinden 1 9 nıilyar kwh'a ( %12 artış) başarısını göstermiştir. Yani yük selme üretim

ihtiyacı

için oldukça çok buhar üretiltnekte ve buna bağlı

2001 yılındaki 19 milyar k\vh'lık Otoprodüktör üretin1inin

düşük

elektrik

yap1lmaktadır. Fabrikada boya-apre işlenıleri yapnıak

III. KOJENER.\.SYONUN ÖNEJ\tİ

dolayısıyla

ile

türbini

gaz

IV. ELE ALINAN TEJ(STİL FABRİKASINlN KOJENERASYON FİZİBİIJİ'I'ESİ

kalitesini

I.Fkmekçi� H.R.Güven

ürctiln1ektcdir. Ele alınan tesiste, boya-apı e işlenıleri

İşletme bazında yararlar ise şunlardır 1.

sadece

karşı lanmakta

yerel veya ühal enerji kaynaklarının tasanufu. 2.

.

Fabrikanın elektrik ihtiyacı az, ısı ihtiyacı daha fazla

\1akro düzeyde yararlar :

1.

ve

Atık lsı Geri Kazanınlınan inc('h�runesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kapasite ana 1 izi,

Makine ve işgücü analizi, Proses seçimi inceJcnıniştir.

Yatırımın ınali olarak analizi de yapılmış ve gerekli görülen teknik

2

alt

yapıyı

kurabilnıek için gerekli


Bir Sanayi Tesisinde Kojenerasyon ve Atık Isı

SAC Fen Bilimleri Enstiti.isü Dergisi

Geri Kazanımının Incelenmesi

7 .Ci lt, 2.Sayı (Temmu? 2003)

A.Çiçek, İ. Ekmckçi, H.R.Güven

harcanıalar

edilerek

tespit

hesaplannuştır. Bu nıaliyctlerin kalemiere yer verilmiştir. •

g ide rl eri

Mühendislik hızmetleri

maliye t i hesaplanmasında ise şu yatır ımın

,

neticeleri

verilmiştir.

Analizler

kulla nı l nu ştı r.

yapılan analizierin

bilimse]

kull am la ra k gerçckleştirihniş ve yapılan kullamlan rap or içerisinde veriln1iştir.

Kapasite Analizi

Kojenerasyon tes isin in görünür gücü 5 MW/saat'tir. Kojeneras yon tesjsinin üretmiş olduğu enerji, ortam sıcakhğına göre değişmektedir, ortam sıcaklığı 1 5 °C kabul edilmişt ir . Kapasite analizi yapılırken aşağıdaki değerler

,

Arsa ınaliyeti, Mak ine ve do naının g iderleri Beklenmeyen giderler ele alınnuştır. ileriki bölünllerde yukarda ki konularda •

V. 3.1.

Kurulu Güç= 5MW !-!arcanacak Doğalgaz Miktarı =1574.25 nı3/h H ar can ac ak Doğalgaz Miktarı= 13774736 kcal/h H arcan acak LPG ınik ta rı 1 253.8kg/h Elde elektrik edile cek encrji=4 732kW Kazanılacak atık ısı değeri= 6157 894.7 kcal!h Doğalgaz a lt ıs ıl değeri =8750 kcal/m3 LPG alt ıs ıl değer i : 1 O 900kca1/kg = 9 600kcal /kg Motorin alt ısıl değ cıi Doğalgaz(2002Tenunuz)- 263957 TL =2952768 kw/ay Aylık elektrik ürctinu Aylık buhar üretimi= 4468052.16 kw/ay

metotlar

varsayımlar ile

=

V. 1. l'alep

Analizi

Buhar üretiminin o/cı 90.9'ni ele alınan fabrikanın, diğer kısırunı da kon1�]U fabnkalann kulJanacağı varsayılnuştır. Elde ed i l ecek c l ck lr iği n o/o 20'sinin firmanın, geriye kalan % 80'1ik kısn1ının ise TEDAŞ 'a sa tıla cağı düşünülmüştür.

V .2.

Kuruluş Y cr Scçirni

Fabrikanın n1evcut tesislerinin k u Jla n ı l acağı düşünülmüştiir.

Kurulacak tesisin

V. 3. Projenin rf eknik Analizi

gibidir.

Tablo

kojcner:.ı�yon

1. Kurulacak

LPG, mo to rin ve

ortanı sıcaklığına göre

doğalgaz ıçın kapasiteleri Tablo 9.1 deki

�ısteminin yakıt ve ortam 'itcaklığına göre pt!rfornıans dcgerleri [16)

-

-

Gaz Türbinin Kurulu Nonıinal Perfornıansa - -

----

Yer Şartlara

Yükseklik

120 nı 75 nmili10 250 nmll-IıO %60

-

, Giri.ş Boıusu Basınç Kaybı

1 E�zoz Borusu B�sı n� Kaybı

__

Bağ1J �em

-

-----

Çevre Sıcaklı�-

oc

-

Jeneratör Çıkış Gücü

Tsı

LPG'Ii Nonıinal Perfornıanslar

-

--

1 Isı Oran ı

..

-

-

(I-Icat Ra�--

Girişi (I -Ieat Inp u t)

i Egzoz Gazı Kütle Akış1 1 Egzoz Gazı Sı c aklı ğı ...

ı

ı 1 Çevre S ıcakhğı

Kj/kWh Kj/s

Kg/s

-

-

. .

oc

-

o

5195

11878 17141 22.0 ı 482

ıs

4668 12237 15869 20.93 486

25 4319 12564 15072 20.03 493

Motorinli Nominal Performanslar

o('

--

1 Jeneratör Çı kı� Gücü Isı O ra nı (Heat Rate) Isı Girişi (I-leat Input) Egzoz Gaz ı Kütle \. kı ş ı Egzoz Gazı Sıcaklığı

k\V

.

_

-

kvv

Kj/kWh Kjjs

--

Kg/s

..ı

oc

-

o

5153 1 J 926 17069 22.03 482

15 4627 12289 15794 20.96 486

35 3994 13026 14269 19.06 501

-

494

35 3907 13095 14211 19.08 502

25 4382 12460 15167 20.01 492

35 4006 12921 14378 19.05 500

25 4281 12621 15008 20.05

Doğalgazlı Non1inaJ Performanslar

Çevre S ıcakhğı

Jenera t ör Çıkış (]ücü

oc

.

Isı Oranı (Heat Rate) Isı Girişi (Heat Input) Egzoz Gazı Kütle Akışı Egzoz Gazı Sı ca klığ 1

kW

Kj/kWh

Kj/s

.

-

Kg/s

oc

o

-

5259 11795 17231 21.97 481

-

-

3

15 4732 12168 15994 20.88 486

ı

ı 1

ı

ı

ı

!


Bir Sanayi Tcsi�indt Kojent•r·usyon \'('Atık lsa

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt,

Geri Kaı.amnunın lncelenmfsi

2.Say1 (Temmuz 2003)

A.Çiçe� i.F. knıek,·i,.

II.R.(;(J\'cn

V. 3.2. Makine Analizi Koj enerasyon tesisine ait bilgiler T'ablo 9.2 ve Tablo 9.3 de verilmiştir. Tablo 2.

Kojcnerasyon tesisine ait

Gaz Tiirbin Tipi

Gaz Türbin Yakıtları

Egzoz Sıcaklığı

.

Kg/s

--

Gaz Türbin Debisi

Gaz Türbin Buhar Uretinıi .. Fabrika Buhar Uretimi

20.88

20.93 -

486

486

ı1

'I'on/h

486

ıı

-

Ton/h

İlave Brülör Yakıt Miktan

kW

GTG Yakıt Tüketimi

kW

16 017

15 B91

Toplam Yakıt Tüketiıni

kW

16 Ol7

15 891

kW

4 732

kW

25

kW

4 707

kW

4 707

Diğer Fabrikalar

kW

-

-

Fazla/Az Elektrik

kW

-

-

GTG Elektrik lİ re timi (Büıüt)

ç Tüketim

GTG Elek trik Ü ret iıni

Fabrika l'üketimi

Elektrik Ver imliliği

Termik Vcrimlilik

· -

(N ef)

-

15 g16 15 816 4 627

-

35

35

4 633

.

4 592

-

. .

4 592

4 633

-

-

ı !

29.3

i

45.0

74.4

74.2

--

--

4 668

ı

44.7

%

Top_1am Sistem Verin1liliği

ı

-

-

-

29.5

<Yo

-

-

-

%

-

-

-

Fazla/Eksjk Buhar Miktarı

-

20.96

ıı

-

--

--

--

ıı

Ton/lı

M otorin

LPG

Doğalgaz

oc

.

°C) f 161

teknik bilgiler (çevre sıcakh�ı 15

-

29.2 45.2

..... •

74.5

-

·

·ı ab lo 3. Atık ısı kazanı performans tablosu f 161

Çevre S1�akhğı

Egzoz Gaz Sıcaklığı

oc

-

-uc

Kg/s

Egzoz Gaz Debisi Egzoz Gaz Bileşiini

-

%wt

Ar

CO ı

(Yowt

--

---

-5

o

15

479

481

486

21.97

20.88

o

0.0279

o

0.0279

0.0279

0.0279

0.0279

0.0279

0.0615

0.0615

0.0615

0.0615

0.0615

0.0615

0.1488

0.1488

.01488

.01488

.C� 488

O.7617

O. 7617

0.7617

·:-

l 22.29 o

HıO Oı

0/owt

%'Nt

0.1488

0/owt

0.7617

492

---

0.7617 0.76 ı7

40

35

25 20.01

504 .. :--- ---· 19.05 '--1 R.54

-

500

--�- -

'o

----

o

.

o

-

-

-

Buhar Akışı

Kg/h

ı 1400

11300

11000

10700

10500

10400

Buhar Basıncı

Bar

8

8

8

8

8

8

170

170

170

170

170

170

8

8

8

8

8

8

170

170

170

170

170

170

342

339

330

321

315

312

·oc

Buhar Sıcaklığı

Tank Bas1ncı l'ank Sıcaklığt

Bar

oc

Tank Bo�altma

Kg/h

Kg/h

Beslenıe Suyu Debisi

-uc Basıncı (Ekonomizör giriş) oc

Besleme Suyu Sıcaklı. (Degazör çık ı�ı} Besleme Suyu

Egzoz Gaz Sıcaklığı (�vaparator Girişi)

_

Egzoz Gaz Sıcaklığı (Ekonomizör Girişi) Egzoz Gaz Sıcaklığı (Ekonomizör Çıkışı)

oc

oc {fe

11742

ı 1639

102

102

102

9

9

479

481

486

198.5

198.5

198.46

162

162

161

--

9

11330

--·

ll 021 102 -

9

10815

-

492 .

C)

500

5 04

ı 98.24 198.11 -

159

159

-

10712 102

102

·

-

9

-

-

197.98 158

4

.._


Bir Sanayi Tesisinde- Kojenerasyon ve Atak lsa

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci lt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

Geri Kazanımanın incelenmesi A.Çiçek,

T 1

Yok

• t

ı

ı Y.� --- ı�---------·- l

___

ı---rı ı.

_ _

H o V•.:ı

Şekil 1.

.__

_.

_____

-

l�l

kozorıı ""'

Bu....-, or

_ .,.

u

,sı

Kojcncrasyon tcsisiıı in şematik gösteri nıi

GEREKLİHESAPLAR

Elektrik

0.5

Uretimi: KoJenerasyon sistcıninde

elektrik cnerji<:ıi üretinu için verinıi 0/o30 dolayındadır.

terk

s ah ip olduğu

Q8

eneıjisi üret imi için sistenı verimi %45%55 arasu1dadır. (Trct1len buhar miktan kullanılan yakıt ve b a sın c a bağlı olarak değişir. Buhar basıncı düştükçe baca

Atnıosfere

atılan

200°

enerj iden

bu

n1üınkündlir.

C

de

Sistenıde kullanılacak yakıt miktar

(Illv) #

--

1

sadece

4732

e

==

] 6017

4732 kW

f

elektrik

enerjisi

elde

c dilse y di

=o ..... ?95

sadt:ce

buhar

elde

edilseydi

sistemin

VC111Til� =

için);

==

faydalarıınak

(15

enetjisi; Qe

16017 kW

Sistenıden

civanndaclır.

Sisteınde Doğalgaz Kullanılması Duruınunda

�;evre SlCaklıği

TJ .

ik t arı da aı1ar. Atık su k azanından

gazlarının sıcaklığı

11 00():(2767.5-427.5)=716

sistemin veritni,

dönüşür. Buhar

=

Sistcnl(icn

bu ısı enerjisi,

duman borulu bir atık ısı kazanında buhar enerjisine

kullanı lan buhar

kW

=

Sisten1e yakli olarak verilen enerji;

eden egzoz gazları 400-600 °C

arasındadır. Egzoz ga.1.ları nın

nztıx(hr -hg)

Elde ele ktT ik

••

Isı Üretim: l'ürbini

=

Qh

VI. KlJRlJLACAK I(OJENERASYON TESİSİ VE

atılan

.IF-�\)0. l 11. -ı1,._ t A ��

� -�

r ��------------------·

r

E"gzo:z: gaz ı

venurotör

S o ft

i.Ekmekçi, H.R.Güven

7],

°C

7160.34 16017

=

0.447

Sistenıin toplam veriıni�

574.25

17T ==

4732 + 7160.34 16017

==

O. 742 olur.

Baca gazının kütlesel debisi (nıg)= 20.88 kg/s Baca gazı evoparatör giriş sıcaklığ1 (Tv)

Baca gazı ekononıizör çıkışı

=:

Sistemde LPG Kullanılması Durumunda

486

çevre su�aklığı

(Tk)=161 °C

Sistemde kullanılacak yakıt

Besleme suyu sıcaklığı (Tg)= 102 °C

Baca gazı cvaparatör giriş

(Tç) = 1 70°C

debisi (ffib)=1 1000 kg/h

Buhara aktarılan ısı mi ktan

Sistcıne verilen eneıji

Sistemin elektrik verimliliği

(lle)= 0/o 0.295

Sisternin terınik verimliliği

Sisternin toplam verinıliliği

o c:

(Qg) =16017 kW

(Qe)== 4 732 kW

(Tv)

486

Baca gazı ekononıizör çıkışı

(Qb)=7 160.34kVI

Elde ed ıle n elekn·ik enerj i s i

(nıy)=l253 .8kglh

oc

Bulların entalpi değeri (hç)= 2 767.5 kj/kg Buharın kütlesel

°C

Baca gazının kütlesel debisi (ıng)= 20.93 kg/s

Besleme suyunun entalpi (hı;)= 427.5 kj/kg Buhar çıkış sıcaklığı

için);

(15

Besleme suyu sıcaklığL

(Tg)=

ı 02°C

Beslen1e suyunun entalpisi (hg)=427 .5 kjlkg Buhar çıkış sı c aklı ğ ı

(Tç)

= 170

°C

Buhann enta1pi değcri(hç) = 2 767.5 kj/kg

Cııt)=% 0.447

I3uhann kütlesel debisi (mb)= 1 ı 000 kg/lı

(Tir)= �lo 0.742

Buhara aktanlan ısı n1iktarı(Qb)=7160.34kW

Buhara verilen enerji;

5


Rir �a un yi Tesisinde

SA U Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergi sı

(;l•ri

7.Cılt, 2.Sayı (Temmuz. 2003)

A.( içe� i.F.knıckçi, II.I{.Güvcn

Sisten1e veriJen ene rji

Sis t en li n topl aın veriınlilıği

(Qg)=--15891 kW

(Oc)

Elde edilen elektrik enerjisi

4 668 kW

Sistemin elektrik venınliliği

(l le)= o/tl 0.293

Sistenlin termik verimliliği

(llı)=% 0.450

Buhara verılen

mbx(hç. hg) =ll 000x(276 7.5- 427.5)

Qg

-

veriıni

,

sadeec

T] =

Q�.

c

15891

==

==

4668 k W

77.. =

1Jı

l

15891

15891

Sistemde l\ıfotorin çevre sıcaklığa için);

771·

i lse ydi

ed

yd

e dils e

i

().2 <)2

=-

l5816.8

huha ı

sadece

c lde

cdi lscyd i

sistcn1in

7160.34 =- 0.452 '7( ==15816.8

=

4627 + 7 ı 60.34 15816.8

O. 745 olur.

==

VI. l Yahram Gidc•·lcri

Projenin, aşağıda belirtilen yattrıın gıdcı le ı ı olacaktır.

= O. 7 44 olur.

Sistemde kullaıulacak yakıt miktar

(nıy)=·I 416.9

Baca gazı cvoparatör girişi

Cfv)-=-486

Baca gazı ekonoınizör çık ı şi

(Tg)-= 1 02°C

.

kg/h

Genel G1derlcr

°C

(Tk)� ı G ı °C

=-

S ıstemin elektrik verirnlHiği

( llc)=0/o O .2 9 2

100 000 $ 200 000 <i\ ·-

50 000 $

25 000 $

TOPLAM

=

An1ortisnıan

(

3 325 000

$

5 yıl ) -...: 665 000 $/bcşyıl

(Qb)--7160.34kW

(Qe)=4627 kW

$

Eneıji Bakanlığı ve 'l'EllAŞ Müsaade B e lg e si

A- Arsa M.illiyetlcri

Sisteme verilen enerji (Qg)=J 5816.8kW

Sistemin tern-llk veriınliliğı

-=

Elektrik Hattı Bedelı

2 767.5 kj/kg

Elde edilen c1ektrik eneıj ıs i

1 �O 000

Doğalgaz Hattı Bağlantısı

(n.� =11000 kg/h

Buhara aktarılan ısı ıniktarı

2 700 000 S

Buhar Hattı 13 edel i = 100 000 $

(Tç.)= 170°C

BuJıarın entalpi d�ğcri (hç)

--

Inşaat Bedeli

Besleme suyunw1 cntalpisi ( h g) = 4 27.5 kj/kg Buhar çıkış sıcaklığı

--

Santıal Bedeli

Baca gazıntn kütlesel debisi (nıg)=20.96 kg/s

Buhann kütlesi

ik encrj isi elde

sistcınin vcıiıni;

J(uJlanıhnası Duruınunda (15 °C

Besleme suyu sıcaklığı

il e n cnerj i�

Sistcınin toplanı vcriıni:

Sistenun toplam Yerin1i;

= T 17

4627

vcıinıi·,

=o.450

4668+7160.34

4627 k\V

t. le ktr

saneec

Sıstctndcn

0.293

Sistemden sadece buhar elde

7160.34

ver

=-=

sisten1in veriıni,

elektrik e n c ı:i 1 s ı elde edıl'>eydj sisternin

466R

enerjı�i� Q(:'

l5816.8 kVl

15891 kW

Sıstemden

=

==

Sistcındcn

Sisten1e yakıt olarak verilen cncıji; =

g

Sistcnıc yakıt olarak

=7160.5 kW

Qg

j i�

7160.� kW Elde elektrik

Elde elektrik eneıjisı;

·<yu 0.745

cncı

-

Buhara verilen enerji; =

(llr)

{lt>� 1111,x(hç h ) ==ll 00ct(27675--42r7.5) =

(q r )-o/o O. 744

Sistenlin ıoplan1 verimliliği

Qb

Koj<'ncı·a\yon 'H.· Atik lsa K�•z�ııununm i nrt>lrnıncsi

Mevcut fabrika arsası kullaıulacaktır. Altı ayda bir 60 000 $ bakıın nıasrafı yapılacaktır.

Dört yılda bir 670 000 $' a türbin değişiınin1 olac akt n .

(rıı)=% 0.452

Bu

6

n1asraflar

aylara

eşit

olarak

dağıtılnuştır.


Bir Sa nayi Tesisinde Kojcneras)' J)Il ve Atık Isı Geri Kazanamınm I ncelenmesi

SA U Fen Bi lin�leri Enstitüsü Oergisı

7.C11t, 2.Sayı (Temmuz 2003)

A.Çiçek, İ.Ekmekçi, H.R.Güven Tahlo 4.İşletn1e dönem giderleri •

GIDER

Doğa lgaz

KULLAN II\ıl

Gidcri

982 3 3 2 n13/ay

Bakun Gideri

-

Türb in Değiş i ınL

i şç i l ik

G i d e ri

Amortis tnan Girleri

rfO I• LAM

Tablo 5_j�lctn1e ·uıU:TI M •

ELEKTIUK

.

55 4 1 7 $/ay

--·�

2 499 864 . 3 $/yıl

dönem gelirleri

l(lJLLANIM

SATIŞ

Y l lJLI K

AYLIK •

FIYAll 2

2 952 768 k'"W/ay

6

952 768

GELIR

0.073 $/kw 1 2 $/Ton

kw/ay

--

6 864 Tonlay

-

TO P I A M

2 226 $/ay

-

500 $/yıl 26 709 $/yıl 665 000 $/yıl 1 67

G ELIR

·-

BlJ H A R

3

-

-

--

GELIIı

AYLlK GIDER Yll,LIK GIDER 1 520 6 5 5 . 3 $/yıl 1 26 7 2 1 .2 $/ay ·1 2o 000 $/yıl 1 0 000 $/ay •

1 3 958 $/ay

-··

••

0. 1 29 $/ın

--

-

AL I Ş FIY.ı\ Tl

8 64 Ton/ay

2 l 5 552

2 5 86 624

$/ay

$/ay

82 368 $/ny

988 4 1 6 $/ay

---

-�

.�

·

boşaltı lan

(

al ınn1 ı ş t ı

3 5 75040 -2499 8 64 . 3

teşvik

firmanın

r.)

belgesi

=

1 075 1 75 . 7 $/yıl

o l d u ğu n dan

%

] 6.5

s ı c ak lığına getirilmesi için

Suyu 60°C

değiştinci 50°C'ye

ve

i

1sıtı l n1akta

ve

su

b uha r

bunun için doğalgaz

vasıtasıyla

a t ık

ısıdan faydalanılarak

k a d a r 1S1ttlması mümkündür.

Kurulacak ısı eşanjörü vasıta .�ıyla geri dönüşümü

Ödeme Süresi

sağlanabilecek po tan s i ye l enerji miktarı;

Q

= Yat1rın1 f uta n 1 ( Net Kar + Arnorti sn1an)= 3 325 000 1 '

665 000 ) = 2 . 1 2 yıl � 7 7 3 . 8 Gün. F-

gitmekte

Proseslerde kul lanılan suyun, kurulacak bir ısı

$/yıl

-1

arıtmaya

depodan verilen suyw1 sıcaklığı 1 5°C c var ı d ı r .

kul ]an ı lnıa k ta clı r .

Geri Ödeıne Süresi

(897 7 7 1 .8

su

su

�uyun 60°C ci varı olıııası gerekmektedir. Fakat

vasıtasıyla

Net Kar- 1 075 1 75 .7 -- 1 77 403.9

E- Geri

Bu

sıcak

Boya ınakinelerinde proses başlarken kullanılan

N et Kar:.-= V a t ı n ının Karı -- Vergi

= 897 7 7 ı . 8

renklerde

büyük bir e ne rj i kaybı söz konusudur.

$/yıl

1 77 4 03 . 9

boyalı

oluştuıma ktadır.

Yatın ın111 }(an -: Y tl l ı k Gelir- Y ı l lık G i der

Vergi

3 5 75 040 $/ay

·-

D-Kar/Zarar Yatırımın Karı

-

(1 200 / 24) * 1 000 * (50 - 1 5) * 1 1 7 50000kcal 1 h =

=

kadar enerj i tasanufu potansiyeli söz konusudıu. Doğalgazın a l t ısı1 değeri =8750 k c a l/n13 olarak

Yatırın1 Karldığı

alunrsa,

3 2 00 m D.gaz Bir saatte = 1 7 5 0 000 1 8 7 5 0 3 B i r günde =200*24 =4800 m D.gaz ==

= "'{ıllık 0Jet Kar 1 Yatırını Tutan= 897

Yatırıın Karlıhğı

77 1 . 8 1 3 325 000

=

0.27

30

civan

yerli

ve

GERİ

yabancı

boya

nı.a ki nes i

mevcuttur. Bu boya ınakineleri, b oyan1a proseslerinin suyu ısıtarak,

soğutarak,

Şu

boya

verilerek

i şl e tn1e d e günde

ve

boşaJtılarak

1 500-2000 ton arası su tüketiln1ektedir. B u suyun 1 2 00 ton k ncta nn ı 60 °C'de gerç ek l eştirh·ler.

an

3

Bir yılda= 1 24 800* 1 2= 1 497 600 m D.gaz e der 2002 fe nıı nuz ayı doğalgaz fiyatlan dikkate a l ını rsa ; 1 ın3 doğalgaz = 263 957 TL. Bir y ı l l ık potansiye 1 enerj i tasarrufunun pa r a sa l değeri i se ( 1 497 000x263 9�7) 1 580 000)= 250 090.9 $ e der. A yrıca nıakinelere suyrm 5 0 °C de v er i l ın e si ile günde % 1o ı ıuk proses zamanının da kazamını an1anıına ge l mek te d iı'

KAZAN I M I

7

3 m D.

= 1 24800

g az

V I I . 44.TIK SU ISISININ

İ ş letn1ede

B i r ay da= 4 800 * 2 6

=

.

.


� A lJ l·en U i l ımkrı r:nstitüsü

7 .Cilt. 2 .Sayı

cr en:nıuz 2003)

Dergisi

U i r S a n a y i Tcsil\indc Kojeucı·a�yon .

...

Geri Kazanını Sisteıniuin M aliyeti

yanında

1 . Depo yapınıı = 1 9 763

finnalara

j ı = .3 9

n1o nta

4. Sıcak su hidroforu

==

2 6 877 $

5 . B as ı nç prosestat kontrol lü

6. Vana la r

=-

satılacak

elektrik

ve

get i risiyle

buhar

diğer

b ı rl i ktc

Yap ılan

hesaplaınalarda

yatınn:ıın

karl ı l ı k

yapı ln1ası

hc ı n

oranı

finna

görüldüğü

da

yüksekl ir. aç ıs ından

l�u

gibi

ydt ı n ı ı ı ı n

uzun

v ade d e

n1uliyetlerin düşürülebil ınesi ve n�kahct gücünün

1 9763 $

artn1ası

S 83 1 $

=

satılacak

I J . R.Güvcn

görülecektir.

$

800

TEDAŞ' a

i . F.kmekçi,

fi n nanın yı lda y ak l a şı k 1 n1ilyon d o l a r kar ettiği

$

2. Alfaloval e ş anjö r = 2 5 297 3 . Depo

Atık I s ı

Gen �ai anı mıı ım l nce l,)n mes i A.Ciçr�

K u r u l a c a k Atıl\ I s ı

\'C

.

he ın

fayda lıdır.

de

ülke

ckononıısi

a ç 1sından

7 . Boya nı:.ıkınclcn ışç i l iği ve n1alzenıesi = l l 28 l $

8. 0 300' lük nıa l ze n1c '

-=

2

x

[1]

$

G., �Tennal l)es ı g n adn ()ptinıi/a t i o n · John \V ılcy

[ 3 1 f)İNÇER, i . =

1 0 . 0 1 25 ' l ik galvani'l boru ( 1 50 ın)

1 2 . P l a s ti k boru

a 11a l y s i �

$

-5

1 64

ı 4 E l e k t rik panolan .

1 5 .Elckler

=

25,727-739

$

$

1 97 6 $

ı 976 S

·=

l 6 .Konso1 i ş ç i l ik l e r i ;;.. ı 1 8 6 S 1 7 .0 1 50,lik g a l va n i :z boru (soğuk su 72 ın) =

1 9 72 $

1 8 .Sıcak su galvaniz ızolesi = 1 976 $ TOPLAM = 1 99 56 $ eder. Amortisman

(

5 yın == 39 9 1 2 . 4 $

geri

Yatınnıın

ödeıne

süresi

=

Yatırım

tu1 an/( kar

+

amortisınan) = 1 99 562 1 =

(

2 5 0 090 .9+39 9 1 2 . 4 )

0.68H y ı l - 2 5 1 . 1 gün.

Yatırımın karhhğı Y ı l l ık kar 1 Y at ı rı ın tutarı= 2 5 0 090.9 1

ı 99 562

=

1 .25� dtr. VIII. SON UÇ

Kojcnerasyon tesisinin

kuruınıası

of ı ehcnt

Al-Muslin1 cycle

stc�.un

international J o tı ı·na 1 Of Energy

$

1 3 .Kaıml işçi l iği = 1 1 858

BOLES,

İ n e . , 1 994

and Sons, i nc . l 906

1 ı .0 1 2 5 ' h k ga l van i z boru i ş çi l i ğ i -2 057

ve

[ 2 1 BrJA�, A .. MORAN, M. , 'I'Si\'fSJ\ RC)N İ S,

2 nm1 paslanmaz ı na J zc nı c

2 057

ÇEN G E L,

Gra\v-Hill.

1o 364 $

=-

Y . .A.. . ,

M.A., "Thcnnodynanücs An F ng ı needng Approach", Mc

p asl arunaz

nun

1 O 3 64

=

9 . 0 3 00 l ük işçı liği

x

ile elektrik

enerj isinin

i

kesintısı z ve ekononuk o l ma s ı sağlanac aktır. Ayrıca te ks t l fab r ı kası nı n i ht iyac ı olan buhar cneıj isi de kojener asyon •

tarafın d a n tedarik edileçektir. Yapılan hesapla malarda da göriildüğü gibi yatınnıın karlıl ı k oranı %27 civarın dadır.

Gelir ve gider tablosundan da görüld ü ğü gibi, kojene rasyon

tesisı kuruln1ası duruınu nda fim1anı n yı ll ı k eneıji ihtiyac ı için ödedığ İ yaklaş ı k 1.5 ınilyon doları k as a s ı nda ka1ınas tnın

8

200 1

�·rhcrnıodynaınic power

plants"

R.e'>carch, \'ol


Fen Sılınıleri Eıı�t:tlisü Deıgı�i 7.Cılt,? .Sayı ( 1 ernnıu1. 2002) SAU

i nrclenmesi

AKIM

DEGİŞİM.LERİNİN iNCELENIVIESİ

SAI/l';\BAŞ, Sabahattin IŞIK., Mustafa ŞAŞAt.�, En1rah DOGA.N

lAitii Barajlar

Akım Deği&iml('rin in

I.S:ıltabaş, S.l Şik, !\1.Şaşal, E.Doğan

AŞAGI SAK.L\.RY A Nl�-:HRİNDE

Özet

Sal<aı·ya N e h rinde

Aşağ1

ve

bazı

diğer

y a p ılar

hidrolik

l. (;İH.iŞ

,

inşaatartndan sonra nehrin hidrolojisinin önemli öJçiide değişıncsin(•

olurhır.

neden

't'ukarıda

Gökçel{aya

1975 "te i�lct n ıc y c geçmesinden sonra Aşağı

baraj anın

Sakarya :\'chrindt', hidrolo.iil< özellikler\ nehir rejinıi, katı

nuıddc

taşuna

\'(.'

kapasitesi

nelırin

ınorfolojil\

yapısanda ünt•nıli değişimler meydana gelmiştir . .ı\şağı

Nl•hı�indc

Sakarya

akın1

ölçünıleri

grafiksel

olarak

de�crlendirildiğindc., nehirdc 1975 yalından sonra taşkın pik dcbilt.·rinin düştüğü nıiniınuın dehileı·in ise göriihnü�tlir. (;ök�·el<ay�t diişii�

A.yru.�a, l\atl

B ar aj ının

g()sterıniştir,

arttığı

ınadde taşınnıa nıiktarJan

işletmeye

geçmesinden

sonucunda

bunun

sonra

da

ııchir

yatağ1nda h!ızı o�·tılnıalar nıeydana gelmiştir.

Annllfı11·

kelinıeler-

mil<.tarı,

Akını

barajların

dcğişinlleri,

ınansaha

etkisi,

katı

Aşağı

n1adde Sakarya

Nrhri.

causc

--

Dan1s

and sonıc other hvdraulic structures •

chang(.'S

soınc

hydrology

of river

after

their

construction. /\ft(."'r the construction of the Gökçt:•kaya

Vt'

hidro]ojik

ol duğ u

incelen1i!;>tir

and

rnorphulo�ical

changes.

sedinı<'nt rah· and the graphicall). dise ha rges

in

Results the

\\' a t

er

The

as

hydrological

mcasurenıcnts

of

tlo\V lıave becn evaluated

show L\:nvcr

such

that

'''hile

Sakarya

flood

peak

Rivcr c.Jecreasc,

ınininHun discharges increase after 1975. Furthern1ore, sediıncnt transport rates decrcase aftcr th(�. construction of the Gökçekaya Daın. As a result of this ttıere is somc degradation in the river bed

Keywords-

FJo'''

changes,

Aşağı

çahşınada:

discharge,

downstreanı cffect of dams, Lo'''t'ı· Sakarya Rivcr.

Diğer

t araftan

Sakarya

Sakarya

Bu

j\; ehnudeki sedde ve banıj

ınşaatfarınnı, nchir akınıında \'e katı nıadde taşm1nıında

d a n <.l getırdığı

değışiınler tn..:elennıiştir.

Si\KAR'\rA NEHRİNi� ÖZELLİKLERİ Fsk1şehir'in Çifteler ilçe n ıe rkezini n 3 Il.

derelerlc o lup

doğan

beslenen

ve

daha

Sakarya

c;onra

Nehri

lll �ye

kın

birçok küçük

ülkenıizııı

önen11i

Türki yeni n kuzeybat1sında L ı lunnıakta ..

01,

tıLunluğu 51 O k n ı, genişi i ği 60-70

t op 1 anı

yer yer

varabilmcktcdir. Sakarya Neh ıi n1 n tün1 drenaj 2 alanı )5 3 I 2 knı dir. Czeriı1de kurulan barajlarla eJcktıi1

1 50

to p ra

k ları n su bnına� tnı <>ağlayan, hö lge ç a p ın d a inşaat kuınunun tern1 n ed ı ld i ğ i Sakarya :'\1 ehıi, Paınukova i lç esinin güneyindej1 Sakarya 1h topraklanna girer. Aşağ ı Sakaı·ya N e h ri nin ü r et ilen

geçtiği

,

drenaj

alanı,

areisında sedin1ent

[1].

bu

karaktcnstı k lerı nin değışnıes1ne neden o ln1uştur l8].

akarsulanndandır.

rhararteristi<'.ı

Rivcr

araştınnacı

sayıda

·

river regiınc� sedinıent transport rates,

Se:ıkıu·ya

('ok

1956 'dan bc1i büylik barajlar çalıştırılnıasnıa rağmen n c h i rdc k 1 dcğişinıler ü7crine herhangi bir inc ele rne yapılnıaTnışt1r. B un a ek olarak son 50 yı ] dn A şağı Sakarya l\ehrinden çevredeki biiyük illerin yap1 ınalzernesi k arşıla n1al, i h ti y ac ın1 için öne1nli miktarda kurn alnınıaktadır A:ynı 7an1unda 1960 1970 ytlları esnastnda Aşağı Sakarya 1\ehrindc ha71 s e ddeler 1nşaa edilmı şt i r . Tlinı bu faaliyetler Aş�1ğı Sakarya J\ehıiııin nchir

giineydoğusundan

Lower

ınansab1ndaki

N e hr i nd e

Dan1 abovc the rivcr in 1 975., sonu� c han ge s occurrcc.l on

the

n ehri n

sonra,

katı n1adde öze11iklerindc baz1 değişimierin

bilinnıektediı.

değişin1leri

nıey

Abstract

i nşnlann d n n

Barajların

Doğançay

Sakarya

ölç ü n ı

�chr1nin

tüın

tarın1sal

istas y onu ve drenaj

Karadeniz

havzasını

içerir

rab,ın k ot un da K.aradeniz' den Adap8znrı ,11a doğru 24 nı cıvannda bir artış göz lenir . 1\elıir yatağn1ın 1aban eğ i nıi her 1000 nı. 'de 0.3 m dcğışir ��hır nıan�:.ıp k ısn1ındn ha fi f nıenderesJi güzergah izler. 1956 yı lıııda (Şekıl

1)

bölgelerdeki

.

'r'ukan Saknr)a

Havi'as nda

ilk büyük baraJ olan Sarıvar

BaraJının işletnıeye açılınası, daha sonra aşağıda ba�ka bir

L.Sıılt<tbcış. S.lşık.

:Vf.Şaşal.

E Do�:ııı; Sakarya Unıvcr�itcsı.

Fakult::liı, İnŞJ<tl Müht.ıı<.lislıği BölLr·ıü. Sakarya

Mlihcndblık

büyük baraj olan Gökçekayrı Barajın1n tesis edi lnıesi 1 <)7 5 yılında ışletnıcye alnınKısı, 'r.' eni ce Barajınin in şaas ı ve nchir

yatağından

öze11iklcr1ni

kum

o lunısu?

ahnıt

Aşağı

yönde etki lenıiştlr.

Sakarya

0Jehnn1n


Aşağı Sak:ır� a Nchrinde Akını Değişimlerinin inrcknnll'si I.Saltaha�, S.l�al, :\1.�a�al, E.Oo�an

SAU F�ıı l3ilimleı i En!>titüsli Dergı<:>ı 7 ( ilt. 2.Sayı (TeınnıuL .,003)

------�-- ------ --��--- --- ·---- ·--��- -----�----� .

KARADENIZ

..

._$ile

..

K

Akçekoca......,

1

·� �

QJ oc ·-

ANADOLU

Doğançay

010YOLU

.

ANKARA-C>

Şrkil 1 Aşağı Sakc.ıya Nehı i Planı

10


Aşağı Sakarya Nelırin<lc Akım D<'ğişimlcrinin İncel4mmesi l.Saltabaş, S .I şık, \1.Şaşal, E.Doğan

SAU [·en Bilimleı i Enstitüsü Dcrgi�i 7 .Cilt, 2

Sayı (Temmuz 2003)

düLenlemiştir. Özeilikle 1972 yı h nd a Gökç ek a ya

lll. iKLiM VE NEHRİN llillROLOJİSi

Ç al ış n1a

Barajı inşaat1n1n bitmesinde n sonra A şağı Sakarya 'da Doğançay ve Bo tb aşı Akım Gözlem İ st asyo n lannda 1975 yı h sonrası akımlarda pi1< dcğcrleıin düştüğü tesp i t edilnıi ş ti r. Barajın

sahasında en yüksek ay l ı k ortalarna yağış 102.9 a

nınıile Arahk

yın da en d üş ük yağış 43.7 nıtn ile Temmuz a)'lnda gözlenmiştir. Ortalama yıllık yağış nıiktan 805.7 ınm, yıltak orta1an1a sıcaklık l4.2°C, yıllık ortala m a karla kaplı gün sa y ısı 8.6, donlu gün sayısı 23.3, sisli gün sa-yısı ise 31.9 olara k kaydedilmiştir. B ölged e rüzgar genel olarak kuzey. kuzey-doğu ve kuLey-batı yönl e rinden esınektedir. Y11lık ortalanıa kuvveili riiL.garh ( l 0.8- 17.1 m/s) gün say1sı ve

18.2

,

.

ANALİZ

Mart ayında 342.1 m3/;-; olarak tespit edilmiştir. 1975 'ten 3 sonra ise en düş ük o rtal an ı a Ağ us t os 'ta 86.3 m /s ve en

Aşağı Sak:ı-ıı·ya Nehrinde Ak1n1 Değişinllerinin N ehir ı lidrolojisiııe Etkileri

yLiksek ort a lanı a Mart'da 256.5 ın3/s bulunmuştur. D oğan ç a y d a 20 y ı hn genel aıtalaması I 975 'ten önce ve 3 s onra s1nısıyla 195.7 ve 160.5 nı /s'd1r. Minimum ak1m J d cğerlcri n1 n ortalaması 88.7'ten 63.8 nı /s'ye düşmüştür. '

Ynl<an, ()rta ve Aşağl Sakarya havzalannda inşa edilen baraJ, rc g ülatör ve sel ka p anı gibi su biriktinne yapılan

600,0

r

---

-

·

--

-

j i n ıi ni

akış

-

- ---

re

·--·-·-·--·

-

..

c: CJ) �

-

- -··--

-

-·--··

-

-

-

� w 300,0 .::::! al

/

----

--

200,0

.

/

----

o-

100,0

/

//

O -

..

..

/

/

/

/ i/-

-

--

..

--

.,.r/-�. -- -0" /' �- -

-

--

.

-

-- ------ -

--

..... ----

. --

- -

--

-o--' ,.;

·

..... ......

'

'

-

..o_

'

-

\

\

\

- -----4 -

\

\

' ....--·.. -, , ' ...... '

---�-

--·

......

/

'·�..;;..---o-_ '

'

---·

.,. .. -o

-

..

-

-

-

-

- -

.. C> -

-

..

-

-

..

..

-

..

o. ..

-

-

4

3

2

-

--�

-

-

-

_

_

• •

-

-� v-

-----·

-

-

-

-

-

-

-o-

-

'

5

7

6

_______

" ...

-

AYLAR (Ekim-Eyl_ül)

.. -o : -

..- .- -t>--

8

Min-1975 Sonrast -

2 I 975 Sonı ası Doğança)

]1

--

..

...

9

.

'<>-----<>

----

<O' ':. -:. - <>-

10

-

-

--­

-

- .. o -

11 --

- - - Min-1975 Öncesi -

Şekil

-

- � �

.....,._

- o -

Ort-1975 Sonrasi

'

------

'----

-

1

--

.....

- __._:: ":::- -o- - - -- o

,.;

-----·

o----

·---

-- . ..... -- ---..- ---·- -- - --·--·-·-

----

- --

-<r-

---

-

Ort-1975 Öncesi -

--

--·

......

-

-

- -----�---· �---0,0 - r-------- --

1

/

/---..._ --

_/ _ /

-

- ·--

/

-- ,.;

---

---

//

,../ -

.

/

.-...

ME 400,0

oldukça

--

-

so

'

IV .1

Nehri 'nin

girdiği esas

devreye

.,

.

Sakarya

yı1ında

'

·

Aşağı

1975

n ra sı akımlar karşı hklı olarak değerlendirilmiştir. Doğançay ve Botbaşı 'nda 1975 yı h öncesı ve sonrası aylık ortalanıa, mi n ı nı um ve n1aksnnurn akım değc rleıi Şekil 2 ve Ş ek i l 3 'de vcrihniştir. 1 975'ten önce Doğançay'da en düşük oı1alaına Ağustos ayında 61 .9 1n3/s ve en yük s ek ortalanıa Nisan ayında 247.1 m3/s'd1r. 1975'ten <>onra ise en düşük 3 ortalaına Ağustos'ta 70.3 rn /s ve en yüksek ortalama Mart ] da 170 m·!s bulunnluştur. 20 yılın genel ortalan1as1 1975'ten önce ve sonra sı ras ıyl a 136.9 ve 1 15.2 ın3/s olarak elde edilmiştır fS]. En yü k sek maksirnum akını 1975 ten önre Şubat ayı n d a 556 m"/s iken 1975 ten sonra Maıi 1 ayanda �32.4 m /s o)arak gerçekleşmiştir. Minimum akım değerlerinin ortalanıası 32.7'den 43.6 m3/s\ye yükseln1iştir. Maksin1un1 akıınların ortaJanıası 305.4 m3 ls' den 220.3 1 nı /s 'ye d ü şnüi ştür. Bot başı 'nda 1975 'ten önce en düşük 3 ort(llanıa 1\ ğustos ayında 80.6 ın /s \'C en yüksek ortalanıa

fırtınalı (>17.1 m/s) g ü nle ci n sayısı 0.8 di r S o n 30

1\'. IIİDROLO.JİK

ilc

alı narak, hesa pla rd a 197 5 yı lı önc es ı ve

içinde Yu kan, ()rta ve ı'\şağ1 S a k arya havzalannda inşa edilen baraj ve se] kap anı gibi su biriktirnıc yap 1 lan nehıin akış rejirnln1 oldukça düzenlemiştir. Ö7ellik1e 1972 yılında Gökç.ekaya Barc�jı inşaatının bitınesinden sonra, Aşağı Sakarya Ooğan � . a y ve Bot baş1 aktnı gözleın is t asyon lannda (I 975 :'lll sonrası a]\lı nla rda pik değerleıin düştüğü tespi t ed1lnıiştır. Barajın tan1 kapasite ilc 1975 yılında devreye gı rdiği esas alınarak, hesaplarda 197"-1994 yı Jlan arası akı n1la r değerlcndim1eye al ı nm1 ştır yr1l

kapasitesi

tam

--- Mak-1975 Öncesi ----

-

ıstasyonundaki Akım Değcrleıi

- <>-

Mak-1975 Sonrası

-

·

12 -

-


SA U fen Bıliınicrı Enstitüsü Dergisı 7.Cı!t. 2.Sayı

Aşağ1 Sakarya Nehrinde Akım Oeği�imlerinin incelenmesi

(Temmuz 2003)

I.Saltabaş, S.l�ıl{. 1\·l.Şaşal. F .Ooğan

çizgileri ise Şekil 5 ve Şekil 6'da vcrihniştir. Doğançayıda zamanın °/o50'sinde 113.5 m3/s'lik akım bulunnıakta ve 100

ortalaması 371 ın_,/s dcn 292.3 ın3 /s 'ye düşmüştür. Her iki istasyonda görüldüğü üzere 1975 y1hndan sonra akım değerleri düzcnlenınişt1r.Genel olarak pik değerler azalırken nıinimum değerler artınlŞtlr. Doğançay ve Botbaş1 akım gözlem istasyonlarına ait yıllık ortalama ak1mların debi gidiş çizgisi Şekil 4 'te veri I mişti r. Doğançay ve Batbaşı istasyonlanna ait Debi Süreklillk t\1aksimunı

ak1n1lann

--

600,0 .-..

t: en

("")�

§,

500,0 400,0

-

-------

-

--

--

--·

---

200,0 --- -

/

-------·

//-

/

/

/

/

/

_

--d

/

/

/

/

/

/

/

/

/

-

/

/

/

-

/

/

/

"

-- '

'

'

nı-l/s ve üzeri ak1m, zamanın% 67'sinde neh i rdc nıevcultur. Botbaşı,da ise zanıanın <yo 50's1nde, 161.3 nı3/s'lik akıtn bulunmakta ve lOO m3/s ve üzeıi ak1nı, zaınannı (1() 97'sindc nehirde nıcvcuttur. "

-

'

'

··----

/

/

w--Q"'

--

.....

_

-

-

-

.....

.....

.//

......

:;: ..:r

'

\

\

-'()

---

'

--

-

-

-

-

-

- ., .. -o- .. --,o.· ---o- -� ��If

-

-

-

,

_ ' . ..

----

-o ... �--....:...:::_ ..

-

..

..

..

...

-

--

-

'

',

-----

\

\

'

,'

'\

_ _

_

__ ___

.... '� -� v... --" '\

.......... _ - ...... --o -----o -

-

-

..

---

-

-

...

--

___....,.

----

-

.

-

--

\

..... ,

-

o . :

..

... -

... -

o-

-

.,.

..

...

....._

_____

_

..

.. o-

-

-

..

-o ..

..

... ..

..

..

.. ...

...

-o-

..

... .. - -o -

-- -• -.. - � - .. - .. - .. - -o

-+-- ---.-....----.-. .-- ---.·----ı--r----··-.-----··�----..· --�-

1

3

2

4

----

5

...

8

ı

-

-------·--------

--

--·-·

_ ....._.._...._.._

o -

Min-1975 Sonrast

1 C)75 Scwra�ı Botbaşı

--------··"----�--

--

-

ww.

10 -

---·--�

-

11

- ·--·-

- ---

12

---

--- Mak-1975 Öncesi Max-1975 Sonras1

- <>-

İstasyon�mdaki Akım Değerleri

· --- -·... ._... . _ .,_ _ .. ,. _ ..

ı

3 oo o

9

- - - Min-1975 Öncesi

Ort-1975 Öncesi

Şeı,il J

3 5O O

7

6

AYLAR (Ekim-Eylül)

----

-o- Ort-1975 Sonrast

.,..--·-·"···---·�- -

.... -� �· · ------ ---·-- ---

·-·

•• 1

. .

2 O O ,O

-

-

1

-.

.

1 •

•­

' • f

o

......

----..

...._

-

--- ------

---

'o.·-�.......

.., _ _____ ______

-

--

m w

-

---

�...:g.,..--

--

·-

..

________ ______

--

-

-

...

100,0

...... .....

/

-·-.. -

-- .

'> -::...._ -- ·

--

-

_,....o..

.....

------·

/

p-

- -----

-."Ç--�

.

--·-·--

---

-

-

/

--- ·-�

/

-

---

---

-

/

--

-

---

·-

0,0

. -

---

--

0:: w ...J 300,0 ---

m w c

--

-

---------

ı

.

'

.

. - �_._

__

_

'

'

1

1 s o .o

'

-

--

.

. ·-

.�

-

.

• •

'

ı

.

.

-·­

• •

,

-,

, ,

-

1

'

-

'

1 o o. o

5 O ,O

...

---

1953

1958

1963

1 96 8

1973

1978

YILLAR

Şekil 4 Doğançay ve Botbaşı· na Ait Debı (Jtdi� C,'i.<:gilcri

12

..

-

... .

Doğançay

--

0,0

..

-

---

1983

.

·

1

-

'

-

- :__1988

----

, , ,

--

--

B �tba

ş�J

1993


SAU Fen Dilimleri Enstitüsü Dt;rgı:,ı 7.Ci:t 2 �ayı (Tenımıız 2003)

300,0

�--

s: U)

._.

·-

ca w c

I.Saltaba�, �.lş1k, M.Şa�al, E.Doğan

------

2ö0,0 -

A�a�ı S'lkar� aNdırinde Akam Değişimlerinin incelenmesi

-- ··--

--

-

' -�---

------ ------�

200,0

·

.. ----

--

----

-

----·-·-

150,0

·-· --·--·

-

--

·-- ------ -

100,0

.

.......

__....

-

....

- _

50,0 0,0

-

_

-

..

--

-

--

-

.

---

0,21

0,12

0,02

-

-----

- -·

.

--

--

0,31

----

---

-

-

----

--

---------

--

--

--- -

--

-

--------�

-�

--

- -·--

---

0,40

-

0,50 Zaman

0,60

.. _

-

---

0,69

--

----

0,79

0,88

0,98

(0/o)

Şekil S Doğanc;a} 'a Aıt Debi Süreklilil< C,'izgısı

350 o 300.0

--

200,0

m w c

.----··- ----

��--------.....: --

250.0

·-

-- -

-

-

.

. .. ,_

--

_ __ _ __ , __

-----

---- -

------

��-� - -��llıııııı...

--

-----

-

·--··--

-

-

-

------

--

150.0

---

100,0

-

- -

501 o

.

--

0,0

.

-

--·

-

-------------

--

-

-

·-.----·--·------

-

-·-

-

------ ----

--·���·-r-T�--� -�,--r����-r��--�---

0,03

0,15

0,38

0,26

0,62

0,50

Zaman �cldl6 13otha�ı'nil Aıt

- ·· ------

r-����--���-�

0,74

0,85

0,97

(0/o)

Dehi Süreklilik \'izgisi

IV.2 Taşkın Debileri

olnıuştur. Bundan dolayı taşkın debileri hesabında 1975 y1la

öncesi ve sonrası aknnlar değeılendirilnıiştir.

Doğançay için 1953-1 994 ve 13otbaşı i çın 1961-1994 yıllan

arası dikkate alınarak gelnıesi nıuhteınel 25, 50, 100

yt llık taşkın lan hesap ediliniştir [3]. Yukarı, Oıia

Sakarya havzalarınd<l 1n şa edilen barajlar gibi

su

yapılan

nehrin

rejinıini

ve

ve

'c

'iOO

{)oğançay içın 1953-1994, 1953-1975

arası

Aşağı

sel kapanlan

düzenleyici

bir

ile

Maksinıun1

Akını

alınarak gelmesi nıuhtcme1 25, 50,

rol

1975-1994 yıllan

değerleri dıkkate

l 00 ve 500 yıllık

taşkınlar Citnı1bel n1etocluna göre hesap �dilnıiştır, hesap

oyııaınışlard ır. Öz�l1 i kle 1 972 yılı nda Gökçekaya Baraj ı 'nın

bitirilrnesj

Yılhk Anlık

ve

edilen

A ş ağ ı Sakarya'da pik değerlerde düşüş

.

13

bu

taştonlar

Tablo

1 'de

verilmiştir.


Aşağı Sakaı·) a Nehrinde Akm1 Değişimlerinin incelenmesi

SAU Fen Bilimlerı Enstitusil De rgi s i

7 .Cılt, 2 Sayı

(Temmuz 2003)

I.Saltabaş, S.lşak,

500 yı llı k taşkınlar Gurnbel tnctoduna göre hesap ediln1işti r. Hesap edilen bu taş kın l ar Tablo 2. 'de vcriln11ştir. Botbaş1'nda 50 y ı lda gelmesi rnuhtcnıel 1961-1994 arası, 1975 önces1 ve sonrası i ç in sırasıyla 995.8, 1 1 8 7 .0 ve 797.7 m3/sn olarak elde edi hniştir. Yap1lar yapıldık tan sonra muh tem d taşk1nlarda '}ü :12.8'11k bır aza l m a göıiilınüştür. 100 y1 lda geltnesı ınuhteıne1 taş k n1 da ise 130H.2 nı1/s' den 3 860.8 nı /s�ye 1nere k 0/c>34.2'1ik bır düşüş g ö stcnnişt 1 r. Bu da gösterir ki yukanda bahsettiği ın ız gibi 197 5\ den sonra nehrin rejiminde bir düLenlen1c olnıuş ve pik değerler

yı lda gelnıesi nndıtenıcl taşkın 1 953-1 ()94 arası .. 1975 öncesi ve sonrası için sıras1yla 1 074.3 1 2 92. 5 3 ve 679.8 111 /s ol ara k elde edihniştir. Yapılar ycıpıldıktan sonra muhtemel taşkınlarda 0/o 47.4 �lük bir azalnıa görüln1ltştür. 100 yllda gelme si nnıhtenıcl taşionda ise 1447.3 nl/s'deıı 741 3 ın3ts'ye inerek % 48.8'hk bir düşüş göstermıştj r. Doğançay'da 50

..

Benzer şekilde Bo tbaş1 n da '

ve

1 96 1 1 975

1961-1994,

-

1975-1994 )'lllan arası Y'1llık Anh k Mak�nnunı .Akım değerlcr1 dikkate a lı na rak gel nıesi muhteıncl25, 50, 100 ve --------

Tablo 1

------

---

..._ _._ _

25

so

TAŞI<INLAR

3 (m /s)

(m3/s)

45.6

679.8

47,4

J 200.5

1447.3

741.3

1805.0

883.4

48 8

1292.5

--

Tabio 2

75

••

-

75 SONRASI

ONCESI

l\ZALMA

900. 1

ı 064.9

734.2

995.8

1187 .O

797.7

32.8

100

1090.7

1308.2

860.8

34.2

500

1310.2

1588.4

ı 006.7

36.6

(an3/s)

V. NEIIİRDE K.�'"I'J MADDE TAŞINJMI

Aşağı Sakarya Nehrinde sadece Botbaşı istasyonunda 1964 yılından 1 tibarcn katı n1adde ölçüınıeri yapıhnaktadır. 1964 1985 yılları sıra s 1 nda Botbaşı istasyonundan al ı nan ask1 nıaddesi nurnu11elerine göre ne h rin oıtalama ak1mının taşıd ığı kat1 madde konsantrasyonun yaklaş ık 1200 ppm olduğu görülnıü�Hir. Aknnn1 taşıdığı askı maddesi toplam kat1 nıaddcni·n %<�0-o/o60�ı arasında de ği şik h k göstcrnıcktedir. Debinin bü y ük olduğu ak ını la rda katı madde konsantrasyon un 5000 ppın 'i u üzerine çı kt1ğı görl.ilnıüştür r 6]. 1975 öncesi ölçülınüş akı nı l ar iç11ı katı

nıadde miktarlannın debi ile değiş1nli Şekil 7'de gösteıiltniştlr. Şekil 7'den su deb1sı ve k a t1 tnadde taşıma ka pa si tesi arasındaki ilişki ,

ı

6247

elde ed ilnı 1 şti r. Burada, Q5 (ton/gün) 1aş1nım nı ık tan Q (m3/s) su debisidir. B ll

( ı) katı madde veıiler için

14

(«Yo)

.

---

o l a r ak

,

(m3 /s)

-- -..----

so

2.5866Q

51 1

Bothaşı istasyonuna Ait Gelmesi Mu h temel Taşkın lar

1953-1994

25

=

)

(ınJ/s)

(yıl)

Qs

(<Yo)

-

6 1 7. 9

-----

_

A1�A�LMA

75 SO'lRASI

ONCESI ı 136.6

1492.1

_

••

9 47. ı

1074.3

100

soo

75

3 (m /s)

(yı�)

düşnıüştür [3].

Doğaı�çay-� 'u)yoııunaAit Gelmesi \:1uhtemc1 Ta:ıkınlar

1 953-1994

TAŞKINL1\R

\1.Şaşal, E.Doğan

--

31. ı

korelasyon katsayısı 0.705 bulunmuştur. Denklem görüldüğü gibi katı ınadde taşın1a kapasitesi su aıttıkça artnıaktadı r.

1000000 ' (/) Q) .......

en ro cı ro � ro.-.....

E

c en (/)'. ro o c ..... .......

Q)"0 "' ro

100000 10000 1000

1

_,

=

debisı

2.58660 1·6247

R2

=

0.705

ı

100 j

E

Şekil

Qs

ı 'den

10

-ı--

1

-

10 Debiler

100

(m3/s)

1000

7 197 5 Öncr-ıi Nehri n Katı .\1adde Taşıma Kapasitesi iıe Debisi

ArasındCıki ilişki


Aşağı Sakarya Nchrinde Akam Değişimlerinin

SA.U Fen Bılimlerı Enstıtüsü Dergic;ı 7.Ci!t, 2.Sayı (Tcnımuz 2003)

Qs

sonras1

1975

verı tmiş t i r.

I.Saltaba�, S.lş1k, M.Şaşal, E.Doğan

arasındaki

Q

ile

Şek il

ilişki

Buradan kat1 n1adde ıniktarı i le

i h şki,

8'de

Vl. SQN(jÇ

debi arası n daki

Bu çalışnıada Aşağı Sakarya � eh ri nde katı madde ve akını incelcnnliştir. Katı maddenin ve debi değişinıleri değişinılerinin bir ç ok nedeni o1taya konn1uştur. Aknnlann değişnıes1ne özellikle Orta ve Yukan Sakarya Nchtinde yapılan yapılan n neden olduğu yapı lan h idrol oj i k analizle tespit edi Imi ştir.

(2 ) ıle elde edi l rniş tir.

Bu durunıdaki korc·lasyon katsayısı

0.5744 bulunnıuştur.

d enk lenıler kullanarak debi ile katı madde taşınnn nııktarı arasındeıki ilişki, Şekil 9 da veri lnıiştir. Ş eki Iden nehri n ka t 1 nıadde taşını m ıniktann1n za nıanl a düştüğü görülnıekicdir. Yukarıda

bu lu nan

Bu çalışmadan şu sonuçlar çıkarı]abilir;

'

1000000 (/) ro o. ro � ro

E

-

.�

• ,J c - (J) (/)4 ......

ro

dü�nıüştür.

Os= 0.957801 671ü R 0.5744 ., ..

Aşağı Sa k arya Nehıinde neh1r özellik1erin1n değişimleri çok sayıda p rat i k sonuçlar vemıiştir. Örneğin, su yüzeyi seviyesi düşnıüştlir. Çok büyük pık akınılannın geçmişte stk.ça görüldüğü anlaşılmtşltr. 4.

=

10000

c

�_g <1.>

-

"' "O ro

1000

ı

100

1(,\ YNA.KLAR

'

10

-

,

-·-...- --- --..---- -� • ---- -

10

1

Debiler

1000

100 (m3/s)

8 197 ;<; Sonra s ı Nch ı ın Katı Madde Taşınıı:l Kapas ı tc sı Arasınciakl i 1 i�ki

300000

C/) ro o. ro � ..... -

E

·

g

-<

(/)'tro c

"O

150000

·

-

·

·

,

İle Debisi

1975 öncesi i 975

sayfa.

sonrası

l6] EiE,

'Türkiyedeki Kat1

Madde Verileri ve Katı Madde

Taşınına Mi k t a rla n An kara. 1993 f7] Erkek, C., Ağıralioğlu, N., ,

.� 200000

· -c - Q)

-

250000

ro-

Ağualioğlu, N., Çallı, İ., Saltabaş, L., Sünıcr, B.; Eryıl ın az D., ()ündüL. Z., Şaş al, M., Karpuz, S. ve Dernir, İ. H., Aşağı Sakarya Nehn Ulaş11n Projesi FiLibil i te Çahşmass, Sakarya Ünıv., S a ka r ya Ocak� 1998, 192 sayfa. [2) DSİ, Feasibillty Report For Lo,ver S ak arya ProJeCt, DSi Mutbaast, Ankara, Dcccınbcr, 1 965, 225 sayfa. [3] l)Sİ, Türkiye Akarsu 1-Javzalan Maksimunı Ak ı n1l a r Y:rekans Anali�:i. Ankara, 1994. [4] DSİ, Aşağı Sakarya Fizibilite Rap_�ru, Ankara. I 965. rsı EİE, Ayhk Or ta laı n a Akımlar (1935-1990), 1995,389 ll]

"3ekil

C/) QJ

;\şağı Sakarya Nehrinde, 1 975 sonras1 n da ayhk nehir akın1lan düzenlcnnıiştir. 2. l975,ten sonra Aşağı S akarya Nehrinde geln1esi nıuhtenıcl p i k aktnıhır �1o30-50 ci va n nd a düşınüştür. 3. Son 35 y ı lda katı nıaddc taşı m a kapasitesi %50 c ivannda l.

1

100000

Su

1998.

ı

.. ;

,,

;

50000

�ckil

9

197 5

Erkek, C.,

.

..

-

-

" ,

..

-.----- r-·--..,....--�

Öncesi

1

Müftüoğlu, F.� /\ğıra1ioğlu, N. ve Salta baş, L., 1976. Aşağ1 Sakarya Nehrinde Navigasyo1ı Ol anaklannın i n e ele n nıesi, Teknik ve Mali Fizibilite Ön Etüdü. İ.T. t> İnşaa1 Fakültesi Matb a a s ı , İstanbul. [9] Kom u ra S. r'\nd Sinıons, D. 13., ( 1967 ). '' River-Bed D c gra dati on Bclow Danıs J. of the l-lydraulics Division, ASC'E, 93 ( 4 ) . PP. 1-14. [ 1 Ol Si rn o ns D B. and Şe n t ü rk F., 1992. Sediment Transport Technology, Water Rcsources Publlcations, Littleton, Co lanıdo. [ 1 1 J Sünıer, M. B Ünsal, L ve Bayazlt, l\1 1983. Hidrolik, Birsen '{ayıncvi. İstanbul.

[SJ

.

50

Kaynak',.

Mühendisliğl, Beta Ya)'lnları, Cağaloğlu, İstanbul.

100000

o

incelenmesi

250 Ve

Kapasıtelerinin Kaı �ılaştırı lması

450

650

Debiler Sonrası

·--

850

(m3 /s)

Nehrııı

Katı

·---··

1050 Madde

.

,

Tasıma •

..

15

..


17

S·\l: h�n llılinıkrı l·nstitusu Dcn?,i::d

( l'ernın

7 ( ·ııı, 2 SJyı

17

ll

)()01)

A.ğu�tos

1999 Dcpreıniudr, ...\dapa.1anndil Yıkalını� Bctoncrnıc Binaların Pı Ojl· ll&ttaları !\1. Ehna'� ILil�H"t.ığlıı

AGlTSTOS

1999 DEPRE1V1İNDE, AD��PAZARINDA YIKII_.�MIŞ

BETONA.RME BİNAI_.JARIN PROJl�: 1-IATALAIU

Muzaffer EI

..

Mi\8,

""'

Ilasan ·H.Lı\ROGl.�li

I.GII{IŞ •

Öz.et -

A dapazarı nda y ı kılan b i n al arı n d e p re tnd en �

önt·eki n1evcut duruınları ü�· bo) utıu sonltı clarnanhu· yöntrmi ile hesaplanmıştır. Bu hesaplar sonucunda ortaya çıkan oluınsuzluklar

değcr]entlirilip bu olunısu/.;lukları ortadan kaldıracak �ek ild(.� yeni bi na tasarınıları önerİlıniştir.

17 .t\ğustos deprenundc Adapa/an ·nda yıkılan binaların nıevcut projeleri 1\dapa/arı Büyükşehır Belcdiyesındcn alınarak nle\'cut duru n1d a he�aplannuştır. ()JunlSU/.luk.lar tespit edi1crek deprcın yöne1ıncltğinı �ağlaycıcak �ek ildl'

bu binalar yeniden tasarlanmJ�tır

ll. ADAPA�JARI'NDA

••

Anahflır Jfeliıneler

-

i\dap�szarı, lJç Boyutltı Sonlu

Elemanlar, Dcpren1

ZEVIIJ� •

Anadolu fay hattı belirli 1.an1an aralıklannda k ınln ı akt ad ı r. Bu kırılınalar 20 ila 50 yıl arasJIHJd değişcbiln1ektedir. Son büyük kınln1ada ise 17 Ağustos deprcıni ıneydana geln1iştir. Bu deprcrnde çok fa;.la can ve nıal k a ybı oln1uştur. llasaıların bu denli büyük uhnası sonucu, yapıların dcprcınc karşı dayanıkldığı günlerce Kuzey

Ab.Hract- The currt.�nt st af e� beforc the earthquake of the bui ldin gs dcn1olished in Ad�ıpazarı have bcen considered by the help of t he n1cthod of three di ınensiorull-lin ıH ed t'CHnponen ts.

The disorders fo und in tJ1c ı-esult of thcsc r al c ul at i ons have been evaluated and ne"· building p r oj ec ts have been offcred in such a ''"ay as to elirninate these '

disordcrs

tanı�ılnııştır.

Depreınde

bina ların davranış lan na etki sı

fakat bu

çok fazla olan

çalışn1alar başlatılmıştır. Zcnıin etütleri zorun lu kıhmıııştu. Adapazarı· nda ise yapılan araştırınalar

jeolojik

sonucu yık.ınıın h u dcnlj

Conıponents, Ea r thqua kc

yüksek

oln1ası nın

sebebini

nıüsait olnıası, ana kayacın yüzeye çok uzak oluşu ve binal a rı n çoğunun ana kayaç üzerine oturtulamanıasKlıı.A)Tıcn A da pazarı hayza�ının _ıcolojık yapıs1nın bir !eğen gib1 olup, gelen deprenı dalgalarının ba\ za ıçinde sönünılennıcç;ine sebep olduğu ,.e depreınin zenıinin sıvllaşn1aya

Ke.v words - Ad ap a za r ı , Three Dinıeıısional-Linıited

güne kadar önetnscnıncyen

etkisinj arttırnıas1dır

III.

D��PRELVIİN EI(O�Ol\tlİI( BOYUTU

l<.ın ln1anın M arnıara bl)lgcs i ndc oluşu ve büyük �anay � h a s a r görn1csi, kısn1en yıkılınası veya yapılarınttı

taınaınen

Türkiyc'n1n Prol M Flınas,TC )akaryn lJııivcr�it�..:sı, l\1tihendi�lik Fakültesi, lnşaat 8öHınıü

H.J

laıoğlu;

C'nıversJle�ı. reıı Dc.tlı.Yapı Bölt.i:ııu

TC. '>a'-:.:.ıryu

\luhendı::,liğ! Ana Dılıın

nılimlcri I:n'ltıtüsi.J, İnşaat

yıkıln1ası

bir

ülke

dcprcn1

ekoııonusJ ne

U]kcsi

hatıılatıl11Ştır.Addpazaı ı 'nda lu1sar

Adapazarı Şeker

olduğunu

gören

etkileri. te krar

fubrikalar ('I'. C.

Fa b. vb.) ve bu fabrikalarda çah9anlartn

i�tihdan1 s orun la rı yeni k�1rn1aşalara sebep oln1aktadır.


17

SAU Fen Bilin1lerı f:nstıt:ısü Dergi�i 7.C'ilt, 2.Say1

(Ternmuz 2003)

HJ\SAH. GÖRIVIÜŞ BiNALARlN PROJE HA T.t\LARI

gereklerine uygun olmayan projeler yapılması, pek çok uygulamada sonunc unda

üstünde durduğun1uz konu ise depreınde

Adapazarı'nda yıkı ln uş olan burulma

düzensizliğinin

üstünde

olduğu

tespit

binaların

çoğunda

yönetmeliklerdeki edilnıiştir. A1

projelendim1c

şekillerinin

belediyenin

parsel

aşaınasnıdaki

geunıctrisinin

yapı

Yapılarda, geçmi ş

kalabilmesi

iyi

koşullarına

benzeri önerrıli

Adapazarı

gibi

gösterir.

hasarına

salonu,

konferans

gibi

bahsedj}diği

gibi

izlenim

şartmış

u

nsu ıun zemin ilc bina elen1anlannın olması

gerektiği

bilinmektedir.

ve

ağır

141

adye

[)iğeı

kuvvetli

çok

jeneral"

yapılann

tenıel

önemli konu

temel

yapılıımsı

ise yun1uş a k kat

perde k'l.tlJanılan

ayakta kalan binalann başhcalarıdır.

rastlaıunaınasının bodrun1

katlarının

belkide

çepeçevre

en

önemli

perde

ile in1al

perdenin yaygın kullanılmasındandır. Ağır yapılarda yaygın di ğer hata ise kolonlarıı1 naı i n yapılmış oln1asıdır. Adapa72. -,'nda ağır rastlaınak

inşa editınesi ve

müınkündür.

kirişlerin

sünek

kolonların kirişlerden güçlü olma��

(güçlü kolon- zayıf kiriş) ilkesi istenen

Yapının

taşuna

yatar.Bw·ada açıklanmak

gücünden

feragat

etmesi

değildir.Kuvvctli kiriş ve daha k uvv et li kolon sistenudiı.

noktalarında cnıildiğine göre mafsallaşma öncelikle kiriş

KADAR Yi1KSEK OLUŞlJNlTN SE HI� Bİ

deprenıin

devanılı

tekrarlandığı

uçlarında ıneydana gehnelıdir.

bir

yanı

sıra

tün1

noksanlıklar ve

ulusumuzu

'c

aksaldıklar

uygu lama olduğunu

Zemin özeliklerinin dikkate alınınaks1zın yeni

özelliğini

ayakta

ediJnıcsinden ve binanın iskeletinde

hatas1na

projelerin aynen uygulanması, deprcn1İn yanal etkiler veren

binanın

hasar gören birçok binada zayıf kolon - kuvvetli kiliş

düşündümı.e]idir.Bu dunını yapı teknolojisi leınc 1

Taşıyıcı

.

l'eknik anlanıda depreın eneıjisi taşıyıcı sisten1in düğünı

adanılanıı

alanında

bir

zordur

donatının

Adapazarı ·nda1.i bazı binaların önemli derecede deprem

bölgede 17 Ağustos depreminin bu kadar hasar vermesi teknik

çok

alnıasının

yeterli

binalaı depren1Jc

(rünün bel i rl i saatlerinde çok sayıda insanı barındıran

V. HASARIN BlJ

olarak

konulan

sorunudur. Zcnun katta ya ygı n � eki lde

B) ikinci sırada öncelik taşıyan binalar

pı oj el end iri lnıelid ir.

ıçınc

yan yattığına sıkça rastlannuştır. Zeınin

p lanlann1alıdır.

proje 1cndir11nıehdir.

yapılarda

için

tasarınun da

Projclendirilınc safhalarında yönet!11elik sınırları içinde

gibi

sağlanı

, yapının

nedeni

stadyunı

bile beton

binalarda

koşullarının iyi ctü1 edilınesi ve özeJlikle zayıf zernın

yapılar

salonu,

kontrollü sonra

ilişkilendirilıniş

halde

konset

ve

baLı binalarda taşıyıcı eleınantarının hasarsız olduğu

4- TJcprem sonrası iş leviıü sürdüın1esi önenı taşıyan� ha�tane itfaiye okul yurt vb. çok sayıda insanı barındıran

tiyatro,

kalite

zen1in seviye�inc indiği gözlenn1iştir. Adapazarı 'ndaki

dağıtım <:,İs1cınlenne sahip olan yapılar.

sincına,

verilen

büyük hasar gördüğü 2. katlarının bile otuıma nedeni ile

3- Ilaberlcşn1c sistc-ıninin k ilit noktalarını taş ıyan yada

iyi etüt edilip

giderecek

Zenıin öze 1 Iik1c ri dikkate alınmadan yapılan yapılann

benzerı öueınli yapılar

gnz ve

proj cdc

pratik

için birincı öneıuli

2- U laşını $İstenıi ana aı1erleri Ü7erindeki köpıü tünel ve

su

aksaklıldan

verihncktedir. Ancak dcprcnıe dayarnldı yapı yapn1ak

çalışınaları güçleştirehilccck nitelikteki yapılar

cneı:j ı

ediln1csi

eleınanların

J- Depreındc hasar görerek kullanıın dışı kaln1alan ile ülkenin yaşaınsal sistcıninı aksatabilecek deprem sonrası

yap1lar,

deprcnılerde

kontrol

Birinci s1nıdu öncelik taşıyan binalar

barı ndıran

n1a1z8menin

döküldükten

beton

öncelikle ele alınınası önenı taşın1aktadır.

A)

s o nucunu

kalitesi düşük olduğu sıkça gözlennüştir. İkinci olarak

yapıların

bazı

birlikte

gerekn1�kle

ile

nıiktarda ku 1landn1ası ve kontrol ediınıesi şarttlr. Fakat

yapılmasına

d cpreın güven1iğine

Bütün yapıların

sebep olmuştur.

uc uz lanıası

bu

Bütün

düşüncesi

caba harcanıadığunızda açıktır.

proj c l eı dc A 1 burulma düzensizliğine

uygun oln1anıası kavuşturuhnası

sin1etrik

sağlanıyor

standartlan ıle kontrol n1ekani�nnaları geliştirmek için

buıulrna

önceki

kar

toplumsal bir istek ve bilince sahip olnıadığıınız ve

rakamın

Depreınden

nedenlerle veya kasıtlı

hayatının

doğurmaktadır.

düzensizliğinin sebebi yapının kütle merkezi ilc rijitlik ça kışınamasıdır.

ınalıyctten

insan

aslında

Al

çeşitli

projeden

sapnıalar aksayan noktaların başında gelir. I3unun

olarak

yıkılan binaların proje hatalandır. Gözlenılerinıiz sonucu

merkezinin

ı 999 Uepremiudc, Adapazaranda Yıkılmış Bctonerme Binaların Proje Hataları :\1.FJmas, li.Haroğlu

IV. DEPREMDE

Bizim özellikle

Ağustos

göz

önüne

alınılnıaınası,

depreın

17


17

lıııstitüsu Dergısi 2 Sayı (Temmuz. 2003)

S·\ lJ 1 en Bilımieri 7 .l 'ı lt,

Ağustos

1999 Depremi nde, Adapazarında V1k.ılmış

Pt·oje Hatalan M.Ein1as. ILilaroğlu

Betoncrme Binalarm

Vl. S.� YISAL UYGULAMALAR vı.ı. ---=-·-- --·.J�---=-

-- -==ı· •

ı

1

1

ıı

ı

ı

ı

ı

ı

1-

1

·-

----

-J.� =r

-

-

.

-.

__

. T�---

;ı�

_,

ı

:._-� 1

ı

S_:--

ı

ı

-- ---- --

-----

ı·j

ı

-

ı

T�

---c

_ _ _ _

-

1

--ı

ı

ı

!1

==-=-:-ı,-��·�7L7/J27?/� ı

r- ---�

ı.::..

--··-

f

·-----

--- ---

-

1

ıı

6-

-·-·---·--- --

Şekil

1 !V1evcul

.....ıl

i

-.

._.._. .

�1

•.

plan (İsmet Ölnıc:t) · �-'.,_.,

//ZLZ7.1//at---.dT�

Taşıyıcı sistcn1 davranış katsayısı R · 8

Şcki 1 2 Öner ıl en

Zemin Sınıfı z:4 Zenıin Sınıfı z:4

Donatı Sınıfi S220

B ina yükseklığ 1 : ll. 6

_ı-

plan

Taşıyıcı sıstem davranış katsayısı R:7

Beton Sınıfı C-16

Beton Sınıfı C' -20

ın

Donatı Sınıfı 8420 Bina yüksekliği : 1 1 .6

18

n1

'ı


17 Ağu'ttos

SAU l·en Bı I imler: Enstıtüs::ı Derg1si

7 Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

'

İ. Ö lnıez

1ablo 1.

Bctoncrme Binalan n Proje Hataları M.Eimas, H.Haroğlu

A-1 Burulma dCzensızliğl tab1osu

ait ınc\cut <\.rumdaki binan tn

c

ı 999 Depremi nde, Adapazarmda Y ı kı lmı ş

( 8.i )ma:-..1 (�i \Ilill ı (�i)ort ı llbi ı ( L).i )ınax? ( ı6. i)lliiıı2 (�i)on2 llb;ı ( 8.i\nax3 C� i)ınınJ'c Ll i )oıt3 llbi3 ( �i)nın"X-1 (�i )min4 (�İ)ort4 llbi4 --

I<AT

3. l{_AT 3,ll

-

.._)

-

2. I\AT 4,91

4,35

3,38

3,02

1.

KAT

1,07 4,52

2,92

? '""'1 3 -·

-

4,63 fo ·

-

--

3,20

ZEMlN

KAT

1

i Ölrnc:t'e ai ı ınc\'cut durunıtüıki

KAT

( L\i)orıl (�i+l )orıl

2. K.t\ T

4,63

2,92

1. K.AT

3,20

4,63

l)kj ı

1,59

0,69

KAT Tablo.�.

3,20

2,)0

i. ÖlmL:ZC ait

1

3,99

74

· --

1,49 5,44

3,89

3,38

1.48 4,02

2,94

2,65 -·

-

-

4,88

1.31

ı

-

1,51

2,95

2,47

3J9

�-

4,66

1)16 3,69

--

Ll7 5,87

---

4, ı o

ı' ı 5 4,29

3,48

2,42

-

2,61

2,81 ,ı'15

3, ı o

3,52

3,15

1 ' 17

4,98

ı' 18

3,69

2,48

ı,16

3,00 1,17

1

---

--

binaııın B-2 Komşu katlar arası rijitlik düzensizliği tablosu

.

ZEMIN

1,06 5,02

-

Tcıhlo 2

'

147 3,44

3,07

2,51

-

2,)0 1,04

2,JC)

2,6 ı

ı '63

1,06 7,56

-

.

·-

(� i)ı_ırt2 (�i+l)or2 'lki2 --

4,88

3.0'7

1,59

3,38

4,88

0,6R

2,65

0,78

3,18

(ı\ İ )oıtJ (�j+ 1 )ort) 4,66

2,95

qk ıJ

( L\ i )oıt�ı (L\i � 1 )ort4 4 ' 98

3,15

ı ,58

3,48

4,66

0,75

3,69

4, 98

0,74

2,81

0,78

3,48

ı ,58

3 ' 00

0,81

llki4

3,69

0,81

binanın düJ:l;nsizlik �onu<;ları

.----- ---

---·-

A 1 Di.izcnsizliğı

ı ı1

-

VAR

--

Düzensizliği -

flb i

Bl

1.51

VAR

---

llki

-

ı

1.59

---

Tablo 4. Önerilen

!ı< AT 13. KAT

·- -

A-1 Burulına llLi;cnsiziiği lİsnıd Ölm�z) .

(�i)rnaxl (61)mirıl -

-

o 94

0,6�

)

.2. KAT 0,90 l.

yhpının

KAT 0,70

-· -

(!\i )llll ı

llhıl (ı1İ)max2

(\81

ı ' ı 6 0,95

-

0,66

lı 18 O, 72

0,63

0,67

ı ,06

O, 75

0,63

0,69

] )09

ı ' 1 8 0,(>8

0,64

ı ,07

O, 71

0,)9

0,65

1 1,19 0,5.1

t>,59

ı ,09

0,45

0,49

ı ,08 0.55

0:45

0,50

ı ,ı o

ı , ı 9 0,25

0,20

0,2'

ı 'ı o 0,26

0�21

0,23

ı 'ı o

0,78

l, ı 5 o ,92

0,63

0,52

0,61

J , ı 5 o 72

0,49

1'14 0,35

0,24

ZEMIN 0,34

OJO

0,26

(�i)oı14

ll bi?

0,66

'

(!\i )ınax3

(�i )nu·ı2 ( �l )ort2

i0,81

1"

0,78

o,o ı

(Ai)nıınJ (/\i)lıU ll bi.� ((\.i )ınax4 {6i)ınin4

--

-

-

KAT

-

0,30

--

ll bi�

-

Tablo 5. Önerilen� apının B-2 Konı�u katlar ara()ı rijithği (lsnıet Ölmez)

(�i )oı ı:!

KAT

( t\i)oıt ı

(tli+ 1 )oıtl

ll k ıl

2. KAT

0,78

0,8 ı

0,96

0,78

1 K'\T

0 ,6 1

o ,78

0,78

0,61

ZEtv1İN KAT

T�ıhlo 6.

0,30

0,61

0,49

(�i+ 1 )orı2

1lki2

0,8 ı

0,96

0,78

0,78

1--

0,49

0,49

OJO

Önerilen bınanın düzensizlik sonuç:arı -

-

Al Duzensizliği ·

YOK -·

-

( {\ j,- 1 )orU

llki3

(�İ)orl4

(ôi+ l)art4

llki4

0,64

0,67

0, 94

0,65

0, 69

0,94

0,49

0,64

0,77

0,50

0,65

0,77

0,23

ı !YOK

ııb i 1 , 19

( L\ i )ort:l

0,49

ll 2 Düz�ns iı.liği

-

-

-

· -. _

19

-----

0,46

0,23

llki

0,96 -

0,5 0

0,46


Ağustos

17

SA U Fen Bi\ ınıleri Enstitüsü Dergisi 7 C'ilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

p=---

1• 1

ı ıı

--

ıı

-____. L

--- - -·

Proje

Hatalan

ı ı

-

-_�

ı ----

ı

� =-

ıı

- -t

--

_..., - ..ı-rt- --.

ı

ı

n

ı_:--__:-: -

t ..J

-· ·

ı1

- :-r·ıT

1 ı

--

_ _

Tıı

--

�.,

,-:

-

-r-r___l 1

� ı-

-t

1

,...;.__

,--r-

'

--,��

ı

1

ı

-T --

·ır --l

·--- -- - - - -

ı

ı ı

Beton<'rme Binalarm

M. El mas, 11.1-la roğlu

''1.2. --,.---,.. ·

1999 Deprcınindc, Adapar.arrnda Yak1lmış

ı

ıı

ı ı

ıı

1

ıı-

-

··--

--·- --

,

,.. •

ı

ı

� f==--

lı •

1

-- _ı

--

L-

ı

,

]

.....____

- -----

----

__

-

Şekı 1 3. M evcut plan

Beton Sınıfı C' -20

Bina yükseklıği :12.40

Tablo 7. �ü leymaıı Baş

a

ait m�vcut yapın:n /\-1 B urulma düzensizliği tablosu

(�i)oıt 1 llbıı

1

0,39

o :30

i(A �.l�JEh\

ı ,22 0,42

ı

(L\ İ)ınin2

��İ)on2 ll1bi2

0.34

0,38

·-

.

O, 16

ı ,09 019 ,

0202 _

O, 1 o

O, 1.5

0,05

1 ,09 0,08

0,04

ı , ı o 0,20

l. KAT 0,39

0,24

.

-

OJ9

1,21 0,4 ı

0,35

0,.32 -

1,24 0,34

0,29

0,3 I

0,17

[ ,26

O, 18

O, 15

O, 1 6

O, 12 --

O, l l

--

0,38

,_

_

_j

20

1,0 8

ı

-

1(!::ı ilmaxJ (Ai)mıııJ i(��lmu_ 'lbıJ

--

O)q

KAT

Donatı Sınıfı S420

m

i(L\ i)nıın

2. KAT 0.47

0,21

-:- • J

Zcınin Sını f1 z:4

Donatı Sınıfı S220

ZEMIN

- ... ___

Taşıyıcı sistem davranış katsayısı R:7

Beton Sınıfı C 16

3. KAT 0,4 7

- ---'

·---

�e kıl 4. ÖnL·ı ı k n plan (Stilcyıııa n Ba�)

Zentin S ın ı f ı z:4

(/\i)ınax ı

-- -

(Sukyınan Ba�)

Taşıyıcı sistem davranış katsayısı R: 8

KAT

__rı __jıı

_

-

ı ---·---

____

---���'Ba

'

� 1

ı ı� J

r ıl ı

ı

l_

'

.

-

O, I

O

0,06

..

( tı_j )nıax4 -.

··-

(!::ıi)mın.4 IC/.\ i\�n -ı :llbı4

1,2R 0,45

0,07

0,26

1,72

ı ,80 0,46

0,02

0,?.4

1 �91

l ,50 0,39

0,02

0,20

ı90

0,21

0,01

·-

-

.

ı

ı ,34

IOJl i

'

ı 89

) :ı


17

Enstitüsü Dergisı (Temmuz 2003)

SAU Fen Bilinıleri 7 .Ci lt, 2.Sayı

Ağustos

1999 Depremi nde, Adapazarında Yıkılmış Betoncrıne Binalarm Proje Hataları M.Ehnas, H.Haroğlu

Tablo 8. Süleyman Baş u mevcut 8-2 Korn�u katlar arası rij itlı k düzensızliği tahlosu

Tlki 1

(�i-1)oıt2

llki2

(/1i)ort3

0,39

( /1 İ )ort:!

o) 99

0'138

0,38

0,99

0,10

0,32

0,39

0,82

0,3 1

0,38

0,82

0,17

0 , 32

0 53

O, 16

o 31

0,52

KAT

(�i)orı 1

2.KAT

0,39

1. KAT .

ZEMIN

(L\İ 1·1\.rıl

,

'

(öi-1 ı \.ııt3

llki3

(� i)Ott4

(ili+1)ort4

llki4

O, lG

0,66

0,24

0,26

0,91

O, 1 O

O, 1 O

0,97

0,20

0,24

0,85

0 , 06

0,10

0,58

o, ı ı

0,20

0,55

KArf Tablo 9. Süleyman Ba) a aıt mevcut yapının düzensizlik sonuçları

· A_l J)üze n_s_ı _ z_ ğ i_---ı---ll .ı.__ b_ i li-= 1 ,9 1 \l AR

ki i --4--- -_,_ ı_ ___B_2_Düze nsi7liğ_

_._

___

_ _ _

I u blo I O (\ııcrilcıı yapıııı:ı A-l H urtılına

düzensizliği

--ı

__ _

\rOK

0,99

tablosu (Süleyman Baş)

-

(lÜ)m;ıx ı (�i )mini (/\i)ortllllb: ı (tli)ınax2IC�i)nıin2 ( L\i)ort2 .!1_tıi2 (L1i)ınttd (ili) 3 (/).i )ort3

KAT

ının

--

3. KAT o,gs

0,69

2. 10\'f 0,90

0,63

I. KAT . 0,76

0,52

-

-··

0,76 ı' 16 0.89

0,77 .

L,l 8 0,87

0,64

ı ' ı 9 q,7 ı

ı0,32

ı'19 0,35

� -

-

0,66 0,69

0,78

1 ı 5 0 ,7 2

0,78

1 '15 0,72

ı

-

0,39

-

0,26

T:.ıblo 1 1 Onerilcn yapının

13-2

(/).İ )max4 (ili

0,64

0,68

ı ,06

0,64

0,68

1,050,80

min4

(11 İ)on4

ı' ı 6

0,55 0,68

1, 1 8

� � -+�--�--ı

--

0,59

0,65

-

ı ,09 0,59

--

0,53 -

-

0,33

0,30 ·-

1,08 0�30

o,56

ı �os 0,66

0,46

o,s6

ı, 18

0,29

ı ,06 0,33

0,21

0,29

ı' ı 7

-+ı-

0,27

bi4

0,68

0,80 0,56

- - --

ZE\1İ1\ KAl�

biJ

Komşu katlar arası rıjitlik düLensızliği tajlosu (�i.:leynıan Baş)

(L\i)oı14 (�i+ 1 )on4 llki4

KAT

(�i)ortl

(�i+ 1 )on ı llkiL

2. KA'f

0,76

0,76

1 ,O 1

(�i)ort2 (öi-1 l )ort2 llki2 0,78

0,78

ı �00 0,68

0,6 8

1,00 0,68

0,68

ı ,00

l. KAT

0,64

0,77

0, 83 0,78

0,78

0,8� 0,56

o 68

0,82 0,56

0,68

0,82

ZEMIN

0,32

0,74

0,5ı

0,33

0,65

0,51 0,29

0)56

0,51

0 56

0,5 ı

.

(1\.İ)ort� (�i+l )oıt'

)

llki3

0,29

,

ı

KAT ·ı ablo 12. Ön�rilcn yapmm düzenl'izlik sonuçları (Süleyman B:ış)

A l l)üzensizliği t-----YOK

T)bi

1.19

21

82 fJüzensizliği YO.K

------

ııki

1.01

------- --�----�


17

SAU Fen Bihnı1eıi Enstitüsü Dergisi

{Temmuz 2003)

7.Ci1l, 2.Sayı

VI.3.

r)·

�ı �

ı

ı

l

ı 1 ı

1

"i_

J .

ı

L,

.. ·

----= ·--- ===-

-

-

1

-

h:======="==-===--= '

1

'�1)·

J

ı

·;

r'

r

--i

Betonerme Bi nalann Proje Hatalan

1

1

f-.'

1999 Depreminde, Adapazarında Ylkılıruş l\1.Eimas. H. Haroğiu

ı

ı

Ağustos

\

ı.J

- ·

1

1

\

r

ı

,J

l

., .,J--

r.,

ll =

� -- -===� ---·- -

--

-

-

ı

== � ----

·-::y ,_

-

�� == 1--

t_

-

.

1

\

-

��---

r

ı

-

Şekil 5.

-

-

_

--J ı·

(�ı

-

Mcvc..ıt plan

(Aktuna apt)

Taşıyıcı sistem davramş katsayısı

=====--·

-�

1

r ...

-

·S-f _ rT .l ..

ri

-

ı

,.ı-�,

-

�ckil 6. Önerilen plan

Taşıyıcı sistem davranış katsayısı R:7

R:8

Zernin Sınıfı z:4

Zemin Sınıfı z:4

Beton Sınıfı C-20

Beton Sınıfı C- 1 6

Donatı Sınıfı S420

Donatı Sınıfı S220

Bina yüksekliği :15.50

Bina yüksekliği :15.50 nı

Tablo 13 Aktuna Apt

mevcut -

A-1 BuruJma �-·-

düzensizliği

(�i)ma.xl (�i)miııl (�i)oı11 llbi 1

4.KAT

_!_,_89

ı >35

ı ,62

3. KAT

1,88

2,08

2. KAT

3,3

----

-

--

.

KAT

-

b. (Llİ)oı t 2 rı r--

(6i)max2 (.1.i)min2

.,

1..:. -

)rnax3 � (L1İ)min3 (�i)orn llui � ( ôi- ·

�-

-

-

ı ' 17 1,79

1 ,5

1,63

1 )08 4,83

3,6

2,48

1 ı 6 2,61

2�53

2,47

1 06 6, l

4,0]

2,46

2,88

1 '14 3)06

2,7

2,88

ı ,06 6,08

ı

ın

,

( /j. i )ınax4 (�İ)rrJn4 (L1i)on4llbi4 --

1 'ı 5 4,98

3,5

4,24

1'ı8

5,06

ı ,21 5,88

4,2

5,04

ı'17

4,7

5,39

ı )1 3 6 , 91

4,05

5,48

ı ,26

4,21 -

---

1. KAT

3,59

2,68

3,14

ı,14 3,27

2,99

3, ı 3

] ,04 5,87

4,52

5,19

ı' 13 6,77

3,82

5,3

1,28

ZEMiN

4,87

3 ,71

4,29

ı' ı 4 4,38

4,15

4,27

l ,03 6,1

4,82

5,46

ı' 12 7,48

3,75

5,62

1,33

KAT -

-

22


17

�AU Fen Bılnnleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2. Sayı (Temmuz 2003)

Ağustos

1 999 Deprenıin de, Adapazarında Yıkllmaş Betoncrnae Binaların Proje Hataları

M.Eimas, H.Haroğlu

T2blo. 14. Aktuna Apt. mevcu t B-2 Kom�u katlar

arası

di.ıitlık dLizen sizhği

(6 i )l'lrt l (�i+ 1 )or ı '�'lki ı

KAT

(� i )ort2 ( �i+ 1 )or2 llki2

(� j)ort3 (�i+ ] )or3 llki3 (ll. i )orr4 ( � i+ 1 )or4 llki4 1

1

-

3.

KAT

2 48

1 ,62

1 ,5-3 2 l47

1 ,63

1 ,52 5,06

4,2 1

1 , 2 0 5,01

4 ,2 4

1,19

2,88

2,48

] ,20 2,88

2 ,47

1 ,2

5,39

5,06

ı ' ı o 5 ,4 8

5,04

ı, 10

2,88

1 , ı o 3,13

2,88

1,1

5, 1 9

5,39

1 ,00 5 , 3 0

5,48

1 ,00

1 ,40 4 , 2 7

'3 , 1 3

1 ,4

5,46

5, 1 9

ı ' 1 o 5 ,62

5 ,30

1,1

'

2. KAT

- -·

1 . K AT

3, 1 4

3,14

ZEMİNKJ\T ,29

.

-

Tablo 1 5. Aklunu Apt. ait düzcn� izlık sorıw;ları r------

l� i ğ� B2 Düz?n s i z_ i A ı l)üzensi zligi �ıb_ i ı----1 .33 Vi\R VAR �----- �---- - -- -------�--·--,----·

· · _ _ __- ·

(Aktuna apt.)

Tablo 1 6. Önerilen yapıya a i t A - l Bunılnıa d ü zen"ı zlı�i

KAT

(L\İ)nıax l

4 KAT

J ,95

;(L\i)mınl --- 1(1\i)oııl 1 ,77

--

2, ı 2

1 ,93

2,02

2. KAT

2, 1 2

ı ,96

2,04

I . KAT

ı ,88

ZEMIN

1 ,49

KAT

(L\i)oıt3 Tlhi3 (/1i )max� (�İ)min4 (Öİ)ort4 llbi4

ı ,64

ı ,54

1 ' 1 6 2, ı j

ı ,74

ı ,9 3

ı )ıo

2,26

1 ,64

ı ,9 5

I 1 6 2,2 1

ı ' 75

ı ,93

l '1o

ı ,8 ı

1 15

ı ,98

ı ,62

ı ,80

ı'

1 ,49

ıı]5

ı ,62

ı ,33

I ,47

1 , 1 Oı

ı ,06

1 , 1 4 1 ,1 6

0,96

1 ,06

1 '1

2,03

J ,04

ı 04 2, ı ı

l ,59

2,94

ı ,03

2,09

1 ,54

ı ,04 l , 8 7

ı

ı ,8 ı

1 ,03

] ,7 1

1 \26

ı 44

1 ,02

04 2, ı ı

ı ,03

ı ,48

ı

1

,

,76 ,4 1

ı

,

'

J ,2 1

.

0,92

-

ı

-

. -

--6

fablo 1 7. Önerılcıı yapının

B-2 Ko�nşu katlar arası r i j it l i k tWzensıiiiği tablosu(Akluna apt.)

KAT

3 . KA T'

-- - -

( � İ)ort l (� j+ 1 )orl T)J.. j ı (� i)orı:! ( � i+ 1 )od 1lki2 (6i)ort3 (L\i 1 1 )or3 llkl3

-

-

( � i )on4 (�i+ 1 )or4 llk.i4 ·

--

2 02

1 ,8 6

1 ,09 2,03

ı ,86

ı , 09 ı ,95

1 ,94

1 ,00 1 ,9 3

1 .9 3

1 ,00

'

,

2.

KAT

2 ,04

2,02

1 ,O 1 2�04

2 , 03

1 ,O 1 ı ,8 J

ı ,95

0,93 ı , 8 0

1 ,93

0,93

1.

KAT

ı ,8 1

2,04

o ,g 9 ı ,8 1

2 ,04

0 , 8 9 1 ,49

ı 8ı

0,8 2 1 ,4 7

ı'18

0,82

ZEMNKAT 1 ,44

ı ,8 1

0,80 1 , 44

1 ,8 ı

0,80 1 ,06

1 ,49

0,7 2 1 ,0 6

1 ,47

0,72

•• ı

'-

'

·-.

r ab lo ı 8. Önenlcn yapıya aıt düLcnsizlik ....--·

i

95

,

_ _ _ _

{ 1\ }run1

ına>.'

2,25 ı ,04 r --

,

1 ,44

ı ,44

i)

_ _ _ _ _

,----·-

ı ,86

ı

J ,8 ı

ı ,74

llbi2

ı ( 11

ı ,78

1 . 94

-- ·--

-

3 . KAT

(/\i)IMX2 (!Yı i )nıin2 (6i)mı2

Tl bi ı ] ,05

-- ı ,86

r-· -

ki Tl ..L.._ 1 . 53

-+

_ _

sonuçlan (Aktuna apt )

A 1 Düzensizliği YOK

rıbi ı.ı6

23

B 2 Düzensizliği YOK -

ııki

1 09 .

1o

o

ı


ı7 Ağustos

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7 Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

VII.

SONUÇI,�.AR VE ÖNERİLER

B2

yunıuşak

kat

düzensizliği

k esit

ve

yetersizliklerille rastlanmıştır. Bunları oıtadan k aldırmak için

yeni

ekJendj .

eleınanlaı,

perde

boyutlannı büyüterek (

Betonerme Bi nalann

Proje Hataları l\t.Elmas, U.Haroğlu

KAYNAKLAR

Anal izlerini yapnuş o lduğun1uz bu binalarda A 1 burulma

düzensizliği

1 999 Depreminde, Adapazarında Yılulmaş

Mevcut

kolon

Mantelama ) sitemleıin rij itlikleri

artınlmış ve sistemler 1 997 Deprem Y önetıneliğine göre

güvenlik koşulları sağlanacak hale getirilmiştir

A .. ,

[ 1 ] ÇAKIROGLlJ

ÖZMEN G . . ,

�'Çerçeveler ve

Boşluklu Perdelerden Oluşan Yapılann Yatay Yüklere Göre

Hesabı",

Rapor : 1 6,

İstanbul Teknik

Ünivers itesi,

Telaıik

İstanbul, 1 973

[2] TARANAGTH B .. , " Stell Concrete" pp.270-27 1 ,

McGra\v - Hill Book Company,

New York, 1 997

[ 3 ] ASLANBAŞ B . H . . , "Çok Katlı Perde Çerçeveterin Deprem

Yeni yapılacak binalarda;

Yükleri

Basılmarruş

Altında

Yüksek

Lisans

D inami k

Tezi,

Analizleri,,

Tekni k

İstanbul

Üniversitesi, Fen B il imleri Enstitüsü, İstanbul, 1 992

Adapazarı'nda zerrıininin sıvılaşına riski yüksek olduğu

ERDİK

[4]

M..,

YÜZÜGÜLLÜ

Ö. . ,

HDeprem

için, sıvılaşma riskine karşı ön lenıler al ı nmalıd ır .

Mühendis l iği Açısındaıı Yapt D i nan ıiğ i " , T. C. imar ve

a) Binanın altına ağır ve

1 980

İskan Bakanlığı, Deprem Araştırma Enstitüsü, Ankara,

kalın bir bedrum yap ı l mas ı

[5]

Dinamiği

olan

sıvıtaşması

önlem1erden

yerlerde bazılarıdır.

sıvılaşınaya Bunların

karşı

dışında

ve güvenilir diğer yöntemlerde kullanılabil inir.

olan dep renu erde en çok

D aha önce meydana gelıniş

can kaybı alüvyon ovaları ve sağlaın olmayan zeminJer

üzerine inşa edilnıiş o lan şehirlerde ( Erzincan D inar vb.) meydana

geldiği

göz

sağlam zeminierin

önüne

bulunduğu

alınarak bölgelere

şehirleşmenin kaydırılması

gerekir. Bn aynı zamanda 1 . derece tann1 topraklarının da tarım an1acı i l e kullanı ln1a sını sağlayacaktı r .

B itişik nizanıda yapılan binaların zarar gö ım eme s i için salının1 periyotları yakn1 olmalı ve kat yükseklikleri eşit

olnıalld ır. Binaların arasına deprem derzi kullanılmalıdır. Binalar

yapım

yönctrneliklere sağlaruna h dır.

aşamasında ve

.

proJeye

ve

Deprem

Mühend isliğine

Matbaacılık, İstanbul, 1 992

d) Temel gön1me derinlikleri artırılması.

emin

"Seismic Of Buildings"., Ine., New York, 1 98 5

pp. 7-8,

[6] CELEP Z . . , KUMBASAR N . . , " Örneklerle Yapı

c) Sıkıştınna enj eksiyonu yapılması

kullanılan

V .. ,

Dover Publications

b) Drenaj teknikleri

zemir-.

AMROSE

iken uygun

denetlenmeli, yapıln1ası

24

Giriş",

Sema


Betonanne Yapıların Güçlendirme Teknikleri

SAU Fen BiliwJeri EnstitOsO Dergisi 7 Ci1t,

2.Sayı (Temmuz 2003)

M.Elmas, H.Çahşkan

••

BETONARME YAPILARlN Muzaffer

Özet

-

GUÇl_JENDIRME

yapılard a oluşan hasar tipleri ve betonarmc yap ı ların ve

Mevcut

güçlendirme

teknikleri eksiklikler

yapılardaki

anlahlınıştır.

a ç ı kl an ın ış,

güçlendi r me konusunun önenıi ''urgulanınıştır.

Atıahtar Kelinıeler

Yapı

-

hasarları,

onarım

ve

güçlendirme uygulamalari

Abstract- 1'his summary gcnerally deseribes different kinds of darnage, repair and reinforcement teclıniques in concrete constructions. It contains an explanation of deficiencies in existing coııstructions, cmphasizing the importance of reinforcem�nt.

Key Words- Danıages to structure, repairing, apply to s trengthening I.

GIIUŞ

Taşıyıcı sistemler bazı nedenlerden dolayı nitellklerini ve özelJiklerini kaybederek hasar g örebili r ve kendilerinden beklenen fonksiyonlan yerine getü·eıneyebilir1cr. Böyle durumlarda yapının onarılınası ve/veya güçlendirilmesi gerekir. Bazı durumlarda ise yapıda nitelik kaybı alınadığı halde kullanım an1açlanndaki değişiklik nedeniyle güçlendirilmesi gerekebilir[ 1]. Bu konu ile i lgili

çalışmalardan bir kısmı ş öy l e ce

ö:�ctlenebihr.

Gülen S. ın çalışmalaru1da; dinamik yönteınlerden söz edilmiş ve yapıların dinamik analizi, betonanne yapılarda oluşabilecek deprem hasarları, onanın yönten1leri ve malzemeler anlatılımştır. Konuyla ilgili deneysel çal1şınalar ve sonuçları açıklanmış ve bazı bilgisa ya r uygularnalanna yer verilmiştir. Il,

M. Elmas;

SAÜ MLihendislik

�1.

Çnlışkan; Doğu

ı s ta n 'o u 1

TEKNIKLERI

Bikçe M., çalışmasında; değişik geometriye sahip çok sua boşluklu perdeletin sürekli bağlantı yöntemi ile analiz yapıln1ış ve pratikte kullanılabilecek birer bilgisayar prograın1 hazırlanmıştır. Bu analizde, değişik perdelerdeki eksenel kuvvetlerin değişimi koordinat fonksiyonları cinsinden ifade edilnuştir. .Folz B., Filiatrault A. tarafından yapılan çalışmada ahşap perde döngüsel ana lizi yapılmak ta dır. duv a rları n CASHEW (Perde duvarların döngüsel analizi) bil gisayar n1odeli içinde perde duvarların modellennıesi bulwunaktadır. Bu programın kapasite tahmini için tam ölçekli ahşap perde duvarlarda, sabit ve döngüsel testlerle karş1 laşt ırına yapıln1aktadır. tarafından yap1lan çalışnıada 17 Ağustos 1999 da yaşanan deprem sonrası Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından orta hasarlı olarak nitelendirilen yapı ların onarım ve güçlcndirilnıesi sırasında göL a rdı edilen tasanın hatalarına değini lmektcdir. Kıyats ıl S.,

1.1. Çalışn1anın Amacı

Bu çalışmantn amacı, güçlendiııne yöntemlerinin araştı n lması ve çeşitli uygulan1aların karşılaştır� 'masıdır. Depreın ile ilgili yönctınelikler genellikle yeni yapılacak yapıların depremde kabul edilebilir davranış gösterıneler� için uyulması gereken kuralları i çerir BunWl gibı, deprcnı tehlikesini gösteren haritalar, zemin koşullarının daha aynntılı ve küçük ölçekte belirlenn1esi ve deprerıl hareketinin ölçümü genellikle hep yeni yapılacak yapılara dönüktür. Ancak, deprenıden sonra binalardaki hasarın tespıt edilnıesi ve hasar derecesine göre onarım(tanıir) ve &riiçlendirnle(takviye) veya yıkıma karar verilnıesi de öneınlidir. Iyi projelendirilmemiş veya uygulamasu1da özen gösterilınemiş binalarda hasar ıneydana gelme olasılığı, depreınin şiddetine bağ lı olarak büyüktür. Buıuın yamnda, projelendirilmesi ve uygulamasına gerekli özen gösterilen binalarda da şiddetli depremlerde hasar meydana gelebilir. Bu nedenle hasar be1irlenn1csi ve devaınında ge rek li güçlendirmenin yapılması deprem ile inşaat mühendisliğinin önemli ınühendis liği konularından biridir[2 J. .

Kasap

Adapazarı

ELl\1AS, Hasan ÇALlŞKAN

Yapılan bu çalışmada genel olarak, betonarnıe

onarım

'

Mah.

Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü)

Gazipaşa Cad. Tolan Apt.

No:39/6 Pendik­


Betonarme Yaptiann Güçlendirme Teknikleri M.Eimas, H.Çahşknu

SAU Fen Bihmleri Enstitüsü Dergisi

7 .Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

c)

II. BiNALARlN DEPREM HASARLARINI

Bina

y a pılmaması 2-

Dökiilen betonlarda vi bra t örün kullanJ]maJnası

ı2-

beton sıkıştırmas ının yapılmanıası) 3- Taşıy ıcı p er delerin kö ş elerinde perde uç b öl ge sinin yapı l ma ma sı 4- Kir·iş ve kolon demirlerinin ek leıne kısınılarııun

3-

4-

kısa tutulması

Beton i şç il iğini ko lay laştı mlak için

fazla

su

5-

kullanılması 6-

em.rıiyet

Zemin

gerilmesinin ezbere

anlamda

de pre m

izlenmesi Gereken Yol

(gere kli

5-

genel

III.l Hasar Tespitinden Sonra Giiçlendirilmesi İçin

drenaj ın

yap ılı rk en yer altı suyunu alacak

b ilgi1 crin

edilen

te hli kes in in a za lt ı lnıa s ı iç in kullanıltnası.

KOLA YLAŞTIRAN NEDENLER

1-

Elde

Yapının p r oj esi elde edil n1e lidir.

M e v cu t binanın rölevesi çıkarılmalıdır.

M evc ut binanın zemin durumu

belirlenmelidir. Mevcut proj e ile röleve projenin nıu k ayesesi uyuş ma d ığ ı uyuşup kontrol yapılacak edilmelidir.

Kontrol sonucunda

rölcve arasında fark rölcvcyc göre yeniden

proj e ilc

söz konusu ise binanın

alınarak

proje yapılması 7- Ko lo n ve ki r i ş birleşim y erlerinde etriye s ıkıaş tırmas ının yap1 lmaması 8- Kolon ap iike y önlerinin bir üst katlarda değiş tirilmesi ayrıca tek ist ikanıe tte tasarıın

6-

,

statik d a hi l depn�ın hesabı yapıln1alıdır. Ol uş turu l a n ta k vıy e proj es i n1utJaka denetimden takviyeni n geçirilecek., yapı içın en uygun sonra projelendirildiğıne eının olun du ktan uygulanJaya geçilnıelidir.

yapılması

9-

Beton döküldükten sonra

yeteri nıiktarda ve

IV. ELEMAN ONARIMI

süre de sulanmamas ı( özellikle yaz a ylarında)

10- �fidye h ve

nncırsız

deniz kumunun kull anılması

ll- Kolon ve kiriş etriye bindi.rnıe pay lar ının kısa

tutulınası, bağ tellerinin kısa kesilmesi

Yapım hataları,

gören betonanne kolo n perde ve a n 1acıy la kirişleri güçlendil ınck çeşith teknikler geliştiriln1i ş ti r . Bu tcknikJer, genel li kle kalıcı defoı1nasyon yapınaınış olan elcn1anların rij it liğinin ve

12- Yapılmış olan veya yapı lma sı gerekli ola n kiriş

ve kolonların iptal edil mesi

13- Kirişsiz

balkonların

üzerine

sonradan

sonucunda

duva r

öıülerek içeriye alımnası

14- Ara kat yapılmasından kaynakJanan '�kısa kolon''

basar

sünek liğini n

,

a rt tırıl n1a s ı

H a sarl ı elen-ıanların

problemi

gerçekleştirilebilir. kullaııılanlar III.HASAR BELİRLENMESİ VE

DEGERLENDİRİLMESİ

ve

nok ta la r özetle aşağı d a ki

değerlendiriln1esinde

gibi sıralanabilir.

yöntenılerle

i ç e r isin de

yöntcınler

Bu y önteın kolon alınası gereken sargr doııat1sı, k ullanı la rak el e ına nla rı n d ı ş ın da :

en

sık

ve kiriş i ç inde çelik levhalar kafe<; ş eklinde

�üncldık

elue

edilmektedir.

Çelik

ınantoda katlar arası �üneklik sa ğ l anamadığı

kolonun eğilınc sağ l a1n d ınaktad ır .

önen11l

B etona nne

kolonlarda

Manto

s ün ek liğ i

sürekliğin

:

13u

cksenel

yük

arttırılabilir.

ycrl cş ti r 1 le n

ve kullarnın iç in karar veıme,

k apasi tesine

bir

ybntem

uygulanınaktadır.

ko1onun hcn1

a) Bina1ann hasar b e lir l enmesi , bunların sınıflandn1ln1ası

belirlemenin b) Y apıla n sisteınatik bir değerlendirilmesi ve bunun so nucu ol arak o luşan can ka yı pları nın belirlenmesi,

Bu

başvurutmaktadu. ç eşitli

güç1cndiımcsi

Ç el ik �1anto

yüksek

belirle nmesi

:

amacıyla

oluşturuhnaktadır. nu şekıJdc hcın e kscne l yük kapasitcsı k1snıcn arttırıln1akta, hen1 de daha

Hasar belirlenmesinin en öneınli zorluğu depremden he men sonra yapılması gereğidir. Belirlemenin yapıldığı ortam bir afet bölgesi ol d uğun dan çalışma imkanı suurlıdır. Kısa zaman da yap ı mıası ger ektiğinde n. konu ile ilgili yeterl i elenıan b uln-ıak zordur. Elde edilen bilgilerin onarım ve güçlendiıme açısı ndan değerlendirihnesi ise genel likle daha rahat bir ortamda yapılır. 1-Iasar

ınalzcınc ve dcpren1 gibi zorlamalar

eksik

Bu

i�L·'

katkı

gele nl ikle

yöntem

ile

kapasitesi hem de Manto

iç ensıne

b oy u n a donatıları katlar arasında

sağlanarak,

kolonun eğilme ka pasitesi de arttıral ır. Ş eki l 4.1 'de d o natıl an yerleştirilmiş tipik bir kolon nıantosu görülnıektedir. Mevcut kolon ilc vcni döküle c ek manto betonunun

şekil de zarar ve

adcransıntn

yüksek

olabiln1esi

i ç in

mevcut

�olonun donatılan ortaya çıkıncaya kadar kabuk hctonu kırılnıaktadır.

26


\ \l: ı .

-

,lj p

ı

Hdıuı��ı ı 1 ı·-..:ııııı--.ıi 1 ·ı,_."\" ( 11ı·ı ···ı11'(tt" '' ):l(• �) ',.,J

t

, 1

t

Bf\mııır

:� li!L·.ı

·:n

••

ı. (

'1 ' lll ' . 1 1: lll

ll ı Lı: : ı H;. '· 1

ı.:. ()ı o ı ı, rh ·ı dt· \· t • k o , >:; ı p ��k 'it ı p 1 ı., k 'i ı \' P.ıııı dt·iıı;,uıl.tı ı ı H Lı < dıl'�tı �u�. <d< ı ı' \�ıll ı\.l;ıı i ıı lıt•i 1 ı hıt 1, u 1 L ı ı1 ı lıı \' � q ı ıl : ı ı d , : t -,; n ı : h lı ��ı 1� t : ı �) 1 ıp ı ;ııi!IITilılk \tkı;ın·d�r! ;ıııt,ll!Vl;ı \dtl;ı!, .\\ı ll':ı t'!llt'l..��ı.vnıll:lıı.ıhılıı o...,. ı ı :•ı ct k ı�·�ıHı �ırtııı:ıl"ı!tltt'k \\.·Irk k\'lıt�L!t .ulı:ı·:ıvl:ı ,

v:nH'-It ır• 1(1hı 1ı ı ı

.

\ .

\ \ l' 1 L .:\ H 1> .\

Bl :Ht

L '\ 1 \ ı� c '� · r 1< < > L t ı '

..

. . 1 H � f E i\ �< lll J ( .

-

,! ..

1 ııılııı ııH i �ııı·iılnı:.ı dlirl'n�.ı:l ı�· ı d ıl. �.ı u.:: ı ı d n ı '1ı ınuı1 ı w ı h: , , , f:.t h ı ı i ı�; i , ı. ı H.· tl ı ı ı ır l \ı \·ı ı k �.ı� :n ı ··lı k ı ı o k k ın: ıtltll n L :ıl f; ı ı \ ı ı i , {n�· ı., :lt ı li . <i k ı ·ı:t.daırı:ı '�'(in:lı ,·)tt· ll· ıı ı ı:.·\'l' (tJ<tlllfH il�ld\· ı:d\.'1! l'ıtıııı!:ıı.ı '

'

.

..

ı

...

,

.

ı

1

(

-.ı ( ı

4 ı

Lı n di."r,ı·ır,ı/ }l<ltı �·�ıpıl:n ın tkpı l'l ı ı 1 k ı 1 ·ı ı \ı lı ıı d .ı i·� t d; i\ ı .ı ı ı ı �.1; ı n n ı ıt h ·k i 1 h k ; 11 ıı; ı ı\' Lı ·:\:ı-.l·,�d 1 ),'Jl('\' )'llıtl< ını 1-ııltaııılını ,;lıı 1 �tJ'Hııı ıt1·ın ı; 1 j'· ılı tl ll bt d, ll tl lll d. u 1 \i ll/ l' ı ı'" 1 1) ı .ıı} i li ) i ı.. > q ) ı rı ll 1 ı k ,(\ı kıt k ıki)ıı:ıu .ııı.ılı/t ) :ıpılıııı·�ttt

c ��

'ııııl'! ı-ık t

b< ı k ın

H

ı

.. ·

.,

·

'.

ı·.ı.: .ıo· ı�..·n!ıııı-.ıır !�ıt \':tjll r, i,.ı ! 1 ili ı l 1; ı tt· t o 1 ! q ) . h ı: r h i: k .ı ı ın ;; g ı ı 1 q ı ı 1 � � :' ( l ·, ·; i 1 u 1 ı ' 1 .ıı ı i .\ � ıııı 11 ı ı ı ·lı ı '\. ( ( ) ' �, k :-( t lı ı ı I' v, , i · k 1 ı � lt ı iı ·ı fııı k;ı; 1\1111 .� :··� tıltllııp f(ıı'l:.un k�ıi )iıL··.\,·klı!:ı �1-. : i 1 • ıı ı lı. ld h ı �t d ll ' \:ı d\. k:ı ı j ll : d-, b rı ) ' \ ı ı l d ll ı ııııı 1 i,ı tl Ü i ı ? ') ;.� 1 n.' ·; 0 c fl i h P V t H U l11 l .ı fı • 1-. ıf 1 u d il k 1 1-. 1 ! 1 :d l' ı k ; i i ı ı d :ı k ı 1: � ıl P n h o \ u l L ' n h l• � t k ııı · '� O c ı n h o \T ı tt ı �d :.1 dı ı 'i' i ı ı ı Lı 1 ı .u \.ı ll k r ··ı 11 ı u l' r ı nda l ı p 1 \' ; ı p i l > 1 �ı ;ı ı 11.!· ı t ı ı \ \ · t • ··ı d f1 ı ı ılı il� ll n { l..t · 1 l. d�'· J ı �dlll' r k\ _.; 1 i y ii� le n Jt: \ � · :ı il 1. . h ı ı ı ll ı ır ı; ı d ı't \.' ı l ! u ! ı �! ı f) ı d l ! ;i h 1 o l· d l ·<1 y ıl ili ı �' �} '1 1,' J d ll) i ' 1 ; 1. ı ı·

ı

)

,,l.l'il ·��.·kıl (ı

;liil

ı ,

,

ı •

...

1

·

.

.

ı •

. .. . .

ı

...

i 1

,

,

.

.r·

1 ,

1

• •

'

ı

ı.,

�. :

uH:

\'•�pıLn ı H

(

;ıi(;lnuhnrw 't ddıHd�'f i

�'tl� lm:tı··� U,<,·aıı�lwn


Betonarme Yapıların Güçlendirme Teknikleri

SAU Fen Bı linıleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

Vi

t-

M.Eimas, H.Çahşkan

... -.....

ı:1 ·.-.

ı

t 't·";�·ı.-•·�·c��.�.·-.::•r·•,�ı·....

! '

.

..

... ._

C\ " "Jı..ct �

.'"""" . .

i-�-·

i 1

r

1 � �;--

. .. � --......

:

1

ı

ı ı

._-ı· ·.. ··--- -- · ·- ..... -

_ı.' ··

� �

ı ı

;

1.3 .0.

t

·-+.. �-- -- - -� · -...-

l

�1

.

. .....

·-

...

- ·-

--

. ..

.

..

1 Jl..� t f�

. ·ı• --··

... ..

. :�.fO J -

. ._�-- ·-··... .

.

_ .. . _ __...._..... _ ... . .

..

'

�--· ·-- -- ·--

�·-· .

. ..."". · ,

-- __ .. .. .... . 4'·--·...

...

..-.fo..

�···· '

-

..::1:, 0'0

...........__•

·-+--

·•' -�•"··- · ··-"'-"""'"o � .·m�•""

·"4--·--.----·-'"".-.-�-·

2.ı:J�·

-·".

'! t

··- .

....

.

...-.· � . ..-...-.rr �

"'

....

--- ---Q)

__,

-..,...................- •.-�-?'···... ,.._

ı

"""

1

ı

ı

I

� --t-- �L�---��:r-\,if --=-:: ·

-.���. -"'"""·-

1

.

......

'·•

ı j

-

ı

- 2 �t)

....�.. .....-.,, .

........

't'

ı

"'_._,... ı

_,,..

. . _

��jı�,

j

r ·� - - -·-L

'

------

-

-

,...... �'='•-- ---�-·--·--·-

M

ı

€P-

......_..,.,__

1"

--

. ...-

...._

J--·��

• i

·-�-- �lO

O

·-+--- l.'tOO

-----

�---t------

-·.._....._,.-.-

b

­

-----�� <)0-··· ··.. · .

-�---- ·

··-·ı-"·-

-·-··..

--�.......- ·---·-.. ...

-----

-

-.ı.tı

-·.

---®

··---w

..-�.,_ - ---

& ......

Ş eki] 6 .l

Tablo 6 1 T'ıp 1

KATIN

YERI •

Tip 1 Yap1 Ka hp Planı

ıgı ka ts ayı ı ar ı yapı p]aı11 ıçm x ve y •d ogn.i ltusundak'l buru 1 nıa d uzensız .. r-· Deprerrıin Yönü ve Kuvvetin Uygulama Yönü ·

-

+X

-X

5

1.24

1.33

3.0 6

2.35

4

1.29

1.26

2.92

2.31

3

1.32

1.22

2.75

2.24

ı .17

2.63

2.19

1.10

2.57

2.17

.

�··

---t----t

·-·�··

-------

�---2.9tı----·-�

2

1.34

1

1.36

-

+Y

-

b

-Y

.'-· · ---

·--

yönünü koordinat eksenlerinin yönü olacak şekHde alırsak, ortaya çıkan sonuca göre; X ve Y yönündeki bumlma düzensizliğj kats ayı l arı 1.2 sınır d eğ er inden büyüktür. Burada

....

yüksekliği I-IN -=14 ın ohnaktadır. Perde kalınlıkları 25 cm dir. Tüm katlardaki kirişler 25cm/50cm boyut:undad1r.

deprem

Bütün

katlardaki

kolon

boyutları

ise

50cm/50cm

boyutundadır.

Tip 2 Yapı Planı Şekil 6.2 �de gösterilmiştir. Bu yapıda 5 kattan ibaret olup, her bir katın ağırlığı 1338.9 kN"'dur. 1�oplam yapı a ğırl ı ğ ı W 6694.5 k�'dur. Kat yüksekiıleri her bir kat için 2.8 n1 olup top lanı yapı

Yapılan a n a l izle r doğrultusunda

sonucunda 1'ip 2 Yapı Planı için X ve Y

+0.05

düzensizliği gösteıilmiştir.

burulnıa

=

28

dışınerkezJik katsayıları

yüklerneye Tablo

ait 6.2

b

de


Betonarme Yapılaran Güçlendit'ıne Teknilderi

SAU fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı (Tem:ı1uz

2003)

cJ?

~ T ----.��····-· -ı---------·-- -

1-----

____r�-- --r

o aa,

--

, •

--•

-

_.

M.Elmas, H.Çalışkan

";_? �.m"".,.

•- --•

ı ı

ı ı

.-:;. pt .

'-

__.,.__

•-·-

•-••-..,.,••-••

.t •

.,.,., _ --· -�� -..,.

..

--t . .....

:3-��}-·

•• -•·

�:;;s ,,.

,

__

,

__

..

�.

___

.

._ ...-•

<'.9Q

--..._

-ı---r--o

Afo-

,___

_ ,

i

) �

··

'M•""'-"i--·· t'

�;f,l)[.ı..

1-" ----�· -�· ·---t---�-- " - - - · · -- ---..ı

-.-�ı:.ı

-. � t..

@

1

tF

nJ

C"..J

®-··-

..,.,.,_, --·

r..

. .� ·

.11 .... "' - � ..... _ .... . .. .

.....

• •

.

... _____ .._

• •

1 t •

ı

ı

o-� � (')

...r .:ıı, _ 1o ı'\ ;:'!1 .. bf'i.Q

_ _ .... -·-· .. ... . ..

·-·-·H

1

-.......--• .

_-"\__ ... .._. .... .

,

ı •

®...._---- +--·----t--·--�

��._

_

··-

�-·<t--

--

-

t

1-.-�--.$

_J

_ _ _ _ _

··----E!.�Ja

·

_ .. _..

·--··-- -·-

··--

�- -----·-·

-

--

........ -

-

-

3,QQ

----::ıt.:fJO-·· -·---··--·�··-w·�·-·--2c;}Q ..

--·----

··----· __ _ _..,. . __

.... . -..

-..

...

..

Şekil 6.2 Tip 2 Yapı Kalıp

1'ablo

6 2 Tip 2 yapı planı KATIN

doğrult�s�ndakı burulma düzensizliği katsay1ları Depremin Yönü ve Kuvvetin lJygulaına Yönü iç_in

x

ve y

+X

-X

5

1.15

4

1.13

ı. ı 3

YERI -

Planı

1.10

-Y

1.16

1.11

· -...

1. 17 -

1.11 --

3

+Y

1.12

-

1.09

1.18

1.08 -

-

1.08

2

ı

1.17

1.19 --

1.06

1.13

b

1.20

1.06

1.04

-

X ve V yönündeki bumlma düzcnsızliği katsayıları 1.2 'yi gcç.ıncnıektedir. Tip 1 ve Tip 2 Yapı Kalıp Planlan i nc c lenirse tek fark Tip 2 Planında perde ilave edilınesidir. Bu perde Tip 1 planında bulunmanıaktadır ve bunun sonucunda bumlma düzensizliği katsayısı özellikle

değerler çıkınıştır. Böylece taşıyıcı sisteme tek bir perde ilave etmekle bile burulma düzensizliği katsayısında büyük bir düşüş n1eydana Y

yönünde

getirmiştir.

29

çok

yüksek


B<.·ton;ırnıc Yapslann Güçlendirm� Teknikleri �1.EI ın as. H.('ahşkan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Cil1,

2.Sayı (Temmuz 2003)

VI. SONlJÇL.AR Düzensiz yapıların zayıf aksl ar ında

i yile şti n neler

burulma katsayıs1 1,2 değerinin a ltına i nmek ted ir.

ve

sonucunda

yapılan düzeltnıeler düzensizliği

Yapılan an aliz son u c un da taşıyıcı sistem yetersiz

binal ar

Ekononıik. sınırlar içerisinde kalması kaydıyla h e r

ya p ı nın Bi l inçli

hasarsız dahi olsa güçlendirilmelidir.

'

onarılınası ve güçlendirilmesi münıkündür. yapılan onan n1 ve güçlendirme, binaların gerçek anlamda dep re me dayanıklı hale geln1esini s ağ l a n1a kta d ır ve güvenle kul1anılabilirler. I-Tiçbir b i nanın şiddetli bir dep remi hasarsız atıatması garanti edilen1ez, ancak en önemli mühendislik hedefi göçmenin önlenmesidir. KAYNAKLAR DEl\1İR H.,

" Dep r eınde Hasar Görmüş Yapıların ÇalJşmalar ve ilkeleri", 2.Ulusal Deprem

[1]

İle İlgili �1ühendisl iği Konferans, Mart 1993

Hasarı [ 2]

CELEP

Mühendisliğine

Z., G i ri ş

KUMBASAR

ve

Depreme

N.,

''Deprem

Dayanıklı

Tasarımı, i.T.Ü. İnşaat Fakültesi, İstanbul, 2000 [3]

GÜLEN

S.,

Güçlendirilmesi''

B itir me Tezi

2002

Bii< ÇE

[4]

"

B eton arme

Sakarya

M.,

Yapılann Onarı1n ve

Üniversitesi Yüksek

hÇok

Yapı

Sıra

Boşluklu

Lisans

Perdelerin

Süre kli Bağlantı Yönten1ini Kullanılarak Statik Analizi!' Çukurova Ü n ivers it es i Mühendislik Milnarlık Fakültesi

Dergisi,sayı 1-2 Ilaziran/aralık 1997

[5J Bayındırlık Ye İskan Bakanlığı, ''Afet Bölgelerinde Yapdacak Yapılar Jlakkında Yönetın elik 02 Eylül I 997 tarih ve 23098 [\1-ükerer Sayıl ı Resmi ''

Gazete

FİLİA11Z..A.ULT A., "Cyclic Analysis

FOLZ B.,

[6]

of Wood Shcar \Ala lls" Journal of Structural Engineering, Apri]

2001

[7]

KIYATS IL

[8]

BAYiİLKE

[9]

İnşaat

Gören Yap ıl ar ve Onanın Güçlendirnıe Sorunları" Sakarya Üniversitesi Yüksek Lisans Bitirnıe Tezi, E ylül200 1 S., ''Depremde Hasar

N.,

"Deprenıde

Hasar

Yapılann Onanın ve Ciüçlendirilmesi" İznıir 1999 Mühendisleri

Şubesi,İstanbul Bülten Sayı:55, [10] ''

ÖZTEKİN

E.,

Tenınıuz·-Ağustos

ve

Beton Dergisi

N.,

l(asın1-

2002

KUBİN J

"Depreıne Dayanıklı Yapı Onarım/güçlendirnıe Teknikleri" ODTÜ

[11]

İ sta nb u l

YJLMAZ A.D.� lJLUÖZ

On a rın1 ve Güçlendirnıe>' 1-Iazu

Aralık

Odası

Gören

.,

Tasarımı

30


SAU

Fen Bılimleri

Ensti!üsü

Tasarıını D.Akgün, I.Ç�1nkaya

Dergisi

Bilgisayar Kontrollu Serbest Düşıne Deney Sisteminin

7 Cılt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

BiLGiSAYAR KONTROLLÜ SERBEST DÜŞME DENEY SİSTEMİNİN TASARIMI Devrim .

.

Ozet

Bu

-

gerçekleştirilnıesinde

kullanılan yapısı

kontrollü sistenlin

düşıne

serbest

çalışmada,

deneyinin •

bilgisayar

bir

donanım

ve

yazılını

AI(GÜN, İlyasÇANKAYA

olarak gerçekleştirilnıiştir. Deney sisteıni., DELPHI görsel programlanıa diH ilc yazıhn1ş kullanıcı ara

yüzü ve bunun kontrolünde çalışan ahş diizeneği düşnıe içermektedir. Serbest d ene�,. inin

gerçek.leştirildiği atış düzeneğinin yapısı atişlarda kullanılan bilyeyi taşıyan elcktronııl<na tıs., y ü kseklik seviyesini ayarlayan adım ıno1oru ve bilyeyi düşme noktasında algılayan optil< sistcınden oluşınuştur. Kullanıcı ara yüzünden giril(.ln atış yi.ikseklilderine göre.

atı�

düzeneği

kontro1

için

tekrar

gerçekleştirilerek

sonuçlar

)'ÜksekJik

he r

edilerek,

bir

atışlar

a)'ISınca

kaydcdilebiln1ektedir.

Aynı zamanda elde edilen sonuçlar listclencbilmekte

veya g r af i k s el olarak sunulabilnıel<tcdir.

kütleleriıı düş rne

deney dizayn etnıiştir. Bu dene yle rden yola çıkarak bir ,

k ütl e s in in

nesnenin

fark t na varnuştır

Serbest

[ 1].

sn·asında içü1,

yapılabilmesi yüksekliğin

noktasına

ş e kl i ni

düşme

düşrnc

kad ar

etkilemediğinin

dcneyse]

ölçün1lerin

n bırakıldJğı serbest ve b ı ra kıl clığ 1 andan düşrne

c i sıni

bilintnesi

sürenin

geçen

Yüksekllğin b e brl eruı1e si

ve

gerekir.

bilinnıesJ

düşrnc süresjnin ölçüln1esi

değişik şekillerde olabilir. Örneğin, cisinı ölçülerek

belırlcnn1iş bir yükseklikten bırakılarak bir kronometre

11�

düşıne süresi ölçülebibr. Fakat bu şe kilde yapıla n

bır deneyd e , kronon1etrcnin tanı zamanında başıatıl ıp yüksekliğin

durdurulnırısı,

hatall

belirlenmiş

alınası

g1bi se be pler d en elde edilen sonuçla rı n hata de ğerleri Ayrıca yiikseklik-düşıne zaınanı grafiği

yüksek olur.

iç1n

oluşturnıak Delphi, .t\dıın Motoru, Paralel .Autılıtar Kelb11eler Port, Optik Algılayrc1.

bir çok

öl ç n1 ek için

z amanları nı

defalarca

aynı

tekrarlanıak

işlen1i

gerek ir .

-

düşnıe

Serbest

değer Jcnndc

Abstt�ıct

-

In

this study, a con1putcr

controlled

systeın which is used in the reaJization of free falling ınotion have been inıplemcntcd as hardware and s ofhvare.

Experimental

system includes

a

user

intcrfafc that was 'vritten using DEI.�PHI and a free fall rncchanism \�·or ks undcr the control of the user intcrfa{�<>. The structure of the free fall mechanisın consists of an eJctronıagnet that carries the bali, a

7an1anı

deney

at ı ş la r

değerlerini

�ükscklik-7cın1an . L)lcnılen

seti,

yapn1ak, ölçerek

yükseklik

belirtilen

bağlı

bunlara

sonuçları

d üşıne

kavdetn1ek ve

;

değerlerjnj grafik olarak unnıak gibi

gerçekleştirnıek için tasarlannuştır.

Hassas

ölç ünıl er sonucunda serbest düşnJe zamanlarına bağh olarak

elde edilen

sonuçlar ka) Jedilip

daha sonra

tekrar lislclcncbilir . Ayrıca düşnıe zanıanlarına bağlı o ]ara g r afik çjzciiri I e rek , yükseklil< - düşme zanıanı i lişkisj veya hıY.- düş ı ne z an1anı ilişkisi görsel olarak

stepper that sets the 1evel of hcight, and an optic sysıeın that senses the baH at finishing point. .-'\ccording to thP fall height list that is entered via the uscr interf�ce. for each height, the falls are

sunuJur.

repeated for the number of times indicated in the

Şekıl 1 'de gö rüldüğü gı bi serbest düşme deney seti iç in . ol uşturulan sısteın genel olarak bil gi s ayar ve n1ekanik­

list and the results can be recorded. '"fhese results

can he listed or sho\-Yed graphically. Key H'ords- Delphi, Stepper, ParaUel port, Optic

scnsing.

��

e ktroni

YÜZlf� SİSTEMDEKi FONKSİYONL'

� a11ş

düzeneğjnden oluşmaktadır. Bjlgisayar�

gorscl btr programlanıa diliyle yazdmJş olan bir ara

�iz

a ra c rlığıyla yükseklik kontrolünü ve . . düzeneğiııi atış ınekanik ışlcn1ını

I. GİRİŞ

olarak d üş ü nül en deneyler

Galileo

( 1 564-1626)

gerçekleştiren

ilk

,

serbest düşn1e

biliın

a d anu d u-.

l)eneylcrin kontrollü bir şekilde gerçekleştiriln1esinin

önenuni vurgularnış ve çeşitli ağırlıklarda o 1an farkb D: 1\ k gün ,İ. Çan kaya� Sakarya Bılgısayar Eğitımı BöllinıCı

z a ınan

ölçrne

k ullan ara k

gerçekleştirir. Atış d üzeneğinin kontTolü p a ralel port

('oğu biJi nı adamı aç1sından modenı biUnıin babası üzerint!

II. ARA

Ün ıversitesi,

TEF,

Ucktroııik-

ÜLerinden sağ lan ır [2 J.

'v! e ka n ik

sistenıiıı

yap ı sı nda ,

serbest

bırakılacak

cısının yüksekliğini ayarJamak için bır step nı o tor ve

b un u n iiLennde hareket e tt jği sons u 7 bi r d ı .,s l ı b ulunınaktfidtr [31. Bilyenin başlangıç noktd 'tnd n n alınınası

ve istenen yüksekliğe ç ı k a rt ı l ı p bırakı1ı;1ası


Hilgi'-&ı�•u· Kontrollu�l·rht"�t Dii�ırıl' Dt·tu:y Sbh.·minin Ta�annıı

�i\ lı 1 Tr ı H ili rrıkı ı hı�tı tl.bıj I ıny.ı�ı

J>.A KJ!.Ü n,

7 ('ı lt. '2 Sayı ( J cınnıu; ..?00�)

su a�ında.

�·1�n un

� lırun�sı

vr

e lekt ronııkı1atıs kul la111l nlak tadı r

b1rukılnıa �ı

ı�JcnıJndc

·-l

Bilgisayar Ylık sddı k

dcğ,crkr ı

\' ükse k lı k ;\ ya n

<D

ın C,)

j ) u y ll ll' �uı cl c ı ı

Ara yüzü

> C)

vcyuk�ckl ik -dü�nıc /�manı gtatiğı

Atış Düzoneği

1� ılye uın Kontro 1 ü

<l>

ı..,_

Elektromekanik

t o Q_

Kullanıci

Adım Motoru

Bipolar Sürücü

ı..,_

E

1.(. au ka� a

co ,__

Sürücü

..

co Q_

o

l) üşrne a lg1l;:ıuıa !

ı

Güçlendirme ve şekillendirme

Elektromıknatıs

ı

Alıcı ve verici göz

;

�l'ki l l S rı h,·� t dLi�ınL" <lene y sıs ten1i nin gene 1 yapısı .

-

ll I. .A..l.t A Y l iZ ll N Tr\ N 1 T 11\11 Kullanıcı

ara

.

seıbe')t

yü/ü,

knlhını<.·Jnlll

geıçekk�tinnc<.le

dü�ınc

get ek] ı

Atışlar

dl ııeyırıt 1.ontrol

j�lerrılenni yapabilınesi i�·üı J)dph] pıugrarnh.nııa d]li ile

ya:tıhmş gürsel

bıı

bılgisayar pıograııııdır

Serbe�t dü�nıe th-�neyi geıst>kh:�tır Jbrkrn, ı nt" kani k elektronık purı;alard'-nı olu9aıı i.ltJ� <..HiL,C'tıL'[�i, hu tarabııdan

cdi1n.

kontrol

KuJlaıncı�

�ıra

Başla

liste

HöylLTL._

�t:rbest

g e ti r iltı c·k

veya

grafik

dü�ın�

�oııuç la ı ı n

Ayarlar

1

::rardım

tv1 arıuel

�ı,

. Çıkış

l·lJ.

'•

ve

·.

yüz

yükseklik

�ek1l 2. Ylik�l·klik gııt�i pencereleıı

dt·ğerlerinı hır lt::-,tL" halınde bl'lıı1ıp, dl'nL'Y sonunda soııu\·lan

_ş_ onuçlar

ulaıak değerlendirebilir. <.kn�yi

sist�n1aük

hale

taıü li n d an

ku ll an1c ı

değerlendnılrnt'\J koL.ıyla�tınlnu� (.)}ur. •1 •

.

.

)

111.1 Atı� Y ük��l\.lildrri nin Hclirtihnc'ii

'

1

·ı "

.

ı .ı

hO

lJ

•• •

.

PıograHH.la, kulhuııL·ının istL"dif�i ylik'-it:klıklerdt'n atı�lar

yapabilrııesi 1\' i ıı, at 1 �b ra ha� tunadaıı öncl' yüksl' k lik

..

..

}

de t? e r leı i ı ıi hıı lı�tt' ulurak belirtnıL·si �l' IL'knı ck1ediı. . '-

�e k i 1 2 \le yük�ck lik giri�ı :,eçl'nek.leri gürü lıııl' ktcdü-. Yükseklik listesı her hjrj ayrı giııhnek ü;ert� ruaııuei ve ba�laııgı<y, hlti� \T (.ltı� sayısı helirtilrnek Ü/.ere otonıatik �-

olarak olu�twu lahilir. �e kı 1 �. ( )toııı:.ı tık Yük sekhk gıı ı� peııceresi

Şekil ) 'de otonı;.ıtik bstl:' gü·j�i i�·in kullantlan penceJ e

YüksL�klik 1istesiııı, bc:lirtılt·ıı başlaııgı\· ve biti� yük sc k I ı k Jra lır)nda ve bt"1 irtilen sa yıda e�it edih nesi yll' elde değL' rlt:ı i aı i.! lık. ta yliksl· k l j k verilnJi�l1r.

J 11.2 i\ h�ht rı n ( ;�r�cklt:"ştirilrnesi

olu�tutulur.

Yül,s�:klık değerleıi ve tekr�r sayıl�rı girildikten sorn-a yapılac�ık i�lenı atı�l�ırııı geı\ekle:;;tirilnıcsidir. Bir bilye ık

<-ıl"ı be�t

düjllll'

a t ı � ının

) ap d u ı:..ı �ı t' t'fl"kcıı ı�k nıler,

g,t:ısekle;,tirihnesi

ıçın

..

H il yeni n

l311yt·nin

h Lt�) aııg ıç kon un ıundan alınnıası, atı�

\·ıt.aı tılına�ı.

yapılıııah

ıstenen

yüksekliğe


Bilgisayar KontrolluSerbest Düşme Deney Sisteminin Tasarıını

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Ci lt, 2.Sayı

Bi1ye se rb e s t

D.Akgün, İ.Çankaya

(Tenımt;z 2003)

bırakılarak,

düşene

sürenin ölç ülüınü

kadar

D ı ğer i ise zamanlayıcı ile belirlenen adını süresini kısa ltmaktır. Programda için hız kontro lü

geçen

,

mekanizmanı n

Hareketli

zamanlayıemın belirlediği aralık değiştirilir.

konuınıına

başlangıç

geti rilmesi şekli n de s ıralanab ili r. ,

Serbest

dü şıne

den eyin in

iş lenıl er i n

yapılmasında

Ş ekil

5'de

yü ıii tül ür.

içinde

edi lerek

aktif

yazılı

atış gerçekleştirilecekse) bunların ortalaması alınır ve

algori hna

'

Atışlar iki

kullanılrrıasıyla

öne nıli

beklerne

gereken

bilyertin

serbest

süresj

Di ğe ri

belirlenir.

düş en e

bıralalmasından

i se

y ü k seklik aralığı

geç e n

kadar

bize düşme

için

zama n,

zamamnı

mesajları Eğer

al gı l ayıcı sistemin bulunduğu

düşn1e nokt a

no ktas ı

işlemlerini

atış

kullanıcı

verir.

başlat

gibi

sebeple

bir

o

al gı laruna işlemi algılayıcı sistem ile sağ l a nd1 ğ ı n d an

görüldü ğü

atış

pencerede

Başla

Zanı aniayı c ıyı

4 'de

herhangi

iş leınler

veri lir.

M ek anik düzenek içerisinde, b i lyeni n düşme anında şekil

üzerindeki

liste

progranı

olan

pencere k ap at1 lırk en sonuçların kaydedilnıesi için uyarı

kadar

noktasına göre istenen yükseklikten bırakıldığı andan

ulaşana

gerçekleştirilmekte

tekrar başlatana kadar durdurur. Atış işlemleri bitti ise

,

gerekli aralık süresini belirler. B i lye belirli bir düşme

noktasına

uyan

gerçekleşmezse,

algılayıcı sistenlin sabit aralıkJarla kontrol edi ln 1csi iç1n

düşme

sırasında

görüntülenir.

sorun

orta dan kalkar. Birincisi, adım n1otorunun her adım

i çi n

O r t a l ama ' olarak belirtilmiş olan sütuna kaydedilir.

veya

Zamanlayıcının

Atış yapılacak yük seklik değerleri liste

yazılır. .Eğer aynı y ük sek l ik seviyesi için birden fazla

kontrolündeki alt prograrn değeri b elirtilmiş olan sabit aralıklarla

penc ere

her düşıne zaınanı için 'Süre' olarak belirtilen sü tun a

zam anl ayıcı

görülen

gerçekleştirildiği

halinde sıralanarak, birinci atıştan itibare n elde ölçülen

zamanlayıcı (timer) kontraHinde ç alışan alt program da

[5].

atışiann

göıülmektedir.

yüıütülmesi için yazılmış progranun büyük bir kısıru

yazı h d ır

7 'de

Şekil

,

olarak

kabul edilir.

Zamanlayıcı aralığ 1 kadar bekle

Bi Iye

/

E H

1 '

C üşme

'

Yüksekliği Algılama Çizgisi

,..J..._

Vericı

Göz�

Bilyenin alinması alt programı

.."

/.

,,_. -.�

f, --

-

--

ı 1

Bekleııe alt programı

H

Alıcı

/Göz

:�

�... -._ ./ -

E

D

E

....

Yükseklik bulma alt programı

1 1

1

H

Şekil4. B il ye nin düşme anında algılann-ıas ı Adın1 nıotoru,

ü zeri nde

E

ölçme alt program ı

gücünün belirlediği çalışn1a fre k ansı

çalış a ma dığı

için

adım

atma

Düşme süresini

frekansı

H

sınırlıdı r Saniyedeki adın1 sayısını belirte n bu freka ns .

değerinin

kontrolü,

edilen her adımdaki

zanıanlayıcı

ta ra fı nd a n

bekleme zaınanı

kontrol

dcğiştirilerek

Sonraki atışı

sağlanır. Belirlenen yiiksekliğe ulaşnıak için gereken

belirleyen alt t--­

ad1m sayısı ve her adımdaki bekleme süresinin çarpınıı

program

bize harcanan toplam zamanı verir. Bu yüzd en , toplam

Yeni at1ş?

E

zan 1a nı kısaltmak iki i çi n seçenek vardır; Birincisi, her adınıda

gidilen

yükseklik

uzun]uğunu

Zamanlayıcıyı

a rtınnaktn.

Bunun için adım n1otorunun ıniline bağlı o]an dişli nin

durdur

yançapı büyültülerek, her adımda alınan yol artırı hr ve böylece gereken adım sayısı azaltılarak süre kısaltıhr.

33

Dur Şekil 5. ZanıanJayıcı kontrolünde yiirütült:n algoritnıa


S/\l ı ı

t'!!

Du�ıul'

Bılııııkıı J·ıı�lllLblı ı )L'lt".l�l

7 c 'ılı. 2.S:.ıyı

(

U.

lnnıııu/ :ocnı

111.3 Sonu(.·J )aran Stuıulnuısı

�eki] 6. Alı�laıın gt>ı�TkJc�tııılc.hgi

�e kil 6 'da gürülduğü �ı bi kayıtlar lı� tt· olarak sunulahjhr.

\

L�ya

. Ta\arınıı

Lh:tıl'\' �1\h•miniıı

\k.�üıı. l.(�uı�a,H

PL'llt'l'll'

gn.ıt]k •

'. ..

> �- r

-

.

--

..

'

l

Jl '

ı

ı

o

�ekıl 7. Atı�larnı ger�c·kle�tirjldig.ı pencere

(]en;cklcştiıilıni � eden h<tyLtlaı. eğer kaydl�dildi ı�L' kayıt listesıııde adı ycı a1ıı. i\1otıSL' ıle sc�·j]en k a y ı t liste yJmndakt pt·ııt·ered�· kayıt adıu�ı ;.ıit tkğerlcı liste ol arak vl'rılır. �l'kıl X 'lle günilen k.ayıtL.ınn listeh:ııdiği ,

pencerede. yüks�:kliğıni

atış

sırasını

behrt.eıı

helırtl'n

'Yükseklik',

'Atı�

bu

No·,

utı�ın

yük�eklJge

ait

dü�111e zanıaınnı salise cuısıııdt"ıı gösteren "Süre� ve u]a�ıı u� olduğu no k ta sı nda hız.ı b il yen in Jü�nıc gösleıen · HJz' etiketlerı bul urunaktadır. Buradaki hı:.r. d e g eri ;.ıtı� yliksL·klıği vt· dü�nıe zaınanı dcğerl�ı inde n fonııül yoluyla 11L·sapLınıı.

�ekil <J' d;..ı �onu�·li.ırın gıaJıl-. obrdk �unuldu�.u penreıe \eriln1l'(tir. (.'i.t<iııilllH.'k i:-ıtl'HL'Tl gı�ıtikl�ı, kQyıtlarırı Stilllllduğu butona hJ�tlwlJk �ckıJ 1 ()'da !-'Örüle1� pencereden SL'\' ıle b i 1 ıı. Y tik�ck1 i k sev ı) <:�ınc g ört: düşnıL" zanıanı dl'�ı:ı1L·ı i kullanılarak yük':>ek.lik.-/Jtnan

gıafi g i,

dü�rıle

rıohta'itlldJki

hı1a

bağlı

ukırak, hı/

düşnw /aıııaın �ıı afığı �T1.dır ılt·bıln. Öl<ı·ülen dii�ınc i'anı�nı sonu�hu1 ık· foı ıtıül yoluylJ he-sapldtınıı� olan sontıc-lar )

ka ı �ılthtııılahll ir. .

)

'"") 't/dnJlt·n

kJydt·dilebihr ve ya;.ıcıdan <r·ıktıs1 alınabilir.

ııratik '-


'-1.\l' i t'll Bılııııkrı J ll�lllLI::>LI i >ctl� .. l:: .ı 1 (ıli, 7 SayıtiL·ı lllllı/ ..,OOJJ

....

..

. .

.

.

. .

.

4 .

.

. .

'"

'

�-

'

•• • : '•l ...,

.

'J 1

"''

1

·

.

• ,.

:"'.1"

·. ....

.

.

_.,.

..

,

) ..

.

.....

.

.

,

'

.

b••

,)-

1" '1

.:

.··

.

•·

�·· ;.. - , , '

; ·

'

.

":.

.

., ,

•' . ' .

..

o' · ·'>

.

·

-: · �

.

.

;

,.

.'

.

.

.; . :,_.

..

.�

'•

. ..

.�

.

.

..

.

·

'1 '

·.

.... .....

..

,!'�;

. .

. . � .....

. � . . . .. .'"'-� '' ..(

.

. . . '\:,ı.,:·

'

... - � .-, "' � • . , •\ ,, '! ,,:..�,:{". '�.\,·.1'·�;_.. .�·. ... ... -= . :" .

... . . .

· _\,:, t" :--. ı·,.-�.·{ ·. . . ' '

.. .

.

-.

Dii�JJll' Dt'lll')' Sistt·ıninin J'a�arımı () .Akgü n, l.(.'a n kaya

Kuntı ollıı�t·rht�t

..

.

.

son . . • e

ı

.

..

.

.,

Bil�isa� aı·

...>�. ,._.,

:

·.--;..o·

·:

·.'· : ..:· ..

'J.

.

. .

. •• 1 ....

.

·; .

) ,

..

-�, .. ! . ·�'

·-

.

..

\

'

"'

�.. •

;;·.

.., :*'

.

..

_

.

;.[

,

..

'

.

;..••• 4

. . •

.

1 f

;:: ' ·

• J� • ı .....

. · .

.

\ ,/ :i

.

'

..

t

{.

.

'

1,•

•• •

,.

t

lli.

J

. ..

p

,r

.

.

·ı

.

.

..

.

t

•1

-.

. .

, /

.. . .

. • •'

..

-

t

••

-··

..

H

.. .....

..

.

..

'

' <' 1

'r.a

�. ,. .

.

"• 1'- J. �

,

.

. •. •

.

•r.'

..

{

.

'

•· ,

J. ,

Kapat

... ,·

a;•

Kaydı Sil

'

·�·Y� .

.,

.

• ,

.

....

• ' •

i#

' ·. �·.. ...

•·' ,

. .

.

• ... .,

.

'1

'

..

·' 1

•••

'

.

·

.,.

.

,

..!, •

•••

"'

'

..

;.

.

.

.

•• '

'-

1

' .•

,;

T

,.•

.: : .;··

," ,� -..,,; '1' .... �..,..., • ·�«...

·

.

.

�--�-�--�---�- --------�- ---u----� ('

.

�ek.ıl X. KayıtLırın Iıstcleıırnc"iı ... •

.

.

·.; . ,..

.

'.:......

Jı, 1• .., t'it \ıli" .. .. .

L

22 �---

!

' .� , � .

J'

.,�.....ı

h-t2 ---

------·- ----

20

18

14 12 10

8

.

-

6 15.7 Zaman( si)

12,8

�L·kil 9. Yükc.,l·klık

·

17 6

du�ıııe '!arnanı gı�lfiğı

'

19,1

21


Hilgisa)'ar KontrolluSrrbt.·st Düşme Deney

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Si t�ınini� Tasarımı D.Akgün, I.Çanknya

IV. S<>NU<, olan serbest düşnıc deney sisteıni ile deneyin gerçeklcştirilnıesinde ka rş ıla ş ı lan zorluklar Tasarınu yapıln1ı;, ortadan

Serbest di.işme işlenıinin gerçekleştirildiği atış s isleıni, L)elphi programlan1a dili ile

kaldınlıruştır.

ya zılnu ş

çalışacak

olan

şekilde

ara

yüz

dt/3)'11

probrramı t!dılnıiştır.

kontrolünde Kullanıcı,

yükseklik değerlerini girn1e, bu değe rlere karşılık elde edilen düşem zamanı sonuçJaı ını kaydederek bunları

l istele me veya grafiksel olarak ince lenıc gibi işlen1Jeri bu ara yüz üzerinden gerçek leştu ir.

K.ı\ YNAKI.�AR [J

. . -.. � .,.;..,., ..

nt2 � ·:\?:·o biı�·eı_ı Ll }::�.� son2 ·-·-· ···

·····�

..

............ ... ... ....................

[ll http://\vww.thephysicsclassroonı.com

,•••••••••••r

P a ral l e l Port C'omplete'', Lakeview Research, Madison, 1996. [3JSAX) H., S te ppe r Motor Driving" SGS Thonıson Microelectronics, 1995. [4]VATAKSEVER,Fnhri, HBorland Delphi İle G örsel (2]Axelson, Jan,

"

'�

.

Colcir;: ,:' �.

· ·-.�-� ..

ii,l.l .

.... .... · ...,.

• · •

Prograınlama", Sakarya,

2000.

( 5] \VWW . to rry. ne t/J İSt f.h tın

Şekil 1 O. Grafik listesi

36


<;AU Fen Bilim1eri Enstitüsü Dergisi

Bir Fazlı Seri Kompanzasyonlu Tesis Tasanmı Ve Analizleri

7.Ci1t: 2.Sayı (Temmuz 2003)

M.Ay, Y.Göncüo�lu,

BİR

N.ids

FAZLI SERİ KOMPANZASYONLU TESİS •

'"fASARIMI VE ANALIZLERI

.

.

Mül{remin

..

...,

.

.

AY, Yusuf GONCUOGL·u, Na ci IRIS 1.

Özet-Seri kompanzasyon, reaktif güç kompanzasyonu

GiRiş

yöntemlerinden biridir. Seri kompanzasyon ile; bir iletim hattında, eııdüktif reaktausnı hat g erilimine etkisini, seri b a ğl anacak bir kapasitör ile kı smen veya tanıamen kompanze edebiliriz. Böylece, ilctim hattında taşınabilecek maksimunı güç

Elektrik

tesislerinde

ve

geribnı

re aktif güç kontrolü

önemli bir p robl e mdi r. Bu problem sorunsuz bir alternatif akın1 şebekesi içü1 çözülmelidir. Elektrik tesislerinin ve yükün

ihtiyacı

olan

rcaktif

artırılabilir veya be lli bir güç transferi için ilctim

kullanılarak karşılanrnası

açısı(Ö) küçült ülebilir ve hattın doğal yükü artar. Seri

olarak isimlen dirilir.

gücün

belli

reaktif güç

teknikler

konıpanzasyonu

kompanzasyon enerji iletinı hatlarının ı sısal sınırlara yakın değerlerde yüklenmesini sağlar.

Bu nıakalcde, seri kompanzasyonuıı faydaları ilc bir

Bir alteınatif akıın şebekesinin kalitesi beş ana ölçüt ile tannnl anabilir:

fazlı iletim sistemine etkileri incelenmiştir.

1. Gerilim ve frekans sabitliği

Ana h tar kelirneler-Güç katsayısı, Seri kompanzasyoıı, Gerilim d üşü mü , MOV (Metal Oksit Varistör), Seri

2. Güç faktörünün 1 'e yakınlığı

kapasitör

4. Sürekli cnerj i verebiln1esı 5. Hanno nik mjktarının belirli sınırlar arasında kalınası

Abstract- Series compcnsation is one of reactive power con1pensation methods.With the series compensation; on the one of transınitting üne, effect of the inductive rcactance to the line v ol tage is coınpensated partly or

coınpletely with series conııected cap acitor Tn th is way, maximum power carried .

transmission line ang1e(ô) for

a

can be

incrcase or

by

the

transınitting

specific power tr ansıni tt ing can be

de crease. Thus, natural l o ad of the line is increased. Series

compcnsation,

fulfil

loading

the

energy

transmitting lines nea r the heat limitation values. In this artirle, advantages of the series compensation and it' s effects to the transmitting line are exarnined. Keywords-Po\ver coefficient, series compensation, voltage drops, M OV(M eta l Oxide V aris to r ) , Series capaci to r

3. Faz geriliın

ve

aktrnlarının den g eliliğ i

B u kaliteyi sağlanı.ak

iç in re aktif güç kompanzasyon

cihazıarının kullanı lması gerekir [ 1]. Reaktif

reakti f

artırarak

ve

e n erJı

yöntemleri

kompanzasyon

akışını

güı.,

aktif

kalitesini

o

kontrol

edebilınekted ır. Seri kompanzasyon cncıji il etin1 hatlarını n ısısal sınırlara yakın

değerlerde

kontrolünü

sağlar

kornpanzasyon

s ağ lar,

yüklenmesini

kar a rlıl ığı

ve

s a bit kapasitörlcrle

güç

akış

Sc

artırır.

sağl anabildiği

.

gibi

rnekanik anahtarlanıalı ve ya tristör kontrolJü kapa s ite le r tarafından

sağlanabilmektedir.

konıpanzasyon

sistenlinde

Tristör

seri

kontr0 Ilü

kapasitif

basamaks1z ve daha hızlı kontrol sağlar

seri

reaktans

[2].

II. SERİ KOMPA..�ZASYONG:S AVANTAJLARı Seri kompanzasyonun faydaları olduğu

bir

kompa nz a s yona

takıın oranla

ol nıasın a

sorunlar daha

rağn1en sebep

nedeniyle az

paralel

ku llanıln1aktadır.

Teknolojinin gebşimine paralel olarak tristör kontrollü

M .Ay; Sakarya EM L, Elektrik Bölümü, Sakarya

Y .Göncüoğlu; Sakaıya EML, Elektrik Bölümü, Sakarya N.iris; Sakarya EML, Elektrik Bölümü, Sakarya

seri koınpanzasyon sayesinde sakıncalar en aza ind irilmiş ve kullanımı ar tmıştır f3].


Bir Fazh S<>d

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Kornpanzasyonlu

Tesis Tasanm1 Ve Analizleri M.Ay,

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Seri k ompanzasyonun faydalan aşağıda

Y.Göncüoğlu, N.İris

al ındığı

Tün1 bu olumsuz etkiler gerekli önleınlcr

verilmiş t ir ;

taktirde

ortadan kaldırılabilir. 1 . Güç iletimin de en uygun şartlan

sağlar. IV. TRİSTÖR KON'fROI.JLÜ SERİ

2. Kararhlı ğı artınr. 3. Hat gerilim profilini düzeltir [2].

KOMPANZASYON

Seri koınpanzasyon teknolojisinde en büyük •

III. SERI KOMP ANZOSYONUN DEZAVANTAJLARı

seri

kontrol

koınpanzasyonun

görülmektedir.

Seri

gehşme,

sistenllerinde

kompanzasyonun

ilk

uygulamalannda seri kapasiteler, ınekanik anahtarlada Seri kompanzasyon gelişigüzel kullanıldığı taktirde çeşitli

bypass edilerek ve de\'reye alınarak seri

soru nlara neden olur. Seri kompanzasyon güç sistemine

derecesi kontrol ediln1ekteydi [2].

uygulanırken gerekli ö nlemler

ve

tristör kullanıln1aya başlandı [7].

Seri korrıpanzasyonun sebep olduğu sakınca lar şu şekilde

IV.I. Seri Kompanzasyonun K o ntrol Yöntemleri

sıralanabilir; 1.

[4]

rezonans

alh

gener a t ör

rezonans�

bi ri ınini n

mekanik

frekansından

küçük

elektıik

bir

şebekesi

3.

ile

Tristör anahtarlanıalı seri kapasitörler

türbin

aralarında

frekansta enerjinin

Mekanik anahtarlan1alı seri kapasitörler

2. Tristör kontrollü seri kapasitörler

2. İletim sisteminin k orlUUnasının güçleşrnesi [4] 3. Geçici toparlanma geriliminin büyümesi [ 5]. Senkron

elektroniğinin

gelişimi ile seri ko mpa nz asyon kontrol elemanı olarak

hesaplamalar ya p ı lır s a

dezavantajlan ortadan kaldırılabilir.

1. S enkron altı

Güç

k ompa nzas yon

aıın1a değişimi

olarak taıumlanabilir [ 6].

�----�-----------

---�u��c �� ���c, --�·r�ı ��L-----�•ıı�ı .... � llll»l·ıoı

----------��u_

r-

__ __ __

'---....J11

-

-�1

1 t---..ı

-H-

1-----+-� 1

1

..--

tJ 8:2

II,<CN(A)

u

�Pıl

tJ 92: PıJ)

____,

-- _..,____ .-....

_ ______

13:1 t..ın 1 'T

J

Tt 2SJI..i'II'AI p!Qw 'Y�' tsu.v

-

.. ...

P ovı.ıe r g ıJ i

·Continuous

(Single-Phase) Doubl� clld< orı th� Hıelp button

(?)for

details

0rı.

L.l ıık im�·

tw.1g T1

......

.. .. Ji,,

38

İletinı

llattı

... ...

D

lrrı�T1(A)

(A) ...... ":7

/ •

V.?pı1

Bir Faz h Seri Kompanzasyonlu

ıJrro;ı�.O.J

�=�·Jl( C:ıım;fl�)

h Şeki1 1

CJ

r;;ııı.. c

Series Compensated Transmission System

-

Ftl.l�

T1 P,)

•1°1

rı.- T1(ııı.ı)


Bir Fazla Seri Kompanıasyonlu Tesis Tasarımı Ve Analizleri

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dcrgisı 7.Cill,

2.Sayı (Tenımuz 2003)

M.Ay,

\'.Göncüoğlu, N.İris

Sistemde seri kapasitör, MOV( Metal Oks it Varistör) tarafından korunmaktadır.

IV.2. Tristör K on tr oll ü Seri Kompanzasyonun Güç

Sistemine Ek Katkıları

V .1.2. Transfornıatör Bloğu

Tristör kontrollü seri koınpanzasyon sabit veya n1ekanik anahtarlamalı kompanza sy onu n güç sistenline sağladığı yarariann hep sini sağlar. Bu kompanzasyon sisteminin güç sistenline sağladığı ek yararlar aşağıda sıralannııştır;

250 MV A, 380KV 1 1 54KV luk transfo rmatör 3 fazl ı 750 MVA � lik transfoınıatöıiin bir fazını simüle eden bir fazlı doyunılu bir transforrnatördür. ,

,

1. Güç akışının kontrolü [7 ,8] 2. Senkron altı re zona nsın önlenınesj [2,7,8] 3. Güç salınımlannın söndürüln1csi [8] olarak verilebilii.

V. BİRFAZLI SERİ KOMPANZASYONLlJ İLETİM

SİSTEMİ V. l. Sistemin Tanımı

J

T1

B 1 bara s ından B2 barasına güç iletinıi için 3 80 K V, 300 Km lik seri koınpanzasyonlu i lc t iın hattı Nfatlab Sin1ulink, de ta sar la nmışt ır . (Şekil 1.) Sistcn1i basitleştitmek için şe kild e sistenı.in sadece bir fazı gösterilmiştir.

250tıJ1\/A l p hase 380 /154 k\f Şekil 3.

-

Tnıııslormatör Bloğu

V .1.3 M ulti ınet r e Bloğu İletim kapasitesini artııınak için, iletim hattı, merkezine

yerleştirilen ve hat reaktansının °/o40, ını temsıl eden bir

Multimetre bloğu, kı sa devre akı mı, transforn1atör akısı ve transformatör nmnyetizma akımını göıüntülemek için

kapasitör tarafından kompanze edilir. Ayrıca hat 330 MV Ar' li k şönt reaktans ile ( faz başına 1 1 O IviV Ar) kon1panze edilir.

kullanılır.

D F au lt F ault

V.l.l. Seri K omp a nz a s yon Alt Sistemi +

Mul1imeter

lı----�

lmag

Curren1(A.)

D

Cı.. m:rıt(P\1 T1

lrrıag T1(A)

(A)

meas_l

Flux V.s::·pu

Tt

D

(_pıJ)

Flu.x T1(pu)

Şekil 4. Multimetre Bloğu

ın .

L

'71.

out

Cs +

V

Şekıl 2. Sen Kompanzasyon Alt Sistemi

1----

SERİ KOMPANZASYONSlJZ SİSTEM

ve kompanzasyonsuz sistemleri karşılaştırmak için, B 1 barasından B2 barasına güç ilet irr.ıi 380 KV, 300 Kın lik kompanzasyonsuz iletim hattı ile M a tlah Siınulink' de tasarlanmıştır. (Şekil 5.)

Kompanzasyonlu

me as_U

İç Yapısı

39


SA U Fen Bilimleri Enstitüsü

7 .Ci lt, 2.Say1 (Temmuz 2003)

!

Dergisi

Bir Fazh Seri Kompanzasyon)u Tesis Tasanmı Ve Analiı. eri

M.Ay, Y.Göncüoğlu, N.lris

ı l-gi,

-------

, �--�

�------�,

��-----

1��

1so ı; I'J1 1

110 L.hotr2 Tt z:D�V.O. f pt� 39)f 151 t.V

-

P cıwe rgui

Series Compenssted Transmission

(Single-Phase)

·Continuous

Double

clıck on the Help buttorı

System

�D

-�

.. - ...

(?)for detail..;

rııııc. Tt( pıı)

rııııc. T1 ( pıJ)

Ş ekil 5. Seri

Kompanzasyonsuz

Bir Fazh İletim Hattı

Kompanzasyonlu s i steınde olduğu gibi yine B2 bar as ı nda kısa d ev re arızası durumu için s i mü lasy on başlatılır ve

göstergelerdeki dalga şekilleri gözlenir.

VII.SİSTE�1İN İNCELENMESİ Sistemde B2 barasına 6 saykıllık bir arıza uygulayarak

.. . ...

devrenin geç ici hal perfoınıansı üzerinde çalışılabilir.

Arıza kesici blok tarafından oluşturulur. zamanı

..

·...

i

1

Anahtarlama

kesici blok içerisinde tanımlanır. ( Burada anahtar

3 . say kılda kapatı l ıp 9. saykılda açılır.)

VII.l. Seri

Sistemin Frekans Analizi

kompanzasyoıı

ya p ı lmış

şebekenin

geçıci

hal

davranışını anlayabi lmek için B2 barasınd aki empedansın

ölçülmesi yoluyl a

frekans

analizi

gerçeldeştirilir.

..

• .j

::.: 1'.�,�. .Ys.teresis Design to:or . �

Bu

...

ölçüm, B2 barasına bağlı olan en1p ed a ns ölçüm bloğu tarafından gerçekleştirilir. "Powcrgui"

,

'

....

bloğu açılır.

Şe k il 6.

40

Powergu1 "Tools" nıenüsü


Bir Fazlı Seri Komı>anzasyonlu Tesis Tasanmı Ve Analizleri

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi 7 Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

M.Ay, Y.Göncüoğlu, N.Iris

Cçüncü

içerisinden "Eınpedans ve fre kan s ölçümü" seçeneğ1ne girilir. empcdansı 0-SOOHz. aral ı ğındaki göstermek ve h esaplamak için displ ay düğmesine tıklanır. •<Tools"

m enüsü

"

) Poweıgui hnpedance Meas\ııements. model: ml

.

. .

.

ayk ıl d a hat

ile

toprak arasında bir

kısa devre

anzası oluşttınılur. Seıi koınpanzasyonsuz sistcnıde devre

ak.ınu 5 KA 'e ulaşır (Şekil 1 0). Seri kompanzasyonlu siste mde anza akınıı MOV (Metal Oksit Varist ör) tarafından sınırlandırılarak 3 KA' i g eçme si engellenir. Böyle c e hat arıza anında fazla akımdan koıunmuş olur (Şekil ll).

"

-

s

-.· -�rnJI3

arıza sırasında MOV, her yanın saykılı iletir (Şekil.9) ve k ap asitör üzerindeki gerilim 263 KV ile s1nırlı kalır (Şek il 8). Yine

Dokuzuncu saykılda anahtar açıl a ra k hata giderilir. 15 Hz n1odu k ap a s i tör vo1tajı üzerinde (Ş ekil 8) ve B2 barası voltajı üzerinde (Şekil ı 1) açıkça göıülebilir.

-

.

100

Anza sırasında transformatördeki akı O .8 pu civarına yükselir. Hata giderilirken akı dengesi ve 15 Hz bileşeni manyetizına akın1 p a lsl cri ni üreterek transfoın-ıatöıün doyumuna neden olur (Şekil 15). Akı 1.0 pu civarına ulaşır (Şekil 17). Şekil 7. Empednns ve Faz Çevrim Grafiği

ve 2501-lz modları na karşılık gele n iki ana pa ra lel rezonansları (maksimum emp edans ve faz t;evriıni) g ö s ter ir lS T-Iz ınodu seri kapasitenin ve iki şönt rcaktansın paral el rezanansına bağlıdır. 250 Hz modu ise gen el olarak iletim sisteınirun p aralel hat kapasi te si ile seri reaktans ının rezanansına bağlı dır. Eğrller 15Hz

.

VII. 2. Zaman Domeni Simülasyon u I-Ien1

koınpanzasyonlu

B2

heın

baras ı nda kısa

de

kon1panzasyonsuz

oluşması d u rum u için simülasyon baş1atılıp, Şekil 8 - 18 arası göstergelerdeki dalga şe kilJeri gözlenmiştir. sistemde,

devre

arızası

Şekil

8.

Kapasüör Geriıırni

<;) 1 MOV (A)

)ek il 9 Konıpanzasyonlu Sistemin MOV ( M etal Oxide

akımı

Vnristor)

Şekı 1

41

lO Kompanzasyonsuz Sisternin Hal Aktmı


oıılıı lt..,;, Ta,•anını Vt• Anali1tt·ı i Biı· F•t.l'h S<·r·i h.uıııpaJtnl'." 1\1 \ �, \ .(;()ndio�lu. '.i ı h

S/\l) ITıı Btliıııkri 1-ıı�tıtü:-.u l >ı.: ı gı:-i

. i ı t' : s ;ıy t ( ı nı ıı 1'11 / :ı{)( rq

(

7

.

'I'KM ı S SJ z t NS () ' \' S .A Z N 1\{)M P r� .

SİS'rE�1

KOMPANZASYONJ.Jll

--·

ı l

.

J

ı J

.

.,._,..--....,_.._.. •

.

�-,.,-•

1

i

.!

!.

1

ı 1 ı 1

ı i

;

1

1

1

ı

1 ı

J

J

l1

1

.

·" ıl '

ı

ı

ı . ı

1

ı

�'..

1

f

1

·

.

ı

-

fr1la· at� :rr:.,;- ,

�l:ktl

1 1. B2 Har:.ı

. . .

ı...---- --·--'----·-� �d, i 1 1 .! ı L2 l � Jı � ( reı

< i\.·ı ılı t ııı

,

.

, �----_......

1 ır ·ı· ,

.,_.

·

}

.

f dull Cu:n ent(A.J

.., .

ı1

1

ı

. ı ı '

ı ı. ı ı ı

ı

.

1

1 i

ı

ı

.

ı ı··

ı ı ı' ıı . 1 � r • '

.!

'

·ı

ı

ı

ı

1

1 ı

1

::;d,ıl l ..f.

'ı

ı bl:.ı /\1·-tllll

1

• ,.

ı

ı'

1

ı 1

1

ı

o

J

'·

ı

o

1'

1

ı' ı

1

1

ı'

1

·ı

.

ı

·•

:-- .

1"1 � •

.

.

'tt 1 .

�·

.

..

.

·-

..-

1 1 t ı

.

. ,

'

· ,

1

.

.

'o

'

.

o

1

ı

rı J'

,.

1

• ' •

J

ı

ı

-

.-··

.

.

:� . '

• .

�d,:l lfı

l'rat() Maııyl'tt/ıııa Aluıııı

1 ıaf\l M:.ııı)il'\tlll!:ı 1\kııııı

r

1

1' •

'

' ı

ı

1

1

ı

ı

• 1

ı ı ı

� .

ı

'.

' .

1

ı 1

: .. . 1 ı

.

r 1

1

ı

. .

:o't 1

ı

·.

.: �

ı

' O

ı

ı

42

'

ı .

ı

ı

'

ı

ı

.

ı

. •

ı ı

. • o

o

.

ı'

ıi

1 ı '

) ı

ı

1

ı

.'ı

ı· i . ı ı 1 '. ı ; ı

1

ı

t

.

1

e •

"' •

1

ı.

!� ı


",.\ l 1· c rı 13 ılı ın k ı i 1 ı" l 1 u:-- u 1 7 t · lt, /.Sayı 1 ; nı n nu/ 200 �) ·

>l..

g ı" ı

Bi ı- Failı

�y·al ı�ır ıahırı ıı

korrıpan:ta�yunurıda,

suııuruııda

ıeaktıf

kon ıpt.ınt.a!:>yu ll u rı

seri

öııt·t Hli

�u�

bir

!aktör oldugu gür[ilrnü�tüı.

ilt:t ını lıa ttının sen re u"- tansının Jegcrıni srrı kapasıtöılt'r va�ıta�ıyla a/.altaruk 1 ktını hattının kararhlıf�ını olunılu yöndl' etkj]etnektedır Seri

kon1panzasyon,

seri kor.npan:� . .asyon enrrjı ıletinı hatlannın ısısal l..iLIUrlara y a k ı ıı degt·ı leıde yiikkıınıc�ıni sağlar. ı jü�· ak ıs kontrolünü saQ1ar vt· �istt'll1Ül kararlıhQuıı :..ırtırır. ;\yrıca

'T

SL'ı ı

koınpan/�� yoıı

sa hı t

kapasılüılc>ılt:

sag luııLl b i ldiğj

gibı trisloı koutr oltlı 1'-apasıttırlt-ı k de sağ,laııuhilını.:·ldL:chı.

h anın L'�dL'f'l'l' L"nıpcda n s dL·ğcri ni dLaltaraJ.... hal tın J,dıJ kı�a gıbı da\ ranın:t�ıııı sağlar. Arıza duruınlarıııda yt1pısında bullın;ın \t1<) V ( lVll t...ıl <Jksıt \'Jrı!:>töı) yı.1rdırnıylu hattaıı gt>\·L·n akınıı a�altn ve hara peııhndt>rinuı de daha kaı iJrlı olııı:.ı"'ıııı sağ.]ar.

�e1 J

konıpaıı/a�) oıı

.

I(A YNAKI;AI� K ı l \ \Ctlı /\Jdnı 1 �:�1�h·ıintiL· l<xaktıf (.Jü�· KorDpaıı;,a"ıyonu. TI\1 \1{ >B �:Jeltrık Miihl'ndisleri (.)Jası ı 21 Ander::,on� p fV1. 19l)(, . Serı l'S ( 'ornpunsa tion ı) r PO\\ er . Sy stcı n lııc.l '67,( ·�1ıfoınia ! � J Mılkr, 'l'.J .l 1 <)�2 .KeaL·ti\ L' Po\veı ( 'ontH>I in 1· kctrll· Systenı:::,, John \1\'iJey & Sous !4 j Andt:ı�un, P.M. Agrüwld 13.1. ,\ları Ness J 1:. PJXO .Sub!:>yrıclınnıou� l{esonJıH.T iıı Poweı Systl'n-ı�, ll.FF Prl'�S lll

Hayranı,

ı\1

.1 CJCJ)

.

..

,

\

·

.

.

,

,

I)J (jreeJ1\\00d r\ .J<)9J

.l.:.lrctııcal Tıan�ıents

lll

Ptı\\'er

'>)�ten ıs

Johu \V ıh.·y <'<.:... '>on� 1 (> J 1 E E E ( ·oı n ı nı t ,_. R ep ort, ı 9 9! Rl' a d ı: r � ()uıde to . S u bs yndnoııo u s Rt·s o naı !l'�, 11:1; l'r;..nıs., .1'\V RS, nl,p l)0-l-:ı7 [7 J l.ar!:>tn l· \' .l 'L.ıık k i\1isk S./\., Lrhaııl'k J 1 Y94. ('haı .ıcterı�tıc� and ( ·unıpen�atıun. ll:l�l: 1 ı an�,.ll·t ı o uc., o ı ı J>o\\t'r l)�·lı\t.'ıy, \'ol.<), :'\u.2. löl Llıhane� .f, R. J . 1 aisen 1:. \·., J>aıısky B.L., J·'tıı unıa�u B., 1 9')3 .'J'lıyn-,toı ( ' ontrollt·d Sl'ril:''i ( 'onıpl'n 'iatıon Jt the Slat �OOk\' Sub�tatıon, lEEt: ( raıısactioıı" on Power Dcli\l'JY� VoL ö. :\o � 1 <J 1 W\\ w .nı� tb v� ork'->. con ı '

.

-,.-

..

.

Tt.•sb Tascınnıı l\l.Ay,

VIII. S()�ll(.' VE'\ ()l{l:l\'llJr'\R Yapıl an

St·ıi "uıupıntJ.a'S�mılu

.

. .

·

.

'

. .

\'l'

Analillt.·ı·i

Y.CöndioğJu, 1\ irh


Yapay Sinir A�• \tl odeli ile Tanıma Z.Dcmir, S.(ikoJllu, F.Temurtaş, r\.Yumuşuk Bir

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

BİR YAPAY SİNİR AÖI MOilELİ İLE İMZA Zafer

Özet

TANIMA

DEMİR, Serdar ÇİKOGL·u, Fevzullah TE1\1tJRT AŞ, Nejat YUMUŞAK I.GİRiŞ

Bu çalışmada, yapay sinir ağı kullanılarak _ imza tanıma işlemi gerçekleştirilmiştir. Imza tanıma

İtnzalar günllik

işleminde, öncelikle

transfeıi yapmak veya yetki için kullanı lu. Önıcğin banka

..

edilmiş

imzalar normalize

ve

arka planda oluşan gürültü ve kirlilikleri gidermel{ için eşiklenmiş ve ardından yapay sinir ağı eğitİnıinde •

kullanılacak özellikler elde edilıniştir. Inızalar, inıza göreli

yatay

farkı, imzanın merkezle r aras• göreli dil<ey

farkı,

imzanın

yoğunluğu,

arası

merkezler

imzanın genişliği, imzanın yiiksekliği olmak iizere S özelliğine

birbirlerinden

bakılarak,

edilmişlerdir.

sinir

yapay

Ayrıca

ayırt yapısınn1

ağı

öğrenme performansına gizli l<atn1an sinir sayasının etkisi, değişik sayıda gizli katman siniri kullanılarak gözlennıiştir.

h a y a t ta

,

milyonlarca

kişı

tarafından

paıa

dokümanlar gibi belgelerin

çekleri, kredi kartları, karnıni

hepsi imza gerektirir. Sahtelikler ise her yıl milyonlarca dolara ma] o lın ak t adı r. Bu s a h te l ik ten kasıt başkaların1 doland1rmak ..

amac ı yla yazı 1 nı ış

( pri ıı t edi lnı i ş )

herhangi

bir şekddeki

imzalar dı r . İmza doğruJanıa 1şlc r n i verilen iınzanın sahte veya ,

g e rçe k olduğunu belirlen1ck iç·in ot1aya çı karı J n ııştı r[ I].

1.1

İMZANIN

l'ANIMI VE

ÖNI�Mİ

"İmza; sah i b inin özel bir işaretidir. I3ir ba ş k a ifade ile bir ,

yazn1ın alt1na l<imin tarafından yazıldığı veya içt:riğinin tasdik edil d iğj n 1 belli etnı e l< anıacıyla konulan isinı veya işarettir.

AnalıtarKelinıeler- Yapay Sinir Ağlan, Imza Tanıma Abstract

-

ln this study, signature verifıcation was neural net\vorks. ln signature

done using artifıcial verification process

first, the signatures were

the

normalized and to eliminate the noise and blenıishes occured

thresbolded. The

last,

lVere

signatures

the

background

in

features used in

artificial

neural network's learning lvere extracted. Signatures five

features

included;

horizontal

relative

diffcrence

and

density,

signature

signature

benveen

centers, vertical relative difference bet\\reen signature centers,

sigııatuı·e

extracted. Further, network structure

high

signature

lvidth,

effect of the artificial and

hidden layer on

was

neoral

learning

performance were investigated.

KeyWords

-

Artifical

Intelligence

Algorithms,

Her türlü resnı1 veya öz.el belgenin geçerlilik kazanabilmesi için, üzerinde taşın1ası gere k en en öneınh h u s u sl ard an biri

imzadır. Bu bakırndan imza, kişilere hak sağlayan, sorumluluk yükleyen bir husustur. Belgelere atılan imzalar, taraflann o belg enin içe1·iğini kabul ettiği anlamına gelmektedir. İmzas1z bir belgenin

ne

hak nede yükünılülül< getirn1csi n1ümkün

değl1dir. H u kuken

,

ancak imza h belge I erin geçerhliği söz

konusudur[2].

1.2

İMZ.l\.

Tı�IMA

İnsan el yazılaıın ın tanınması en karm aşı k olayl ardan birioır. B un lar, bilgisayarlann etkisinin az old uğu ve i n san tekelinde olan bazı alanları kapsarlar. İınza1ar; okunaklı yazılann veya keliınelerin sergilenernediği özel bir sınıf o 1uştun.ıriar. B un lar; gerçeklik, yasal yetki, bankacılık ve d iğe r yüksek güvenlik

Signature Verification

alan ları i çin gi zli anlamlar ta şı rlar

Z.Demir; SA.Ü Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Müh. Böl.

İmza

Adapazarı zdemir@sakarya.edu.tr

S.

Çikoğlu; Gebze Endüstri

Meslek B ilgisayar Öğretmeni

tanıma

bir çalışn1adır.

F. Temuıtaş, N. Yumuşak; SA.Ü Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar

kime ait

.

foımüle edilmesi zor olan kurallar

içeri r. Bu konu d i kk a tl i analizler gerektiren de n e nJ elere dayalı

s_cikoglu@hotmai l.com

t Müh. Böl. Adapazarı, 1.Y-tnH.LHlgÜ�SLk.�!:.Y�1.�Q_J..tT myumusak@sakarya.edu .tr

fornıülü,

.

İnıza tannna;

olduğunun

b'ir ki şi tarafından atı Ian imzanın

bulunmasnıı

ve

sahteliklerin

aç1ğa

çık rr1 a sın 1 sağlar. Bir imza tanımlan1a sisteıni on-line veya off­ liı 1 e olarak sınıflan dı rı J a bilir. On 1i ne sistenı1, bir elektronik -


Bir Yapay Sinir

SA{J Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci lt, 2.Sayı (Terruııuz 2003)

Z.Oemir, S.Çikoğlu, F.Temurtaş, N.Yumuşak

_

• •

dinamik özellikleri imza tanımlama sistem i nde ise, i mzala rı n kağıt üzerine atılması yeterli olacaktır . İmzalar bir scanner veya kamera yardımıyla elektronik forma dönüştürülür. Finansa l zorlu k lar imza analizi gereken uygulamalan on­ line tek n ikler i kullanmadan yapmaya zorla r . Ayrıca, on1ine sis tenıle r e çok iht i yaç olmadığı gibi bu s1stemlerin p ratik oln1aması ku1lanınıtnı sınnlamaktadır. Bu ne d en l e ; off-line vc ku Ilanı şh tekniği daha ya r ar lı görülrnektedi r[3].

1 .ı

,

'\.., ., , "'. • ro

....

'

)-

Şekill 1.3

:J

_,

c •

'

\1 .------.

·'...� .� .r .ı

ı

·-

ı .l

1

,t

ı:1

--·

1

1 ı

-----.' :

,

• 1 ı

örnek veritabanı,.. � -r--r' � .....

ı 1 •

sayıs-311aştıcma ��, ma __ n ----/ ( özellık çıkarma t-._ --T __ ta_

__,

sonuç

Tipik Bir İ mza Tanıma S i sten ıi

EŞİKLEME

Görüntü

işlernede kullandan temel

tekniklerden birisidir.

eşikleme işlenı1ne tutulmasın daki amaç, göıiintünün özelliklerini belirlemede kolaylı k sa ğl anıa kt1 r . Eşiklenıe işlcrniyle, görü�tü iki re n kl� i fa d � . edilebilir biçin1e g e tiril ir . Görüntüyü eşıkleme 1 şlem ın e tabı tutınadan önce bir eşik değeri saptan1r. Eşik değerinden daha yükse k gri sev iye değerine sahi p olan pi kselle re "1 değeri(arka sevjyesi O) , daha küçük değerlere sahip olan piksellere ise "O" (grilik seviyesi 255) değer ataması yapılara k, görüntü daha basit b i r biçime (siyah-beyaz) getirilmiş olur. Şekil 2 'de çalış m ada kulJanılan bir iınzanın, eşiklem e işlenıindcn önce ki ve sonraki dur unı u görü 1melctedir[7]. Sayısal bir gö rü n t ün U n

,

düny�sınd� , doğrulama s1stemı, Iş

otomatikleştirilmiş bir i m z a sahtekarhklan azaltınak içjn çok iyi derecede fa yda sağlayabilir[ 4].

Elle atılmış imzalar, kişisel kiml i k güvenliğ1 için, özelhkle de çek ve kred i kartı işlen ıl erin de kullanı hr. Fal.. at birçok nedenlerden dolayı 1nsanlann imza1annı doğrulama işlemi, önemsiz bir biçinı tan ı m a p r o b ler n j gi bi düşünülmernelidir. İmza do ğrulam a işlemi zor bir problemdir. Çünkü ay nı kışinin imza örnekleri benzerdir, fakattıpatıp ayn1 d eğ i l d i r[ S]. Otomatikleştiri Imiş

1-

·.:

d �

olur.

1-' 1

•"

ı

yollar vardır. Fakat bu yollar her zaman b a ş antı olmayabilir. Mahkemedeki bu alanda uznıanla şmı� kis11er yahuzca büyük miktarlardaki ç ek ler ve şüphecı id ial r için imzanın diğer şeklini veya gerçekliğinin belirlenınesini isteyeb i lir ler. Günlük işlemler için b üt lin imza do ğrulama işlemleri, ya l n ızc a gözle kontrole dayah olduğundan, sonuç olarak çok b.ü yük m i kta rlarda neden

,....,

_., . ,, 1-----::::.: \./' :---r ..... --

G erçek inızalan sahtelerden ay 1 1m a k için, çok ç eş i tl i

kaybına

--�

! eğitim ��?sı.:� �1

r-------·--

vun.ış say1s1 gibi . .. bul unduran bir sisternd1 r. O ff -hne

kalem, yazını hızı, uy gulanan basmç,

para

Agı Modeli ite Tanama

sistemini do ğr ul ama geliştirmek am ac ı yla bir çok en1ek sarf e diJlp bir çok deney yapılm1ştır. Bütü n bu si stenıler yavaş ve gerçekçi ol m ayan lardan uzak tu tulmalıdır. YapıJan çahşmaların esası, geleneksel imza doğrulama metotlarına dayanu. Elle atıinıış imzalarda sinir ağları n t n en iyi perfornıansı sinir ağları elle at1lmış iınza doğrulamada b aşa rı h mıdır, değil mjdir? sorusu ile ortaya çı k ar . Aynı zaınanda, mahkemede bu işle uğraşan uzman kişi l e r , çok m iktard ak i imza doğrulama için in sanl ara verllecek çok büyük maliyetten dolayı, bu sistenılere büyük ilgi duy m ak tad ır ( 1 ].

''

i ınza

Şekil-2

Eş11deme işlemi yapıhn1ş bir imza görüntüsü.

II. YAPAY

Sİl\TİR AGLARI

YSA, in san beyninin çal ı şma ilkelerini taklit etme esas1 üzerine

kurulmuş, birbirine paralel o]arak b a ğlanmı ş yapay sjnir hücrelerinden oluşmuş bil gi işlen1e yöntemleridir. YSA, konu itibariyle d i si plinler arası olması sebebiyle daha ciddi bir ya pıya sa h ipt i r . Böylece her yere kolayca adapte edilebilmesi sebebiyle çok çabuk gel l ş tniş ve konuyla i l gi li kay da değer çalışn1alarda bu l unu l muştur . Bu ise konunun ge Jişi m in otomat1k ol ara k lıızlandun11ştır[8j.

Şekil 1' de örnek bir i n1 za tanıma sistemi görülmektedir. Kullanıcının sisteın için, bir eğitim lınza seti verir. Bir kağıt üzerine at ı l a n ve irnzan1 n kesin ayırt edici özelhklerini iç e r en verilerden bir ö ze l l i k vek törü çıkartılır. Tanıma için, test imza lanndan da, aynı özellik vcktörü çıkaııhr ve daha önce ki şablon ile karşılaştı rı 1 ır[ 6].

45

,


Agı Modeli ile Tanıma Z.Demir, S.Çiko�lu, F.Tctnurtaş, �.Yumuşak Bir Yapay Sinir

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz

2003)

YSA, bir çok ned en lerden dolayı imza doğrulama 1ş1enıi için uygun görülmektedir. a)

Sinir

genelleıne

Ağlannın

yetenekleri,

insa nlara

öğrenınc

ve

in1za

çeşitliliğinin

üstesinden gelmesini sağlayabi li r.

b)

önce ö ğrenm e başanlır. Bi r giriş için sinir ağının c eva bı lı1zhdu. Bu ise, inı z a akışı iş1em1 için otomatikleştiri Imiş bir i nı za sistemi B ur ada

kayda değer bir

gellştirilecekse,

önem

·. d� . :,• L

(

1

/ 1

/ -

arz

, r, •• .;) • .t_ .r

"'

. -

./· ...

etn1ektedir. c)

Sin i r Ağlarının öğrennıesi süreklidir, zanıana göre sunulınuş imzalan değerlendirirve günceller. Ayn ı

kendini

zamanda bu yeni inızalarla sinir

ağlan nı n tekrar eğiti1mes1 mütnkündür. nedenlerden

Bu

dolayt,

s·in1r

ağları

diğer

biçinı

tanıma(karakter t a n una) pa rm ak

izi tanın1 a) görevlerinde de başanh bir şekilde kul1anıhn1ştır ve imza d oğ r u laın a işlemi 1çin uygundur.

Bunun için imza

d oğrulan1a

sistemine dayalı sinir ağlannın fizibilitesinin incelenmesi vakit ayırmaya değer bir iş1euıd1rl1 j.

III. YAPAY SİNİR AGLARI İLE İMZA TANIMA SİSTEMİ İÇİN GELiŞTİRiLEN SİSTEM VE UYGULAMASI

aşağıdaki konula r göz önüne ahnn ııştu .

2.

ac

şa h s ı na ait imza ön1eği

Eşikleme ve irnzaların YSA' ya 111.2 getirilmesi Taranın ış

Bu bölünı off-line elle at ı lnı tş iınza doğrulaması için, adaptif geri yayılım a lgoritınah n ö ral ağla r ku llanarak deneyierin tas arımı nt kapsar. Deney atnaç Jan için

l.

Şekil 3

inızalarnı görüntüleri�

YSA'

verilebilir bale olara

da girdi

k

kullan1lnıadan önce daha uygun bir şekle döniiştünnek için önişlenıdcn geç i rn1ck gerekli dir. Eşik lenıe 1şletni histogram g rafi ğ i n c (şekil 4) göre yapılmıştır. Şekli s� te ot şahsına ait eş1klcnnıiş in1zalar göriilnıcktcdir.

İn1zaları elde etıne Eşık1enıe ve imzaların YSA, ya verilebilir hale

getirihnesi

3. 111.1

Ağ yapısının tasanmı

İınzalan elde etme

1,) ..

Bu çalı şın ada her bir kişiden ( to pla rn 13 kişiden) 30 gerçek i m za 64*64 pik sellik kare k utula ra alınmıştır. İ mzalar ae, bg, eo, fb, hz, isa,

ne,

!ı}L. •

..

-��·

r.

1(f)

ot, sb sc, ss, ue, vb i le

temsil edilmiştir. İnıza top� tnıa işlemi topla m

iki oturun1

oturumda l 5' 1e sınırlandırıln1ıştır. Ahnan irnzaların hepsi kişilerin günlük hay a t ta sürekli olarak kulland ı k la n gerçek imzalardır. Bu çal ı şm a ile 390 adet imza veri tabanı oluşturulmuştur. Şekil 3' de ae şahsına ait, örnek imzalar görülmektedir. olnıak üzere, her bir

••

• •

Şekil 4

46

ot şahsn1a

t

't !

ait his1ograrn grafiği

1.


Bir Yapay Sinir Ağı Modeli ile Tanıma Z.Dcmir, S.Çikoğlu, F.Temurtaş, N.Yumu�ak

SAU Fen Bilımieri Enstitüsü Dergisi 7.Ci!t,

2.Sayı (Temmuz 2003)

Gir1ş 5

{yüksekhk}(ıJonnalize edilmiş);

G1ris(5)

01.3

y

==

1 64

yapısının

tasarımı

Deneyler ·jçin kullanılan ağ yapısı, ileri beslemehdir. Ağ yapısın1n

oluşumu şu şe k i ld e gerçekleştirilmiştir. 5 gir iş

k u llanıl m ışt ır . Ara kattna n sayısı her bir girişte aynı oln1ak üzere 25, 3 0, 35 ol arak ayarlanm1ştır. Tüm ağlar için çıkış k atman sayıs ı ise 13' tür. Güvenilirlik de re c esi O veya 1' dir.

O'

Şekil 5 ot şahsına ait

ın

an lam ı 1nıza tm naın cn sahte, 1' 1n anlaını ise imza

taınarnen gerçektir.

18 5 eşik değer i i le eşi klendik ten

Şekil

6' da uygulanan genel mimari

gösteri Im iştir.

so nraki i ınzal an

ağırlıklar

ı

Bu çahşmada

aşağ ıd a

1nızalar,

verilen

J

ağırlık.lar

beş özelliğe

hak ılarak, birbirlerinden ayırt cdilınişlerdir.

Bu

beş

özellik, imza yoğunlu ğu ünzanın ıncrkezlcr aras1 göreli ,

yatay farkı

·ı-----+1 .

imzanın rnerkeLler arası görel l dikey fa rk ı ,

,

im7anın genişliği,

inızanın yüksckllğidir.

G i riş l {imza yoğun lu ğu}; -

Giris( 1) = a 1 ( x a

gn·tş katınanı

y)

Şekil 6 Ağ

imzan1n ağırhğı (toplam piksel sayısı) ;

-

x = imzanın yatay

y

*

olarak kapladığı yer;

i mzan ı n dikey olarak kaplad ığ ı yer ;

=

Giris(2) abs(z- zl) 1 =

zl

in1zanın

.:_

imzan1n

Gı ri ş 3

x

katmanı

yapısında kullanılan genel mimari

de ğ i şik

katman kullanılınıştır. Çıkı ş lar toplatn 13 (İMZA I , . .. İl\1ZA] 3) adettir. Ağ y apıs ında yer alan iterasyon(ağlan e ğit ın c k için ku ll an ı lan devir sayısı-=epoch) �ayısı 0- I 000, l 000-5000, 5000-1 0000, 10000-50000, 50000l 00000 ol nı ak li zere 5 tan edir.

x

eksenille göre ağırlık nıerkezi;

{ ın erkezler aras1

çıkış

şeklindedir. Ara katınan da ise 25, 30, 35 olmak üzere üç

eksen ine göre boyut ınerkezi;

x

ara katman

5 gir i şl i bir ağ yap1sı için g iri şler G 1, G2, G3, G4, GS

Giriş 2 { nıerkezler aras ı göreli yatay fark};

z=

.

YSA J i çi n

göreli d i key fark};

hesapl aına şu şek i lde gerçekleştiriln1iştir. 5 giriş,

25 ara katn1an, 1 3 ç ık ı ş olmak üzere ağ yapısı oluşturulmuştur.

Oluşturu l a n bu ağ, 100.000 iterasyona k adar c ir önceki paragrafta anlatılan aral ı k l arda eğ]tilmiştir. YSA 1 bu şek11de

Giris(3) abs(t- tl) 1 y =

cği ti ld ik ten sonra te s t aşamas1 gerçekleştirilmiştir. Bu test

t = in1 zanın y eksenine göre boyut merkezi; t 1 ımzanın y e ksen i ne göre ağ ırlık merkezi;

aşaması veri tab anında bulunan toplam

Giriş 4 {genişlik} ( nonnalize edilmiş);

YSA2' nin hesapl anmasında ise YSA 1' de kul1anılan yap1dan sadece ara katman sayısı 25' den 30' a çıkarılmıştır. YSA3' ün hesaplanınasında d a sadece yine ara katman sayısı değiştirdip

gerçeklcştirilip, sonuçlar b ulunmuştur.

=

Giris( 4)

=

x

390 imza i ç inde

164

35' e çıkarılmıştır.

47


Bir Yapa)' Sinir

Dergisi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü

7.Cilt: 2.Sayı (Temmuz 2003)

Özet olarak ; YSA2, YSA3

Z.Demir, S.('ikoğhı, F.Tcnnartaş, N. Yumuşak

Cgrt.f'iff:e ��atı�:

YSA 1' e ait

o luş tuıul u rke n

ağ yapıs1 kullan1lmış ve ınodify i e edilmiştir. Bu ağda, 5 g iriş 25 ara katm an ,

,

Tmza tanıma 1çin

oluşturulan yap ay sinir

I ...

+----

0 9 �o

��

e

,\\

- �...

// --.---

---

9�0 � ---

.

-----

--- - � 1

----

/.

�·ro!-

ağlat·n11rı

--

:ıe('

tablo l 'de veıilmiştlr.

--

1

a: a: 1.4.

perfomıansları, ite rasy on sayılarına bağlı olarak şekil 7 �de ve

+-----

9(i(J

SOJ\UÇJ_,AR VE TARTIŞMAI.�AR:

ı

�.ılO

13 ç1k1ş bulunmaktadır. YS A 2 ve

'{SA3 oluşturulurken sadece arakatnıan sayılan s ırası yl a 30 ve 35 y apı l m 1 ş ve sonuçlar bulunn1uştur. IV.

Ağa Modeli ile Tanıma

--

[:(>:'

-1------· - ----

.

:

'(

Gıt ll kdtnıcın sinir <;ayısı

20

.

Şekil 8 Gizli

..

. .. . .. .

. ...

-....- YSA1 - 18 -=-

c �

o 16 ...

Cl)

� ('1;1

14

;;. �

ct e.:. ık: LL.

�----

1

-o-

----

VSAJ.

ff- l i n e iınza doğrulan1a görevi içi n adaptjf algoritmah nöra I a ğ l a rın uy gunluğ u n u değ e rlen di nn e k için b a kı lara k öze 1 I i ğine bn·bi rlerinden ayırt i t n 7a la r 5 edil mişlerd i r. Bu beş özellık, 1ınza yoğunluğu, im zanın ınerkezler arası göreli yatay farkı, i nı ? anı n ınerkezler arası göreli dikey farkı, inı7an1n genişliği, inızanın yü kse k liği d ir. YSA' dakj öğrenme özelliği, değişik birçok probleı n de olduğu

Bu çalışnıada

-j

-o- YSA3 l------·- -

....

12

�------ ----- -

�\

1

..'-

-il

� � -·s

-

-

. ....___ '"·�"'""" - -- �

---- -

--,....-...._

10

---=-

�--

�-

:::---...

s....

-::

·----------=.o

� ­ -

� --

o

,

.

-·-�------- -·--'

'

\�

katınan sayısına göre h.Jta ret or anlan

1

gibi in1za tanıma problcnıindc de

i

ol un1lu

sonuçlar ahnamtza

sebep olmuştur.

8�--�-----�-�----�-�---' --

ı:ma:ı

400())

20COO

lOOCOO

80000

lterasyon

Şekil7 İmza

tanını a için

o lu şturu lan

YSA' ]arın

[1]

performans lar1

hata ret oranlan tablosu

FRR

-

YSA1

-

17,692

ı---

13,846 13,462 11,154

- -·-··-·

Test

katınan

verihnektcdir.

-

9,2308

16,154

si ni r

Şeki lde n

--

(o/o)

YSA2

YSA3

18,077 14,615 13,462 10,000 9,6154 16,667

veri fi c a ti o n

Networks

say1sına

ayar l an m as ı

re view

-

<' ntimi z ed

weighted

and

experinıcnts.

,.,

Techn icaJ

report,

Cambridge

University En g i n e e ri n g Deparınıent, f)eccmber 1992.

LORETE, G., �'Automat1-: signature verification and \\'li ter iden ti fi c ation - the state of the art", Pattern Rccognition 22(2): 1 0 7 - 129, l 989. [6] ANIL K. Jain . FR IEDERIKE D. G., SCOTT D. C., "On­ li ne s1g nature verification", Pattcn1 Rec og n iti on 35 (2002), 2963-2972 (7] TURI<OGL lJ, 1. "Yapay Sinir Ağları ile Nesııe Ta nı m a" [5]

8,8462 15,641

perforrnansı

de görüleceği gibi en iy i sonuç

PLAMONDON,R.

And

,

..

.

,

Fırat Üniversitesi Fen Bilim le ri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi,

1996.

ol d uğu ve ara kat m an sinir ile

O ff l ine signature

[4] SENSIOR A. \Al, �·off-line handwriting reco0nitions: A

Bu sonu çlar a bakarak, iterasyon sayı ar tm ası ile ağ ın iyi

g en etical Iy

us ing

N.,

1 2,308 9,6154

göre

MURTY,M.

features,Patten1 Re co gn1tion 32 ( l999) 2 1 7-233.

11,538

-

..

15,000

durumunda elde edi Jmjşti r.

sayısınnı

P ro p a ga t io n

For Off-Line Signaturc Verification", Ma s ter Thesis, l\.1arch 1 994. [2] BALCI, 0., '�Imza ve El Yaı:ıları Sahtecilik lerinin Araştınhnası", Yüksek Lisans Te;;i, An ka ra Üniversitesi, [3] RAMESH,V.E .

35 gizli katman siniri bulunduğu durun1da yani YSA3

öğrenmesınİn d aha

K./T3ack

Sağlı k Bilimleril--:nstitüsü. Ankara, 1995.

Şekil 8 de, oluşturulan 11er1 beslerrıeli YSA yapısının gizli

Rasha,

Pr ot otype

Tablo 1 YSA 1 , YSA2, YSA3' e ait iterasyon sayılan ve

lterasyon (Epoach) 1000 5000 10000 50000 100000

ABB ..A.S,

opti nı un1

bir

öğrenme

sonucunun elde edilebileceği söylenebilir.

48

[8] DOGUÇ, lJ. ''Esnek İ ın a l a t Sistenılerinde Makine S ay 1l a n n ı n ve 'fesl i nı Tarihinin Belirlenmesinde Yapay Shıir Ağlarının Kullunalnıası", Sakarya Üni v e rsite si Fen Bilimleıi Enstitüsü Doktora T ez1 EKİM 2001. '

,


SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sa)'1 (Temınuz

Çift Çift Sm İzotoplarının

2003)

B(E2, J�J+2) Değerlerinin •

Ö.Yanı� R.Akkaya

Genelleştirilmiş Nükleer Modelle Incelenmesi F.Ertuğral,

ÇİF1., ÇİFT Sm İZOTOPLARININ B(E2, J�J+2) DEGERLERİNİN GENELLEŞTİRİLMİŞ NÜKLEER MODELLE İNCELENMESİ

ERTUGRAL, Özgür YANIK,

Filiz .. Ozet

-

Bu çalışmada ve

B(E2,

o+�2-)

ve

alınan

literatürden

d eğe r ı er i

B(E2,J+2�J)

n ükl eer

genelleştirilmiş

modele göre

B(E2, Q0

2+ iç

incelenmiştir.

hes abında

�O)'nın

k u adro pol

n1omentleri

kullanılmıştır. Herbir izoto p için elde edi l en değerler Ra man ve arkadaşları [1] tarafandan verilen deneysel ve

teorik

değerlerle

mukayese

edilerek

bulunan

150 � A < 190 deforme giriş bölgesi genel

sonuçların,

sistematiğine uyduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelime/ergeç işleri, Sm.

In

Abstract-

this

Ku a drop o l

the

work,

moınentler,

B(E2)

B(E2,J�J+2)

and

B(E2,J+2�J) values of even-e,'en Sm isotopes in the

deformed region of 150 �A < 190 have been subjected

to a d etai Jed investigation according to the U nifed + + Nuclear Model. In c alculation of the B (E2, o �2 ) and + B(E2, 2 �O+) the Q0 in t ri os i c quadrupole moments take n from the li te r atur e '\\'ere used. Every

v alue

wcrc

theoretical coınputed general

co ınpared

results

data

with

of Raınan

is in a good

systematic

of the

c al cul a t ed

experimental fl]. It

is

agree me n t

150 <A < 190

see n

and that

with

the

deformed

interval.

Key Words Sm.

-

I.GİRİŞ

150 < A < 190 deforıne böl gesi

girişinde b ulunan Çift-Çift Saınaryuın izotoplarının

B(E2,J·�J+2)

Recep AI(KAYA

Quadrupole monıents, B(E2) transitions,

150 < A <

bulunan

1 90

defonne

giriş

deneysel incelenmesi,

kendilerine

açıklanmasında

başlangıcında

has

özelliklerinin

to prak izotoplarının teoiik ve defoıme bölge girişinde bulunan

çift-çift nadir

elementlerin

böl gesi

ön eınli bilgiler

Sm izotopla rı

sağlar.

150 < A < 1 90 deforn1e bölgesi başlangıcın da N=88-90 geçiş sınırında yer alırlar. çekirdekler d enge halinde

Sihirli

küresel bir yapıya

sahiptir. Kapalı kabuk dışında s adece birkaç parçacık ile

çekirde k l er

s a hipti r .

taban d u n.ı n1unda

bile

Çift-çift çekirdekler en

küresel bir yapıya

z+ seviyesinde

d üşük

nükleer yüzeyin kuadropol titreşimi ile ilişkili dir. Bu sevi y eler serbestlik derecelerüıi gösterir ve bu seviyelerde

çekirdekler özellik

kolaylıkla

uyanlnuş

hale

geçebilirler. Bu

k üres e l bir denge fom1unu, boş kabuk içind e k i

halleri veya sadece birkaç parçacık ile çekirdek-çekirdek

titreşintini tanım l ar . Boş kabuk i çindeki hol veya parçacık s a yısı arttığı zanun k üresel nükleer kabuk daha az ka rarlı bir hale

gelir.

Parçacıkların birbir�yle

ilişkili hareketi

sonucu küresel olma yan nükleer bir şek le doğıu gidilir.

Kararlı bir deforme n ükl eer biçimin boş kabukı.J parçac ık

sayısı fonksiyonu hızh bir ş eki l d e artar. Bunun yanı sıra

boş kabuk için d eki birçok protonlar ve nötronlar ile çek irdekler küresel olnıayan elipso.idal bir yapıya sa}ıj� olurlar. Bu t ip çift-çift çekirdekler genelde 2+ duruınunda ç ok küçük bir eneıjiye sahiptir. Nilldeonların birbiriyle ilişk i l i hareketi sa dec e statik bir nü kleer

deforn1asyon

özelliklerin nükleonlar

sayıs ına

bi rçok

değildi r

karşı

daha

faka t

diğer

önemlidir.

ortak

Defoıme

parçacığın bu düzenh h ar eke t ini n bir

sonucu o lar a k büyük kuadropol ınon1entlerine sahiptirler.

Boş kabuk içindekj parçacıkların sayısımn aıtması gibi

taban durumundaki çift-çift çekirdeklerio ilk olarak 2+

seviyesinden geçişi E2 geçiş olasılığının azalması ile

artar . Son nötron ve proton kaldığı zaman kabuk yaklaşık

F.Ertuğral, Ö. Yan ık, R.Akkaya;Sakarya Üniversitesi Fakültesi Fizik Bölümü, 54100, Adapazarı

Fen-Edebiynt

olarak y a r ı doludur. E2 geç i ş olasılığının azalması i le yüz

kereden daha fazla tek parçacık değerlerini aşar. Son

zan1anlarda

elementlerin

kararlılık

bölgesinden

uzakta yerleşen yeni deforn1e bölgeJerinin keşfi, nötronu


SAU

Çift Çift Sm İzotoplarının B(E2, J-)-J+2) Değerlerinin Genelleştirilmiş l'ıiikleer Modelle incelenmesi F.Er·tuğral, Ö.Yanık, R.Akkaya

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci lt, 2.Say1 (Temmuz 2003)

cisim boyunca döıın1e y as ak lıdır Bunun yanısıra ck se ne l

zengin ve nötronu eksik olan çekici

çek irdeklcrc ilgiyi çek i r dekt e rin yapısının,

arttınınştır [2]. Bundan d ol ay ı bu yarı ömü rl erinin ve başka özelliklerinin alan

ortalama

nükleonlar sadece atn1alar boyunca dönıne olabilir. Onların simetri e ksen i d i k e ydir . R dönme açısa l ınomentumu aynı zamanda s iınetri eksenin e karş ı sinıetrik

ince lcruncsinde doğru

paraınetrelerin

potansiyelindeki

.

dikeydir.

belirlenmesi çok önemlidir. Çekir dekler in davranışlarını incelemede etki n olan dönnıe

titreşim spektrumlarının birçok özellikleri genel fi ziks el özelliklerden ve uygun sin1etri bağ ı n t ı l an ndan elde edilebilir. ve

l

----

\

ve tit re şiı n spektruınlarının b irç ok özelliği tamamen fıziksel tabınin ve uygun simetri i1işkileıinden t a nınabilir. Bu faktörl er genelleştir ilıniş n ü kleer model i çinde al ç ak sevjye l erd e tahrik olan nükleer durumun bir Dönn1e

\

\

M

o lgusal tanıını içinde kullanılabilir.

\

K

nükleer ınodel iki kabul e dayandınlır. B unl ar dan birincisi, dolu kabuklarda çok parçacığa s ahip ç e kirdekl eri n eksenel sinıetrik bir elipsoid şeklinde olması ve u z aycia el ips oidin yönü özel olarak t arunı1anan toplu değişkenleri e tas vir e di lıncs idir . Genelleştirilmiş

İkinci bağlı

kabul ise,

rot

olarak i fade

A dy ab atikl i k ş artı

<< {i)

vib

<<OJ

Uygun

şekilde,

titreşimsel

Yani

nükleer

çekirdekler

için

nükleer

açı sı dır . Bu taktirde

nükl

dönme

dalga

rp rib

fonksiyonu, ve

dönrne

ep K (q),

fonksiyonu

Elektrik

z

'J

kuad ropol

lrr

=

2+

balden

olarak

nıodellerinden

Eksenel

öneınlidir.

yön)enm�yi b e l i rl eye n E u ler

toplamı dır.

kuadropol ge çiş ihtiınali

/32 defornıasyon

dolayı

... zr H aınil t on.ien yaklaşık

toplan1

x,

değerleri çek irdek

B(E2)'niL deneysel

bağımsız o]duklarından

parametresinin t e s pit i

siınetrik

defonne

ınoınenti ile bu çekirdeklerin

o1an

en

rı]ma

uya

için

çok

çekir de kle�

_

spini ve paritesi

döıune se vi yesinin temel ihtinıali B(E2) aras1nda çok sade bir düşük eneıjili

bağıntı vardır [ 4]. Dcforn1e

Burada

ç ek ırdck lcrd � birinci uyarılma seviyeleri k o ll ekti f uyardınaya uygundur. Bu n1odelde ç e kirdeği n hali kollektif ve bir n ükl eonl u serbestlik d ere celeri ile tayin olunur. I<ollektif serbestlik derecelerini kuvvetle (bu nükleonlar tam dolu etki le şen nükleoıılar topluluğu

H,.01

döıunesi oldukça basit biı şeki l de tanıınlanu-

üzerinde

I

GENELLE.ŞTİRiLMİŞ MODELDE ÇEKİRDEGİN EM GEÇİŞIJERİ TEORİSİ

rotasyonel enerji operatöıü, Hvib nükleer yüzey in titreşinı h arnilton iyeni ve H;ç nükleon ları n öz hareketi ile tanımlanır. Deforme nü k l e onl arın büyük bir çoğun lu ğu eksenel simetri biçinıine sahiptir ve kütlenin nükleer merkezinden geçerek ilerlerler. Böyle s istenlleri n ek seni

b1 leşkesi

ll.

H=Hiç+ Htor+ Hvitı şeklinde üç ifadenin

bunların

',

,

D(Qe) �n K ( q) (/Jvib

yazılır. Burada Oe

ve

·

için D(Qe) 'nin çarpırmdır. Yani,

'-J!

y.

(J,R)

koordina t sistemi (labaratuar z' k o ordi nat sistemi sisten1i) uzay içinde sa b ittir. x y ( cisim-sabit sistenı) ç ek ird eğe karşı birleşımdir. z ekseni nükleer simetr] eksenidir. Toplam a ç ı s a l n1omentum {;:=.J+R nükl eer sinıetri ekseni üzerinde K izdüşümü ve laharatuar si s te mi içi nd e ki z ekscnj !vf' n i n bir izdüşümüne s ahi pti r. J ise öz harek etin toplan1 açısal ınoıne ntumunu gösterir.

görünınektedir.

frekanslan titreşiın frekanslarından o l dukç a küçüktür; öte yandan iç hareketin frek ans1 da diğerlerinden oldukç a büyüktür. Bu tak tirde nükleer hareketler iç h areket, titreşimsel hareket ve bütün ç eki rdeğin dönmesi oln1ak üzere y akl a şık olarak üç bağın1sız moda bölünebilirler. edilir.

v e k tö rler

1 'de

Ş e k il

ınodelin, topl u hareketin adya ba tikliğine

olmasıdır [3](J)

Şekil I. Eksenel sir.ıetnk (küresel olmayan) çekirdek içinde açısal ınomen tum bi 1eşen leri.

açısal

monıentunnın

tabakalardaki

dciecesini

ise

nükleonlardır),

b ir

zayıf çift len i m l i

nükleonlu serbestlik

nük le onlar (bunl ar dış

tayin ederler. Bazı hal ler de bir nükleonlu uyanln1a, kollektif uyarılma ile birleşirse bu, geçiş ihtjmalin1n artnıasnıa sebep olur. Bu da nük leoııu n etkin yükünün artınası şek] inde kabul edile b i l ir. tabakalarda

SiınetTi J3=K

izdüşümü karş ıt bir niceliktir. Kuantuın mekaniğjnde b ir

50

buh.u1ur)


SAU

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Çift Çift Suı Jzotopların1n B(E2, J�J+2) Değerlerinin Genelleştirilmiş Nükleer Modelle incelenmesi F.Ertuğr�l, Ö.Yand<., R.Akkaya •

uy anlma ile i lgi l i geçişl erin B(E2) olasılıklan incelenmiştir. Çok kutupl uluğu 21 olan bir ışıma ihtimalini ifade eden gene] foımül ler, a ş a ğı dak i Bu çalışmada,

kollektif

<Db=

gb i i yazılabilir [ 5 J:

k 2J +1

2

J l) e P(A. J)=8n-� ( + n J[(2J + 1)!!J2 Burada elektriksel

çok

olasılığı,

,...--=

=

<t>

(I" ' )

E A1 ,

+

4

kutuplu g eç iş i n

indirgennı.iş

z

B( E ı)

=

ile i fade

" L..ı 1 (b ı

eh

1

e(J +1) 2M c

-

olunur.

B ura da

çok kutuplu

geçişlerin

J

ı a) ı 2 (3 )

ttro t ( r L YJm )

=

(g D.

-

--

genelleşrniş ile

gR ) Q n + gR j ,.

Q�ı •

1

+ 5)(2J + 1) 2 2 1 6n 2 (81r ) '"' ) + 2 ""' 2 J 12 0 2 .L..J ı (l)nı110 � D mr DrnaO) � 20

==

r

,..

ve

� Lı ! (2Jntnln ı ..1 + 2, 1n1;) ı

çekirdek

111,111"

2

-5 lJ + 1

2J =

eşitlikleri bulunarak,

(4)

(2100 ı ,l +

2 ' 0)

2

elde edilir. (8) ve (9)

=

2 )_ ( . 1 + 1) +_ __3. ( 1__ 2(21 + 1)(21 + 3)

forn1üllcri

2)(1 t 1) 2 B (Eı ) 327r( 2J + 1)(2J + 3) Qıo 15(J

+

=

(5)

(J---;1+2)

( 1 ı)

bulunur. J+2 �J için uyanlnuş elektriksel kuadropol geçiş ihtimali,

çekirdeklerde

J=0,2,4,6, .

(1 O)

yardınııyla,

'

yazılabilir. Eksenel simetriye sahip çift çift koll ektıf uyaTıln1amış açısal momentnın

(9)

açıklanan)

rnultipol moment i i]e ifade edersek,

B( E?

. .

-)

halle ı�� e uygun gelir. Dönen bütün haller i n eşlenimi aynıdır. Bu halde çek irdek taban dunımuna (E2)

olan dönme

(7)

(8)

Çekirdeğin ko llektif serbestlik derecelerine uygun elektriksel geçişlerin uy a nlnuş i ht imallerini hesaplamak için (2)'ye dahil olan çok kutuplu elektrik s el ınomcntini iç

'

(2)

"

ınodelinde (çek irde k manyetonlan nıanyetik mom e n t opera tödür.

{1

2 81f

(a f3 ,y)

(6)

eşitliği elde edilir. Burada,

2J + ı 1 2 Jm a) 1 Q 1 6Jr

Manyetik ındirgenmiş ihtin-ıah ise,

m, O

.,�

5(2./

a--1

şeklınde yazılabilir.

B(MJ)

�ı2J + 1 DJ

m,nıh

L ı (b ı

'

h

fonksiyonları il e verilen J---;]+2 geçişlerinin uyarıln1a olasılıkları hesaplanarak ve (5)' i, ( 6) il e bi r li kte (2) 'de yerine konulursa,

yardınuy la,

B(EJ)-=

a

-

8;r

2

DJ+2 (a fJ 11) mO

d alga

_:rr I ri Y;m (Ba' (/Ja) 2J 1

,..

QJm

B(AJ),A

2J + 5

tipinde elektriksel kuad rop ol geçişe sa hip y i l e geçer. Bu durunıda nıanyetik ışıma yasaktır. Buna göre,

_

15(J + 2)(J -1)

2

32.ır(2J+3)(21+5)Q20

şekli nd e verilir.

Ö ylek i

]---)>]+2

(J+2-;J) ve

(11 a)

J t-2--.)>J geçişlerinde son hallerin sayısı farklıdır. Bu hal d e onlara uygun (ll) ve {ll a) uyarıln1ış ihtinıalleri birbirine eşit değildir. A 's1 tek olan çekirdeklerın dönm e seviyeleri J=K, K ı I, K+2,. ... değerlerine salup ol abi l i rler ve pariteleıi de aynJdır.

,


Çift Çift Sm

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7 C ilt .

,

2.Sayı

(Temmuz 2003)

F.Ertuğral, Ö.Yanık,

döıune bandı ile yetinilerek, elektromanyctik ge çiş le r araştırılmıştır. Yani burada ç ekir değin iç durumunun değişınediği geçişlere bakılnuştır. Eksenel siınetriye sahip çekiı·deklerde iç hali anlatan kuantum sa yıl a rınd an biri K' dır ve toplam açısal

2) 3 1 + 2 D )+] K(a,f3,y),<t>a f

V

mh

87r

_

2J + 1

8Jr

..,

L.

fonksiyonlan na

dalga

n1on1enrumun

seviyc]erin

5(2J + 3)(21 + 1) 2) 2 l61e(8n

=

L! (D�) 2: D�yD,�nK )Q�y r

m,nıb

2

(21 + 3)

e lek trik sel

2 1

Çünl.rü K

gibi

ınoment u mlu ışımada K

3)

K yasak

iyi bir kuanhım sayısı d eğ ildir [5J.

incelen1eleri

için

büyük

öneme

sahip

olduğu

bilinmektedir. Son yıllarda yrast bantlarındaki (aynı spi n li farklı seviyel e r arasın da, yre1st seviyesi bunl arın en düşüğüdür) ele ktriksel k uad ra pol geçiş oranianna olan ilgi nükleer dönmeyle il gili çok sayıdaki çalışmalar ,

,

nedeniyle aıinı1şttr.

Yrast sevjyelerinin T l/2(Dcneyscl) y a rı öınür değerler i ölçülnıüştür [ 6]. Çift çift çeki r de k ler i n yrast seviyeleri (Ii=2,4,6, ... ) g en e l l ikle daha düşük bir lrli-2 yrast seviy es ine E2 geçişleri oln1ası suretiyle bozunur. Bu

l)(J + l)(J + 2)

,

kabul ettik. ElektTikscl kuadropol ışın1a il e o l uş an g eçişine uygun uyarıl nuş ihtimal,

durumda E2 geçişinin r ış ını ya rı öımü T

olarak,

deneysel yarı

katsa y ısınd a n

J+ 1 �J

geçiş olasılığ ı

ön1ür

( a10P) elde

(J+2 )J),

B(E2 )=

ve

toplam

e dilebili r

dönüşün1

l7J. i\; ığı doğru

B(E2) için,

56.57

E;[KeV]T1�2 rsec]

e2

b2

(15)

ilc verilir [8]. B(E2)'n in birinıi e2b2'dir. Yukarı doğıu

ile bulunur. Benzer ş ek ilde J+2�J geçişine uygun el ektriksel kuadropolışımanın uy a rılnuş geçiş olasılığı,

geçiş ol a sılığı

(J-)oJ+2) bu değere bağlı

olarak,

(16) şeklindedir. g ç.arpanı da,

Qi0 -

i1 2

(14 )

2 (J +1 +K) ı K + J ) K -_1 _ ( S I = ı) B(E J+l-�J (12a) Q 20 167!:1(./ t-1)(2J + 3)(J + 2)

(J + 1- K) (./ -r- 1 + K)(J + 2

kuralı

D eneyse l geçiş kuvvetkrinin sistemaliğinin nükleer yapı

dunımunu değiştiımediğini ve d o l ayı s ı yla kuadropol el ektrikse l ışuna ihtimalin e hiçbir k a tk ı sı olnıadığını

32n

seçün

kuantum

g e çiş l eri olarak ad1andırılırlar. Bu yasak mutlak d eği1 dir.

yazılabilir. Denklen1 (12) b u l un du ğunda dış nükleonun

=

bir

K

şartını s a ğlanıa l ı dır. Bu şaıta uy1nayan g eçi şler

_I5K2(J-K+1)(J+K-rl) ı BE2 +l (12) Q J�J ıo 1 -ı- 2)(2./ + ) l)(J J + 16Jd( ( )-

B(E2)

geçişlerde

ifadeleri kullanı I ar ak,

lS

ilave

üzerindeki izdüşümünü

kuantum sayısının de ğiş mesi

3K2 (J- K+ I)(J +K+ 1) J(2J +

ko runma s ı na

seviyeler i n geçişinde ol uşan J

(2Jmma l J + 1 , mb)(2JOK 1 J -'-1, K)öyo

(2JOKi.hl ,K)ı=

simetri

bakabiliriz. Genel halde, nıulıtel i f eneıj i bantlar ma sahip

eş it liği y azı1 abili r. Burada

87!"

eksenel

Elektromanyetik

eder.

sayısının

b

kuadropol geçişlerinin iht iınalleri besap lanı rsa,

B(Eı)

tayin

DJ+l ( fJ ,y ) mK a,

sahip

R.Akkaya

bir

·Yukarıda

=

..

Genelleştirilmiş Nükleer Modelle incelenmesi

B u dunın1da, cJ)b

İzotoplannan B(E2, J�J+2J Değerlerinin

K)(J + 2 + 1\.. )

g

(J + 1 )(J + 2)(2J + 3)(2J + 5)

(J+2�J)

-=

(

2lt+1 )/(2lr-1)

ile verilir r 8].

ile bulunabilir.

52

(17)


SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi

Çift Çift Sm

Genelleşlirilmiş Nüklee•· Modelle Incelenmesi

7.C1lt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

B(E2,

lll.

o+

�2i) GEÇİŞ OLASILlGI

çift çekirdeklerde taban durum bandnıdan o� ' ilk ı. uyarılnu ş durum 2 ya geçiş ola sıl ığ ı B(E2, o· �2 ..) için son zama n larda birçok de ney sel ve teorik çalışn1alar yapılnuştır. S.Raman ve çahşma a rka da şları [9] bu -'

sisteınatik

üç

Bunlard an

al tında

toplanuşlardır.

1

de

sayısın a

kuadropol

paranıetresi

B(E2)

bö lg esi çekirdeklerinden

kütle

göre

değişnıesi

d e ne y

için

[J2

he s apl anan

olarak

hatası çe rçevesinde

.

iç i nde olduğunu göstermektedir.

Yukandaki

defonnasyon

Sm izotop1an

nun1aralarına karş1, hesaplanan değerlerinin grafiği Şekil 2 'de çizilnuştir. için,

n1 u k ayese

ol a r a k bu çalışnıalar genelleştirilmiş modelde kararh defoınıasyona sahip çekirdeklerio B(E2, J+2� J) geçiş olasılıklaruıJn deneysel ve te o rik değerlerle uyum

.

Çift-çift deforme

teorik

Sonuç

0.945,82lı- 2.56A-213 J+ 0,34/3{

zaınanda

n1omcntlerinin

sonuçlarla uyunı iç i ndedir

çekirdek yüzey kalınlık paran1etresi olup

aynı

Burada

,

ihtin1alinin deneysel veri l eri [I Ol ku ll anılarak çalı şma f 1 1] 'e uyg u n olarak he sapl anmı ştır '

gösterilıniştir.

A kütle s a yıs ı na bağlı olarak değişmesi Ş e kil 4' de gösterı lıni ştir. B urada mukay es e için kuad ro pol ınon1entlerinin uygun deneysel değ erleri [1 O] de gösteriln1iştir. Şe k ı ld en görüldüğü gibi ku a drop o l ınomcntleri için teorinin verdiği sonuç l an n A kütle

�eklinde yazabiliriz.

Tablo

geç i ş ihtimaliyetleri

değerlerinin

+0.34/3]

=

.

Kuaclropol

A.Bobr ve B .Mottclson tara fınd an veriintiştir [ 4 J.

ö2

d urumda

paraınetrcsinin ça lışma [ I O]' da verilmiş değerleri de f3R olarak gösterilnıiştir.

parça c 1k 1nodelde Shröding er dcnklerninin çözülmesinde kutlanJlan ortalama alan defonnasyon p a ra metr esi 82 ile j32 atasındaki ilişkiyi g öste re n ıfade

düzenlersek

Bu

yrast seviyeleri toplu dönme bir hareketini n sonucu ol ara k ortaya çık a r [7]. B(E2. J+2�J) de ğerl erinin Ö7 kuadropol momente (Qo) bağlı ifadesi (ll a) eş itliğinde verilmiş tir Bura dan J +2---1-J g eç işleri için B(E2) değerleri he sap lan arak karşılaştınlnuş ve deneysel verilerle sonuçlar Tabl o 2 'de verilmiştir.

değerl er i

Tek

formülü büaz daha

çekirdeklerdir.

l<uadropol nıonıentlerinin de neysel verilerinin uygunJaştırılınasıyln bulunan /32 ve 152 parametrelerinin

için pot a nsiyel

pot a nsiyel için 0.53 j;n'dir.

ol ın uş

defomıe

Tablo 3 'te

k-uyuların dibinden baslayarak 6 Me V ,e kadar (N= 2 + 7 kabukları) tüm diskret ve kuasidiskret ene rj i scviyelcrj göz önüne a lı nmıştı r .

kullandığımız

190 bölgesi giri ş inde bulunan Snı izotopları iyi

A <

he s ap lana rak Tablo 2 'de verilmiş ve B(E2)'nin spine bağlı grafiği Şekil 3 'de çi zil mi şt ir .

,

av

150 <

Sm izotop1arında ll(E2= l� 2�J)

1,

Bu ifadede

,

ilki, gama ışınının geçiş olasılığını, kütle nun1aralanna, birin<; i uyanlım ş dunını en erj isine ve gama ışınlarının ortaJan1a öımiine bağl ay an ifadeleri içine alan HGlobal Sistematik" dir. İkincisi (N,Z) çekirdekleri ve bunların ya k ını ndak i (N 1·2,Z), (N,Z+2) ve (N+2,Z �2) için B(E2) değerl eri arasındaki korelasyonlann vurgulandığı denklemleri iç eren "Lokal Sistematik" 'tir. (!çüncüsü, p rotonl arı n ve n ö tronl arın sihirli s ayı l ar ı il e bi r leşti ri lmiş b ö lg eleri içine alan Hbö1gese 1 sistematik'"tir ki. sihi r1i sayı la r Z,::\1-28, 50, 82, 126 ve 184 oln1ak üzere beş farklı bölge ol a rak tanımlanır. T'ablo de bu sisten1atikte 13(E2) değerl er i üç n1odclin y a k l a ş ınıl an ile yonırnlaruruştır [9].

Nötron ve protonl a r

B(E2, J�J+2) Değerlerinin

F.Ertuğral, Ö.Yanık, R.Akkaya

Çift

çalışn1aları

İzotoı)lannın

B(E2)

53


Çift Çift Sm İzotoplannın B(E2, J�J+2) Değerlerinin

SAU Fen

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci lt, 2.Sayı (Temınuz 2003)

. Izotop 150S 62 m

152 , 62Sm ıs4 s 62 m

Genelleştirilmiş Niiklee•· Modelle incelenmesi

F.Ertuğral� ö. Ya m� R.Akkaya

Tablo 1

E[7] (Ke\')

Qo[l]

333.95

3.68 4

121 '78 81.99

(b)

B(E2) değerleri, kuadropol

Q Deney(barn)

Gth(barn)

[ı ı]

ı B(E2) Teorik B(E2) Deney [1] (e2b2) (eıbı)

[1 O]

----

----

5.881

5.89

5.88 ı

6.620

6. 6 1 5

6.620

n1omentleri

1.36±0.1 3.39±0.0 3 4.29+0.0 4

ı

[ 1]

B(E2)

1.35

1.343

3.44

3.423

4.36

4.338

B (EZ, o+ ) z�J

5

4 3 2 1 O

+----- --r---.,---,---.-

·t48

150

152

Şekil 2 B(E2) geçiş olasılığının

•154

156

lzotop

ıg; S1n

-

/ı ' 8 2

Ey[7 ]

244,6

0.2552

340.2

418.2

435.5

-

·-

1 gi

Snı

-

121.8

0.269

0.40

82.0 184.9 277.4

0.39

-

J,�J;

2

4

6 8 lO 2

'

o

4

1.18 1.29

6

8

o

6

4

359.1

8

6

492.9

12-

8 10

B(E2) Teorik [7] ,eıbı)

0.657 0.968 1.082 1. ı 30 1.162 0.832

0.67 1.02

2

10

B(E2) Deney[?] (c:ıb�)

2

4

430.2

54

A

A'ya bağlı değişimi

Tab1o 2 J-2--tJ geçiş�eri iÇin B(E2}, değerleri

1 � /3

Hesaplanan z) ıb e (

1.55

-

0.84 1.2

1.37

1.49

1.49 1.37 -

1.227 ı

ı

1.371

ı .433 1.472 1.498


Çift Çift Sm İzotoplarının 8(E2, J--7J+2) Değerlerinin

SAU Fen Bılımleri Enstitüsü Dergisi

Genclleştirilnıiş Nükleer Modelle Incelenmesi •

7.Cilt, 2.Sayı (Temnıuz 2003)

F.Ertuğral, Ö.\'anık, R.Akkaya

-:ı

..-..

ı

N + -:ı

N

2 1 ,5

1

Srn 1 52�

Stn 1S4

r-

� 0,5 cc

o

o

5 Şekil

Q(bam)

1

J B(E2) geçiş olasılığının spi ne bağlı deği şinı i

7

...

__,..--

5

�-------�--�--

152

150

Şekil 4 Çift- çift

değerlerin in A

n2

's"Sm

'156

iL.otoplarının kuadropol rnoıncntlcrınin teorik vr derıeysel

k ülle sayısı ik değişimı. Burada

aralığına

l8J

deneysel değerlere,

teorik

karşı geliyor.

Ts., Andrejtscheff W., "Atomic Data an d Nuclear Data Tables, 26, 93-136, 1981 [9J Raman, S., N e s to C.W., JR., Kahane S., Bh al.t K.H., "Atoınic Da ta and Nuclear Data Tables 42, 1-54, 1989 f lO.J S.Ran1an, C.H.\'lalarkey, W.T.Milner, J.R. a nd P.H.Stelsen, Transition C.W .Neston, Pro ba b ility B(E2), Fron1 the Ground to the First­ Ex c i ted 2- sta t e s of even-even Nuclides, Aton1ic Data and Nuc]ear Data Tables v.36 ( 1987) 1 [ ll] F.Erhığral, E Ciuliyev, A.Kuliev

KAYNAKI.�A·R

Raman. S., Ma1arkey, C.H., M ılne r W.'T., Nestor, C.W ., and Ste lson P .H., K "Atomic Data and N uclea r Data Tables 3 6, 1-96, 1987 [2] J.L.\Vood K.lleyde, \V.Nazarev,ricz, 11.1-Iuyse and P.Van Duppcn Coexistence in even mass nuclci ,

Venkova,

,

Phys.Rep.215 (1992)101

[3]

154

A

değerlere ve l ise deneysel hata

[lj

15

10

V.G.Soloviev Theory of Coınplex Nucleı,

,

Pergaman Press, New York, ı 976

f4] A.Boh r and B.Mottelson, Nuclear Structure, vol. I Benjamin, N e w York, Amsterdanı, 1969 [5] Da vi do v , A.C., "Atom Çekirdeğinin Teorisi (Rusçay', F .M.L., Moskova, ı 958 [6] Baglin, C.M., '�Nuclear Data Sheets for A 1 50", Nnclear Data Sheets, 18-3, 1976 [7] Heln1cr, R.Ci., "Nuclear Data Sheets (Jpdate for A=154, Nuclear Data Sheets, 69-3, 1993

166

Iifİzotp]anrun Kuadrupol Momentlerinin flesaplaıın1ası I. Ulusal Parçacık H ızlandıncıları ve 180

Uygulaınaları Kongresi Bildirileri, 25-26 Ekinı

2001, TAEK, Ankara

55


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 7.Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

(ok Se,·iyl·li

Dergisi

ÇOK SEVİYELİ

KASKA.D

Knskad

İn\'(�rterlerde SPWM Tekni�inin Kullanımı S.Tuncer, Y.Tatar

İNVERTERLERDE SPWM TEKNİGİNİN KULIJANIIVII

TUNCER., Yetkin TAT AR

Servet

Özet-Çok sev iye li kaskarl inverterl c r uygulamalar için olarak

ye n i

bir güç döniişüın

Çlkmıştır.

oı·taya

Bu

seçeneği

invcrterlct\

farklı

GİRİŞ

I.

gü�·lü

yüksek

seviyeli ın\ L r te rler (ÇSİ)

(,.�ok

son

yıllarda, özellikle

seviyelerdeki de giı·iş gerilimlerinden sinüzoidal bir

yükse k güç 1 ü uygulu nıal ar i�: i ıı o ldukça ılgi çckmektedir. Bu invcrter]cr: kesintjsiL güç kaynakları, statik VAR kon1panzdtöı le ı \c �ürücü sı�tt!tnler g ibi endü striy el u yg u la n1al a r da yaygın olarak kullanılırlar [1-12). Y üksek

azaltınadan çıkış dalga şekillerindeki harmoniklerio

güçlii

ç1kış ger il i min i sentezlen1ektedir. Çok seviyeli ka s k ad inverterlerin en ö n en1Ji avantajı, anahtarlaına frekansını a rtı .. ın21dan veya inv c r t e rin gü�� çıloşıııı

uygulaınalarda

klasik

invcrteıleı,

düşük verim,

azaltılmasıdir.

bii yük transfon na t ör le rin ku I la nı l ına sı nede nı ile yüksek

Bu ınakalede;

dı 'dt 'nin bir sonucu ol a ra k güç d e v rel e ri ak n n-gerilinı üzerinde biiyük dar b eleıı gibi dcr a vantaj 1 arn �a hiptirler. l )evı c topo l<Jjilen nedeniy1e tiy

çok seviyeli ){as k a tl iııvcrteı·lcı· için

Sinüzoidal Darbe Geniş lik M odü lasy onu (Sinusoidal Pul se Width

M od u la tio n

tekni ği

SPWM

tek

olar al{

te k

niğinin

ise yük�ek gü\·lii

donü�ün1

adlandırılır.

Çok

seviyeli

çıkı�

Çok Seviy eli SPW�vl T ekn i ği.

The

('S� ler

seviy eli

Anahtar Kelimeler-Çok Seviyeli Kaskad

m ulti lev e l

sıstcınidir.

gerilin11niu

geriliın

ç�sl

uy

gu lanıa lar ıçin yeni bir güç

�·si 'ler

kla�ik

inverterlere göre;

sprktrun1u,

lıarınonık

vcrin1,

akım­

daha

iyi bir

güç faktüıi.i açıs ı nd an

\l�

darhckıı

pcrförnıans�' İlk

İn'\'erter,

ve

dv/dt

çol{

Bu

ni ğ i basit, etki li ve geniş nıodi.ilasyon indeksi ara lı ğ ı nda iyi sonuçlar ve rnıe kt ctl ir.

Abstract-

,

teknik,

kullanımı açıkJanmıştır. SPWM

SHEPW J\11)

=

at

[2].

sahıpt1r

devıe�i

yı l ın da

1981

Nab ac

tarafından

geli�tınlnıiştır [4}. (,'ST'Icı fa r k lı dt: gcrilin1 seviyelerini sentezteyerek sınü/nidaJ f(1rına yakın bir çıkış gerilimi

cascad e

i nvcrt ers

are

eın ergin g as a new brecd of po·wcr convcrter optiun

for high power applications. Thesc invcrtcrs are to

synth esize a si n u soidal output volt a g e f roın several 1evels of de i nput voltages . ()ne of the si gnifi ran t ad vanta ges of muıltilevel cascade invcrtcrs i s the harmon ics reduction in the output wavefornı \Vithout inercasing switchnng fr eq u ency or decreasiııg the inverter power output. This paper concerns using of sinusoidal pulse

Bu i n vcrterleri n en önen1li avantajı, auahtarlanıa rrckan�llll arlınnadan veya invcıterin güç çıkışını aza ltınadan çı k IŞ dal ga şeki llerindeki harınonikleriıı azall11 nıa�ıdır l 2, 'j.

oluşrururlar.

• • •

\\'İdth

n1odulation trchnique (SP"'l\'1) for m u l til e vel cascadc· inv er ter s This technique is callcd nıulti levcl SPW:\1 techn iq ue The ınultilevel SP W.l\1 technique is a sin 1pl e and effectivc, and gives good results in a '''ide .

.

range of n1odulation i n d ex .

K ey Words- M ul ti lev el (:ascade In v e r t e r , 1\llultilcvel SPWM Tec h n iq ue .

c,·si tıpleri r3l; l)iyot-kcııctlcınc1ı ('Sİ, Ka pası tc-kenctlt·ıneli ÇSL Kaskad (:;'Sİ.

En çok k u l l an ıla n

Kas k ad

ç·si 'lu

aras ında en

az

�;ı) ıda de"re

inv erter

tiplen

c l cn 1a n ı ge rekti rirler. Bu

�·ıkt� geıılınıinin seviyesi taın köpr'j eklennıesı veya çıkarıJn1ası ile kolaylıkla

invc:rtcılcrde hücrelerin

ar l a na b i lir . Bununla hırlikte, de k aynakların çoklu yapı�t ile de n ıa l ı y e t aıtar. Bu invcrterdc her bir seviye ny

aynı

yapıda olduğu

ıniinıkündiir. güç

içın

pahct devre

halin e

getinnek

11u konfigiirasyon son 7amanlarında AC

kaynaklan

ve

nygulanıalarıııda oldukça 1 ·de üç- faz h "-seviyeli

veı i lnıiştir. Şekıl S.Tuncer,Y !atar; F�rat Ün1versite;;i F.lektronik-Bilgi<;ayar Lğılinıi, 23119,Elazıg e-p os ta· stuncer@fııat.edu. tr, e-posta: ytatarvr�f1r:ıt.rdu tr

belirtilen

yukaııda

hız sürücü popüler olmaktadu (5]. Şekil ayarlanabilir

kaskad

inverterin

devresi

l \len görüleceği üzere, her bir tanl­

köprü hücrenin \--.ıkış gcı iliınlcri seri olarak bağlanarak faz geriliınleı ı elde cdihr. Böylece, faz gerilimi iki toplamı inveı te ı köprüsünün çıkış gerilunlerinin olacaktır ( \1AN= V 1

-ı V1 ).


Çok Seviyeli Kas ka d invertel'lea·de SPWM Tekııiğinin Kullanımı

SAU Fen Bilirnleri Enstitüsü Dergisi 7 .Cilt, 2.Sayt

(Temınuz 2003)

S.Tuncer, Y.Tatar

A �.

kontrol teknikleri şunlardır

s.l • •

sı E

s '..

vardır. ÇSİ topoloj ilerinde

tekniği

c

B

tekniği

s...

tün1

içeren

kaynaktan

beslenir

ve

bir

hücre

hücrelerin

bir

farklı

referans değe rid i r

.

,

V

..

AN

o larak beliitilen

ekn ik

basit

t

İnverterin

çtkış

f-·

ıyı

sonuçlar

nedeniyle

yapısı

tercih

Anahtarlama duıumları

-

1--

Sı ··--

1

o

o

o

ı ı

ı

o o o

ı o o

1 ı

1 ı

V1=0

o o

o

1

faz

sayıs1 ise, ın-2s+ 1 bağıntısı ile hesaplanır. Burada s; de kayn akların sayısıdır. Öıneğin ; S-seviyeli kaskad inverterlerde her fa zda 2 a det taın­ köprü hücre ve 2 adet i zo lasyonl u de kaynak gerilin1inin

Bu

V4=E

,

,

mevcuttur.

.

V5=2E

A fazının

Anahtarıann farklı koınbinasyonları

durumu

koşullannda

çalışma

VAN Faz gerilinı 1

ge rilimle ri

çıkış

-E ve O ilc her bir invert er köptüsünde s e viyesi +E o l m ak üzere 3 fa rklı çıkış gerilinıi oluşur. Kaskad inverterdc tam köprü hücrele r i n çıkış geıilimlerini se n tezie me k için tüın ana htarl anıa duıun1ları Tablo I'de vcrihniştir. Bu ra da ı durumu ilgili anal1tarın kap al ı olduğunu ve O dtuuınu anahtarın açık olduğunu belirtmektedir. Tablodan görüleceği üzere, V 1 ve V5 çıkış se viy e si için s adece bir anahtarlaına durumu alınasına karşın, orta seviyelerde birden daha fazla anahtarlama

(SPWM)

anahtarlama durumlaı·ı.

.

de

sentezlenerek şek il 2 'de gösterildiği gibi faz gerilimleri elde edilir. Bur a da

Mo dü l asyon

Tablo 1. 5-scviycli kaska<.l in verterin A-faz geri1 i min in seviyeleri ve

ı. Üç-faz 5-seviyeli kaskad inverterin gOç devTesi

her

GenişJik

edilir.

N

inv erte r ler de

[3];

SPWM tekniği aşırı ıno dülasyon bölgesini de ( 1 <Ma )

i

I<askad

çok kullanılan

Seçi len ham1onikleri yok eden SHEPWM tekıuği Uzay Vektör Darbe Genişlik M odülasyon (SVPWM) tekniği.

v er me k ted r

Şcldl

Darbe

Sinüzoidal

en

o o o ı o

V2=-E

se viye

V 1 = -2E -- -·-

bulunmaktadır.

Bu

mak a l e d e ;

s3

o

ı ı

o o o

o

ı

ı 1

o o

1

ı

o

o ı

ı ı ı o

ı ı

ı

çok seviye li

s4

s 1'

ı 1 1 ı

ı ı ı

o

ı 1

o o ı

o o o

ı

ı

o ı o o o

ı

o

ı

o o o

o

s2. o o o ı o ı o o

ı

o

ı ı ı

SJ' s4' o ı ı o ı o o ı o ı

o

1

o o

1 1 ı

ı

o

ı

o

o

ı

o

o o ı o o

o

ı ı 1

ı ı

SPWM 4ekııiği ile S-seviyeli

kaskad i n ve rte r i n çıkış geriliminin genlik ve frekansının �v"�o�

....

V

v,

kontrolü yapılnıaktadır. Bunun için;

4 2E

� VAN � ""'

V

_..

E

\'ı E

II.

Şc�il

2. 5�scviyeli

kaskad

inverterde

SPWM

V AN faz gerilinıı ve tam köprü

teknikte,

Güç

ÇOK SEVİYELİ SPWM TEKNİKLERİ tekniği

kare

taşıyıcı

karşılaştırılarak

perfomıansı çıkış gerilinunin haı.monik

bile şen l er i ilc ilişkilidir.

çok

elenline eden en es ki

hücrelerin çıkış gerihmleri.

Bir ınvcrterin

olaı (.lk en çok

seviyeli SPW M tekniklerine yer B ah s edi l e n her çok se viyeli SP WM te kniği veriln1iştir. için taşıyıc1 sinyallerin dağtlunları, elde edilen çık· gerili n1i ve ham1onik analizleri için sonuçlar veri l miştir. İkinci olarak, çok se viyeli SPWM te k ni ği kullanılarak, belirli bir modülasyon indeksi için inverter çıkışında üç fa z lı geriinnler elde edi hniş olup bir yıldız-bağlı R-L yük c;;istcn1İ bes J eıımiştir . kullanılan

"---

ilk

dalga içeris indeki harmonikleri

tekniklerden birisidir [2].

sinyal

ile

referans

inverter devresindeki

Bu

sinyaller

anahtarlar için

ge rekli tetikleme sinyalleri elde edilir. Taşıyıcı sinyal ola:ak çoğunlukla üçgen dal g a şek li kullanılır [1 6]

elektroniği araştı rmacıları

böyle dalga şekillerindeki harmanikieri azaltmak için bir

,

çsrler

çok konn·ol teknikleri üzerine çalışmaktadırlar. Bugüne

için

i n vc r te rle rdc

kadar inverter topolojilerine uygu la nan bir çok kontrol

57

k u llan ı l an

SPWM teknikleri,

kuJJanılan

SPW.M

iki

.

sevıyeli

tekniklerinin


SAU Fen Sılimieri Enstitüsü 7 .Ci lt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

(,·uı, �t'' i� (.•1 i

Dergisi

sinyal le ri

aynı

sayıs1

inveıterin

sinyallerin

tekniğinde

ş a rtıy la

kaln1ak

seviyesine

1

taşıyıcı

bağlı

E

modülasyon

indeksi

[1].

s ırasıyla şu şekilde b e l irtilir

�1

a

=

Mf=

ve

frekans

olarak

c Q)

<.9

-1

-----� --OL-----� � � � 0 01 5 --� 05 �--- �071 0 0� . 0� 0 02

E

·-

·ı:: Cl> O) t-.J ro lL

Zaman(sn)

1

indeksi

,- ,-

o

1\.nı

(1 )

(nı-- l)Ac

> -

.

c:: (1}

Zaman(sn)

���

.......

o

1000

500

-

1500

-

2000

2500

SPWtv1

Frekans(Hz)

A- Tip ı ıçın dalga �cJ..liiCll

o -1

teknikleri

taşıyıcı

polarit e ve faz değişimine göre iki grup ta

11.1 Taşıyıcı S i ny alierin Polarite

3000

1

Taşıyıc ı siny a li n gcnliği,

seviyeli

02

� ------�-----� � �0 01 0 00 5 � 0

� 0 0 15

___ ___ ___

Çok

o

Şekil 3.

:Taşıyıcı sinya lin frekansı.

c

...1

os

o

f m : Re ferans sinyalin frekans ı, f

-

0.015

0.01

(2)

fnı

""

--.

-

o 005

o

Am :Referans sinyalin gerıli ği, :·

,.....

,.....

.X.

c

-

� ,....

Burada; Ac

"-

-

fo-

-1

-

1

----

f

O

-

artınlır. İnverterin sev iye sayısı m olarak alınırsa gcnliği ve frekans ı birbir in e e ş it m-1 tane t aş ıy ı c ı s iny a l gerekir. B öy l e ce bu taşıyıcı siny a ller her faz için referans olan siııüs dalg alar ile karşılaştınlır. ÇSİ,lerde

irn «.·rterlerde..._ PWM Tekniğinin Kulinnıma

S.Tuncer, Y.Tatar

genişletilmiş halidir [ 1]. Çok seviye li SP W M

referans

Ka�kad

sinyallerin

1

incelenir [ 5,8].

.

_

E

.....

Değişimi

Q) O>

_:.1"""

"

.... "-

-

·-

Zaman( sn)

� 0 02

__ ____

o 1-'-

ı....- r-

...

r- ,.... �

1

o 005

Bu teknik> taşıyıcı sinyallcrin muhteınel d ağılınıları için

-

1

...

-

-:- -

o 015

o 02

karşılaştırmalı bir değerlendim1eye dayanır. 5-seviyeb

bir inveıterde taşıyıcı s inyal lerin dağıl ımı için 3 farklı

> .._.. �

yol mevcuttur [5].

1.

c: Q)

0.5

<..')

A-Tipi: Tün1 taşıytcı s i nyall er aynı fazdadır.

5 00

2. B-Tipi: Tüm taşı yıcı sinyaller birb i rine zıttır

3. C-Tipi: Sıfır ref erans değerinin üstünde ki tüm taşıyı cı s in y a ll er aynı fazda ve bu referans değeri njn altındaki

Şekil4.

taşıyıcı sinyaller ters fazdadır. Ma

=

0.85, frn=50lız

ve

fe = lkhz seç i l erek

,

sonuçlan

şekil

verilmiştir.

Şekiliere

E

taşıyıc1

polarite d e ğ işimi için benzetimler yapı1mış ve '

1

bileşeni 50 hz'de ınevcuttur. E

Taşı y ıcı sinyali e rin farklı şekill erde dağılımlan ile her çıkış

farklılıklara sahiptir

gerilinnnin (şekil 3-5).

3000

2500

R-Tipi için dalga şckilJeıi

spektral Bu

yapısı

tekııikte;

o

o

-

dunnnda

Frekans( Hz)

2000

-1

dikkat

edilirse ; inverterin faz gerilimi S s e viyel i olup, temel

bi r

1500

1

sinyallerin

3-5 de

1000

·c Q) O>

da

LL

düşük

o 005

r1"""

o -1

0.01

r-=- ,....

..._

u

0.015

Zaman(sn)

-,-

"

'-

,.....

,....

u

r-

o

0.02

....

0.005

0.01

r

.-

.......

-:-

.-

0.015

.

0.02

a an n 1 r----,---,...-:::.:. Z ..;,;.. m� 1 �(.=.:s .:,.{,)_� 1 -' __, • ---" T --

harmoni k l er yok edilmekte fakat taşıyıcı sinyalin frekansında ve yan bant frekanslarda harmonikler oluşmaktadır. Taşıyıcı sinyalin fre kansı temel frekanstan o ldu kç a yüks ek seçildiğİnden bu harmonikler çıkı ş gerilinıinde büyüklük aç ı sın dan önem arz etmez le r. Ayrıca gerek l i göıüldüğü takdirde filtre devreleri ile de yüksek dereceden harmonikler yok dereceden

>

......

� = c

Q) (.9

o.5

0

�-�·�A�LAA�-����A�--�--���-�·-D-

o

soo

1000

Frekans( Hz)

.Şekil S. C-Tipi

edilebiln1ektedir [ 51.

58

1500

2000

için dalga şekllleri

2500

3000


Çok Seviyeli

SAU Fen Billroleri Enstitüsü Dergisi 7 .Cilt,

2.Sayı (Temınuz 2003)

Kaskad

İ.nvertcrlerde SPWM Tekniğinin Kullanunı S.Tuncer, Y.Tatar

II. 2 Taşıyıcı Sinyalierin Faz Değişimi

referans sinüzoidal dalga. modülasyonu).

Bu teknikte; taşıyıcı sinyaller birbirleri ile fazlan kaydınlmış durumdadırlar[ 1,2, I O, 13]. Örnek olarak; S-seviyeli bir in verterde şekil 6'da gösterildiği gibi 90° l ik faz farkı ile taşıyıcı sinyaller oluşturulmuştur. Taşıyıcı sinyallerin, seviye sayısına bağlı olarak ne kadar kaydınlacağı (3) denklemi yardımıyla hesaplanır. e�

m-ı

Burada; 8 faz kaydu·ma açısıdır. 6'da

Şekil

Ma

0.85,

=

f.n=SOhz ve

fc

==

lkhz

ıçın

taşıyıcı sinyallerin faz değişiinine göre benzetiın sonuçlan verilmiştir. Faz gerilinlinin harmonik spektrumundan görüleceği üzere teınel b ileşenin genliği bölüm II.l 'de verilen çok seviyeli SP WM teknikleri ile aynı değerde olmaktadır. Bununla birlikte, bu teknikte inverterin çıkış akınu ve gerilinrindeki toplaın harm onik bozulma (THD) daha düşüktür [1].

� E

·r: 4>

(9

faz geriliınİ ve faz-fa z geri liınJerinden görüleceği üzere; ÇSj topolojileri ile klasik iki/üç seviyeli inveıterlerden daha düzgün bir çıkış gerilimi çıkış elde ediln1ektedir. İnverterin seviyesi artın]ırsa dalga şekli sinüzoidal fonna daha yakın olacağından, doğal olarak "Toplam Harmonik Bozulma ( THD) Şekil 7- 8'deki

1

"

o -1

azalacaktır.

o

o 01

0.005

0.015

Zaman(sn)

Tablo

0.02

.

r-

·-

·c cı.ı O'J N

O

-

'-

'-- ·- ı-

r

-1 o

1

'-

_L

0.005

.,.. ._. ._ _ ,. ._

0.01

Zaman._{snj

.

II. Devre parametrele:-}

indeksi. Ma Referans sinya lin frekansıl jm Taşryıcı sinya/in frekansı, fe Modülasyon

ı- F'"'r- � ·E -

(üç-faz

Çok seviyeli SPWM teknikleri kullanılarak istenen elde genlik ve frekansta üç-fazlı gerilimler edilebilmektedir. B ö lüm li' de b ah sed ile n tek faz modülasyonu kontrol mantığına göre şekil 1 'de verilen S-seviyeli kaskad inverter çıkışında üç-fazlt gerilimler üretilerek bir yıldız bağlı R-L yük sistemi beslenmiştir. Taşıyıcı sinyallerin po larite değişinıi kısmında açıklanan A-tipi için benzetimler yaptln1ış olup, sonuçlan şekil 7veritıniştir. Tüın benzetim sonuçlan 8 'de MA TLAB/SIMlJLlNK kullanılarak elde edilnıiştir. Benzetirnlerde kullanılan devre parametreleri Tablo II' de görülmektedir.

(3)

--

ka rşılaştınlır

5-SEVİYELİ KASKADİN VERTER İLE BİR R-L YÜI( SİSTEMİNİN BESLENMESİ

III.

'

360°

ile

r

r r

r

ı-

ı- '-J ....

....

DC hat gerilinıi Yük direnci. R

0.02

0.015 .

r-

: 0.85 : 50hz : lkhz : JOOV : JO.Q : JOmH

Yük indüktansıJ L

-

� 0.5

.

c: Q)

<!>

500

1000

Şekil6. Taşıy1c1 sinyahn

� 1500 2000 Frekans( Hz)

2500

3000

200

·-

E

·ı:: <lJ O> -

faz değişimine ilişkin dalga şek111eri

SPWM tekı1 iğinin gerçek zamanlı uyg ulaınalarında yüksek hızlı mikroişlemeilere ihtiyaç vardır. Bu durunı basit yapılarına karşın bu telrniğin dezavantajını oluşturur. Bununla birlikte, mikroişlemcilerdeki son yıllardaki gelişmelere paralel olarak artık SPWM tekniğinin bu dezavantaj ı da ortadan kalkmaktadır.

o

-200

o

>

400�

E

200

..._...

-

·ı:: <lJ O>

� �

.... ı

LL

�--- ��--��

-�

0.02

0.04

--�

Zaman(sn)

--��--

--�

--

--

o

-200 -400

�----�----�

o

o 02

0.04

20 r-----�

0.08

0.06

Zaman( sn) ��

� -----

Üç-fazlı inverterlerde, her faz hacağındaki anahtarlaı- için gerekli tetikletne si.nyalini üretmek için iki farklı yönten1 kullanılır (9]. Biiinci yöntemde; bir taşıyıcı sinyal fazı kaydırılımş sinüzoidal referans kümesi 120° dalgalarla karşılaştırılnıaktadır (tek-faz n1odülasyonu). İkinci yöntemde ise 3 fark lı taşıyıcı sinyal kü me s i kendi aralarında 120° faz farkı ile yerleştirilir ve sadece bir

O. 1

0.08

0 . 06

-----

--

��--�

----

0.1

--�----�

--

o

-20 �----�----� o 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Zaman(sn)

Şekil

59

7. Faz ger1Iinıı, faz.faz

gerilimi

ve

faz akım1

dalga şekilleri


Çok s�viyeli Kaskad

SAU Fen Dilimleri Enstitüsü Dergisi

(Temnıuz 2003)

7.Ci lt, 2.Sayı

inverterlerde SPWM Tekniğinin Kullanarnı S.Tuncer, Y.Tatar

Annual Power Electronics Seminar, September 19-

� 40�----�-�----�---.

3

·-·

E

·-

·c QJ O> N ro

2 1, 1999,

La i J.S.,

Virg inia Tech., Blackburg, VA. Peng F.Z., Atfultilevel Con verters-A Nel1.1

Breed of Power Converters, I EEE Trans. Industry App., pp.509-5 17, May/June 1996.

-401� o

0.005

40(•

0.01

--

Zaman(sn) •

4

�� --�

--

--�

�-� ------

0.015

0. 02

--

Point-Clarnped PWA4 bı verter, Applications, Yol.

IEEE rfrans. Industry

6, Nov/Dec. 1983, pp.

19 No

1057-1069.

5

.!>ı:

'c 20C

Q)

(.!)

o LL��·--��-����--·��-�·----·-500

0

Şekil

Nabae A., Takahashi I.) A kagi H., A new Neutrai-

1000

1500

2000

3001

2500

Frekans(Hz)

8. Faz-faz

(f

=

geriliminin

50hı ) .

frekans

6

ıçın

analizi

dalga şekilleri

CaıTara G., Gardella S., �archesoni M., Salutarİ R., Sciutto G., A Ne)!1.' Multi/eve/ PWM Method: A Theoreıical Analysis. IEEE Trans. Po\vef Electronics, \'ol. 7, No.3 , J u l y 1992. P.N., Rendusara D.A., C e n g e l ci E., Enjeti Stefanovic V.R., Gray J .W., Anal y s ıs of Common Mod e Voltage- Neu tra l Slıifi" in Medium Voltage PWN! At!fustable Speed Drive (MV-ASD) Systems, IEEE Trans. Po wer Electronics. V ol. 15 No. 6 "

III. SO�lJÇ

Nowembwer 2000. Bu

rnakaledc;

7

S-seviyeli kaskad ÇSİ devresinin ana lizi ve daha sonra tün1 mod ülasy on indekslerinde iy1 sonuç ve ren çok seviyeli SPWM telaıikleri açı k la ndı . Daha son.ra bu inverter çıkışında el d e edilen üç-fazh ge ril iml er ilc bir R-L yük sistemi ni n besleniln1esine yönelik benzetin1ler yapıldı. Makaleden elde edilen sonuçlar aşa ğı da özetlenmiştir; •

Çok

ilk

s eviyeli

olarak y ap ıl dı

kaskarl

inverterler,

uygulanıal ar için çok clverişhdir.

ne deni y l e

yapılan

anahtarlama invert erl e r

,

fuel

inverterler

seviye1 i

taş ıyıcı

tekniklerinde,

dağılınıları ilc çıkış

da

cihazJar ar asında

8

iç in

sinyal1erin

fark l ı

9

g enlikler

birbiı-ine

faz

İnverteriıı taşıyıcı

geri1inı.indeki

fr ek ansının

sinyalin

o]uşnıaktadır. frekanstan

Taşıyıcı

büyük

yan

sinyalin

seçildiğinde,

11

yakın sadece

a

Efiybrid

Inverter, European Sept. 2

Power Electronics 1999, Lausanne Switzerland.

Sirisukprasct Harnıonic Modulatzon

S., Lai J.S.,

Liu

T.H.,

Badwitdth Consiclerations

IEEE Trans. Povler

Canverters,

1999.

lJeda F., Application of

J ia ng

Q.,

Co11necıed

Lipo T.A., Svvüching Angles and DC Link

Voltages

Optinu:zation for

lnverters,

Elcctric

Multilevel

Cascade

Machines and Power

1\1otor Drh'e.\, IEEE Ind

baş ka

Mecting, Ronıc,

Manjrekar M.D., Steimer P. and Lipo T.A.� Strn teg ies for

Semtember/October

Systems

Manjrek:.:

Nine-level H-Bridge lnverter for Large lnduction

temel

KAYNAKLAR

Control

Industry

M.D., A Power Electronic Tran5former (PET) [ed

açısından önen1 arz ctn1ezler.

Lund R.,

No.5,

Conf. 1999. 12 Ki e f em d or f R., V enkatar a manan G .,

bir d e y işl e frekans indeksi büyük seçildiği takdirde, bu yan bantlarda büyüklük oluşan gerilim h a rmo nik l eri

1

ı\tfultilevel

2000.

bant la rında

frekansı

Walker G., Led \vic h G.,

paral/el

yapısında

harınonikler

33

Trans.

1vitlı

NPC-PWM Jnverters lvith Multi/eve! Modulation .for A C' Motor Drive, IEEE 'fran. Power Electronics, Vol. 15, No.S, Semtember

ara

değerdedirler. •

Vol.

1 O Matsui K.. Kawata Y.,

SPW!\1

çok

Ap pl ications

TEEE

Ca n verters

Electronics, \f ol.14, No.l, Ja nu ary

Bu

farklılıklar oluşn1aktadır. Btmunla b ir l i kte, temel

frekanslardaki

Linearity,

,

Z., Yang C., Ooi B.T.,

Multi/eve/

Jnput/Output

for

şekillerde

faz geriliminin spe k tra l

\Volanski

1997.

değerlerinin

kullanılan

Mwiınyiwiwa B., J\1ultimodulator

sayısı,

ideal bir

Vol. 3. pp. 1520-152 7.

October 1999.

güçlü

artuı.labilir.

Multi/eve! Po,.,ver Ca nvers i o n Syste1n: A Competiti11e Conf. Rec. Phoenix, AZ.

ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir

kaynakları ile ı\C yüz oluşturacaklardır. Çok

k ada r

M.D., Steimer P., Lipo T.A., Hybrid

Solution for J-ligh Power Applications. IEEE-IAS

ve modüler

s evi y e

akım-gerilim

sınırlara

enerji

Basit

inverterlerde

elemanının

e t t 1 ği

müsaade

bu

yüksek

M anjrekar

Seven-Level Conference,

Optinıunı

vvith a Wide Range of lndexes for MuZtilevet Converters.

Reductıon

60

.

App.

Italy, Octobcr

Socie�' Annual

8-12, 2000.


Çok Yaıuth Tagucht Deneysel Tasarım Metodu ve Aliiminyum Sanayinde Bir Uygulama

SA U Fen Bilimleri Ensti tOsü Dergisi

Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2003)

7

M.Ferah

ÇOK YANlTLI TAGUCHI DENEYSEL TASARlM METODU VE ALÜMİNYUM SANAYİNDE

BİR UYGULAMA

MesutFERAH Özet -

"

Bu çahşoıada Çok Yanıtlı Taguchi Deneysel

Ortalaınaııın tahnıini

f.1

Tasanın Metodu kullanılarak alüminyum profillerin

Eski ölçün1lerin ortalaması

boyanınasında etkili olan faktörlerin optimi zasyonu sağlannıaya

çahşıldı.

ohnasından

dohnyı

Toz

boya

ma liyetinin

boyanan

profillerin

fazla

film

Yeni ölçürolerin orta laması

f-Ly

Eski ölçü1nlerden alınan nnınune sa yts ı

kalınlığının 60 - 80 J..l olması istenir ve profillerin

çoğunlukla

dış cephelerde kullanılnıasından

dolayı

darbe direncinin maksinıum olması hedeflendi. L18 ortegonal dizisi kullanılarak çok yanıtlı bir problcnti çözecek algoritma anJatıldı. Sonuç olarak belirlenen optiınun1 proses şartlarında sağlan1a deneyi yapılmış, hipotcz

testi

ile

iyileşnıelcr

göst�rilnıiş

ve

sarfiyatındaki azalma gözlenmiştir.

Analıttır Kelilneler

Taguchi

-

nıetodu,

boya

n

Yeni ölçümlerden alınan numune sayısı

y

N

Gözlemlerin toplan1 sayısı

ll-ı

i. yanıtın tekrar sayısı A faktöıii ue ait kareler toplarm I-Iat.a kareler to plaım

Kalite

(;cJiştirıne, Çok yanıtlı tasarını.

Ab,·tract- In

this study, the factors w hich have affect

on powder coatiııg of alunıiniun1 profHes \-Vere tried

to be optimized by using Multi- Response 1.,aguchi Expcrinıental Design

Method. Bccause of the high

cost of powder paint, the filnı thickness of the powder coa ted profiles is required to be

60

80fl and

-

because of using these profHes especially on outer side

of the buildings, the stroke strength w as aimed to be

n1axiınum. The algorithm which will b e used to solve H

�ı ulti - Response problen1 by using L 18 ortbogonal

a rray

\Vas

explaincd. are

experinıcntations proses

conditions,

i nıprovements

and

Inconclusion,

made

in

hypothesis powder

confirınation

certaiıı tests

paint

optiınurn

are

pointed

-

rfaguchi rnethod, Quality i mproveınent,

1\tJulti- response design.

C'!

SiMGELER Güven aralığ ı

s

:

Eskı

2

ö l ç ünıle r ı n vaıya n s ı

sy

Yeni ölçünıJcrin varyansı

T

Tüm gözlenılcrin topla mı A faktörünün serbestJik derecesi

vA v

I-Tata serbestlik derecesi

VT

l'oplaın serbestlik derecesi

e

i. noımalleş1irilen yanıtın

wi Yijk

ağırlığı

k. tekrar ve j. denen1ede i. yanıt için

gözlenen veli

I.GJRIŞ

consumption

decrl'asc was observed.

Key JYords

Toplaınkareler toplann

Taguchi ınetodu, kalite Taguchi

tarafından

gelişti ril nuşti r. B u

geliştinne konusunda G eniclıi

deneysel

tcknjğin

tasarın1a

temel

dayalı

olarak

felsefesi kalitenin

ta sa n ı n aşanıasında üıiin veya prosese kazandınlmasıdır

LİSTESİ

[ 1].

tek

Taguchi,

Lii

Kali te kayıp katsayılan

j. denemede i. yanıtın kalite kay bı

ın

Y anıt sayısı

Jl

Mikro n

çallşnıal arın artması ile beraber çok yan ı tlı problenıle r

k1

M.

Fcralı; SAU

B01ilnı0, Adapazan

Fen

yanıtlı

Enstitüsü, Endüstri

optimizasyonunu

sağlan1aya çalışınış, çok yanıtlı problcınJeı üzerinde pek fazla durmarruştır. Fakat ihtiyaçların ve bu alanda

üzerinde çalışılması

Bilimleri

problenılerin

Mühendisliği

gereği ortaya çıkmıştır[2].

Çok yanıt'lı bir deneyden elde edilen verilerin analizi, verilerin çok değişkenJi yapısının dikkatli bir şekilde aJınnıası ru

gerektirmektedir.

Yanıtlar

aras ın da

c

le

var


Çok Yamth Taguchı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Alüminyum Sanıtyinde Bir Uygulama

7 .Ci H, 2.Sayı (Temmuz 2003)

olabilecek ilişkiler

M.Ferab

Yukaiıda bahsedilen döıi durun1 iç in, geleneksel Taguchi

bu tip tek değişkenli incelemelerin

,

Yöntemi MRSN tabanlı

anlamsız olmasına neden olur. Bu durumda, birkaç yanıt

optimumdan

olan koşullar,

uzak,

olanaksız olabilir. yanıtların

fiziksel

hatta

diğer ya nıtlar için

Keşifsel bir yaklaş1m

yükselti

eğrilerinin

Bu aş am a da her bir yanıt için k alite kaybı hesaplanır.

olarak, tüın

üste

üst.

,

koyularak,

Taguchi' ye göre aşağıdaki üç formül kullanılır:

koşullar ın tüm y a nıt la r için yaklaşık optimum olduğu bir sayıda girdi

En küçük- en iyi y anıtı içuı,

Bunuill a bıilikte, bu p ro se dü r çok

bölge belirlenebilir.

değişkeni

ve

içeren

yaıut

Aşama I.l(alite Kaybının Hesaplanması

u y gul anması

olarak

Lee I. TONG

[3]:

ayrı ayrı aptimmnl arın elde ed itıne s i anlan1Sızdır. Bir opti mal

uygulanabilir.

t ara fından önerile n eniyilerne prosedürü dört aşanıa içerir

fonksiyonu eşanlı olarak optimize edilmek isteniyorsa, yanıt için

Deneysel Tasarım Metodu ve

sisteınlerde

sın ırlıdır [3].

(1)

Çok yanıtlı mühendislik problenılerine bir yaklaşım da

tek tek yamtlaı·ı birleştirici hedefte kombine etmektir.

En büyük- en iyi yanıtı için,

Yarar teorisinde ço k l u hedef tekniklerini mukayese etmek

ve

tenkit

B unlar

etmek

riski

için

ba z ı

önlemek,

karakteristikler

marj ina 1

ik ame

kullanılır.

oranları

birleştirilmiş fonksiyondaki yanıtların ilişkileri dir[ 4].

II.

Ancak

çoğu,

çokl u

kalite

problenuere çok az

kalite

·

n1ühendisliğinde

tür

bu

L

şaşutıcıdır.

optimizasyonu ile ilgilidir. Shiau, kalite karakteristiğinin bir ağırhk atadı

p erfomıans

pro blemin

ve

y

==

için

ağırlıklandırıln11ş SN oranlarını t opl adı [3]. Myres ve

Carter, ikili yarnt yaklaşımını önermiş tir.

..

n;

" �

n,. k=l -

k3

1

(2)

-

Yuk 2

en iyi yanıtı için, s

..

1)

2

( 3)

Yu

Burada,

çok yanıtlı

h e sap lamak

ölçüsünü

-

kriterli ç.ıktı

dikkat edilıniş olrnas1

oramna

==k?

Nominal

Tagucm uygulaınalanna ait yayınların çoğu, t ekl i yanıtın her bir SN

.

q

LiTERATÜR Bİl�GİSİ

İn1alat proseslerinin üretirler.

L.

ve

1

n,

n;

k=ı

-LY,J"

Yu

V inning ve

1

(4)

Myres, Taguchi metodolojisi çerçevesi içerisinde ikili yarut yaklaşımını kullannıak suretj ile bir optiınizasyon metodolojisi önermiştir. Del Castil1o olmay an

doğrusal

programlama

Myres ve Mo ntg or nery; yeni

yöntemlere

vurgulan1aktadır

bulanık

kü.me

çözünıü

önermiştir.

K.huri ve Cornell, e ait nıetinler

çok kriterli ürünl e r i n hakinıiyetine ıçın

ve

gereksinim

olduğunu

Tong ve Su, sistematik bir p ro se d ürü teorisinin vurgu l aması sureti ile

yaıut1ı prosesleri en iyi şekilde

içerir [3):

ni n

doğnıdan

gelir.

En

denemedeki en

bölünür.

Dolayısıyla

,

1 'dir. Nonnalleştirilen

küçük kalite kaybı anlam,�

toplanı

sonunda, 1-1RSN oranı

kalite kaybı, O ile

.1

1

İkincisi, her denemede

kabte

kaybım

(11'iQL)

da

TNQL'

a dayanarak

hesaplanır. Bu üç adıın aşağı daki gibi özetlenir:

Adırn 1: I-ler bir yanıt için her denemenin kalite kaybını nonnatıeştir.

neden olduğu kay1p farklı olabilir.

Çoklu

.

hesaplamak için her bir yanıta uygun bir a ğırlı k verilir.

fark lıdır. Dolayısıyla, her bir yanıtın her biriınİ ni n

her yamtın

j.

büyük değer

Böylece> normalleştirilen

norrnalleştirilen

Çoklu durumlarda ölçü birinıleri, her bir y anıt için

Çoklu durunuarda ö nen1 her bir yarut için farklıdır.

en

d oğru d a n doğn.ıya toplanabilir.

ve

ola ra k ,

( MRSN)

arasuıda değişir. Bu yüzden her bir yarnt için kalite kaybı

toplanamaz. •

birincı

k aybı n a

daha küçük de ğ e r, daha

kullanmak için

karşllaştırılarnaz

kalite

normalleş tirilen

uyguların1ası a.şağıdaki düşünceleri

k a y ıp,

Oraıunın Belirlenmesi

büyük

bir yan ıt için daiuıa farklıdır. Bu nedenle, her bir için

Sinyal-Güıültü

Yanıtlı

için, her bir denen1edeki kalite k a ybı

ileri

Çoklu dururrılarda nitelik ve kayıp fon.1<:siyonlan, her yaıut

Çok

kalite kaybının ölçüsü no ın1alleştinnek ge rekir Her yamt

ÇOK YANlTLI YÖN1�EMİN PROSEDÜRLERİ

Taguchi Yönterni'

bir

II:

A şama

Değişikliğin azaltılınasında

,

ınatenmtik b ilgisi gerektiınıektedir [ 5 J.

Çok

bunlaı-Ia baş etnıek

geliştirmiştir. Ancak tüm bu yöntemler, k'llvvetli

III.

(5)

ve Montgomery,

'

(6)

,

durunuarda

ıi

n on nal

en

iyi

k alit e

karakter1stikleri ol duğu zaınan ayarlama faktörleri seçileb ilecektir.

Ad1n1 2: I-I er deneme için nom1alleştirilen toplanı kalite ka yb ın ı hesapla.

62


Çok Yanıth Taguclu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 Ci h,

Alüminyuın Sanayinde Bir Uy�ulama

2.Sayı (Teınmuz 2003)

M.Frrah

ortalaına yan1t üzerinde etkiye sahip olan ve diğer kalite karakteristikleri için ortalanta yanıt üzerinde bir etkiye sahip olamayan herhangj bir faktör 4. durun1 için avarlam a faktörü olarnk seçilebilir.

lll

TlVQL.I

=

L yı;lClj

(7)

i=]

Adım 3: Her deneme için MRSN oraıunı belirle.

J\1/RSN. 1

==

-1 O 1og10 (TNQL;) .

"'

(8)

Aşarrıa ın. En i yi Faktör/Seviye l<ombinasyonunun Belirlenmesi ..

en iyi ve en büyük- en iyi d urumlan i\·in beklenen kalite kaybının dolaysız en kiiçüklenmesini önennektedir. Noınina] en ıyi durumu içjn Taguchi, iki aşaınalı, yani sinyal-gürültü oranı111 ınaksinuze etmek ve sonra ortalanlayı hedef değere ayarlayan bir eniyilerne prosedürü öncrn1ekted ir. Bu kaYraınlara dayandırılan çok yanıtlı probleınlerde en iyi faktöriscviye kombinasyonunu kullanılan proscdiir aşağ1da belirleınck için açıkl::ımnaktadır: Adın1 1: Faktör etkilerini hesapla

2.

1.

IV.

l\1RSN değerleri üzerinden faktör etkilerini ç iz ve ana etkileri çize lgel e

kontrol

faktörlerini

ve

PI�OBLEMİN lJYGlJLAN1\1ASI

oluşturduğu görülıncktedir. Toz boya maliyeti alün1inyunıun satış fiyatından daha fazla olduğundan sarfiyatlannın azallıJn1as1 gereknıektedir. Ayrıca boyanan profillerin özellikle inşaat sektörlerinde yer aln1ası dolayısıyla dış dayan ınılara karşı maksimum direnci gösterecek yapıda oln-ıası gerekmektedir.

bunların

MRSN üzerinde aıılamlı etkisi olan kontrol faktörünü

Her bir kontrol faktörü için MRSN üzerinde en yüksek değere sahip olan en iyi seviyeyi belirle

Adım 3: En iyi ayarlama faktörlerini belirle: Eğer çok

lO .4 l

2. J.

En küçük en ıyı ve noıni1 ıa 1 karakteristiklerinin eniyilen1esi durumu.

en

en büyük en iyi ve nonıinal karakteristiklerinin eniyilemesi durunıu.

en

.

ö

..,_

-

yanıtlı problen1lerde nomina] en iyi karakteristiği varsa, uygun ayarlanm faktörleri tanınılanmahdır. Dört durunı vJrd ır: 1.

Yapıln1ası

Toz boya departn1anındaki n1aliyetler incelendiğinde tüın ınaliyetİn yaklaşık 0/o 70' ini toz boya maliyetinin

bul

2.

Doğlulama Deneyinin

IV .ı Problemi n 'I'anınılanması

Nominetl en iyi dunım için ortahıına yanıt değerleri üzerinden faktör etkileıini çi:t ve ana etkıleri çizelgele

Adın1 2: En iyi sev i yelerini beli de.

Aşanıa IV.

Burada önerilen eniyilen1e prosedüründe doğıulama deneyi için MRSN değeri olan temel sınırlaına, denklem kullanılarak hesaplanamaz. Doğnılaına deneyi, deneyle elde edilen en iyi dun.ın1uı1 gerçekten bir iyileştiıme sağladığını kanıtlaınak için yapılır. Eğer her bir yanıt için gözlenen ve tabınin edilen SN oranlan bir birlerine yakınsa, üzerinde deney yapılan toplamalı ınodeliıı iyi bir tahnun olduğuna karar verebiliı-iz. Sonuç olarak, önerilen optiınunı duıuın, proses için benimsenebilir. Eğer yanıtlardan biri için öngöıiilen ve gözlenen SN oranları birbirlerine yakın değilse, toplaınalı ınodcl yetersizdir ve belki de etkileşünler önemlidir diye kuşkulanınz. Bu dururnda, istenen arnacı başan11ak için başka bir deney yapn1ak gcrekebilir

Taguchi, en küçük

1.

Dcneysd Tasanın Metodu ve

rL '

l

. ·-�

. ı

7 . 2

L . 6

"5

l

f--

l·.: •

-�

1-

___

1

c-�tJ-'>

.

ıyı

l

.

k-

--�

-

j''.:<?->...

-

'-,

ı f ı

ıyı

ı

En kiiçük- en iyi, en büyük- en iyi ve non1iııal- eıı iyı karakteristiklerinın eniyilemesi duruınu.

·� ..

ı:. :S

l--

( 1

-ı.

Hepsinin nominal - en eniyılenıesi duıuınu.

ı 1 ı ı

iyi karakt�ristik]criuin

1

1

1\şağıdaki ıki gereksinimi karşılayan bir faktör, 1, 2 ve 3. dunnnlar için bir ayarlama faktör olarak seçilebilir. nirincisi, nonıinal - en iyi karakteristikler için, MRSN' de anlaınlı etkiye sahip olmayan. fakat onun yerine ortalanıa yanıt üzerinde an1anı1ı etkiye sahip olan herhangi bir faktör, ayarlaına faktöıü için aday olarak seçilebilir. [kincisi, a y arlanıa faktörü, ortalaınayı hedef değere getitmek ıçın kullanıldığı zaınan., kalite karakteristiklerinin iyileştiıildiğj yön, en küçük - en iyi Ye en büyük -- eıı iyi dunıınlarının an1acını cş�anıanlı o1arak karşılamalıdır. MRSN' de anlanılı ctkjye sahip olnıayan, onun (aday faktörün) kalite karakteristiği iç.in

ı

-

t--.

.

L

1

1

r-r� !->' r-...� ..._ 8 .

1. OJ 1.) i\umcralı Profilın

IV .2 H edef'in Bclirlcnnıcsi 63

.�.

ı

------

Şekil

'&; ""'<f

t.:::.,..l -�

g

�-

-

------

l

.

1

-

Teknık Resnıı


Çok Yanıtli Taguchı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Say1 (Temmuz

2.003)

Alüminyum Sanayinde Bir Uygulama

�I.Ferah

fakt örler oı1a mın sıcaklığ ı nem durumu, ön işlem banyo lan ndaki konsantrasyon değerleri ve hava basıncının başka bir k a yn ak la ortaklaşa kullanılması şeklindedir. F a kat bu faktörlerin

Birliği) g öre film kalın h ğının 60

-

80 �l rnertebesine

çekilmes i ve darbe dilencinin ise maksimuın noktaya ç ı ka nlması için uygulanan adımlan içerir.

Toz bo ya

kontro llerinin

maliyetini azaltacak şek ilde hedef değerler film kal ınlı ğı

duruma yakın

zor,

veya

pahalı

zaman

alıcı

hata)

olarak kabul edilıniştir. V e bu faktörlerle bir

faktörl eri

faktörleri ile yapılacak olan deneyde her deneme beş kez tekrar ed Hmiş böy lec e oluşturmaktansa, kontrol

dizi

,

IV�3 Faktör ve seviyelerin belirlenınesi yararlanılarak

çok

,

old u ğundan bu faktörler kontrol edile meyen (noise,

içjn 70 Jl ve darbe direnci için 100 cm b c lirle nmişt i i. Denemeler uygulan1ada kolaylık sağlamak için Şekil 1 ) de g ö sterilen tek pro fil üzerinde yapthmştır.

kontrol edi l em eyen faktörlerin n1eyd ana getirebilecekleri

fakt ör

Elektrostatik toz boya bölünıünde

e d ilemeyen

Kontrol

Bu uygulama, Qualicoaf a (Avrupa Toz Boya Kalite

tecrübelerden

Deneysel Tasanın .:\1etodu ''e

değişim

ve sev iy e leri

faktörler ve seviyeleri Tablo 1

Mevcut

çıkanlnuştır.

Uygulama için

[ 6 J.

gözlenıniştir

'

belirlenen

de gösterilıniştir.

olan değerler göz önüne alınarak en iyi

sonucu verebileceği düşünülen faktörler seçilmişlerdir.

Tablo 1 .. Performans Karakteristığıni Etkıleyeceğl Düşünülen Faktör ve Seviyeleri FAKTÖlZLER

Temiz

-

n

Hava basınc.1

5 bar

6 bar

7 bar

c

Kroınal bekleme süresi

O- 1 saat

2-8 saat

Tarak- profil aras1 mesaf�

22 c1n

25 cm

28 cm

Yok

1 ölçek

2 ölçek

ı

Açık

Açık-- kapalı

Kapa l ı

1

Akzo Nobel

lba

Jotun

Şarj

H

ı 1

tozu

1

ı

Boya tipi

G

! .

Boya ınarkası

ı

2,3

Korıveyor hız1

-

l\'.4 Deneyin Yapıintası

Deneyin

Bo ya

Çünkü

uygulannuştır.

değiştirilip başka bir

ge çi lmesi en

az

2

markası

1dak.

2.5 m 1 dak.

ilctişi n1

temizlenmesi

bağlantılarının

boya olduğu için önce Akzo Nobel ile başlanmıştır. Deneylerin uygulanış s1rası Tablo 2' de kull an ıla n

yöntenli

( Faktör

m

saat

gerelancktedir. Uygulamanın yapıldığı zaman imalatta

uygulanıasında

r as sa llaştı ıma

taman1en

2,4

1 dak. -

kablo

iki seviyel i ve 7 adet üç seviyeli faktör olduğu için Lu� o rtogon al dizisidiJ. Fak t örlerin serbestlik dereceleri yapnıaktadır.

9- 16

temizlikte boya kabinleri, b oya tabanca]aıı, tarakla rı ,

1 adet

Problemin çözümü için ele alınan ortogonal dizi

içinde

Seviye

K irli

F

b lokl ar

lll.

Bara1ann duru1nu

E

15

Il. Seviye

A

D

t oplamı

!. Seviye

gösterilıniştir..

G)

seviyedeki markanın boyasına

saat sürmek tedir .

Herh a ngi bir

Tablo 2. RassallaştlrılmlŞ L18 Dizisine Göre Belirlenen Deııey Şartlan

R a s s a]

Standart

Den. No 1

-

B

ı

Kirli

s

2

14

3

12

4

16

5

s --

7 .

8

-

9

-

A

-

6

-

Den. No

--

-

FAKTüRLER ••

Tem1z

.

Temiz

6 2

6 5

Kirli

1-·

--

12

17

Terniz

13

11

Temiz

14

18

Temiz

4

Kirh

6

Ki ri i

7

8 .) "'

17 18

--

1

ı

l3

28

Yok

Açık-Ka-palı

2,5

9- 1 G

25

ı

A. Nobel

Açık-Kapalı

Temiz

Kirli

Ten1iz

-

6 -

)

7

-

)

7

s

6

16

0-l 2

8 · -

-

--

22

9-16

0-1 2

28

ı· i

? ..

A. Nobel

2,3

Açık-Kapalı

A. Nobel

Yok

Açık

İba

2,4

Kapall

Tha

2,5

Açık-Kapalı

İba

2,4

25

Yok

25

J

ı

22 28

-

--

-

-

Kapalı

Iba

2,3

? -

Açık-Kapalı

İba

İba

2,3

.

-

22

2

Açık

2-8

22

Yok

Kapalı

25

Yok

Açtk-Kapa1ı

Jotun

1

Açık-Kapalı

Jotun

1

Açık

lotun

--

16 -

0-1

2-8

9 - 16 o

64

.

ı

22 *

28

2,4

8

9

2,5

Kapalı

·-

ı

A. Nobel

2,4

2 ...

Kapal ı

A. Nobel

25

-·-

.

ı

28

16

-

9

5

Temiz

16

2-8

9

lO

ıs

2,3

7

10 11

15

A. Nobel

Kirli

7

H

Aç1k

2-8

Kir1i

G

Yok

6

6

F

22

-

0-1

-

E

ı

-

Kirli

Kirli .

o

7

Tenıiz

-

9 7

ı

D-

c

-

28

2

Kapalı

25

-

?

Açık

Jotun

Jotun

Jotun

2,5

ı

2,4 2,3 2,5

2,3 2,5

2,4


Çok Yanıti& Taguchı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Alüminyurn Sanayinde Bir l.lygulanıa

7.Cilt, 2.Sayı (Teınmuz 2003)

M.Ferah

l\1.Sc Eniyilerne Prosed ürü

==

Aşanıa I.

Tablo 3' de bu lun a n değerleri her iki

yanıt1n ilk deneyi

Film kalınlığı iç i n denklem (3)' den

ve Darbe direnci

için gösterirsek; önce Lij değerlerinin bulnrunası gerekir.

c21

için denklen1 (2)' d en veriler yeriııe yazıldığında;

L ll

88

2•2 65 84

=

L21

=

? �

0,089

=00114

0,000185

'

=o 5 7 olarak bulunur. o 000351 ' 2 '

Film k aln1lığının ağırlığına darbe direncine karşı 2 kat daha fazla olduğunu belirtip ağ1rlı ğ ı 2:1 oranında

= 0,001

belirlersek;

'

Denklem

(0,000924) = 0,000185 olarak bulunur.

TNQIJ..1

Buradan

k sabiti nonnallcştirn1e işleminde sadeleşeceği hesaplaınaya gerek yoktur.

için

(7)' ==

TNQL değeri;

den

2(0,014)

denklem (8)

MRSN.i

=

-1 O

'

+

0,527

==

0,554 bulunur.

den;

log10 (0,554)

==

2,566 olarak

bulunur.

Dcnkleın (6)' dan her bir Lu değeri nornıalleştirilerek deg'erleri bulunur.

Tablo J. Deney Veri

Özetıcı i DA: DARBE ALETI

FK: FILM KALINLIGI

FAKTÖRLER A B C D E F G H 1

==

o,ooı

,

Aşaına IT.

CIJ..

Deneysel Tasar·mı Mt-todu -ve

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

ORT P..LAMALAR FK

L1j

DA

L2j

C1j

C2j

TNQLj MRSNj

1

1

1

68,3

65,9

65,5

65,3

64,2

80

70

70

65,84

74

0,001

0,000185

0,014

0,527

2,566

1 1 2 2 2 2

2

2

80,1

79,8

76,9

77,4

81,2

80

90 BO 80 80

0,554

79,08

82

0,002

0,000150

0,021

0,426

0,468

3,297

3

3

3

82,9

87,6

81,2

85,9

91,6

60

60

50

85,84

58

0,037

0,000302

0,421

0,861

1,703

-2,313

2 2

3

60 60

3

94,2

94,5

93,2

91,5

95,6

80

90

80 90

80

93,80

0,001

0,000143

0,007

0,408

0.422

3,745

1

1

1

89,4

91,2

91:2

91,5

88,6

70

70

so 60

84

60

90,38

62

0,000

0,000273

0,004

0,777

0,785

1,054

2

2

72,8

74

75,1

72,9

74,6

80

90 80 80 80

73,88

82

0,000

0,000150

0,002

0.426

0,431

3,657

1

1 1 1

1

1

3

1

2

1

1

2

2 2 3

3 3 .,

·ı 2 3 3 1

3

70 80

1

3

1

1

3

2

3

81,8

75,1

78,9

79,6

78,4

90 90 90 90

78,76

90

0,006

0,000123

0,063

0,352

0,477

3,217

1

3

2 3 2

90

1

3

1

97,4

95,2

95,2

94,2

91,2

70

60 70 80

94,64

70

0,003

0,000209

0,032

0,596

0,660

1,801

1

2

76,8

76,7

81,2

79,4

77, 3

70

80

60 70 70

78,28

70

0,002

0,000209

0,027

0,596

2

2

1

91,7

92,6

88,2

93,5

90,8

60

5 0 60

91,36

54

0,651

1,867

1 3 3

2

70

0,002

0,000351

0,023

1 000

1,046

-0,195

2 1 1

3

3

2

97,8

96,6

91,8

96,2

93,6

70

70 60 60

60

95,20

64

0,004

0,000248

0,044

0,707

0,994

? -

1 3 2 2

0,795

1

1

3

84,8

85,4

85,3

87,6

86,7

70

60

70 80

70

85,96

70

0,000

0,000209

0,003

0,596

0,601

2,208

2 1 2 3

1

3

2

65,3

65,3

80

90

80 90

70

66,52

82

0,000

0,000153

0,005

0,435

3,526

2

2

82,2

81,4

75, 9

76,8

79,4

80

90

80 90 80

79,14

84

0,009

0,000143

O, 104

0,408

0,617

2,100

2

2

3

0,444

2

1

66,9

67,8

2 3 1

67,3

2

3

2

1

102

104

109

116

106

80

80 80 70

70

107,38

76

0,089

0,00017 5

1,000

0,500

-3,979

2

3 1 3 2

3

1

2

101

101

100

105

101

70

70 70 60 80

101,58

70

2,500

0,001

0,000209

0,010

0, 596

0,616

2,101

2

3 2

1

3

1

2

3

70,6

69,4

65,7

68,9

71,7

90 100

90 80 9 0

69,26

90

0,000125

0,062

0,357

0,481

3,179

2

3

2 1

2

3

1

0,006

96,4

91,4

95,6

97,6

95,2

70

60 70 60

95,24

66

0,003

0,000234

0,037

0,665

0,7?r

1,315

1

3

2

1

2 2

1 ı

3

3

3

2 1

1

3

70

gösteri1nıjştir.

Aşanıa III. Dığer değerlerde benzer şekilde

50 50

kullanılnııştır.

formüllerde yer leri ne

konulaıak bulunulabilir. MRSN değerlerinden hareketle fak."törlerin her bir seviyesinin ana etkileri Tablo 4, de

65

Durada

sütun

ı

faı-Jdan

n1etodu


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.C11t, 2.Sayı (Temmuz 2003) Tablo 4.

Çok Yanılll

Taguchı D e n eysel Tasanm Metodu ve Alüminyuın Sanayinde Bir Uygulama

M.Ferab

MRSN' de Ana Etkiler Faktör

Seviye ı

Seviye 2

A

2,099

1 !249

B

1 ,092

1 ,683

c

2,493

D

Max�Min

Faktör

0,85

F

2 ,246

1 ' 1 54

2,07

0,459

1 ,395

2,436

E

2,308

F G H

Seviye 1

Seviye 2

Seviye 3

Max-Min

......., ....

.'). 872

2,02 1

0 1 1 79

2,643

,H

0,426

2,573

2,022

2 , 1 47

2,034

c

2,4.93

2,07

0,459

2,034

l ,19]

1 ,041

B

1 ,092

1 ,683

2 ,246

ı ' 1 54

1 ,529

1 ' 1 86

ı ' 1 22

E

2,308

ı ,529

1 ' 1 86

1 ı 1 22

2,822

2,02 1

O, 1 7 9

2,643

D

1 ,395

2,436

ı ' ı 91

l ,04 1

1 ,982

1 ,5 2 9

ı ,S l l

0,47 ı

A

2,099

1 ,249

0,4>6

2,573

2,022

2, 1 47

G

1 ,982

1 ,529

Seviye 3

---'- ------

-· ·-

I\1RSN' deki kontrol

----

göre F, I-I, C, B, E, D , A ve G' dir. Daha büyük MRSN oranı daha

,5 1 1

0,47 1 --

duruın

optinıal l"ontrol

kal i teyi ifade etn1ektedir. Dolayısıyla

iyi

l

A 1 B3C 1D2E ıF ı G ı H ı şeklinde belirlenebilir. Deneyde F , I-I, C ve B faktörlerini optın1al

faktörler önem sırasına

edılebilen

0,85

faktörü ol ara k seçebiliriz.

Tablo 5. FK� n m Ortal� ınası Üzcrındeki A n a Etkiler

Faktör

Seviye 1

5,682

F

76,0 1 7

86 , 1

86,293

2,413

E

84, 6 1 7

87,764

4,787

84,960

82,657

87 ,741

E

8 1 , 34 4

93,740

F

76,01 7

G

Seviye ·t

Seviye 2

A

82 ,278

87 , 960

B

83,880

85, 1 84

C

82,977

D

Faktör

H

_

Seviye 2

Seviye 3

Max-Min

50

9 3 , 1 90

1 7 , 1 73

81 , 344

9 3 , 7 40

80.273

1 3,467

H

90,807

82,424

82 , 1 27

8,68

5 , 084

A

82, 27 8

87,960

80,273

1 3 ,467

G

83,530

83,287

8 8 , 540

5,253

86, 1 50

9 3, 1 90

1 7, 1 73

D

84,960

82, 6 57

8 7 , 74 1

5,084

83,530

83,287

88,540

5,253

C

82,977

84 , 6 1 7

8 7 , 764

4,787

9 0 , 8 ._ _ 07

_;_ , _ _ _

82 4 24

,_ 12 2-=_ _ t _8

8;__ , 6_8

B

8_ 3:__ ,8_ 80

85, 1 84

8 6 , 293

2,4 1 3

_

_

_ _

Max-Min

Seviye 3

_

_ _

E faktöıü, M R SN

ve

·------·-

_

_ _ _

_ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _

çok

etkisinden

için ayarlama faktörü olarak seçilebilir.

dolayı

'{ine G

5, 682

ise öne n1Siz bir faktör olarak lG:�rşumza çıkmaktadır. Tablo 5 ve 6' da yanıtların üzerlerindeki ana etkiler

DA üzerinde az etkiye sahip

olduğu fakat FK üzerindeki

-

FK

gösterilnriştir.

faktc>ıii

DA için ayarlama faktörü olarak seçilebilir. A faktöıü Tablo 6. DA'

n ın

Ortalaması Ü7crindeki Ana Etkiler

Faktör

Seviye 1

2

A

7 4,667

72,889

-

B

67,000

78,333

c

751667

D

Max�Min

Faktör

Seviye 1

1 ,778

H

67,000

7 6 , 000

'1 1 ,333

B

75,333

70,333

5,334

76,333

75,333

69,667

E

76,667

75,333

F

78,000

G H

Se viye

2

Seviye 3

Max-Min

75,000

79, 3 3 3

1 2,333

67,000

78,333

7 6 , 000

1 1 ,333

G

·r·1 ,667

79,000

7 0 , 677

8,333

6,666

F

78,000

73,3 33

7 0 , 000

8

69, 3 3 3

7 , 334

E

76,667

75,33 3

6 9 1 333

7,334

73,333

7 0 , 00 0

8

D

76,333

75,333

6 9 .667

6,666

7 1 ,667

79, 0 00

7 0 ,667

8,333

c

75.667

75,333

70,333

5,334

6 7 , 000

75,000

79,333

1 2 33 3

A

74 , 66 7

72,889

Seviye

Seviye 3

,

66

------

1 , 7 78


SAU Fen Bilımleri Enstitüsü Dergisi 7 Cilt7 2.Sayı (Temmuz 2003)

Çok Yanıtlı Tagudn Deneysel Tasarım Metodu

Alüıninyuın S a na yindt'. Bir llygu lama

M.•'erah

Asama IV.

Söz

1

ayrı ayrı ele alırup değerlendirilmesi gerekmektedir.

deney leri için

optinıal

J.1 BJ c1 F1 H ,

deneyden 5 adet ölçüm alınıruştır. Doğnılama de n eyl er i yap ıh rke n her deney için 5 ad e t alünrinyum pl ak a

J.ls3c1F1H2

şartları sağ l ayan

doğrulaına

1O

faktörler kul l a n ı l arak

konusu

ortalaınas1;

Doğrulaına deneylerinin yapılmasinda her iki yanıtın Film ka lınl ı ğ ın ı n

ve

adet deney yapılmı � ve her bir

B 3 + c, + F,

==

H2

+

86,293 + 8 2 9 7 7 + ,

==

--

yığının beklenen

3T

76,0 1 7 + 82,424 - 3(85,1 1 9)

== 7 2 ,3 5 4

darbe direnci testlerinin yapılabiln1esi için boyanrru ştır. Doğrulama deney sonuçlan Tablo 7' de gösterilmiştir.

olarak bulunmuştur.

Burada önce güven aralığının belirlenebi l me s i i ç i n Ye

I3u bir

no

kta değeri olduğundan, sağlan1a deneyinden

ve Ve değerlerinin bu1unnıası gereknıektedir.

elde

Aşağıdaki fo n1ıü l den hareketle;

düzeyindeki

sonuç lann

edilecek

ara l ık l arı oluşturulnıalıdır . . Ortalarnamn, güven aralığı

güven

yayılabilecekleri

(CI)

seç

i l en güven

Denklem ( 1 2) ' dan

yerine konu rsa;

(9)

ss 7.

=

32'1 4 2 1 5 940 1 3 287 3 -:: 2459,205 18

bulunur . Daha

sonra d iğer k.ı

ssA -

L

1

i.,.. 1

'

'•

T2

1

ss· s

'

'

1 0�,49

.

,SS E

=

==

ı 7 ,5 ı

olarak bulunur.

ss'"

6 72,3 1 ;

S'._') H = 29 1,4

,

SS c

'

ve

= 18

-

l

==

ss

7 1,02

894,26 c

J

'

= 1 84,1 4

e

=

!:...

_

V

=-

fJhlo 7 .

..-

9

==

= l O ( Sağlama deneyinde 1 O denenıe yapılnuştır.)

�5 , 1 2x20,46x[(g)+ {){0]

64, 4 2 7 Benzer

deneyi

sonuçlarının

� -

şekilde

ortalanıa s ı n ın,

Deney Sonuçları

76, 5 79 � :

-

<

=

7,927

ortalamasının,

--

-

---

----....--

<

direnci

darbe

doğnılama

i ç ine cilişınesi

için

aynı

deneyi

·- ---:: :--:-

:---:-;;-:-

-

beklenen güven ara h ğ ı

-

-

Deney

1

" -

- ·--.

-

film Kalınlığı Ölçumleri (p.L_· ----l----· --�arbe Aleıi Ölçünıle ri -=( c_ m � ) _ 3 ') ı 3 4 5 Oıt ...

-

---ı

70

80

80

70

70

74

69 , 1

5 5, ı

Gl

60

80

80

90

90

80

80.2

7213

72,4

75,82

60

90

76

15.1

73.4

60

80

B l ,7

90

7 9.9

76,12

70

90

70

90

80

80

82,2

66,3

57,6

62,J

69,94

90

80

80

70

70

78

9(),6

89,6

8 1 ,3

71 . 1

(> ı ,8

75.4

90

90

70.4

73,2

80

80

90

80

R2

65,4

H t1, 7

90

90

()9 ,6

<)0

90

82,9

77,7

62.3

64,9

70,4

R1 )

80

90

88

76,3

75,7

70,7

CJO

78,6

95 6

77,3

90

74,2

57.5

1)0

80

so

�·1

2

59, ı

52.3

69.4

3

6Y.3

84,9

70,5

10

Ort

69,46

65.:3

8

5

74 .9

62,3

7

...__

7 3 ,2

J

6

.,__

71,6

,

72,6

,(

75,6

·- ----

..

....

76.56

�o

68 92

90

90

7 ! ,5

70

RO

90

90

90

80

79,32

67

---

adımlar

sonuçlarının

J.. l B, C'ı Fı H2 � 90 ,0 93 o l arak bulunur.

----

.

,

-

5

ıçıne

80 28 1 o l arak bulunur.

aşağ ıda gösteri Imiştir.

bulunur.

--

-

JL IJ3 C, Fı H:.

<

tcla·a rl andı ğ ında

20 '46

Doğru larııa

-

1 +8

== 2

düşmesi bekl enen güven ara l ı ğ ı aşağıda g österi lmi ştir

1 84 ' 1 4

t

==

Doğru l a nıa

olarak bulunur. Verilr-r aşağıda yerine konulursa; V

2 0 46

18

CT =

=17-2 - 2 - 2 - 2 = 9

,)'S

'

==

'

(11) Vl'

V

ı/) + {Vr

Bıına göre;

'

l7

==

= 5 , 1 2 (%95 güven d üzeyi nde )

ncff

Op ti nıal çözümü sağlayan r) I-I, C ve B faktörlerinin her birinin serbestlik derecesi 2 olduğuna göre� v7'

Fo.os;ı;9

r ==

( 1 2)

Fa ;ı;v, Ve

e

( l O)

N

n. A

ss/) = 77,76 =

faktörlerin kareleri toplanu bulunur.;

A?

ss,ı = 1 45,2 7

SSG

o lara k

..

1/ Jneff

Cl =

84

J


SAU Fen

Bi ıiınleri Enstitüsü

7 .Ciıt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Dergisi

Çok Yanıtlı Taguchı Deneysel Tasarım l\1etodu ve Alüminyum Sanayinde Bir Uygulama

M.Ferah

deneyleri yapılmadan önce işletme raporlarından bas it tesadüfi örnekleme ile 50 adet ölçüm sonucu alınmıştır. Bu s onuç l ar ile doğru lama deney sonuçları arasında o r tala mal arın farkının sınanması gerçekleştirilmiştir. Aynı şeki lde darbe direnc i için de hipotez testi uygul anarak optimun1 prose s şartları sonunda pros esın ne ölçüde geliştiri ldiği gözleım1eye çalışılmıştır. Ölçüm s on uç l arı Ocak 2003 tarihinden önceki verilerden a l ı nımşhr. İşletme raporlarından alınan ölçüm sonuçlan Tablo 8' de gösterilnıiştir.

Film kal ınlığ ı deney sonuçlarının oıta lama sı 72,634 �L ve darbe aleti test sonuçlarının o rt a l anı a sı 8 1 , 6 cın gelmiştir. Bu değerler, her biri için behrJenen güven arahğ 1n1n içinde o lduğuna göre, fılnı kalınlığı ölçüs üne ve darbe aleti yüksek.lığine etki edeceği belirlenen faktör ve seviyelerinin doğıu seç i ldiğine i n a nılır. \r.

HİP01'EZ TES1'İNİN UYGULANM ASI

Doğıularna deney sonuçlannın tesise bir yararımn olup

oln1adığının anlaşıJ abılınesi için hipotez testlerine bakı lma sı n d a yarar vardır. Filnı kal t n l ığı i ç in doğrulama �

Tablo 8.

İnıalat

Raporlarından Elde P d i lcn Cski Ölç:.im Sonuçları

.. Filın Kal ı n l ığı Olçüınleri ÜL)

Deney

1

2

ı

'

·-·-

-

Darbe Ale ti O lçümleri (cm) ••

4

.)

Ort

ı

2

3

4

5

Ort

]

66,6

87,3

87,J

85.2

l l ı,1

87,5

70

60

90

70

90

76

2

8 8 .4

78,]

RR, 1

72, 1

8 9,4

83,26

60

60

80

60

90

70

3

66 ' ı

84,6

9 1 ,4

95j ı

1 1 4,6

90,36

<.)Q

70

70

50

80

72

4

9 ı ,2

l ı 2,2

1 07,2

8 2 ,2

ı 02,5

99.06

60

60

90

70

70

70

5

94,5

7C),4

90.3

ı ı 2,8

55,3

86,46

90

70

90

80

60

78

8R,()

95,3

C)1,4

0 3 ,7

84,3

9 1 ,06

60

90

80

60

60

70

7

9 1 ,3

)·c) , 1

74, ı

74,6

85 3

76,88

ôO

60

90

50

70

66

8

67,6

96,3

75 ,2

5 5 '9

65,3

7 2 ,06

70

90

90

70

60

76

9

89,]

1 06, ı

64,]

93 ' ı

53,8

8 1 ,28

50

80

60

50

80

64

10

81 6

l OR,9

77,J

94, 7

95)

9 1 ,64

80

70

60

70

90

74

6

ı

-

,

Bu verileı· elde edildikten sonra fi l m k alınlığı ve darbe

direnci ıçın başlanabilir.

ortalamalarının

farkının

ll

sınanmasına

t!

:::::

50

f.le J1 )

Fihn kalı n l ıklarının ortalaınaları arasında fark yoktur diyen

'

=

==

8 5,956

s:

72 ,634

s;

72,634 - 85 ,956

.J(2 34,95 6 1 50) + (84,2 1 2 1 50)

hipotezinin doğal bir sınan1ası, uygulan1adan öneekı film kalınhklarının ortalarnas ı daha yüksek diyen

sıfır

--;== ====== === === === === ====- <

\jr;-::2 �ı). 1 n ) ·+ (s Y

ise H0

.ı.

H1

2

e

1 nc

)

z

a

-5 ' 27 3 olarak

z0

,

05

değerinin 1 , 645 olduğu

arasındaki olursa ortalamalar iyileştim1enin çok büyük olduğu söyl eneb ilir . Bulunan bu değer o/o 0,0 1 anlan1 düzeyinde bir sınama için a ==

-

==

düşünülecek

karşı hipotezi ile yapılır. Karar kuralı,

Xe ) - (f.ly - Jle )

84,2 1 2

bu lunur.

(Yo 5 anl aın düzeyi i ç i n

-

=

2 3 4,956

Değerler yeı l erin e denkJen1 ( 1 3 ) ' te konduğunda;

(xJ

==

( 13)

0,000 1 ' dir.

Öyleyse

Za

=

Zo.oooı

=

3,75

olur.

- 5 , 2 73, - 3 , 75 ' ten küçük o l d u ğund an bu denli düşük bir anlanıblık düzeyinde bile, sıfır hipotezi reddedilir. Bu verilerde> eski sonuçl arın ortalan1alarının yeni sonuçlara göre daha yüksek olduğu konusunda karşı konamayacak güçte kanıt buhınmaktadır. ,

lehine reddedin biçimindedir [7). Filın

kalınlığı ıçin ortalaınaların farkının sınann1asında eski

ölçüm s on u çl arını n ortalamalarının doğrulaına deneyi

direnci için orta lan1alannın eski

D arbe

doğrulan-ıa

deney sonuçlarının

öl çü ml e rden daha iyi olduğu düşünülerek hipotez kural ları oluşturulmuş ve sonuç

sonuçlarının ortalamalanndan daha yüksek olduğu düşünülerek hipotez k··u r alları oluşhnı.ı lmuştur.

Burada;

68


Çok Yamtlı Taguch1

SAU Fen BiJiJn leri Enst itüsü Dergisi 7 Cilt,

2.Say ı (Temmuz 2003)

M.Ferah

Sonuç

,

=

==

o lur. 4,464, 3 ,7 5 , ten büyük olduğundan dolay ı sıfrr hipotezi reddedilir. Yani yeni darbe direnci ölçülennin ortalamalarımn eski ölçürnlere nazaran çok daha iyi olduğu sonucu çılanaktadır.

lVI ALiYET DEGERJ,ENDİRIVIE

KAYN AKLAR

i)aha önceden söylendiği gibi toz boya da önemli olan sartiyatların dolayısıyla maliyetierin azaltılması idi.Boya hesaplan-ıalarmda öneınli ol an 1 kg toz boya ile ne kadar mın2 alan boyanacağının bilinnıesidir. Bunun belir1eııebilmesi ıçın toz boyanıa işletmelerinin kullandığı fonnül aşağıda verilıniştir;

111

.. !e n:.: .. k ut

=-

x

o% ·�

o

Aydın M. E.,

2

lJııiversitesi ( 1 994) Baynal K . ,Çok Yan ıtlz

C!Jl

1 1n1n

-ı :

=

1 000 )1

olduğuna

..

4

Taguchi Deneysel Tasanm Meto du

ve Seg1nan SalZayiinde Bir

U_ygulama,

Problenılerin Taguchi Yöntenli ile En�}'T'Iemesi ve Bir Uygulama, Doktora Tezi, İ.Ü. Sosya l Bilinıler Enstitüsü, İstanbul, Mart

(200 3 ) Tong L.

I . , Su C. T.,

Wang C. H.,

( ' The Optızatıon

Q( lvfultı- Response Problenıs In The Taguchı

Int.J. of Quality &Reliability

Managen1ent, Vol. 1 4, No.4, 367-380 ( 1 997) Kros J . F. , Mastrangelo C.M . ((Comparing ,

lt1ethods for the lvfulti-Re \fJOnse Design Problen1 ", ..

nıi/...ron (Jl) --:: 0,00 1 n·ZJn

5

yerlerine konulursa;

Sakarya

.

Method ",

nıikron

gore

çalı�nıa

1

3

1 OOOgr = --�-- Burada; bzkütle

o larak,

bu

ile iki temel konu vurgulannıak istenn1ektedir. B irincisi çok yanıtlı prob l emieri n çözüınü ıçin b ir eniyi lerne prosedürü tamtılarak, prosedüıün uygulanabilirliğinin gösterilmesi, ikin c i s i ise toz boya maliyetlerinin azaltılması ve ınüşterilerin istediği kal i tede ve dayanımda profıllerin boyanabilmesi için proses i n geliştirilmesidir.

Bulunan bu değer o/o 0 0 1 anlam düze yinde bir sınama 3,75 a = Ü,ÜÜÜ İ ' dir. Öy)eysc Za Zo.ooo ı 1Ç1TI

2

ve

A H i mi n y u m Sanayinde Bir Uygularna

bulunmuştur. Buradan darbe direnci için hipotcz testi sonucu 4,464 olarak bulunur.

VI.

Deneysel Tasarım Metodu

Qual . R e l iab.Eugng.lnt., 1 7 : 3 23-3 3 1

Reddy P . B . S . , Nishina K . , Bab u

(200 1 )

A.S., " Taguchi 's

methodology for multi-re�ponse optinıization: A

Case Stu dy in the Inciian fJlastics lndust1y IntJ o ur n a l of Quality & Re1iability Ma n a gement , Vol. 1 5 , No.6, 64 6-668 ( 1 998) Ros s P. J . , Trrguchi Tachn iques for Quality Engineering, McGıaw H i ll, l --278, Newyork u,

Jn

., =

---1.6 gr/ cm 3

olarak bulunur.

1 OOOgr x

-

_

72,634xü,OO lm1n

8' 6.04nı 2

6

( 1 98 8 )

l3ulunan bu değer aptünal şartlar altında boyanan a l ü nıinyuın pr ofi l in 1 kg boya ile boyanacak alanının mü:.rcrindcn değeridir. 2002 yılı verilerine göre 1 kg boya ile 8,34 1 nı.:. alünunyun1 profil boyaıunaktad1r. Doğnılaına deneyleri sonucu oluşan ortalarrıa filın kalınlığı değerinin vasıtasıyla bulunan değer ise 8 ,604 nr� idi. Yani 1 kg boya ile 8,604 - 8,34 1 0,263 nl'

7

,

i stanbul,

...,

=

lik artış sağlanırııştu. Bu

ıse

0 , 263 x 8,341

1 00

==

%3 ı 5 ., lık '

biı verirn artışı sağlaımştır. 2002 yılında aylık luıllanılnn b oya nuktarı 6230 kg' dır. ı k g boya ıle O 263 n ı2 ' lik artış, ayda ortalaıTıa olarak 74770

-- x 0,2 63 12

-=

1 63 8,7 nı'"' , yı" boyayacaktır. ,

VII.

SONlJÇLAR

Fi lrn ka l ı n lı ğı

ve darbe direnci sonuçlarının behrlenen güven aralıklannın içerisinde gelnıesi seçi len taktör ve

olması anlanuna gelmektedir. Y apılan bu çalışma sonucunda doğrulan1a deneylerı ile i ş l e tıncnin 2002 yılı iınala t sonuçlarının bir kar�ılaştırılınası yapıl mlştır. Ayrıca eski ölçüın sonuçlan ile d ağıu l ama deney sonu ç l arı arasında ortalamalanntn farkının sınann1ası, ne ölçüde iyilcştirıne sağlandığının göstergesi o l muş tıı r . l1eliştirilen optinıunı şartlarda 1 kg toz boya i le 0,263 n ı ' lık artış sağlanmıştır. scvjyelcrinin

N ewbold P . , işlettn{3 ve basımdan çeviri Şenese n

uygun

69

393

Iktisat İçin istatistik, 4 . Ü., Literatür Yayıncılık,

- 402 (2000)


Kuvveti Altandaki Binalarda Perde Enkesit Değişiminin Kesınc Kuvveti Dağ1hmına �tkisi H.Kasap, T.Ozgür

Deprem

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Ciltt 2.Sayı (Temmuz 2003)

KlJVVı�Tİ ALl,INDAKİ BİN�ı\LARD�I\ l.,El-ıDE ENKESİT D-EGİŞİlVIİNİN KESME I(UVVETİ DAGILIMINA ETKİSİ

DEPRElVl

Hüse)'İn

Özet

-

B u ç a l ış nıada

,

KASAP

dep re m yükleri al t ındaki 4,

6, 8 ve 10 katlı perdeli-çerçeveli 3 ayrı tip binanın perde enkesi t değişinlinin sisteınin kesıne kuvYeti

dağ ılı ını na etkisi incelenntiştir.

duvar a ğır lı ğı

ağırlığ ı

kolon

olarak

boyutlarına

boyutu

bağlı

edilnıiştir.Hesaplanan kesme

ve

ta yin

olarak kat

kuv,�eti ve eşdeğer

kat

kiriş a ğ ı r l ı ğı,

bunlara b ağlı

e dil ıni şti r.Kolon

ağıı4hkları

a ğ ır lı kl a rı

ile

t ayin ta b an

kat ke sme kuvveti

bulunınuştur. Eşdeğer kat kesıne kuvvetleri 3 ayrı tip binaya

her katta döşerne hizasında kat kütle m erl<ezine

uygulanıruş

ve

SAP 2000 N on

lineer yazılım

-

progr aını ile çözühnüştür.Sonuçlar yorumlanınış. Anahtar Kelinıeler: Perdeli - çcrçeveli sistemler analizi, ta b a n kesme

dinanlİk

,

kuvveti, eşdeğer

kat kesme k uvv eti , yapı dav r an ışı

.

\Vith this stud)'·; v a ryin g of cross­ researched on 3 effects haYe been section differe n t strut·ture type !hat e a c h of it havi ng 4, 6, 8, 1 O storeys.

Abstract -

Floor thi( kncss, tloor \Veigbt, shear- waJJ, beaın ..

w eiglı t

and

sizcs,

coluınn

v a l ues, storeys' w ci g lı ts

that

have

bound to this

becn

found.With

storey \veight calculated from previous seetion base force and equal storey has been found. Key Words: analysis,

systems

Sitear walled

base sh ear force, Equal

.,

dynaınic

s t o rey forcc,

b e h a vi our of building.

ı.

Deprern

kuşağında

olan

T.Ö�gür; SA.O

Müh Fak.

ülke nı i zd e

İn�

Bir binada y atay d cpren1 yüklerini karşılayan ve en

sınırlayan

deplasmanları

yat ay

önemli

yapı

biri pe rde elernanlardır.Bu çalışmada boy ut ları ve kiriş bo yu tl an sabit olan 4, 6, 8

elen-ıanlarından

ve

katlı binalarda 20

ıO

kal ınl ığ ı nda ve 500

cm

30 cın, 40 cm b o yun d a olan perde leri n 3 cm,

ayrı bina tipine, deprem kuvveti uygulandıktan sonra perde kesme kuvveti dağılınurnn ve perde-çerçeve etkdeşüni incclennuştir. 1.2.

İ lgili Çalışmalar

Akyiincü V.,Perde eıik e s it değişinlinin ve perde yeri değişiıninin sistenıe olan etkilerini

incelenliş 6.

8 ve 1 O katlı bi n al ar üzerinde 8 ayTJ p lanı kapsayan biı· araştu·nıaua az s ay ı d a bü yük enkesitl1 perde kullaıunak yerine, aynı t op lan1a alanı verecek fazla sayıda ki1çük enkesitc sahip perde h.'lı1lanmanın daha fazla kesıne kuvveti a ldı ğı nı vurgulanuştır.Ayrıca boşluklu perden in b ul unduğ u yön de daha fazla kat kesme kuvveti etkidiği göıülmüştür.(5]

Özyurt

M., Perdeli ç e rçevel i yapılarda perde enkesitinin "L" veya 'vf'' tipi tipı c l ma s ı durumunda sisteme etkiler ini araştırnuştır.Sonuç o larak 1. yatay ) lklerin bulunan bölges i nd e d ep r e1 n etkisindeki konut ve işyeri t ip i perdelerden daha fazla

kesme

kuvveti

aldığı

göıiilmüştür.Ayrıca

köşeye yakın planlaması biraz daha fazla kesme kuvveti aldığ ı görülınüştür[7]. Varol

bina

üzerinde

perdenin d eğiş imi n i n p e rd el er il e çerçevel er

C.,değişik

tip

plandaki yer arasındakı kesn1e kuvveti

dayagramına nas ıl etki

e tti ği incelenrrliştir. 4 farldı bi n a tipinde 4, 5, 6 ve 8 kat1ı ohnak üzere toplam 16 tip bina binann1 diş

aksiarına yakın o l an perde lerde kesn1e kuvveti, binanın iç aksiarına

,binaların

olmadığı her zaman deprenıe karşı güvenli olup tart ışı l an ve gündenıde olan önenıli bir konudur.

li.Ka�ap,

OZGUR

incelerniştir. Sonuç olarak

GİRİŞ

I. ı. Probleınin Tanım

Taııju

kolon

Döşeme kalı nlı ğ ı, döşeme ağırlığı,

perde

,

••

••

.i\1üh. I3öl

yakJ n perdelerde karşılanan kesn1e kı.ıvvetinden daha Ülzladır.Dolayısıyla perdeleri olabildiğince binanın

köş elerine ve kenar1ara y a kı n yerlere yerleştirmek gerektiğini vurgula rr ıış t ı r . Ay ıca p erden in karşıladığı eğilıne momentinin de zeminde negatif ba s ın \' oluştnrnıası ne den iyl e ten1el boyutlandınlma pı ob tenıleri ortaya çıkardığını be1irlenliştir. [7] r


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dcrgi$ı 7.Cilt, 2.Sayı (Tetnmuz 2003)

1.3.

Değişiminin

Kesme

Çalışmanın Anıaç ve Kapsanu çalı şmada

aınaç� sisınik yilideri soğunnaya ya rayan perde elemanlarındaki en kesi t de ğ i şimi ni n perde kesıne k-uvveti diyag.ramı, perde-çerçeve tipi sisteınle olunılu veya olumsuz etkilerini araştırmaktu·. 3 ayn tipi olan 4,6,8, 1O katlı b inalarda, kullanılan ma lzen1e beton C20, denur DÇ III 'tiir Bu

Binalarda Perde Enkcsit Kuvveti Dağılımına Etkisi H.Kasa1>, T.Özgür·

Deprem Kuvveti Altındaki

,

aks

.Binalann

açıldıları

doğrultusunda aynıdır L:Lx

her --

iki

asal

1

deprern

uygun, SAP2000

na

programı ile yapılnuştır.

-

a-1 -

ı

§

ı '

NonLineer yazılını p

J.Df.L_

--

--r l 1'1 �.(!$ (H ı

@

'"'

@9

ı

·�

...: . :

ı.

...

...

..

x

Şekil

IJ1

� ··., �

_ _

· -

ı

@ 1

...

'1

� -

!ı! i';

ı ı

ı

®

ı

®J

1

ı

ı

@

'

1

--0

..--!..!!

ı

ı

.

� [9

1

® •

'

··':o

'

....

-----

1

ı ® ı 1 'ı

i

fJ :.i'<DI

o

İ

b

(

· -

1

ı ı

SJ D

i<: .-, (

...,,,..lflıı_

u

·�- --- --ı'

Bina Tipi

1

\'

. �.JK!i'"::Z�

.

-iG.:.:r: -

ı ı

l

Şekil 3.

l.Bina ripi ı

1

-"' �

wl

®

.

��

- .'W\

5.0.Q

\f

".

ı

; f-(il

1 @ 1&

_ ...,.,..,

1

ı

,

® -

;:.

®

@

--:��.:.;r ı

®

=-=-=---�

.JJJJ)

--

?

@

ıı

.\1

. ,

®

..

...

�-

1

•1

c

.

. �

- "'! - 1\ fl"

@ �7

'

--::a==-= � ----

§

- -

®

Si n

ı �

�:rı ._.t11l <i,_iı � ®

®

o-

-

.\�

::ıo=..c.· w

_

xtJ

'ı

:-

--

·'.

:

S ı.

lJ.Q()

--L.5�.c -�

j.f11L

_

___!!

-ı ,. @ � •

.

1

@

ı�

-=

k

L

1'>

o

Şekil 2. 8jna Tıpı 2

ı

\

_.!�_fq,L· �-=== = · =:=il,s fıl: . == :: Vj-:..:f ·

�:::.= .

__ .,."

'

\ t

j

L

;r.- 1

ı-·

®

V ..

i

�-

@

f

ı. ı 1!

tl.

@

s,

e-

� 1"1

@

�i�sa� ® B "-� l ����·:�

25.00 n1, L:Ly- 25.00

"Betonauııe Yapıların Tasarın1 ve Yapım "

@

'

rıa H-stiO

; ,s�====��� = ===��i, "'�c�===�:E:l "trt= - -c=��t-;:���

_

taşıytcı yapı e lema nl annın boyutları her katta aynı kabul edilmiştir, örneğin kiriş boyutları her katta aymdır genişlik 25 cn1 yü kseklik 60 cm 'dir. Fakat kolonlarda, kendi katı ve bir üst katı taşırnak için gerekli mnumum kesit hesap)anarak boyutlan "laşıına Gücü Yöntcrnincı• göre tayin ech1miştir. Sistenlin analizi "Afet Dölgelerinde )l apılacak Yapılar I-lakkında Yöııe nne li k ''e (ABYYI-IY) \e

Kurallan

ı

ı� ı

m. Her katta paraınetre sayısını sınırlamak için, bazı

TS-500

1'17 ı..t'.f()(l

3

1.4. Malzeme

İle ilgili Karakteı·istikler

su

yüksek

İncelenen yapı 1. derece deprenı bölgesinde yer altı seviyesi

olduğu

ve

kalın

alüvyon

tabakasından oluşan zemin tipinin üzerindedir.

TabloJ.

Beton un

- ----

Beton

Yuğunluğu YBA tk�/m1)

Sını tı

us 20

71

-

25

_Mekanik Özellıkleı i Karakterıst

Basınç

Dayur.ımı fet

(N/mm2) -=�

20

-

Hesap

Karakteris

Dayanıtru

Dayanımı

Basınç fed

(N/mm2) 13

Çekme feık

(l\/mm2) 1.6

Ela�tıstc

Modülü Ec

(N!ınnı:ı) --

28500


Deprem Kuvveti Altındaki Binalarda Perde Enkesit

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.C11t, 2.Sayı

H.Kasap, T.Ö:ıgür

eksikliği gideımek için k ol onlar kullaıuhr.Perdelerin taşıma k apasitesi momentleri eğilme büyük ten1ellerde büyük dönn1e olduğu ndan dolayı kuvvetleri ortaya ç ıkar. Yapının diğer kolonlannın tenıelleıi ile birleştirilmeleri depren1 esnasında temelierindeki dönme etkisiniı1 kolonlardan gelen düşey yüklerle azaltılmasını sağ la:r. A yrı ca yapıya etkiyen yatay yüklere karş1 y ön etıneliklerde belirtilen sınırlar içerisinde ki yatay yer değiştirme miktarlarının ve yapı güvenliğinin sadece basit çerçeve li sisteınler ile sağlarunası, ö ze lli ld e de yapınn1 en çok zorlanan alt katlarmdaki taş ıyıc ı aşırı sistem boyutlarının mimari bakınıdan mümkün n edenjy]e çıkması boyutlarda gözükmektedir.

Donat1mn l\1ekanik Özellikleri

Tablo2.

.

Karakteris

Çelik

Değişiminin Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi

{Tem1nuz 2003)

Yoğunluğu

Akma

Ys

Dayanımı

sınıfı

BÇUI

420

78.5

Dayanınıı 2 (N/mm )

(N/mm2)

2 (N/n1m )

365

500

200000

f)d

fyk (N/mm2)

(kN/m3)

Elastiste Modülü Es

Çekme Daya11ımt

Hesap

fytk

-

ll.

BETONARME

TAŞlYICI

SİSTEMLER

Dış yükler altındaki bir taşıyıcı sistemden beklenen k uvvetler iç küçük olabildiğince davranış oluşturarak yükle ri zemine aktarmaktır. Ülkeınizde s i steml er olarak ku H anılan t aşıyıcı en yaygın perdeli-çerçeveli taşıyıcı perd eli, çerçeveli, sistemlerdir.

�� .Y' \--ol

ll .1. Çerçeveli 1 aştyıcı Sistemler

N -!

...

F

Kolon ve kiriş

döşeıne sisteminin yapıya süneklilik sağlayacak ş ekilde bir dökümlü ( mo nolit i k ) yapırın ile çerçeve a dı verilen taşıyıcı si stem elde edilnıiş olur. Çerç eve yatay yilideri kiriş, döşeme-kolon sünekliliğ i sayesinde ta şı nmas ını sağlar Yapılan kabullerde kirişleri bağlayan kolonların kütlesiz o ldukları yapının kat kütlelerinin döşen1e ve seviyelerinde to pl u olarak etkidiği varsayılır.

1/ n�.

Önceden

de

gibi

1 i

.. -

:-.

=

.ı:

1/ 7777.

w .. �

,g

,..

l'crde

III . YÜK ANALİZİ VE BOYUTLARlN BELİRI.�ENMESİ

bölün1de

Bu

amaçlanan,sisteındeki

yap ı

elemanıarına gelen yükleri belirlemek ve kolon

yapı

elemanları için yönetmelik ve standartıara bağlı kalarak nıiniı11urn boyuttarım belirlenıektir. 111.1

dünya

Döşcıne

Kalınlık Belirlenmesi

Döşe me kalınlığı hr aşağıdaki b ağn : tyla TS-SOO' den

he s apla narak bulunmuştur. Lsn 1 (15 +20 /ın)*

hr

( 1)

bağınt ıs ına uygun

Kolonların

Çerçevcli Taşıyıcı Sistemler belirtildiği

1

Şekil 4. Perde ve çerçevenin etkileşimi

Perdeler tek başına düşünüldüğü zaman yatay yülcleı altında bir konsol olarak d avrandıkla n halde taşıyıcı sistem iç erisi nde bağ kirişler veya bu işle vi yapan döşeme elemanı et kileşimi ile moınent diyagramlan konsolunkinden farklı olur ve böylece p erde n i n yana! burkulına tehlikesi azaltılmış olur.Perdeler yatay yüklere karşı rijitliklerinin fazla olması nedeniyle önenlii eğilme momentlerini taşıdı kl an halde düşey yüklerden ge l en norn1al kuvvetleri büyük değildir. -

i 1

-

11.2. Perdeli Taşıyıcı Sistemler

11.3. Perd el i

boyutları

(1- a/4)

olarak hr

=

(1)

1 2 cm seçilmiştir.

belirlenirken

üst

katl ardan

gelen kolon, perde, duvar, döşeme ve kiriş kolon alınarak dikk at e hepsi ağır lıklarının karak teristik yükü belirlenir.

nüfusunun

güne artnı.ası b una ka rşı lık yaşanabilir alanların yararlanabilir alanların sınırlı olrnasından dolayı yüksek yapıların yapılması zorunl u l uğu günden1e gelmiştir Kolonlardan meydana gelen sistemlerde kolonlar, kolonlar üzerine gelen nom1al kuvveti baş arı lı bir şekilde taşıdıkları halde, yiiksek yapılarda depreın gibi yatay etkileri temeller aracılıy1 a zemine aktararak sönümlemeleri ve k abul edilebilir yer değiştİnnelerin sağlann1a smda yeterli olmayabilirler. İşte bu n oktada devreye perdeler ile kullanılmaları gündeıne gelir perdeler ise rijitlikleri nedeni ile büyük eğilme mome nti t aş r�alanna karşın, eksenel yük taşınıa kapasiteleri azdır. Bu günden

Karakteristik yük belirleme işi hem kolonun sabit yükleri için de yükler hareketli de hem beJirlenir.Kolonun dizayn yükü ise Nd aşağıdaki bağıntı ile belirlenü.

.

(2) Gk

:

karakteıistik sabi t yükleri toplamı. Qk :TCo I onun karakteristik hareketli yükler toplann. Kolonun

nunıınunı kolon kesit alanı deprem yönetıneliği gereği Acger 7 50 cm2 olmaktadrr.

Gerekli

72


Deprem Kuvveti Altındaki Binalarda Perde Enkesit

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Buna göre ko lon

Değişiminin Kcsrne

boyutları hesaplanarak tabloda

verilmiştir. Tabloda köşe kolonlar S 1, kenar kolonlar

Tablo 5 Bina Ağırltkları (kN)

S2, orta ko l on l ar ise S3 olarak isinılendirilnuştir.

Perde

Kat

Kat

Kolon

Karakterıstik

Yeri

Adı

Kolon Yükü

(40cm)

(30cm)

4

3

2

4

Yükü

Nd( kN)

Gerekli Kesit

Kolon

AJanı

Boyutu

cm2

Cm

ok

Qk

82. ı ı

0.00

ll5.00

750.00

30/30

S2

1 34.86

0.00

188.80

750.00

30/30

S3

210.16

0.00

306.80

750.00

30/30

163 60

12.50

2 49.00

750.00

30/30

S2

268.47

25.00

415.80

750.00

30/30

S3

435.82

50.00

690 .12

750.00

30/30

Sl

250.84

25.00

391.10

750.00

40/40

S2

407.8 1

50.00

651.00

750.00

40/40

S3

658.21

1 00.0

ı 08l.5

1081.50

40/40

338.06

37.50

533.20

750.00

40/40

S2

54 7. ı 5

75.00

886.01

886.01

40/40

S3

880.60

150.0

1472.8

1472.80

40/40

4

26390.50

25786.54

25183.14

6

41 1 05 .38

40744.36

39463.94

8

56306.04

55098.36

53711.32

10

7172 8.20

70593.60

68529.80

-

IV.

SİSMİK YÜI(LER ALTINDA

Sisınik

yiliderin

IV.l

kat

aşağı d aki

ağırlığı

Gi

=

Wi

=

Gi

+

. :Istenen i' nci kattaki

(duvar,

(5)

nQi

JV. 2

tüm sabit yük lerin toplamı

: i stenen i 'nci kattaki tiinı hareketli yüklerin

n

: Deprem Yönetmeliğinde

Perde

değişn1ektedir.4,

bjrinci

belirlenen hareketli

bağlı

6, 8

olarak

kat

S(T)

ağırlıklan

ve 1 O k atl ı binalar için perde

göre kat ağırlıkları (5) bağıntısı hesaplanarak a şa ğ ıd a verilmiştir(Tablo 5). kalınlığına

hesaplanan

S(T)

kalınlı ğına

değeri

(6)

doğal

göre ve spektruın periyatlarına göre Spektruın Katsayıs1 (7) bağıntJsı verilıniştir.

topl amı( duvar, kiriş, döşeme sabit yükü).

katılın1 katsayısı.

kullanılacak

Spektrum Katsayısı

Daha önce periyodu na

ki riş, döşeınc sabi t yükü,)

Qi

bağıntıda alınır.

Bu

T ı= T lA--- Ct * I IN(3'4>

bulunabilir. Kat Ağırlığı

bazı

doğa1 titreşim periyodu aşağıdaki bağıntı ile

TS- S 00 'den

herhangi bir bağıntı( 5) ile

gerekli geçerlidir.

Birinci Doğal Titreşiın Periyodu T1

Birinci

Kolon boyutları belirlendikten soma

DAVRANlŞ

bu lunnıa s ın da

paranıetreler tüm bina tipleri için

hesaplanır. sis teınin

(20cm)

.

Tasarım

(k N)

Kalınlığı

Kalınlığı

tabloda verilmiştir. 4 Kat h bina 1çin kolon kesitleri

Perde

Perde

Kalınlığı

Sayısı

örnek olarak 4 katl ı bir binanın sonuçları aş ağı d aki

Tablo 4.

Kuvveti Dağdirnma Etkisi H.Kasap, T.Özgür

(T >Ts)

ilc

IV 3 .

.

Spektral

S(T) •

Ivnıe

=

=

=

1+

titreşim

karak eristik ..

için aşağıdaki

1.5T/TA

2.5

(7)

2.5 (T8/T)o.s

Katsayısı

ivme katsayısı daha önceden tespü edilen yer ivrne k atsa)'l s ı A0, spektrum katsayısı S(T) ve bi na önen1 katsayısı I ile hesaplanır. A şa ğı da bağı ntı Spektral

(8) ile bulunur.

A(T)

73

=

A0 * I * S(T)

{8)


Değişiminin Kesme

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

H.Kasap, T.Özgür

IV.4 Taban Kesme Kuvveti

Perde kalınlığı 20 cm için. Tablo 8. 1 0 katlı binaya eşde�er kat kuvvetleri (kN)

Yukarıda bulunan değe rleı ile deprenlin her binaya tabanından etki etti ği varsayı lan bir taban kesıne

kuvveti

bulunur

.

Tab an

bulunur. Vt =W

*

kesme

Kat Yeri

d epreın

kuvveti

A(T) 1 Ra(T)

10

(9)

Kat Kuvvetleri

ka t kesme kuvvetleri, yuka rıda elde edilen taban kesme kuvveti kat iara kat hizasında ve lcatn1 kütle merkezine uygulanır.Kat kuvvetleri dep ren1 yönetmeliğindeki aşağı d aki bağıntı( 1 O) ile bulunur. Eşdeğer

·

=

Vt

* w·

1

Aşağıda

* f-1 ı

/(. L 'v·J

*

·

1O

N

j=l

kat lı

*

h·J

binaya

) ait

(10) önıek

kat

kesıne

40 cnı için.

0__kath bi ı-u:��a ait e�değer kat kuvvet�eri (k N)

Tablo 6. 1

142 8 8 8 . 80

5164.40

L\V;*hi

Fi

1 42888.80

ı 1 34520.32

650 40

Wi*hi

Kat Yeri -

Yt

10

5 164 . 40

Fi

1 1 34520.32

6 5 0 . 40

-- ·

9

5164.40

193152.60

1 1 34520.32

879.00

8

5 1 64 40

173684.88

1134520.32

790.50

7

5 1 6 4. 40

151974.27

1 1 34520.32

69 1 .80

6

5164.40

1 33960.32

1 1 34520.32

610.00

5

5164.40

1 1 1633.60

1 1 34520.32

508.20

4

5164.40

90183.36

1134520.32

4 1 0.50

3

5 16 4 . 40

6 7639 . 77

ı 134520.32

308.00

2

5 ı 64.40

46266.48

1134520.32

211 .00

ı

5164.40

23133.24

1 1 34520.32

ı 05.30

.

kuvvetleri verilıniştir.

Perde kahnhğı

LWi*hi

Wi*hi

-

IV.4 Eşdeğer

vl

-

aşağıda belirt ilen bağıntı(9 ) ile

yönetmeliğindeki

Binalarda Perde Enkesit Kuvveti Dağılımına Etkisi

Deprem Kuvveti Altındaki

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

-

--

V. DEPREJ\11 YÜKLERİ ALTINDA ÇÖZÜM Bölüm 4 ,te hesaplanan ta ban kesn1e kuvveti ve buna

.

9

5 164 . 40

193152.60

1 ı 34520.32

87 9.00

8

5] 64.40

173684.88

1 ı 34520.32

790.50

5 1 64.40

ı 5 1974.27

1 134520.32

69 1 .80

6

5 J 64.40

ı 33960.32

1134520.32

6 10.00

bulunan eşdeğer k a t kesn1e kuvvet le ri

her binada döşeme bizasında yatay olarak kütle merkezjoe uygulanınıştır.l O Katlı binada ise birinc i doğal titreşin1 periyodu h esap l a n uken kat k ütl e ınerkezleri yerinin J: 0/o5 'i a lı narak eşdeğer kat kuvve ti kesme uygulannııştır. Yükler deprem

-

7

o larak

bağlı

Yönetnıeliğiı1de belirtjldiği gibi

1 .OG+ l.OQ+0.9E,

5

5164.40

1 1 1 63 3.60

ı 134520.32

SOR 20

4

5 1 64.40

90183.36

1 1 34520.32

410.50

elde

5 ı 64.40

67639 . 77

1 1 34520.32

308.00

ed i 1 miştir.Sistenıin analizi S.i\.P 2000 - NonLineer

3 2

5 1 64.40

46 2 66 . 48

ı ı 34520.32

211 .00

ı

5 ı 64.40

23 ı 33.24

ı ı 34520.32

105.3 0

c ın

0.9G+ l.OE

Tab1 o 7 1 O

Kat Yeri 10

k atl ı

statik

5 1 64.40

ı 42888.80

l:Wi*hi ı 1 34520.32

8

5 1 64.40

5164.40

ı 93 1 52.60 173684.88

ı ı 34520.32

.

Ka1 Sayısı

Fi

650.40 8 79.00

790.50

7

5lô4.40

151974.27

1 1 34520.32

691.80

6

5164.40

1 33 9 60.32

1 1 34520.32

610.00

Kat Yc'"i

)

5 1 64.40

1 1 1 633. 60

ı 134520.32

508.20

4

5164.40

90183.36

] 1 34520.32

410.50

5 1 64.40

2

5 1 64.40

ı

5 1 64.40

1 134520.32

30 8.00

46266.48

1 1 34520.32

2 1 1 .00

231 33.24

1134520.32

ı 05.30

67639.77

olduğu

kabul

kullamlarak

r--

74

Kesme Kuvveti

Kesme Kuvveti

3

2275.57

ı 080.00

2

1 5 34. 63

ı 540.00

5

.

Toplam Perde

ı 720.00

767.3 6

6

6

Toplam Kat

2020.07

ı

2720.00

2 1 42.00

1 880.00

2 684.92

1 560.00

2] 70 59

960.00

.

4

·· -

3

perdenin

4

-

kuvvet

progrann

hesaplama

4 1 1 34520.32

n1aksimum

kuvvetin

. Tabl o 8 . Perd e Kesme K uvvct1en T'ıp 1

e

9

maksinıuın

çözümünGen elde edilen sonuçlar aşağıdaki ta b lolardan verilmiştir.

binaya ait eşdeğer kat kuvvetleri (k N)

Wi*hi

süper-pozisyonundan

hesap]anmıştır. Sistemin

için.

V,

edilen

taşıyabileceği

-

Perde kahnlığı 40

yükleınelerinin

-

3

1 6 2 7. 5 9

2080.00

2

1130. 1 4

3272.00

ı

551 .57

6340.00

.

ı


Değişiminin

7.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Tablo8.

.

Perde Kesme Kuvvetlen

Kat Sayısı

Kat Veri

Enkesit Kuvveti Dağ1lıınma Etkisi

Deprem Kuvveti Altındal<.i Binalarda Perde

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

evam) T.ıp ı (D

Ta bl o9. perde Kesn1e Kuvvetleri

Toplam Kat

Toplan1 Perde

Kesme Kuvveti

Kesme Ku vveti

Kat

Sayısı

Kat Yeri

Kesme

..

H.Kasap, T.Ozgür

Tip 2 (Devan1)

Toplam l(at Kesme

Toplam Perde

Kuvveti

Kesme Kuvveti

1

8

22 ı 2.50

5500.00

10

678 . 4 0

640.00

1

7

2907.24

5600.00

9

857.40

798.00

6

2521.24

5200.00

8

7 71.20

750.00

5

2101.03

4300.00

7

674.80

589.00

6

595.40

573.00

5

496.00

419 .00

8

--

4

3320.00

3

1926.35

32 30.00

2

873.00

12840.00

4

401 .00

356.00

ı

436.00

23080.00

J

300.60

254.00

· --

-·-

-

lO

lO

1 728 . 57

lO

650 . 40

520.00

2

205.70

ı 72.00

9

8 7 9.00

68 0.00

ı

ı 03.00

84.00

8

790.50

700.00

7

691 .80

54 8.00

6

610.00

540.00

5

508.20

480.00

4

4 1 0 . 50

4 10 .00

3

308 .00

289.00

2

211.00

1

ı 05.30

TablolO

Perd e

Kat Sayısı

Kat Yeri

Kesme Kuvveti

4

1897.55

1100.00

3

2 1 87.87

720.00

ı 89.00

2

1474.92

800.00

95.00

1

737.46

ı 560.00

6

2015 . 90

ı 360.00

5

2580.40

4

2089.30

3

1567 00

2

1075.58

2600.00

1

537.80

5120.00

8

2072.04

3380 . 00

7

2784.30

3160.00

6

2415.8 ı

3020.00

5

2013.1 8

1660.00

4

1658.23

1880."0

3

1243.66

3680.00

2

827. ı 4

7120.00

ı

413.66

ı 3500.00

lO

590.00

540 . 00

9

840.00

745 . 00

8

897 . 00

760.00

7

660.00

614.00

6

586.00

560.00

5

484.00

412.00

4

389 . 80

345.00

J

29 2 . 30

280.60

2

202.70

197.00

1

ı o1.30

98.00

4

6

Tablo8. Perde Kcsrnc Kuvvetleri Tip 2 Kat

Sayısı

Kat Yeri

4 4

3 2

1 6 5

6

4 3 2 1 8 7 6

8

5 4 3 2 ı

Toplam

Kesme Kuvveti

1020.00 1240.00

1504.77 752.39

1720.00

2234.00

1587.34 1088.91 544.45 2144.50 2849.11 2471.09 2059 .2 4 1695.14

1400.00

ı

800.00

i

1950.00 3100.00 5940.00 4 840 .00 4200.00 4540.00 10

3440.00

1

2600.00

1271.35

4800.00

856. ı 2

ı o 160.00

428.05

8

1800.00

2614.90

ı 1

ı

ı ı

1240.00 1048.00 1070.00

-

ı 560.00

2230.7 t

2116.50

Perde

Kesme Kuvveti

ı 958.77

Toplam Perde

Kesme Kuvveti

-

Toplan1 Kat

.

Kesn1e K uvvetl· erı T'ıp 3 Toplam Kat

19080.00 -

75


Deprem Kuvveti A.ltındaki Binalarda Perde En kesit Değişiminin Kesn1e Kuvveti Dağılarnma Etkisi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sa)'1 (Tenımuz 2003)

H.Kasap, T.Özgür

VI. SONUÇ VE ÖNERİLER

[ 10]

AKA

İ . , KESKİNEL F .

4, 6,

8

1O

kat l ı

binaların depreın yüklemesinden som·a tablolardan da görüldüğü gibi perde enkesitinin küçük olduğu bina t iplerinde karşılanan büyük

ve

deprem yükü,

olduğu

perde

,

enkesitiııin daha

karşılaştırıldığında

bina tipleri ile

daha azdır. Perd e ni n taşıyab i lec eğ i kesme kuvveti perdenin atalet momenti ile doğrudan ilgilidir. Verilen taşıyıcı sistemdeki perdelerin her biri dikdörtgen şeki l l i olduğu için atalet mon1entleri (Ix= bw*h3 1 1 2 ; Iy h*bw3 1 1 2 ) formülü ile hesaplanabilir.Atalet momenti, bw (perde geni şl iğ i ) ve h(p erde uzunluğu) 'ın küpü aile doğru or antıl ı dır. =

Dola)'lsıyla h'ta yapılacak arttırma perdenin daha büyük deprem kuvveti karşılanıasını sağlar. Ayrıca

binanın dış köşelerinde buluna n perdeler binanın içine yerleştirilen perd e ler i n daha fazla depreın yükü alırlar.

olarak, eğer p erd eni n daha fazla deprem yükü

Sonuç alması

isteniyorsa

düzeyde

tutup

çalışıimalı

ve

perde

en

kesitinin

n1ümkünse p erde n i n perdeler

binanın

boyu

dış

ar

optimum

tt ın l maya ken arl arm a

yerleştirilıne l i .

KAYNAKJ,AR

Bölgelerinde Yapılacak Yapılar H akk ınd a Yö netme J ik İ nşaat Mühendisleri Odası İzmir Şubesi Yayını No : 25 . [2]TS49 8"Yapı E l e nıan l ar ı n ın Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri , Türk Standartları Enstitüsü Yayı n ı Arıkara , Kasım 1 987 . (3] TS 500 " Bctonaıme Yapıların H e s ap ve Yapın1 Kuralları , Türk Standartları E ns t i tüs ü Yayını [1]

Afet

,

"

"

Ankara , Ş ubat 2000

[4]

Yapıların Projelendirilıne

"

Olan

() lma yan

Ve

Esaslan - Taşıyıcı

Elemanlar

Malzemeler - Y oğun luk

Depolanmış

"TS ISO 9194/Kasım

1 997

Türk Standart ları Enstitüsü Yayını Ankara. [ 5]

Pe rd e Boyut Oran Değişiminin Peı-deler ve

''

Çerçeveler A ra s ı d a k i kesme Kuvv e ti n e Etkisi ",V. Akyüncü,

H.

KASAP,

Sakarya

Üniversites i

Fen

Bilimleri Ens ti t üs ü D ergi s i Ci lt 6, Sayı 1 , Mart 2002.

[6]

Planda Yerinin Değişmes i.nin P erdeler Ve Çerçeveler Arasındaki Kesn1e Kuvvet1 Dağılımına Etkisi, H . KASAP, Pe rde

Enkesit Şeklinin v e

"

M.ÖZYUl{1�,

Sakarya

Üniversitesi

Fen

Bilimleri

Ensti tüsü Dergisi Cilt 6, S ayı 3 , Eylül 2002

[7]

P e rdel i Çerçeve l i S istemlerde P l anda Perde

"

Yerinin

Değiştnesinin

Perdel e r

Arasındaki Kesme K.uvvetine Etkisi

Ve ".

ARDA T . S . , "

Betonarıneye Gir i ş Birsen Kitapevi İstanbu1 1 9 8 1 [l l] ERSOY U . , " Betonanne Temel İlkeleri ve T a ş ıma Gücü Hesabı " , OD'TÜ İ n ş aat M ühendisliği B ö l ümü Y ayın ı Evrin1 Y a y ı n e v i . "

Verilen

)

Çerçeveler

H .I<asap ,C.

Sakarya Üni versi tes i Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt 7 , S ayı 1 , Mart 2003 . [8] CELEP Z., KUMB A SAR N. , Betonanne Yapılar ", Sema Jvlatbaacılık İ s tanbul 2000. [9] CELEP Z., KUMBASAR N. t'Örnek.lerle Betonarme Seına Matbaacılık İstanbul 2 000 . . Varol,

"

u. ,

76

,


SAU Fen Bilin1leri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayt (Tenımuz 2003)

Design Optimization Of Mechanical Systems Using Genetic Algorithnıs H.Saruhan,

İ. Uygur

DESIGN OPTIMIZATION OF MECHANICAL SYSTEMS USING GENETIC ALGORITHMS

Harnit

SARUHAN,

Abstract-This papeı- prcsents an algorithnı foı· the design of minimum weight of speed reducer., gear

train, subject to a specificd set of constraints. The study is p rimari1y aimed to expose the potential of genetic

algorithms,

capabilities,

and

to discuss their

to

application

show the conce p t

algorithms as optiınization techniques

of

these

an d

their

scope of application by implementing them to the speed reducer. Results obtained for the minimum \Veight of speed reducer are prescnted to provide insight into the capabilities of these

tecbniques.

Genetic algorithms are efficient search techniqucs

İlyas

UYGUR

op timiz ation methods. One of these methods is the g enetic a lgo ri thrns. The genetic algorithnıs are search p rocedu r e s based on the idea of natuı�aı sel ection and genetic s [ 1]. Genetic alg oritluns can be appl i c d to conceptual and p rel i m i nary engineering desi gn studies. Genetic a1gorithms have been increasingly re co g n i ze d and app lied in many app1ications. Interested reader c an refer studies by [2], [3]. This paper shows how genetic algorithıns search tlu·oug h a desi g n space to fırıd the minimun1 valu e of the objective fun ct ion for engineering de si gn problems. robust and effıcient

II.GENETIC ALGORITHMS

which are inspircd fronı natural genetics selection process to cxplore a given search space.

Keywords- Genetic algorit h ms , design, optimization ••

Ozet-Bu makalede sınır şartları verilen bir hız rcdüktörünün nıininıum a ğı rlı ğın ı hesaplayan bir

algoritn1a tanıtılmaktadır. Bu çalışmanın asıl amacı genetik algoritmaların p otansiyellerini ve u ygu lanıa

kabiliyetlerini, tasarımında edilen

bir

göstermektir.

sonuçlar

göstermektedir.

bu

(seçim)

tanınılanmtş

sınırlar

fikrine

hız

r e düktörü

Bu tasanın

tekniklerin

Genetik

seleksiyon genetik

optinnun

da)'ah

algoritmalar tarama uygun

elde

uygunluğunu

teknikleri içinde

için

tabii

fundamental intuition of g en eti c al go ri thms and how they process are gi ve n . Genetic algorithms nıaintain a popul ation of en cod e d solutions, and guide the populat ion towards the op ti mum solution [4]. Thus, they se a rch the space of possible individual s and seek t o fınd the best fitness string . Rather than s tart i n g from a s ing le point solution within the search space as in traditional o ptim iza tion n1ethods, genetic al gori thıns are ini ti alized with a population of solutions. Viewing the genetic a l go rithms as op timiz ation tcchniques, t hey b l ong to the class of zero- orde r optinıizati on met hods [ 5], [6]. o

kullanarak yapan

ve

araştırma

teknikleridir.

A�ıalıtar k elim eler- Genetik aJgoritnıala r, tasarım, optinıizasyon

simpl e genetic alg oritlım is ou t l ined in Figure 1. An initial p opu l at ion is chosen randamly at the be giıu1ing . Then an iterative proce�· starts until the termination criteri a have b een satisfıed. After the evaluation of each individual fitn e s s in the p opu lation the g eneti c operators, selection, crossover, and mutation, are ap pl ie d to p roduce a new generation. Other genetic operators are app l ied as needed. The newly crea ted indıvidua]s replace th e existing generation, and reevaluation is started for the fitness of new individuals. T h e loop is repeated unttl an acc ept abl e solution is found. Genetic a lgoritluns differ froın t radit ion al search tec hn ique s in the following ways [4]: -Genetic algorithnıs work with a codin g of design variablcs and not the d e sign variables thernselve s. -Genetic a lg ori t h rns use obj ec t i ve function or fitness The

description of a

,

I. INTRODUC1lON

optimiza tion a lgo ıithms have been develope d and used for de s i gn op tinnzat i on of e ngin eering probl e m s . Most of thcse optiınization algoritluns so]ve eng ine e ring problems for fı ndin g optinıiın design. S ol ving engineeıing p ro bl ems can be con1plex and a time consuming p roc ess when there are large numbers of des ign variables and constraints. Thus, there is a need for nıo r e efficient and reliable a lgor ithms that solve such problen1S. The development of faster conıputers has a.l l o \ve d developn1ent of morc Many nurne r i ca l

İ. Uygur; Abant İzzet Baysal Üniversitesi, Teknik Egitim l"akültcsiMakine Eği li ın i Bölüınü, 14550, DOzce,TURKEY 1 l.Saruharı,

In t h i s seetion of th e paper, the

fuııction information. No derivatives are necessaıy as

in

more tra d i t iona l optimization methods.


Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cllt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Design Optiınization Of l\1cchanical Systems

SAU Fen

l1sing Genetic Algoritbms H.Saruhan,

DI. PROBLEM STATEMENT

-Genetic algorithms search from a pop ul a ti on of points not a single point.

-Genetic algorithms gather information fron1 current

İ.Uygur

2 shows the config uration of a compound gear

Figu re

lt is

search points and direct them to the subsequent search.

train which was takeı1 from Rao [7].

-Genetic algorithms can be used with discretc, integer,

obtajn the lowest weight of the gear t1'ain subject to

continuous, or a mix of these three d esign variables. r- -- ı ı 1 ıÖ ı.Z ıQ 'W ;ı.ı.ı ı en 1

-

---

, __ _

-

--

-

-

--

:-

------ - - �-- -- -

\

--

--

Genu.ıtl..."'ln.: 1 .- ... _ ....

· - -- - - - - -

- - -�.

.

-- - -

--

-

ı

ı ı

ı' o

ı o 'O

:�

'

ı

ı ı ı ı

- -

\1ininlize F

ı ' ı

ı.ı.ı ·� •

- .. - -·- . ....

' Z :o •ı­ ' <( !;:ı ... ·-.

1

; .... -

-- ........ ___ ---_ -- ··-----·------·

-- . --

--

-

-

-

-..

---

- - - - - ·-·--·-··-·--·

-

__ _

.. _

_ _ _ _ __

---- -

- -

- ,

ı 1

1 1

ı ı •

ı

'

\� . --. - - -

-- ---

ı 1 ı

ı ı

\f

X;=

ı ı

·

·

NIC

X

<

-

.

l

X

�tpper

1

- - ... - - - - - . - -

- -- -

-

-

Fa�;ective

ı

'

'

ı 1

-- . ı

1 \

.

.

.

.

.

,X,}

i= 1, . .

.

.

P(X) 0.7854Xı X i (3.3333XJ + 14. 9334X 3 -43 .0934) -1.508X1 (X;+ Xi)+7.477(Xı +Xi)+ 0.7854(X4X ; + X 5 X f )

=

ı

Write fı.na1 rıısıı.lts

{X1,X2,

.

.

n

1 1

1

-

· · ·

1

oııerator

1

YES

·

eı- of inequality constraints)

ı

T�mtiııatiorı cntuia sah.siied

-

1,

where

ı

1

--- --· -

<

=

ı

.

design

'

Perfonu ıııı.ıtation

- - .. - -- .. ...

X �ower

ı ı

ı

EY'.ılı.ı.a.tıon

·--

.

......._ P�rfonn other gerı.etr.

;p.. ıııl

- - --

umb

Ir

,--

Updating txi5ling generat ion

.....

:�

l.

.--

(n

Perfonll cros�ovcr

1

-

j

Subject to

U:rd.il teınpar.n:y popı.ıla t:io h i; full

:ı:t:

of the

(X)

-

1

ıı:ı...

statement

ı

Perfonn sel.echorı Pa.rent I Pai9nt ll

ız 'O ı ..... ı

The

Objective function

---·---�

- - -

of constraints.

a

optimization of the problem is forn1ulated as:

)

--

Inpu.t: De� v.u-W.>lro co&JG I ui.ti.al :ropclation Objecti,re :fiuıctio:n

.....

ı ı

STAR'T

(

set

desired to

END

)

=

(1)

NO �neratiı::mc�:t\eratioıı+ 1

1 Figure 1 Flo\'V chart for a simple genetic algorithms.

Figurc 2 Seltematic Diagram of Speed Reducer.

111.1. Design Variables

The design variables used

ı

� IX ı

ı

ı ı ı ı ı

� --- ---- -- -

Shaft 1 """

/ Pinion

/'

--- --------

ı ı ı

ı ı

1

B

� ,., Gear 2 /'

t

-

,.._

____________ ----------

..

<-'"

e

ı ı ı ı ı

••

1 ı ı 1 ı ı

ı

ı

/

r--1-ı J

"-,� ı ı ı -

!<.--'

1

1

N

ı

ı

_.r...,

t- ı ı

-

- ------ ----------------

ı ı ı .............. '-.... 1

ı

ı:--

IX ! �

aring

for fınding the minimum

...... ... ...

Shaft 2

ı

1

t-"

� ) ı

'

w

eigh t of the gea r train include:

78

--


Design Optiınization Of Mectıanical Systems

SAL Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi

/.Cilt,

.�

..

1

2.Sayı (Temmuz 2003)

Using Genetic Algorithrns H.Saruhan, İ.Uygur

prob le m has be e n transforn1ed into an unconstrained

2.6 <X1

(2)

� 3.6

..f., is modu le of teeth. <

0.7 <X 2

(3)

0.8

X3 is nunıber of teeth on pinion.

17 <X 3

(4)

28

<

p en aliz ing the obj ective function v alue with the qu adr a tic pen alty function. In pr obl em

optimization

is the face width.

X 4 is length of shaft 1 between be arings .

(5)

7.3<X4 <8.3

..r 5 is leng th of shaft 2 betwcen be arings.

(6)

7.3<X5<8.3

X6 is d aime ter of sh aft 1.

(7)

2.9<X5 �3.9

.A... is dai mete r of shaft 2.

c ase of any violation of a constraint boundaıy, the fitness of co rrespon di n g solutj on is pena lized, an d thus

kept within feasible regions of the design space by

incr e asing the value of the o bj ec ti ve function when

constraint

(8)

violations

coefficients,

are

ri, for the

enc ountered

.

The penalty

j -th constra int have to be

judiciously selecte d. The fitness function provides a

measure of the performance of an i nd ividu al which is ,

used t o bais the se leetion process in favor of the most

fıt members of the cuıTeni p op u l a tion.

Fitness0�jcctive NCON

1

5 .0< X 5 < 5.5

by

P

=

L

ri

(

=

F- (F(x) + P)

(18)

f O, g i ] ) 2

(19)

nıax

.i=l

III.2. Constraints

where F is an arbi t rary large enough that is greater

F(X) + P

Constraints are co nditio ns that must be met in the

t han

optiınum design and i nc lude restrictions on the d es ign

values and P is the pen a l ty function.

These constraints defin e the boundaries of the fe asible

ITI.3 C onstruction of Design variab Ies and Genetic

variabfes value and optimum design of the func tion.

and infcasible desig n space domain. The constraints c onsidered for the optin1un1 design of ge ar train include the following: - 2 . 7 /\V ı-1 '1v-2.x gl 2 3

}

..

< - 1

(9)

Algoritlını Parameters

In optinıiz at ion probleın, a design of variables, x(i)

( J ı)

,

represents a solution that n1i ni rnizes or maximizes an

objecti v e function. The first s tep algor itluns to a ssign ed

genetic

( 1 O)

to cxclude negative fitness function

for

applying the

design problem is

enco d in g of the de sign variables.

Genetic algo ri thms require the design variables of the

o pt i m.i z at ion p ro b lem to be coded. B in a ry co ding, as a

fınite l ength strings, is general ly used although other

( 12)

g,

J

. l

o� t;T

=

=

+

.r\'

X2

3

· �· ./\ 6

+

ı.

<ı

( 13)

(157.5)106

9)x

-

ı

'The continuous de s ig n v a ri abl e s an d discrctized to a precision of

v a r i abl es.

o.ıx?

<ı

( 14) (15)

4

x(i)ıower :5;x(i)<x(i)upper· e

can

be representeu

. Genetic algoıithms

have abihty to deal with integer and discrete desig�

< 40

x 2X1 "Y

o.ıx� 0.5

+

)[ıX 3

(16.9 )106

2

74SX5

go=

g7

745.X' 4

represented as chron1osonıes. Each desig n variable has a specified range so that

0.5

2

co di ng schemes h ave bcen used. Thes e sırings are

<ı

(16)

-

( 17)

string s

[8].

2

1 >

where

upper

,

l

The nun1ber of ,

the

digit s in the binary

is cstiın ate d from the following relationship

x z'

( ) upper

-x

(ı' ) lower

&

x(i)1 ower

bo und

and

x(i)

+1

upper

(20) are the lower and

for design vari ables respectively. The

design var i ab I es are coded into the binary eligit

C icnctic algorithms

procedure.

are

'Therefore,

unconstrained

t he

constrained

optin1İzation optimization

79

{O, 1 } .

The physical value of the d esi g n variables. x(i), can be computcd fi·onl the follovving relations hip [9]:


Bilimleri Enstitüsü Derg ısi 7.Cilt, 2.Sayı (Ten1muz 2003)

Dc.sign Optimization Of :vıechanical Systems

SAU Fen

x(i)

x(i) =

x(i)

lo1ver

+

l Ts ing Genetic Algorithms •

H.Saruhan, I.Uygur

x(i) 1OltVer upper -

1

2 -1

Design variabtes are represented in different level of pr e cisi on . Ta ble1giv es descriptions of these mapping .

.

d(ı)

(21)

represents the decin1al value of string for design va riables which is obtained using base-2 forn1. where d(i)

Tablc 1 Design variables mapping.

Design Variables

Lo"�er Limit

Upper Limit

Precision

2.6

3.6

0.01

0.7

0.8

O. 1

17

28

ı

7.3

8.3

0.01

7.3

8.3

0.01

2.9

3.9

0.0 ı

4 7 7 7

0.01

6

face width rv1odule of teeth Number of teetlı on p ini an Le ngth of shaft 1 between bearings Length of shaft 2 between bearings Daimeter of shaft 1 Dainıeter or shaft 2

1 The

To start the algoritlun, an injtial

5.5

5.0

p op u lati o

n

set is

u

7

2

an

in Table 2 gives exa mpl e of a chroınosome that rep resents design ari ab l es accordıngly. This design string is co mposed of 40 ones and zeros. xi,

n o mly assigned. This set of initialized pop lation is a po tent ia l solution to the problen1. For exaınple, the binary string representation for the design variables ra d

String Leııgth

v

,

Table 2 The binary string repre.sentation of the vat·iablcs.

Design Variables

x(l)

x(2)

x(3)

x(4)

x(5)

x(6)

x(7)

00

0000

0 00011 o

0001100

100000 0

100100

-,

1

' 11

000 1010

-

'

Concatenated

--

Vaıiables Head-to-Tail

.

-

0 0 01010 0 0 0 0000 0 0 0110000110010000 001 0 0 100

string of 40-bit string length represents one of 240 a l te nati e individual s olutions existing in i ng genetic algorithms, an the design space. For i nitial population is need to be a ssigne d randomly at the begim1ing. Population size influences the nun1ber of search p oi nts in each generatio . A guideline for an a pp ropriate population size is suggested by Goldberg [ 1 O]. The guideJine for optimal population size dep ends on the indi i dual chromosome le ngth \Vhich is valid up In Table 2, the

ı

v

ıunn

n

v

,

to 60 cxpressed as follows:

population size=1.65

*

2°·21*1

(23)

For a string lcngth of 40 bits, an optinıal population size of 558 nıay be used [ 10]. Considering computation 1üne� a randomly selected set, 1 O strings, of potential c

study sine t here was seen to not h:ıvc a significan1 iuıprovement in results . See Table 3. The genetic algoritlun then proceeds by generati g new solutioııs with bit operations u tili i g genetic algorithm so] u tion is uscd in this

z n

n

operaters such as selection, crossover, and mutation.

80


Design Optimization Of Mechanical Systen1s

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 Ci lt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Using Genetic Algoa·ithıns

İ.Uygur

H.Sarulıan,

Ta Ille 3 Aset of starting population.

Individual n umbe r

Randomized binaı-y string

ı

1001010000100010001010011001000000101010

3 4 5

1100010010010001011000011000101000111101

2

ooo1oıoıoooooooooııoıooıoooıooooooıooooo

oooıııoooooooo1oooııoooıııo11ooıooı1ııoo 010001 0000010000111010001001010010100101 .

6

1001011001100100011000011100010010100101

7

oooıoıooıooo1ooooıoooıooo1ııoo1ooooıoooo

8

0001001001000000011000111011101000100100

9

101001010000100001 1000011001000010100101

lO

0001010000000010001000011001001000000000

111.4. Genetic Algorithnı Opcrators a sin1ple

g enetic alg orithnı, there a r e three basic operators for creating the next generation. Each of these operators is exp l a ined and demonstrated in the following: t he selection operator shown in this work is a touman1ent sele cti on. Toumament selectio n approach vvorks as follows: a pair of individuals from mating pool is randonuy picked and the best-fıt hvo i ndi vid u als from this pair will be chosen as a parent. Each pair of the pa ren t creates t\vo Child as deseribed in the meth o d of un i fo nn crossover shown i n Table 4. A unifomı crossover opc ra tor is used in this study. A uniform crossovcr ope rator probability of O. S is recommended in ınany works such as [ 11] and [ l 2]. Crossover is very important in the succ e ss of g enetic algorithıns. This ope rater is the primary source of the new candidate s ol uti ons and provides the search nıechan1sm that effıc ie n tly g uides the evolution through the solution space towa rds the optimum. In unifoım cros sov e r, every bit of e ach parent stTing has a cbance of being exchanged wi t h the corres pond i n g bit of the other parent stri ng In

to ob tain any coınb i nation of two parent string s (chronı.osomes) from the mating poo l at random and generate new Child strings from these parcnt strings by perfoıming bit-by-bit crossover chosen according to a randomly gene rated crossover mask [1 3]. Where there is a 1 in the crossover mas k, the C hi l d bit is cop icd froın the first parent string, and \vhere there is a O in the mask, the Child bit is cop i ed from the s ec ond parent string. The second Child string uses the opposite nıle to the p re v i ous one as shown in Tab le 4 . For each pair ofparent strings a n ew crossover nıask is ran d o rnJy gencrated. Prev entin g the genetic algoıithm from the premature convergence to a non­ optimal solution, which may lose diversity by repe ated appl i cation of se lection and cros so ver operator s a mutation operator is used. Mutat ion operator is basically a p rocess of r a n damly alteı ing a paı1 of an individua] to prod uc e a new individual by S\Vitching the bit p osi t ion from a O to a 1 or vice versa as seen in The pr oc edure is

,

·

Table

5.

.

Table 4 Oniform crossover.

Crossover mask

Parent I Parent II Chil d I Chil d

II

..

.

. '·

· ! _

-c.to:o:r:o_�(lO o o o

oooo.oo ıı,o�o o·o�ııto·oJ.o·o·q·o·o·o:ı·o'·öli·o·cf.:�;:

.

.

1101010001000100001000001001000100110000 oıoıooooooıcıooooı ıoıooı1ooooo1oooıooıoı 010101000010100000101000100�001000100001 1101000001000100011000011000000100110100

Ta bl e.5 M ı u ta t"ıon opera t or.

Be fare

1001010000100000011000001001000100100100

i\fter

1001010000100010011000001001000100100100

81

,

-' •

��

\ ·,

·i

1. 1'

1

ı.

'

..

-

·

• •,,

:"

•.

. ....

. 'f '

.

·�

c ,

'·

t 1


De_,ign Optinıization Of Mechanical Systems

SAU Fen Bi1imleri Enstitüsü Dergisi 7 .Cilt,

'Ine

lJsing Genetic AJgorithm!

2.Say1 (Temnıuz 2003)

H.Saruhan, i.Uygur

mutatio n rate suggested by Back ( 14) is:

1/

/population size

<" Pmutatro. n ...

stop after a presct number of gencration which is used in this study or a time lin-ıit. Anather is to stop after the g en e tic algorithın has converged. Convergence is the progression towards uniformity. A string is said to have converged vvhen 9 5 % of the population share the same value [16]. Thus, n1ost or all strings in the population are identical or simi 1ar when population is converged .

< 1/

/ ch ronıoso1ne length

(22)

A specialized mechanisnı, elitis1n, is added to the g en etic algorithın. Elitism forces the genetic algorithm to retain the best individual in a gi ven g enc ration and

TV. RESULTS

proceed unchang ed into the following generatian [15]. The parameters of genetic algorithm for t his study have chosen as in Table 6.

Figure 3 sho,vs the plots of the n or malized minimum, average, and best fitness function values in each g enera t i a n as optiınization proceeds. As can be seen from Figure 3, the normalized fitness function of individuals in a population iınproves over generations. The overa ll results sho\v that the best d esign rapidly co nvergc over the first several generations and refıne the design over remaining generations. Thus, the selectcd paramelers set has converged to a stable solutions �rith similar values. The results and their comparison witlı nurnerical nıethod used by Rao [7] are shown in Table 7. As can be seen from these results, the genetic algorithn1S produced much better results than that the ntın leri cal meth od.

Table 6 Genetic search algorithm parameters.

Genetic

algorithm pa rameters

40

Chromoson1e length P op ula t io n si ze Number ofgeneratian Crossover probabibty Mutation pr obability

lO

200 0.5

0.01

There are many different ways to deterınine when to stop ıunning the gen e t ic algorithm. One ınethod is to Table 7 The problem design vaı-iable� and

objective

function results.

Optinı.ization

Speed Reducer

Nurnerical

Design variables

r--

3.5

0.7

-

Numbe r ofteeth on pinion

Length of shaft 1 between bearings Length of shaft 2 between bearings Diameter of shaft 1 Dian1eter of shaft 2

ı

'

train

82

-

2.6

0.7

17 .O

ı 7.0

7. 3

7. 3

7.3

7. 3

3.35 5.29

5.28

2985.22 .

2654.19

Design Objective 1\'linimum weight of gear

Genetic Algorithm

o tiıniza tion

The face width :vfodule of teeth

Method

3.40


Systen1s

1

, •

:orithn1s

i. Uygur

1.0

. . . : . . . q: . O<Doo . .

0.9

.

·O

0.7

c o

.

.

·

.

.

.

·

.

·

.

.

.

.

.

.

·

·

"

·

·

·

·

-+-'

0.6

.

0.5

en C/) <D c

·-

LL

.

.

O

·

·

·

.

..

·

·

·

·

• •

tt

·

.

0.3

0.2

0.1

0.0

.

t

. .

.

.

' . o. . ..

,

..

.

...

20

o

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

··

·

.

.

.

.

.

.. •

'

.

...

·

·

·

·

1

.

. .

.

.

o

·

'

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

..

. •

·

.

• •

..

·

·

·

..

·

·

· ·

.

. . .

. .. •

.

• •

1

• ·

. .

• ·

·

·

·

·

·

.

.

.

.

1

. ... •

60

.

·

·

·

·

'

BO

100

• •

co

. . . .. . . . •

*

·

• ·

..

. 00

. .

·

.

·

.

1 20

·

·

·

·

·

· •

.

.

• ·

·

·

.

.

. •

. . tD :o

o o •

..

·

· •

.

·

G)D •

• ·

"

.

·

. .. . . . . . .

·

·

·

([)

.

·

• ·

·

·

·

·

.

·

·

.

·

.

.

.

(()

'

.

. .

·

. . . . . . . . . . . ..... •

. ..

.

..

.

• •

, •

• •

·

. .. ..

·

·

..

1

.

·

[) arn

40

·

·

. . . . . . .. ..

.

·

,

.

·

aoo

• •

·

..

.

..

.

·

..

.

. (()

• ·

. . .

..

·

·

.

·

·

·

·

·

·

o

·

.

·

..

·

·

.

• •

((D

. . .

.

.

• ·

·

.

• •

.

·

·

.

.. •

. . ... . ..... . .

.

0.4

-+-'

.

u c :::.> u..

· ·

.

·-

..

.

OO

·

.

·

·

·

0.8

. . . . . . <?.. . . . . .: . �K��. . � . <?'? . : . . . <Ç) . : Ç)_

. . . . . <t;:>. w. . . .�. . .

.

.

• •

Minirnum Fitness Average Fitness Best Fitness

140

180

160

200

Generatian Figure 3 Co n' crgence process of genetic algoritlı ms for normalized minimum.. average, and best fitness function.

3.

V. CONCLUSIONS

Saruhan, H., Rouch, K.E., and Roso, C.A., Design

Optinuzation a

Using

nıinin1uın

International

of the gear train. The design variables

were sclected as those that influence the optimuın design.

The

results

sho\v

that

genetic

genetic

a l gori thm

deınonstrated

by

problen1.

can

lt

techniques

optinrization

e mploying

be

an engineering

conc]uded

that

the

4.

5.

genetic

algorithıns c an be successfully used for conceptual and pre 1 in1inary des ign optimization o f the engineering

Goldberg, D.

Wesley, Readiııg,

Honolulu,

Ro ta t ing Hawaii,

Genet ic Algorithms in Search,

Al go ri t hms

1989.

D.C.,

Dracopoulos,

6.

Louis,

for

S.J.,

Evolutionary

Leaming

Adaptive

�eural

Algorithmsl

Vl. REFERENCES

Zhoo,

and

Dctection

Contro'

F.,

and

Zeng,

Configuration Evolutionary

X., Flaw with G enet ic

Algorithms

Goldberg,

D.E.,

The

D e sign

of

Innova tion:

Lessons from Genetic Algorithms. Lessons for the

l

Univer sity of ll ino is

Champaign, IlliGAL Report:

98004,

at U rbana­

Urbana, IL

ı 998.

7.

8.

Sanıhan, H., R ouch, K.E., and Roso, C.A., Design

,

Systen1

U sing

a

Genetic

Algorithın

1 st International S ymposium on Control of Rotating Stability Machinery, ISCORMA-1, I.,ake Tahoe, Neva da, 2001.

Approach, The

83

Ra o, S. S., Engineeıing Optiınization 11ıeory and

Practice,

New Age international (P) Limited,

Pub., New Delhi,

1999.

Lin, C.Y. and Hajela, P., Genetic Algorithms in

Optinıization Problcms with Discrete and

Integer

Design Variables, Engineering Optiınization, 19,

Optirnization of Fixed Pad Journal Bearing for Rotor

in

Engineering Applications, Sp ringer V erlag 1997. -

Real World,

2.

of

Spring er-Verlag, London, 1997.

problenıs.

1.

E.,

Transport

Optiınization, and Machine Leaming, Addison­

is

de sign

Dynaınics

ISROMAC-9,

2002.

on

Symposium

and

Machinery,

provides go o d solutions when compared to a nurnerical

optinıization method. In this regard, the e ffı ca c y of

,

Phcnomena

algoritlun

Bearing

Journal

Geneti c Algorith m Approa ch The 9th of

A genetic alg or i thın techııique was used to g en erate the weiglı t

of Tilting-Pad

9.

309-327� 1 992. Wu, S.J. and Chow, P.l'., Genetic AJgorithms for

Nonlinear Mixcd Discrete-Integer Optinıization Problems

via

Meta-Genetic

Parameter


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü 7 .Cilt, 2.Sayı

(Temmuz 2003)

Optimization,

Dergisı

Engineeıing

Design Optimization Of Mechanical Systems Using Genetic Algorithms H.Saruhan, i.Uygur

Optimization, 24,

1 3 7-

1 3.

1 59, 1 99 5 .

1 O.

Goldberg, D .E., Optinıal Initial Popul ation Size for B i nary Coded Genetic Algorithms, The Clearinghouse for Genetic Algorithms, University of Alabama, TCGA Rept. 8500 1 , Tuscaloosa, Syswerda, G., Uniform Crossover in Genetic Algorithms, Proceedings of the 3 rd International Conference on Genetic Algorithnıs, M organ Kaufman, 2-9, 1 989.

1 2.

Spears, W.M., and De Jong, K.A., On the Virtues ofParameterized Unıform Crossover, Proceedings of the 4 th International Conference on Genetic A lgo ıithms M organ Kaufinan, 2 3 0-236, 1 99 1 .

D.R. , and Martin, R.R., An Overview of Genetic A lgorithms: Part2, Research ,

D., Bull,

Topics University ,

Computing, 1 5

1 4.

1 70- 1 8 1 ,

15.

16.

Back, T., Optimal Mutation Rates in Genetic Search, Proceedings o f the 5th International Conference on Genetic Algorithms, Morgan Kaufmann, Los Angeles, 2-8, 1 993 .

Mitchell, M., An Introduction to Genetic Algorithms, The MIT' P re s s, Massachusetts, 1 997. DeJong K., The Analysis and Behavior of Class of Genetic Adaptivc Sys tems Ph.D. Thesis, University of M i c higa n, 1 9 7 5 . ,

,

84

(4 ) ,

1 993.

1 985 . 1l.

B e as ly









Dii�cydc

SAU Fen Bilin1Ieri Enstitüsü Oergis·ı 7.Cilt, 2.Say1 (Tenımu7 2003)

Düzensi7 Binalarda Temel 'ahhm

DÜŞEVDE DÜZENSiZ BiNALARDA TEMEL UYGUI.JA MA SI Şebnenı Özet _

Bu

çalışınada

bir

dcprenı

etkisi

altnıda

&•lantıSl

.Demlrttn

Y ALITIM

DE1\1IRCAN

k a lan

ülkelerde, dcpreın yönetıncliklerinde düzensiz }�pıla r ıçın

yapının temeli el aston cr cs ash . malzemeler i le yahtılarak yapının yalıtnudan oneekı_ ve

özel şartlar gct irilıniştır.

yahtını

öncnıliJcıinden olan dcpren1, yerkabuğunun bir titreşirril

düşeyde düzensiz sonucu

temelinin

incclc��ni ştir. Ya� � �� n . _ _ ve duşuk ) ü ksek ı·ıJıthkh

d avranışı

yalıtılmasıııda

ii

'

r j t l ik li olınak üzere iki tip l{.urşuıı çcldrdekli kauçuk sistemler

kullarulınış

bu

ve

siste ınlcrin

düşeyde

düzensiz bir yapı üzerindeki etkisi araştırılmıştır.

Anahta,. Keli1nele,.

-

Titreşim kontrol sistemleri, tcnıe l

sönüınleyiciler, pasif kontrol si st enıleri, yapısal kon trol, clastomcr, sisnıik İzolasyon, d üzensiz Yitpılar

by

vertically effec t is

mcans of clastonıeric

ınaterials and

n

the

behaviours of the b ui ld i g before and arter isolation

are observed. In the base isolation of the buildiııg t''lo

different type of rubb er/lcad sys t e m s s uch as high-rigid

c

and low-rigid are usell aud the e ffe t of thcsc systcıns on a verti c a l ly irregnlar b u ildi ııg is s ea rched.

Keywords systenıs,

-

Vibration control s ysteı n s , basc isolation

high

d anı pin g

rub b c r

n

c

b ea r i gs , d a ın p r s,

passive control systcnıs, structur a l control, elastomer,

e i

s is m c isolation., irrcgular b uildi n g •

.

I.GIRIŞ Deprenı önce den bir uyarı oln1adan n1cydana geln1csi yönünden doğal afetlcrin en önemlilerinden biridir. Depretn etkisi sonucu ıneydana gel en can ve ınal kaybı nı azaltı nanın en etkin yolu yapılan deprenıe karşı dayanıkl ı

inşa etınek ve yapıyı deprenı etk ilerine karşı yalıtn1aktır. Depremlerden sonra yapılan incelenıelcıde taşıyıcı sisteın

düzensizlikleıinden dolayı da pek çok hasarın nıeydana geldjği gö1üln1üştiir. Bu a nıaçla deprenı risk i olan

Ş.Demircan; S.A.Ü

etkiler i nden konııınıa anıaçlannıışttr. Doğal

a etierin en

olduğu için yapıların ınesnctlerindc zaınana bağlı bir} dcğiştinnc hareketı doğw-arak dinamik bir etki oluşturur.

Rüzgar ve dcpreın gibi sürekli değişen dinanıik yüklere

kontrol kuvvetler i adı

\-erilen bir takım kuvvetler etki

cttiriln1esinc yapı kontrolü adı verilmektedir. Bu kuvvetler

yapıya ilave olarak konulan elenıanların kendi iç bünyel

ı le sağlanusa bu t ı p kontrole taban İzolasyonu ve pasif

otan binaların, köprülerin ve endüstriyel tesislerin deprem sonucu hasarlaıını az..al tn1ak ıçın bir altematiftir. teınclıne

Fen Uilım1cri Enstitüsü, Inşaat Miihcndislı�ı Yap1

sağlan1

ınalzeınelcr

ve

şcki1

yerlcşt iıilme�i

değiştirme taban

özelliğine

İzol as y o n

apının

sahip

sisteminin

tcn1elini oluştunır. ·raban i7olasyon sistemi nin amacı, yapı

pcrıyotlarını uzatarak, deprenilerde yapı l a r a gelen yata}

yüklen azaltmak ve buna b a ğ lı olarak deprem hasarlannı azaltınaktır.

Taban İ/olasyon sistcnunın esnekliği ve enerji yunna

özelliği ıle, deprem sonucu ıncydana gelen enerjinin ,_I

kısını yapıya iletiln1eden önce yalıtım sistemince yutulur. [�öylece yapıya i leti l e n kuvvet, önemli ölçüde azalmakta

Gün�� taban ızolasyonunda yatay deplasn1anlan ve giriş ener.Jısı� ve deprenıin etkisi nden bına korunuıaktadır.

azallnıak için cla5 tik n1esnctler ve kayıcı pla.kalar

gibı

enerji yutucu cihazlar kullanılınaktadır. El a st ik mesnetler ara l arında çelik plakal a r bulunan elastomerik kauçuklardan

tahakalı olarak yapılnlJŞ mesnetlerdir. Bu mesnetler düşey doğrultuda sert, yat a y

doğrultuda

esnektir. Kayıcı plakalar

ise., genelde tck başına kullanıhnayıp, elastik mesentlerle

birlikte kullan1lrnaktadırlar. Bu şekiJde kullanılan kayıcılar sısternc ek bir korun1a sağlamaktadır. Yapı tenıel ine yatay yi.iklerc karşı yalıtını

Anabılim Oalı, Sakarya

dcpremin zararlı

kontrol sistenıleri adı veri lmcktedir. Taban izolasyonu var

Abstract - In this study. the b a sc of a i eg u l ar bui ldiııg whiclı is under earthquake isolated

şekilde

n1anız kalan yapıların titrcşiınini azaltmak amacı ile yapıya

yalıtım sistemleri, yüksek sönüınlü kauçuk yataklar,

rr

Bu

siste.n1leri

yerlcş tirilerek,

rijitliği çok az olan yapı

. penyodunun

u:�atıln1ası, yapıyı ke s i n anlan1da deprem titreşimlerinden


(Terr.nıuz 2003)

7 .Ci lt, 2.Sayı

Düşcydt' ()iizPnsiz Binalar·da T�md Yalıttm Uygulaınasr Ş.Uemircan

Oergis1

SALi Fen Bilimleri Enslitüsü

"yalıhnaz", ancak yapı dinamik özellikleri nedeni ile daha

az

zorlanacağ1

bir

konuma gelir.

Bir

aşağıdakj özelliklere s ahip olmalıdır; •

temel

yalıtınu

Yap1n1n yüklerini azaltan, titreşim p eriyodunu uzatan

elastik bir davranış gösternıelidir •

Yapı

için

açığa çıkarıcı olmalıdır.

veya enerji •

denetlernek

deplasnıanlarını

sönün1leyici

Yap1 rüzgar ve hafif deprem yüklerin e karşı yeterli

dayanın1 gösten1ıelidir.

bozarak devnlnıesine sebep olabiln1esi, ayrıca büyük

dep1asnıanlardan

kalıcı

dolayı

depremlerden

defonnasyonlar

defonnasyonların kullanılnıaz

soru·a

o luşabiln1esi

ve

birikerek

.�ıan1anla

hale

getirebilnıesi

sistcıni

durunı.ları

temel

yalJtıınının oluınsuz yönlcridir.Teınel yabtıın sistemi uygulanacak yeni binalarda, binanın toplam ınaliyetüıi yalıtını

sistenıi,

projeye

bağlı

arttıracaktlT.

olarak

Fakat bina fonksiyonunını öneınini (hastaneler, polis istasyonları, okullar. \'b.) ve içeıiğinin değerini (bilgi

ışleın

ınerkeL.lcr i. ha c;tanelcr, laboratuarlar, yarı iletken

Ü1brikalan, vb.) düşünürsck bu oran depren1 som·ası

hasarl a r

fonksiyon

ve

kaybı

yalıtım

kalacaktır.'Tcn1el

yanında

çok

küçük

ile

ilgıli

sistemleri

çalışrnaların bir kısnu şöyle ö7etlenebilir : Kclly

ve

Naeün

[

1

]:

k-ullaıulan

. Ornek .

çalı�ma

prensiplerini

yalıttn1

ve

nıalzcn1elerinin h.arakteristik özellikleı-ini �istcnılerinin

yahhnı

incelemişlerdir.

bi r proje üzerınde ten1eli yalıtıln11ş yapıların

tasarınıında

dilekat

açıkJanu�J ardır.

edilınesi

gereken

hususları

Ayrıca, temeli yalıtılnuş sistemlerin

çözünıleri için kullanılan bilgisayar paket prograınları ve

bu

progran1ların

kullanılabilirlik

a raştınnışlardır . M azotti, Cecolli ve

yüksek

sönüınJü

yapıların

davranışlannı

clinanıik

kauçuk

sönünılü

özell]klcrini

Sa voj a

[

yatak ku llanılarak

kauçuk

betonarn1e

yalıtılnuş

2

]

,

tenıeli

doğrusal

alnıayan

incelenıişlerdir.

Yüksek

ya1aklarda

büyük

oluşan

şekil

değiştinııe d avranışını açıklamak için yeni bır histerik ınodcl

geli�tirnıişler ve betonanne

('histerik Rapson,,

park

nıodeli''

eleınanlar

kullanmışlardır.

i tera tif yöntenli ku11anı1arak

aralığında

dinamik

Birka\' örnek

bağ ıntılan

içüı

"Newton­

zanıan tanını

çözünılenuşlerdir.

üzerinde betonan1ıe yapılarda

elastik

olmayan şekil değiştirnıenin� yüksek sönünılü kauçuk

ya takhır

T�mel

ku 1laıı1larak

yalıtın1

yüksek f]·ekanslı

azaltılınasını

sistenlinin

bu

araştırmışlardır.

çalışma

sonucunda

ve kısa süreli depreınlerde oldukça

etkih olduğunu bulrnuşlardır. Temel yalıtım sisteminin

<i üşük frek a n slı ve uzun süreli deprenılerde belirli bir oranda etkin olınadığın ı açıklan1ışlardır. Kelly [ :.

te1ne li yüksek sönümlü kauçuk yatak

],

kullanılarak

yalıtıln11ş yapıların

zernin

seviyesınde

ynptıklan büyük yer değişbrınelerin konışu bınalarda ıneydana sonucunda,

getirdiğj yalıtın1

engellendiğini

ifade

değiştİnnelerin

azaltılabilmesi

hasarları

incelemiştir.

Bunun

sistemlerinin yaygnılaşmasının etnıiştir.

Tasarını

aşanıasında

<)J

ilave

ıçın

sönü mleyi c iler in kullanılması gerektiğini açıklamıştır.

Bunun s onucund a ise, nıaxinıuın ivn1e değerlerinin ve

hei

kat

seviyesindeki

yatay

arttığını tespit etn1iştir. ve Villaverde

Mosqueda

yer

4

[

],

değiştİnnelerin

yapımş oldukları

çalışn1alarında çatı yalıtıın sistenıini, yapıların sisnuk davranışını

azaltnıak

amacıyla

incelcmişlerdir.

çalışma için titreşim ınasası deneyi

Yüksek binalarda temel yalıtumnın yapının dengesini yatay

hesaplanan taban kesıne kuvvetlerinin ve büyük yer

Bu

ile 5 katlı çelik

çerçeve sistemini test etntişlerdir. Yalıtın1 nıalzemesi olarak en üst kat ile çatı arasına katinanlı kauçuk yatak Bunun

yerleştirmişlerdir.

s1ra,

yanı

viskoz

sönümleyicileri, çatıya yeterli sönümü sağlayabilınek için yerleştinnişlerdir. Yapılan deneysel çalışnıalar

ve

hesaplan1alar sonucunda depren1 etkisini bu sistemin azalttığtnı gözlemlenlişlerdir. Ancak sistenlin komşu binalar tarnfından k1sıtlanrnadığ1 dunın1da ve 15 katlı

yapılara

kadnr

sistenlin

açıklanuşlardır. Bakıoğlu

etkili

ve

olabildiğini

Aldenıir [

davranışını sisnıik kuvvetler altında azaltan

5 ], yapı

büyük

bir

kuvveti optinıal kontrol yöntemlerini gelişiirn1ek için tarumlamışlardır. yapıların

Deprem

etkisine

nıaıuz

kalan

koıttroliindc uygulanan doğrusal rcgu1atör

problernin

sayısal

önceden

çözün1ünü;

tanınilanan

yapısal kontrolün tünı optin1al kontrollerini, sıradan optin1alite şartianna bağlı

olmasına rağnıen gerekli

optin1alite şartlarını kullanarak elde etmişlerdir. Lizuka l 6 ], katınantı kauçuk yatakların büyük yer değiştiıme- yapan davranışını

incelen1ek için büyük

ölçekli bir n1odel geli�tirnriştir. doğıusnl alınayan

sahiptir.

uygu laya rak

ve sonlu yer değiştirme özelhğine

ınodele

I�u

yay

Bu geliştirdiği nıodel,

farklı

eksenel

kuvvetler

km aktcristiklerindeki, değişinıleri

gözlcnılemjşbr. Bu deneyler sonucunda, büyük şekil

değıştirnıe özelliği olan katn1anlı kauçuk yataklann burulma

ve

sertleşn1e davranışlarını belirleınişür.

Nagarajaıah ve Sun koınuta

ve

[ 7

], tabaıı izolasyr·ı!u yangın

kontrol binas1nın

s] snıik per fonnansının

darbe etkisini, 1994 Los .Angeles N o rthgridge deprcnıi sırasında a raştırnu�lardır. Darbe etkisine maruz kalııı ? "

bu

taban

analitik

izolasyonlu binayı

ınodellenJe

incelemek için farklı

şekilleri

gcliştiniik1cr1

bu

incelenıiş1erdir.

Binanın

geliştinnişlerdir

tekniğin

ve

doğruluğnı:u

darbeli

ve

darbesiz

davranı �ını tannnlaıruşlardır. Darbe etkilerinin yap1nın

davranışı

üzerindeki

etkilerini

değerlendirınişlerdir. Binanın arıkastre tabanlı oln1ası

durumundaki davranışı ile binanın taban izo la s yonlu

davranışını

bak 1n1ından

yapn1ışl a rdıi.

sisn1ik

perfoınıans

karşılaştırarak

değerlcndirn1eleri

tanıınJamasuıı


DÜŞ('} de l>ü"Lc.·n�iz Binalarda Temel \

>l'rgisi SAU Fen :�ilinılen :-:nı.;ti:usııl 0�) 7.C'ilt, 2.Sayı ('lcııııntıJ 20

Ç e kird e kli Kau\�uk

Kurşun

Yeni

Sıstcnılcr

kc; 1975 yılında

R o b in 'lon

Bill

Dr.

Zelanda'da

ilk

}guluması

.Demir

Cierilnıc Kaıakterist1ği ( Q) hı<;tc rik

('ckirdekli J(auçuk Sistcnılcr:

I.l.Kur�un

hh m

tarafından

esıni geliştir·jlnıiştir.Kauçuk Si s l e n ı l cı in yutına �apnsıt ıhınasynnn arttı rn1 a k aııuıcı ık �·cşıtlı ınal/.L rncler ilc kon on ar3ştırılnıı�rır. İlk olardk çelik çuhuklaı ik konıbınasy ra denennıış fakat i yı sonuçlar alına nıa nı ıstır. 1 )aha �on etkih sönütn 'e ekonoıniklik s i l ın cl 1 r ik kurşun çubuklar

cğnde ıaırşnnun kma ge rilıne5i ve kurşun çubuk alan ı j}e hesaplanır. ) etkıli r (p tliği ise, yer dcğiştirıııe a zal ı rken nıaksımum yükler içın taıuınlanır. F1kili rijitlik (Kto,r) şağıdaki gıbi t anı n11 n.n ı r.

..

ile sağlaıunışt1r. Km.ıç·uk i�tcn1lcrin ın cı kezine bır kurşun k �n1çuk � ısteınl t� r kurşunlu yer] eş tır i k rek cubuk oluşturulur. '{atnğın e n�ı ı i vutnıc.ı kapa-.;ıtec:.;ini bu kurştın

D�D

e

{ l)y) aknıa

Bu ifade d�

de r Doğa lııek:-ı n� .

( '") ise

yer değiştirnıesıni

ifade

J

dçyi�;de kurşun çubuk

hiı

Diğ<T

�rttırnıaktadır.

çubuk

histerik cnet]ı yutucu ��ön·\ i yapartık �i�tl'rnc e� dnııürn sağlanıakta d ır

olarak ifad

1 8 1.

edilir. l3uracla:

uf

,.·

.

,..

,

>-

--

.. (_

-

.

1� o?

.... ./

.

--·-

--

,··

-

,_;, - .

,. .

,

"" "" "�.... ..... ..d

ı·rV"': ·�j; 1

/'

·--

. - . _.::. .

"

olur. 1.. tkıli peııyot (

ohtr""l

.

..ı

,

'

:

'

..

ı

L---

,1 .. .....-...... .... ..

1

""

1

"

-

.ııı,

. ,

'

'.

_,._

. ı 'cır=

" ..

\\

L

o 1 a ru

..

.... 1

1 •• 1 1 1 ı '

ı

.

yerle�tirilnıiş

<

sı-.,tenılcrin

k,·u�·uk

.

'

: .ı..,l

e

clılir .

Et ki 1 i sönüın ( Bcrr )

l

� D olmak

i\laııı Ili<:ill'rık Eğri ......

yapı :-;istenHndt.:

2n l<crr 1)2

lunnnu �e kil l'dt> gü stl' ril nıi�tir. Id . t ,•

l< ıl�1dr

uzere

�ckıl l- Kuı�tın �t:kll<ll'klı kauc..·uk "ı:--tcın

J(ur�unlu

--

..

--··�

ı ' '

T.cr1 )ı�c;

27t

./

ı .

(

Q/\V

if�Hic c dj lir.

.Jt '1

F..,.

Hı<;tcıjk Eğri ./\l anı

Q ı

=

: 4Q (D-D.,) K., .1\ olnıak üzere, 4Q ( 1)-l)\')

D\ -=FyiK1 ve

(!j ll w '\1 k \1

'

ır 1

.

/"(. ıun .. 1ı•

-y("k;J'!"'r=·.•� ::-::-:1 :: 1 ı .I. ...,

H

1 ..ı. .

...w �•

r ____ �ekı 1 yc.:ı Je� � ı rilrn:si

, :J '] •___

.1

ı

i La

ı:.ı� 1

ı..

.

. --=---

-

.-.-

.,

2n ( K ı D-i Q

ı ı j\ ı ı \ı

r

olarak tanınılanır. ,ı

r1

ıl

çek nk·, lı

1< uı ş.ı·ı

)

l

..

Kur�un çubukltı pL1slik ŞL· k il dL"ği�tırınc yaparkl·n ö nünı sağlunıaktadır. Kur�unlu kauçuk s ıc.._ k ınlc ıı n . ıç�ıııclcki ç c 1 i k ta ha ka ı�ıı a ek o L.ı rak nı e rkl'i'dck.ı ldı ı )U ll çubuk, ı ıyg u l a n a n dü�cy yiikün ta.�ııunnsını snğlar A)nı

;,anıandn kauç1.ık si::ıten1kı ile yapının ağırlığı taşınırkcn, kurşun çuhuk plastik şekıl dcğiştirınc ilc enerji yutulına ını sağluıııaktadıı. Kur�un �-ubuğun <;apt,

yer]c�tırıldıği

d c l i k t< n b1rai:

daha

·

U)gulanarak yer]c�tırılir !9J. Kurşun çckırdekli kuu\'ll�

ö;elliklerj

K2

vc

ak nT ı �

s s tc

i

vr

n ı l t' ı ın

ku\'vct

F 1 '1 t.; tik rı_ıı tlı k

ri ; ıtlı· t� L ıı1 ın

<.) an

( I'-� ) nın ,

;< Hrpıfn1u�Jvla he�arlanır.

1

1

( K 1 ) i i1lçı lk'k ı\' ın, '

� toı r ·

31n1ırık ·

Şl.·k ıl

J- 1( urşun lu kauçuk ll<''latcrlcı in ku\'\et-yer değı�tinne

Ciencl olarak clastik riJitlik K1= lO K., alınabilır.

Böyll'rc:

4Q D -

ınckaııik

ÜÇ' paıaını:ltL)C hağ1ıdtr Bll paranıelıckr

Q 'd ur. •

btiyi ild i.i r

L'g rı s ı •

K1 •

s on

\�Hpanla

0 cır

Q --

9Kı ------

2 fi(KıD+Q)D


Diişcyd<' Diizt'nsir Binalan.ia

S-\l! ren Bilı:ııleri Enstitüsü Dergısı

7.Cilt, 2.Snyı

(Temmuz 2003)

olur. Kurşun çekirdekli kauçuk sistenıler son elastik

(Kd) ve elasük yüksüz rijitlik (Ku)olınak üzere iki kesn1e rijitliğine sahiptir. Son eriıne rij itliği (KJ) ile kesı11e rijüliği (Ks) arasındaki ilişki tün1 boyutlarda avnı dır. rijitlik

1-12Ap

As

Bnrada; Ar : kurşluı çnbuğun kesit alan ı A., : kurşun çnbuk olınaksızın net a l a n, �1\.g : toplmn alandır. Yiiksüz rijitlik Ku=6,5 Kd'dir. İlk erinıc yükünün yerini alan geçiş yükü olan kesnıc yükCt (Fyı) aşağıduki şekilde ifade edilir: ,

Tcnıel Yalıtım L')·gulanıası

Ş.Dcmiı·ca n

Kurşun çekiı·dekli kauçuk sisteınlcrc yüksek yatay yük etkimesi durunıunda ise, önce kurşun çubuk eıin1ekte ve yatay rijitlik önenıli derecede azaltıhnaktadır. Böylece yapı sisten1inin perıyodu artmaktadır. Düşey yüklerden yüksek yüklcre geçiş old ukça düzgündür. K.urşuu çubuk eridiği zaman yükler kauçuk tarafından taşınır. Kurşun çekirdekli kauçuk s isten1lerin rij ith ği üzerinde eksenel kuvvet büyük rol oynamaktadır. Ş ek i l 5 'de göıüldüğü gibi düşey kuvve1 arttıkça sisternin njitliği azalınaktadıT. I<urşun çubuktaki bu yunıuşan1a yalıtılmış yapıda periyodun artnıasına neden olnıaktadn. Bu sısternler çok katlı yaptlarda, köpıiHerde ve dcprenıde hasar görnıüş yapıların güçlcndirilrnesinde sıklıkla kullanılrnaktadır. Bu sistcın ilk kez 1 989 y ılında Williaın Clayton binasında uygulanınıştır[9].

Fvı.- 1,182Qd Bnrada; Qd: %0 kesnıe şekil değiştirn1esindeki k esme akına dayanııru ve q0: sistemin �lo kesnıe şekil de[;ıştırn1esinde kurşunw1 kesme alana gerihnesidir. Kurşunlu çekirdekli kauçuk sistenlin son elastik rijü1iği ( KJ 'c kesme şekil değiştinnesindeki ınaksin1un1 kesn1e k1n 'e11 (f) ise:

1:�:�ıılt'

Hı itı li(:;ı

........

.._. _ --

.

��

' ..

'""

\ ı..

\

\•

__

ı/'-d -

___

-·--

LI HE

Şekil )

f3uradı.ı; q1 : kurşunun kcsıne aknıa gerilnıesi, Uı:n:: kurşun

Cı: ku1�un çekjrdeklı kauçuk sistenlin kesn1e 1nodülü Ye

( ): kuşun çckirdekJi kauçuk sistenlin biritn şekil dcğiştinncsidir l ( 0]. Kurşun \'ckirdekli Kauçuk Sistcnılerin davranışı, depren1 uyanınlan a]tındakj yapı davranışına bağlı olarak bir c;ok paratnetreyc bağlıdır. Bir kurşun kauçuk sistenıin p�Tformans faktöıü; kuvvet yer değiştiın-ıe ilişkisinin çevrimi alanını n, iki yönlü doğrusal davranış gösterdiği kJbul edilen parale1 kenann d ış çember alanına oran1 olarak tanınılanır. bir deneysel çalışn1ada, King tarartndan 0,6 7'lik b1r perfornıans faktörü öncrilı11istir. faktörii geneilikle sistenlin detaylarına Perfoı mans hdğlıdır, Bununla beraber, daha önceki anahzlerin çoğu b:ı t1p yatakJan1alarda kuvvet-yer değiştirrn� için iki yönlü doğrusal da\Tanış kabulü göz önüne alınmıştır. '

1

r-.'J! • :�

.

'A \00 • • ed•

..

.... • • • J ,

.

�ckıl 4- Kur�un

ve

rijitliğ,. V': düşey yuk arasındc:.ki ilişki

I<.APSAlVll

Depren1 sonucu nıey dana gelen yıkınılar günün1üzde in<;an hayatını olunısuz yönde etkilen1ektedir. Yapı tasaru11 aşamasında, küçük şiddetteki depren-ılerde hasar gönneyecek şek ilde, orta şiddetteki depreınlerde oluşan hasarları n onarılabilecek nitelikte, büyük şid detteki depremlerd e ise yapı hasar görebilecek fakat g ">çnıen1esi sağlayacak şe k ilde kaybı oln1an1nsuıı can ve pro.J elendirilnıe li elir. önüne etkisinin Dcpreın geçilenıeycccği ıçın bl.l etkiyi azaltn1a yöntemler' geliştiri 1 nıe ye ça h ş ı lınaktndır. Bu aıı1açla yapnnn tcn1ehne depreın dalgalarını sönünıleyjci özelhğe sahip nıalzeıneler yerleştiriJcrek, yaptnln el astik davranış göstern1esini s ağ]aınak ve cneıj i yu tnıa kapasitesini arttırnıak için ten1el ya lttım s1�tcınleri geliştiril nı_iştir. Yatay yük lere karşı rij itliği çok az olan bu ya htun sis1enıleri yapı periyodunu uzatarak yapının daha ai' zorlanacağ1 bir kanunıda oln1as1nı sağlar. Tcınel yalıtım sistenıinın kullanılması ile derren1 sıras1nda yapıya iletilen cneı�jideki kayıplar ve yapının esnekliğinin artınası sonucu taşıyıcı elenıanlarda (kolon, kiriş) phıs1ik mafsallar oluşur ve me yda n a gelen c lastik olnıayan dcforn1asyo nlar plastik nı.afsal böJgesinde kalır. Böylece deprenı sırasında yapıya iletilen cneı�j iııın çoğu ynluy kuvvetlerc karşı dirençh yapı sistcıni tarafından yu ttı 1 ur. '-'

/ ,/

1 ·' f •,

....

/

"..'"ı " .;. !.ı

""

Kesme

li.ÇALIŞl\1AI\IN Al\tlr-'\{,: VE

�·ckirdckli lGıuçuk sısteın.in etkili tasanın yer değiştirn1esi,

..

.

kauçuk sıstem kombinasyonu

95


l>ü�cytle Düzen sil' Bi milarda Teınel

SAU Fen Bilimlerı �n�ııtüst: Deıgt'-'1

7.Cilt, 2.Sayı (Tcrnnıuz 200J)

Tenıeli

Ş.De�

kauçuk

çekirdekli

k-ı1rşun

Yalıtım l)gtb�

n1csnct

si s t c ıni

ile

kesiti veri le n 7 katlı 4 açıklıkl1 ve düşeyde düzensil olan 3 boy n tlu bir binanın ana l i z ier i düşük rij itlikli kcnıçuk nıcsnct s isteıni, yüksek rij i tlikh yalıtıhmş

Şekjl 6 'da

kauçuk nıesnet sıstcıni ve ankastre nıcsn<:t sisteını o l ara k 3 ayrı nı.odclde yapıltı11ştır. ( ı k a n sonu�:lar birbirleri ilc '

karşılaştırılımştır. Tüın kolon kesitleri 50/50 cn1, ti.in1 kirişler tablolu olarak boyutlan Şekil 7'dc görüldüğü gjbi

'- ----

boyutlandırılnuştır. 'f üın katlarda döşcınc kalınlığı 12 cın allnmış olup, kat yükseklıği ilk kat için 400 cnı. iken diğer katı�nda JOO crn.' dır. dın aınik analizinde Binanın

1999

Ağustos

laribinde

gL·kn

ıneydana ve

kuzey-güney

Depren1i 'nin

ver lıareketi

doğu-hcıtı

n lar ak

25

�ckıl 7-lablalı kııış ke&itı

16

lvlunnara

bılcşcnlcr1

kullanıln1ıştır. t\ 1 Jrn1ara Oepre.n1ı ·nin zaınan art nı11 O. O 1

b inay=ı x doğru l tu$unda etkidiği varsayıhıuştır. Binarun J dı geçen dcpıclH etkisi altnıdaki diııaınik aııali;:lcri S.I\P 2000 i\onlin�eı 6.1 l versiyonu pak e t prngıaınHHlJ /a ı na n Aılln1ı yönten1i (1'in1e I I i st or y ) kul ltınıleırak yapdınışhr. B ı na n ı n sön lin ı oranı bcr bir n1od i\ı · ıı O O� olnrak alınnH� olup� özvt'ktörler için ınod s a y ıs ı 7 sc<ı:ilıni�tir. 13u çalışnıadu sn., dir.

hareket i nin

l)cprenl

yapunn 1cn1e1ine ycrlc�tirilcn kurşun n1csn0tler,

kwu�·uk tahnknlaruı

·ıublo l. Kauçuk �

�·elık

ı

Sisterni de dcniln1ck !<:dir.

ı

t-

.

+

ı

-

ı

ı

ı

- ı

.

ı

'

-··

t

Şekil

ı

-

(ı- (.Iç hlıyutlu lt:ııll'lı

ı

- �

.

.

.

·ı

1 y:llıtılniı�

l\. :ı u�u k Ml's n ct

-

-

tabdkDlar

sonucu oluş1unı1rnu�tur. Bu sistcın(' Yc1ıı / ela n d a f\:fcsnet

..

ATiJll

Knuçuk \Ic�nct

sıstenılcri11 nJcrkc;,;nl' bır kurşun Çltbtık yerle,�tirılınc�i

-

(1\g)

--

B l'ipi

ycrlc9tırilnıek �uıetiylc, kükürtlL' scrlleştirilcrck, kau\(uk

·-

tik Ri.iitli k (tim)

l<iith.� 1 Eb

t;ekirdckli kau<,:uk

arasına

tnesnrtkıın karakteııstik özellikleri

bınanııı kt:sııı

lJ6

338,3,, ]46,9 1.

254,32 682,.3

kma Kuvveti (tl

Pl

El ıR o

2,449 12,74

t DJ

o 129 247

Ot


Düşeyde Düzrnsiz Binalarda

SAU Fen Bi Jimle rı E:ıst i tüsü Dergi sı

(Temmuz 2003)

7.( .lt, 2 . Sayı

Tcwn<>l Yalıtam

Uygulaması Ş. I>C!mi rca u

11. 1 . Çözümü Yapdan 1\rlodellerin Karşılaştırıl ması . . --

..

.

3

- --

..

2,4267

. ..

-

.. ...

N

ı

1

"'

o

1.5 g_ � o.s

:E +'

c:

·ı:

0

Q.

IP

Arıkastre

a Tıp

A Tip

rı: ı

0,4054-

-

o.� ·

-

--

·

-r - --- -·� · --

.

. o

.

� .. ��� --....

ı

.

.------ ..

·-----

...

-

ı;

·

.

..

.

. ı.

.

--

�}

0904

.. = ·-

r : .!Cit: "J,•�;

l,:.s;

-

Modeller

Modeller

. ..

c 0,2 ö ..!!.. o.1 >-

-0,-1330

o

0.. Cil

·c

B Tıp

ATıp

_ __ _..

:E

'i 1

- �· .:."'t-

.

0,3

o

·· �· t · :; � 'M·

..

·, -::

"'

M

'

-

'

-,

.

.�0.2�

.

-

- -- ··· '- · ·-

..

. . '·

-

-

�e .

-

.

ı

-- -------

ı 1

t-l

.

BTpc

ATıp

Model ler

t_--- -

Ş eki 1

Yapının 1 . M od u n a A it Periyot

\\ekı! S

--

9

-·-------,

Ynpınnı 2 . Moduna A i t Periyot

-

.

·-------- .

Şekıl 1 0 - Y a p ı n ı n 3 . Moduna Ait Per;yot . ,

-

·----, ------

V 'O

o �

0,3

'2 0.2

..

.

ô � 0. 1 :::.-

o

·� Q_

.. .

0,·1288 ... -·

0,/..818 -

--

.

••

·--··-·

�;·

t"'

' '

.Ankastre

-

- ... . ...

_..,.__.

"'

� '

.

'

A Tıp

B Tıp

AliJ.X

'-----· -

0,0400

.

0,0532

()

-

--

B Tıp

o

{!)

if:

� -

1

--at:TeS

•Gl

8

1

·-

-

,..

---- •

ı

·

,. '

.

1 � ı

-

\

&

, �

t

--··----··· •

'

'-:--"'""-

"""'�"-

.1

13 Tıpı

Tipi

Modeller

<V

e ;

J{

fho

·-

- ·_ _ _ er ·

..-E U

O>

C

O>

20 1s

l- · � - ,

10 5-

��::.:: · 1

--- -

17

-

.... ..

-

cıı '

15

E 1:) \... Qı

VI'

--

o

-

:))

>-

o

---

.

-

._. _

-

f1ııkastre

--.

-

ı 1

.!. .

� -�

.ı .

1

.:. .. .

'-:.. -

.

5,004

ft .-

� •

A Tıpi

ı ı -

B lip

ı

1 '

.

. 'ı

ıı

ı ı 1

i

1 ı 1

Modeller -

--

-

__ _

-

.

-

'i 1.

.

..... t

Aıi<astre

_

_ _

------

1�. 18

� ı' � İ (l

E

>

--

.

,..... · . .. ı-.,., --1

�,..-1--�-'-,.....__...._--1 8 Tıp

ATıp .

Moceller

.

·····-

· ot �-·�---

..

---

.

s

l'

Cl� � -� '

o

-

. . . �

-

ı

,.

���=·:�-----·. .

ı l - -� !1 -···-

A Tıp Modeller

_.

1

___ _ _

B·5.ı:ı. ;;..�� 4ı;; ı ·�ı ---

ı. .

r '

·

ı�

ı'

,

..

.

·

--·--

Arıkastre · ·

'·

,, :�·

,

'

t �.

o

.

,

,

.

ı.

..

ı

.ı ··' ·

i• . '.,,,�ltıı'

.

. .

t

-·---

.

X Ekscmi

Yönündeki M a x i ınurr. !vmc

·.

.

!

.

·

.

··

«

• '

l\ lip

fOOdef ter

1

'·

1 8

-

Yapınııı En Ost

;:;

4)

� ::3

cu _

l(Xl) ı

:nx>

37t:ı. ...

---

. -

•'

'

.c n1 1-

L

·

:i513.

---

f•

..

!

"'" .

,

.

t---·-

··

6,3!7 �' : ı

·.

--

A Tirı

B Tip

1 :;::: 1

-

J

·

--

"' 1-

·.:ı

·- -·--r•-- .... . _ __

_ ,

.

-

..-.......____

-

-

-

2"� .' ': Y"

�--- ·�·-,

1

ATp

l'vtxEJier

'

.;.. '

--

-·· •

1

2if!/

...

1. ?: .

'

'

_j ....... .. -

I.:kseııi 'Yöniiııdeh.i

Tabat ı Kesme Kuvveti

97

ı. ı

'

srp

ı _

_

Şekil 2 1 - Yapını n X

ı

t

--

. e:m :J 5XX) . ••• -.:!•!.!" 351(f tl i, .; 1" ... , -:··"··� 4XX) r-ıv _ :�:� �� ;E z :n:o •fo-- --·' . · ll) :S: . .,,,;; , . � : :=ı : Q.l - :a:xo ' :ı: . · c 1CID . ·� · ' o_g

.

---

ı ı

-

--

1

1

)ckil 1 9 Y a p ı n ı n Temel Seviyesinde X El<seııi Yön ün dek i l\llaxi tnunı Ycr Değiştırmc

... -

B Tıp

.

_j ·-····--··· J

.

IVbdeler

.--

...

M:ıOOIIer

.

L_

Değiştirme

ATip

.

-

-

kKcSre

"

·· ·-·�·-·

---.

B Tip

..

.......-

.

-··a.

: : . . ,�; .

-�-.....

:-e

� ,;. . { . 4 . � • r�-. .

-· · ·

'· ',�

.

L ' o

..

X: c: m

. ·:, �

..... ...

·- - . �·•·

-

-;----

_____.......

-

-

'

-

cu -

.

·-·-·

1

r

Katında Y Ekscnı

- '

.

.

· ı· . · · ·-· -.. " ı ı • tı· 1

j

·-

-

·

· ·

...

- ��l ı

•1

. •• �: - . . ..,. 11 7 •••. • .... . -· 1 • 1 ··ı . , '1' . -

j

En Ü s t Ka u nda Y Eksen ı

Şekı 1 1 6 - Y np ı n ın

.

Değiştirme

·

ı

_

y,·iniir ıckkı M a x i nı u rn Yer

i

-

B Tıp

_

Yap i n ı n rcınel Seviyesınde Y Ekseni

6,021

-

-

).: k ı ! 2(•

1

-,

.,.

ArKa;tre

- -�-�: �1

1433 '

- ··-· . ,. ,

Yönündeki Maxıınum Yer

...--�

1�.33

-

---

...

C) 'll

Şek i 1

---- ..

--· -·--··

.

15 r

·-

- ------- ---

Yt"\nlındekı M a x ı n ı u ııı Yer Değiştirme

.

1

.

--'-

...

Yap ı n ı n l:ıı C:st Katında X l:ksen1

E u 2�

.

>

.

1

-

·- ---

.

1

______

JO')-

ı

'•

Mo cıe n

B Tıpı

Ü�( Kat ı ı ı d a Yönündeki t\-laximum h· nı�

,; ,. ._ , _

l r• f

>

ı

'

..

A

: 1·

A Tt�

Şek i l 1 S - Yapının En

, · -·

.

--

fl.nl<.ası re

.

.:

,,

r;

�--'--...J...---1-�.J---..--_J.--J-....,

_ _

·

·

.··---..

�.·

ı

6,113

···

-.

-----·--

ı.

..

--

6, 97

� tl �-

� ·t

- - -- .. - -

o

E

L

Y a p ın ı n 7 M o cl u n a A i t P er i yo t

�ek ıt 1 4 '

E !"! u Ci :- b

i

-

--

s·-ı--0.07-1�[�·-ır

0,07'3( -

o ona

Şekıl l 3 - Y a p ın ı n 6 . fVloduna A i t Periyot

- 10.

.

Alip

5 . fvloduna A i t Periyot

l

ı 1

Mcxieller

8 Tıpi

.... ' -

-

Şekil 1 2 - Yapınıı:

Yapıııın 4 . tvl oduna Ait Periyot

0,0552

ı --, --·

Modeller

ModeJier

0e kı l l l

0,085 .-. 0,00 .... c: o 075 o lll ı >-- o 07 • 'C: (1) o C65

CD

.

Şekil 22 - Yap ı n m Y Ekseni Y örı ü i ldekı Taban Kesme Kuvveti


DüşeJ' d c Diizensiz Binalarda Temel Y�ıhtım Uygulaması

SA U Fen B i l i nı1eri Enstıtüsü Derg isi

Ş.Demlrcan

7 . C ! l t , 2 . Sayı (Temmuz 2003)

�--

--�

- ------- ------

B Tp

- - - ---

�-·--·

Şek i l 2 .3

L_ _

·--

--·

.,..� 65 2 .. •

·-

----

·

.

•·-oo .,

--...,_. __...;....:.._. ,.._. , ....,. •

25 ··- Yapı Tenıehne Göre X

Yer değ1şlirnıe --· ·-

-

-

·· -·-· -- . :: ..

---·· -_J

Ekseni Yönündekı Maximum Göreli

ıvraximu;n Taban Mon1ern·

�laxinıunı Taban Momenti .

Şekil

Şekil 24 - Yapınltı Y Ekseni Yön ündeki

Yapın ı n X J-:: k se·ıi YöııLit'deki

--- ----

-

5,516

-

.

-

'

1

.ı ı

1

ı

1

.

i

Şekıl

B np

A n pı

.Arıl<astre

Modeller

rvtxıeııer

Yönündeki M a xirnum Göreli Yer Değ i ş t i rme

-

-----

---ı · .

1-:---

-... 2C �"

- i �... ......... , .- . . ı ı

,...

E ...... 1 ı:: o E 1C c cu

.

__..._____

E-

=

A'i<astta ---·

';)ekil

.

�ler

· -·

2tJ - Y a p ı n ın

rıı

B Tıp

A Tıp

-----'

--

Csı Katında

B i r Kolonun

2-2 Doğrultusunda Eğilınc Momenti

L

;;·

. ....,. ...,""- :· '

····. ;

.,..

��

'

-

-

MxiefiS"

2-2 Doğrultusunda Kcsn1e Kuvveti

r- -

ATıp

ÜsL Katmda Dı:· Kolon u n

Şeki1 27 - Yap! n ı n En

26 - Y a p 1 Temeline Göre Y Ekseni

---

BTıp

Alip

·

ı:; �

r

� �

Q l �·· ....

-.

'4�;::�

. . ' .·: : •

'

ı

· .

·•

·�-.... .. . ··'

J

.. "ı: ·

f •

:

·

� . -

:

. • • -� - � ·; :

F

.

'

··: •

:

O

.

-

· ,

<

.,. . _ • ,

. \' •.. . . : ' : h ,.. ,,, •, ,,•ıt';· ' , -�""""'1 "

i,��

: ' ..., . ,· :

.

1

. . . . ,_

.

--

ATıp '•

.

.:

A

4� 't

...

l

',

..

.

l'v"oOO!Ier

3-3

.,

'

; .

. ·�·. .;. '

H '

,

1:1'

') j

.

'

' •

:

'11

f

,. J ı i ·; J !

' . - ..... ' ı.-'1;---:· �· • ..' �.1 e : ı •

B Tp

_ _ _

Şekil 30 - Yap ı n ı n

3-3

.. ._ ' :"ı1ı t''· . .._ ! 1

. ··�-"":'

kkaSre ·

.

Kolonun

' ı i

t

Üst Katmda Bir Dogruıtusunda Kesme

� e k ı l 2 8 ·- Yapı n ın En

Ku vvet1

. . , 171S- ·-------· i(.;,j;w ... ': ' :: . ı:ııt . .;

B Tıp

Doğmltusunda

En Üst Katında

I3ır Kolonun

Eğ11mc Momenti

l l l. GENEL SON l�ÇL.L\R

olduğundan düşük rijitlikli n1esnet sisteınindc yüksek rıj i t li kli nıesnet sistenıine göre yer d eğişt i rnıe sınırlarını aştığı göıülmüştür. Dtişill' rij itlikh nıesnet s i ste m nd e yüksek rijitlikli mesneı sistemine göre yapı tenıel sevi yes inde x ekseni yö n ü n de yaklaşık 8 . 5 kat daha fazla yer değiştirdığ: düzensiz

Ru çal ı ş mada e ld e edilen sonuçlar aşağıda sıralarunı ştır.

i

1-

Marmara depreıni ivn1e.si etkisinde 7 kat l ı düşeyde düzensiz bir yapınuı periyodu, taban yahtınıJı ohnası h a l i n de atıkastre n1esnetli o hnasına göre yaklaş ık 6

saptannuştı r.

,

kat

artn1aktndır.

izolasyon

Bunun l a

tiplerinin

farklı

beraber

oln1asına

yapı

3 - Düş e yde düzensiz olan 7 kat l ı yapı sisteminde binanın en üst katı n da y e k seni yön ündeki maximun1 yer deği�tirme 1 4 . 3 3 cın olmuştur. Yüksek rij itl ikli

periyodu

bağlı

ola ra k

arttın1dıkça giderek azalmaktadır. 2- Düşcycle düzensiz olan 7 katlı yapı sisteminde. binanın en üst kat1nda x ekseni doğrultusundaki n1axin1um yeı değiştınne 6.97 cn1 ohnuştur. Yüksek r ij itlikli kauçuk mesnet sisten1iı1de yapının yer değiştirmesi. düşük r�j i t l ı kl ı kauçuk mesnet sistenune göre o/o 1 2 .3 aza l dı ğı görülmüştür. Yapı ankas tre nı e sne t1 i ınode le kauç uğun rij i lhği

göre

ise

yaklaşık cx, 48 . 1

kauçuk

nıesn e

düşük ri ji t l ikl i

lYt, 20

t

si stenlinde yapının yer değiştirınesı

kauçuk ınesnet sistemine göre yaklaşık

azalrnıştı r . Yapı a nl<astre mesnetli modele göre

ise ya klaşık o/o 76 o r annıda artan bir yer değiştıniıe göstcnniştir. Yapı sistenunin temel seviyesinde Y ekseni y ön ünde ki maximuın yer değiştiımes i ise yine J 4.33 cm bulunn1uştur. Düşük rij itlikli kauçuk mesnet sisteıninde, yük se k rij itlikli kauçuk nıesnet sisteırUne

oran ı n da artan bir yer

değiştj nne gösternıiştir. Yapı sjstenunın temel seviyesinde x ekseni y ö nünd eki nı.axüı1un1 yer değişti rnıesi ise 5 2.63 cn1 o l muştur. Yapı düşeyde

g öre yapının tcnıe l se viyesinde y ekseni

98

yönündekı


Düşeydc Düzcnsi7 Biu a l a a· d a Temel Yahhm

SALi Fen Bi l i ··nlerı En�:ı tüsü Dcrgısı 7.Cil l, 2 . S ayı ( Teın muz 2003)

nıax1munı yer değiştinnesinın yaklaşı k % 20 art t ığı

4-

g öıii l m ü ş t ü r . 7 katlı ve düşeyde düzensiz olan yapı sisteminde rvrarn1ara dep re mi ivmcsi etkisi altında kullanılan yüksek r ij ı t l i kl i k au çuk nıesnet s i stemler, yapı sistemının ankasn-e mesnetli uygulamasJna göre üst yapı n ı n x eksen i yönündeki ivnıe e tki s j n i o/o 3 5 oranında mcsnet ılıcsııetli

5-

ankastre me sn e t l i ınodele göre ına xin1uın

aza l tı11aktadır.

s i s t c rnl eri n

ise

yapı

rij i t l i k l i

sistenlinin

Dü�eydc

etkisınİ

düze n s iz

D c pre nu

\1 armara

rij j t l ı k l i

%) 44

7

olan

yapı

ıncsnet

görülınüştür. 3-3 doğnıltusundaki eği hne nıomentinde

düşük rij itlikli k auç u k mcsnet s i s teınl er de �lo 206

ekseni

or an ında

kullanılan

siste.nılcr

azaltmaktadır.

oranında nıesnet nıescntli

yönündeki ivn1e e t ki si ni

s is t enl l eri n

ıse

Düşük

kauçuk

yapı

uygulamasına göre üst yapı n ı n

y

h-

ekseni

lttığ ı görül n1üştür.

7 katl ı ve düşeyde düzensiz olan yapı s istenıinde ten1cl

bınanın

nıaxi ınunı

yer

seYiyc�inde

x

değiştirnıesi düşük

ınesnet s i s t e nıı n d e

ekseni

yüksek r ij i tl i k l i

yönünde

rij itlikli

göı ü l ınüştür. yönündeki

Yap ının

ınaxin1um

temel ye r

değiştirme s i

3

olduğu

y

ek seni

ise,

d�ük

4

rıj itlıkJi kauçuk nıesnet sistenıinde, yüksek rıj itlikli

1-

kauçuk ıncsnct s istcnıinc göre yaklaşık 2.4 kat arttığı gürü ln ıüştür. 7 kat lı düşeydc düzensiz yapı sistenıinin x doğrultusundaki taban kesıne kuvveti, ankastre

5

sistcrrunde o/o 3 8 . 3 , düşük dj itli kl i kauçuk mesnet si"ten1indc ise % 4 . 5 2 azalııuştır. Yapının y ekseni yö nün dek i taban kesme ku vv e t i ise, anka stre n1esnetli yü k s ek rij i tl i kli nıt>dele ka ıı çuk n1esnet g öı e , sıstenıinde o/o 2 9 . 1 , düşük rij i tlik l i kauç u k n1esnet �i'>tcıninde de o/o 2 7 . 3 5 azalmışlır. kat l ı

d üzensiz

ellişeyde

yapın11ı

Jcıgnı 1nıdusundaki ınaxinuın1 taban

x

mo m e nt i

G

e k se ni

7

anka�tre

8

ekseni doğrultusundaki maxin1unı taban mon1cnt i de n1odele

göre,

yüksek

r ij itlikli

9

�auçuk ıncsnet sistenli nde ise (Yo 4 7 . 5 6 azalınıştır.

7 kat l ı clüşeyde düzensiz yapımn en üst katında

bulunan

bir

kuvvet lerınde

1nesııcHi

a7alnıa

kolonun,

doğnıltusundaki

göre ınaxünuın

göıii l n 1üştür. ise

3-3

k e s me

10

kauçuk

ınesnetl i

c n1

buluınnuştur. c n1 . y i

Yapı

yer

aşmıştır.

Earthquake

Engineering

and

KEL LY, J .M ., ''The Role o f Damping in Seisrnic I s o l a tio n, , , EarthqHake Engineering and Struc tnra J Dynarn.i cs, Volunıe 2 8 , pp. 3-20, 1 999 V J LLAVl�RDE, R. And J'v100 S QU E D A, G . , "As e i mic Roof I s olati o n System A n a lyric and Shake ·ra b l c Studies", Eartb quake E nginee ri ng and Stnıctural l)ynanıi cs Voluıne 2 8, p p . 2 1 7-234, 1 999 ALDETvlİR, U . , BA�.KİOC}L U, M., a nd AKHIEV, S . , "Optiınal Contro l o f L i neer B u i l d ings under S e is nıic Excitations" Enrthquake Engineering and S truct ura l Dynaınics, Vo hnne 30, pp. 8 3 5-8i l , Turkey, 200 1 L I 7Ul<A, M . , "A Macroscopic Model of Predicting Large-Deiörn1ation Babev iours of L anıi na ted Ruhber B e a r i ng s , Engineering S tructures, Volume 22, pp . 3 23-334) 2000 NAGARAJ AIAH, S., a nd SUN. X . , "Base Iso1ate l l FCC' build ings : Inıpact .Respons e I n Northgrid ge ,

J o u r n al

of

Structu ral

Engineer ing

V o l unıe 1 2 7 , No 9, pp 1 063- 1 0 7 5 , U SA, 200 1

ÜNAL,

Ö.,

"Yapılarda

'Yüksek Lisans Tezi,

13ö 1 . , İ sta nbul, 200 1

I<A H ABÖRK, T., ..

Yüksek

Taban

Sönünllü

İ T·ü

İzolasyonu

İnşaat Müh .

H'fitreşi m Kontro l Sistenıle ri ve

K a uç uk

Yatak

Gygulaı nalan'\

SAlİ. İnşaat M ü h . B ö l . , S akarya 200 I DUMAN OGLU, A . y e A'fEŞ, Ş., '·Taban Izo lasyo n l u Binala rın Linee r Ol n1a y a n depren1 ,

o

% 63 .4 oranında

doğrultusundaki

rijitlikli kauçuk

Dynmnics, Vol uıne 2 8, p p . 633-653, 1 999

Dokto ra Tezi,

kauçuk ınesnetl i sisten1lcrde, a nk a stre

si s ten1e

kuvvet lerinde

2-2

Stıuctural

S i s tcnue ri",

ka u�· uk ınesnet s isteınİnde % 1 6.6, düşük rij ıtl ikl i

l)-

59.6

Structlıres",

Earthqu a k e " ,

sı �teıninde isr <Yo 5 7 .9 aza lma görülınüşlür. Yap ının y ıncsnetl i

değiştirn1e

"

nı c s ne t l i modeJe g öre. düşük rij itlildi k auçuk nıesnet -;ı�fen1inclc �� 5 4 . 7 5 , yüksek rij itlik l i kauçuk nıesnet anka s t re

ınesnet

,

nıc�netli ınodc l e göre, yüksek rij itl ikli k a uçuk n1esne t

7

yüksek

değiştirn1e sınır koşu]u olan 50

ka uçuk nıesnet

seviyesinde

me s n et sistcnıinde,

F r aıne

k a uçuk

sisteınine göre yaklaş1k 8 . 3 kat daha fazla

kauçuk

KAYNAI<LAR NAEİM, F. a nd KELLY� J . M . , "Design of Seis1nic 1 I s o l a ted Struc tures", Jolu1 W i lcy & Sons, Ine., USA, 1 999 2 C'ECCOLI, C., MA ZZOT" TI., c:. and SAVOJA, M . , . LNon- linear Seismic A ıın ly s i s of Base-1so lated RC

aııkastre

yönünde k ı i vrrıe c1l< isini ise yaklaşık o/o 3 9 oranında aLa

yer

kauçuk

sist enlinin

rij ithkli

ınesnet sistenline göre yakl a ş ı k 5 kat daha fazla o l u p ,

yapı

o/o 5 7 . 5

rij i t likli

yüksek

1 1 - Dü�eyde düzensiz 7 katlı yapının x ekseni yönündeki ına x i n 1u m göreli yer değiştiımesi, düşük r ij ülik l i

s1stemının a n k a s t r e ıncsnetli uygulanı.asına göre üst

yapının y ekseni

artma,

sistenllerde de <Y,') 1 2 . 5 oranında azalnıa görülmüştür.

sjsteminde

ivn1esi ctkisj a l t ı nd a kauçuk

2-2 doğrultusundaki eğilme ınoınentinde, düşük rij i tlikli kauçuk ınesnet s i s te mle rde <Yo 9 oranında artına göıülnıüştüL Yüksek rijitlikli kau ç u k mesııet s i stenllerde ise 0/(, 8 1 oranında azaln1a kolonw1

azalttığı

oraıunda

katlı

1 0- 7 katlı düşcycle düzensiz yapnun en üst katında b i r

ankastre

x

<Ya 7 5 .2 1

oranında aza lnıa görüln1üştür.

kauçuk

uygulaınasına göre üst yapının

yöniinueki j vnıe görülınüş tür.

y1iksek

Düşük

Uygu lamas• Ş.l)crnirca n

Ana l i zi",

ke s nıe

R apor,

sistcrnlerJc

99

Türkıye

İTlİ , 1 999.

Dep ren1

TR026-42

Vakfı

Yayını

Te kn ik


Dlit IJI lllt·r ele 1 1 d 1

SAU Fen Bıhnıleri En:;tıHlsli lkq�ı�ı 7.Cilt, 2.Sayı ( renını u/ 2001)

Faruk UR�L\.1,, Murat

Özet

Günlük h ay at t a çok geniş kullanıln1a ;danın a sah ip bir makine eJenıanı olarak, güç ilctiıninde ç arkların kullanılan di şl i muhtelif şartlarda davranışları bir çok araştırn1aya l{onu oJınuştur. Bu çal ış mada silindi r i k düz ç a rk lar d a diş p rofili nd e ki gerilmeler, klasik yöntenılere de d eğ i n iler e k Sonlu E.lemanlar Metodu iJe çözümlemeler y ap a n ANSYS paket programı kullanılarak incelendi. Model olarak ° kavranta açısı a = 20 , d i ş sayısız= 22, diş dibi kavisi rk = 0.9 ının, diş deri nliği t 3.75 nım, diş çıkıntJsı s = 3 mmve modülü 3 ol an düz dişli çark analiz edilmiştir. Analiz sonucunda o luşan maksimun1 gerilıne dişli malzenıesinin akma sınırının altı nd a k al mış tır Anahtar kelinıele1·- Dişli çarklar, Son l u Elemanlar -

=

.

Metodu, Gerilme Analizi

Abstract

tiınes, gears have us ing areas as mach in e elements, and their behaviors i n variou s conditions become s ubj ects to lots of researches. In this research, the stress at the profile of tooth in cy l ind rical spur gears have been examined by u s ing ANSYS computer code \Vith touching cl assical metbods. A s pur gear which has coupling angle a = ° 20 , numb e r of tee t b z = 22, t ooth bot tom bow rk 0.9 mm, tooth depth t = 3.75 mm, tooth p ro t rusi o n s= 3 mm as the mod el At the end of the analysis maximum stress is lower than the material yield st ress . Keywords- Gears, Fi nite Elements Method, Stres Analyses I. GİRİŞ -

In

.

İnsanoğlu yerleşik düze nden bu yana tabiatla mücadelesinde ilk önce kendi güc ünün yanı sıra som·a da hayvan gücünden fa ydal amm ş tır Daha soma doğadan y ani rüzgar ve sudan yararlanmıştır. Fakat bunların kullanıınında ortaya çıkan zorluklar d iğer güç iletim sisteınlerini n kul l a n ı mını zorunlu hale getirmiştir. Bu zorluklar ka r ş ısınd a i nsa noğ l u belki de ke şfedilmiş en eski makine elemanlarmdan o l an dişlileri kull anarak a şnıaya ça lışmıştır [ 1 ]. .

,

,

SAÜ, Bilgi işlem Daire Başkanlığı, Sakarya M. Özsoy; SAÜ Mül�endilik Fakültesi CAD CAM CAE Merkezi V. Uçar; SAO MülıendısJjk Fakültesi tv1akine Mühendisliği Bölümü,Sakarya

\'ahdct

R

lJ(.

Dişli, biı· nıılden diğcrınc.:- lıurrkel ve gO\ iletimini şekil bağı ilc sağluy�1n rnakıra· c le ına ıııd ı r. �1illcrin konumuna dişli çar k ıneknnizmaları göre dişli ,·:.ırkl�u· ve ..

sın1ilandırılır.

Günüınii7de nıakinalaruıa

di�) i ler, h,ı' �ı c ı1ı k ve u7.ııy sanayiinden tanm kadar

ht.r

alanda

yaygın

olarak

kulianılmaktadıı. ()/ellıkle ağır şartlarda, ya da yüksek hızda çalışan nıcıkıııalaıda k u ll u n ıl a n dişliler kıitik bir i şl ev i y e ri n e gctinne k t edir Jer. f !u n den le bi r dişli çjftinin performansının dogru o la ra k heliılc·ınıcsi haya tı bir önem kaz aıın-ıaktadır. J )e neyse I ve anal ı ti k yöntenıJerle elde edilecek sonuçlann sınırlı o ln ı as 1 ve o las ı her dişli çi ftine uygulannıasının ınün1kiin olnıarnası dişli ç ıftinin dinamik karakteristiğinin ıno de l l cn n ıes inin önenuni aıt1rmaktadır. II. ANSYS SONLll IDLEMANI�.L\R ANAtİZ ]•ROGRAMI

daily

=

F. Ura] ;

ÖZSOY,

·trilm rer nin IDctltnmt .si .Ural 1.Öı 0 \ V.Uçar

Bilim adamlan alışılını ş

an ah tik

nıetotlarJa çözün1ü çok

hatta i mkan sız fiziksel problemlerle sık sık karşılaşırlar. Boyle bir problcn1le karşılaşan çözümleyici doğal ol ar ak sayısa l adı verilen çözüıne ba ş vuracaktır. Başka metotlarla ÇÖ/.ülenıeycn prob:cınJerin çözüıniinde kullanılabilen çok ba yıda sayısal yol vardır. Son lu eleman meto d u bunlardan b iridi r. Sonlu eleman n1etodu yeni bir ç özüm yönte1ni olup k e nd isini diğerlerine ü stün kılan seçkin öze1liklere sahiptir. Bu meto tta cismin "sonlu, boyut ta çok sayıda "eJenıana'' ayrıldığı düşünült.. Metodun adı da buradan geln1ekteclir. Cisim uzayda n (= boyuta sahipse, n boyut lu son lu ele manla r 1 ,2,3) sisternine ayrıllr. zor

�'

"

-

Sonlu

elemanlar

yö n temi

,

boyutları

ve

şe kille rin in

esnekli ği nedeniyle, çok ba ğla n tı lı bölg e l er veya köşelerj olan böl gel er zorluk çekilmeksizin incelenebilir. Sebep sonuç bağlantıianna ait problemler global direngenlik matrisi ile birbirine b a ğla nan genelleştirilmiş kuvve tler ve "yer değiştiımeler'' cinsinden fom1üle edilebilir. Sonlu el ema nl a r metodunun bu özelliği problemin anlaşılınasını hem mümkün kılar he nı de b asitleştitir. "

"

Günümüzde piyasada bir çok sonlu el ema n yöntenli i le analiz yapan program bulunmaktadır. ANSYS programı


Düz Dişlilerde Dişdibi Gedln1clerinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

incelenmesi

F.Ural, M.Ozsoy, V.Uçar

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

••

d eğişkenlik göstermektedir. Temasın ilk noktasında, F n

1970 yılından bu yana kullanılan yaygın bir analiz

diş yükü, F r

programıdu [ 2].

radyal ve Fı te ğ etse l yük bileşenlerine

,

ayrılmaktadır[4].

UI.DİŞLİ Ç ARKLARDA GERİLME ANALİZİ

(1)

Dişli çark boyutlarımn tayjninde gerekli ömür süresi n ce

herhangi bir hasarın meydana geln ıcsin i önlemek için

F:-c

ortaya çıkan diş zorlamaJannın ınünı.kün olduğu kada r

hassas bir şekilde bilinmesi gereklidir.

özelliği taşıyan

kırıln1alar,

bu

çekıne

Fnc Sin ab

(2)

bu d e ğe rl er den yola çıkarak sırasıyla eğilme ve basma

Eş çalışan dişlilerde en büyük geriln1elcr diş tabanında

olur ve kın lmal a r bu bölgede meydana gelir.

==

gerilmeler i cr e

Y orulma

'

(jb

geriln1elerinin

bulunduğu yerd e bir çatlak i1e başlar. Zanıanla ilerler ve

(3)

yükü taşıyamayacak hale gelince diş dibinde kopma olur. Diş yüzeylerinin taşıma kabiliyeti� müsaade edilen diş yüzey basıncı

ile

belirlenir.

Taşınabilecek

basıncın

_

F,,c Sin a6 bsq

aşılnıası halinde özellikle sert1eştirilmenuş yüzeylerde ve tekil

kavrama

kopması

parçacıklarının

malzeme

civarında,

noktaları

sonucu

ufak

çukurcuklar

şeklinde hasar meydana gelir.

İlk

Bu verilerden yol a çıkarak toplam gerilme, Gtop aşağld.aki

..

kabuller

yap t ı

şeklinde hesaplanır. Burada hq; eğilme kolunu, sq; kınlma

kesitini ve b; diş genişliğini sembolize etmektedir.

defa 1892 de I cwis diş kökü muka vernetine ilişkin

basitleştirici

(4)

.

Bu

araştırmada

Lewis

gibi

,dişlinin yüklenmesine ilişkin en kötü konumun tüm

hesaplanır.

n1ukavemeti

yükün kavrama ha lindeki tek dişli tarafından taşınması hali olan ilk kavrama noktası olduğunu ve d i ş in kiriş

radya1 bileşenini ihına l etmiştir[3].

(jtop == (Ye -ab

Lewis

gerilme

nıiktan

için, enınıyct gerilmesinden,

olmalıdır.

o]arak değerlendirilebileceğini varsaydı.

Toplam

parçamn

O"em

küçük

yükün

I\'. ANSYS

(5)

(jem

PROGRAM ININ UYGULAN:\IIASI

f lini tayin eden ampirik bağıntılardan sonlu Dişli çark proi eleman l ar

n1odelinin

referans

tesisinde

oluşturan bir prograın gel iş tirildi

.

B

..

ı

noktal ar

or ta rnınd a değerlendirilerek n1odel o luş turuldu.

noktaları ANSYS

Bir dişli çarkta, d iş kuvvetinin diş ucuna tam değerde

uygularınıası en kötü haldir. Gerçekte kavrama oranına bağlı olarak paylaşımını

dişli

çiftleri arasında paylaşılır. Dişler yi11

sağlayacak hassasiyette imal edilmedikleri

sürece diş kuvvetinin diş ucuna tam değerde etki ettiği

kabul edilebilir. Bu nedenle diş dibinde azami gerilmeyi sağla yan yUk tatbik noktas ı diş ucudur[5]. lV. 1 Model Oluşturma Bu çalışmada kullanıJan dişli ilk olarak bir bilgisayar destekli

Şekil

ı. Dişleri n mukavemet hesabı

ınodel lendi. fornıatında

çalışan dişlilerde en ve

büyük gerilmeler

diş

programı

olan

Daha sonra model

Pro/ENGINEER da

iges

transfer

dosya

ANSYS yazıluruna aktarıldı. Kullanılan dişli

çark n1alzeınesine ait mekanik bilgiler aşağ1da verihniştir.

Fot.oelastisite yöntemleriyle elde edilen sonuçlara göre eş meydana gelir

tasarım

tabanında

kırılmalar bu bölgede olur. YükJemniş

diş kökünd e maksinıum geri]menin tespiti tcınas anında diş üzerine gelen yük ün yönü, miktarı ve dişljnin şekliyle

101


l>ö�: Ui�lilcrdc Uişdibl G rilmeltırinin

lncelen m F.tJral, M.Özsoy,

SAU Fen Billınieri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt,

2.Sayı (Tenımuz 2003)

v .uç:

: 1 8CrNi8 : ( 1200-1450) x : 800x 106 N/m2 :21 Oxl 06 NI,m2 : 0.3

Sembol

OKop OAkma

Elastisite M o d

Poisson Oranı

()luştundan

Çeliği

: Senıentasyon

Malzeme

·

ınodel, I 8.051 adet

diiği.inı noktasından olu�nıaktadır.

106 N/n12

i ki dişlinin biıhirini

en

ÜLzla

vlcn1an ve 26.368 adet

temasıyla kavradığı şekil 4.' de 1 ııumara ile

yüzey

durun1u teınsil elınesi arnacıyla, 2 gö�lterılen alan ü?er ıııe 400 N nun hasınç uygulanrnış tır.

aktarılan n1odclin elen1anlara bölünmesi iç in 3 boyutlu. 6 yüzlü, 8 düğüm noktası ve her düğüm noktası için 3 serbestlik derecesine sa h ip olan AKSYS

yazıluruna

( 3D SOLID 186 )

katı

eleman kullanıldı.

cv t:7 ®�

/<

/

,1

l .._,ı 1

M

\

1 \

® -

,.. r

/

- ,tl--_

o

N

® -

..._

-

---

·K

l

---- -- -----

�eki! 4

y

X

V.

Şekil 2.

Solid 186 Katı Eleman

lJi�h çarka

dlt

yukknıe durumu

SONUÇLAR ve YORUM

\1• 1 X Ekseni Boyunca Oluşan Yer Değişimi

n1odeline uygulanan sınır şartları kinematik ve s tatik olarak ikiye ayrılır. Kinematik sınır şartlan düğüm nok talarına tatbik edilen hareket kısıtlamalan dır. Dişli modelinde, Şekil 3.' de göıiildüğü gibi X, Y ,Z eksenlerinde sabitlenmiştir Sonlu

·----

elenıanlar

---

-

NOül\1. S OLUT Tt�•H

-

STEF=l SUS al 'I'H-E,.l ( �VG 1

t;;<

CMX =.02623!> SHN

.,_

.025945

şı� �.192G-04

C259otı>

- 0230H

-.

Şekil

-

:

oıoı&.s

.017271

.

.

.

.... .

OHJ79

.01.1488

. uJ8�96

5. X Ekseni Boyunca OluşanYer

.

-. oo!ı70t

002812

Degiştirnıt.

.

792E-o•

Uygulanan basınç ( 400 N/ınm2 ) sonrasında X ekseni boyunca oluşan n1aksimum yer değiştirme X ek senine göre ters (-)yönde 0.025946 n1n1 diJ·.

�-----------------_J

Şekil

3.

Dişli

çarka

ait sonlu elemanlar ınodeli

102


Düz Dişlilerde Dişdibi Gerihnelerinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

V. 2 Y Ekseni

Boyunca

F.Ural, M.Öı,soy, V.Uçar

Uygulanan basın ç ( 400 N/ının2 maksimum geri l me değeri 606.741

Oluşan Yer Değişimi

prtP=l

çözümlemeler som·asında maksimum yer değ i ş tiınıeni n X ekseninde ve nm1' nin binde 2.5' u

1 T!ME=:ı

IAVG) ['�t>: ; . 02523 6 UY

mertebesinde olduğu görüldü.

!!Wl -=-.0)8Z14 $Mli =-.OJ64J6

oluşan maksimum gerilme nıalzemenin akn1a sınırı olan 800 N/mm2' nin alt ı n d a kal dı. Fakat burada dikkat edi l mes i ger eken konu dişli çarkın emniyetli çalışı11ası için bir e nıniyet katsayı sı belirleınektir. Emniyet katsayısı S= 1.25 seçildi. Buna göre emniyet]i ge r i lıne sının 800/1 .25= 640 NI mm2 d ir. Çözümleme sonucunda oluşan 606.741 N/nnn2' nin 640 N/mm2' den daha küç ük olduğu için bu dişli emniyetli çalı şı r Model

ı

-.000214

• .

.

•.•

J.

,0015'lı

-.0011"

004965

COb511

'

ııı:cıı� OM"'Jl

. 003l!ı1

-. 003J1\

.

0064)6

Şekil 6. Y Ekseni 13oyunca Oluşan Yer Değiştiıme

( 400 N/nırn2

Uygulanan b as ı nç

boyunca oluşan maksin1um yer ters (-) yö n de O. 008214 mm dir.

3 ZEkseni Boyunca

sonrasında Y eksen i değiştirme Y e ksenin e )

nlar

1 !:U5 •1 1 TIME:•! l.l2

geri ln1e

ANSYS sonlu paket progranu kullanılarak g eriln1e analizi

ve

ı. •

yer değiştirmeler saptandı ve di şli nin ol ma s ı

Cı02U:J3

ANSYS

. L ! ."< ı .. �

, --··r · ... · •·lıı

paket

Şekil

,.

001110

.GIO!·Ol

���e-Ol

elde

. 00/U)J

KAYNAKLAR

Değiştirme

2

[1]

A. İ. ; D iş l i Çark Mekanizmalarında Ilatasımn Statik ve Dinamik z_,rlanmaya

AYDENİZ,

Taksimat

"

Etki leri", Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bil . Enst., İstanbul, 2001 [2] ÖZSOY, M. ; "TVS 2000 Yolcu Vagonlannn� Bilgisayar Yardı nnyla Yapısal Analizin, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bil. Enst., Sakarya, 1998. [3] ÖZER, 1 I. ;"Düz Dişli Çarkların Sonlu Elemaıılai Yöntemiyle Gerilıne Analizi", Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bil. Enst., Sakarya 1996. el ema n ları AKKURT, Birsen [4] M., "Makine

Dağılımı

STtl'- 1

n� •

ve hızlı

.001581

7. Z Ekseni Boyunca Oluşan Yer

V. 4 Eşdeğer Gerilme !LI!s 1 'I'JY.Dol 'CQ\i

pratik

,

.

basınç ( 400 N/nmı ) sonrasında Y e ksen i oluşan maksiınum yer değiştiıme 0.002033 nun

dir.

kullanılarak

çal ışmanı n ed il diğinden, geniş letil n1esine ve değişik çap, diş say ısı n1odül ve eğrilik y a rıçapına sahip dişlileri n ele al ınarak karşıla�tırmalı bir çalışma yapı lm a sı na karar verildi.

Uygulanan boyunca

progranu

'•

Oil20ll

ıs�:

göre

gerek en d e ğer ler içinde k a l dığ ı be l irlen di.

t..VGı 00 -. .G:!ö2�6 SHII - .OQZC31

·

amacıyla

hesaplamak

çö zümlernel er

ı

üzerindeki

yapıldı. A s a l geriln1eJer vasıtasıyla çeşitli kriteriere

STEr-

• •

çalışmada diş l i çarklarda diş kök leri

gerilmeleri

e

S"<io

ise

VI. SONUÇ Yapılan

Oluş a n Yer Değişiınİ

üzerinde

.

el ma

ı

) soruasında oluşan N/mm2 dir. ( Şek il 8.)

Yapılan

S1J6 :1

V.

incelenmesi

(AV\i)

.o�..:�Jt\

,. .ııı:� :11

'!W. •tC6.74l

,

",

Yayı nev i , 3. Cilt, İstanbul, 1982.

G e ometry of Involute Gears Springer- Verlag, New Jersey, 1987. [5]

COLBOtJRNE, J.R., The ,

l

.Oll�>Oq

61.4/\>

1J4.8ll

.t02.255

269.t:69

337.063

4011,1198

411.9];:

a:•s= •,J<�.326

().)(.,7.,1

Şekil 8. Eşdeğer Gerilme Dağılımı

103


SAU Fen Bilimleri

Etini

Enstitüsü Dergisı

7.Cilt, 2.Sayı (Temınuz 2003)

171-Si<..- ·•·ant Hibrit l\lctal Matriksli KonıpozUicrln Ür<'timi ve M ikro

yapı

A.�t .ALa k h, S.

1

sin n, H.Akbulut, C.Bindal

ETİAL 171-SiC-GRAFİT HİBRİ'"f METAl.� 1\'IA1,RİK Lİ KOMPOZİTLERİN ÜRETİMİ VE MiKR<>Y APISl Ahmet �1 �ZAKLI, Serdar ASLAN, Hatem AKBlJLUrr, Cuıtıa BINDAI.,, •

.

ETİAL

Özet - Bu çalışma, metal

matriksli

mikroyap

ısı nı

..

I 71

-

kompozitlerin

SiC - GrafH hi b ri t

(Ml\IK)

üretim

ı. GİRİ�

ve

rapor etmektedir. ETİAL 171 ınatriks

malzemesi ol arak seçilen ötcktik altı alüminyunı -

Partikül takviyeli nıct al rna t riks l i komp ozi t nıalzemeler,

0/o lO SiC ilave edilmiştir. Takiben bu kompozite, ağırlıkça 0/o 2,5- 5 7. 5 ve 10 or anlarında Cu kaplannuş grafi t

sertlik değişimleri incelenmiştir. İlave edilen SiC ve

matriksli olanlar üzerindeki ara�tınnalar son yıll arda büyük ilg i yüksel özgül çeknıiştir. Alürnıııyun1 alaşın1Jarı d ayanın\ işlenebiHrlik, kolay düşük yoğ u n l u k s ıc � klı kta uzun süre üretilebilirlik, yüksek mukavemcflcrinı koruyabıhne ve nıaliyet açısından ileri

grafit partiküllerinin mikroyapı için bir nevi modifiye

uygulamalarda

elentanı olarak davrandıkları tespit ediintiştir. Artan

özellikler

grafit partikülleri mikrosertlik değerlerinin nerdeyse

kullanıla ra k geliştirilcbil ir.

silisyum

alaşımına önce hacimce

-

partikülleri ilave edilmiştir. SiC partikül

ve grafit

ağırlık oranının değişinıine bağlı olarak mikroyapı ve

lineer

o a r ak

l

arhşına

yol

açarken

Brinell

(MMK),

,

Bu

bybrid

metal

matrix

composites

-

5 wt 0/o 7.5 wt o/o and 10 wt. 0/o. Depending on the c hange of SiC -

hardness were investigated. It was determined that added SiC and graphite partictes are acting as a some kind of nıodifıer for microstructure. Iııcreasing har dncss

almost l inearly , whereas Briuell hardnes s decreases.

-

MMCs, Hybrid, SiC, graphite, h ar dn ess,

nticrostructure,

Ara yüzeyleri ayırt edilebilen, en azından

Bu

A. M. Azaklı; AL-F01·nı Alürninyum Otomotiv Komponentleri IMES

Sanayi

Si tesi

,

8206

Sok.

ev

No:

Dudul lu/İstan bu 1

S. Aslan, H. Akbulut, C. B1ndal�SAÜ Mühendislik Fakültesi

ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Esentepe/Sakarya

iki

olarak

Ziraat

4,

Y.

Metalurjı

alüıninyunı

matriksli

kompozitleri al a ş ınıl arınd an alüminyum ayırırlar. Alüminyum matrik sl i kompozitler, takviye s iz alüıninyunı alaşımlan. polimer matriksh kompozitler ve seramik nıatrik�:l kompozitlerle karşılaştırıldıklarında, bir takım özgün avantajlar v e dezavan tajl ar sunar. Metal matriksli göre

kompozitler sınıflandırılabilirler [3];

LTD.

.

farklı malzemenin kon1binasyonu ol ınas ı gerekmektedir. Malzeme l e r üç boyutlu ol a r ak bir1eşmeleri gerekJidir. Yeni malzemenin özellikleıi, ayrı ayrı bileşenlerinde bulutınıayan özelliklere sahip olmalıdır.

tanımlanıalar

Makinaları

o lmalıd ır

l 1 ,2];

-

and graphite particles ratio, the microstuctural and

Keywords

koınpozit sayı l ınası için

Cu coated graphite partictes were introduced into

nıicro

iks l ı konıpozit n1alzemeler

İnsan yapınıı

SiC

choosen ETIAL 171 nıatrix material. Subsequently

ratio increases

nı a tr

particles in vol. o/o 1O were initially ad ded to the

grapbite particle

alünıinyurn

ki myas al

Graphite

(MMCs).

this composite in the ratio of 2.5 wt. 0/o

Bufiun yanında, bu

kuiJanılnıaktadır.

n1 al z enıe leri n

This study reports on the production and

microstructure s of ETIAL 171 - SiC

al aşım

,

Anahtar Kelimeler- MMK, h ibrit, SiC, grafit, sertJik, mikroy a pı. -

aliinıinyunı

de

sertlik

değerlerinin düşüşüne neden olmuştur .

Abstract

ö7ellık1c

ta kviye

lerin geometrisine

S ü rekli fiber ta k viy el i

kompozitler Kısa fıberlcr, vis kerl er ya da partiküller ile süreksiz takviye li kompozitler Dispersiyonla sert1eştirilen süreksiz takviyeli kompozit malzıneler

Btmlardan kaplan1alar,

başka,

l amelli

s ennetle r

alaşunlar vardır.

kompozit sertleştirilmiş

kompozitler,

ve dispers iyon


SAU Fen Bilimleı-i Enstitüsü Dergisi 7 Cilt, 2.Sayı

Etiall71-SiC-Grafit Hibrit Metal Matriksli

Kompozitleri n Üretimi ve Mikroyapısı

(Temmuz 2003)

A.M.Azaklı, S.Aslan, H.Akbulut, C..Bindal

Ortak bir n1e tal matriks i çer isinde iki veya daha fazla tip fiber

içeren

n1alzemeler

k o n1po zi t

hibrit

alaşırnın atomik absorbsiyon cihazında yapılan k imyasa l

�MK

analiz sonuçları Tablo 1' dedir.

malzemeler o larak isinılendirilirler (4]. Başka bir deyişle

Tablo 1. Matriks alaşmıı ETİAL 171 'in kimyasal kompozisyonu (%

hidrid MMK malz emeler, en az iki veya daha fazla farklı tip metal

nıatriks

veya takviye fazı

içeren

ağtrlı k)

tabakalı

kompozitlerdir. Her bir matriks veya takviye fazı ç e şidi i)

fiziksel ve/v eya n ıe k ani ksel ö ze l likl er i

ii)

malzeme yapısı ve

iii)

kin1y a sal kompozitleıi

Si

Fe

Mn

Cu

9,G

0,36

0,43

0,07

Mg

Ti

Zn

Ni

Al

0,044

0,002.

0,035

0,01

Kalan

,

Tak viye malzemesi olarak ETIAL

171 a laş ııruna ilave

nedeniyle birbirinden farklı olab ili rl e r [5].

edilen g r a fıt partikülleri ve SiC paıtiküllerinin boyutları

Hibrit ko nıp oz i t ınal zerneler iki fonksiyon]u ko mpozi tler

partikül le r i

olarak

da

adlandırılabilirler.

sunuınıasında bi r

Malzmelerin

Ör n eğin

ınalzemeni n

,

hem

sıcaklık--ta

,

90-40 f..lt11 boyut aral ı ğınd a tasnif cdi]en

edi lınesi

paıtiküllerdi r .

SiC parti kü lle ri ise aşındırıcı olarak kullanılan ve % 99.5

yüksek sıcaklıkta kullanılacak

yü kse k

85 �Lm ve 62.5 pm d i r. Grafıt % 98.5 saflıkta o lan 2 mm boyutu n daki

ortalama

parç ac ı kla rın öğütülmesi ve daha sonra yapılan eleme ile

servise

optint ize

özellikierinin

ka çınılmazdı r .

sırasıy la

saflıktaki partikül1crdir.

kullanım

esnasında yük taşıma kabiliyetinin iyi olınası ve hem de kulla nılabilınesi ge rekir. Bu

uzun süre

11.2 MMK Malzemelerin Üretimi

amaçla önce

nıal ze me n i n yüksek mukavemet kaza n mas ı gerekir, daha sonra d a bu mukavemetini kaybetmemesi is tenir . Bunun

Grafit part ik üllerilu n alındıkları halde matriks için e ilave

i çin mikroyapısı

ed il n1esi sırasında gr afıt ve Al arasındaki yüksek yüzey

Farklı

fonksiyonlu olarak üretilnıelidir.

iki

ma1zeınelerin

( bi lc şinıi)

aslında

bir

herh ang i

bir

hibrit

olarak

g eriliminde n

koınbinasyonu

düş ünüle bi li r .

dolayı sıvı alaşımın

neredeyse

ıstatması

imkansızdır.

grafit partiküll erini

Kap l amanın am ac ı

Hibritleşn1eni n anıacı, istenilen tasarın1a uygun ol arak

n1etal

malzemelerin özelliklerini iyileştirrnek i ç i n bir bileşenin

n1etal/metale

olums uz

p aı1i kü l leri n in matriks alaşımın da tutulınasını ve i lavesini

dengelenıektir. zamanda

diğer

etki sin i

yi.iksek

Aşınma

ve

ortamında

ilavesiyle

çalışan

ve

olar ak

paralel

ve

bunun

boyut

Bu

grafitlmetalden

ç alı şmada ki yapılan

tasnifi

Grafit grafıt

semcııtasyonu pren s ib in e göre part i kü lle r üzerinde ince

yüzey

bakır kap lanınası s ağl anmıştır.

CuS04 çöz eltisi içine

ilave e dilen grafit partiküllerinin s ıvı da asılı dunnalar ı

taş ıma

yük

için

yap ı s ı m

paı1ikülleri CuS04 çözeltisi içine ilave edilerek b ak ı rın

oksitlenınesini

ya nın da

fazı arayüzey dönüştürmektir.

kolaylaşt11mak

aynı

istendiğinde malzemenin

buna

için

engellemek

bileşen

ısı i l eti mi istenen bir alanda bir MMK

malzeme ku 1 l a n ılmak

ısınmasını

bir

takv iye

iyi

için çözelti 100-150 devir/ dakika hı zla karış tınimıştır.

yollardan birisi bir ın.etal i ç ine henı sürtüıuneyi azaltacak

Çözelt] içine 4-5 mn1 boyu tlar ında saf Z n ilave edilerek

kabiliyetinin

kay bolmasını

e ngellen ıe k

ıçın

en

aşağıda verilen k imy asal reak si yon gereğince açığa ç ık an

bir bileşen ilave etn1ek ve heın de yük taşınıa kabiliyetini

aJttırıcı bir

takviye

fazı ilave etn1ektir.

saf Cu grafit partikülleri üzerine k(:.plannnş ve kaplanan

a ç ıdan

Bu

pa rçac ı kl arı

b akıldığı n d a bir Al alaşımı na heın SiC partikülleri ve

grafıt

henı de grafit pa r t ikül l eri i laves i optimum bir malzeme

çökınüştür.

özelliği

ve

ortaya

mikroyapıs ı

çıkaracaktır.

malzemelerin

üretimini n

mü mkü n

ol up

(�H 298

oln1adı ğın ı aı·aştın11ak v e nıi kroyapı özell ikleri ile senlik

arasında ilişki ku mıak olacaktır.

alüminyuın ma tr i ks a laşımı o larak

ETİAL

grafit ,

171 a la şunı

Bu alaşımın seçimindeki amaç, yük taşın1a

olmasından, kabiliyetinin iyi korozyona karşı daya n ımın ın yü ks ek olmasından ve döküm kabili ye tini n iyi olmasından dol a y ı özellikle aşııuna uygul aın al ar ı için

a l a şım

olarak

k ullan ılmasıdır.

k aplau an partiküller saf su ile yıka nıru ş ve

ol arak k ararlığı (fıxing) sağlanmıştır. Bu iş l e meler ile

Hibrit kompozit nı.alzen1e üretim den eysel çal ı şm alannda

bir

-234.55 kcal 1 ın ol)

bekle tilerek kaplanan Cu filminin grafıt ile terrnodinamik

11.1 Matriks Alaşırnı ve Takviye Elemanları

öneınli

==

(1)

tak ibe n tartarik asit + asetik asit banyosuncia 15 dak i ka

Il. DENEYSEL Ç,.UIŞMALAR

.

dibine

Tüın grafit part ik üller i tankın dibinde bi riktikten sonra

yü ze y l eri

seçi lmiştir

tankın

CuS04 + Zn -�> ZnS04 + Cu

grafi t parti kül le r i ve sabü oranda SiC partikülleri i lav e bu

yapılan

Bu

çal ı şmanın an1acı ET'IAL 171 a l aş ımına farkl ı oranlarda ederek

kaplama

partikü l l er i

üzerinde

yaklaşık

kalınlığında bir kaplama tabakası elde

ETIAL

al aşımı

171

laboratuarda

kurulan

üretilnıişlerdir.

nıalzcmelerin

ve

bu

elektrikli

�tm

edil miştir .

a]aşıının bir

10-15

kompozi tleri

fırın kullanılarak

ve kompoz i t T ak v iyesi z alaşım üretimlerinin tümü k o ntrollü atınosfcr

altı n d a gerçekleştirilnı.iştir. Kontro llü atın o s feri sağlan1ak

M atriks

a mac ı yla e rgitnıe ve takviye ilaveleri sırasında argoıı gaL:ı

105


�/\ll h�ıı BılrıJJkrı ]('llt,2.SJ}'I

l·ıı�lıtu-,,ı 1 ll'lf1.'>1

u•uttu�:illc·r

}0(1�;

( Jt ·ııırııu/

\.\1 . \nıl h, S.

poti.ıy:.1 şarj olarak

,

edllnıi)tir. tv1c'ta1 crg.ıdıklL'Tl

15 dakika bl'kknını� \.l'

!ırın

�l>tlld \;ıkla�ık i.l�· ı l �ı ı a k

kap;ı���

L'rginıi� nıatrik� uıetali ii;.erıntkkı L'UJtıf alııııııı..,

ve

��ıdct.·t.·

h11.la

rna1:reme1eri sıvı nıalrık�t ilavr L'dilrncdL·n üncL· ctii\ de 120 oc de 1 saat bL·kktilrni� \e ı la\clcr tal-.vıyc

n1al zeme l e ri

etüvden

nıat ri k�

171

E'I'JA 1.

ba�lanrrıı � t ı r _

yttpılrnuya

al ınınal

ahnll

ala�nın

öııcelihkı

or anla rında

üıetilJJıi�tıı.

kaplı

(\ı

partikülleri

g1atit

270°C,ye ön ısıtılan

)l' � ı l

J

de

l."I

..

J\H.J \'E IRUJ�LE1\tE

ı.lla:;ınıHıırı

ııııJ..ıtıv(ıpı�ı

(Hıla.;;ılaLd�ı

ii;�.·rc.:

otL·J,tıh.

�dtı

pı HHLT

u

t�ı�\ lyt·�ı/

dcııc.lıııtkı ıııı

deııdınrll'riıı K.attl�ı�ııı...ı

< ı t t.

ctı;:ırı

:

ala�ııııııı

��d11ptıı.

c.:tıııekt(;

ıl<.:

nıikroyapısı

A)dııılık alanloı

lL'IlJ!>d

ktık

�t·kilden

\'�

bu

kapluımıaktadır.

11ıarı ıks alaşHnı üzeıiru: Nll'�ı <k�'.cr ırtdckı ha�m�·. ()tl'ktık Sı

c.:�ııa�ın�tı ){)

u<;uıakt�ıdır

;'iniilınt·kttdiı.

J...l,llljH)/1"-)tllllt \J

171 ııtatıık\)(AJ-Si}

l·'liAJ

ı.ık\t)l''-1/

sn

kri...,r&Jllcriııiıı \llduJ..\.ı

)L·�il

.1

ı

rı�t

huyutr�ı l·ld� edilıne�ım: yol

dt· '.-ıı 2

) gt ıfil

7

10 agırlık paıtikiil liJ�VJ�t:lı }()Sı(' partik ü l lclkVt\lt:İl . .

ve

k :ı pl ır ırııı � ı:·ıiAJ 171 lıdl'lllll'l' konıpu/ıllcıııı upıık ınıkıt>y�tpıhll ı s<.:·rgıll'nnıektL·dır. ort.ıoh.1ıııH.hı

(u

.

'

ıakvi}csı

yapı lmış t ır. l�öyl�ct:», bir tanesi takviyesiz l:'J'IJ\J 171 olmilk üzere 5 i�1rklı nıalL'.enıe i.iretilrni�tir. Si<" ve grafit ta k viye elen1anlaıınııı ilavesi bittikten soJlra, k an�tırnıa işlen11ne kanşını tik�otropik L'Oili.l geljnceye kad�ır dtvam edilmi� ve ak ı � k a nlık taınarneıı k ayb o l duk t un surua k an ş tn-nı a 1şlt>rrıi soııa e rdirilnuş ti r. Takvjye el e manları n ı n ila vesj tanıanıli.Jndıktan s on ra kan �JI1l, fınn 760�'C'ye kadar ısıtılm1� an.lındaıı sı k ı;;t ıırn a döküm rnakinasınd a dükürnü gen;e kkştirihn i !?tir. 7 (>OL'('· ye ı sltılan sıvı karı!j1111,

ti.J\kbuhıı,(.Uiııdal

n,

J 1 1. 1 1\ 1 i k ro� · ıt p 1

tıYl'ulaııan

K urnp o / ıt lnal;�·ıncll·ı in üretiıninde ila ve edilen SiC' n 1ik l n l ı hac i nıcl' �{ı 1 O olacak �e ki l de sabit tutulrnu� ve Al Si '!'o 1 O Sı(' "-onıpu1it ma1:ten1esine ağırb k�· a ���� 2 .S ').O 7. 5 Vl� I O

takviyesiz olarak

Mikrtı)&ptsı

.

JIJ. IH·:.�E\ �(J�t

voıtck.ı..;ırı t > tltı "ı ırı cı karı�tınna sıı a� ııı d J takvıye elenıanı olaıı Sı<· p a r tikü l l t: r i ve ('u kaph gıdfit par6kü11eri k ont rol ' ü olarak ılave e J ıl ı n ı � t ı ı . Tak\i)l' yüksek

\l'

�cıt e"ı naauı k Jlızııım sertliği "t·ırhk üh.uuı yümtJınınde ise l � ı ı ı ıt·l l td,;ulııuı;ttır uurııuııL·It·ıt.· ı� 7" Kr iık ı ne 20 ·n süre ıle uyt•tılı.ııııııı)tıı t ll'ı I>JI ın.tl/tjOıılt'"dl' � ayrı öl�·iim yapılı p huııların t ,rt,ılaırı:ı drg�.·ı ]cı ı a lıruıu�tn.

gıdern1e i�len 1i yapı lını�tı t.

'

hltalı\latrik.,li

p...ııtıkulk·ıdl'ıı

.t.' Ll/

M et a l sıc akl ı ğı ()()0 ne· de ıkL'll poli..t1110 · �·e n � iı ı l k�.ırı�ll'll'l daldııılarak, l 000-1500 de \ ' Ht d ak ıka lıı/lö dilndliıülıııü� u ve pota ort;.ısında �tr vorte ks olu�urnu �afJaıııı ıı �1 ı ı. B

l ectiıni

u

\1

...

111all.t'I1ll'kflll Ürt'flllll Slr�t�Jlld.ı fııtJI nı '['ü r. kullan ı lını�tJ 1 �>60 ' ( ' )'l' \·ıh�ırıldJktciıı �oı ıı a Jır"�ıplitıı,uı � ı c a k l ığ ı l-:-l'İi\1 1? l ınatıik� t� b �ı ıı ıı 2 .!0 �·ı11' J �ı p ;ı ı..ıt L· I ı

oranlaıda

��lhıit

1 rı.el 171 ��(-(.,ı afil

..

'.'cı

-

.

100_\..1 0 n1m

�·elik k a lıb a dükülmii� ve lıenıcn sıvı ÜL'erioe 50 t\.1 Pa değt>rindc basın\· uygulaıınu�tır.

boyutlanndaki karı� ı m

K atıla� ına sona devam

ediln1�

erinceye ve

3

kadar

Jakika

basnı�

�onra

uygulamasına

b ası n<;

k aldı n lıp

nun1uneler k a lıp t a n altn1nı�tır. •

11.3 .rvletaJografjk lncelt>-nu�

Cı retilen kompoYit malzcnıdcrdc tak vıye oranlan na bağlı fiziksel ve r ıı ek anik özel1ik1<:rJeki deği!jirnin neden 1er1nin belır le nrnt' si p artikül dağılnnı, hoyutu rnatriks ile Si(" Vl' C\ı k aplı grafit ara s ntda k i ara yüzeyleriuin ve )'dp1nu1 iııcelennıesi arnacı j}e 1est nun1unelerj klas ık r n etal vg ra fi k işlernler ]le: hazırlandı. l\1ikroyapıdaki

deği�inıleri

ıTnkros k opta (Olynıpus

ı<;ın

behrlen1ek

Hl:i-3) kullan1ldı.

�t..kıl

J

·ı

nııkıoyap

�eki]

ak\.ıyl·�ı/

�ı

2

den

nıalzcnıelerin

Jl:ı�ırııııı �ıkıttıı rna dok.un) �onru!ıı ortayCJ �·ıkan

aııla�.ılacağı üretinıi

Mikroyapılarda

SiC·

ba�arı

üzere l\ompozit tüm i]ç get\'ekJeştiriinıi�tir.

paıtiklilJeri

pürüz�üz,

grafit

paı1i kül l e r i ise detounasyun kabiliyeıleri yüksek olduğu için nispeten pürüzlü \e dalgalı bir yüzey n1orfolojisine

optik

sahiptir.

I 1.4 Sertlik

l3unuıı yanında grafit partikü11erı koyu, SiC

partikülleri ise daha açık (glİ) tonlardadırlar. Şekil 2c ve 'Jd de bazı grafit ve SiC' partikülleri sırasıyla G ve S

·rak vi yes ız a] a�Jnı ve kornpozit n1alzeıneler in ik i farklı

harfleri .

sertlik rnetouu ile s ertl i k Jq}.ı�in1leri ölçülıııü�tür. Partikül

ETlAL

ile

i�aretleıırr\İşlerdir.

17 l +

Si(�

�,;.>

2. 5

korııpozitlerinde

grafi 1 takviye h

partikül dağılımı

i lavt:si ile ınatrik.� in sertliğiı�ue rne ydan gele n dt· ğişinıler

honıojen gözükn1ektedir. Ç'ok ö n e nıl i oranda porozite

için ınikrosertlik ölçün1leri, ınalzemenin ınakro boyuttali

anla�ılınıştır. Bir kısını grafit partiküllt-ri

gözlenınediği

sertlik deği�irnlc:ri iı.;in İst> B riııe ll sertlik ülcünı yöntenli J

kullantln11�tır. ınall'enıelere 20

200 g yuk �üre ile uygulanarak yapılnıış v�

\1ikrosertlik sn

etrafında g ör ül en ve porozite gibi bir görünüın veren bölgelerin, nuınuneleı in p i.1 r b t ıl mas ı esnasında yüzeyden

ölç ümle ri

kopan graf11lerdcn k.a:ı naklandığına ınan1lnıaktadır.

100


\Al 7 (

I·L·tı

Etiııl 171-Si( ·-(;n.tit 1-Jibrit Mdnl .MaCriksli

1 nst1tüsü lh:ıg.ısı

Bılıınlcrı

Kuınpo.titltsrin

'1�t. 2 Sayı Clenııl1ll/ 2003)

-

-

t!r·etimi ve.·

A.M.At.akh. S.Aslan� H.Akbulut, C.IJind�&l

--

r

··

--

-

.

-

-

• •• • •

1

1 ' ,.

-�

,.

.

'

�.,· 1

..,

n '

..

S· .

. ,'�

1

1 '

..

.

'

4

'

,

. . •

,.

• ,.

tl.

1$•

..

k

if

.

1 -·

- -....

ll

' ... .ı., ...

.

J on

..

.1

-

-

� lı . *" tr�l ';� J r1ı

. '

'

1

'

f

:au

· "' �

..

.

'

ıı... ....

..lliL.

_

,.:;-•

...,,

-

·-

'f

.. .

....

1 .. ·�

l

� "

· .�� . , ,./1

�- .. t1

..

.......

·'

�\i;:l� ..

,.

>

••

i

��.,.. . "• � f#l' i ',... .

1

tı;· '

...

,.

,

.. 1

\

)

,

(�

.

'

..

.

c· lL/

(

'lı'

l .,,·,

"

.

·' tt

�1

.

'

Mikroyapısi

. ....

.

r

t., ,. , ı f

.. 1

' t

.

.

takviyeh

Niıekinı bir c;ok ara�tırrrıada da bc·nzer yapılar

rapor edil nıi !;iti r 151.

göz]endiğ1

yüzey

yüksek

hüyütnıelerde

dejenere

ıS., � .i. .,, .....

-

tl er in

dü�ük

101J .

optik

�tm

..

n1ikroyapıları:

a)

sıvı-katı yüzey gerilinıi

bilg) sidir [7J.

ınatrık� arayüzey ilişkiJeriniıl daha iyi i.Uıla�ılabiln1t�i için yüksek büyütnıe h y a pılar ı n ine elenınesine gerek duyulmu�tur. �ekJ l 1, 2 ve 3 teki mikroyapılar (X

,.

-,,

V

Katı--sıvı yüzey geri}jnlin dü;;nıesinin çekirdekk�nıeyi koh.ıy la�tıracag1 c; ok ı yı bilinen tc nı c I bir nıalzeıh..:

verilınektL�dir. Matriks yapısındaki ö tektik S i krisıa llerinin deği�jırri ve partikül

inn:lendiğindc

ve duhc.ı

- ·

t

oluşturacak �(:kdde bınkınesine yan.hnıc-ı oln1aktadırlar.

�ekil l de konıpozit nıal:temelerin optik rııikroyap1ları daha

ulanı

.

, konıpo�:j

1

,.

Al

oluuk lan

primer

dendiritlerinirı

anltJ�ılnıaktadır.

Benzer

�ekil J de de grafit

inedip

den Sll(.lsıyla ���,)

�ekilde

çok önenılj an h.l!;i 1l nıaktadır.

ve

SiC partikülleri sırasıyia (j \'e S

harileri ile be1iıtıhrıi�]erdir. Cira1it ağırlık

ötektik Si kristallerinin Jr ko ı npoz i t malzernelerdc daha ince olJuklun görlihneh.kdir.. Bu durum Si('

ve

�/.5 ve lO dcf;i�intJcrin

a

L/u 2.)

ora nın

�·ıkmas1 jle ınikroyapıda rneydana

gelrnediKü

g.rafit

.-\ 1-S i ı Tıatri k sıni n1odifiye Ltmelenııuen ileri gelmcktedır. Bcn1.er d urunıl ar rnetal rnl.ltrikslı konıpozit nıah·.enıe le rin sıvı yönteml e ri ile i.iret ıln ıesi üzerine çalı!;)aıı <;ok sa y ı da ki ara�tırmacı tarafJndan da

111.2 SertJil\

bt'lirtilrniştjr l () J. Srvı i\.1 içerisinde asılı duran serc.nnık

n 1a k tad1r. �ekil 4 de rnatriks ala�uruna ilave edilen SiC' partiküllerinin sertl iği önen11i derecede aı1tJJ d ı ğı görülınektedir. MikrosenJik yönterrıi ile 102 Hv ola ra k ()]\·üleıı ınatrjks ala�ınıının sertliği t\ı 1 O Sj(' tak viyesi ile öne n ıli de rt·cede artrnaktnd ır. .1\rtan gra fit ağ,iTI ı k o ra nt

partikülleriııiıı

takvi ye esnasında

fazla rı

kalJ

heterojen

haki ed ir

ve

b unl a r

Matriks

ala�ı nu

vt>

koınpozit

nıulLernelere uygulanan

Brinc ll sertlik ve ınikrtJseı11ik ö<; lünı souu�·lan �e ki l ·+ de s un u l

katıla�1na

\·ekiıdekleyicj olarak davranıp sıvı

A l-·Si ala�ıınının katı p a r ti k ül l eri üzerinde daha düşük

J 07


l- r ı n ı 1 7 1 '\&( -( [li ,. fil Jlib rit 1ttu l bt rı'k\ı·1 .. h. U JJII I U .I: i l lt·t itı ( n1iınj \ t• fı•· r•• " " M ( SI ll \ . \ 1 . \ J 1 h. �. hall, tt. khulııt, r.Ui ııd al

ı �, ı SA l J l tı ı B ı l ı r ı ı l c ı ı J r ı � ı ı tu �u 1 Jt·ı g 7 l ' ılt, � Si.J) ı ( l l· ı n ı ı ı ı ı / _) oo,; ı

tJ

..

••

-

ı...

,

f •

...

1 • •

,.

/

"'! .....

:

,:

,/

.r

1

tf

" '

.,

"'* ,[.

\, � •

��

� � "" , .. ,� i··.,. cı � ·� " • '

,.

..

'

j'

ft

• .

.. '•

l

iıl }

:.

t: J.'

<

• '

-. �•

':i . ... . . .

, .,

t

,.,.

..

r

li- b ) . .......

'

'·

"-i . ...

..

••

·· ., ' � .,.-'>' • • . "'

{...,

.

.

.,•

..

.

i

.

.... .�

·;·�

.

.\

.,..,

' ' '

.f

..

· ·>t ·

Ç

,

.

t

1

.

� ..

:

1\t

' '.."'

1

,t

·f

,(".J �.

'

• ..

1

\ ' ..• , •

.

i

..

.

.,..

� .

.

,. · tl

' •

.. ' •

,!'.

"1

� t:

-\ r<."J.-. •:;_,�,� •.

- . , - tl ' • � � '\

'

9 •

� ,� . . · � ,.... , ;;. L

• ,... ,. � �_ .,•..,.\, " l'.. . � ""' � ·.. - - - .. � . ... --- .! .·

-··

'

��

.. - --- ....

...,

-4

"

.

,.

..

\

-.

.

.,

... � .

·

------�-

..

J;

fuu . .... '._ ,.._ ,.4 .. O

.

. ..,_

1'

.

t.

,vı... i'?c ,-

.

".

"

.•.

. .

...

•1

'

#

.,

.. .

d)

r

,..

�ekil 3 . ET İ A I

1 7 1 � hac ıınce tYu 1 O SıC' v e g raflt part ıki.iJ t a k v j ye l ı k o n ıpoz i t k ri n yüksek büyütnıedeki ıniluoyapıları� a ) 0'u 2 . 5 g ı a fi1, h) u,�;, 5 grafit, c ) �{' 7. ) grutlt ve d ) <�,� 1 0 grc.J 1 1 t iJe

1 30

n ı i krosert l i k

gösternıe k t e d i r.

değ'-·rltT i

s ü r ek

li

bir

op

tı k

trendı

arlış

A ncak henzer d u nın1a Brinell seı11ik

ül�·ünıl eıinde ra \ ( } J n ı l a nıaı naktad ı r. ağır!. Grafit oranının ° o 2 . 5 iıL'<:1 ine �: ı k n ıası ı l e Hrmell se ı Ll ık değerle ı inde a/. nıık tar du da o l s a dü�nı<: gö7leıııııektedir.

__

1 20

ı: ...:ı .......

ı l (J

---

E 1./)

! )ökme de n u rlerdeki guıfi t u ı nıuhteınelen

1 00 o

-

90

t

xo ...,

-

·

"

7 .5

)

·

( ı r� 11t

ura ı

ı ı ('.'· u

B n ne 11

sert l iğin

benzer şek ı J de boşluk

gibi

di.i�mesine

lO

agır l ı k )

l)ığeı

laraftan

·

Şekil 4 . M at r i ks a i J �ınıı ve

ve

kotnpuz1 t l e r i n

rni k ro sert l ik

Bınell sert lik dl?ğerlerinin grufitin ağırlık oraı ıının b j r

fonksiyonu o la ı a k d ı: ğ i � i nı ı

,

yol

i\ I- S i C , konıpozitlerinde tcnni.l l genle �en1e katsayıları aras ı ndak i farkın yük�ek bjr�·ok olduğu ııeden yoğ,unluğuua di�lok as yoıı ara�t1 rm;.ıda kaıutlanmı�tır l � , 9 J . ( .iratit v e a JiiTninyunıun ttTnıal genleşeıne katsJyıları da farklı olduklanndan hu iki b i l eşenin de ila ·v'e dislokasyon ohışumuna yol Bu çalışmada A l - S i-SiC gra.tif açacakl a n a� ikardır. üç l ü b 1 1 e�cni söz konusu olduğundan, bu bileşenler arasındaki te 11 n a l genk�n1e katsay ı l an farkı, tane boyutu ine<: h ne si v e nıuhtl'ıneleıt teks tür o) uşumu yüksek nıa t r i k s sert li� i ne yol a\·ınaktadı r

a):nıaktadırhır.

·--fl-- I 3 S [ )

o

b i rer

gı a t i t l{?r

davrand ık l a r n tddıı,

JV

etk_i l.) i n e

.

_

ı ox


Etial 1 71 �SiC-Grafit Hibı·it Metal Matriksli

SAU Fen Biliınleri EnstitÜSÜ Dergisi 7 Ci lt, 2 Sayı (Temnıuz 2003)

A.l\ti.Azakh,

IV.

Üretimi ve Mikroyapıst S.Aslan, H.Akbulut, C.Bindal

Kompozitleri n

SONUÇLAR

KAYNAKLAR •

a) Hadınce % 1 O SiC paıti kül leri ilave edilmiş E'fiAL 1 7 1 alaşııruna ilave olarak sırasıyla, ağırl ı kç a % 2.5 -

5 - 7.5 ve 1 O oranında Cu kaplanıruş grafit partikülleri eklennıiş ve üretimler başarı ile gerçekleştirilmiştir. b) SiC

ve

grafıt

alaşımında

ETİAL

p artikülleri

homoj en olarak dağılını ş

171 ve

matriks

n1alzen1eler

nıakı·o porozitesiz olarak elde ediln1işlerdir. Matriks alaşııruna

ilave

dendi ritleri ni

part ikül le r

edilen

a-aluminyum

ve ötektik Si kristaller i ni modifiye edip

inceltmişlerdir. c) Mikro

yapıdak i

ve

SiC

gra fi tin

defoımasyon

kabiliyetine bağ l ı olarak

Si C lerin daha pürüzsüz bir

yüzeye

jse

ve

grafıtlerin

pürüzlü

bir

karakter

sergilediği gözlenmiştir. d) SiC ve grafit

ilaves i ile mikrosertli k değerleri sürekli

artar iken, Brinell sertlik değeri

kadar

artış,

artan

grafıt

0/o 2 ,5 giafit oramna

oranlarında

ise

düşme

göstermiştir.

1 . F RO YEN, L., VERLINDEN, B . , Altıminiun1 Matrix Conınposites

Materials,

TALAT

Lectures,

1 402,

www . google.com.

2. KAMA'T, S . V., HIRTH J . P . ve MEHRABIAN R. Mechanical Properties of P articulate Reinforced Aluminuru Matrix Composites", Acta Metallurgica et Materialia, Vol. 37, 2395-2402, 1 989.

3 . A S LAN,

S.,

Kompozitleriıı

AK BULUT,

H.,

Metal

Matrik.sli

(Jretim Yöntemleri, Metal Dünyası

,

Vol . 6 8 , 50-57, 1 999.

4. IP ,

S

W.,

SRIDAR,

R.,

'fOGlJRI,

J.

M.,

STEPHENSON, 1'. F., W ARNER, E . M., Wettability of Nickel Coated Graphite by Aluminum, Materials Sciencc and Eng1neering A, Vol. 244, 3 1 -3 8 , 1 998. 5 . ASTHA.NA, A . , Review, Reinforced Cast M etals : Part I : Solidification M icrostructure, J . M a terials Science, Vol. 3 3 , 1 67 9- 1 698, 1 99 8 . 6 . ROHATGI, P .K . , GUO R.Q., KESI-lAYARAN B .N . t "Cast Aluminium A1Ioy Fly Ash C omposites

",

Trans .

Tech. Publications, 1 995 . 7. ABBASlAN, R., HILL, R.E.R., Phys i cal Metallurgy Principles, Mc. Gaw Hill., London , 1 8 8, 1 99 1 . 8 . BECK,

T.,

LANG, K.

H.,

LOHE,

D.,

'"flıermal­

mechanical fat i gue behaviour of c as t alunıinium alloy s for

eyl i nder

heads

reinforced

with

15

vol .%

d i scontinous Alz03 (Saffil) fibers . Materials Science and Eng i neering Vol. A3 1 9-32 1 , 662-666, 200 1 . 9 . WU, S . Q . , WEI, Z.S., TJONG, S . C . , The meclıanical and

therınal exp ansion behavior of an Al-Si alloy

composite reinforced with pota ss ium titanate \vhisker, Compo s i tes Science and Technology, Vol.

2880, 2000.

1 09

60, 2 873

-


c� 1

SAU Fen Bılinıleri Enstitüsü Dergısı 7 .Ci lt, 2.Sayı (Ternnıuz 2003)

Slny:ıllerinin 1 pOrnur •n ı Ozcrlnd n Taşmması ( ".'7 0\' R IP- etteSS7) (. T&lü� A. Demirkol ..

.

GSM SiNYALLERİNİN .IP OMURGASI İİZERiNI>E (SS7 OVER IP- NettcSS7) Çağatay Özet

Neftali

rfÜLÜ,

Aşkın

DEl\'IİI�KOI.,

- Bu çalışmada günümüzün en popüler nıobil

I.G l l� I Ş •

haberleşme sistemi olan GSM [1 l sisteminin, kendi

t

i 1 Jıaoerleşıne g id c ı e k gUnlük hayatımııda

öğeleri aras1ndaki en temel sinyalleşme sistemi olan

Günü1nürdc

numara 7 (SS7 [2) ) sinyallerinin, günümüzün en

etkisini h1sscttirirken, ı no bi 1 şebeke jşJctnıccileri de

yaygın iletim

g ı d e rJe ri azaltnıanın yollarını aran1aktadırlar. Günümüzün en

omurgast olan ve

tüm

(3] omurgası

birbirine bağlayan IP

bilgisayarları

dünyadaki

p opü ler

n ıob

mobı1

hc.ıbcrlcşıne .sistcnıi

o lan

mevcut

GSM'dc de ara

üzerinden taşınabilmesi için gerekli si stemin tasar11n1

bağ]antı harcanıalan �cbekc işletnıecilcri ıçin büyü k bir mali

ve gerçeklenınesi üzerinde çahş1lmtştır. Klasil\ SS7

yük olmaktadır. Bu nıasn1tlan az al t nuuı ın yollarından bi ri de

iletimine göre en büyül< faydası

klasik

olan

çok

düşül{ maliyeti

b u sistem sayesinde, dünyadaki b i r çok GSM bağlanti

şebekesi

ara

miktarda

tasarrufa

klasik 64

KB/sn 'lik

harcanıalarıııda

büyük

Aralarındaki

gideceklerdir. ara bağlantı

yerine,

bunun

üzerinde bir bağlantı hızı ile iki şebeke haberleşmiş olacaktır. Bu değişimierin etkisi abonelere fiyatlarda düşüş

ve

kalitesinde

servis

yükseliş

olarak

yansıyacaktır.

Anahtar Kelimeler- SS7, GS�, NetteSS7, IP Abstract- Signalling system number 7

(SS7)

which i s

the signalling system of todays most popular mobile

system GSM elements bas been studied in order to b e transferred over IP backbone commonication

which is the most pop u lar data communicaiton s ystem of today. The most iınportant part of the cost reduction transmission

against

metodology.

todays

Instead

SS7

ov er IP is

classic a l

of

SS7

classical 64

Kb/see interconnection, IP connection will provide cost reduction to GSM Operators so t h a t subscriber communication cost will be decreased and s ervice quality will be arised.

Key Words-

S S7,

GSM,

veri detışirn sr�tenılcn

etmekten geçnıcktcdır. Alternati flcri ınevcut sistemlere adapte edebilmek için ın c vc ut sisternlc a l t e rna ti f sisteın arasında iki yönlü çal1 şan bir sistenı geliştirip� me \ cu t sistemden gelen datayı altcn1atif sis t eıne altcnıati f sistern den gelen datayı da

ınevcut si stenıe aktaracak bir s is t eı n geliştitmektir. G elişti ri I en si stenıin çahşnıa es ne k 1 iğiu in yanında hızh, devamlı, k olay yönetilcbiJen ve taş1nabilir bir sistetn o l m ası gerek m ek t edir . Net1eSS7 sist enıi de, bu özelJikler gö.l önüne alınarak i ki şebeke arasnıda sağ] a n acak bi ı IP ara bağlantı sı sayesinde, GS!\1 SS7 si n yalleri nin daha hızh ve daha gü ven li aynı

zaınanda

daha az

bir

şekilde iletilmesini

GSM o p erat örleri arasındaki ara bağlantı nıasrafını arttıran en büyük etken operatör abonclerinin, başka ülkel e rde başka şebekcleıi kul lanarak d o l a ş1 m yapması aynı z aman d a bir operatör abonesinin diğer operatör abonesine sms göndern-ı es i dir. Hem uluslararası dola ş ım ın sağ]anın.:�J Dünyadaki

de iki şebeke operatörleri n in birbi rJ eri ne k1sa mesaj yollayabihneleri için i ki operatör arasında bir SS7 ara bağl an h s ı ohnası şartt ı r . Bu ara bağ1antı dünya üzerindeki belli SS7 s ağl ay1 c 1 lar tarafından yapıln1aktadır. Bu SS7 ara

hem

kendi leri ne bağh bir operatörden gelen mesajlan dün yad aki diğer operat ö rle re u1aştınrken, dünyadan kendilerine ge l en SS7 ınesC:Jjlannın da kendilerine bağh GSM operatörüne ulaştnmaktadn-lar. Bu yön temle GSM operatörü, kendi SS7 sağlayıcısına, her aldığı ve gönderdiği SS7 paketi başına belli bir ücret ödemekted1r.

bağlantı s ağlayı c ı lan, NetteSS7, IP

Ç.N. Tülü; Sakarya Ün i. Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisa yar ve Bilişim Müh. Bölümü, Sakarya, ctulu@maiJ.aria.com.tr

Üni.

a li ye t li

m

amaçlamaktadır.

NctteSS7 sistemi i]e iki

A.Demirkol; Sakarya

_yeri n e u1tcnıatiflerini tercih

Müh. Fak. Bilgisayar Müh. Bölümü Öğretim

Üyesi, Sakarya, askind@sakarya.edu.tr

operatör k end i

özel IP ara bağlantısı

ile v eya intemeti kullanarak haber1eşecek1erd1r. Bu sayede herh an g i lP ara bağl antı sağlayıcıya ödenen ücret SS7 ara bağlantısı sağlay1cıya çok daha azalacakttr. Bunda en büyük etken IP i le ti m sisteminin kullantınının kolay, ucuz ve çok


GSM Sinyallerinin IP

SAU Fen Bilımieri Enstitüsü Dcrgısi

7.Cilt. 2.Sayı tTemmuz 2003)

yaygın olmasıdır. Böyle bir sistem üzerinde i lk çahşmayı Nortel Netw or ks firması başlatmışln. Hala bir çok GSM ve IP taban lı te çhizat sağlayıcıları (Cisco, N o ki a Ericson gibi .. ) bu tür s i s temler üzerinde çalışmakta ve b öyle bir sisten1in geleceği n mobi1 haberleşmesine yön vereceğine

ı

0-112 1 5

IL NetteSS7

SİSTEMİNİN ANA

BiLEŞENLERİ VE

11.1 Sistemin Ana Bileşenleri

,

SS7 p ak et i her b1ri 64 KB/Sn olan toplan 30 kanal üzerinden taşınma ktadır. Fiziksel bir SS? iletim or tamı top la nı olarak 2 MB/Sn lik hıza s ahi ptir . SS7 paketi Bu katınanlan n

o luşnıaktadır.

ü s tünde

kullanıcı kısmı bulunınaktadır. Toplam üç katman ve bi r

kullanıcı kı srnı ndan o]u şan SS7 paketinin ku ll anı cı kısını çok

değişik

u yg u]ama la n

si stemi, SS7 pake ti kendisine geldiğinde SS7

si s t em de

bulunana

tablodan

p a keti

hangi

IP'ye

göndereceğin1 bulur. Eğer sisteme [p paketi içerisinde bir SS7 veıisi ge l iyorsa, sistem IP paketindeki sadece kullanıcı v eıi si ni alır ve GSM şe b e kesine ham SS7 paket ini gönderir. 11.2 Sistemin Çalışması

Sistem, GSM SS7 p a ket i elini IP pake ti ne çevn,p IP ortan1ına gö n d eri1k en IP ortamından gelen veri leri de ortamına SS7 alıp GSM çeviıip paketlerine göndeımektedir. Bu sebepten si stemin en temel ana bi le ş eni IP ve SS7 paketleridir. ·

1. NetteSS7 sistemindeki DCP-IP tablosu

paketi nin üçüncü k a tm an 1 nd aki DPC parametresinin d eğerine ahp,

ÇALIŞMA SİSTEMİ

katman lardan

NetteSS7

J

228. 122.1 32

-'-- -----·-

Tablo

,

inanılmaktadır.

1

Omur·gası Üzerinden Taşmması (SS7 OVER IP- �etteSS7) Ç.N. Tülü, A. Demirkol

destekleınektedir.

SS7

protokolün d e M essage Transfer Part (MTP) Kısmı [4], iki GSM s an t rali arasındaki mesajlaşman1n altyapısını oluşturuı ve üç k a tma ndan oluşur. Bıı altya pının en alt kıs m ı nd a fiziksel veri iletim ortamı olan Si gnalJing Data Lin k kısm1 bulunmaktadn. Bir üst katman olan Sigııaling Link Functions ise, sinyallerin diğer uç nokt aya lıatasız ileti mi ni (Error Detection and Correction) s a ğlar Üçüncü katman iki b öl ü md e n o lu şu r ; Signa ] ling Message H andling Böl üm ii, ah nan si nyal i n doğru ad rese ulaşması için gerekil yönle nd irme b i lg ilerini (ro uting information) içerir. Diğer bölüm S i gna l Ji ng Message Handling ise, sinyalleşmc network ünde ol u şabil ec ek proble nılere karşı, normal mesajın s on n oktaya u l a şt ı r ılnıas1 için gerekli konfigürasyon ve ik1ncil adres bi l gi l erin i tutar. U ser Part [ 5] kıs1n1nda ise iletilen me saj ı n uygulama U ygula n1 a ktsnıı (Appli ca tion Part) bulunınaktadır. kısını bir çok u ygu lam ayı banndınr. Bunl a r GSM için te 1 e fon ı çın sistemleri geli ş11 ri lmiş veya sab1 t uygulamalard ır.

GSM şebekesi ile l nt en1et şebekesi a rası na kurulacaktır. Si st eın hem SS7 mesaj l arını lP paketine çevirecek hem de IP pa ketini SS? paketine çevi rec e kt ir. Bu yüzden si st e mde hem SS7 ara yüzü [61 he1n de IP ara yüzü bulunacakt1r. SS7 ara yüzü, G SM şebekesindeki Gateway'e bağh olacaktır. Gateway' d en gel e cek SS7 paketleri S S7 arayüzü sayesinde sistemde IP paketine çevi re cektir. Sisteınde bunu gerçekleştirmek için bir uygulama programı çal ı şacaktır Sisteme gel en SS7 verisi önc el ik le sistetnde bir dosyay a aktarılacaktn. Bu dosyadaki bilgi program tarafınd a n okunup IP paket le ri halinde int ern et üzerinden karşı şebekedeki sis teme yo 1 1 anac akt lr. Karşı şebekedeki sisteın bu verileri alıp bir do syaya yazacaktır. Dosyadaki bu IP paket i sistemdeki uygulanıa prog ram tarafından SS7 pa ketin e çevrilecektir. Elde edilen SS7 verisi, SS7 arayüzü üzerinden şe bek eni n G atew ay' ine yoJianacaktır. Bu sayede SS7 paketi IP omu rg a sı üzerinden karşı şebekeye gö nderil mi ş olacaktır. Sistem,

,

.

.

Kaynak GSM Şebekesi

SS7 IP

IP

Omurgası

IP

paketini, SS7 içerisindeki bazı paranıctrelerc baka ra k doğru adrese ile ti r . IP pa ket i n in gö nderi Ice c ği si st emin fP adresi sistemde tu tu Jan bir tablo tarafından verilir. NetteSS7 si s temin e bu değerler önceden gir i11 r. Ta blo aş a ğı daki şeki1dedir. NetteSS7 aldığ1

Nette

SS?

Hedef

Nette SS7

SS7

GSI\1 Şebekesi

Ş ekil 1. NetteSS7 sisteminin genel görünümü

DPC ( Dest i n ati on code)

po int

IP Adresi GSM şebekeleri,

215.122.35.246

0-4454 0-5 ı 32

d i ğer bjr GSM şe bekesi ile veya sabit tel e fon şe be k e si i le Gate\vay'leıi üzerinden h ab erle şir. GSM Gatcway'lcr, şebe keyi bir çok dış ş ebeke ile SS7 üzer inde haberleştirir. N c tteSS7 sistemi jJe GSM ş e beke si ni n Gatcvvay'i ara s ınd a bir SS7 ara yüzü vardır. Gatcw ay ile

-

ı

ı 56.225.8.28

ııı


SAU Fen Bilin1leri EnstiHisO

7.Cilt, 2.Sayı

(Tenımuz 2003)

c ;sl\ 1 Sirı�·allt1rln in ll' ( )nınrgnsı ··ıerindcn Ta\mmau

Dergisi

( SS7 OVER IP-. ,ettc 7) c;.N. Tulü, A.Oemlrkol

en sistemindeki SS7 arayüzüne bağlıdır. Buradan gel i paketler SS7 ara yüzü tarafından oku�ı u ? s1 ste1� de� . ]er ı lg ı b tampon belleğe atılmaktadır. Taınrondakı � tarafından alın1p b ir IP paketi içerisine ycr1c�tınldıktcn sonra NetteSS7 sistetn inin IP ara yüzü i le 1 P on ıurg asın a gönd rilm ektedir. SS7 ara yüzü için belli fin1ıal .rı ara yuzu ürettiği SS7 ara yüzü kart1 kul1an1lmaktadır. için de bir ethernet kartı kullaı11n11 yeteri ı olacakt r. . yu/. ara IP ve lan kart yüz ara Sistemin yüküne göre, SS7

sı�ten1

� ��

�p

kartları sisteme ifade edilebilir. Bu durumd a NcttcSS7 alnıası sunucu bir güçlü daha sunucusunun gerekmektedir. Alternatif olara k trafik büyüklüğüne göre birden çok SS7 sistemi birbir1eıine a lt enıatif olarak

paralel çalıştın labi tir. III. SiSTEMDE

Sistemin

güvenli

GÜVENLİGiN olarak

çalışması

en

öncelikli

Şebekesi

nıl'�aJiaşına dunıınunda

bağlantt�ında ile

tılusaJ/ulusJdrJru�ı

karşı

bir

belli

karş1laşı lınaktadır. şebekesi

ş�bekenin

içerisinde

gidip

Fakut �lbl'kenin hari i bir GS�1 şebekesi lle

sinyallt:?ntesJ

ınaJiyct

Bir (jSf\�1 tırd

şebeke ile olan SS7 am

ht7

sorunu

ile

ş "'b ·k sinin başka bir GSf\1

bağlantısını

doltı�ını

vt:

gerektiren

(roarning)

ve

kı�u

durum, mesaj

servi�Jennın yerine getirılınesi içın gereklidiı.

pakctlcri,

roan1ing

için

gerekli

ınesajlaşmayı

iletilen ınesaj1ardır;

VLR)

G SM

l ocation Update Mesajı ..

a bonenin kendi abanesi olduğu ana GSM ş,eb ekcsi yJ e (I-I ome PLMN) [ 1] mesaj1aşarak abonenin ana şebekedeki veri tabanında (Horne Location Regiter- HLR) [8]

iııten1et

omurgasının k ullanılmasını daha da kolayl aştıracaktır.

GPRS

gelrneldedir.

nıcvcut

Bir GSM abonesinin ba,�ka b i r GSM şebekesine gittiğinde bulunduğu GSM şebekesinden servis alması için öncelikle Jocation update yapnıası gcrekınektedi r. Bu sayede bulunduğu şebekeden C.iSM servıslcrini al a bi l i r. Bu mesajla, aboneye servis verecek olan yerel santral (Visited Location Register­

engeJlenmesi

eklenmesi

tünı

Çiinkü

IV.l

paketlerinin ahşverişi nıünıkündür. Fakat iki şebeke arasında GPRS Roaming mevcut değilse bizim önerimiz iki şebeke arasına özel bir IP bağlantısı sağlanmas1dır. Eğer bu bağlantı sağlanamazsa internet kullanJlabilir. fırewa11

2f\1D/s lık El Imkleri ü.teıindcn habeılc�ır. Bu haberleşnıenin USM operatörüne 1naJı) et açı sı ndan oluınlu ya dn olunısuı bir etkısi olmaz.

ve

Iki şebeke arastnda GPRS Roaming [ 1 OJ mevcut ise sağlanan IP ara b ağlantısı ile güvenli olarak JP

b ir

(}Si\1 ._ıhonclcrı

şebekede

taş1nmaktadır. Aşağıdalo nıesajlar sisternde en çok kullantlan

üzerinden sağlann1aktadır.

sisteme

sinyalleş,n1eyi sağlayatı sağlayan bir sistenıdir. Yerel bir

sayesınde, ıki GSM şe b e k esi a rasındaki tüm SS7 mesajlan

Operatörü ile dünyadaki diğer GSM operatörleri arasında IP ara bağlantısı GRX [ 1 O] (GPRS Roaınüıg Exchange)

açısından

arasındaki

öğeleri

(MAP) [4] böllinılinde ttışınn1aktild1r. Aynı şekilde roaming ile ilgili tiinı nıesajlaı birer MAP ıncsaj ıdır. :.JetteSS7 sistemi

bağlantısı ile bağlayan ve iki şebeke arasında GPRS Roaming'e olanak sağlayan bağlantının kullanılması güvenlik açtklannın ortadan kaldnacaktır. Bir GSM

açıklarının

c;. M

ktsa nıcsuj �L�rvisi de (SI\11S) SS7 paketinde bulunan SCC'P kaLn1anı içerisindeki MobiJc Application Part

güvenlik açıklann1n oluşm as1na neden olacaknr. Buna alternatif olarak düşünülen sisteın, iki GSM şebekesini JP

güvenlık

�hlt:nıitıdeki,

'LARI

sağlar. GSM

olarak Internet omurgası üzerinden gönderilmes1 bazı

mevcut

CiSM

,\ı 1 41. LA

KlJL.

sağlama sının yanında, roarning ilc ilişkili olarak iki operatör aboneleri arasındakı kısa nıcsnj aJışvcrişinin de yap1Jmasını

konulardan biıidir. Bu nedenle lP p ak e t lerini n direkt

Fakat

">S7.

SS7

SAGLANMASI

SİSTEI\lİN

1\'.

na ı(hın olu��ıı k� 30 ve a 1nd h17 B M 2 , da sın ara 7 SS tte . Ne tteSS7 bir El[4] linki bulunnıaktad1r. Bu E I lınkı Ne

[7],

bulunan tüm bilgilerini transfer eder. Bu sayede abonenin HLR'daki sürekli bilgileıi servis aldığı yerel santral olan VLR'a transfeı· edilmiş olur. Böylelikle VLR, abonenin ne:� . : .

Border

bir abone olduğunu, çağrı kısıtJamas1 oJup olmadığını, ne tür

Gateway

GS\1

yönlendirme, arayan numarayı data fax görebilme, servislerinden faydalanabi1!l1e, servisleıini ku] JaıHp GSM alabilme...) ne tür ku1lananıayacağını öğrenmiş olur. servislerini

(çağrı

IV.2 Authentication Onay Mesajı

GRX

GSM abonesin1n gerçekten Home PLMN'e ait olduğu ve onaylaınnış bir abone olduğu abonenİn sinıkartındaki bilgiler ve

Border

GPRS

Gateway

Şebekesi

IP

Şekil2. İki GPRS şebekesinin IP ara bağlantıst

parametrelerle, ana (Authentication Center

şebekedeki mevcut AUC) [9] deki

database b11gilerin

karşılaşt1n lmasıyla anlaşılır. Bu onayJan1a işlemine ait tüm bilgiler SS7 paketleri ile ik1 şebeke arasında gider gelir ve onaylama gerçekleşir.

ilc bağlanınası

112


E nstitü s ü

SAU Fen Bilimleri

7.Cilt. 2.Sayı (Temmuz 2003)

Mesaj

ıv .3 Kısa

GSM Sinyallerinin IP Ornurgas1 Üzerinden Taşmması

Dergisi

(SS7 OVER IP-

NctteSS7)

Ç.N. Tülü, A. Demirkol

üzerinden gönderilmiştir. M es aj l ann Aria şebekesinden ç1kışı

Servisi (SMS Service)

Aı;a

ile cevapl ann

şebekesine ulaşmas1 arasındaki za m a n

Ayn1 SS7 iletim hat tı üzerinden bir şebekenin abonesi

farkı ile iki ilet i m ortaınının hızlan karşılaştınln1ıştır. Tablo

başka bjr şebekenin abonesin e sms yol1 ar ve bu sms de

2,deki s on uç lar elde edilmiştir.

yine SS7 paketieti i le yollanu. Benzer şek ild e başka şebekeden ser v i s a1atı yani ul us l araras ı dolaşıın yapan bir

.

Mesaj Ti pi

GSM abanesi de kısa mesaj almak ve göndemıek için

(Byte)

aym SS7 i let i rn hattını kullanır. IV.4 GSM

Servislerinin

Aktivasyonu ve

Deaktivasyonu (Supplenıentary Service

Activation

kendi sine

kullanuna

atanını ş

ve ya

geçiımek

servisietini

ku I Janundan

olan

kullamnı

çıkannak

servislerini

GSI\1

h a1in deki için

kendi

ana

olduğ u

bağh

alm aya

başladığında,

HLR

otomatik

olarak

VLR adresini değ i ş t i ri r ve eski

abonen i n bul ıuı duğ u

ll O

ms

Update Mesajı

1 SS Byte

163 ms

l2l

ms

IIOBytc

130 ms

.108

ms

80 Byte

115 ms

88

Location

Mesajı

-

Roaming

Mesajı

Tablo 2. IP

ve

ms

SS7 sistemlerinin hızlannın karşılaştırılması

VI. SİSTEMİN AVANTAJ VE DEZAVANTAJLARı

Abone servis al d1 ğ1 VLR'dan ayrıhp farklı b i r V L R 'dan

servis

ms

�umber

IV.S HLR ve VLR Arasındaki Diğer Mesaj)ar

Ortarnı

135

Provide

HLR ile h ab erl eş nıesi gerekir, aynt şekilde bu haberleşme yine SS7 iletim hattı üzerinden bu paketlerin p ake tleri n in taşnımas1 ile olur. şebekesindeki

İletim

lP

120 Byte

SMS

GSM

iJetim Ortanıı

SS7

Authentication

Onax Mesajı

Deactivation) Abone

Gidiş Dönüş Süre Farkı

Büyüklüğü

VLR'daki tüm a bon e datasını Caneel Location l\1 e s aj 1 [4] ile siler. Aynı ş e ki lde uluslararast doJaşımdaki aboıı eye

Sisteınin perfoır-nansını olumlu ya da ol um s u z etkileyen bir çok faktör bulunmaktadır. Sistemin perfonuansını olumlu yö nd e etki leyen e kt enler şu şek ilde sıralatıabilir. •

GS1V1

şebekesi

arasında

özel

bir lP i1etiın hattı

k u rulmas ı IP paketlerinin i le ti m i normal SS7 lletimine ,

bir çağıı geldiğinde HLR abonenin servis aldığı VLR ile

,

göre daha hızlı olduğundan si stern i nonnalden da ha hız ll

temasa geçerek abcneye geçici dolaşıın numarası (MSRN

M obi le Subscri ber Ro anıing Nuınber) [ 4] atan masın1 sağlar ve VL,R, d an bu nunıarayı alarak ç a ğn nın kurulm a s 111 1 sağl ar. Bu ıı ıesaj 1n ismj P ro vi de R oaming

İki

hale getirecektir.

·

Number [4] nıesajıdır.

Bu mesajiann dı ş 1 n da GSM servislerinin kullanılmas1m sağlayan bir çok me s aj iki şebeke ara s 1 n dak i SS7 11etiın ,

,

hattt üzcıinden SS7 pa ketler i yle gerçekleşir. Bunlara en iyi ön1ek i se TN (h1telhgance Network) [ 4] öğelerinin de SS? üzerinden haberleşıneleridir ve sistemin kullanun alanını gen i ş l e t en en ön eml i örneklerden biıidi r.

GSM

şebekesinden TlM

ltalya GSM

şebekesine ç e ş i t li SS7 paketleri SS7 iletim ortamından gönderi lnliş, eşdeğer büyüklüğe s ahip lP pa k etl eri de şebekenin GPI�S

R o a min g için kurulan IP bağlantısı

Eğer GSM operatörü karşı o p e ratö Tle GPRS Roaming yapmışsa, k u rmas ı

IP b ağ l antıs ın ı GPRS Roaming ko1ay

heın

hem

de

çok çabuk

.

ara yüz bulunduğu için, GSM sisteminin di ğer IP tab an h sistemleri e bir arada çalışınası ve karşılıkh birli alışveıişi ve IP tabaııh os;vı servi s lerinin veıihnesi daha da kolayiaşmış olac aktn. Bu sayed e s i s te1n GSM i]e birçok lp sistemini n birlikte Sist enıd e

·

bir

SS7

,

çah şnıasını sağlayabilir. •

SS7 ara yüz kaıtının IP ara

yüz

kartt n a göre çok pahalı

olnı as1 , gerçekierne aşamasında bir ek yük getimıektedir. Fak at

sisteınin

ku1lan11n

aşamasındaki

sağlayacağı

tnaliyet düşüklüğü, başta meydana gelen maliyeti göz ard1 edecek büyüklüktedir.

Sistemin dezavantajlan şu şekild e sıralanabilir. •

Sisternde süreklilik çok önemli sürekli

] 13

,

ola ca k tır

V. SİSTEMİN PERFORi'\'IANSI

Test için Aria

şebekesi

anlaşması üzerinden

Sisten1in pe rfo11nan sın 1 test etmek için en iyi yönt�ın olarak aralannda coğrafik olarak ınesafe bulunan iki şebeke arasında çeşlth testler yapılmasıdır. Test olarak aynt bir şebeken d i ğe ri n e aynı senaryosu büyüklükteki IP paketleri nin ve SS7 p a k etl eıi ni n gönderi lınc s 1 ve bu paketiere karş ı ş eb ekenin verd iği cevapların önıek alınmas1 dır. Bu sayede iki il etim yöntenıi arasındaki hız farkı da o1taya çıkm ı ş ola c akt ır.

SS7 bağla11tısı kunnak iç i n bir SS7 sağlayıcı ile belli prosedürleıAle kontak kurup b ağiantı yı sağlayacağına direkt karşı o pera törl e IP bağlantıs1n1 sağlayacağı iç.in ara bağlantı sü rec i n i ortadan k aldıracak dolayısıyla zamandan kazanmı ş olacaktır. GSM

çalışması

için

gerek J i

olduğundan, sisteınin bir

çok

paraınetre


-

GSI\·1 Sin) �\llerin in 1 J,

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Ci1t, 2.Sayı

(Temnıuz 2003)

()nıurgası U 1.rrln den Taşanmasa (S "7 OVLR IP- NetteSS7) Ç.N TOiü, A. Demirkol ..

·

düşünülme l i dir.

en

Bu parametrelerden

öncnılibi,

sisteınin parale1 çahştırılması ve güçiii sunucuların

sisteme yerleş t iı; Jmesidir. •

Eğer iki yoks a

operatör arasında özel

yani

i n te ın e t

sistem

1k1

b ir J P

bağlantısı

üzerinden

[9J

aç 1kl an

IP

ortaya çıkacaktır, sisteıne

internet

üzerinden yapılac ak sal dınJar

açıklar,

sjstemin

ca nlı

trafik

ve çeşitli

üzerinde

bir çok

testlerden geçirilmesini g erektirmektedir. •

Sistemin

birkaç

çıkınası,

internet

y ol1ardan

alternatif şebekesinde do la)'l

problemlerden

ortaya

i nternet e çıkabilecek

durnıasını

sistemin

engel1eyecektir.

VII. SONUÇ NetteSS7 sis teın i başlang1ç aşanıasında bi r çok e ks i kle re sahip görünse de kullandığı il et i n1 o rtamnun çok y ay g ı n ,

ve ucuz olmas1 sistemin dezavantajlarının kısa sürede ortadan kaldnılaeağına dair pek ç ok umut vermektedir.

Özellikle, IP ta ban h si stemleıin geliştiri hnesinde bir çok yatınm ve çahşma yapan b üyük şirketleıin,

te1ekonı

sektöründeki b ir çok s i stern i IP taban t ı yapma çabası, lP üzerinden SS7 sisteminin de kısa zamanda popülarite, kul1an1m

ve

büyük

ilerleme

sağlayacağını

göstermektedir. Sjstemin dezavantaj ları üzerine daha çok ç ahştna ve t es t yapı ]ması sistemi yakın zamanda büyük

GSM şirket le ri n in ilgisini çek er k on u nı a gel m e s i n e sebep olacaktır. Yapılan testierin de gösterdiği gibi sorunsuz çahşan bir

IP üzerinden SS7 sistemi, GSM Roaming, SMS ve IN plaifonnlannın haberleşmesinde geleceğin sistemi olma yolunda büyük yol alacağını gözler önüne seınıektedir.

KAYNAKLAR [1] Ericsson

Training

Book,

I(GSM S);fem

Servey",

S weden, 2001 [ 2] Uyless D. Black, "ISDN and SS7: A rclıİtectures for Digital Signaling Networks'', Prentice Hall, Newyork,

2000 [3] Corner D., "Internetworking with TCP/IP", Prentice Hal 1, Newyork, 2000

[4]

Training

S w eden 2001 Associatton, ( 1 O) (ISM Guideline". (]SMA, 2003

paketlerini dhp g öndereceklersc, bu sayede güvenl i çeşitli g üve n Ji k

Ericsson

Ericsson Tra1niııg Book "Signalling System Nu1nber ,

7", Sweden 2001

[5] Alcatel Trainin g Book "Principles of SS7", France, ,

1998 [6] Cisco Handbook, "Signal/ing Link InteTface Card

2611 and 2651", USA, 2002 Training Book, "GSM MSCIVLR [7] E1icsson Operations ", Swede n 2001 [8] Ericsson Train i ng Book, "GSlvf HLR Operations", S weden 2001 ,

1 14

Book,

'''GSA-1 AUC Operalions'',

"f111er

J>LA-IN GPRS Roaming


Hü(Tesel Sistemler L.Görkem, A. Fcrikoğlu

Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 Ci lt, 2.Sayı (Tenınıuz 2003) SAU Fen

HÜCRESEL SİSTEMLER GÖ KRE M, Abdullah FERİKOGLU

Levent

Özet- Bu

I.GİRİŞ

çalışmada, GSM'de hücre yapısı ve hücre

planJaınası incelenmiştir. Mobil telefon sistemlerinde haberleşmenin

küçül<

verilen

yapılacağı alanın hücre adı

alanlara

bölündüğü,

GSM

hücrelerinin

yerleşim bölgelerinin

planıanınasının göre yapıldığı

H ü cre

belirlenmiştir.

özeJiilderine planlamasını,

hücrenin şehir içinde ya da şehir dışında olmasın1n ve kapsanacak

bölgedeki

GSM

Hücresel

görülmüştür.

belirlediği

abone

sayısının sistenılerin

tasarianınasında fırek a nsın yeniden kullanım modeli

GSM'de

inceleıınıişt ir. jçin

arttırılması

verimliliğinin

sistem

kullanılan

yöntenıler

veriliniştir.

GSM ')de

yarıçapının

küçültülmesinin en geçerli

artırınada

hücre

yol

olduğu

tespit edilmiştir.

Anahtar

Kelittıeler

Hücre

-

Baz

istasyonlarının görevi, sinyalleri toplamak ve bir diğerine veya şebekeye gönderrnektir [2].

formüllerle

açıklanmış, değişik hücre yeniden kullanım modelleri verimliliği

Mobil telefon sistemlerinde, haberleşmenin yapılacağı alan hücre adı verilen küçük alanlara bö1ünmüştür. Her hücreni n merkezinde bir baz istasyonu bulunur. Mobil telefonlar haberleşınclerini baz istasyonu üzerinden yaparJar. Baz istasyonları birbir lerine bir ağ yapısı şek linde bağ lıdır [1].

Tasarımı,

kolaylığı sağlamak için bal peteği şeklinde olduğu varsayılır. İde a l bir hücre ise daire şeklindedir. Ancak pratikte, yeryüzüne ilişkin doğal gölgeler yüzünden bu dairesel hücreler aşağıdaki şekilde gösteri ldiği gibi daire biçinıinden farklıdır (Şekil 1 ). Hücrelerin tasanında

Frekans

Yeniden Kullanım Modeli

Abstı·act

This

Altıgen Hücreler

study ex am i ned the ce ll structure

and

the cell planııing in t he GSM nehvorks. In the nıobile -

telephonc systcms, divided

the

to

the communication

smail

areas

ralled

and

planning of the cells is structured according to

the the

spccifica tios of urban regi ons. In process of planning cells it is inıport.ant to determine whether the cells are should also be taken

into

GSM

u sers

account in the process of

planning cells. In th e design of cellular systcms, th e reusing model of frequencies \vas exaınined. The

mcthods used to increase efficiency of

GSM

systems

were explanied �·ith formulas and various c ell models were exanıined rcusing. 1'hc

from

the viewpoint

of

frequency

study resulted that the best way to

incrcasc GSM efticiency was to decrease the radius of the cells.

Key Words

-

The Cell Planning, The Reusing

Model

of Frcquencies L.Gökrcm� Sakarya Ün i versitesi Bilgisayar hğitimi.

Ferikoğlu; Sa ka rya Biigisayar F.ğıt inıi. A.

Fen

Bilimleri

ı

J

regions are

cells

inside or outside city. The number of

r

Enstitüsü, Elektronik­

Üniversitesi Teknik Eğitim Fak u 1lcsi, Elektronik

�· -

Gerçek olmayan Şekil

lrleal

Gerçek

1. AJtıgen hücreler ve kapsama a1anlannın gerçek biçimleri

mobil telefondan gelen çağrı isteğinin ilgili kullanıcıya ulaştırılması bu ağ yapısı tarafından gerçek leştirilir. Baz istasyonlan i le Niobil Anahtarlama Merkezleri (MAM) ve Mobi l Anahtarlama Merkezleri kendi aralarında birbirleri ile ya kablolar yada yönlü radyo-linkleri ile bağlıdır. Mobil t ele fo nlada baz i st asy on ları arasındaki iletişim, elektromanyetik dalgalar yoluyla gerçekleştirilıncktedir. Hücresel yapı sayesinde aynı anda daha çok ku ll an ıcı haberieşebilir (Şekil 2). Herhangi bir

Mobil telefon sistenıleri içi11 dar bir frekans bandı tahsis edilmiştir. Aynı andaki telefon görüşme)eri için te)efon şebekesinin bazı kısırnlarında aynı frekanslar tekrar tekı·ar kullanılmaktadır. Bu sebeple sistem, bal peteği gibi birbirjoe bitişik hücrelerden meydana geln1ektedir. ller hiicrede düşük çıkış gücüne s ahip bir baz istasyonu


llücrcsf1 Sistemler

SAU Fen B11inı1eı·i Enstitü�li Dcıgısı 7.Ci1t,

2.Sayı (Temmu7 2003)

y

istasyonu

vardır ve bu baz ş ve alış yap ar. Bu sa ve r i r e tekrar d eği şik hücreled

LC;örkem,

dy

ra

o

boyutları

taşıyıcı ftekansında

ol nı ak tadır.

k aynı taşıyıcı _frekunsl�r ekr a r kullanılabıln1cktcdır t çok sayıda�� (Şekil 3). Ancak a ynı taşıyıcı frekans bırı ı lay do n da n ı ğ ı ] d n ı a l J u k n içi i ıes şn rü gö n efo tel i meydana diğerini etkilemekte ve t ek ra r kullanını giri�inı ce

ktiçtiltulnıü.)

A.l:crikoğlu

ğı rlık inn

azalıt lmış

a

ve

Yo�un trafik ...

gelmektedir.

1

\.

AL

--

gücün

sınırlandırılnıası

Hücreler

Hücresel

tra fi}.. ..

Ya yınl ana n

/�

Şekj] 2.

yoğun

ve

b elir 1i

bir

içinde

hücrelerden gelen düş ük

konışu

güçlü elektronıanyctik dalga 1a n n

dış ı nda

bölge

bu belirli bölgelerin

şekilde tasarlannuşnr. Bö lg ele r di linılennı..iş hücre]er olup, k apsa m alanı 120 dcree c yl e sınırland1rılmışı t r. Baz istasyonları) do1ayısıyla antcnJerı vadi kenarlarına ve

Yapı

ahnınaınası

için

hücı eler

d eğ i şi k

gökdelenlerin aralanna yerlcşt iriln1ektedir. Burada anten

ön emlid i r. D ı ğer t ara ftan çok küçük hücreler içi nde bir transit geçiş oluşmaktadır. Bu transit ortadan kaldtrn1ak ıçın şemsiye hüc er le r geçi şi tasarımı da

,

kullamlınaktadır (Şei k l5). Bir

A

Şekil

3.

hücre de

Frekans tekrar

kullanımı

y erleşim sahalan ndaki aynı anda

yoğun görüşme olan bölgelerde hücreler daha sık ve

Küçük artırmak

kullanılarak

ınümkündür.

bi rbirine komşu kullanılarak

Hü cre sayısı

k o nuşına

Yine

kullanılarak hücrelerin güç

dolay ı ıs yla kaynağı

mobil

sistemin

kapasitesini

artt ırıl arak

ve

h ü cr e le rde farklı taşıyıcı frekanslar

sağlanabi1nıektcdir.

hürrelerde

L_l__j

( Ş ekil 4 ) .

hücre) er

,

1 ile 7 frekans grupları

Diğer taraftan büyük daha k üçüktür

ntikı·o

y ayınl anan güçteki elektromanyetik dalgalard an güçlü elektromanyetik dalgalar ya y n ı 1 an ı r. Şemsiy� hücrede y a yınla n a n dalgaların taşıyıcı frekansı, mikro hücrelerde yayın ı a nan dalgaların taşıyıcı elektı-onıanyetik frekansından farklıdır. Böylece, bir mobil te nninal" yüksek hı zl a giderken, sistem tarafından şemsiye hücreye atanarak ş e beken i n yükü aza1tılabilir[3]. şemsiye

sırasında daha

için geniş şemsi ye hücre

verim

küçü k

hüc er le r

gerekli

besleıne

Düşük luzdaki trafik

için küçük mikro hücreler

se vi y el e ri düşük tutulınakta,

terminaller

azaltılmaktadır.

ayın

Yüksek h1zdaki trafik

için

Şekil 5. Mikro hücreler ve şemsi ye hücre

Böylece mobil terminallerin

ı 16


Hücresel Sistemler L.Görkem� A. Ferikoğlu

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2003)

ll.

HÜCRE TASARIMI

diğerine aktarılması zoıunluluğudur. Hücre boyutlarının olması

küçük coğrafi et ki alanı için gereke n kalite göz

bölgenin

Bu

Hücre

Hücresel

sistemlerin

tasarımları; hücrenin şekline, antene ve baz istasyontınun

frekansın

yeniden

önüne

alınmalıdır.

Eğer,

gücüne bağlı dır. istasyonu

nom i n al

tasanmdır.

yö n etmesiz

tasarlanıyorsa,

antenler

sayısı

tasarlanmasında,

kullanım

ilke

temel

ş ek il le ri dir

Frekansın

.

yen iden kullarunu coğrafi olara k farklı alarılan kapsayan

ile baz

istasyonlarının

baz

ak ta rm.aların

bu

artacağından sistem üzeri n deki yük de artacaktır.

Hücre tasarumnda, mobil ternıinallerin trafık yoğunluğu ve

durumunda,

aynı

etki

taşıyıcı

ü zerin de

frekans

kanallarının

radyo

alanlarında bulun an ve baz istasyonlarından yayınlanan

kullanımı olarak tanımlanmaktadır. Binlerce abonenin

olduğu

tek bir şehir alanında bulLuıduğu düşünülürse> sistem

elektron1anyetik dalgaJannın alan şiddeti aynı

bölgelerde bir sırura g ere k duyulmaz. Aynı işlem bir baz

ç ev re s indeki

istasyonu tekrarla n ırsa

hücre

t asarı mda ,

Ancak,

baz

istasyonu

altıg e n bir şekle dalgalar

ile .

yans ıyan

dalga lar

kanal

tanımlanabilir.

tahsisinin

Bu

ve

bununla

birlikte

sistemin

,

etkileyerek işaretini bozınaktadır. Bu, f rckansın tekrar

nornina]

ku llanım girişimidir.

Örne ğin

h ü cren in

baz

birindeki

hü credeki

şekl in de

sağlanmas1

aşan1alardan som·a

problemi

yeniden

frekansların

Aynı frekansta yayın yapan iki sist emde biri diğerini

ve ve

Frekansın t ekr a r kullanın1 modeli, frekans tahsisinin ve mantıkl ı

kullanılmas1

için

dalgaların

larırum dalgal an olabileceğinden büyük ö lçüd e arazi düzensiz yapılaşn1a göz önüne ah runalı dır. ,

artırnıak

geliştirilmesinin önemi de artmaktadır.

sahip olaca ktı r

elekttomanyetik

di rek t

yayımnıında

beş

kapasitesini

aynı fı e k ansı kullanan iki ·

etkilemektedir.

ile tişinli

yayını

istasyonunun

diğer

Bu yüzden,

bir

frekansın te krar kullan1m alanları diğerlerind en yeteı1i

bir mesafe il e ayrıln1a l ı dır.

hücre

tasarımı yapılabilir. fiücreseJ tasannıda, b a şlang ı çtak i ve

gelecekteki trafik dağ ılınu ele alınmalıdır. Hücrenin etki

Taşıyıcı gücün ün girişim gücüne o ranı (C/I), aluınıası

alanı, bölgenin

istenen

koordinatları, yüksekliği,

anten gibi

fa ktörler göz önüne a l ınarak zorunlu sınularnalara göre Bunlar için

yapılmalı dır.

s ayıs al

alıı1an

işa ret

istenn1eyen

düzeyine oran ı olarak tanınılamaktadır. Bu C/I oranı

n1obilin atıl ı k pozisyonuna bağlıd ır ; bozucu etkilerden ve ,

,

tasannı

düzeyinin

iş aret

tasarınılar

kullaıulmaktadır.

yerel

dağıtıcıların

ıniktarının,

farklı

olmasından

kaynaklanmaktadır.

tiplerinin,

şekillerinjn girişim

Yerel

1Iücre şekl i ve frekans plan ı, trafik hesaplamalarına

kaynaklarının

d ayanma leta ve başlangıçta değil, daha soma gelişme

duruml ar, antenin tipi, yönelticiliği ve yüksekliği gibi

s ahaları içinde oluşturuln1aktadır. Başlangıçtaki şebeke,

diğer f aktörler de,

trafiğin genişleınesine

etki etn1ek t edir (Şekil

uygun şekilde

planlanmalı dır.

miktarı,

sisten1

6).

bölgesel

yükseklikler

ve

içinde C/I oranının dağılımına

Trafiğin talebindeki gelişme önemli bir faktördür. Sayısal s is te mlerde

kanallanndaki bozulma sonucu zamanla

sembo11erin

C (dB)

darbelerle g önde ril en sembollerin,

,

darbe

şekillerine

k ayıp,

e klenme si

'1'

olarak

senıboI

cı·-�

girişimi denir.

� Q

Hücresel

sistemlerde

E1ektronıa ny etik z ayıflıyor kullanan

dalgalar

olsalar

yapabilmektedir.

bir

bile,

Bu

hücreler

kaçınılmazdır. Öyle

giıişim

problemi

kaynaktan uzak

yüzden,

ki, hücresel

taşıyıc ı

girişimin

arasında

ı

.,..

D (Mesafe)

ll

D (Mesafe)

vardu. Şekil 6. Taşıyıcı gücU -mesafe ve girişi nı gücü -1nesafe grafikleri

uzaklaştıkça

mesafelere

aynı

(dB) (Girişim gücü)

neticesinde ,

Bu na

algılanabilmektedir.

I

diğer

alıcıdaki örnekleyicinin senıbolü '1' y e rine 'O' veya 'O'

yerine

(Taşıyıcı gücü)

yayın frekansı

III.

olınası

K�NAL GİRİŞİMAZALTMA FAKTÖRÜ (K)

sistemler için girişim,

(D )

gürü l tüden daha ön eml i bir problemdir. Kalite, sabit

İki h ücre arası rrıinimun1 uzaklık

şebeke lerde iş aret gürültü

hücre girişimine göre belirle nn1ektedir. Mobil telefon

-

hücresel sistemlerde

(SIN)

ora n ı ile belirlenirken;

servis s i stemin de (C/I) oran1 18 dB için

taşıyıcı gücü-girişim gücü (C!J)

oranı ile belirlenmektedir.

hücre sa y ısı

boyut ları küçü]tü]mektedir. Ancak, bu duru m d a koınşu mesafe azalacak,

seviyesini n düşüıülmesi gerek ecektir

do layısıyl a

bir diğer dezav ant aj ı

Ds= 4,6R'djr.

(K), Ds

'nin fonk s iyonudur.

K'ya .

Ds

için, K=7 b u lunur. Yani, 7 hücreli bir gnıp aynı

=

hücre 4,6R

frekans

spektrunıunu paylaş a hilir (Şekil 7). Hücrelere ayrılan her iki bantta 395 ses kanalı v ardı r ve her hücre 57 kanallı

abonenin

sürek1i hareket halinde o lması durunıunda bir hücreden ,

paralel kanal

yen i d en kullanım k a ts ayı sı da den i lınek tedir

güç

.

Hücresel sistemlerin

,

Burada R, hücrenin ya rı ç apıdrr. Hücresel s istemlerd e

Abone yoğunluğunun yüksek

o lduğu ınetropol bölgelerde veriınİ artırmak üzere hücre hücreler arasındaki

5

ı 17


Ilikrcsel Sl�temltr L.Görkc:m, A. Ferikotlu

SAll Fen Bilımieri Enstitüstl Deıgü.;i 7 .Ci lt, 2.Sayı

(Tenınıuz 2003)

olabilir. Sistemin verinıliliğini art11mak iç in paralel kanal g iri şirn azaltnı.a faktöıii;

f3K

q s : :Ds IR= v .:ı l\.

;-

olarak tanımlann-ıaktadır.

K=7

,

qs=4.6

ı

()

() Rl( j , C?f... �,' C> D s 1 �-'> .... , c: \_/,

Şekil

\3

4

\

\

K=?

D�ı=O.S

Os

'

·1 ") -

'

)

-

\ )��) ı .) )ı 1

J

.:

'

K�

K-1

(�.6

4s=3,46

Rı=O.� R q�· ı :..4.6

7. Paralel kanal girişim a7altn1a faktörü

1

Bir hücresel mobil haberleş me sisteıninin verinıli i i ği ni artırmak

ıçın

Birincisi,

ge l enekse l

denklemi

altı

çeşitli

yö nteml er

yönten1dir.

kö şeli

için

hücre

kullanılmaktadır.

q s =Ds 1 R = ya zılmı ş tır.

J3K

Diğer

yönt eme göre si s t emin verimliliğini aıtırnıak içın q5 denklerrıinde

hücrenin

yarı çapını

(R)

�-

kü ç ültınek

lJS·· (1

qs=7.55 K 19

K -12

gerekınektedir. R, 1 km' den daha küçük alınırsa, bu tür

Şekil

hücrelere milao hücre adı verilmektedir. Birinci derece

yaklaşıkla R yarı çapı yarıya düşüıiilürse, sistenıin verimliliği 4 k a t artırılmış olmakt adır Bu yönteme göre

8.

Ocğişik

hi'ıcrc yeniden kuJJunım modelleri

,

Bu yönten1e göre radyo verimliliği, hücre içindeki kanal

.

verimlilik,

kilometTe-karede

kanal

sayısı

ile

sayısının tekrar kullanın1 faktörüne oranı;

ölçülmektedir . Bu yöntem analog veya sayısal sistemde kullamlabilir.

ın=

Şekıl 8'de

de ğ işi k

hücre ye ni den ku1lanırn

v erilnıiş t ir . Ds= 3,46R iç in K== 4, D5

Ds= 6R için I<.=

D

s

=

K

7,

---

--

ınodelleri

4,6R için K=

12 ve Ds= 7,55R için K=

Toplam ses k anal sayısı

ş ek l inde ifade edilmektedir. DenkleMden görüldüğü gibi,

19'dur[4].

K azaltılarak, radyo vcriınliliği (m) arttırılabilir. Hücre içindekj paralel kanalların girişin'li arttığı iç in 3

/R oran ı düş ürül erek hücre tekrar-kullanım faktörü

,

küçültülınektedir. Bu yönteme göre verimliliği artumak

veya 6 bölgeli hücre şekilleti kullanılarak D s uygun

için

değere çekilebilir. Başka bir deyişle, verilen girişi::'�

D s azaltıln1aktadır. Anca k R değişmemektedir.

Böyle ce

,

qs ==Ds 1 R

==

.J3K

,

oranı küçülecek ve hücre

göre

tekrar-kullanın1 faktörü azalacaktır. Ancak qs, i s teni l en

(C/I)s

oranının bir fonksiyonudur.

Örneğ in, 7

bulunur.

Frekans

D

s

değerini

sayısı 3 95 ise, bölge başına d üş en kanal sayısı;

te lcrar -kullamm

faktörü 7'den 3 'e dü şürü l dü ğü için, verimlilik

kullamlarak

3 bölgeli hücresel sis ternde K=7 ve toplam ses kanal

hücreli bir

bu sistemin verimliliği K=7 olan bir sistemin verimliliği karşılaştırılarak

bölgeleşıneler

küçültmek mümkündür.

s ist emin frekans tekrar-ku1lanın1 faktörü K=3 yapılırsa, ile

ç eşi tl i

395

7/3 = 2.33

-

7x3

k atı artmaktadır.

K= 4

=

19 (kanal/ bölge)

ıçin a]tı böl ge li hücresel s i s t e nrinde kanal sayısı; 395

-

4x6

=

16 (kanal 1 bölge)

şeklind e elde edilebilir.

118


Hikresel Sistemler

SAU Fen B1limleri Enstitüsü Dergisi 7 Ci l t 2.Sayt .

,

(Tenımuz 2003)

..

Her bölgede 3 hücre bulunmaktadır. Anten in hücrelere

Yukarıdaki son uç l ara göre, iki hücresel sistemin radyo

bakan yüzü d ikey olarak

verinililikleri

derecelik

arasuıda

bulunmaya c akt u.

fark

b üyük

düşü rrnektedi r. küçüHnıek ora nım

Bölgeleşıne,

Bu şekildek i bir

için pek

kanallarnı

yöntem

fazla kullanılmam aktadır.

sistemJerde bu

D5 /R

Tablo Frekans Guplao

yö ntem kanalın verimliliğini

antenlerle

sisteme 'yonca yaprağı

biçim i hücre

1.

1

FlffiKANS YENİDEN J(ULLANIM MODELİ

4/12 hücre nıodelinde kanallar

Aı Bı Cı

etkilen1ez.

IV.

şekilde

forn1u' adı verilmektedir.

küçültınek için yeni rnikro hücreler kullanılabilir.

K =3 olan

hücreler en yakın

ve

alacak

birini

düzenlenir ler; bu

etkinliğini q5 değerini

birbirinden b ağınısız 120' ş e r

bölümlere ayrılabilir

bölg el erd en

Daha fazla verünlilik elde etrne k için, hücrelerin alanlan küçültülmektedir.

Fcrikoğlu

L Görkem, A.

2

3

D1 A2

B2

4

6

7

8

9

18

19

20

21 22 23 24

31

32 33 34 35 35

5

13 14 15 16 17

I<Brallar

10 ll 12

frekans

25 26 27 2B 29

için kanal sayısını vermektedu. Toplan1 kanal sayısı (m)

37 33 39 40 41

42 43 44 45 46 47 48

yaklaşık

alt ı gen şeklindedir bir şekilde dağıtıldığı

Kullanılan

bütün

kanallann

(m)

say1sı

ve

gruplan nın sayısı (n) olmak üzere (m/n) or a n1 her gnıp

sabit olduğundan grup sayısın ın azaln1ası, grup başına kana] sayısını artıın1aktadır. Frekan s gruplarını azaltmak, her bölgede daha fazla trafiğe imkan vern1ektedir. Frekans gnıp larındaki a r tış ve ildnci kanalın yen iden kullanım nıesafesindeki azalnıa sistem i ç indeki C/I

Tünı.

Trafi ğ i n

akl ığı D

olup, Cil oran 1 uygun o larak kabul edilir.

=

homojen

.

boyutu, genellikle komşu iki bölge arasındaki 1nesafe olarak verilmektedir. Hücre yarı çapı R ( altıgenin bir kenanna eşittir). sektör hücreler kullanıldığ ında Hücre

kullanan yeniden uz

hücrelere

olarak

varsayılmaktadır.

oranını küçültmektedir.

Örneğin, 4 bölg ede 12 frekans grubu kulların1a nıodelinde y e niden kullanın1

hücreler

6K

bölgeden bölgeye uzakhğnı üçte biridir.

Alt ıg en hücreli sisten1de yöneltn1eli antenler kullamlarak sistem üç

anten, d iğer sektörlerin ve

gördüğü aynı

frekansı

ait kullanan

kanalından

g elen

girişimi

sektöre ayrılır. Dolayısıyla bir sektöre

tekrar

kullarnın

engellemektedir.

Ancak,

bu

iyileştirnıeye

karşılık

sisteınin kaldı r acağı abone sayısı kapasitesi azalmakta, vani ..

ortalama

bekleme s ür esi bir abone bir

V. Genelde

Şekil l O da 4/12

ana

Şekil 1 O. 4/ I 2

hücre

C ı- D ı

rnodeli için yeniden kullanını

b ölgede

bulunmaktadır.

bulunan bir araca

ye ni den k:ullanın1 n1odeli dir.

ınlkro-hücre

si

steıni 3

bölgede r olabi

alıcı ve Herhangi bir

lir .

vericiler, bölgede

servis edebilmek için, önce 800 MHz frekanslı hücre işareti ana bölgede nukı·o dalga v ey a optik i şare te dönüştürülınekte ve soma aracın bulunduğu bölgede t e kra r bu işaret 800 MHz frekanslı işarete düşüıülmektedir. Böylece, bu b ölgede bulunan nıobilc ana b öl g cde ymiş gibi servis verilnıiş olmaktadır.

'

verllnuştir. 4/ 12 hücre modeli , 4 bö lg e i ç inde 1 2 frekans

yeni

Mikro-hücre servisini yapan tüm radyo

hücre

için yeniden kullanılan frekans gnıpları

grubu kul lan aıı bir

bu

YENİ BiR HÜCRE SİS''fEMİ

Yeileri belli olan bu 3 bölge bir alan içinde sınırlıdır.

Şekil 9'da 4/12 hücre modeli veıilmiştir. 4/12 hücre n1odeli

istasyonunu kulJanmak

o l u şma ktad ı r . Bölgeler gerektiğinde 3 'ten fazla

Şekil 9. 4/12 hücre modeli

ınodelinde 48 kanal vardıJ (Tablo 1).

baz

Ortalama

o si steınin meşguJ olnı.a o l a s ıl ığıd ır. ,

istediğinde

aıtınaktadır.

bekleme süresi

frekans grupları

119


IIOcrt'Stl Si�temter t. .örkem, A. fi'erlkoğl u

SAU Fen Sılimieri EnsıitJsii Dergi�i 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

1

Kenar

Bölge

\'I. S()

f\

1

Kenar

o \\

Bölge

ll

1\ \\\".. _;(1 n=---

G,_.,:l�-;� \ ""--, r/ -�f;7-)

ı

\

\

' ; a cv \ \� \(\ 1/

\

üc�·�

tas� ırı nu ıda, ve bo lg en ın co.grafi

1

1

/

ı

n1o?i1 etkı

)

J

Hlicıc�eJ

ı l --.

1

11<ılgc

ı

�t·çiri

1,

_tJ r . L ı \(.:ıki donamın 1..

L

-

Alıc.:ı 'h llere

ı

Merkez

n lanı ıle gerekli

haşlangıçtaki

kalite göz önüne şe beke trafiğin

�eki1dt= planlann1alıdır.

,

rn

.

4

kat arttığı bL�]irknıniştir.

R sahitken, Ds (hücreler

arası uzaklık) az�ltıldığında. s iste nı vcrinıliligmdc biiyük

ı

1 J

t ..n 1inal leri n trafik yoğunluğu

ob il haberleşıne sistenlinin verimliliğini aı1n ınal< için deri� ık yönteınl r kullanılır R (hücre yarıçapı ), y ar ı} a dii�iirüldliğünde sistemin verimliliğinin

1

o ��� ��-------Kenar Bölge

Şekil

I1

...

Ü/ellikle genişleınc�ine uygun

1

\

- --

alınn1alıdır.

1 1

\

..

lJ ..

bir farklı ll ğın o lına dıg ı tlsp it edi Inı iştir.

ı

Bölge

Frekans ı n ye ni d t; ıı ku Ilanını ınod�li, hücresel sistemlerin tasarınıtııda teınel ılkC'dır. 4/12 hücre nıodeli jçin frekaıısın yenıden kullanınu gösterilnıiş ve bu yöntemle bölge başına kanal sayı�ının arttınldığı bclirlerınUştir.

1 1 . Mikro hücresel mobil telefon servis sistemi

Alınan hücre işareti, d üşük gürültülü kuvvetlendiric iden geçirilerek istenilen seviyey e getirilebilir. Bu kuvvetlendiriciler ana bölgenin kenar kısırnlarında bulunmaktadır. Bu bölgelerde, freka n s dönüştürücüler, güç kuvvetlendiricileıi ve düşük-gürültülü ön Alınan ışaret bulunmaktadır. kuvvetlendiriciler kuvvedendirilerek mikrodalga veya optik işaret frekansına dönüş türül ür Bu el ektıonik donanın1 hafif ve küçük olduğundan n1ontajlan kolaydır .

'feknoloJi)eri ve El ektronik Araştııına ııstitüsü (B iL TEN). Elekh·omanyetik Da lg alar ve ınsan Sağlığı Sıkça So rula n Soıular ve Yanıtla�ı, 'l'ÜDİ'J'AK Matbaası,Ankara. 20-21(2001) (2] TELSJM. Basi1çc CJSM, TELSİM Dergısi, (Tenınruz

[l]TÜBil�AK

.

2000).

Bilgi

[3] Bayrakçı J-I.E.

lJydu ve Hüc resel Mobil Ilaherleşme Sisteınleri, Birsen Yayınevi, İstanbul. 201-208 (2002) [4] Lee, W.C.Y. Mobilc C�ellular Telecomnıunications Systenıs, McGraw-IIill. 5 1-55 ( 1989).

rv1ikro-hücre içinde hareket eden mobile bir işaret gönderildiğinde her kenar bölgesi bu işareti alır, frekansını mikrodalga veya optik olarak yükselterek ana bölgeye iletir. Ana bölgede işaretin frekansı düşürülmektedir ve burada 'bölge s eçicisi' vasıtasıyla işaretin en kuvvetli olduğu bölge seçi lmektedir (Şekil bölge mobilin baberleşmesini 1 1) . Bu seçilen sağlamaktadır. S onra ana b ölge hücre işareti, seçilen bölgeye gönderilmektedir. Seçilen uygun bölge, merkezden gelen hücre işaretini alır ve bu işaretin frekansı düşürülüp, kuvvetlendirilerek mobile gönderilir. Üç bölgenin alıcıla r ı aktif d uıumda olmasına rağmen, yalnız bir bölgenin vericisi kullanılmakta ve mobil biriıni i l e haberleşmeyi s ağlamaktadı r. Mobil, bir bölgeden başka bir b ölgeye geçtiğinde, k ana] frekanslan değişmektedir. Mobil biriminin konumuna göre merkezde bulunan bölge seçicisi, gönderilen işareti bir bölgeden d iğer b ölgeye kaydırmaktadır. Hücre içinde buluna n mobile bii anda tek bir bölge vericisi servis verınekte ve rnobilin geçişi herhangi bir sotun bölgeden bölgeye yaratınamaktadır. ,

120






Ikili Arama

SAU Fen Bllimleri Enstitüsü Dergis1 7 .Ci lt, 2.Sayı (Temmuz

2003)

Ağaçlarında Dü�ün1le-re

Htıh

Ulaşmak Için •

Bir Yöntem Ve Gerçeldenmesi I.Ateş, N.Yumuşak •

İKİLİ ARAMA AGAÇLARINDA DÜGÜMLERE HlZLI ULAŞMAK İÇİN BİR YÖNTEM VE GERÇEKLENMESİ Ihrahim

ATEŞ, Nejat YUMUŞAK

Özet-Bu ntakalede

arama ağaçları

üzerindeki işlemlerin daha hızlı yapılmasına yö nelik yöntemin

sözcükler

ve

sayılar

nasıl

için

kullanılabileceğine ve mevcut ağaç yapılarıyla (AVI.J,

RB Ağacı gibi) kaırşılaştırı1masına yer verilmiştir. Bu

amaçla bir bash t ablosu ve dengeli bir ikili arama

ağacı

kullanılmaktadar.

Veriye uygun

alt ağaçlar oluştuırul1113kta ve bu alt

olarak anlamlı ağaçlara bash

tablosu

yardınuyla ulaşılnıaktadır. Çok sayıdaki verileri n tek bir ağaçta t oplanıp bu büyük ağaçta işleın yapmaktansa alt ağaçlara bölerek daha az veri üzerinde işlem yapmak amaçlanmıştır. Bu şekilde veriler üzerindeld işlemler daha az eleman üzerinde

yapılmaktadır.

Bu

performansı

da

etkilemektedi r.

Analıtar kelbtıeler ağacı,

-

o lumlu

Ağaç veri yapısı, RB

yönde

ağacı, AVL

ağaçların perforınans karşılaştırmaları.

Abstract-In this study,

değeriyle tutar. Bu uygun olma yan bir yapıdır çünkü istenile n bir elarrıana uL a ş abilmek için O(n) adet t ar:ıma gerektirir Bu nedenle veriyi anahtanyla saklayabi]en ve bu sayed e daha hızlı bir erişinıe olanak veren yapılara ihtiyaç du yu lmaktadır. Bu tip yapılar il şkisel veri yapılan olarak isinılendirilirler. Bu tip yapılarda veıiler pozisyonlarına göre d eğil değerlerine göre güncellenirler. Öınek ol arak ağaç yap ıl an .

verilebilir[ J]. AVL (Adelson-Velskii ve Landis) ağacı dengelerınllş bir

to make process in the search trees. Also it a data structure using this method. It is

ikili arama ağacıd ır Ağac ın derinli ği O(logn) seklin de

method

proposed a

explained how th!s method is used for strings and

numbers.

lt

is

shown

performance

hetwcen other trees (like AVL,

and

Ardışıl veri yapıları, verileri

that

it is

nıakes easy is g ivc n

veri yapısı öneınlidir. Eğer yazılım büyük miktarda verilerle çahşıyorsa k ulland ığı veri yapısı dah a da önem taşımaktadır. Veri silme, v eri ekleme veya veriler üzerinde arama, sıralama işle ml eri ne kadaı hızb yapılabilirse yazılım o kadar etkin çalışu�. V eriyi yerleştirme a çısınd an veri yapıları ikiye ayrılırlar� Ardış ı l (sequence) ve ilişkili (associative)(3]. Bir yazılım için kulland ığı

bir yö ntem ve birleşik bir veri yapısı önerilmektedir.

Bu

ı. GİRİŞ

(Search Tree)

a blanced

lbinary

implement this data

RB tree)

search

stru c t ure

tree

.

It

.

comparison A bash tabi e are

used

to

i s builded the

catcgorized s ubtrees according to data. Has h table is

used to access data in the subtrees. It is aimed to

process above relatively little amount of data instead

of huge amount of data. In this way the nuınber of the process will be decrease.

It

will be g ood affect for tbc

progran1 performance.

Keywords-

.

ayaı·lanmaktadır. B unun anlamı sağ ve sol alt a ğaçlann ın

H.=:rhangi bir düğüme derinliğe sahip olmasıdır. bağlı alt ağaç ların yü kseklikleri arasındaki fark en fazla bir olmal ıdır. Ağacı dengeli kurmak i çin A vL ağacı kullanılırsa, ağaç üzerindeki ekleme, arama ve silme gibi işlemleri yapan algorit nıaların k armaşıkhğl O(logN) aynı

kadar olur[2].

ağacı her düğümü RED veya BLACK renk özeliği ne saltip özel bir ikili arama ağacıdır Ekleme hariç diğer ağaç iş lemle ri O(logn) zamanda yapılır. Herha ngi bir eleman e klendiğ ind e tün1 ağac ı n tekrar güncel1enn1esi gerekmektedir Çünkü bir eleman ekl endiğinde ağacın dengesi bozulmaktadır. Yeniden d en g el e n1e işi dönüşüm olarak bilinen basit bir değişiklikl e (rotation) sağlanmaktadır[ 1]. Red-Black

.

.

Tree Data Structures, RB Tree, A VL Tree,

Performance comparision of trees. I.Ateş;Bilgisayar

ve

Bilişiın Mühendisliği

Bölümü,

Fen

Bilimleri

Enstitüsü, Sakarya Üniversitesi, 54187 Esentepe Sakarya e-posta:ibrahimates@yahoo.com N.Yunıuşak;Bilgisayar MOhendisliği Bölümü, Muhendishk Fakultesi, Sakarya Üniversitesi, 54 ı 87 Esentepe Sakarya e-posta: nyumusak@sakarya .edu.tr


İkili Arama A�nçlnnudu l>Oğümlcrt' Ilaılı Ulaşmak i�in

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dcrgısı 7.Cilt,

II.

Uiı· \'llntrm Ve GrrçekJcn mesi I.Att$, N.Yumuşak

2.Sayı (Temnıuz 2003)

bir adres yoksa bu sözcüğün ağaçta o]nıadığına k a ra r verilir. Aksi taktirde wl" alt ağacına dal lanı lır ve bu alt ağaçta aı anıa ya p ıln1 1 Ş ol ur

ÖNERİLEN YÖNTEM (SALI{IJ\1 \'ERİ YAPlSI)

Bu yön tem de

,

veri yapısı

o l ara

k bir hash tablosu

ve

Rl3

.

ikili arama ağacı b i r likte kullanılmaktadır. Hash t a b1 osu

bir durun1 ola n

için is tenme y e n

çatışnıa

RB ikili ağacında ay n ı sözcük aransaydı verinin ağaçta ol nıa n-ıas ı dunınnında hi 1 c t ii nı nğ,1cn1 bu sözcük için

( collision)

durumunun ver i le r i sıruflandım1ak için kullanılnıası söz

konusudur. Kullanılan bash fonksiyonu aynı

herhaııgi

Eğer

kategoriye

taraıu11ası

ait değerler için aynı indis değerini üretmektedir[4.J.

gcrckccckti.

ı A

13

OX6FOO

� lJl.L

-

------

ikili aran1a ağacın ı n özcllcştirilıniş bir şeklinde saklanır. Bu ağaç yapısında k ök tek elcnıanJıdır ve sadece

Veriler

hash tablosuyla

aras ı ndakj

ağaç

bağlantlyı

amacıyla kullanılmaktadır. Kök, ara ma

ağacına

26

y

z

NUI..L

ox

6

-------

sağ1aınak

bağl a n t ı J ı

liste yardınuy la bağlanmaktadır. Veri l er, te k bir

saklanmak yerine, an lamlı alt saklann1 akta dır . V eriler üzerinde

2'> -------

ağaçta

ağaçlara

bölünerek

herhangi

bir

A

i ş len1

yap ılmak istendiğinde, tüm ağ aç ye rin e v eri ni n a i t olduğu alt ağaç üzerinde işlemler yapılınaldır.

II.l. Sözcükler

İçin Gerçekierne

Sözcükler için bu yapı ku lla n ıldığın da

harf için hash t ablosunda bir kayıt

tablosuna yerleşim,

,

alfabedeki her

oluş turu lu r.

Hash

\ 1'

\

1

\ \ \ 1

1'

' ·" 1

\

H(x) =asciicode(x)-65;

bash fonksiy onu ya rd uruyla bulunan indis değerine b ağlı olarak yapılmaktadır. İn dis d eğeri hash tablosw1da, harfin hangi sırada ya zıldığını gösteren bir değerdir. Hash tablosunu n ikinci bölmesinde ise i lgi h alt ağacın kök

•.

ı •

elernamnın adre s i bulunmaktadır. Bu adres yardın11yla alt

z

ağa ç l ara dall anı l ı r.

Hash tablos u statik ola rak yaratılmaktadır. Sözcükler için

yaratılan haslı tablosunun birinci bölı nesi nde A 'dan Z,ye ,

kadar harfler yer almaktadır. Hash tablosunun ikinci bölmesinde ise bu harflerle ilgilı alt ağaç lann adresleri NULL bulunmaktadır. Başlangıçta adre s alanları, d eğ eri ni göstermektedirler.

1

Bir harfe ait her hang i bir katar eklenrnek i stendiğind e o

harfe ait alt ağaç olup olınadığına bakılır. Eğer varsa o

ağaca giderek eklenıe işlemi y ap ılır Aksi taktirde .

1 \

alt

Şekil

alt

ağaç için biı kök ya ratılır ve katar, bu alt ağaca eklenir.

Yaratılan kökün ad r es i hash tablosunda ilgili yere yazılır. Arama yapınak

için

ö n celikle

,

ilgili

bir

aram a

işlemine

oln1adığına karar

gerek

duyulmadan,

ele nıa nı n

o

1 1

/ \

tablosuyla alt ağaçlanı h e rh ang i

sözcüğün

\ ' \

/ 1

\

dallann1a.

biJ·

yardımcı

yöntem

�t�l�anılınadan RB ik il i aran1a ağacın d a veya herhangi bir ıkılı

araına

sözcüğü

düğün1

verilir. Aksi taktirde i lg ili alt ağaca

dallanarak aran1a işlemi

1. Hash

Bir

al t ağacın olup

olmadığına bakılır. Eğer alt ağaç yaratılnıarmşsa, başka

1

1

ağac ı n da

ı

a r aı say d ı z iya re t

,

saklanması

d urumund a "Train"

"T" haı-flne gelene kadar blı· çok

edilıniş

olacak

bu

da arama işJemini

yavaş lat:ınış olacaktı.

alt ağaçta yapılır.

Örnek o ]aı·�k 26000 elcnıanl ı dengel i bir arama ağac ı nda . he��angı bır eleınan ı n aranm a mali yeti yak laş ık olarak 15 tır. Buna karşın bu yönte mde "T" h ar fi ile başlayan elemanları n sayısı 1000 v a rsa y ıl ırsa aran1a mal iyeti yaklaşık olarak 1 O olur.

Öınek olarak "n·ain" sözcüğünü bu yapı da aradığımızı düşünelinı. Önc e lik le "T" harfinin hash tablosundaki indisi hash fonksiyonu yardınuyla bulunur. "T" h ar fm i n 1 9 'dur. H aslı tablosunun 19 uncu gözüne indis de ğeri gidilir. Adres gözünde bir adres olup olmadığ111a bakılır. ,

'

126


İkili

SAU Fen Bilim1er1 Enstitüsü Dergisi

7 .Cilt, 2.Say1

(Temmuz 2003)

1\ toplan1 elenıarı s ayısı ve Ni> i har fi

ile

başlayan

elemanların say ı s ı olmak üzere�

için Bir Yöntem Ve Gerçeklenınesi i.Ateş, N. Yumuşak

Arama Ağaçlannda Düğüınlerc Hızh Ulaşmak

\'erinin logaritma on tabanına g öre logaritması al ı n ı r ve sonuçtan küçük

çıkan

tamsayı d eğ eri indis

kabul

ve p ozitif s ay ı lar iç i n iki ayrı hash tablosu yaratmak uygun olacakt ı r. �egatif tamsayıların logaritması a l ı nma d a n önce n1ut lak değeri alınmalıdır. Ayrıca logaritma O tan ımsız olduğu için O sayı sına doğrudan O in d isi verilir.

edilir. Negati f

sözcüklerin hepsinin i harfi ile baş lamadığ ı varsayımına dayanarak aş ağ 1 dak i durum sözkonusudur�

ilk

.

.

için indi s olarak 2 üretecektir. ll O için de 2 üretmektedir. 1 000 için 3, 10000 içi n 4 ür e tme k ted ir Bu şekilde aralıkiara göre alt ağaç l ar üretilmektedir. o halde 1o alt ağacında nunimum ı o de ğe r i maksimuın 99 değeri bulunacaktır. l 000 alt ağacı nda ise minimun1 1 000 tnaksiınuın ise 9999 say ı sı Ornek olarak 100 sayısı

O halde, burada sunulan yöntemin, genellikle sıradan bir ikjli aranıa ağacından, daha iyi sonuç verdiği söylenebi1ir. rı. ı. Sayılar Için Gerçeldeme •

2

ı ı NULL

ox

10

bulunacaktıı·.

4

3

1000

100

OX3F26

NULL

.

----

Bir arama yapı laca ğ ı zaman bash tablosu yardımı yla ilgili olan alt ağaca dallanılır ve aranıa bu alt a ğaçt a Sayılar iç in üretilen bash tablosu dinamik yapılır. o lmakt ad ır. Gelen sa yılara bağ l ı olarak bash tab l os u

...

' ----

1 , 1

-----

'

oluşturul mak tadır.

III. ÖLÇÜMLER

lO

Beş farklı dosya

için üç veri yapısına ait, ağaç o luşttınna incelenmiştir. B irinci dosyada 25 .O1 O,

perfoıınanslar ı

dos yada 275.293, üçüncü dosyada 350.552, dördüncü d osya d a 550.551, beşinci dosyada ise 1 .1 O 1 .100 eleman bulunmaktadır. Şekil 3 \ün X ikinci

raka mlar

eksenindeki

1

1

1

/

1 \ ' \

1

/

sayıları

temsil etmektedi r

Ağaç Oluştunna Pe rfonna nslan 15 -

.

1

1 •

'

ı '

1000

o

1

AVL Salkım

-+-'J 2

3

Yeri

4

5

Sayısı

�----- --------- ----�

Şekıl 3

1 1

/ /

1

1

/

1

1

)eki!

1 1

1

1

2. Sayılar için alt

Sayılar için

1

bu

/ 1

\ ' \ \ \

ağaçlara dallanma. veri

yap ıs ın nı

Tablo 1 1

1

1 1 /

\ \ \ '

kullanılabilnıesi aşağıdaki gibi bir hash fonksiyonu kullanılabilir. J-f(x)-=floor (abs(logx))

.

Örneğin grafikte, 275.293 eleman bulunan dosya 1 ile 1 .1 O 1. 100 eleman bulunan dosya ise 5 ile gösterilmiştir.

' \ \ \

1'

bu

,

1

.

Ağaç oluşturma performansları. A.gaç o 1 uşturma ya ı. ış

Veri Sayısr

25.010

2 275.293

ıçın

3

4 550.551

5

127

350. 552

1. ı 0 1 .100

·ın

AVL

ö çüm d eğerleri.

RB

Salkım

O, 17

0 15

1,956

1,833

2,46

2,303

2,18

5,56

4,506

4,156

14,006

ı ı ,237

9, 1 24

O, 17 2, 17 3

,


t ll

'

f

rnstitlisti lkı!!l�l ieri Diliın SAli FGn 7 c ıtt, 2. Sn yı

( r�mınu; 200J >

r

ıl

kı ı ) ·ı •t q d ı ıı ü ç il ıt a i�leıninc c nı k k e n a m le e a c a Ağ (l( t (ıtı O ı ılı. :ı ) la � :ı h ıı e 'd 00 OOO 4'te göıiilmcktcdır. 1 . al',H, k . ıe ye k k e ıı ıa :n lt t' 0.000 adet 0 .0 0 1 e v 0 0 .0 0 0 .0 5 ıı ı ıı -;. t ıı ı k t' K ıı ı ı a ..,l ıı a m ır f( ıc [K'r yapılarının elenımı ekleıı _..

----

ı S,ıU ııu \\1

lc-Luın

nıu

\C

RB

rt)•tdUHl)tlll •

prılnınun' 40 -- - -- . ,_.._

c w

-

-

--

hclıı

-

30

.._.

c ro E ro N

20

•.

--"-·

10

f •

�-·-icr..� .-

1 ı

ı

• ..:ı ı

...

"

Şekil

4. Ağ<.ıca dcınan t.:kkıııc ıwrft>ı 111an�l&lrı

Tablo

c�lcmt.:\l' i§hın · " -

S ll

Elern�m

Ek ı c nı c Suyı�ı 1 00. 000

t"!,;llııı

-

AVI.

-

-

..-..

1.000.000

-

--

ı

-

ı 0.000.000

lll

'

1 (l

'

1)( ,.ı

Sema n Arama Perfonnansıan

1

ı

60

.

fıO �4 c (/)

...__.

..

...._ ........

-------

---

-----

-

.

1

..

0

c: ro

30

ro

20 .

E

.

--·--·

-

-

--

----

N

--

-

-

10 of1

3

4

l\ ra ma Sa yı s ı ---·--

S

-

·

Lleınan

Tablo 4. JJicnıan �

3

�-

a ra . ma

Pl'tlnıınan �da rı

arama�cı -

A ra m a S�yısı

1 0 0 .0 0 0

1.000.000

� 000 . 00 0

ı·ı·I S\ 1 1 1

ıı

. j �J} .... lt lt ı ı ( lJ ı \ �� .:. .

!\ VL

R trrıce

-

O, 42 ı

-

.

1 0.000.000

3, �C))

2( ),92

0,3J

--

---

ı4 g,037

-

111

1

U ll 1

2, 744

-

-

13,71

.......__ _

J2.öJ7

-----

c

tıb c

ll all, •

--

--

S:ılkı ın 0.1·ll 1.50c�2

7, 75}

1 · 1 01 .

ıu (

s ( Illi 1>

ısı

.\ll 1.

'

.ııd

ı 1

1 4

1

ı

\ppllld(IUU-.

1 lJ ı

�tr' h 1 t 11 r

.

"

.

lU

(

t\ tl h

1101 "IIAI·I·J·f. Sı: u\

tull

.uul

.

1

t •

1

.

s.rc•ı.

1 1 . (

( 1( )"

d(

•'

'

] Jf ' � .l\11\l,ıtı }CJl)f)

----

ı

ı J ,

arda aıaına işlcnıi y;:ıpılarak ağa,· yaptl.ırıtıııl elcuı.ıll ararna pcrfonnans lan ınce le n ın i ştir. ı -

c. < H K 1

\ 11.1 h ı

S,·l7.1

2X,7c,2

-

l'rcnta

1 ( C11llp.111\ ' Jl)t)fJ l h \\ 1 1 s

1l 11,7(1,., ()

l)�.!')

ı 4 ..� �/ ı

16,7:'\4

5.000.000

\.ıl�.

e-=

----

,

('JI'<>JtS(l

d\·geı'rr

1.000.0000, 5.000.000 ve 10.000.000 eleınan ı\ ın

2

,1

1 , 1 P.ar.at\.1 \ t\lllllh

1 RH

--

013,11

----

[ ·1

Şekil s·te ağa�· Ü!.erinde clellli.lll ararll�l ı�klJllllC ,\lt ölçüın değerleri gür(ilınektt·dir. 1 00.()1)()\kn ha� Id\ .tı.:k

1

\t\1

'

2.

J

..

__

Se k11 •

iu

\\c .k\ 00 ... ı � 1 ( ) 1< ı ) \' 1

ı.

4

Ic

1

#

J·kkrw s �ı v ı sı •

ı

3

1.

ı ı 1 1 ı 1 Bl 1 )(''rı, 'J1 nrnt"". P1 �liHıl\ 1 1

ı

3

ı

2

rls

1

,

o

1

(�C h )

•trık,ınr

,,

Illi

\Cfl

l\lclllllic,

nsJart Sernan EJ<Ieme Perforn1a

.

ll.

< n

"1 •• .

..

l

ıt ••

1r

�,

nt1u \

n

1l 9i


İnce

SAL' Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7 Cilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

Kunı Oranmm Zeminierin

K1vam Limitlerine Etkisi

B.Soysal

İNCE KUM ORANININ ZEMİNLERİN KIV AM LİMİTLERİNE ETKİSİ Binnur SOYSAL

Özet

-

Bu

çalışmada;

l\1ithendisliğinde

Zemin

TS

1900/Nisan

Laboratuvar

1987

lnşaa t

Deneyleri'

nde

daneli, No:40 ele k altı zeminlere uygulanan kıvam l im it l e ri deneylerinde, No:40·200 elek arası ince kum

öngöıiilen ince da nelerin in

kıvam

limitlerine

yüksel{

etkileri

ve orta

r>lastisiteli killi zeminler üzerinde araştırılnuştır [1 ]. Birinci bölümde; bölümde;

değerler

kon uya

y a p ı J an

şe ki lle r

genel bir giriş

yapılmış olup,

iki n ci

çalışmalar ve elde ed ilen _ halinde verilmiştir. Uçüncü böl ümde; de n ey sel

deneysel çalışma so nu çJ a n göz önüne alınmıştır.

kelimeler li m i tl eri, Iik.it limit,

Anahtar

-

Zemin

sınıflandırması,

kil,

kıvam

pDastik limit, plastisite indisi

mekanik d avr an1şı hakkında çok hı7lı olarak

bir fikir

iyi

sağhıyabilnıektedir [2]. Uluslararası yaygın olarak kullanılan

L:scs sını n andırma sisteminde ve ülkemizde ku1lanılan TS 1500/A ralık 2000 İnşaat 1V1 ü hendis ) iğinde Zeminierin sın ıfl a nd ı r ılSı nı flandırı ln1ası Standardı' nda; zeminlerin mm: ında, dane dağı lunlan ile inc e daneli zeminlerde kıvaın 1 i mitleri değerleri k u llanılmaktadır [3 ,4]. ;cminlerın ve

kil

ve

kil

suyl a karışttrıldıklarmda sıvJdan, pl asti ğe

,

i çeren

yarı katı

katıya dönüştüğü andaki su içeriklerini ifade eder. İsveçli b i r

toprak bil iıncjsi

olan A. Atterberg ( 191 l) kil-su karı şımm1n bu

k ı v a md a k i değişikhğini

en az

o IL< o

SIVII.IK 1 N

ı

1

1

1

Wp

Ws IL== o

O<

Iı. <

..

WL )L l

I

lı.> 1

=

W(%)

Şekil ı. Kıvam limitleri

Likit 1imit, kil-su k a nş ı mmm sıvı halden plastiğe dönü ştüğü

andaki su muhtevasıdır [2]. Plastik 1i mit ise kil-su karışımının

olarak tanımlanır.

pl astisite indisi

bir dıl olarak düşüni.ileb11ir. Bir zemine atanabilecek birkaç harf veya sayı mühendise zeminin olası fizikseJ �zell ik le r i hatta

1. de gösterilen

llAi St! MllHT..

Sıvı

Plastik Katı

Zeminin plastik özellikler gösterdiği

Zeminler in sı nı flandı n ı ması ınühendisler arasında kullandan,

Ş el< iJ

Yan Katı

plastik bir katı olarak davrandığı en düşük su muhtevasıdır [5].

ı.GiRiş

K ı vaın lımitleri,

Katı

iki parametreyle tanımlamıştır.

konusu

Söz

bu

kıvanı

bu

limitl erinin

geçen

muhtevas i arahğı d a

tayini

standartlara bakJldığlnda (ASTMD-423 altına

su

,

için

kullanılan

TS 1900) No: 40 elek

hkit 1inıit ve p lastik limit

zenıin nuınunesine,

U.S.C.S ve TS 1500' e göre yapıl an sınıflandırma sisteminde ince daneli zeıninlerin en büyük boyuttı 80 mikron (No:200 elek) olarak belirlenmektedir. Buradan hare ke tle ince da nel l kil ve siltlere ait

deneylerinin yapıhnası öngörülmektedir. Ancak

,

bir özeJlik olan kıva rn limitleri deneyi nde, 1ncelenen numune

i çinde kaba daneli zemin

gru bu na giren ince kum (No:40-200

clek arası) daneJeri de bulunmaktadır. limi tl eri

deneyler i nin

ince

dane] i

Bu çelişkiden kıvam

zc.l1inlerin

özelliklerin i

gerçekçi bir şekilde yansıtmadığı düşüncesi doğmaktadır. Bu

düşünceden hareketle kıvam li mit l e r i deneylerine g:.en No:40-

200 clek

a

as ı ince kum malzemenin kıvam limitlerine etkisi

r

araştır ı 1n1ı ştır.

alt ve üst sınırı olan hk1t ve plastik li n1it d ct!cı !eridir. Bu sınır değerler zemin i n indeks ve nıckanik Bunlar plastisitenin

IJ.DENEYSEL ÇALIŞMA

._

�i;cllı�leri hakkında dolayh bilgi vermektedir.

Bu çalışmada: a.

Baytur

İnş.

sahasından

Taah.

A.Ş.

Adapazarı

örsclenmiş olarak

koyu k ahverengi kil numunesi b.

Sak arya

Üniversitesi

a] tnan,

Beşköprü

inşaat

yüksek plastisite li

,

E sent e pe

kampüsü havuz inşaatı

sahas ı n d an örselenmi ş olarak al ın an, orta plastisite}i açık kahverengi kil numunesi, c.

Adapazarı

Serd i van böl ges1 nden alınan kum nuınuncsi,

ol mak üzere üç çeşit zen1in numunesi kul lanıhnıştır.

11.1. Numunelerin HazırJanması

Bilimleri B. Soysal; Sakary::ı EnstitüsO, \1ulıenJı�liği Anabilim Dalı, Esentepe KampilsU, Sakarya Üniversitesi,

Fen

.

Inşaat

Kum danelerinin boyut ve miktarın ı n hkit JiırUt ve plastik liınit d eğerlerinin ölçünıü11deki etki s ini görrnek için, Serdivan bölgesinden alınan kum numunesi y ı kanıal ı olarak No:40- 1 00 (kuın I) ve No: l 00�200 (kum2) el ek arası malzeme şeklınde


in

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt,

2.Sayı (Tenımuz 2003)

hazırlann1ış ve 105 numunesi aynlnııştır.

Kum Oranımn Ztminltrin K1' un tlmitlrrlnt Etkisi

B.Soysal

oc etüvdc kurutularak iki ayrı ince kurn

cinsinin de likit linıit ve plac:;tık lım it köprü ve değerlerinin ölçümündek1 etkisini görnıek ıçi n Aeş SAÜ Kampüsünden alınan kil nun1unclcr 70 "C de ctih de na kurutulup ı ç indeki topaklar, daneleri n parçalanrııanıası dikkat edilerek u falanmış "e No.40. No·l 00, No:200 el e� İnce daneli

zemin

serisınden elenmiştir. Böylece No:40-1 00 elek arası (kum�), No:l00-200 elek arası (kum4) ve No:200 clek al tı kil \'C No· ı tl0n umune leri elde edi l mi şt i r Daha sonra No:40-l 00 .

kum nutnunclcri No:200 elekten yıkanarak içlerinde kalan kil danelerinden nrındırı 1mış ve l 05 °t' cLÜ\'<.k kurutulınuştur. Bu şekilde kil numuneler üç gruha ayrılınıştıı. 200 elek aı-ası

�l·kıl

11.2. Deney Progı·amı

2 Yiıl.'>L'� pl.ı,tı'\ttdılılm lıkıılunıa-ıruc kurnkntktornnı ili$kisi

Yukarıda an )atıldığı gibi ince dane h 7crnı n örnekleri ıçcrısı ne ince kuın d ane leri ağıri ıkça değı�i� farklı boyu t1ardak1

oranlarda kanştınlarak� Deney

A: No:200

Deney B: No:200

elek

altı

kil

clek

altı

kil

karışımları,

Deney C: No:200

elek

karış1mları,

Deney D: N o: 200

. ..

elek

altı altı

nunıunesi,

n u nıu ne s ı i 1 c

ku nı I

kil kil

nunıuncsi ilc

E:

..

kunı2

1

4' (1 :: •

f

nunıuncsi ile kunı3

1'

,,,

.

- -

-

1

......

ll

.. 1 '

ll'" 1 1

lt

karışunlan,

1

' ı

ı·l

'ı

' ı

ı

' ....ı ı ı 1 ..

No:200

,

\

ı ..., •• ..ı (lll"'\

lı)

1

,

.

4

q

f

+

..

� Yıı�,,·k pla ...

·---�---t--..;

.

10(1

"'

• .... ' •••

�<.�·:\ıl

t

1

11.3. Deneyierin Yapıınıası farklı karışın1 oranlarındaki nunıunelere, Sakarya Universitesi Geoteknik Laboratuvarında, TS 1900/Nisan 1987

ı

ı

........

� azırlanan

ı

ı (1>1 t•l ' lll tl�f· .... ıı., . . ..ıııH t.a' ı>

Ili

clek altı kil nunıunesi i le kunl4 olrnak üzere beş farklı grupta deney numune leri hazırlanınıştır. Deney

'

"

ıı�ıtc �ılıı

•.ı• '\%

ın

ı·�

pl. s tık lımtt-ınce kum kntktluanı ilişkisi

standardına uygun likit linlit (yedek metod-C'assagrandc ciha7ı) ve plastik 1 i mü deneyle ri yapılınıştı r. Deneyler sonucunda üzerinde

ince

kunı

elde

edilen

kıvaın

d anelerin in boyut

etkisinin, farki ı iki zen1in cinsi için; Likit Lin1it/Kun1 Katkı Oranı

o/o

Plastik Liınit/Kun1 Katkı Oranı

Şekil

3 ., Şekil 4.,

gösterilmiştir.

Şekil S.,

ve

'" ı

nıikta1larınd�tkı

o/o

Şek i l 6

,.

ıa fJ ı:ı

%

.

ve

:ı t.

2., Şcki17.' ch.3

sonuçlar

edilen

1

''

'"

Pl as ti s i te indisi/Kum Katkı OranJ bağıntıları çiziln1iştir. Elde

liınıtlcri değeıleri

Şek i l

.

ı·.

...._

;-

ı

..., •

1\ • •

,,

i'•

114 •• ı \

ı ... .. 1 \

...

ll

ı

;

ııt .. loll 114 .....

l\.q...... tf)f "'ııı1

,,

,, ,

\

u

ı> . •• . ... , \ ı '"'L'""•'tt•J • t \ 1 t •'

�<.·kil

I JO

ı

tl

L ' J••

l'ln f.,,..,ı 1 lll

"f 1 \ 1 1

...

•1

'1

1011

•l Yi\k�l·h pla,ıısııl·lı kılm J lastısıte ındi

110

ı-ınce

14U

lloll

i kurn katkı or�oı ilişkis


İnce Kun1 Oı·anının Zcminleı�in

SA U fen Bi Jimleri Enstitüsü Dergisi

�ı)

1

.ı>

r-.._.._ ..

..

.

-

ı

··

.

-·-

ı

..

B.Soysal

.. .

.. .

.

....

.

.

'

J�

. ...

.1 (. c

-

.

...... - . --i. . .

.

.

. ..

·

.

--

;o

_.,

-

-

-

--

-

-.. .J--

_;_ _

..

-

.

211

plastisite Sinıfını değiştirebilecek bir görüntü ortaya çı kmak tadır

r

Adapazarı

. .ı

1----t-

D H

ı ı

1

HO

4\l

40

--

··---ı-ı ---

j ; ı

·

T

r-

......

-

--·

--ı

J ıı

k i lde çok az, CI kilde daha etkili olduğu görülmüştür.

i--

J

. -= o � ıNı

� .,

\0

' '� u

OeNI:.V C ıwıo.ıı;v > ı

fikirler

-

:!

:

� fl

=-

1--

·�

ı ---'---ı

·-

-----·

lll

.

--

_

-- - �t

--r-..._....;;_ . .

� ��:.:_�_ =t f=;, ·-+t ;_ ---�-......

ı�

..

·---..

t - -

-

1

--

--4 .

·

-

_ -

·

ı -.,-1

, t

---

ı

..

-'

f

=-== =- '

.

f

-

! !

-

--·

ı

ve

--- -_;

elek

-

-

MO

60

-------

120

--

-

r

.

ıı

.

... ..

·-

·�

.IS --

-

'

lli'.NE\ ll

DI:N ı;y (.'

-

·'

..

IJl,I'E'ı'

--

r

.

. . ... r .. . .. .

.

.

-

.

ı

n

"

-

-

--

"

!!

•ı

1•

1--·..

·

.

Dotru....l(llENE'' r>)

-r-=---,----,

l)o & rn-cul (OE J\ l! Y E)

-�

-=c... --r -

- ',1 �� ; . _ ;tı !- ı --- i- �

�E

l\

�r

---.

ıo

-

·

-

-

<

•1

-ı--

>

:ııı

-

--

--+- -

--

..__ -

--ı

-

-......

-

-

-

·-.

--

---. . t--

7.0rta plastisitelikilin p l astisite indisi·ince kum

ı

···

..

1

ı

ıı

prati kte

bu

yaklaşımı nokta

tek

deneyinin

alt 1na

geçen yine aynJ

ı

KAYNAKLAR

-

--

____

1

TS J 900

İ nşaat Mühendishğinde Zenıin Deney leri Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1987. [2] ÖNALP, A.� G e otekn ik Bilgisi I Çözümlü Problen1lerl e Birsen Y ay ıne v i s.95.84., İstanbul, Zeminler ve Mekani ği 2002. [3] Das. Braj a M., 'PrincipJes of Foundation Engineering' PWS [1]

:

_J

'

'

16!1

,

',

katkı oranı ilişki s i

Publjshing Company, Bostan, 1995. [4]

TS

1500

'

Mühendisliğinde

İnş aa t

Zeminierin

Sınıflandırılması' Türk Standartları Enstitüsü, Ankar�

SONUÇLAR

Bu çalışınada elde edilen deney

limit

miktarda

yeterli

gelmiş kil numunelerine yapıla n kıvam limitleri deney sonuç la rı aras1nda bir bağın tı çı kan labilir. Böylece ince danel i zerninJere ait kıvam h m i tleri değerlerinin p ratik olarak daha gerçekçi bir bi çi md e bulunabileceği düşünülmektedir.

--·---

-

-+--

--

ı ııı

likit

y ö reden

. . . !i

-----

--·

-1- l

AU

III.

..

��

-

olamaması

ile TS 1 9 0 0/ 1 987' ye göre, No:40 elek

------ı -----

1-.uuı K.�ıl.ı Oronı 'lo

Şekil

.

-·· --

l>o 11n•�.. ı (J)ENf:,'l)

Anc ak

numuneden

benzerlik oluşursa, bu eğrilerin eğinıine karşılık gelen bir katsayı

..

- r>•l/;f","' (I)ENI.Y ll)

r. "'

oranı ilişkisi

.. ı

-. .

mümkün

her

yapılabileceği gibi bir yaklaşımda bulunuJabilir. Bunun için ayn1 plastisite grubuna dahil aynı yö re den gelmi ş No:200 eJek altı kil nunıuneleri üzer i nde bu ç alı şmadaki gibi fa r k h bo yut ve miktardaki inc e kum oran 1 a n yla oluşturulan karışı ınlara, kıvanı li m itleri deneyleri y a pı lmalt ve deneyl er sonucu elde edilen kı vanı liınitlerindeki düşüş e ğrilerinde bir

160

.

I>ENI!Y 1:

-

uygulan an

yöntemiyle

,

.

140

Şeki16.0rta plastisiteh ki lin plastik limit-ince kum katkı

ı

zenıinlere

gelen

laboratuvara

zorlaştırmaktadır.

- · .

Kunı I(Dikı OrMı •,•

40

altı

bulunma sının

r ı ---, .ı -1-----+----ı � --+--+--+---+-411

limitlerinin

k ı va m linıitleri deney l e rinde No:40 ele ği n altına geçen No:40-200 elek arası ince kum ına l z e menin varlığ1, ince daneli zeminlere ait bu özelliğin pek g e rçekç i ölçülınediğjni düşündümıektedir. Bu nedenle kıvam 1i mitleri deneylerini n No: 200 el ek altı zeminlere daha gerçekçi o labile c eğj uygu1annıasıy1a sonu ç l an n düşünülmektedir. Ancak kıv a m lin1itleri tayini için y et erl i miktarda No:200 elek altı numune e ld e etmenin zor, zaman alıcı

t

Ouiıu.•ul (OF.NHY r) O"tru<ı&l (Or.NU' l)) Oojjı U>tıl {Ot:NI.Y F)

-

kıvam

,

·t.

- DaArv-.nf (ı>l:I'PY U)

veren

büyüktür.

f'ENI.V 1!

-

hakkında ço k kJsa doğru tah1nininin önenıi

fiziksel öze l J ik ve mekanik da vra n 1 şl an

16(1

140

No:40

-

CH

İnce daneli zemin1erin smıflandırtlması ile birlikte zenıinin olası

Şekil 5 Orta plastisitelikilin likit Jimit-ince kum katkı oranı ilişkisi

..

ka n ş ı mlar

Karış1mdaki kum boyut un un klvam limitlerine etkisi ise

--. ·

Kıını (ııtkı (Jnını��

ince kuml a

---------

tl()

ıoıı

ki lin

ö rneğinde

geçmektedir.

-

-

kil

.

!

..... -

. 1. 1

--

ı

'

alınan

.

sonucu zeıninin plastisitesi orta, düşük plastis i te sını fına geçmektedir SA Ü Kamp ü s alanmdan alınan oıta pl a st i site h kil nunıunesi de düşük plastisiteli sınıfına yapıl a n

_

c

��

--

.'

.

den

Beşköprü'

plastisitesinin y üksek plastisite! i olmasına karşılık

_,1-::::::.--:�

--'ı-·

fl.ıınıı:ı�lliH,NEY D) J'>o!nı<ıı1 ( l >tiNI.!Y !:)

-

'

-

J)o�rusııl (l)l!NI�Y (')

-

i

�-.,ı.

---

- OotruKııl ıını•JUY ll)

.

.

.

·

....

,. ımNı;v m�Nf'Y nr.Nı:v

1

·---

.

:-=:-:-�

� --

1(1

·

·

---l-:-:-:• IJE N l!Y e

1

-.

·.

..

_..

.. ..

.

._

-

�------

ı(

. --ı-

.

·�

': -!!

,

J.. . -j ı ----�· . - � - ,. . i . + - .. ' . 'J. � . . . r-- � · . .

.

·'�

·�

K1vaın Limitlerine Etkisi

(Temınuz 2003)

7.Cılt, 2.Sayı

2000.

SPANGLER, M. G., Soi ] Engineering', International Textbook� pp. 167-168, 1951. (6] GÜNDl)Z, Z.; 'Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi', Cilt 4, S a yı f-2, Mart-Eylül 2000. (5]

çlar ı incelendiğinde yüksek plastisite1i (Cl-I) ve orta plastisiteli (CI) ki11erde ince kunı oranı arttıkça, kıvam limitleri değ er1erin j n azald ı ğ ı ve bu düşüşe paraJ el olarak, i n c e daneiiierin gerçekte sah ip olduğu s onu

13 ı

'


Pt•nlcli

rgısı SAU Fen Bilınıleri I.:nsınu�u Dc 7 .Ci lt,

2 .Sayı (Ten� nı uz 2003)

_

(

.

di �dıi1 hMtlı Bi ı �� ll'Jlldt· 1' ı usa nd ll f'l·r·dl'lt•r, r h.oluul:.r

t·n;e'

dt

,

Kalınlıganın

lleği mesinin sınrkuH•rtl l>ağılımına Etkisi II.Kasap, i.Kolay

l!.. DE PERDE R Si Bi LI T A K İZ K SE İ EL V E Ç R ÇE İ PERDEL E LO V ER O K I�L R RD LA P� İN İN ES M İŞ G DE N NI GI LI lN KAL S Kİ ET U V II İ IL G DA I T E V UV K E SM E K Kİ ARASINDA -

Hüseyin KASAP,İsnıail Bu ça hşnıada ; deprenı etkisindeki konut ve iş yeri töründeki 8 katlı perdeli çcı·çeveli 4 tip yapımn, p erde kalınlığının değişmesiyle perde ve Özet

-

kolonlara

kesme

gelen

kuvvetlerinin

değişimi

incelenmişt ir. Kelimeler

perdeli

-

çerçeveli

perde kes i ti boyut Abstract -

Deprcın,

-

sistemler,

çer ç eve, perde, kesme

kuvveti,

In this study the aim is; during an

floor

8

witlı frame

-

share

wa1led, 4 type s of constructions total shear forces and clıanging of and

s hear

s hcar forces occurinon columns \vans

changing

thickncss

are

researched

Key

yükler

. .

-

vb.) ıçın, yapı

sağJan ır. Yap ı taşıyıcı perde-çerçeve olnrak

n 1cydana geJcn

sistcnııniıı stabıl

ycterJi

elenıanları nın

olınası ve

dayanınldu o lınası ile

s isteını

çerçeve, perde

ve

scç llehiJir. (,'crçc\c veya perde

ya p ı la n yapılar, hafif ve orta şiddetli depremlerde yapıyı hasar gö rrne k ten konular. Ancak yapı laıda elaslık sınıdaı a�ıJınca süratle bu

Earthquake, frame, shear, shear

walled frame sys teıns, shear forces at the

floors,

choosen iron equipment

gider ler. Perde-çerçeve

yıkılnıa ya doğru ,

girer.

Bu

nedenle

yapını n

an i göçnıesi

önlenmiş oltu·. çerçeve

Bu da İsteni 1cn bir duruındur. Perde­ sisteınlerindc, yapı y ı kı lsa bile can kaybı

ihtimalinin

en

aza indirgcndiği açıktır.

Deprernin ya ygın

I. GİRİŞ

sistemindeki

hern sınırlı yatay öte lennıc göstcrııler, hen1 ekonomiktirJcr. raşıyıcı sistcnıi bu şekil de de düzenl enn " Uş yapılarda dcpren1 anında perde duvarların hasar gönnesinin a rdınd an çerçeve sisten1 y ap ı l a r

devreye Words

ç öknıelcrindcn

de ğı ş iıninckn, ı ne� net

s isteın olarak

oranları

earthquake, having

...

Bu durunı. yJpıyn et k i t•dt n diişcy yil klcr (öz ağırlık, kulJanlin yiiklcn, kar yiikii . . vb), yatay yükler (ıiizgar yiikii, deprL'rn yiikii, vb.) Vt digeı yükler (ısı

yapı .Anahtar

KOI t\. \'

bü şekilde

etkili

olduğu ülke topraklannıızda Ye deprem etkisi altındaki diğer ülkelerde yapılacak olan yapı la rı n deprem sırasında oluşan yatay etkiler altında kabul edilebilir sınırlar içerisinde d a vran ış gösternıesi gcreklidü. Ö7cllikle yüksek yapıl a rda heın y apı nı n ekonomik olmasııu heın de y ap tnuı en çok zorlanan alt s ağlamak katlarındaki taşıy1cı sisten1 b oyut l a rını n mimari ,

1 .ı. Probleınin Tanuru

,

,

Bir yap ı nın

ek o nomik

enıniyetli, estetik

ve

aşamasında

kullanını amacına

olması

üzerinde

projelendirme

için,

titizlikle

uygun ;

durulma sı

ve

ö neml i noktalar bulunmaktadır. Bu noktalar üzerinde yeterli tartışnıalar yapılmal ı ve karşıtaşılması esnasında muhtem el yapım problemierin yaşarunanıası için, en i nce detayına kadar tüın proje ihti ma1 ler dikkate al ı arak kararların tasarlanmalıdır .Bu aşamada alınacak yapının eınniyetinden maliye tine kadar bütününü s ağlamna s ı gereken

bakımdan aşırı büyük çıkması

nedeniyle perdeli

çerçeve]i taşıyı c ı sistenılcrin kullarunu zorunlu hale gelmiştir.

1.2. İlgili Çalışmalar

n

etkileyeceği

açıktır.

Projelendirme

aşamasında

Kasap H., YeJgin A

.

N ..,Özyurt

et k im esi esnasında kat kesme kuvvetlerinin

taşıyıcı

yapının emni yet i

arasındaki değişimini

,

Adapazarı

1. Kolay�

SA Ü İnşaat

Mü h. Bölün1ü

yapı

elemanları

perdel er

ve

düşey kolonlar

inceleyerek bırnun kat adedine ve katın yeri ne göre nasıl değiştiği araştırmışlardır. k abullerle sistemi per deli Yaptıkları t aşı y ı c ı çerçeveli

H. Kasap

Çal ışmalannda

yapıya etkiyen yatay yüklerin (deprem, rüzgar yii.kü)

yerine getirilmesi g e reke n en önemli husus şüphesiz

oln1alıdır.

M.Z.,

veya

boşluklu perdeli

kabul etınişler. Kat kirişlerinin

çerçeveli olarak

veya bağkirişlerinin

rijitliklerindeki de ğişinil de göz önüne a1ımşlardır.


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Perdeli - Çerçcveli Sekiz Kath Bir Sistemde Perde Kahnhğının Değişmesinin

Perdeler ve Kolonlar Arasandaki Kesmekuvveti Dağılımına• Etkisi

7.Ciltt 2.Sayı (Temmuz 2003)

Akkaya

Y.,

etkiyen

H.Kasap, I.Kolay

Çalışmalarında

deprem

yükü

yatay

gibi

üst l endi ği

taşınmasında

perdelerin

önemli

yapıya

kuvvetlerinin

görev

üzerinde

durmuştur. Ayrıca perdelerin davranışında sadece

yükler in

yatay

etkili olmadığı k onusu inc elenmiş

,

depreın kuvvetlerine karşı perdelerde boyutlanduma

yapılarak

yapan

proje

,

ger eken

sağlanınası

mühendisler

R ij i tl ik,

kriterler,

H.,

Bıçakçr

Çalışmalarındaki

amaç

perd e l i - çerçeveli ve boşluklu pe rdeli - çerçeveh

sistemlerde

toplan1 perde

en

alanının kat

kesit

alanına oramnın değişiminin de p remden oluşan ve

katiara etkiyen kat kesme kuvvetlerinin perdeler ve çerçeveler

değiştiğinin ve en kesit alanındaki artışın etkisi

arasında hangi oranla

p e rde

açısından

toplam

dayaııını,

araştırılnnştır .

süneklik incelemrıiştir. Bazı perdeli sistemler de ele pe r d e

alınarak, soıunlar

dile

boyutlandırmasında

karşılaşılan

getirilmiş ve bunlarla

çe şitli

ilgili

sınıfa l ndırınalar yapılımştır.

Akyüocü V., Çalışınalannda p erde boyutlarının ve yerleri

sistemdeki

ve

katsayılan

perdeler

Çalışmalarında süneklik düzeyi yilksek ilg ili

ile

olan

s istemleri ele almış ve perd e en kesit boyutlannın

deği ş i mi ile perdeli çerçeveli ç er ç e veli olan yapılarda kat -

Gençay İ.,

farklı

bilgiler

veriln1iş,

deprem

ve boşluklu perdeli kesme

kuvvetietinin

perdelere ve kolonlara dağılınu araştırılmıştır.

yönetmeliğinin 7. bölünıünde betonaıme binalar i çin

depreme dayanıklı tasarım kuralları içerisinde yer

alan 7.6 da tanımlanınış olaıı süneklik d ü z eyi yüksek pe rdeler için şekil

momenti

hesabı

moment

tasarım

7.12 de verilen

ile ilgili araştırma

diyagramları arasında en

yapılrmş ve

uygun

yönetme lik tek i

neticesinde,

seçilmesi

eğilme olanın tasarım

eğilnıe momenti diyagramına alternatif sunulmaya çalışılımştır.

Bibioğlu etkiyen

1.3. Çalışnıanın Amaç ve Kapsamı Çalışmanın

yatay

yüklere

göre

hesabında

önceden

uygulanan yöntemler inceleıuniştir. Bu incelemede

etkisindeki konut ve

deprem

işyeri türundeki perdeli - çe rçe veli sistemlerde olan daha

yapılara

çok

yatay

yapının yatay

sağlayarak,

yük

taş1ma kapasitesi

yükl ere

karşı daha az

depl asman yapması ve yapı rij i ttiğini n arttırılınasına yönelik

C., Çalışınalarında çok katlı yapıların,

anıacı

sisteme dalıil edilen perdel erin sistemde

ka l ınlığının kolonlara

değişn1esiyle gelen

yapıda

perdelere

kuvv etl erı ni n

kesme

%

ve

olarak

değişiminin incelenmesidir.

bibioğlu' nun yaptığ ı kabuller şunlardır; Ele alınan

Çalış mada

yapı1arın

ve perde elemanlarından o luş tuğu kat döşeınelerinin lineer elastik malzemeden yapılmış düzlemler içerisinde sonsuz rijit olan ve bumlma yapmayan el ema n lardan

per de k al ınlıklan değiştiı·ilerek ( 25,30,35,40cm )

oluştuğu varsayılnuştu. Ayrıca çalışmada çerçeveli­

perdelere

taşıyıcı

sisteınlerinin çerçeve ,

8 katlı, I tipi perdeli statik bir sistemde

olnı.ak üzere

4 ayrı statik proje incelennıiş ve aynı

statik ve dinanuk etkilere maruz kaldığı varsayılan bu sistemler arasında perd e kalın l ığı değişiminin ve

kolonlara

gelen

kesme

kuvveti

perde li sistemler ve depreme d ayanı klı yapı tasarınn

üzerindeki değişimi incelerınıiştir . Göz önüne alman

hakkında bil gi verilmiştir.

p roje l er de katlarda kolonlar kare

E.,

Ydnıaz

Çalışmalarında

1.

derece

deprem

bölgesin d e k:ullanım amacı konut ve işyeri türundeki al tı

,

ve aynı kesitlerde perde seçilmiştir. Projelerdeki ve kolonların yerleşi m şekilleri, perde kalınlığı 25 cm olmak üzere Şekil 1 .ı de verilmiştir.

o n katlı perdeli çerçeveli sistemlerde

seki�,

yatay yükler den oluşan kat kesnıe kuvvetlerinin

perde

ve

�[l "

kolonlara dağıhnn ve deprem etkisindeki

yapılarda kat neticesinde,

edi ve kolon boyut oranı değişimi kolonlardaki donatı alanı de ğişimi

••

<> 'J)

Q-_.ı

9�

A s lan baş H.� Çalışınalarında taşıyıcı sitem nıodeli

s

iste mle r d en

deprem bilgisayar

veya

boşluklu perdeli

mey dan a gel en çok katlı

kuvveti

altındaki

dinanlİk

ortamında yapılması iç in

bulunulmuş,

-

sistemlerde

:�

ç e rç e veli

-. ı

yapılann

.

o o

hesabının

1

çalışrna1aJda kuvvet

ve

d inami k

kriterler

ise

s tadola

.'

j)(,

ll'

,

f

llll

ı •

.,.

nlı

1

_soo

Olll

programl a rı geliştirilmiştir.

133

Şekil

l.l.

Oll•

[ll�

•i lll�

lılU

'"

gtfj � l�

1>11

vv

soo

9

soo 2500

Taşıyıcı Sistemin Planda (25 c111 perde kalınhğı)

Yerleşimi

l>l4

ı�

'"

500

))��

_!jQQ_ -

ı-9

-Q

ı �1�

o

kullanılarak bulunmuştur ve çalışmanın sonucunda basıc dilinde yazılm1ş olan DINAN 1 ve DINAN 2

1

1)14

••

L

metodu

.

.

.'

;ıt

o.

;)�

..

;l. t

J)!.!

••

Ulo

IJ9

"

:su

..

ı ••

1-''•uı

Oil

.

..

.

defornıasyonların bulunmasında matris deptasman yöntemi,

l>J

••

500 ..

o

S:: ol jı

d olu

IJ!

soo •

' '

DI

Q-r-

araştırılrruştır.

olarak

soo "

·�

ad

?�CO soo

:f.

-Q


SAU Fen

Ensti:üsü Dergi�i

Bilimleri

7.CiJt, 2.Sayı (Tenımuz

1.4.

_

2003)

Çalışmada

Geçerli

önüne

alınan

s i stc n1ı n ın

3ın,

=

Eyl ü l 1997 Deprenı Yönetıı1cliği' ne uyularak ( İDE STATiK ) b i lgisay a r progrann kullanılmıştır. Sisternin katl ard a yat ay taşı yı cı l an olarak ortaya çıkan kirişlerin b oy ut lan dcpren1 yönetn1eliğinin ön gördü ğü ınininıum kiriş g en i ş1 iği bw 250 mm koşulu da göz önüne a l ı n arak 25i60 =

belirlenmiştir.

olar ak

1.

projelerdeki ya p ıl arın

bulun duğu

Göz

öniine

alınan

derec e d ep reın bölgelerinde

ve Z4 yere1 zetnin sın1 fına sahip

bölgede

inşa edildiği kabul e dil mişti r .

çerçeveler ile t aşı nd ığı, kull anım amaç l arının ko nu t

ve

yap ılar

t ip i nde ki

büro

o l duğu ,

yapı la r da

kullamlan malzetnelerin homojen, izo t rop ve l i neer ol duğu

e lastik

yap ılarda beton sınıfı olarak

bet onam 1e çeliği

olarak BÇ W

BS 20,

kul lanıldığı ka bul

edilnıiş ve kullanılan betonun mekanik özellikleri

1.1 de donatının rnekanik Tablo 1. 2 de veriinnştir.

Tablo

Tablo1.l.Betonun Yoğunluğu

YBA

Beton

2.5

BS 20

Karakteri s

Elastiste

Çcknıe

Basınç

Dayanımı

(gr/cm3)

Smıf1

ıçinde

kuşağı

yer

alan

taşıyıc ı sistenı uygunsuzluğu sebebiyle

yatay ylikleı bırçok yerde yapı göçmclerinc sebep

yüzden

ol mak tad n. B u

sic:;temlerinde yatay

yapı

yi.iklerin tıti7lik le hesap laıın1as ı ayrı bır önem taşır.

kendi ağırhğı başta ohnak ku\ vetleri k ı.ı rş ıl a ya rak bunları

Bir t a şıy ı cı s1c:;t�nıdcn

üze re

et kiyen

.

mesneılendiğı zcınirıe güven lı

bir şrkilde iletmes i

oln1asınm güve nh be klenır. '{ apının yanında ekonon1ik, kul lam nı an1ac1na uy gun çevre ile uy unıl u ve estetık olına k oşu J la rı da göz önüne a lına rak bu şaı1ların sağlannıası nda taştyıcı s ist eıni n bir engel oluşturn1aınasına ,..alış ıl ıualıdır. ,

Bina

taşıyıcı

türü yapıla ı ın

sistemleri üç gurupta

to p l ana b i hı . B ir inci gun1pta düşey yiiklcnn do�rudan ya ta y taş1yıcı c lcn1anlar olan plak ve e tk i diğ i kirişlerden oluşan döşeıncler, i k inci gurupla düşey taşıyıcı e leınanla r olan perde \e kolonlar, üçüncü

gurupta ise yükJcri zc nı i ne aktaran yapı eleınanlan ol an tcnıeller buhınur.Biı;nci gurupta y er alan döşerneler, dii şe y y ükler dışında yata y yükleri de perde ve kolonlara aktanrlar.

Ilesap

Basınç

ise

özellikleri

Mekanik Öze1lik1eri J(arakterist

sistenlin yıkılınasına

taşıyıcı

,

yatay ve düşey yükleri n perde ler ve

Sisteme etkiyen

bozacak

açn1a7hu·.Dcpreın

iilkenı.izdc

s t at i k

projelerin

analizinde

(cm)

y ol

olarak

111

d en ge "i ni

yapılnıadığı takdırele

aks

kuvv etl er öncntli hatal ar

sistenı seçilirken

Düşey yükler� ta�ıyıL·ı

Olan Va rsayıınlar

açı klı kları her iki y ön de sabit tutularak 5 Göz

Etki i II.Ka�ap, İ.Kolay

.

İncelenen projelerde kat yüks e k l iği hı..ıı

alınmış tı r .

<,·�,·�·e·veli St·kiı 1\;ıtlı Bir Shtt·rndt· Perde Kuhnlığuun O�işm �ı:; esi nın . t•snu� kU\'\'t'(i nağıhm l' O 1 (tfl 1 ur \rası ntJ a k ,. J'erdt: 1 l'l' \'(' L' ına

Modülü

Dayanımı

Dayannnı

fed

Ec

t�ık

fe k (N/rnm2)

(N/mm2)

(N/nırn2)

20

13

1.6

(N/mm:>) 28500

İkinci gurup c l en1a nla r o lan ko l o n lar ve per de l erin

d av ra nı ş ları fark h dır. P erdel er büyük atalet n1omentlcri ile k ol on l ara göre daha rij it lerd i r. Perdelerin yer d e ğişt i rm e I erin sınırlandınlnıasında daha et ki li bir elcnıan olnı.alarına k a şı lık kolonlar ise daha sünek bir d avr an ış scrgilcr1cr.Sonuç olarak altında

yük

r

yükse kl iği fazla a lınayan bina larda, daha sünek bir Tablo

1.2.

Yoğunluğu

Çelik

Ys

Sınıfı

Dayanımı

(gr/cm3)

BÇlli

Karakteris Akma

Hesap 0 ayan ı m ı

f,

Çekme

Dayanıını fytk

Elastiste Modülü

Es

f.yk

(N 1mm2)

(N/mın2)

(N/mm2)

420

365

500

200000

(N/mmı)

7.85

J

� )

çerçevelerİlı tcrcıh edilinesi g e rektiği bwıa k arşılık ,

yatay yü kl e rde n n1eydana

g e l en

TAŞlYlCI SİSTEMLER

d oğal

ve

yapay

yülderin

etkisi altında

s tab il kalabiltneli, da yanı nı ve işl evse l l ik şartl a rın ı zorlamadan bu yükleri ze m ine aktarabilmeliclir. Öncelikle

üzerine

yapı,

bir

bütün

etkiyebilec.ek

olarak

düşünülmeli,

zorlamalara

uygun

bir

geonıetiiye sahip olmalıdır. Bir taş ıyı cı sistem genel olarak,

düşey

ve

ya ta y

yükler

t ar afı ndan

zorlanmaktadır. Y apı üzerinde sürekli b ul unan öz ve

b ölün1ünü meyda na g e ti r irler. Ancak, taşıyıcı sistem seç il i rke n düşey yüklerle birlikte yatay yüklerinde düşünülınesi

ölü

yükler,

düşey

yüklerin

ö ne mli

gereklidir.

134

d eğiş tn İ nelerin

binal arda sist eml erin

ıse sağladıkları ri j it likde n d o l ayı perdeli kullanılması gerekir. ve

perdeler

Ço ğun lukla

birlikte

sağlanır.Bu

sistemlerde kolon taşıyıcıları

kullanılır.Düşey

sistenılcrde, tünel kalıp

kullanılarak üre t iın de hız kullanılmalan

Her yapı,

yc.J

�ınırland1rılınasının s oru n olduğu yüksek

yalnız per d el er de n ol uşa n

II. BETONARME

ol uşa n

kolonlardan

olduklanndan

sistem

Donatının Mekanik Özellikleri

sistemlerin

ha1i11de

ve

kalıptan ekonomi

toplu

k on utl ard a

getirdikleri

ek

ma1i

yükün1lülükler de göz ön ü ne alınmalıdır.

II

.1.

ÇerçeveJi Taşıy1cı Sistemler

K�lon ve kiriş - d ö ş�me sistenlinin yapıya s ün e klik . şe k ılde ır dökümlü ( monolitik ) yapım aglayacak � ıl e çerçeve a dı venlen taşıyıcı sisten1 elde ed illr.

?

yüklerin kiriş, döşeme - kolon sa� e�ind� taşırunasını sünekl iği sağl a r. Y apılan kabull erde kınşlerı bağlayan k o l on ları n kütle siz

Çerçeve

ol d

�l arı

yatay

.

ve

ya pının

sevıyelerınde t o p lu

kat

kütle1erinin

olarak bulunduğu

döşeme

varsayıhr.


Perdeli - Çerçeveli Sekiz Katlı Bir Sistemde Perde Kalınlığının Değişmesinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı

Perdeler ve Kolonlar Arasındaki Kesmekuvveti Dağıhmma Etkisi

(Temmuz 2003)

H.Kasap, i.Kolay

11.2. Perdeli Taşıyıcı Sistemler

h>

tek ba şlarına düşünüldüğü

Perdeler

zaman yatay

[

[ 15 + ( 2 O 1 m ) ] ]

f. sn 1

*

[ 1 - ( Cl 1 4) ] ( 1) s

bağıntısı ile bulunmuştur.

yükler altında bir konsol kiriş gibi davrandıklan halde, taşıyıcı sis te m içerisinde bağ kirişleri veya bu işlevi yapan d öşeme elemanı etkileşimi ile moment diyagramları kon solunkinden farklılık gösterir ve böylece p erd enin yana] burkul ma tehlikesi de azal t ıl ır. Perdeler yatay yilidere karşı rijitliklerinin fazla olması nede niyle önemli eğilme momentlerini taşıdıkları halde, dü ş ey yük le rden gelen noımal

d aha som·a g erek l i kolon kesit

S istemler de

alanı

tespit e dilirken döşeme ağırlığı, kiriş yükleri, kolon

ve perde a ğ ırlıkl arı ve üst katlard an gelen yükler göz

önüne alınmış ve kaiakteristik k o lon yükü ;

Karakteristik Kolon yükü +

Kiriş yükü yük ler

kuvvetleri biiyük değildir.

D öş eme den gelen yük+ K o lon ağırlığı -t Üst katlardan gelen =

.

(2)

bağıntısı ile bulunur .

11.3. Perdeli - Çerçeveli Taşıyıcı Sistemler

Kolonun boyutunu b eli rleyen

Dünya nüfusunun günden güne artmasına karşılık yaşanabilir alanların sınırlı o lmasından dolayı, yüksek yapıl a r ın yapılnıası zor unlu hale gelmiştir. Kolonlardan meydana gelen sistemlerde

üzerlerine

d üşen

eksenel

normal

Nd : (GK)

t emelle ri

sönümlenı.eleri

değiştirmelerin

bilirler. İşte

kolonlar

gereği

arayıcılığıyla zemine aktararak ve edilebilir yer ka bul sağ lanmas ı nda yeterli alnıaya

noktada

devreye

kullanılmaları gündeme

p er de l erle

birhkte

gelir p erdel e r ise rijitlikleri

ı

Göz

alınan

Kat m ı

yatay

yüklere

sistemlerdeki

a ş a ğ ıda ki

şekilde

(Nd/ ( 0.50 fck))

(4)

3.1 'de verilmiştir.

karşı

R

7

6

5

4

3

yiliderin

kabullerinde ve döşeme k al ınlığı kiriş boyutl ar ı ve ,

Kolon

Kolon

Ad1

2

1�5

Tasarım

3 Qk

6 ı ,22

0,00

A2

105 ,54

0,00

A3

185,49

Al

13 6 , 98

A2

229,2 8

Gerekli Kesit Alanı

(k N)

(k N)

Al

Seçilen Kolon

Boyutu

(cnı2)

(cmfcm)

4

5

6

85,70

85 ,70

30

147,76

30

1 47,76

0, 00

2 59,69

12,50

25 9,69

30

211 ,77

40

3 60,99

40

50,00

620,34

40

218,59

25,00

6 2 0,34

360,99

Al

3 85,96

25,00

2 ı 1 ,77

346,02

346,02

40

A2

358,87

50,00

582,42

582,42

40

A3

592,28

ı 00,00

989,19

989,19

Al

300,20

40

37,50

480,27

A3

A2 AJ

488,46

75 , 0 0

803,84

480,27

50

803,84

50

798,60

150,00

1358�04

1358,04

50

Al

389,16

50,00

624,82

624 ,8 2

60

A2

625,40

100,00

1035,56

A3

1 o12 ..27

200,00

1737,18

Al

A2 AJ

A2

A3 Al

ı

Boyu tl arı Yükü

Yükü

2

Al

taşıyıcıların beli rlenmesi dü şey esnasında TS 500 ve Deprem Y önetmeliği hükümlerındeki d e ğ erler göz tnııu mum sınır önüne ahnarak sistemlerde öncelikle döşen1e kalınlığı hr ;

Kolon

Karakteristik

Gk

YAPININ DİNAMiK ANALİZİ

ö nüne

>

Tablo 3. 1 S ek iL Katlı Yapıda

Yeri

yönetmeliklerde beliıtilen sım rlar içerisindeki yatay yer değiştirme rniktar1arımn ve yapı güvenliğinin sadece basit çerçeveli sistemler ile s a ğlanması ö7elliklede yapının en çok zorlanan alt katlarındaki taşıyıcı sistem boyutlarının mimarinin b akımdan aşırı büyük boyutlarda çıkınası nedeniyle nıüm kün gözükmemektedir.

III.

denklenıi yle

(4)

boyutları Tablo

azaltılınası sağlanır .

et k iye n

(3)

V c belirlenen bu gerekli kolon kesit alanına göre boyutları seçilir. Ç a l ı ş m a da incelenen kol o n y ap ıl arda ön boyutland uma sonucunda seç ilen kolon

karşın ekscnel yük taşırnada pek ba ş an l ı değildir buradaki eksik liklerini kol o nlar giderir, ayrıca perdelerin büyük eğilme ınomentleri t aş ıma lan neticesinde temellerinde büyük dönme momentle ri ortaya çıkar yapının di ğer kolonlarının temel leri ile birleştirilme1eri deprem esnasında temellcrindcki dörune etk i si nin kolonlardan gelen düşey yükleıle

yapıya

1.6

hesap lanrmştır .

nedeniyle büyük eğilme momentlerini taşımalarına

Ayrıca

X

Gerekli ko l on kesit alanı dep r e n1 yönetmeliği 7.3.1.2

kuvvetleri

ACger

bu

1.4 ·f (QK)

Bağıntısı ile bulunur .

taşıdıkları halde yüksek yapılarda deprem gibi yatay etkileri

X

tasarım yükü Nd ;

486,97

62,50

] 035,56

60

1737,18

60

781,75

781,75

60

771 '19

125, 00

1279,67

1279,67

60

1234,79

250,00

2128,71

2128,71

60

75,00

938,69

938,69

70

150)00

1523,77

300, 00

1523 ,77

70

2520,23

2520,23

70

5 8 4 78 ,

9 ı 6,98

1457,31

692,94

A2

1073,12

A3

1 690,18

87,50

17'\,00

35 0,0 0

ll1 O, 1

1

1782,37 2926,25

111O, 1 1

ı 782,37

2926 ,2 5

70 70 70


Perdeli

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

_

. � rde K hnhğanm D c' �.1 nın s(·kil Knth Bir Sistcnıdl' ı� .. 6 işmts anc.t n 1. , K t·�nl(ktı\\'Ctll>ağılınıan P�rdclcı· \'t' Kulonlar Arus a EtkiSI. ll. Kasap,

(:crçevcli

.

İ.Kolay

1 V.4.

ETKİSİ ALrfiNDA ÇÖZÜMLEME

IV. DEPREM

"foplaın E�c.tt� ğt·ı· Dep re ın \'likü

l)eprcnı

yapıya

yükler l

ctki y e u yatay yukler

IV .2.

l<�p�am

Deprcn1 yünc:tnıclığı

yükü.

e� dc�er dep rem

6.7.1.1 ınaddesinden

a l ı na ı ı aşağıdak ı (9) dcnklcn1iyle bulunur.

(9)

(6)

C3'4>

Spektrum Katsayısı S(T) Deprcn1 durunıunda ivn1

ncd ni y lc ıncyduna gelen Fi ata k·t kuv\Tt kr inin yapıya iitlelcrin yoğunlaştığı kat döşeııh·si scviyesiııdc ctkidiği kabul edilir. Bu de: ger I )ep n· ın yiiıı<.:; lı ne 1 ı�i 6. 7 .2.3. den alınan ba ın1ı �ayla ( 1 O) aşağ ıdak ı bulunabilir. l-I N ( 25 111 i ·i n FN O alınır.

birinci doğal titreşim periyodu T ı ve spektrum karakteristik periyotları( 1"'A ve Ta ) ye bağlı olarak spe ktrum katsayı sı S(T) ;

(o T TA) (TA<T Tn) (T > TB )

S(T) 1 + 1.5 rf/Tl\ S(T)-=-2.5 ser) 2. 5 ( TB 1 T ) O.H

=>

=::

=>

titreşim periyodu T 1

ve

(0cpiL"I11 \'Oll �tnh:liği

(7 )

(

'

nin yapın ı n

TA

Tn

_

)

·

=

=

Spektrum katsayısı S(T)

Ft

birinci doğal

ye göre değişinıi

=-

( Vı

-

1:1\ )

\V

().7.2.) 1 1 '

ı

1

(10)

\Vl ı 1 i

V.K�sınc Ku\·vefll·rinin l(())uu ve Perdeler

Şekil IV. 1 de gösterilmiştir.

Aı·asııuhl P a y ln �ı ını

kat kesn1e Deprcın ctkısi soıuıcunda .yaıJıda o lusan �

S(1)

kuvvctlt;ıırıın\ pL'ıdt: kalınlığının değişıncsiylc perde

ve kolonlar arasında dağılı nu incck·nıniş

-

·ra blo 5.1.5.2.5.3.5.4 "t" grafiksel Ş t· k i l 5.1.5.2,5.J,�.'l'te vcrilın.iştir.

�--.. 1

:

' '

,

\

(

1 i 1

ŞQ)

r

=

2,5

( Trf T)

0,8

Tablo 5 ı Kesml' Kll\ �\'tl ı Bınaııın

"------

I<3W

----�-

..______

1,0

1

--

Katııı

), at

t'\ t.k<l i

Perdenin

, ı\t'�I11C

rv1 iktnrı

K IJV\t"ll •

I

_lkN)

- --f� i

�-

) ' '

'=

lllll,'l

___________

,.,....,

..

,

-.

2C.�, •.() !21,5.3

·l �25,77

ı

5 71'J.)3

.__

ivme Katsayısı A(T)

-

Tablu � 2 1\. L'"' rnt' H inanın

tespit edilirken. IV 2 den bulunan spektrun1 kat sayısı S{l') ,etkin yer ivnıc . katsayıs ı Ao ve bına önem kat s ay ısı (I) yerlerine yazılarak ;

Bağıntısıyla elde edilir

IJ6

'lopl,ıın

-

%

ı

5

Kesme Kuvveti

Miktarı

(k N) lı •

-

% 7

.84 61 ı .45 1747.28 ı 4 7711 3

41,74

644,67

58.26

26,95

ı 657,8 ı

73,05

245H.35

45,92

2(ı28,04

415,95 56.9K

.ı(, ı

Pl·nlcnin

Kes nı�

53,46

1520,98

35,84

2644,40

28,39

3455,84

Ald ığı

Kcsnıc Kuvveti

2895,67 3091,29

46,54

64,16

71 )61

54,08

54.05 43,02

Kolonun

Aldı� Kt:smc Kuvveti

5

6

7

489.92

43,66

632.29

56,34

67h.37

29,43

1622,02

70 ,57

1 RJS,45

55,56

1470,24

ı 612.00

38,64

2559,37

J )4 17 1 1 "' 2661,37 ....., f�- ""1 ....t7 _2H50�00 1- -:__-���-) _\(170 ,l)[) ı �()42�27

3 ı ,44

3.348,07

49,.13

J�9,25

.2936.26 2328,63

')

..

X

--

·-

·1

r k N)

-l

-

7

J

(k N)

- --

4

1 22,21

22<JX,J9 JJOX.()9 -

-

� 1 i� ta rı

Ktıv\·etı 1-

-

(l

·--�--

4

! ı

K olonun A1dt�ı

%

-

ö

de

Mıktan

--- -

.

< ick n

y l'l ı

.1\dL'dt

(8)

1\.ata

K.ıtııı

Kat

·-

A0 . I . S(T)

ll\' l" ı

-

Spektra l ivnle katsayısı

-

ifadesi

2539,02 JJ62,88 12_:�� lı ını ( 30 cm pcnlc knlın lıAı)

5 902.0H

-

(k N)

ı J(J9/J3

--<\ .15·\,02 .� ')

=

1 t

-

A (T)

k

-

-

ıv. 1 Spcktrun1 Katsay1smııı Değ1şirni

IV.3. Spektral

.t� tı') ..ı()

- -

Aldı"ı

Kl:."ttnc. Kuvveti

ı \lplaın

\'l'l'i

ve sonuçlar

��·.�lınıı (25 cm pcıdc kuJınlı�ı)

<it·lc..·ıı

--

.

Şekil

Y atay yükler

huradaki

ilctılır

olarak

Yap ın ın

2,5

düzeyinde

burada yap ı a etkiyen yatay yük teınc Je ta b a n kesnıt� k u vvc lı ve dcvirici moment

(6) b ağ ıntıyla hesaplanabilir. HN

.

alınır

olarak

.

benL'ctılebilir

1 Binanın birinci doğal titreşim periyodu 1'1 Dcpren Yönetmeliği ( 6. 1 1) b ağıntıs ı gereği ve Ct - - 0.07 alınarak (Deprem Y ö netmeliğ i 6.7.4.2.b ) aşağıdaki

·

döşcınelcri

al t ın d a binaların davranışı diişey bir konsohmkine

IV.l. Birinci Doğal Titreşinı Periyodu ·rı

T---Ct ı = T lA-

(V,)

. 4171..17 4RX".I8 -

-

Xcı.2_!!._ --

1535.,11

%

61,00

(k N)

2755, 78

44.44 61,36

68,56 .50,87 50,75 39,00


SAU Fen Btlim1eri Enstitüsü Dergi si 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Perdeli

Binanın

Katı n

Kat

Yeri

Adedi

G e l en

8

Perdenin Aldığı

Kolonun Aldığı

Kesme

Kesnıe

Kesme

M iktarı

Kuweti

(kN )

2

3

4

8

1 1 3 7,80

5 1 8 53

7

2 3 27,36

6

3 349, 1 5

5

Kuvveti

422 1 ,37

,

74 1 ,56

1 924,67 1 740,07

4

4940,76

1 693, 1 8

3

5480,42

2845 , 1 3

2

5 853,33

3049,49

1

6039,88

3883,02

Katın

Kat

Yeri

Adedi

%

M i ktan

5

6

(kN)

4 5 ,5 7

,

3

2 l

1 585,80

5 7, 47

1 424 ,48

42,53

248 ı ,30

58,78

,

3247,58

65,73

5 ı ,9 1

2635,29

48,09

52,l O

2803 ,84

47, 90

,

4 1 ,2 2

3 4 27

64 2 9

2 ı 5 6, 8 6

,

,

35,71

Kesme

M i ktarı

Kuvveti

(k�)

o/o

Miktarı

4

6

547,2 9

5 47,45

606,20

806,28

34�2

1 550, ı 9

200 6 9 1

59,2 1

1

L

E ·�

l -

·-

..

;.

"' ::ıı

(kN )

JO 00

c o

� !

"

7

8

57,47

31,86

45,57

.r<.OLON

35,71

65,73

58.78

42,53

66!4

54 •3

47.90

4809

KATlN \'J:Rj -

--------

Şe k i1 5 . 3 Kesme Kuvveti Dağılımı ( 35 cnı perde kalınlığı)

2356,47

3 3 89,65

,

427 1 ,40

1 862:04

43,59

4998,40

1 844,29

5 44 3,7 5

36,90

3 0 1 3,92

54 ,3 7

1

:!e • 8

·i'

50,

.. ;. ;. c

40,

;;.

1 382,74

6 5 78

40,79

Q D

2409,36

56,4 1

:ııı=

63,10

8 ...

3 1 54, 1 ı

2429 83 ,

5920.48

323 1 ,80

54 ,5 9

268 8 68

6 1 08,93

4095 , 1 5

67,04

2 0 1 3,78

,

.

..

45,63

c

c o

45 4 1

,

32,96

20 10

.. :ı.

1

2

3

4

s

6

7

8

C PERDE

67,04

54. 59

54,37

36,!)0

43,59

59.21

34.22

117'45

KOLON

32.96

45,41

45.63

63 10

56,41

40,79

65 78

52 ,55

L Şekil

KATJN YKR.J

5 .4 Kesn1e Kuvveti Dnğılımı (40 cm perde kalınlığı)

VI. SONUÇ

10,00

ı..

6

41.22

20.00

"

5

34,27

52,55

50,00

ll

!

4

64,29 52,10 61,91

7

60,00

40 00

3

%

70.0ı.1

::ıı:

2

OPEROE

80,00 • :!.

H.Kasap, l.Kolay

Toplam

ı ] 53, 49

4

Etkisi

68 1 4

3 1 86

Kesme Kuvveti

8

5

8

54,43

Kesme Kuvveti

3

6

Kcsrneku vv eti Dağılımına

%

Gelen

2 7

Kolonlar Arasındaki

7

6 1 9 27

(k N) ]

ve

Kuvveti

T ablo 5 .4 Kesme Kuvveti �ğ ı !ımı (40 c mperde kahnh�ı ) Kolonun Ald1ğı Perdenin Aldığı Kara Ginanın

J>er·ddcr

Katlı Bir Sistemde Perde Kahnllğının Oc�işmcsin i n

Toplam

( k N)

1

Çet·çevcli Sekiz

( 35 cm perde ka1ınhğı )

Tablo 5 . 3 Kesme Kuvveti Dağılımı Kata

-

1)..

0.00

PC.RDE

tKO ON ,

56,98

45.95

45.92

28 39 35.84

53,46

t13,02

54,05

54,06

71.61

64 16

46, 54

41.74 73,05

incel enen birinci derece deprem bölgesinde

Z4 tipi elverişsiz zenlİI1 koşullan altında kullamn1 amacı konut ve işyeri türündeki 8 katlı sistem,

56.26

KATlN VERİ

Şekıl 5 . 1

Kesme Ku vveti

Dağılımı ( 25

cm

yönetmeliklecin

perde kaltnlJgı)

ön

boyutlandu·ı lmış ve cm olarak 4 farklı

gördüğü

şartlara

,

uyularak

kal ınl ık l arı 25,30,35,40

perde

şekilde

bilgisayar ortarınnda

çözümlennıiştir.Bunun sonucunda elde edilen veriler ve öneriler aşağıda verilmiştir.

,-

80,00

::ı!

o

e

;�

70

kalınlığının 25 cm ,deıı durumunda perde]erin aldığı

Perde

....

o

60,

·-

"

ortalan-ıa

, ,

� ...

E .... ,.,.

.:ıc Cl Q c

� ' ..

"E "

40.

olarak

durumunda

30.

%7,

ortalanla

30cm'ye kesme

35cm'ye

olarak

%13

arttırılması durumunda ise ortalanla

20.

arttırılması kuvvetinin

aıttınlması

40cm'ye olarak % 1 7 6 '

arttığı gözleruniştir.

10.

Sonuç

olarak

perdeler

sisternde

yerleştirilirken

ıninıari ve ekonomik etkenJer göz önüne yönetmeliklcrin öngördüğü dikkate

Şek il 5 . 2

Kesıne Kuvveti Dağılımı

( 30cm perde kal ın l ığı )

137

güvenlik alınarak seçinı yapılmalıdır.

alınn1alı

ve

hususlan da


Pt• rtl el i

SAU Fen B i l ı nıleri

Enstitüsü Dergisi 7 . Cilt, 2 . Sayı (Teıııınuz 2003)

_

( ·t' r�<· � c: l i Sddı h. n t l ı H ı r S i � t l•nıdl• ı•,�rdc K alanlt�an m D�ğişmesini n ' ' uı lU• d n ki m kun(!ti Da 'thman ı-c .- d d l·r H' Kolonl ar :\ ı a

Etkisi

'

11.1\asap, i. Kolay

1 1 R]

KAYNAKLAR

Y l l M,\/ E . , Ko lon Boyut Oranı c Ç"erçeve Arasında Kesme l )cğ iş inıınin Per k J ,. K u vv et i [)ağ ı l ınuna ve l ) .'?na tı Oranına Etkisi ", ··y ü k s ek Li s a ns Tezi , . "' A Kütüphanesi Sakarya ..

..

B öl ge ler ind e Ya pı la ca k Y ap ı l.a r � a�k ınd � Şu be sı 1ır lzn sı da O i ler s di en üh M aat ş n İ ik., e1 tın Yöne Yavını No : 2 5 . � E 1c ınan 1 arı n 111 Y ap ı 49 8 TS [2 ] A fe t

[l]

Bo yu tla nd ır1 lnıasında Alı na ca k Türk Standartları De ğer leri " ,

Yük lerin

Hesap

Ens t i tüsü

Yayını

Ankara, Ka sım

1 987 . Betonanne Yap ı l arı n He sa � TS 50 0

[3]

Kural ları

Yap ım Yayını

"

,

Türk

v�

. Ens tıtü. su

"

Sta nda rtla rı

Ankara, Şubat 1 985. [4] CELEP Z., KU MBA SAR N . , : : apı T)inaıniği ve Dep rem Mühendisliğine Gınş Senıa 1viatbaacı1ık İstanbul 1 996. [5] CEI.JEP Z., KUMBA SAR N., "Bctonann� . Yapılar " Sema M atbaac ılı k Istanbul 1 99 � : [6] CELEP Z., K U M B ASJ\ R N·., '' O rnek l e r le '

",

1 995.

Betonanne ", Sema MatbaacıJık Istanbul

",

M at . İstanbul 1 993 .

[9]

ÇAKIROGLU

A., ÖZMEN G . ,

"

Çerçeveler

ve Boşluklu Perdelerden Oluşan Yapı ların Yatay Yüklere Göre Hesabı

İTÜ İnşaat Fakül tesi rrekn.ik

",

Raponı 1 6 İstanbul

l 973 . AKA İ . , KESKiNEL F.,

[ 1 0]

ARD�

1'. S . ,

" Betonarnıeye Giriş ", Birsen Kitapevi Istanbul 1981 [11)

ERSOY U . , Betonarme 'femel İlkeleri ve Taşıma Gücü H esab ı ", ODTÜ İ nşaat Mühendisliği "

Bölümü Yayını, Evrin1 Yayınevi .

ERSOY U., " Betonaııne II

[ 12] Temeller

Döşeme ve

ODTÜ İnşaat Mühendisl i ğ i Bölümü

",

Yayını, Evrin1 Yayınevi .

B AYÜ LK E N., " Deprenıde Hasar <;Jören Onarım ve Güçlendirn1esi Inşaat yapıların Mühendis leri Odası İzmir Şubesi, İznıir 1 999. [ 1 4] KASAP 1-I ., YELGİN A. N., Ö Z YURT M.Z , " Kiriş Rij itliklerindeki Değişimin P erde ve Çerçeveler Arasındaki Kesme K uvv eti Dağılınıma Etkisi ", GAP II. Mühendislik Kongresi Bildiriler Kitabı, Harran Üniversitesi Yayınlan. No : 4.2 1 -23, Mayıs 1 998 . [ 1 5] A KKA YA Y., Deprem Kuvvetlerine Karş ı Betonarme Perdelerin Davranışı ve [13]

",

H

Boyutlandı.rılnıası

Yüksek lisans 1.,ezi, İTÜ

) ',

Kütüphanesi İstanbul 1997.

[ 1 6]

GEN CA Y i ., " Depren1 Etkisindeki Çok Katlı

Yapı Sistemlerinde Perde Tasarım Momentlerinin Hesabı

İle

İlgili İnceleme ", Yüksek Lisans Tezi,

İTÜ Kütüphanesi İstanbul 1 995.

[ I 7]

Oluşan

BİBİOGLU C., Çok

Katlı

"

Çerçeveler ve Perdelerden

Yapıların

Deprem

Yatay

Y ü kl erine Göre I l esabı İçi n Uygulanan Yöntemlerin

Araştırılması

·�,

Kütüphanesi İstanbul

Yük s ek

Lisans

Tezi,

,\SL J\NH AŞ I I . . . . Çok Katlı Perdeli ­ ç·crçevelı Y ap ı lan ı ı '{ a t ay '{iikJer .AI�ında Dınamik Ana liLi Yüksek L i sans �rezi, ITÜ Kütüphanesı İ � tanhul 1 99 5 . P e r de l i - Çerçevcli ve f20J B I<,'J\K �'I 1 1 . , [ IQ ]

,,

H

Boşluklu K esit Kcsnıe

İTÜ

1 997 .

138

Perde l i ('�n;cve l i Sisteınlerde Perde En

Ala nı n ı n K a t

Sakarya

f2Jj

J\ )anına

Kuvvcıleı ı nin

Dcği�inıi'',

Oranın Değişiıniyle

Kolon

Yük��k 1Jisans T'czi,

ve

SJ\lJ

Perdelerde Kütüphanesi

.t\ K 'r"(JN< l) V . , ·� Peıde En Kesıtlerinin

İle

Katiara Ge len Kcstnc Kuvvetlerinin Perd e l i -Ç"cr�·eveli 'ı� J p ı Jardn Perde ve Kolonlara Değişinıi

Duğ ı 1 ı nıı ", Yü ksek L isans T'ezL S a karya.

ÖZDEN K . , PORTAKA LCI A., "Perdeli [7 ] Çerçeve l i Yaptların Yatay Yüklere Göre Hesabı ", Deprem Araştııma B ül ten i Sayı 3 9 A ııka ra 1 982 . [8] ÖZDEN K., KUMBASAR N . ,. S�� AKÇALJ S., B etonarme Yüksek Yapılar JTU Inşaat Fak, "

2000 .

SAU

Kütüphanesi


SALI Fen Bilimleri Enstitüsü 7 .Ci lt.

2.Sayı (Temınuz 2003)

Dergisi

İzolatör Kayaplarının Modellenınesi N.Güneş

İZOLATÖR KAYIPLARININ MODELLENMESİ Niyazi GÜNEŞ Özet Yüksek gerilim güç sistentlcrinde kullanılan izolatörler şebeke fl"ekansında norınal işletnıe geriliınİ ile sistenıde meydana gelen dahil i aşırı gerilimiere dayanabilmelidir. -

..\.yrıca izolatörler,atlama sayısını azaltmak için daha yüksek değerler istenınesine rağınen,hiç olmazsa sistemin temel darbe izolasyon seviyesi gerilimine ve mekanik yüklerede dayanmalıdır. Bu çalışmada yüksek gerilim izolatörlerinde kirlenme,kirlenme atlan1asının tanımı,önemi ve izolatör eşdeğer modelleri açıklanmıştır.WiUdns izolatör eşdeğer modeli kullanllarak,belirli sızma aralıkJarına göre Kale seramik TJ160 BL tipi zincir izolatör kirlenme direnç değişinıi hesaplanmıştır.

Atıalıtar Kefilneler- Izolatör,Kirlenme atlaması,Kir •

direnci,Izolatör eşdeğer modelleri Abstract

Isolators which are used for the high voltage power systems n1ust be resistant to the internal overvoltages occured in the system under normal operating voltage at the network frequency. -

Besides, even thou g h the higher values are required to decrease the t rip number, isolators mu st be resistant to basic impact isolation level voltage of the system and to mechanical loads at Jeast. In this study, contan1ination in the high voltage of isolators, definition and significance contamination trip and isolator equivalent nıodels have been explained. By using Wilkins isolator equivalent model, according to some leakage intervals, the change of resistance to contaminatioıı of U160 BL Type clıain isolafor has been calculated. Key words- Isolatoır, Contamination trip,

Contamination resistance, Isolafor equivalent models

N. Güneş; Sakarya

Sakarya

Üniversitesi, Yapı İşleri Teknik

Daire

Ba�kunlığı,

I. GIRIŞ

Yüksek gerilim izolatörlerinin, encrj i iletim sistenılerin işletilmesinde,önce1ikle besleme sürekliliği ve emniyeti açısından büyük bir önemi vardır. Yüksek gerilim izolatörlerinin yüzeyinde oluşan kir tabakası,enerji iletim sistenılerinde sürekli ve emniyetli bir yahtıın sağlanıasını engeller. İzolatörler;hatlann endüstri bölgelerinden gcçmeleri,kunı,kir ve kiınyasal dun1anlarla ve sahil bölgelerinde deniz tuzundan dolayı kirlenirler. İşletme şartlannda itolatör yüzeyinde biriken kir miktarı, izolatörün pozisyonuyla ve baskın olan hava şartlarından dolayı hoınoj en değildir. Yükse k gerilim izolatör1erinde kir tabakasının yağmur,sis,rutubet v.b. etkenlerle ıslanması sonucu iletken hale gelen kirli yüzey boyunca gerilimle aynı fazda olan rezistif bir kaçak akıın akar.Bu akım izolatör yüzeyindeki alan dağılımını bozar.Ilalbuki,izolatörler kuru iken yüzey boyunca kapasitif olan küçük bir kaçak akım akar. Yüksek gerilim iletim hatlarında izolatur kitlenınesi sonucu ıneydana gelen anzalar,eneıji iletiminde uzun süren kesintilere sebep olur.Böyle bir durum,endüstriye1 ve sosyal hayatı felce uğratabilir.Büyük ekonomik kayıplara sebep olabilir. II. KiRLENME

İzolatör yüzeyinde teşekkül eden kir tabakası kiil,çimento,yağ,is,v.s. ile oluşur. Kirin iki a yn vasfı olduğu kabul e dilir. a)Yapışkan ve su erruci özelliğe sahip olan kirler b )Suda çözünen iyoıılanna ayrılan ve elektrikse iletkenliği sağlayan kirler Kirin izolatörlerin yüzeyinde toplanmasına genel olarak;yer çekimi,rüzgar kuvveti,elektriki kuvvetler ile hoınojen olmayan alanlar sebep olur.[l] . lzolatör yüzeyinde kir biriken miktan,izolatörün pozisyonula ve b askın olan hava şartlarıyla çok yakından iJgilidir.Gergi ve ask1 izo1atörleri, ve hatla aynı yerdeki aynı


.

l�olatör Kayıplannın Modellenınesi

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsil Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Tenımuz 2003)

tip iki

izo latör

.Günq

dahi oldukça

farklı

toplama

kir

performansını gösterebilir.[2] İzolatör

Bu

nenılenmesi

yüzeyiııin

farklı

şekillerde

olur.Şiddetli yağmur ve duşlar,kirleri ve çözülebilir parçacıklan

tehlikeli

uzaklaştırdıklarından

değildirler.Bununla beraber,kirli yağmur suyu,har ile arasında

direk

111.3. Runıeli Modeli

ilctken

boyu,

�ızma

boyuna eşit

Eni

>değişen eşdeğer düzlenısel bir ınodcldir. Bu

modelde,izolatör

açarak

yüzeyindeki

düzlenıscl

hale

k ir tabakasını sıyınp gctinne düşüncesine

dayanmaktadır[ 61.

kana l ı

su

bir

modelde;izolatörün

oluşturabileceğinden,ilk anda şiddetli yağn1ur hattı kısa devre

edebilir.En

tehlikeli

duruın

siste

n1eydana

gelir,özellikle izolatör yüzeyindeki kir uzLU1 süre kuru

Yapılan çalışnıada !(ale

kalırsa tehlikeli boyutlara ulaşabilir. (3]

izolatör

scranıik Ul60 BL tipi

inccleıuniştir. \V ilki ns

.

zıncır

n1odeli kullamlarak direnç

Lleğerinin analitik olarak hesaplannıası aşuğıdaki gibidir.

III. İZOLATÖR EŞDF:GER MODELLERİ III.l.Wilkins Modeli İzolatör

eşdeğer

bir

dikdörtgen

n1odelle

tenısil

edilıniştir.

Bu modelde; İzolatör

ve

nıodel yüzeyleri

aynı

kirle

homojen kaplıdır. ve

arasında

ölçülen soğuk kir ta bakası

eşdeğer dikdörtgen

n1odel

rd -o. 15 crn L=39 cn1 -=0.1656

özdirençlı

İzolatör

1-)

a

İzolatör ve ınodel sızn1a uzunlukları eşittir.

l

a -6.45 cnı Cic=60 flS

tenninalleri

dirençleri eşit

n(L _.r)

olduğu kabuJlerj yapılnuşttr.

----- ta

Wilkins konfoım tasvir yönteıni kullanarak direnç için aşağıdaki analitik bağıntılan bulmuştur[ 4]. Dar model:(a/L c

fonnülünden yeıine konun�a, lablo 1 .S ı;nm

1)

ı----

0(L-X) +log n a

2

a

r

--

1----

/

10

20 25 r----30 ----

1---l---

35

-

a

nr

---

2

1ğı boyunca diıcnç değişimi R Kır Direnci

(kD) 40,9 34,5 2ö 21,5 15, l

-

--

86 ')

2,2

2) ftı=O. 15 cm L.=39 Cfll

·

a -

l

= 1 . 2 04

a=46.95 cnı oc=60 flS

1Il.2. Dairesel Şerit Model

�u m?delde,uygun bir geıilim tatbik edilen kir tabakası ıle bır ç�buk e lek �od arasındaki ve topraklannıış

l og

elektrod bır elektrod ıle çubuk elektı·od arasındaki hava ohış1nuş bir deşarj

-

15

(3.2)

�ralığın�n. geçerek

s

--

Geniş model:(a/L :J 1)

soğuk yüzeysel iletkenliği (S) temsil eder.

nra 1

x Desar J Boyu 'l (enı)

(3.1)

R ve Rw deş a ıj a seri kir b ö lgesi direncini (k.O), X deşaıJ. bo ı u (cnı), L sızma (kaç ak) boyıuıu (c nı), a �� model enını (cnı), rd deşarj ucu yarıçapını (cm) , a.c

log

ile yüzeysel

ıletkenlıgının düzenli kirlennıesinin dairesel bir şeridi

2L ---

f1

rd

fonııüldc yerine konursa;

dikkate alınmıştır[5].

140

.

fJ x

- log t an -�

2L

veriler


İzolatör Kayaplarınm Modellenınesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 Ci lt, .

N.Güneş

2.Sayı (Temmuz 2003)

.

Tablo 2 S ızma

-

Tablo 4 Sızma

ara ı ıgı boyunca d'ırenç d egışımı -

.

ara

oyunca

R Kir Direnci

X Deşaıj Boyu

X Deşarj Boyu

R Kir Direnci

(cn1)

(k.Q)

( C_!E)

12,3

s

lO

ı ı ,6

lO

8,1

ıs

ı ı' 1

15

7,7

20

10,8

20

7,3

25

10,5

25

7' 1

30

10,3

30

6,8

35

10, ı

35

6,7

5

3-)

(kO) ı1

8,9

V.SONUÇ

rd=3 cın L=39 cnı

Yüksek ge ril i m izolatör kayıplarının bulunması için,izolatör direncin biliınnesi gerekir.

a

-=0. 1656

1 a=6.45

ıgı

. .

' ırcnç d eğış1mı

Yüksek geri li n1 izolatörlerinin dış yüzeyleri hiçbir zaman

cm

terniz ve kuru oln1adığından izolatör kir direnci sabit bir

ac=60 J..LS

değer değildir.

n(L-X) +log n )'�

Kirli bö lg e le r için kolayca izolatör seçimi analitik olarak

a

a

2

r

belirlenebiln1esi

büyük

önem

eşdeğer mod elle ri

geliştirilmiştir.

taşır.Bunun

için

izolatör

fornıülünden yerine konursa, Tablo 3.

S1znıa aralı�ı boyunca dırenç d eğt_.şim1

X Dcşarj Boyu

R Kir Direnci

(cm)

(kO)

5

37,5

10

31,05

15

24,6

20

18, ı

�1--

W ilicins e şdeğer modele karşılık olan ve birbirinden farklı şekilleri olan sonsuz sayıda izolatör bulmak mümkü ndür.Dolayısı ile rumeli modeli,diğer model1ere göre izo latörü n şeklini daha iyi temsil edebilmektedir.

25 30

-

35

12,91 5,2 ı ,2

KAYNAKLAR 1

ı

� ı

[1] Dengiz,H.,JI.,Enerji Hatlan Müh., 1 99l, ANKARA [2] Nasser,E.,Behavioun of Insulato�·<.> with an unevenly

Dıstrubuted Poll u ti on Layer,E.T.Z.A., 1963 Gençoğlu,T.,M.,Yüksek G e ri lim [JI

İzoıatörlerinin

Kirlenme Atlama Davraruşlarının Sonlu E1emaıılar Yöntenu

4) rd=3 cm L=J9 cın a

- -1.204

l a=46.95 cın ac 60 J.!S =

Yardımıyla Be li rlenınesi., Y.Lisans, 1 997 ,ELAZIG. Wilkins,R.,Floshover Voltage of High Volu�� �4] Insulators with U n iform S urface-Pollution Films., 1969

[5]

!

Bendapudi ,S.R.am.,Floshover Voltage of Coııtaminated

İnsulators.Conferencc Record of the 1988 Ieee Inteınational

Sympos iu m ou Electrial İnsu1ation, 1998,BOSTON. [6]

Rumeli,A.,Homojen

İzolatörlerinin

Kirle

Dayanım

Hesaplamııası, 1 979,AN KARA

veriler formüJde yerine konursa;

141

Kaplı Gerilim

Yüksek

Gerilim

İzolatörlerinin


Kaçak Akım Koruma Cihaziarı

SAU Pen 7.Cilt,

Billmleri Enst�tüsü Dcrgisı 2.Sayı (Temmuz 2003)

Y.Yılmaz,

KAÇA K

AKIM KORUMA

CİHAZLARI

Yener YILMAZ, Şerafettİn Özet- Evlerde, i şy erleri nd e ve

N iteltim,

her sene

bir ço k kişi el ek tri k k azalarının kurbanı olmakta ve

kullanımı

°/o40'ı

e lektrik

sonu cunda

hatalı

enerjisinin

meydana

Bu

gelmektcdir.

birçok ülkede ve ülkemizde kaçak akım

yüzden

ciha zi a rın ın

koruma

getirilmiştir.

kullanımı

Kaçak

akıın

neden

değeri

Kaçak

olabilir.

GIRIŞ

30

akım

Evlerde, işyerlerinde ve sanayide elektrik kullanımının a rtması, insanların,

onlara

ait eşyalann ve faydalı

hayvanların korunn1asını teknik adamlar için büyük bir öncelik haline gerinniştir. koruyucu

önlemlerin

Bu konuda gerekli olan

ahnmasında,

yüksek koruma

hale

etkisi ve artırılnuş k oruma kapsamına sahip olan hata

mA'a

akımı koruma cih a z ı arın ın kullanılmasını önemli bir

zorunlu

ulaştığında vücuttan geçen hata ak ı mı ölünıcül bir kazaya

I.

tenıas akımlarının

oluş ma riskini de arttırmaktadır.

y angınlar ın

ÖZBEY

san a yi l erde elektrikli

a l etle r in kullanımımn artma s ı

Ş.Özbey

yer tutmaktadır.

değeri,

ulaştığuıda elektrik arkının oluşturduğu

Elektrik uygulamal a rında kazalara karşı emniyet, gene l

ısıdan dolayı yangın tehlikesi oluşmaya başlar. Bu

olarak cihaz ve tesislerin kusursuz bir yapıya sahip

makalede, elektrik ak1mının ve g erili mi nin insanlar

olmasıyla

üzerin de

vereceği ve

edilmektedir. Fakat temel İzolasyondaki arızalar, hata

standartlaı4ında üı·etilen

d ununlanna yol açabilnıekte olup, bu gibi durumlar

ve kullanılan cihaziarın ins a n h a y atını korumadaki

çok yüksek olan gövde ak unlanna karşı ilave koruyucu

önemi incelenmiştir.

önlemlerin alınması

300 mA' a

ne

Ulusla ra rası

etkilere sebebiyet

gibi

IEC 61008-1

(yani

temel

izolasyon

yoluyla)

ternin

gerektirmektedir. Bu koruyucu

VDE 0100 gibi iç tesisat

önlemler, örneğin

DIN

Anahtar Kelinıeler- Kaçak Akın1, Temas Gerilimi,

yönetmeliklerinde

beJ irtilmekte

IEC 61008-1

izolasyon hatasından kaynaklanan çok yüksek gövde

Standardı

ve

bu

önlemlerde

akımlarına karşı koruma ön planda tutulw-ken, ayrıca

Abstract

The increase of the e l ec t r ic a l instruments in houses, businesses and industries has raised the

direkt temasa karşı ilave koruma �ronusu da kısmen ele

occurrence risk of rcsidual currents. So, every year

a lınmaktadır

many

-

p eo pl e

are

being

a

victim

indirekt temasa karşı koruma üzerinde duıulmakta ve

Elektrik tesislerinde, üç tür izolasyon hatası vardır.

wrong usage of electrical energy. Because of this

of r esid ual current protection equipment is compulsory in many countries. A the

usage

residual current of

the

300

hu man

body

30

mA causes a fataJ accident on

and

a

residoal

current

of

ınA is daııgerous in tern1s of fire hazard, as the

electrical are consists of lıeat. This paper provides

an introduction to the effects of el e c trica l current and voltage on h uman body and the importance of usi n g

and

breakers

producing h as

IEC 61008-1

Keywo1·ds 61008-1

-

been

residual revealed

[ 1]

of electrical

accidents and 40 °/o of fires o c curr as a re sult of fact,

.

current

circuit

a c cording

to

standards.

IEC

Standard

Gövde kaçağı

Kısa devre

Toprak kaçağı

(vücut akımı)

Bu üç hatanın her birisi tam veya tan1 oluşmayan yani dirençli - ark kaçağı halinde ortaya çıkabilmelde

olup, gövde kaçağı "kaza riskli" olarak tanınmakta ve

bu nedenle ilave koruma önlemlerinin uygulanmasım

gerektirn1ektedir. Kısa devre ve toprak kaçağı ''yangın riskli" olarak tanııunakta olup, insan hayatını, eşyalan ve

faydalı

hayvanları,

kısa

devreler

ve

toprak

kaçaklarının neden o lduğu yangınlara karşı korunması için

Residual Current, Contact Voltage,

bu

konuda

da

uygun

önlemlerin

alınması

gereklidir. I-Iata akımı korwna cihaziarının indirekt ve/veya direkt ten1as yanında yangına karşı sunduldan yüksek koruma değeri, hata akunı korunmasının ulusal ve uluslar arası yönetmeliklerde yer almasını sağlamış

Y. Yılma7,

Ş. Özbey;

Sakarya Üniversitesi Fen B ı liınleri

Elektrik Anabilitn Dalı-- Sakaıya- Türkiye

Enstitüsü,

o lup; o zanıanlardan

beri

bu hata akımı

koruma

cihazları, yüksek koruma düzeyine s ahip olduklarından


J(açak Akım Koruma Ciltazlar·ı

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7 Ciltt 2.Sayı (Temmuz 2003)

do la yı

birçok

V. Yılmaz,

iilkede,

bir

a rtan

üstlenmekte

yoğunlukta

ölüm cül

kullanıln1aktadır.

olup,

bir

uygular.acak

vücudundan

olan

hata

akınu

Dolayısıyla

olabilir.

koruyucu

dahili nde hen1 indirekt

II. 'TE MASLARlN TANil\'11

n eden

kazaya

geçen

Ş.Özbey

önlemin,

ınıkanlar

tenı as ve hem de direkt tema sta

konıma sağla yacak şekilde seçilmesi gereklidir. rreh1ikeli konusu

gövde olması

ka rş ı

akımlarına halinde,

indirekt

korumanın ve

direkt

söz Canh uca

temas

kaçak a kı m insan

direk t tenıas olayında

vücudundan toprağa doğru akar. Nominal işletim akınu

arasında farklılık gözetilnıektedir. (2]

3 O mA_ ve daha düşük değ e rlerdeki

II.l. lndirek Ten1as

kaçak akım korwna şalterleri ile direkt temasa kar ş ı

konıma sağlanmalıdır. Bu ekstTa koruma her koşul için ten1el koruına ölçüsü olarak kabul edilmeıne1idir. Bu daha ziyade yuka nd a tanınılanan elektrik kaça ğ ı

İndirekt t e nıa st a (Şeki l I) arızalı o Jan donatımdaki hata

akum, korwna hattı yo l uyla toprağa aktarıln1akta olup, hatanın ort aya çıktığı anda tesadüfen arızalı donatıma t en1a s

eden

insan par a lel

bir

olarak

hata

dwllll11 an iç in bir ilk yardım önlemidir. Aşuı akım ve

akımı

kısa devreye karşı gerekli

devresine gi ımekte ve akınun büyük bir bölümü, direnç koşulları nedeniyle

(In <30 mA) hassas

cihazlarla ayrıca koıuma

yapılmalıdır.

konuuıa hattı üzerinden toprağa

geçmektedir.

l-a7 1

Makine

ve

cihazıarda

kaynaklanan tc h lıkeye

kaçak

izolasyon

akınllara

tcmasta

h atasından canlı

ı ı ı ı

yaşamı

girer. Yaşam tehlikesi durumunda nominal

ı ı ı ı

işletim akımı 111 30 mA ol a n hassas kaçak akun karıuna şaltcrleriyle ani ayınna sağlanır. Bu koıuma rna kine ve

ı 1

cihaz lann gövdelerini yeteri kadar küçük toprak direnci

1

-

---------

ı

1 1 l ı

1 .,... , ,._

-

-

-

_._. __ -

--

--

-

]

Nötr

+

A.. 1 ı ı ı

] 4.

1

--

1

t

ı 1 ,..,...._,

'

�·

� ltı

Şekil 2 Direk temas durumu

(

III. AIGM

ı ı ı ı ı

1

T

o

t

1

küçük değerd e olam bile, öneınsenecek

[

'

-{..

ı

Elektrik dağıtın1 sistemlerinde, e l ektrik aknn ının ç-:

]� .•

1

lA-] ıa.rı

hatanın

olduğu

zararıara yol açabilen Bir

oluşturur.

yerdeki ne ml i

izolasyon

bu

ortam, toprak k a ça k

akın11ru yaratrr. Küçük değerlikli olmalanna rağnıen,

-1-.

g eneBikle zayıf i.colasyonlu

cihazlar ve hatalı kab l aj

veya yanl ı ş kullanım ned eni yle oluşan toprak k a çak

akımları,

Endirek temas durumu

insanın

saniye

içinde

malzem e ni n

elektrik

çarpması

sonucu

ölüınüne

neden

ola bjlirler.

işle tme ye

tabi olarak ge ri lim

parçalara veya topraklanmanuş olup

hata

taşıyan

Elektrik akııru insan yaşaını için vazgeçilmez olan iki

durumunda

ana i şle vi etkiler: Solunum ve kalp atışı. Solunum ve

gerilim taş ıyan i1etici özellikli yabancı p arçalara kasti

kalp atışı fonksiyonlarının zarar göın1esi, etkisj altında

olmayan direkt temasında ise (Şekil 2) o l a y farkhdır. o

birkaç

hasa rlanmasına, binalarda yang ı n ol uş mas ına veya bir

11.2. Direk Temas

d ununda

kaz alan

büyük

hatasının, örneği n bir insan vücudu ile teması veya

ı

Şekil. 1

Bir insanın,

BÜYÜKLÜGlİNÜN ETKİSİ

ı:

1 1

1 1

Bu

J ..----�F ��

'

1

-

J

J- l.n.

ı

ı ı ı 1 ı 1 ı

-----

-

ı ı ı

Fa.::: -

-

1

' 1

1

(Ra) ile toprakl ayarak sağlanı r .

,.

t·.J(j :ı

ı­

ınsan,

k onuın a

hattı

görevinı

143


Kaçak Akl m Koruma Cihazlan Y.Ydmaz, Ş.Özbey

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Say1 (Temmuz 2003)

V. ÇALIŞMA PRENSİBİ

kalınan akımın büyüklüğüne ve akımın geçiş süresine bağımlıdır. [ 3]

Kaçak akım konıma şalteri Şekil 3 'de görüldüğü gibi faz veya fazlar ile nötr çok hassas bir toro idal nüvenin

İnsan vücudundan geçecek olan ak ıımn etk ileri � mA

Karıncalanma Hissi

lO

mA

Kasılma Başlaması (Kişi iletkene

akar

doğal

ger i l imini n güvenlik e ğri si

bobinine

Açtııma

ve

mekanik olarak açma

bob ini

ana kontaklan

ise

'

yapmalıdır.

zarar vermeyecek maksimum değeri, kaçak akımın eşik

L1

mA kabul edilerek ve kişinin bulunduğu

L2

ortama göre değişen iç direncinden hesaplan1r. Normal şartlarda yetişkin bir insanın iç direnci 2 ld1 dur. Nemli

1

ortamd a bu direnç

·-

N

3

1

ı ı ı ı ı ı

L3

..

ı·--

kO'a, ısl ak ortamda ise 480 (fa

kadar düşer.

5

ı·-

'

'

ı

Elektri ğe maruz kalan k i şinin vücudundan akacak olan 30 mA kaçak akun, Ul u sla r arası Elektrotelmik Komisyonu'nun hazı rladığ ı IEC 60479-1 d ek i eğri ye gör e solunum ve kan d olaş ıını i ç in sınır değer olarak

1

ı

'

ı

verilmistir. ,

1

ı

okıman goçi ş

ms

t(XO)

sü a� 1

{s}

��B

;A 1

\ '

ı "

ı ı ı

1. t

ı

200

ı 1

1

o

1 •

'

ı

ı ı

50

ı

i' �· " 11

20

� "

10 0�1

-

o�

- -•- - ı

o.s

ı

ı

..

A

1 '

ı

_

rn

ı

1 ı

ı

• 1

ı

ı

1 1

'-- -

-

--

- -

--

6

- .

ı

korunıa şalterj çalışma prensibi

\'1. YANGINA KARŞI KORUMAÖNLEMi

...

�---- ...

vücuttmaan k aknrı

akım

...

...

1

Şekil4 Kaçak

..

"

ı

�-- r

o

\

1 1

1

Ro

11

ı

100

1

c

1

1

ı

1

ı

soo

M

1

1

1(0)

ı

\

1

2(00

ı

'

1

5CXXJ

yaym

ürünü olmalı ve şalte r aynı işlerrri binlerce kez, batasız

arasındaki sınırı belirler. Bu gerilimin insan vücuduna değeıi 25

açtıınıa

Bu işlem 30 ms nin altında gerçekleşir. Basit gibi görü len bu mekanizma insan hayatı söz konusu olduğu için yüksek bir teknoloji

hayat ile ölüm

,

verir.

boşalır

mandal

açarak elektriği keser.

IV. TEMAS GERİLİMİNİN ETKİSİ: Temas

bağ lı

tmlmatısa

s inyalini

Kalbin dunnası ve ölüm

mA

nedeni yle

gerilim

indüklenen

kuvvetiyle açtınna

düzens izleşnıes i

500

Fark akınn oluştuğunda akım trafosu sekonder

rölesinin üzerindeki many etik ak.ı bozulur. Bir yay ile

Kalbin titremeye başlaınası ve

mA

.

sargılannda

Diyafran1 kasılınası ( S ol un um yolu

tıkaıınıa riski) 70-100

dönen akım

ile

açtırma rölesi üzerinde sulilinet halinin m anyetik akısı

yapışahilir.) mA

akım

arasında fark ol mad ığı sürece her şey nonnaldir ve

1-10

20-30

G e le n

içerisinden geçirilir.

-

2

jc1d0ti

.

5 ,,

-

-

- -- --

- - -

1

10 20

tnA)

·

--- -

so 100

-

200

... . ...

--

- -

- -

-- -

.. -

-

5001CXXl 2mı 5C001 00'l0 m lı 1. His.900 ilm�ı 2. His9S'd ilir 3. ı<a hct olmayan

zara

rb.r

4. Kalıcı olan zararlar

e/ v eya toprak ka çakl arı hata akımı içindeki ark nuhallinde ııisbi olarak yüksek dirençler "ta.n1amlaı11naını ş" devreler ve/veya toprak kısa kaçaklan ortay a ç1 lanası ha linde özellikle yangın tehlikesi yaratıhr. H ata akınılan� kısmen ve hatta Kısa devreler

insan

vücudundan

,

,

'

fazlasıyla aşırı Şekil 3 IEC 604 79-1 'de

v

ak ım

koruma

cihazıarının nominal

akımlarının altında kalması nedeniyle, sigo rtalar veya

akan kaça k akım

otomatik sigortalar gibi

şiddetinin, akını1n geçis süresine göre etki eğrisi

ön

koıuma yapabilen, aşın

akım korunıa ciha.zlarıyla algılanamamaktadırlar. Aşın Nonnal

şartlarda,

yetişkin

biı·

insanın ölüm riski

akun k orum a cihaziarının nonrinal akımını hafifçe aşan akımlarda ise, açılma a n cak uzun bir zaman sonra

oln1adan sürekli olara k ten1asta kal abi l ec eği maksimun1

gerili m de ğ eri 50 V'dur. Aynı ş a rtlar da kişi 100 V,luk

ortaya çıkmaktadır. Toprak kaçağı akımlarının neden ol duğu yangı nl a ra k arşı koıumanın d a sınırları vardır. Aşağıda toprak k açakl a r ına - dolayısıyla hata akınılara·

geri li m e n1aruz kaldığında, ölünı riski o lınadan sadece 0,3 saniye temasta kalabilir. [4]

144


SAU Fen Bilimleri Ensti tü sU Dergisi

Kaçak Akım Konıma Cihaziarı

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Y.Yılmaz,

ve ark oluşmasına yoJ açabilecek olan hatalarla ilgili örnekler verilmektedir. [5]

Bir

hattın

/

ve ve

ya

aracının

işletıne

İzolas yonunun kısmen hasarlı olması.

C illazl arı n

veya

motorlann

kontaklarında,

etrafı kömürleşmiş olan kavıuk yerlerin ortaya çıkması,

Motorların

bobinterin

veya

y üklenme s i

aşarı

eskimesi dolayısıyla,

devrelerinden kaynaklanan

kısmen

sargı

kısa

hata akımlarının

ortaya çıknı.ası. işl e tnıe araçlarına veya te sisatına ait parça]ara

rutubet giın1esi ve buharlaşmadan dolayı su oluşması,

E l ektr ikli

ara ç lan nı n

i ş letn1e

iletici

içine

özellikli tozların veya birikintilerin gi rme si

Bu tür ha t alar, tarnarnlannıanuş kısa devrelere ve/veya toprak kaçaklarına neden olabilmekte ve yangınlara yol açabilmektedir.

VD.

SONUÇ VE ÖNERiLER

Ülkenıizde elektrik sektörünün en büyük sorunlarından biri her sektörde olduğu gibi kaliteyi göz ardı etmek ve insan

yaşannna

önem

vermemektir.

Kaçak

akım

konuna ci hazları kapı k omş un1uz Avıup a da yıllardan ,

beri uyguJanmsı zorunlu

ol

duğu için uygulama alanı

bulınuştur. Yıllarca elektrikten dolay1 oluşan k azaları

duyduk,

yaşad1k

ve

Doğnı

olmadıklarımız?

okuduk.

Ya

üıiinle

bir

ve

haberdar doğru

bir

k u llanını l a bu kazalar bir daha olmayacakhr. Bilinçli uy gula mac ı,

sa t ıc ı

uygulamasının

ve

kullanılıcılar

yarattığı

yaratmak ve ilk

belirsizliklerden

dolayı

doğabilecek hataları önlemek, elek trik adamları olarak amacımız olmalıdır. Piyasa ekonomisi şartıarına uygun teknik, ekononıik ve her anlamda tüketi c i yi koruınayı

an1aç l a yan

bir

düşünce olduğu

Belirsizliklerin

si ste

m amaç

bir

yararlanmaya

çalışabilecek

uyanlmalıdır.

Kaçak

or taında

b undan

ve

fırmalar

koruma

cihaziarı

kişi

akın1

edinilmelidir.

kı.ıllanılacağı yere göre t e s p i t edilerek, şuan yüıiirlükte olan

ulus lararası

lE C 61008-1 standartlarına uygun

ürünleri seçmek büyük önem taşırrıaktadır. KAYNAKL"ı\R ll] Sien1en s Hata Akıını Koıuma Düzenekieri ile I--layat

Yangı n Koruma, s 3-4, İstanbul, 2002. [2] Elektrik 1996/3, s 108-llO, İstanbul, 2002. ve

(3] International Electrical Comrnission "IEC 61008-1 -

Residual Current Circuit Breakers", pp 78, 2001.

f 4] Federal Elek tTik Kataloğu,

s

5/3, 2001.

[5] http://www j ec c.com

145

Ş.Özbcy


Kontrol Alan Ağlan (CAN) KullanalarakStep

SAU Fen Bilimleri Enst1tDsü Dergisi

l\1otor Kontrol Uygulamasa

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

A.Karaca, H.Ekiz,

A.T.Özcerit

KONTROL ALAN A G LARI (CAN) KULLANILARAK STEP MOTOR KONTROL UYGULAMASI

••

Ahmet ••

Ozet

-

KARACA, Hüseyin EKIZ, A. Turan OZCERIT otomotiv s tan dard ı haline gelmiştir. Aynı

Kontrol 21Ian ağ1(Controller Area Network-

som·ada bir

başlangıçta

zanıanda yüksek hız, düşük maliye t ve yüksek başarım

CAN).,

birbirleri

sistemlerio

ile

geliştirilrrıesine

anıacıyla farklı

arabalarda

alanlarda

bul unan

elektronik

haberleşmesini rağmen

lusa

kullanlln1aya

sağlamak

sürede çok

başlamıştır.

Bu

gibi

özelliklerinin sağla d ığı avan taj l ar nedeniyle, çok kısa

bir süre içerisinde endüstriyel ortamlarda kullanılan saha kontrolü ağlan arasında yerini alnnş tır [1 ].

çalişınada 8051 t-abanh ve üzerinde CAN kontrolör bulunan 89C51CC01 entegresi tanıtılnıaktn ve CAN

CAN, bird e n çok aktif düğümün (master) buibirine 'yol'

protokolü kullanılaral< ağ içerisinde haberleşınenin

topolojisi ile bağlandığı ve çekişıneye d ayal ı (Contention­

gerçekleştirihnesi

kontrol mekanizmasının rişim gerçeklendiği bir protokoldür. CAN seri bir iletişim protokolü olmasına karşılık, çoğu seri haberleşme pro tokol üne benzeınez. Örnek olar a k CAN çerçevesi ç oğu seri iletişin1. protokollerinde b ulun an hedef ve k aynak adresleri ile il gili herhangi bir bilgi içennez. B11na karşılık mesaj ç er ç e ves i, mesajın içerdiği bilgi tipini (nıantıksal adres) ve mesaj ın önceliğini gösteren bir denetim ( arb i tration) alanı içerir. Bu alan sadece mesajı tanınıl a ma k ve önc e l iği belirlemek için d eğil, aym zamanda ortam erişim kont rolü için d e kullanılır [ 1]. Şekil 1 'de yapısı veri le n standart veri çerçevesindeki alanlar aşağıda kıs a ca açıklanınakt adır.

kullanımına

anlatılmakta

örnek

olnıası

CAN

protokolünün

aınacıyla,

89CS1CC01

entegresi kullanıhıırak oluştuı.. ulan CAN düğümleri ile ayrı nol{talarda bulunan iki step nıotorun kontrolünü yapan

bir

sistemin

tasarımı

ve

gerçeldenme si

detaylandırılınaktadır.

Anahtar

Kelinıeler

-

Controller

Area

Network,

�likrodenetleyici, 8951 ccoı' step m o tor kontrolü.

Abstract initially

-

Although CAN (Controller Area Network)

has

been

developed

order electronics

in

system in cars to tomminicate each other, it has been used in many di verse applications of time. In this study, 8051

w ith

based the 89C51CC01

introduced and the use of CAN

protocol for the

purpose

the

conununication

in

network

is

described. As a case sıudy, the 89C51CC01 chip has been

wed

applications

to

dcmonstrate

CAN

the

in order to control

protocol

İ\VO step motors

located at reosonable distance each other.

Key

words

Controller

-

ortam

e

,

,

ashort period

microcontroller vvhich has a n on-chip controller, is of

Based)

Area

Network,

Çerçeve Başlangı cı (Start of Frame, I bit): Me sajın

başlangıcını belirtir ve 1 'bit UZUlıluğa sahiptir [2]. Denetim Alanı (Arbitration Field, 12 bit):

Denetim alanı, 11 bit uzunluğundaki tamtıc ı alam ve 1 bit u zunluğundaki uzak iletim istek ( Remot e Transmission Request, RTR) alam olmak üzere iki ayrı alt alancicu1 oluşur. Tanıtıcı alam ınes ajın ö n celiği ve mantıksal a dresi gibi iki fonksiyonu içerir [2]. RTR alanı ise, çerçevenin istek çerçevesi olduğunu gösternıek anıacıyla kullanılır.

Microcontroller, 8951.CC01, s tep motors control. Kontrol Alanı: Altı bit

prot okolü, bir araç içerisinde bulun an elektronik kontrol

nluğundaki kontrol alanının ilk biti; tanıtıcı uzaııtı (Identifier Extensio n, IDE) bi tidir. gönderilecek herhangi bir İlk bitin lo j ik 'O' olma s ı , tanıtıcı bi tin olmadığı a n l a mına gelir Kontrol alanındaki i ki n c i bit, (rO) ayrılmış bir bittii ve kullanı lmamakt adır. Arkadan ge len dört bit ise, veri alanındaki baytların

birimleri arasındaki iletişimi sağlaınak üzere bir Alınan

sayısııu gösteren

I. CAN Kontrol

PROTOKOLÜNÜN Alan

Ağlan

GENEL

ÖZELLİKLERİ

.

(Controller Area Network-CAN)

fırınası olan Robert Bosch GmbH t a ra fından tasarlaıınuş, ilk

olarak

1989

yıl ı nda

otomotiv

Özcer1t; SAU

Teknik

veri

uzunluk kodunu (Data Length

Code, DLC) i ç er i r [2].

endüstrisinde

(Merce des Firmasında) kullarulmış, daha A. Karaca, H. Ekiz, A. T.

uzu

Eğitim Fakültesi

Veri Alanı: DLC değerine ba ğlı olarak sıfır ile sekiz bayt arasında

değişen

uzu n l uğa

sahiptir

il eti lıne k istenen bilgiyi/veriyi içerir.

ve çerçeve ile


Kontrol Alan Ağlan (CAN) Kullamlarak Step Motor Kontrol Uygulaması A.Karaca, H.Ekiz, A.T.Özcerit

SAU ren Bilimleri Enstitüsü Dergısi

(Temmuz 2003)

7 Ci lt, 2.Sayı

Denetım alanı 12 Bit

Veıi

Alanı

Alanı

s

ll Bit Tanıtıcı

o f<

Şek i 1

I

T

D

r

R

E

o

DLC

-

,..

O- 8 Bayt

16 Bit CRC

.... ...

7 Bit

2

hatanın

j al ını p a l ı nmadığı ve sezilmediği ko nularınd a

me sa ın

sezibp

gerçekleştirmek iç in

r

soniandırılır [2].

II. CAN DÜGÜVILERİNİN FİZİKSEL

Y APlLARI

için

CAN protoko]ü

istenen bütün özell ikle r i sağlar [3].

tanımlanan iki adet ISO standa r d ı

bulunmaktadır: ISO 11898 standa rd ı

l

Mbit/s'ye

[3].

1200

PCA82C25l CAN

-

transi ver

-

� ...

T8Ycsı ccoı

.. - ---- -- ... ------------------------ -- ------------ · 1 1 1 1

Mikrodenetle}�ci

-! � ·

PCA82C2S 1 CAN

f•

1Tansiver

-

.......-

r.

1

T.t.D·�·

Bıt Tımınq L•.•gıf,.

---

T89C5JCC01

CAN trans i ver

l'/\NL

·

M ikrodeııetleyici

1

,.._�

1 1

1

...... ._..... ------

-

1

qı? "< gısı "''

T89C51CCOI

CPR(hl c:ıılbı:'x

_ 1;1 :

-

ır--

1

+

t -

-

_.

1

--

_ .,.. _ ... 1

l\1 ikrodenetleyici

___

_

___

1

_

1 1 _ � 1

' ı ı

1

...

1

1

1

_.

Prwr��· Enro�ı

RE'I'.Jıs'i;..rs ı

__

- --- - -

-

1

(: r.•nlrı.•l

120Q

Şekil 3. Atmel CAN kontrolör blck diyagramı.

Ş ck i1

CAN düğümümlerinin fiziksel yapı ları.

dü ğü n1 ler i

arasu1daki kablo bağlantısı CANH ve CA "JL olarak isiınlendirilen ]kj kablodan oluşur. İlk ve son diiğü mle r in üzerinde soniandırıcı olarak 1200 değerinele bir direnç, CANH ve CANL hatlan arasına bağlanır. CAN düğünıleri üzerinde Philips firması tarafında n üretilen PCi\82C251 CAN transiver ve Atınel firması tar a fında n üretilen T89C51CC01 n1ikrodenetleyicisi bulurunaktadır. T89C'51 CCO1 nıikro ­ denet1eyicisi; iç in de CAN k ontrolör bulunan 8051 ta banlı bir nıikrodenetleyicidir.

KONTROLÖRİİN Y APlSI VE ALMAJMESAJ GÖNDERl\1E İŞLEMLERİ CAN

3 'te bl ok şeınası veriten Atınel CAN k ontrolörd e birbirinden bağımsız l 5 mesaj nesnesi bulunur. Bu 15 mesaj n es nesinin her biri n1esaj alma veya gönderırıe işlenileri i ç in ayrı ayrı programlanabilir. I-ler bir mer.o· � ,

mesajın yaz ı ldığı veya alınan n1esaj ın bulunduğu 8 baydık bir alan ile birlikte alınması isten e n veya gönderilecek mesa j ın t anıtıcı değerinin yaz ı ldı ğı bir alan bulunur. Bu mesaj nesnelerinin yön etimi sayfalama metodu ile yapılır. CAN kontrolöre eriş i m SFR 'ler (özel fonksiyon kaydedicileri) tarafından sağlanır. Başlıca SFR 'ler aşağıda sıralan-nıaktadır: nesne s inde

-

III. A'rMEL CAı�

tarafn1dan

1

1

CANI-I

Atmel

1

1

--

c,..r.tic R�rlundaı�y Check

1

• •

PCA82C251

Coun1eı

Bit Sıulfın9 n,.�;tııffing

1

e

....--1

1

RxDt..

J\tiESAJ

11519 st and artl arı . ISO

ve

kadar gerçek zaman kontrolüne izin veren yüksek hızlı uygulamalarda kul1anılırken, ISO ı 1519 sta n d a rd t üst sınırı 125 Kbit/s olan düşük hızlı uygulan1a l a rd a kullanılır [1). CAN k o ntr olö r CAN protokolü t a ra fından desteklenen bütün çerçeve tiplerini işieyebilir (veri çerçevesi, uzak çerçeve, hata çerçevesi ve aşı rı yük çe rç evesi) ve 8MHz kristal frekansında 1 Mbü/s bit hı zı n da bu işlemi gerçekleştirir 11898

Çerçeve Sonu Alanı: Her b ir veri ve uzak çerçevesi, mesajın sonunu bebrten ve bi bi ri ardıııa sıralaunuş y edi adet '1 ' seviyel i bit içe ren bir çerçeve bit dizi si ile

Şek i ı 2.

3 Bit

Bit

vericinin bilgilcndirilmesine İnıkan tanır.

CA�

-...

l. StandartCAN vcı i çerçevesi.

ACK Alanı: ACK_ alanı,

bir

R

....

...

Boş

INT

EOF

ACK

CRC A1anı

•�

1•

herhangi

Hat

Kontrol

gönderilecek

CANPAGE:

Mesaj

nesnelerinin

seç ınu

ıçın

kullanılır. -

ko n trolör BOSCH GmbH tanımlanan CAN seri haberleş n1c protokolünü

-

,

-

CANM SG: A l ın an

veya gönderil ecek mesaj baytlar halinde sırayla bu kaydedi c iye yazılır . CANID'T1 -4: �1esaj tanıtıcı değeri bu döıt kaydediciye yazılır. CAN lE I -2: Mesaj nesnelerin in kesme yetkilendiııne ka ydedıcisidir.

147


Kontrol Alan Ağiara (CAN) Kullanılarak Step

Enstitüsü Dergısi (Temınuz 2003)

SAU Fen Bilimleri 7.Cilt, 2.Sayt

CANCONCH:

Motor KontrolUygulamasa A.Karaca, H.Ekiz, A.T.Öuerit

Seçilen n1esajın göndeıme

be 1 irlerunektedir.

veya alma

görevleri aş a ğıdaki şe ki lde

için p r o gr amla nmasını sağlar. Mesajın DLC değeri

de bu kaydedici iç erisine y az ıla ra k b e l i r l e n ir

Gönderilen

mesajı

Yavaş butonu

mesaj n esnesi

Mesaj

a l ındı ğ ında

programında

'

CANMS G

'

i1 e,

kesme

kesme

yeniden

başlaması

son un da

'CANCONCH'

hızda

orta

hızda

S eçil en motonın

Hızlı butonu (03h): Seçilen motorun

hızlı

dönmesini

sağlar. Stop butonu sa ğlar

(OOb): Seçilen

motorun

durmasını

.

Motor scçin1 anahtarı: Yukarıdaki işlemlerin hangi -

kaydedicisinden gelen b i lgi

Mesaj alma işleminin kesıne hizmet programının kaydedicisine '88h' d eğ eri

yavaş

.

hizmet

okunarak değerlendirilir. için

ve

özetlenebilir.

(Olh): Seçilen motorun

Orta butonu (02h): dönmesini sağlar

ıçin alma işl e mi başlatılır.

oluşan

butonlar

dömnesini sağ lar.

aJmak i ç i n ;

.

yazıl ara k seçili

bulunan

.

öncelikle 'CANPAGE' kaydedicisinin i ç ine yazılan değer ile 15 mesaj nesnesinden biri seçilir. 'CANIE 1' ve 'CANIE2' kaydedicilerinden seç i l en n1esaj n esne s ini n kesmesi aktif edilir Daha sonra 'CANIDT" kaydedicilerine alın ac ak. olan mesajın tanıhcı değeri yazılarak al ınac ak olan n1esaj belirlenir ve 'CANCONCH' kaydedicisine '88h' de ğe r i bir

sistemde

Bu

ınotora uygulanacağını seçer. Kapat bu to nu

(OOh): fier iki motorunda durmasını

sağlar. Butonların

y anın da

gerçekleştirilmesi

tekrar

sa y

yüklenir.

ı l a rd ır

i çin

gönd erilen

sayının

rakamlar

düğümlere

işlemin

gönderilecek

olan

mesaj da değeı·ini k o ntrol ederek motorun

Düğümler

.

yazan mesajı

aldıklannda

Mesaj gönderme işlemi alma işlemine göre daha basittir. Yine 'CANPAGE' kaydedicisinin içine y azılan değer ile

15

nesnesinden

seç ili r. 4CANTE1 ve 'CANIE2' kaydedicilerinden seçilen mesaj nesnesi nin kesmesi aktif edilir. Daha sonra 'CANMSG' ka ydedi c is in e g ö nde rilınek istenen veri, 'CANIDT' kaydedicilerine nıesaj tanıtıcı değeri ve 'CANCONCll' kaydedicisine '48h' değeri yazılarak nıesaj gönderilir. mesaj

biri

Cı\N kontrolörü başlat

CANMSG=OOh

IV. STEF•l\tfOTOR UYGULAMASI Tasarlanan

motorun

sistemde, ınerkezi

b ir

noktadan

ayrı

hız ve start/stop kontrolü ya p ı lmakt ad ır .

düğüm i ki nc i ve düğümlere

üç

üncü düğümle-re

b a ğlı

olan

step

step

CANMSG=Olh

Birinci H

gönderdiği bilgiler ile

rootortann

gerçekleştirmektedir (Şekil 4 ) . Düğümlere bilgiler

iki

Il

kontrolünü gö nderilec e k

CANMSG=02h

kontrol butonları ile

ı..

CAN

düğümü (ı )

� �

CAN

düğümü (2)

K .. J

H

ı

Kontrol

butonları

Step n1otor

sürücü devresi

t.

' ,j

Step motor

tJ

CANMSG=OJh

H

Mesajı gön d er

f+� CANL

düğümü (3)

..

,

Step motor

süri.icü devresi

l

Step

,

motor

E

p

CANMSG=OOh CJ\NIDT-0200h Mesajı gönder

CANH

Şekil 4.

Step motor kontroluygu1amast

C ANMSG=OOh CANIDT=0200h

CAN

ı

CANIDT=0200h Mesajı gönder

CANIDT-0201 h

blok diyagramı.

Mesaj1 gönder

Şekıl 5. Birinci düğümdekullanılan

148

progran1ın akış d1yagramı.


,

Kontrol Alan Ağlan (CAN) Kullamlarak Step

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü De rgis i 7.Cilt, 2

Sayı (Temmuz 2003)

Motor Kontrol Uygulaması .

A.Karaca, H.Ekiz. A.T.Ozcerit

V. istenilen

h ızda

dönmesini

yada

dun1ıası

işlerrlini CAN

gerçekleştirirler.

iletişim protokolü

Tasarlanan s iste ınd e bulunan ikinci düğüm '0200h' tanıt ıcı değere sahip mesajlan üçüncü düğüm '0201h' değere

sahip

n1esajlan

alarak

değerlendirir.

Tasarlanan sistenun

çalışınası için yüklenmesi gereken progranun akış şeması Şekil 5 'tc veıiiınektedir. Şekil 4 'de blok şen1ası verilen devrede bu lunan düğün1deki sürekli

olarak

kontrol

butona

ettiğinde,

kaydedicisine

eder.

karşılık

Basılı

gelen,

Birincj

yükler.

konu n1 unu

butonların

nıikrodenetleyici,

bir

sayıyı

birinci

buton tespit

'CANMSG'

düğümdeki

mikro

­

denetleyici ikinci işlem olarak ınotor seçim anahtarının konumu nu kontrol eder ve anahtar kapalı ise '0200h' değerü1i, anahtar açık ise '020 l h' değerini 'CANIDT' kayde di ci s i yükler ve 'CANMSG' kayded ic iler ine içerisindeki bilgiyi CA:N yoluna yerleştirir. İki mo torunda durmasını s ağlayan kapat butonu düğüm] ere 'OOh' değerini göndererek motorların dunnasını sağlar (Şekil 5 ).

ot omobil l erd e ve

hız

ve

görülmektedir.

KAYNAI�AR [1] TUNCEL, S inan "Denetleyici

Alan Ağı Endustriyel

İ l et işi m

Amaç b

,

Protokolünün

Doktora Tezi,

[2]

Eğitim

SAÜ Pen Bilimleri

ÖZÇELİK,

İbrahim,

mesaj

alındığında,

programı

devreye

içerjsjnde

birinci

kesnıe

oluşur

girer.

Kesme

düğünıden

gelen

ve

kesıne

hizmet veri

hizmet

progrann

'CAN1v1SG'

hız değişkeninin içine yazılır. Ana progra mda hız değişken ini n aldığı değer sürekli kontrol edilerek motorun istenilen hızda dönmesi sağlanır kaydedicisinden okunarak

(Şekil

6).

)

Başla

0200h nolu

1nesajı

a lm ak için CAN kontrolörü başlat

..

Motoru bir adım döndü!·

50msn bekle. Motoru bir

ad1m döndür. 25msn bekle.

Motoru bir adım döndür.

lOmsn bekle H

�ekı 1 6

Motorların bulunduğu

düğümlerde kullan ı la ı;

programın akış

di yagı·amı.

149

Benzetimi",

Enstitüsü, 2002

"CAN/ATM

ve

PROFIBUS/ATM Yerel Köprülerinin Tasarımı", Doktora Tezi, SAÜ Fen Bili ml eri Enstitüsü, 2002 [3] T89C51 CCOl Teknik Dökümanları,

İkinci ve üçüncü düğünllerde, birinci düğün1den geI en bir

endüstride

g üvenlik ger ekt iren uygu lamalarda kullanılmaktadır. Y apıla n T89C51CCO 1 çalışmada n1İkrodenetleyicisi ile CAN protokolü ile haberleşme gerçekleştirilmiş ve step ınotor kontrol uygulaması yap1lınıştır. Başlangıçta yalnızca arabalarda ki elektronik sisten11erinin kontrolü jçin tasarlanan CAN protokolünün çok farkl ı uygulaına alanlarında k--ullanımına, step motor iyi bir örnek olarak görülmek tedi r. CAN protokolünün özellikle e n düstriyel saha alan ağlarında etkin ve yaygın sahip olacağı açık bir gerçek olarak kullanıma yüksek

tanıtıcı

SONUÇLAR

www

.atmel.com


Oilin1leri Enstıtüsü Derg1sı 2.Say1 (Tenınıuz 2003)

SAU Fen

7.Ci1t,

İle Üretiltn Mikroyapisal Özelliklerinin İnccJcnmcsi Ö. Yüksel, N.Canikoğlu, H.Ö.TOJllan

Kontrollü Kirrıyasal Çöktürme Yöntemi

Yü ksek Volta,jh ZnO Varistörlcrin

KONTROLLÜKİMYASAL ÇÖKT{}RME YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN YÜKSEK VOLTAJ.LI Zn O \7 ARİSTÖRLERİN MİKROYAPISAL ÖZELI.�İKLERİNİN İNCELENMESİ

Özlem YÜKSEL, Nuray CANİKOGLU, H. Özkan TOPl_jAN Özet-

I.

ZnO esaslı varistö rler çok bileşenli yarı iletken

seraınil\lerdir.

b i leşe nli

Çok

ele ktr iks el

seranıiklerin

ol<sit

d a ,ıra nışl arı

hen1

malzemenin

mikroyapısına henı de ZnO t a ne sınırlarında oluian

ürünlerin yapısına bağlidır. ZnO varistörlcr, klasik seran1ik

geleneksel

olarak

yö nt emleri

üretim

(;İRİŞ

ile

karakteristikleri

seranıiklerdir. V ari stör

gerilin1 hatlarında ve

üretilirler. Zn O ve diğer ınetal oksitlerin homojen

yükselmelerıne karşı

olara k ka rı şnıas ı arzu edilmektedir·.

devrelerde

Sulu ki ıny asa l

p ro se sle r i n b a şlıc a avantajları, r ea l<si yo n a giren iyon ları n kısa sürede yayı b nala rı ve d üşük reaksiy on s ı cakh l d a r ı nda yü ksek saflıkta varistör tozlarının

)

nınlzemelerin görevleri y üksek

e l e k tronik devrelerde

koruına

sağlaınaktır.

anı voltaj

Bu an1açla

aşın voltaj koruyucusu olarak kullanılırlar.

P r atikte aşırı voltaj dan

korumak

için dizayıı

yüksek

ve

nıaliyet

düşük

cihazlar;

E-J

iletken

yarı

bjJeşenli,

çok

ile

(

akım voltaj

ZnO Yaristörler, lineer olmayan

edilen

güvenilirliğe

sahiptirler [ 1 ].

üre1ilnıesidiJ�. Bununla birlikte kinıyasal p ros esin en probl e ıııi

büyük

kontro l lü

topaklann1adır.

ç öktürme

kinıyasal

çalışmada;

Bu

kullanılarak

tekniği

serarrıiklerdir.

Çok

bileşenli

çok

varİstörler

esaslı

ZnO

bileşenli

iletken

yarı

oksit seranıiklerin

lineer

homoj e n tane boyut ve tane şekil dağ ılı nuna sahip

oln1 ayan elektriksel dcıvranı�ları heın malzemenin mikro

ZnO varistör tnzu ür-etiln1iştir. Ayrıca üretilen ZnO

yap1 sına hem de Zn O tane stn ır lannda

varistörün mi kı- o �' a pı dağıhnıı incelenıniştir.

yapısına bağlıdıı-. Va ri s törün ana bileşeni ZnO' tir. Ancak

çok

varİstörler olarak kullanılabiln1csi için

Anahtaı- kelinıcler: ZnO Varistör,

Mikroyapı, Faz

n1etal oksit

(

katkJların yapılinası

Dağılıını

voltajı,

Abstarct-

zinc

The

multicomponent electrical

ceranıics.

senıjconductor

behaviour

varistors

based

oxide

of these

type

oxide

are

düzensizlik

Zinc oxide

varistor

sayıda farklı

gerekmektedir. Her ilave,

kırılma

veya

birkaç

katsayısı

paran1etreyi kontTol eder

[ 1 ].

gibi

bir

The

Z.nO

ceram i c s

de vice and on deta iled proccsses oc c u ring at the ZnO

boundaries.

ürünlerin

Sb20.ı, CoO, fvlnO, Ti02 gibi )

ve

both on the ceramics microstructure of the

depend

grai n

Bi203,

oluş an

Katkılar

Karıştırnıa ve Öğüt1ne

have been

pre p ared by con Y enti o nal ceramic tec lı niq u es lt has .

been

r ecogniscd

homog eneous

that

it

d esi r a ble

is

ınixture of the

zinc

to

oxide

have

a

Kun1tn1a

and the

additive oxides. The ınai n adva ntage of 'vet chenıical

prosessing is the short diffusion lenght of the reacting

Granülleş tinne

ions, resulting in IO\V reaction tempeture a nd high

of

degree

cheınical

hoınogeneity.

Ho,vever,

a

disadvantage is the g e nera J ly observed strong particl e

Şekillenctirme

controiJed cheınical In this study, preci pit a tion t e ch niq ues used ZnO vari s1 or are prep arcd which have ho n1o g eno us the distribution grain size and grain sh a pe. However, prepar ed the

Sinterlen1e

aggregation .

n1icros tru ct u r e

distribution

of

ZnO

powders

are

examined.

Key Words: ZnO Varistor., Micrıostructure, Phase Evolution Ö.Yü k sc l

·

Saka:·ya

Malzeme Müh.

N.

ren B i li mleri Enstıtüsü,

Jl.Ö.TopJan; Sakarya Meraluıji ve 'vlalzenıe Mlih.

Canikoğlu,

Fakulte�i,

nnivcrsıtcsi,

Unive··si�csi,

M�talurJ i

ve

Mühendislik

Şekil

I. 1. ZnO

va

ı istör üreti nı i iç.in

basitleştirilmiş akış diyagran11


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı

Yüksek Voltajlt

(Temnıuz 2003)

ZnO, in üretiminde standart seramik üretin1

te

knikleri

kullamlır. Genellikle meta loksit tozlarının karıştırılı11ası ile üretilirler. Zn O ve diğer metaloksit ilaveler yaş öğütülürler

ve

ho moj en

olarak

karışırnJarı

ol arak

sağlamr.

Öğütn1e

işleminden sonra k anşım kurotulur ve granüle hale getilir. Daha soma kanşım isteni le n şekil verilmek üzere preslen mek ie ve yükse k sıcaklıkta sinterlenmektedir. Tipik sinterleme sıcaklığı 1000arasında varistörün bileşirrıine göre 14000C değişnıektedir. s interlenen malzemeler e l ektro dlannıa k t a ve bu işlem i ç in genellikle gün1üş veya alüminyum kullanılnıa k t ad1r [ 1, 2, 3, 4 ]. Şekil I.l. 'de Zn O varistör üretimi için basitleştirilmiş akış diyagra ıru verilmektedir. Ina da[ 5],

va

ç a lı şnu ş tı r

ris t ör

sisteminin

faz

oluşum u

üzeıinde

çok bileşenli ZnO seranıiki erin oluşum nıekaniznıasını ZnO-Bi20rSb 203 ( ZBS ) üçlü sistemindeki ısıtma ve soğutma sırasında oluşan reaksiyonlardan ve sistemdeki il avel e r in etkilerinden anJaşılabileceğini göstermiş tir. Saf ZBS sisteınindeki Py fazı ( Zn2Bi3Sb3014 ) 650°C'ın üzerinde ol uşur ve 1280°C'ta ergir. (I.l) nolu reaksiy ona göre ZnO ile Py ı eaksiyona girer ve serb es t sıvı Bi203 i le f3-spineliru .

ZnO Varistörlerin Mikroyaptsal Ozellikleı·inin lncelennıesi

Ö.Yiiksel, N.Canikoğlu,

400-600°C

sıcaklıkları

arasında

üzerinde

Zn O

oluşui

ve

dönüşür. Cr, Mn ve

,

incelenmiştir.

II.DENEYSEL

ÇAl.�IŞMALAR

Bu çalışmada; kimyasal ç öktürn1e yöntem i ile üretilen ZnO- Mol. %0.50 Bi203 + %1.0 Sb203 + %1.0 CoO + o/o.50 CrıO J + 0/o0.50 MnO + o/o 0.025 Alı03 kompozisyonuna sahip

seramik

Sıvı

kararlı a-spinel oluşhınır. partiküll er

hali n de

tane

Zn()

oJuştuıur. Sıvı

Mn(OH)2 ve Co(OH)ı

ZnO Süspansiyon+ NH40H ila vesi ile Çök türn1e

KOH İle Çöktürülmesi �

'

ve

faz,

Hızlı Karıştırma ı:-I-I> 1 O

Bi 2 03 ergidiği sıcaklık olan 740 °C'de

Atık Çözelti:

oluşur.

Soğutn1a hızına ve sıvı Bi203 varl ığına soğutma i şl en 1i sırasında ıneydana gelen

Filtrasyon ve Yıkama �---·

bağlı

--------�

olarak

reaksiyonlar

(I.2) ve (1.3) nolu reaksiyon larda verilmektedir.

Kuı11tına

( 1 1 0°C 24 saat)

( I .2. ) 3 Zn7Sbı0 ıı

[p]

+ 3 B i ı03

(s)

+ 17 ( 1.3. )

� 2 ZnıBi3Sb3014

ZnO

Sıvı

çöktürnıe

Mn ve Co Tuzlannın Çözeltiye Alınması

Çöz. Alınması

Zn7Sb20ı2 'den küçük bir miktar Sb ve oldukça büyük nıiktar Zn çö ze re k sıvı faz sinterlemesine yardımcı olur. Sb/Bi molar ko n s ant rasyon oranı 1 'den az ise fazla sıvı Bi203 mikt arı Py fazını Bi203,

sisteminin mikroyapısal

öze1likleri i ncel e nnri ştir. Şekil II. 1. 'de kimyasal sistenunin üretim akım şen1ası verilmektedir

serbest

spinel'e dönüşü m olnıaksızın f3-spine1 ve a- spin e l küçük sınırlannda yer alırlar.

Sb204 'e

Pek çok araştırmacı, k la sik üretim yöntemine alternatif olarak değişik kimya s a l çök tü rme y öntemleri ile v arist ö r tozlannın lıidro ksit olarak çöktüımek için metal klorür ler veya nitratlar lu1lanmışlardır. Bu çalışmada ; kontrollu kimyasal çöktürme yöntemiyle ZnO varistör üretilnuştir. Elde edile n tozun mikroya pısal özellikleri ve faz dağılımı

Sb203 'ten 900°C'nin 1000-1300 °C ara s ında P-spinel'e Co ilavesi 800°C'n in üzerinde �­ ve

Sbı03,

'

Tuz]arımn HCl İçerisinde ise

H.Ö.Toplan

dönüşmektedir. 600-650 °C s ıcak l ıkl ar ı arasında a- Bi203, dönüşü r . Bu faz y-Bi203 'e 750°C'de ergir ve ZnıBi3Sb30 ı4 ( Py ) fazının oluşun1u başlar. 800°C'nin oluşumunun üzerinde a- spinel x- ışın1an p i kle ri görüln1ektedir. 90 0°C ni n üzerinde Py ile ZnO reaksiyon a girerek u-spinel ve sıvı Bi20 3 fazları oluşur.

Bi, Sb, Cr ve Al u-sp1ne1i

••

Araştırnıac1,

oluşturur.

İle Ü retilen

Kontrollü Kimyasal Çöktürnıe Yöntemi

Kalsinasyon (750°C 2 saat)

kristallenir. Bu

görününı tircari va ri st örl e rde kullamlan oksit ilaveler ile oldukça kon1pleks hale gelir. Co, Mn ve Cr bü yü k oranda Py ve spıne1 faz içerisinde çözünür. İlave edi l en Si02, Bi203 içerisinde çö zünür ve sıv ının viskozitesini arttırır, b öylece S'IVl faz sinterleme mekanizmasını k o ntro l eder. Bi203, P ve ô-Bi203

olarak

_t_

Varistör Tozu

Şekil

15 ı

IL I.

Deneysel çalışmanın akış

ciiyagranıı

NH4Cl, (NH4)ıSO4,

NH4N03, KCl ve KN03


SAU Fen Bi J ı nı lerı l

n:,tıWsli

7.( · ııt, 2.Sayı ('1 eınnnı;; :�()(lJ)

Kontrollü k iın�··•�al (,'ökfürmc Yöntt'mi ile fırt'lill'U

lkı gi�ı

Yük.,t·k \'olt4ıjlı ZııO Va�rbtörlt>r·iıı \1ilu·o)Hpa�aı Öıdliklt•rinin inrclcume�i

() Y ii k� d. r-; .Cuııikuğlu. .

\'ah�n1a

bL· Ili ZnO, J3i(N() .h.)J 1:�()� Co(�03)2.ü11!CJ, I\1nCI_,.4li�(), Sh('] h ('r(N<>;),.9Il/J. j\}('1�.611 () n-ıetal tu;hın ba�lang1� ki ınya�alları olarak ku1la�ıl rrı� �tır. Sb. Hi C 'r \e A 1 tuzl arı su i�·cnsindc çözeltiyc- alındı \l lJCl t:k.lent:r�k asidik ÇÖ/t'ltı dde edjJdi. J�a�ka bir kapta/nO ı Su .süsptHı�iyonu lılıl.llhJndı 1\s1tbk �·()/.l'lti Vl" ve �üspan'-)1)10lli:3 \;ILOH ıhı\'� edddı ZnO �üspansiyo11u lıı;I(.J Lırı�tıııt.ırak Sh, Bı, {'ı \t Al C, 'ökl'ltn1c :-,ırJ">UH]a, hidroksitlcrin �·üklnesi �(Jp,laııdı. l rı �·();r.e lt� i n ı e ı ı � o lan ı\11 n.. ('n t u;ll diğrr k ap ta ha 1 ıı l:.ınn vt' ( o ı ı a ,.e edtl<:rek l\1ı i unu l KOH 'lı sulu sü�p..ın�v h�r ikı ı hidroksitlcri nin çöknı esı �agl andı. IJaha sonu da,

H.Ü.Turllan

sallık lan

,

'

kaptabulunan ıııetzıllııdrok�ttlı.:�ı hıL'lı karı�tırılar�ık üretirrı tanıanı I andı.

Kiıı ıyasal \·üktünn1.: sır <.ı� n ı da ı neydana ge kn reaksiyonlar

(111.1.-7) nolut.>�itlık lerde vc:rilı ni�tir l6J. /n

.

.

7(Uli)"

Zn( (>Il)_,

(IIJ.l.)

+

2( ()ı 1)

Cof()lf) -

( 111.2.)

")

(.o

.

-'

IVlu

�ı2(()llf

B i • -�ı 3( t)H) ' C'r , t J ( ()I I ) '

Sb.

Elde. edil<:n -..�<)k.lltJ hıık.a�· kl.'/ yk ı aııJk ı .tau �ouıLı I UtC\.le 4X .saa t kurulu ldu. 1 )aha sont :ı 750'\ '\k 2 sa�t kalsinasyon i�lt·rnı ık /�nO •3i_,(); SbıC>i l'oU Cr:�()3 1\1n() A 1:(); bı k�n ı 1n ı dek 1 va ı htbr to/.U elde edildi. Elde edilen vari�tör 1 D/U granüllc�tirnll' ı�Jeı ni ne tabi tutuldukt .uı soma kuru ptL'S y:Hdnıııyla �ekillendi rilıniştir. �ekilkndinuc i�lcnı i ııden S<.Hıra dde t.:dj]cn peletler } 100-1200 ve 1 Jü(tt' suıtt'rleıne sıcaklıklarında 1-2-· �ve) sac.ıt slire ilc sıııtc·rknnıi7krdir.

1

)

-�

,.

(>( <) 1 I}

. Ar '+1(<)1lf

.

Mıı(t)lJ h

( II1.3.)

B�( CH 1 ) Cı(< Jtl)

( 111.4.)

( lll 5 )

ı

Sb2t) ı'><- 311!<)

( uı.o. )

Al(()!f),

( 111.7.)

()"öktürnl<.' i �le nı ın d e n sonra e kil" edıleıı ne nıl i toz sıra�ıyla kuıutnıa ve kt.ılsın'-lsyon işlernlerine tubi tutulduktan so11Ta

\- ar ı� tör

to;u Ll · d� cdılnn�tır. l::.ldc edılen to:;un ��kil

111.2'de SEM g()rtintüsü ve ı�us anuhz sonuçlan gür ii ln1�ktedir. S 1.: M fotuğı afuıdan görülebileceğı gibi ki n ı yas(Jl �-üktlirnıL· i �lc nı ı so11ucunda o]dukça homoJen h i r tane boyut Ja[lı l ıı nı g üı iilnıü�tlir. Tane boyutu yakla�ık ı '} pnı\lur ve.: ı:ı)S anali1.i sonucunda katkıların h�� ı arılı olaı ak \·ök tü r üldüğü �öı üıl ııektedir . Ayrıcva atık ç()/l'lı ı u iıı kirnyasi.ll �nali/ ı s o n u L u n d a kay ıplann ihnıal cdl ı ebıliı tirııitle i�-cı ısınde olduğu tespit edilıni�tir. ..

Eldr e dilen sintı..�ı kıınıi� pelc.:tl�ı in J-..aLtkh·ı İ;:as:ıonu i<;: in X-ısınlan ana lı/ı, Sl:M n· l�l)S a nalı/h'ri yapdnıı�tır. Ayn c u u tık \' ü 1 c lt ııtin I ( ' P ( �pe k l ra 1 k uıı ya sa 1 aıı a 1ız i ) analz ı ı yap ılın ı � tıı . '

·

ı..

Ul

""'·"·'

)thillll � Kuru

pre�

sn i terJenJe

yardunı)la :;;artLJımda

difrak� ı yon yapıda' /n(J

�na li1.kri

Kıınyas�l <.,'ö1dCil'•nc Yüııtcıııı ık

�ekillendi rileu '>ÜıterJendikten yaph ı ru�tır.

peletiı-r sonra

1\ rı�lıL

(;�ctikll ([ırk h

\ -ı�ınlaı

1

sonuc uıı<.h1

( j\S ı svı nu: )-066-+ ), P- Bi2U_.; (AS ı ıvı no. 27-050) \t' i'n7Sh.2012 spinel ( AS l'i\1 no: 15.

lo/lllt SI·M (jün'ıntusii

VL

1·1 >S 1\n�li/ı

C>H7

) fa.t.laıı tespit tdıhnı�tir. Bu sonutl ,: ar pek çok :.ıra;;tınııacı ik para le 11it.. gösternıt>1:tcdir. �ekıllll.�'dcll75l(''de 1 sa atsinterlenm1ş nunıunenin S ı::v1 ( baLk · �catt�t ) �ür lı n tü sünde ıııikroyapıda bulunan ü�· f�iZ ��·ık. bıi �ekı ldl' !!ÖrCilnıektedır. Şekil lll.] ' d e


�;\li Frn Btltnıkrı 1 7 Cılt.? Suyı (I

ıı�tılL��u

ı.:ınıııu/

göı üldüğü gibi

.l(HH)

clde

,kıl!ı�ı

Ylih\t'k

elli lt ıı nııkıoyapı K ara ka�

v

_.

Voltajlt

Zn()

.

..

h.inıyasal �·t)ldüı·nll' Yüntrrni ll� t lrrtil{�n Vari,tör lt?rirı \likro) c.ıpJsal ÜL.dlikl�riniıı inn·lrnrnt·si Ö. Yük�d, �.('anikoğlu, H.Ö.Turt:.ın Kontrolili

Leel7}'

kırnyasal <;üktürnll' yöntenıı ık e] de ettığı vaı istöı nlikroyapısı ile bir paralellık ��<bteıı ncktt·diı. run

..

:)tkil 1 1 1.3. 117').)( "de

J -;aut siuterlenmı� nuıııuHcnin Shl\1 gö1üntüsi.i.

! -� 1 . l 'l) P 1

!\N, 11. () , \·ı; ��llE ( ( H. ()ZKA_\1, () .T., "Zn O I·s�l'ılt Vuristöıkıııt ()zl'lhklerı ve K ullanıı rı Alanları'' 6. 1 >t:oı:t I ı M al.t,enıe Scınpozyunıu t3 ildiriler� Paınukkale ll nı versitesi Miihendıs]ik Fakiilte�ı, 1995, Denizli ı ..ı. J ( 1lJP'l'A1 ·r. 1\.., Apphcation of Zinc Oxide Varistor­ A Revıevv't .1. Anı. Ccraırı. Soc. 73 l7J, pp. 1�1 7-1S4()

Kımya)a] �·öktiiınıc yüntl'n1ı ık /.n() v ıri�ti)r tu/u bJ7a11 ık ürl'1iln1i�tn. ) a pı l an .tl.>S analizi ve atık ';ö:;eltiye u yg u l ana n k u ııy a s i. t l u naliz sonu<.: u nda 1 Li u ı katk ll an n ha��ll ı il<: \'öktü ı ü 1 d üğü ve bununla hi rli k ll' k �J yıp bnıı ihınJI l.'dil�bı lır ';ev ı yede olduğu gürüln1ü�ttir. Yapılan \RD analıLıııde� sint�ılenıL' sonucunda olu � a n nukıoyapıda � /ıı('ı. l)-13ı_,(): ve zn,Sh_ı()1., �pıııeJ fu;Jarı tespit edjlıııı�tiı. Sonw; ularak nihaı ıııikıoyapının lıL'tn I iterat üre hen ı de ticari olaı ak kul la ııı hnı \'aı1 stü r k ri ıı ıııikroyap1sına uygun olduğu gürülnüL�tür. ..

'

l]ektıiksd

pp.(>7J-771 Apnl l<f7�. [<>!

"

Vogcl''s

()uantitative

1norgetnık

KAlZJ\ KA�,

Y , J.l 1:, Vv. E . ., ··Proces�ing and Phase �·volutıon ııı Zn() Varistor Prepared by Oxıde Coprcpjcıtatiun" Br. Cerarn., ·ı rans., 'JJ., [2J, 1994

.

Vanstüıkrin

Ül'.t·lliklerj"'

!\1etaluıji,

121'J'()PLAN, ll()., �·Kinıyasal Yürıtenıle Cırl·till·n l>li�ük.

\� ikroyapısal Yari� törler ın .. ()zellikkrıne 'f'j()) 'u in Et�ısi" SAL ı. J·:nstitüsli, Eylül 199g, Sakary�ı

SVEllLA, U.,

/\nalyi�ısn lJoııgmans (>01 l:d1t1on, 1990.

( 'ı)t/VolLınK·: 24. Sayı/Nu: 1 25, 1 1)99 V oltaj .

.

( ı<)<.)() ) . ) J I NAl )A, M., '';vticrostructure of Noıı-Ohmic Zıııc ()'(ıJe ('erarn1cs, Jpu. J. Appl. Phys., Vol. 17, NtJ.--1,

171

1_ 1 1 TOPL;\N, ILC)., KARAKA�, . Y., ·�znc) Vt"

.

··

KA.Y,AKLAR

\llıkroyapısal

'

ve

l·l'ıı

1� k ktriksd

1 �ılimlen

1 \l


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temn1uz 2003)

Korona Kayıplarmm ModellenmtSi

S.D.Güneş

KORONA KAYIPLARININ- MODELLENMESI Sesi!

Özet

Enerji

-

üretim

merkezlerinin

Doğan GUNEŞ ••

merkezlerine uzak yerlerde kurulmasından dolayı kilometrelerce

uzunlukta

yüksel<

gerilim

iletim

hatlarının tasarımı yapılırken kayıp verileri dikkate alınmak

zoı4undadır.

oluşturan

Kayıptart

I.GİRİŞ

ttiketim

Ene rj i iletim hatl arı nı planlanması ve işletiminde k ayıplar, t a sa rınn

hat

parametrelerini

ve

iletkenler

arası

mesafe

de

ise

müdahale

öneml i

bir

faktördür.

değiştirilebilir ve planlanabilir faktör iletkenin çapı ve

etkileyen

Yük sek

gerilim

değerlerinde

iletke n

genellik le

gaz iyonize

etrafındaki

havad ı r)

edilemeyen faktörler vardır. Bu faktörler iletkenin

ortamının (bu gaz

çahşacağı

oln1asıyla başlayan korona ol ayı hatlarda kayıplara neden

oı4tamdaki

atmosferik

koşuHar

ve

kirlenme sebebiyle iletkende oluşan tabakalardır. çalışmada, yüksek

batıarında

meydana

gerilim

enerji iletim

korona

kayıplarının

gelen

modellenebilnıesi için gerekli devre parametreleri incelenmiş,

Peek

kullanılarak örnel"

ve

bir

Peterson

formülleri

iletinı hattına ait kayıplar

hesaplanmıştır.

Analıtar Kelimeler-İletim flattı, Korona J(ayıpları, •

Iletken Ki rlennıesi Abstract

-

When tlhe high voltage transmission lines

of thousand kilometers long are designed the loss data must be takeın into condideration due to being that the power generation plants are installed in the

places for away fronı the consumption areas.

koron a

kayıpların

Çapı küçük

faktörlerdir.

conductors,

but

inspite, there are

the atmosphe rical conditions of the environınen t where the conductor will work, and the layers of on

the

conductor

arising

olumsuz

,

büyük ç apl ı iletkeniere göre daha düşüktür. Korona iletken yüzey indeki püıüzlülük lerde

belli

eder .

kendini daha fazla

kendini

İletim hatlarındaki korona güç kaybına neden olmasının

yanında, hat yak ı nı n d a radyo ve tv parazitlerine neden olur.

Duyulabilir rahatsız edici

sesler oluşturur.

Hatlarda ku ll anıl a n ilctkenin yarıçapının yükseltilmesi ile etkin iletken yüzeyini aıtı r ı r iletkenler arası mesafenin büyülc tutulmasıyla korona o las ıl ı ğ ı zayıflar. Ancak bu y ön ten1 hat tasarımın da direk ölçülerini etkiler ve mali y eti ,

artırır.

factors which can not be intervered on. These are

contamination

için

olan iletkendek i nem ve toz

II. ENERJİ İLETİM HATLARINDA KAYIPLAR

the diameter of the conductor and the distance the

başlaması

kirinden dolayı oluşa n koron a k aybı aynı oranda kirl enmiş

The changable and planning factor causing losses is between

,

olur. Gaz ortamının yanı s1ra hav adaki nem, t oz, sıcaklık ve

basınç Yapılan

ortarnı

fron1

Kayıplar ayrılmaz

elektriksel

biTer

ve

parçasıdır.

n 1ekaniksel Ancak

tüın sistemleriJı. i s ten ilen; enerjinİil

korunumu ve ekonomik şar tl arda maksimum veriındir. Santraller tüketiciye ver ec e ği fayd al ı gücün y anında, iletim esnasında ol uşan kayıp ları da karşılayabilmek için şebekeye

contamination i n the air.

daha fazla cneıji verıne1idir. Şebekeye daha fazla enerj i

In this study, the cycle para ıneters required for

fa yd al ı aktif

voıtage power transmission lines are addressed and

t a ş ıma k ap asites i küçülüı-.

ınodelling of the Korona Losses a ri sing on the high using Pack and Peterson forınulas, losses for an

example transmission Jine have been calculated.

Keywords

verileb ilnıesi için fa z lada n yakıt tüketilir. Bundan dolayı

enerj i başına düşen maliyet artar, kayıplar

şebekeyi yükler, gerilinıln kalitesi düşer ve hattın enerji

K ay1 p la ra sebep olan etkenierin iyi bilinmesi� bu noktada önlen1ler alınabİlınesi için önenuidir. K ayı pları n şekillerinin

-

Transnı.ission

Line,

Corona Losses,

Conductor contamination

S.Doğan G·üneş; Kocaeii Universitesi, Başkan h ğı, Kocaeli

Yapı

işleri

Teknik Daire

ve

devre

modelleı-i ndeki

planlamasında ön enıl i rol oyııar.

yerlerinin

tay ini

,

sistem

Kayıpları, yüke bağ ı mlı ve yü kten bağımsız olarak iki kısınıda inceleyebihriz. Yüke b ağ ınılı kayıplarda, sisteme


Korona Kayıplnrmın ModcJiennıesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

S.D.G·üneş

7.Cilt, 2.Sayı (Temnıuz 2003)

yüklerin ç alışilia aıunda çe k ti kle ri akımın o andaki değerine bağb ola rak me yd ana g el i r. Akım değ erinin karesi j]e orantılı olarak de ği ş en bu kayıplar ; hatları, dağıtım trafolannı, ölçi.i cihaz larını ve ölçü bobinlerini d e yükl er ve hepsinin üzerinde s ahip 2 olduklan direnç özelliğinden do lay ı i .r şekJind e ı sı kay bı açığa çıkarır. bağlı olan

E l ektrikse ] yü k l er i 3 bö lü me ayırabiliriz. Sabit e mp ed ans yükl eri (ısıtma, aydınlatma, vs.), s abit akını

( metal ka p l a ma elektroliz gibi teknikiere dayalı n1etal ürj1 ve e l ek tr o ki n1y a konuları, vs.), sabit güç y ükle ri ( asenkron n1otorlar). y ükleri

,

ise, (boşta ç alışma kay ıplar ı olarak da bihnir) sistenıin yükl ü veya yüksüz Yükten

kayıplarda

bağımsız

o lduğu iki durumda da nıeydana g el ir . Trafalardaki

kayıpları) izo la tör kaçaklan, hatların dielektrik kayıplan� sayaç ve ö lç ü aletlerinin bobin kayıpları yükten b ağ ıms ız kay ı p lara örnek verilebilirler. derrur

III. KORONA NEDIR? •

Küçük y a rı ç ap l ı elektrotlarda göıiil en t am ol maya n fakat kendi kendini bes leyen b o şa imalara korona ,

Yavaş yavaş ge ril i ınİ artırdık ça elektrotlar arasındaki a]an yükselir ve geril1nıin belli bir değerinde

çarpma

iyenizasyon başlayarak elektTotları kuşatan ince bir zar halinde tam alınayan bir deşarj ıneydana gelir. İletirn h a ttı nı n et ra fı nd a gözle göriinür bir ışık yoluyla

tabakası oluşur.

b ul und uğu

gu lanan

alan

yardırnıyla

ortaındaki gazı iyonlaştıraı·ak

kısm1 bir

,

uy

elektrik

,

,

iletkenin etrafında oluşturduğu ışıklı zar ile görünebilir hale gelir bu ışıklı zar serbest elektronlu pozitif azot iyonlannın birleşmesi sebebiyle oluşur. Korona, mavi renkli püskül ve kanaIl ar şeklinde de oluşabilir. Kanal tipi b oşal ma dallı boşalma olarak da bilinir v e iletken yüzeylerinden ra dya l olarak y an s ı tı l ır . Püsküllü boşal ma olarak bilinen boşaln1a şeklind e ise, iletken geril im seviyesine b ağ l ı olarak herhangi bir yerde 1 inch uzunluklu bölün1den birkaç in ch uzwılukta olabilen yoğunlaşmı ş bir göv deye sahiptir. Gövde kendi dış ucunda birçok ke z dallanır ve daha d üşük geril imle rd e birkaç inch ten ; ço k yüksek gerilimlerde 1 foot ya da daha fazla bir uzunluğa sahip o lan n1or renkli ağaca benzer hale şeklinde Korona

belirginleşir. [ 5]

,

boşalması denir. [I J

Yüklü bir ile t ken

iletkene yakl a ş 1 rken negatif y arı dalgasında iletkenden uzak l aşır. İl etk en in etrafında iyo ni z e olan havadaki elektronlar ç arpışma yoluy la değerlerini 2 k atın a çıkararak hadise devam eder ve so n u çta çığ olayı meydana gelir . İ le tke n yüzeyind e maksimum değere ulaşan elektrostatik alan ş idd eti iletkenin ekseninden uzaklaşıldıkça azalır; ancak iletkenin üzerindeki ge rilim arttığı taktirde kritik alan ş i dde t i değerine ulaşı r .

İletim hatlannda

uğultu, ıslık y ada rahatsız edici ses]er olu ş tumuısının yanı s ı ra, radyo ve TV parazitlerine de s ebep olurlar. İletim hatlannda artan geril i m seviyesiy le birl i kt e rahatsız edici sesler ve paraz i t ler daha da aıtarak devam eder. Korona kaybından dol ayı o luşa n gürültü, ses; boşa l n1a sıras ında poziti f iy on l ar ın hareketi tarafından üretilir. Hareket hal inde olan elektronlar elektrik akınılanın oluşturur ve bu n edenle hem manye tik hen1 de elektrostatik alanlar verici antenie ri yakınında yüks ek frekanslı geril ım darbelerine, dolayısıy l a parazitlere neden olurlar. Bunun yaıu nda korona olayı esnasında ozon (03) gazı oluşur.

deşaıj oluştuıur.

Yüksek g eri l i ın eııeıji hatlannda sıkça göıiilen ve ilel k e ni n etrafında ışıklı bir zar olarak ort a ya ç ık an korona boşa lınaları yük s ek ge rilinı hatlarn1da neden oldub,>U güç kay ıplar ı yanı sıra el ektr o k i myasal olaylarla meyda na get i rd iği kimy as a l b ileşenler ile yalnız elektriksel zararıara değil malzemele rde mekanik arızalara ve canlılar üzeri nd e bi yoloj ik

etkilere neden olmaktadır[2].

lletim hattında korona boşalı11asnun başlaınası iç in ileikenin etrafını çevreley e n havanın deliıune dayantmLnın aşılmış o hna sı gerekir.7 60 mml-Ig basınç ° ve 25 C'ta kuru hava, 29,8 kV/cm ma k s i m uın değer, 2l,lkV/cnl e fek t i f değerinde delinnıektedirl3]. J(orona bo şal n1ası kendi kendini besleyen1eyen, geçici halde o lduğu gibi; sürekli h al n i te liği kazanıp kendi kendini besle ye n bir hal d e de olabilir.

IV. PEEK

FORMÜLÜ

kayıplannın alte rnati f

Korona

gerilirnde hesap lanması için Peek'i.n aınp iri k forrnülünden yararlanabiliriz. Uf (faz n� ·: ge rilinı.i ) nin ; Uro (çarpına yo luyl a ba şlaya n iyonizasyon gerilinıi) 'dan büyük olmas1 d u ru mu nda başlayan korona kayıplan Ur ve lJro geri liınle rinllı farkı mn kares i y le oran tı 1ı E0 ı n pürüzlülük faktörnyle etkin değeri büyür. düşünüldüğünde, -

'

,

'

Eoeı=21, l.m

,

(kY/cm)

ve alan b a s ı ncı U ro arası bağıntı ; dir

ve

(4.1)

s ı c a k l ık

(Eo)etk=21, l.rn.ö (kY/cm) Um=-21, l.m.r.ö.In

ge zinen elektı-on1ar iletkenin alternatif akıırun pozitif yarı da l g aswda

Atrnosferde serbest halde

i ç inden geçen

ol uş a n korona hattın yalannıda

155

a r

(kV)

faktörüyle d üşünülünce. E0

ve

(4.2)

(4.3)


SAU Fen

Korona Kayaplannın Modelleurnesi

Bi !imleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı

(Temnıuz 2003)

S.D.Güneş

düşürülür; hattın endükt a nsı oluşacak radyo ve tv parazitl e ri hat boyunca ol uşan ve gerilimin kalitesini bozan güç kaybı

Pfk=

241 8

.(f 25). !...(lJf- U ro) +

a

2

.ı O -s

(kW /kın,faz)(4.4)

8 bağ ıl

(kW /km,faz),

şebeke frekan s ını

,

r

nötr

yo ğunluğunu, [

hava

İletken çapını (c ın), a İletkenler v ey a

arası açıklığı (cm), Ur Tek

üç fazh siste md e faz­

U ro ça rp ma suret ile iyoniza syonun başladığı faz-nötr ge ri 1 imin i {kY), m ile tkenin pürüzlülük faktörünü ifade eder[ 1] [4]. geriliınini

V.

(kV),

PETERSON şekl ind e

..

olup,

kı smen

fiziksel

düşüncelere dayaın1arak çıkarıldığından teorik fom1ül

değ ildir .

korona kay bı kW/krn ola r ak ;

P {k-

titreşiminin

genliği

azaltılır.

Ancak

demet

ile

kullanılacak iletkenin metrajı artacağından daha fazla izolatör kullanımı gerek ir rüzgar yükü ve buz yükü art ar. Her faz için yüksek kesitli tek bır ,

iletken kullanılırken , ayıu toplam kesit1 i iki yada daha çok iletken ayrı ayrı izolatör zincirle ri nden asılır.

De=(Dız.Dı3·D31 )1/3

o larak yazılelığında ;

(6.1)

De faz iletkenleri arasındaki eşd eğer mesafeyi (m) ifade eder.

Demet iletkenlerin k apa s it e

hesaplamalarında kullamlan

D � =(r.d)112 D b =(- d2) sc

D

!/3

1.

b

5c

(6.2) (6.3)

3 ı�

=1 ,09.(r.d )

(6.4)

olup, formüllerde;

Peterson 'a göre faz yada iletken ba şın a açık havadaki

_

freka ns

ge ometrik oı1alaına yarıçapları için kullanılacak formüller;

.. FORMULU

Bu foımül daha çok deney sonuçlarının grafik analitik değerlendirilmesi

,

iletkenlerin lcullanınn

Pfk tek veya üç faz l ı sistemde faz ve km baş ı na korona kaybını

,

2, 1.1 o-s .f.Ur2 .F a

2

demet ile tkenin

(5.1)

r

lnr

geometrik ortalama

değiştirilmiş

yarıçapım (m), r kısmi iletkenterin dış yarıçap mı( cm),

kı smi iletken

(k W !ktn,.ı.+.a z )

-

D :c

C=

9

ı

arasındaki me s a feyi (cm) ifade eder. (Flm)

De

-----

18.10

.ln

b

d iki

(6.5)

D sc

C ha tt ın kapasitesini (F/m) ifade eder[3].

formülünden hesaplanır. Burada F, U/Uro yada U/lJ0'a

4].

bağlı bir faktördür[ l] [

Uro=21, I n1 r ö213 ln .

U�Uro 1,00 ı ,02 ı ,04 l,06 ı ,08

ı) ı o

1 '12

ı, ı 4 r--:.. ı 1 ı6

F

.

.

Tablo

0,037

.

a

VII.

r

l. U'Uro oranına bağlı F kayıp faktörlen F U!i'Uıo UlUw Ur! Uın r --

1,26

· --·---

0,120

1 ,28

O, 136 0,154

0,045

1,32

0,176

1,34

0,200

0,048 0,052

0,057 0,063

ı ,30 1 .• 36

0,260

1,40

0,300

-? ,:>-

ı

1 'ı o

1,80

1,56

1,59

ı ,82

1 ,58

1 , 88

ı ,84

1 ,60

2,20

ı ,64

2,52

1,88

2,83

1,90

1,62

1,66

1.46

0,600

1,72

3 97

o, 105

1,50

0,900 --

1,24

VI.

DEMET İLETKEN

KORONr\YA

ı ,76 -

'

4,23

ı ,98

6,81

_j

4,48

KlTLIJANIMININ

ETKİSİ

İletiın hattı boyunca ıl etkent e r in

gerilim alan ş i ddet ini azaltn1ak yada

daha

faz l a

yüzeylerinde oluş an aınac ıy la faz başına ik i

iletken kullanınıı yol una gidilir.

Böylece koronanın başlayacağı gerilim

380kV

yerleştirilmiş

5 O km

hatta

faz arası gerilime sahip faz

iletkenleri

uzunluğundaki hat boyw1ca 7 40mmHg, ortam sıcaklığı 1 5°C ve

o rtalama ha-ra basıncı

frekans 50 Hz olduğu

d u rumda toplanı ko rona k aybının hesaplanması.

1-A) Peek Formülü Kullanarak;

241.(f +25). o

�.(Ur- Uro)2 .ı o-s a

ö ve U fo ifadelerini bularak yerl e rine yazalım, ö= 8

=

0,392.p 273+ t 0,392.740 273 +ı 5

==

(4. 3)fom1ülünü 3 Uru=

yükseltilerek

156

arasındaki

8m, iletkenlerin pürüzlülük faktörü 0,87'dir.

Pfk=

6,01

7,00

0,082

çapı 3,038cm olan ACSR iletken

Peek'in k o rona kayıp fo rmülünde (4.4),

2,00

] ,20

ş değer

5,8 ı

6,61

3,70

ı ,74

5,60

ı ,96

1,70

0,740

5,39

6,41

0,075

1.48

5,17

1,94

1) 18

0,092

4,95

3,42

ı ,68 ··--

4,72

6,21

0,380 0, 480

ı ,86

F

e

planlanan

eşdeğer aç ı klık

ı ,92

1,42

1,22

Faz başına

siınetrik

3,13

0,069

-�

1 '78

ı ,33

ı ,54

0,228

1,38

1,44

1)

k.--ullanılarak

0,039

0,042

(5.2)

(kV)

HESAPLAMALAR

ı ,007 fa z l ı sistem için yorumlarsak,

J3 .2l,l.n1.r.8.1n

�)l r;


Korona Kay•p hırınm Modellenn1esi S.D.Güneş

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

J3. 21,1. 0,87.

Uro=

Um=304,45 P fk=

241 1,007

800

1,519. 1,007.ln 1,519

2-B) Peterson Formülü Kullanarak;

--

Uro= .J3

kV

(

. 5o + 25

1'

).

519

800

Pfl< =42,26kW /kın

.(380- 304, 77) 2. ı o-s

r;

Unı= v�3 .21, 1.0,87. 1,519.(1,007)213.ln kY

U11Um=380/3 03,5

:.=

faktörü Tablo 1 'den

2

800

-1 ,519

Tüm hat boyunca

·

ı ,519

o luşa

1-B

==-

h 3

'\1

.

açıklığı küçültüp

hesaplaınalannı

ye nide n

Pfk=

1,007

�c =(r.d)

21, 1. O, 8 7. l ,519. 1,007. ln

1/2

1

C= ---1--- ·De 9 ) 1 18.10 .In 18 .l O 9 .In

600

1,519

(

Pfk-72,6 kW/kın

).

ı,sı9 .(380- 290,34)2 .1 o-s 600

Kilonıetre başına düş e n korona ka yı b ıdı r

De=

çapı 1,1 0 8i nch dir. 1,108inch.25,4mn1= 0,028 14ınt ( 6.3)

k W/km- 3630 kW

formülünden

oıialama yarıçapını

D c=( r .dı)

'

demet

iletkenin değiştirilnıiş geoınetrik

113

�c =(0,014.0,42) 113=0,13m

Hattın faz-nötr kapasitesi (6.5)' den

Tüın hat boyun c a oluşan korona kayıbı, 50kın. 72, 6

0,074

7 ,55ın

Drake ilctkenin

D

.

75 , 5

=1,202.10-11(F/nı) 'dir

3-B) Ha t tı üç li.i dcınet olarak düşünürsek;

yarı çap= O, O14 n1t

. 50 + 25

değiştiiilnuş geon1etrik

lt2

l);c

290,34 kY 241

'

Hattın faz-nötr kapasitesi (6.5) den

Peck Formülü Kullanarak;

2-A)

1,108 inch dir. 1,108 inch.25,4n1ID- 0,02814mt yançap= 0,014mt (6.2) formülünden deınet il e tke ni n

D bsc =(0,014.0,4) =0,074m

düşen korona kayıbıdır.

ve

7,55m

ortalama yarıçapını

n korona kayıbı, k W/km= 115 kW olur. 1-A

=

iletkenleri arasındaki eşdeğer

Drake iletkenin çapı

'Vi/1 (lTI 2 ,3 k\l

eşdeğer

(6.1) fornıülünden faz

De=(6.6.12)113

D

2) Faz 1letkcnleri arasındaki

Um

=

l-l attın faz-nötr kapasitesinin hesaplannıası.

ınesafe De=(D ıı.Dı3·D3ı ) 113

F=O,ll2 olarak bulunur.

.

KiiOJnetrc baş ın a

3-A)

800

l ,25 bu orana ka rş ıl ık gelen F

2' ı . ı o-s 5 o. 3 8 o 2. o' 1 1 2

6nı alarak yap a rs a k �

,

İkili

Drake' dir.

)

..

2,3

1,519

,

3 2. 3 . 'lJ ıu-.Y -3 .21 l.m.r.o .In -ı

50km.

L.

den1et 3 fazlı bir enerji taşıma bartında f azlar arası gerilim 3 80k V , fazlar arası açıklık 40cm fazlar arası yatay nıesafe 6n1' dir. fiat uzunluğu 1 OOkm ve k ullanılan iletken 3-)

ifadelerini bularak yerlerine yazalım,

ln

O, 7 kWllcın

SOkn1 . O, 7 kW /kn1= 35 k W olur.

r

p ık=

=

2

a ln-

Um=J03,5

600 -

9)

1,31 bu orana karşılık gelen F fak törü olarak bulunur.

Tüm hat boyunca oluşan korona k ayıb1

p,k= ------

T

1 ,5 ı

l

Kiloınetre başına düş en korona kayıbı dır .

2,1.1 O -s .f. Ur 2 .F

ve Ufo

U/Uro=380/289,48-

ln

Peterson 'ın koron a kayıp fonnülünde(5 .ı),

F

Uro-289,48 kV

5 2 0, 165 . 80 .3 10 0 .5 " 1 2, Pfl<= �

1-B) Peterson Formiilü Kullanarak;

600

.

Tablo 1 ' den F=O,165

Kilometre başına düşen korona kayıbıdır. Tüm. hat boyunca oluşan koron a kayıbı, SOkn1. 43,6 kW/knı 2 1 1 3 kW olur.

J

.21, 1.0,87.1,519 ( 1,00 7 ) 213 .ln

olur.

157


Koı·ona Kayı1>lanmn Modellenmesi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisı

7.Cilt,

C=

2.Sayı (Temmuz 2003)

ı

=ı '36. 10

1

De

---�--

18.109. ln

S.D.Güneş

18. 1 0 9 . l n

b

D sc

7 55

-

11

('F/m)' '

ortalan1a

fonnülüne

sonuçl ar ına

cinsini daha

büyük

korona

Falcon

olarak

vennediği

yarıç.aplı

kayıpların1n

Falcon iletkenin çapı 1,545inch' dir.

Aynı

1,545inch.25,4 mn1_; 0,0392mt

yarıçap= O, Oı 9n1t

demet

formülünden

d e ği ş tirilmiş

i l et ken in

2) 1/3 ( r. d

=(O 019 O 42)113=0 .

'

'

1

18.109.\n

C=l,49 .1 o1-A i l e

--

D

O, 14

ve

ve 1 B ile 2B sonuçlarını yoruml amak ve

Peterson formüllerine göre yapılan

faz i letk en ] er]

ya p ılan hesaplamalarda, aynı

a rası eşdeğer açıklık

(Falcon)

b üyük

yança pl ı

yer1eştirilmiş

ilet k en

iletken

bir

iletim

sayısırun arttırılması

kullanarak

etkin

çapm

etkin il e t k en çapı iletken in hattnı taşıma

etki li

faktörler

çalışına bölgelerinin hat

boyunca

korona kaybının oluşun1una

Tekni k Üniversitesi

istanbul, [4]

daha büyük kapasitesini

basınç,

nem,

sebep

özelliklerine g öre düzgün olurlar.

oln1ayan

Tüm hat

için t e k bjr ifade ile tanıınlaınak ve h e s a pl a mak gerçek

kay1pları yansıtmayacaktır. belirlenn1esi

fonnülleri

için

l-ullaııılarak

Peek

l 992.

SIROTISK.l,L.I.,

Teklük

olmadığından söz konusu ha t

k a y ı pla rını n

Ci l t

1,

İstanbul

Teknik

.Yüksek G e rilimli

Ene�i

Fen

ve

Bi liml eri Enstitüsü,

Çev:

Muzaffer

Özkaya,

s

38-40,

Yüksek

G e ri l in1 Tekniği Gazlarda D e şarj Olayları, Cilt 1, İstanbul

boyunca k i rl e nnıe, basınç ve atınosferik ş artlar aynı

korona k aybını

Olayları,

Op timal İşletilmesinde Etkili Korona Kayıpları, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul

yağnıur, kar, toz ve sıcaklıktır. Uzun iletim hatlannda göstererek

Boşalma

EGiLMEZBAŞ, H., Çok İleti n1 Hatlannın Planlaımıasında

VIII. SONUÇ oluşumunda

ve

Gerilin1 Tekniği Statik Elektrik

[3]

a rtırdığı görü lınüştür.

'

aralıklarda

Eylül 1999.

sayısı ve ayıu

deınet

arası n1esafede

Pete rson un

yapılan

TAPLAMACIOÖLU, M.C., SAYILIR,Ö., DİNÇER, M.S., Koaksiyel ve Paraksiyel Geometrilerde Korona Başlangıç Anali z i Elektrik-Elektronik Bilgisayar Mühendisliği 8. Ulusal K ong res i, Gaziantep, s 740, 6-12

3-A'da Drake iletken için, 3-B'de F alco n iletken için

Koron a

ve

arttırılması, hattın faz- nötr kapasitesini arttırır.

görülmüştür.

farklılık

ile

,

3-A ile 3-B hesaplan1alarında Drak e iletkenli hat için ikili demet ve üçlü den1et düzenine göie hesaplamalar yapılarak, demet düzenindeki i le tken sayısının artırılnıası il e hattın taşıma kap as i te s i n in de arttığı

bu fakt örle r

formü l ü

[2]

küçüldüğünde korona kaybı yükselmektedir.

Korona

Pe ek

s 273-281, İstanbul, 1996.

1 8.109.1n 7'55

D sc

h esap lamal a rd a,

o lan

yaklaşım

iyi

formülünün

Ü n i v ersi te s i ElektTik-Elektronik Fakültesi, Birsen Yayınevi,

ı

ıı (F /ın) d1r.

2-A

düzende

Alanı

(6.5) den

---- ---

:

ger ek irs e ; P eek

fazlar

bir

bulunnıasında

[ 1] ÖZKAYA,M., Yüks ek

14Jn

Hartın faz-nötr kapasitesi

C=

laboratuar

KAYNAKLAR

=

'

ô

(}13 ifadesi ni n Peterson

hattında faz başına demetteki

geoıne trik ortalanıa yançapını

sc

hesaplamalarda

yapılan

sebebiyle

görülmüştür.

verebiln1ektedir.

Db

görülmüştür.

hesaplaınalar gerçek kayıp değerlerine daha yakın değerler

.

:c

göre

dayanması

)111 D e-7 , s-

D

azaldığı

kayıplann

sıcalclığının alnımasının öne m i ve

besaplarsak;

(6.3)

ile

açıklığın

değeıi n in seçinrinde ortanı sıcaklığından ziyade hattın kendi

0,13

Hattı üçlü deınet ve i lct k e n

geometrik

faz iletkenleri arasındaki eşdeğer

tutu l n1ası

büyük

Peterson

' -

dir. 3-C)

hesaplan1alarda

ve

yapılan

158

Üniversitesi Yayınları,

s 197-243, İstanbul, 1964.


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı (Tenımuz

Matı·is

2003)

Çevirici

J(ontrol Tekniklerinin Bilgisayar Ortamindaki Benzetimi

İ.Coşkun, A.Sayg1n

MATRİS ÇEVİRİCİ KONTROL TEKNİKLERİNİN BİLGİSAYAR ORTAMINDAKi BENZETİMİ İsmail COŞKUN,

çalışn1ada, girişindeki 3 fazlı alternatif sinyalleri çıkışında değişik frekans ve genl i ğ e sahip 3 fazh dönüştüren, AA-AA ntatris sin)' a ller e çc"iricilerin ya p ısı incelenmiştir. \1en turini ve uzay vektör modülasyon kontrol teknikleri kullanılarak yük akımlarının bilgisayar ortamında Id benzetimleri yapıi nnşt ı r. Uzay vektör ınodülasyon tekniğinde değişik bir anahtarlaına yöntemi kullanılnnştır. Her iki kontrol tekniğinde de kullanılan modülasyon oranının değiştirilmesinin yük akınıları üzerindeki etkileri analiz edilnıiştir. Ç alışma sırasında iki kontrol tekniğinde de aynı anahtaı·Jama fr ck a nsı kullanılarak, değişik çıkış frekanslarında benzetiın çalışmaları yapılnuş ve elde edilen s o nuçlar sunulmuştur. ()zet- Bu

Anahtar Keliıtıeler- 1\'latris Çevirici, A lgoritma s ı, lJzay Vektör Modülasyon

Ali SA YGIN I. GİRİŞ

Klasik frekans çcviricide AA gerilin1 DA' ye ve telcrar DA gerilimden AA gerilime dönüştüıiiln1e yapılmasın a karş1n matris çeviricide AA-AA dönüşüm sağlarunaktadır. Her iki uygulamada da an1aç değişik genlik ve frekanslarda yükü be sieyecek sinüsoidal sinyaller üretilmektir. Matris çeviricilerin klasik doğrultucu-evirici frekans değiştiricilere göre sahip olduklan avantajlar aşağıda sıralanmıştır( I). Bunlar; •

• •

Abstnıct-

different

output

inıplcmented

frequencies

simulation

and the results p resented .

has

been

Key words- Matrix converter, Yenturini A l go rithm , Space Vector

i

Modulation

Coşkun, A. S�ygın;

Elektrik

Eğit1mi Bölümü,

Gazi Ün iversitcsiıTekni k

Eğiti nı Fakültesi,

06500 Teknikokullar 1 Ankara

çıkış dalga şekillerinin minimum harmonik bozucu etkilerine sahip giriş

ve

olınası,

Venturini

In this study, the structure of matrix converters, wlıictı have three phase AC signals at the input convert to the three phase vaı4iable frequency and aın p lit udc AC signals at the output were examined. 1'he sin1ulation of load current, using Venturini and space vector mod ulation control techniques 'vere impl emente d b)' us i n g c omp ute r. A diffcrent switching method has been used in space vector modulation tecniques. Changing the nıodıılation ratio used in both control techniques, the ('ffect of load c ur rent was analysed. ln order to contpare d u ring process, same S\vitching fr e quenc y was used for both control techniques and at the

Sinüsoidal

Kontrol edilebilir güç katsayısı� Filtre devresi dışında enerji depo eden eleman bulunmaması, İki yönlü güç akışına uygun oluşundan dolayı 4 bölge, de anahtarlama kombinasyonlarına uygun olnıası Sabit giriş güç katsayısı değerinde çalışma imkanıdır.

MatTis çevirici topolojisi

1976 yılında Gyugyi tarafından

ince1 e nmiştir. Yapılan ilk uygulaınalarda giriş ile çıkış ger il 1 mi arasındaki dönüşüm o rannun 0.5 ile sııurh olduğu ifade edilmiştir ( 1) (2). Zaman içerisinde mat·-' çeviricilerle iJgjJi değişik kontrol algori tma l a r ı ara ştırılnuş ve 1980 yıl ınd a Yenturini tarafından yeni bir darbe genişlik n1odülasyonu (PWM) u;gulaınası gcrçekleştrilrruştir. Bu uy g u lama ile çıkış frekansı istenen değerde tutuln1a imkanı elde edilmiştir. Ayrıca giriş alaını ile çıkış geriliıninin dalga şek illerinin s inüsoidal sağ] anarak, yerdeğiştirme olması katsayı larının değiştirİlınesine imkan sağlanmıştır (2). Bu

çalışmada Vcııtuıini kontrol

tekniğinde gerilim

dönüştürme oranın1n maksin1uro değeri olan J3 / 2' yi sırasında çıkış ten1cl elde etmek için anahtarlama harn1oniğinin üzerine giıiş geriliminin 3. hannonik bileşeni eklenerek ve çıkış gerHintinin 3. harmonik


1\latri\ (tYirid KuntnJl ·rt·kniklerinin

ii IJergi�i üs ıl st En ri le im il B n Fe SAU 2003) 7.C11t, 2.Sayı (Ter:ınn.ı;

çıkanlarak

bileşeni çalışmalan yap1 hn1ştı r.

11.1. Vcnturini

g eni şl i k

ınoclüla�yon

ŞL'kil 1 · de yaptsı !' Ö �tcrilcn ınatıi

çevirici

çık1şındn ürctilc�n

\'. l

() vh (t) l vl (ı)

tekniğindt·

\'ıın

_

Matris ç eviric i 9

oluşur. Bu

Anahtarlar

KON'l'I�Ol

çala�nıaları

Ts..

-

1 1 fs'

::...

y ön l ü yarıilctken a na f ı t ardan anahtaılar ıki yönlii akırn gl'ı;ışinc uygundur. uygulaınadn ortak c n ıit crli, ortak knlh::ktörlli

bA

·,A ,

J

,

thA

t 1l/,

ı

,

teA' tbA

... .. cB,

•••

t (·A

t .ı H

+ t bB + l cB

.

\.: ,

t a {. +

,

t t·"'' + t · ("

<!iris \L' çıkı, gc riliın dönüştiirn1e oraıurun '·ı�.;"\>U.I� değerı olan 0.86ü nın elde edilınesi için anahtm,...._ ifadesinde çıkış ten1tl hannoniği üzerine gm; harnıoniği t:klcnir ve çıkışa ait 3. ham nik ç.� (jiriş hanııoni ğ inin euıhk değeri giriş tem ı u;ü,u'""'­ gt:riliın genl ığiııin lt4 k atıdır. Çıkış han niğinin ... � .\.4....._)

3det çift

..

veya diyot yerh;ştirilıniş teklı yarıilctken anahtar1 ı ()larak bulunmaktadır. Bu anahtarların çeviricıd� yt"rle::;inıı Şekil 1 " de verilnıişlir. Va

l ll 1\

=

\'El\:TÖI� 'I'EKNiKI ıl� I� İ

J

ı

os

siir�sincc t.ıA

Il. VE�Tl 'RİNİ \'�� lJZ,\ ':

l\tiODÜL1\S\'()N

(cu, t) co s (en, t ·1 21t /3) ((l),t 4n/3)

t ür leri iktııtKk nlınalıdır. Anahtarianın p 1)' tu Ts ol r:ızn ait unahtarlaıua !jür elerinin toplamı aynıdır.

pL'tyDt

fıL·kaııslardaki yuk

aknnları ile harn1oniklerinin hcıız�1iııı yapılmış ve üstünlü kle ri vcrilnüıştir.

ç

c os

dır. lleı faz anahtarı

fn·k�ııı�ı kııll�ınılaLık

dL'ği�ık

�nı

iricnin darbe gt>uışli k ınodülasyon tckniğind nahtar'­ ı fadeleri i<; in f�ız geri lin1 iHıdeleri kullanılır. e\m·gn i int: u y g ul anan fni' gçrj liınkri ifade dil .. ot

anahtarlaınalar sır<ısında �ıralı anahtarhınıa y�ıpılarak çıkıştaki yük faz akınılan incekıınıi�lir. K ıyas la ın: l sırasında farklılık olnıanıas L ıçın heı ik i kl)O ı ro1 de aynı anahtnı hun:.ı

I>arbC' Gt'nişlik todüla yon

'l'ckniği

faz kullan1larak nıatris d6nüştiirü�ünüıı J.. orı tro l Cı y�ıpılır. Akı m ve geriliın vcktör1Grinin ±az a�ıları, giriş gii\" katsayısının istenen değcıdc ohn,\sını sa�byacak ;.L·k.ılde, ıletiın anahtarların yarıi1cik�n dönüştürücüdeki s ıra la ınaları n ı geç ıtı\..' ılctinlc ve zamanları

tekniğinde

.

.

bırarası yönteminde giriş faz akın11arı \'('çıkış nız k u l b nıl u . C i iriş t�ız uzay vcktorlen in rin lle in' ril ge '-' <;ık ı� akımlarının uzay ve ktörli nd ek i 1 az cı\·ısı Vt' lararası gerilimlerini n uzay vcktihlindeki Eı� açısı

darbe

V

,

.

transf kontrol

vektör

de

'

.

��

Uzay

1

�dul

'r·al ış�lan diğer ak aı ol ın yg y� de in er til' e id Matris çeviric yhntcııudc l J :z.a y o nu y ı..; a l i.i od rn ik şJ ni ge e rb bir da cnıidir. Bu nt yü l rcı nl ko ) IV1 V (S n yo as ül Vektör Mod sı <(Ok ..karın��� kur laı gu uy de ci ri vi çe is atJ· ın � lin yönten tl tn.lc dolaylı rrJ lıt gı k.ıu tc on �y la dü ıno öı kt ve (3). Uzay . hu o lup, ıl h da ıw ıhu gn ı nı �ı er fonksiy o nu yak la

belirler(4,5,6,7 �8).

i.CJo

c ola k isirrd::w " . �•..:ıı....._ \/ a \� v c lt:nninallcr çevirici giri�leriııi, VA' c i e �C'II B re ı, de çıkış la rı nı ifade etnu�ktcdir. ŞekiJ yaniktkeıı anahtarlarının ilctin1 zaman 'C bclirlennh��inde yukarıda ifade edilen n . ...... yöntc.;ıı1i ağırI ık lı olarak kullnnılınaktadır. li r iki t.. tt.: k nı ginde de darbe geniş lik n1odülasyonu }önı�... �öıe analı tar lauıa yapılınaktadır.

h enz� t in ı

oı tn ınında

bilgis�1yar

Hilgi ayar

·

degeri ise

ç:ıkı� tenıel harnıonik

gerilinı genliğinın k at ı nlıııalı iır (1 (2). Bu uygulaınalaı ayennd r gcrili rnin i n tepe dcğ�rinın herhangi bir t örn #ı,'-<lı., için giriş gerilinıinin tepe değeri n e oı nımn O.

.

ulınct"ıı

sağlanır.

n1aşnıa\Hıı \

...

\ ıkış

sağlayan

gerilinlinin ınaksimum

gerilim

·

... .,.,ı-..

ifadesi

crılını�tjr .

V,,1(t)

[vjt))•

vo1(t) vo,(t)_

s cA \1n

=

V,

'.

Şekil

1.

lJ�·

faz giriş

ve

.,.ıı<ışa ·

'

,

aıı.. ,

·

111:.ı1ı

c o • (1)\ı t +O<' - 2"'rr J •

)+_V, cclc..·(J 4

l • ro ı

ı-

V0 CO,

çcvırıcınııı y.apı\ı ·

i�

• •

160


Matris Çeviri ci Kontrol Tekniklerinin

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

2. Sayı (Temmuz

7.Cilt,

2003)

Bu eş itlik anahtarlama nıatrisi ile ifade

e

,

dil ec ek o l ursa ;

( ) [M(t )) . (v. (t ))

Vo t =

(4)

mleri

olur. Çıkış ve giriş g eril i

Vo

\li

1

i sinden

c n

J3 12

=

n+(2) n+(3) n (2) n+ (3) n+(2) n+ (J) ..

arasındaki transfer oranı

dir. Eş itl ik 3 'de ki

Vi

s

yeniden düzenlenecek o lur a

e1de edilir.

geriliınİ Vo

COS

6

o

yazılacak

(5)

değerlerini almaktadır. C

'

1

<

mu

J

.. L:rn IJ .

:=

.ı=l

<

'

e

o

herbir rnatJ·js

ı < i < 3, 1 < j < 3

ıçın

1

1

(6)

[m1 =Ji 3

nı� (2) (3)

rrıT

nı+

ın+(l)

Mat

olnmktadır.

ın_(ı) nı_(3) nı_(2) m_(l)

(3)

rn+(i)=cos( ( m_ (i ) = cos( (ro

wo

� u

o

.

-

_

-

(16)

.

j

ı

I ) kontrol matrisine eklenmesi gerekir. Bu durumda kon tro l matrisinin genel ..

(8)

3xl

lik birinı matrisin

(

çozuınu, . .

[m(t)]

-ll

=

� [r]

+

[m1

olur. Çıkış geriliı11i

(9)

o ranının

en

n1atıislerinin

dir. B urada,

1

(15)

1 vo ı - u 2- -:;V -

için,

i içerisindeki ifadeleı- açı lacak olursa,

)t+ eo - (i -1)2n:/3) 80- (i- 1)2n /3) -CO i )t

,

olmaktadır. Yük akıınınlarının süre:diliğinin sağlanması

r s

+ (J)i

3

(14)

dir. Eşitlik 14' te,

olnıak üzere A matrisinin ifadesi,

ın_ (3) ın_ (2r

Ö ı +-=-

q_(2) q_(2) q_(2)

q_(3) q_(3) q_(3)

q+(i)==cos( (3co0 + roJt+380 -(i -1)2n/3) q_ (i ) ==co s ( (3m0 - coJt + 380 -(i -1)2n /3)

(7)

ını.(l) ın+ (2)

q_(ı) q__ (1) q_(ı)

ş ek l ind e dir. Matris eleınanların açık i fa deleri

ifadesi için A, B ve C alt matrisle r oluşturulur. O

matrisinin ifa desi ise,

q+(2) q+(3) q+(2) q (3) q4(2) q_�(3)

olursa, Eşitlik 5 d

(12)

(13)

ki k ş ulu sağlaınak için M k ontr l matrisi

Eşitl ik 4' tc

n_(3} n_(2) n_(3) o_(2) (ll) n_(3) n_(2)

olmaktadıı-. Eşitlik l 1' de,

(3ro0 t + 380 ) cos (3ro0 t + 3 8 ) cos (3ro0 t+380 )j c os

Vo

yeniden

.)

ı +Y 3

_(1) n_ (1) n_ (ı)

n

n+(i)=-cos(4ro, t- (i -1)2rr/3) n_ (i)== co s (2(J)i t- (i- J )ın 13)

cos 3roi t

2n Cü0 t +80- ...,

i.Coşkun, A.Saygın

dir. M atıi s elemanlannın ifadesi ise,

aşağıdaki ifade

) ( cos(3coi t) cos(3coi t)

Bilgisayar Ortamindaki Benzetiıni

+

[m k

+

[mb

(ı 7)

ile giriş gerilinil arasındaki dönüşün1

yüksek değerde olması istenir ise kontrol

aşağıdaki

değişkenleri

gibi

ifade

edilnıelidir,

tan <Pi tan <Po

.

ı

+

tan ct>i

---

tan <Po

(l 8)

(1O)

Bu değere bağlı olarak kontr l matrisinde kullanılan ö

eşittir. Eşitlik 1 O'da �i : çeviriemin gırış güç katsayısını, <Po : çeviricillin çıkış güç katsa yısıııı ifade çeviriemin diğer Benzer yaklaşınıla edilnıektedir. kontTo1 nıatrisleride i fade edilebilir. B matrisinin ifadesj

değişkenlerinin

değerlerine

alclığı

o

değerler

kullamlarak

çevi ri cide kullanılan yarıiletken anahtarl ar

anahtarlama sinyalleri üretilir.

.

.ISE',

161

-

y

matris

için gerekli


11.2. Uzay Vektör Darbe Genişlik Modü1asyon

Eşitlik 2� Ciııiş akımlarının uzay ve1ıöru

bulunur.

Şeki13 ı te verilnliş tir.

matris çevi ricide Şekil 1' de verilen 9 adet çift yönlü

yarıil e tken

anahtarların

Çeviricinin beslernesi

denetl enrrıesini

fazları kısa devre düşünülerek

ed i

sağlar.

lıneınel i

ve

sağlanmalıdır.

tJzay

vektör k ontrol tekn iğ inin ınatris çev i ri c i ye uygulanması

(3,. . , 1 0).

4.

5,

+

f

ko mbinasyonları

Tablo

anahtarlamalar

3

ana

de

sağlayaıı

'Tablo

verilnıiştir.

gruba

I.

ayrılnuştır.

1'

deki

.

2,

"'t

3

- ı.

3

2,

vektörünün faz açısı çıkış akın1ları ıızay vektöriinün faz

Her iki

bağlıdır.

olarak uzay

tekrriğinde

vektöründe

denctleneınemesi

vektör

darbe

kullanı1ınaınaktadır.

anahtariarnalar için Tablo

gen iş li k

�ek ı ı 2. (,'ı k ı�

ınan-is

ınodülasyon

Çcviricideki

de

1'

sebebiyle

-4 +7. +R

faz açıların111

veri len

a

1

grup ta k j

faz açısına bağlıdır. Aynı şcki1de giriş ak ıınlan uzay

çevirici

+

rv

vektörünün faz aç1sı, giri ş g e ri h rnle ri U7ay vektörünün

bağımsız

ll -

anahtarlan1a

anahtarlarna ko ınbinasyon larında çıkış gerilimleri uzay

açısına

-9

,

III

6

vektörü

anahtarlama kombinasyonu bulunmaktadır

Bu

durumlan

+

-8

'

f1

sıras1nda giriş

yükün e ndüktif olduğu

akımın sürekl iliği

sırasında 27

7

-

3 fazlı AA kaynaktan yapıld1ğı

için yarıiletkenleıin iletinıe geçirilmesi

uzay

akımlarının

gırış

kullarularak

tekniği,

Uzay vektör darbe genişlik ınodülas yon kontrol

· i.Coşkun A. a)gıı

şekilde

Tekniği

Kontrol

1\.ont rol �ı·ckni kle d nin Hilgisayar Ortamindaki Benuti

M at ri� (,�eviı·ici

SAU Fen Bilimleri Enstitlisü Dergisı 7.Ci1t, 2.Sayı (Temmuz 2003)

tünı

(�

II. ve lll.

- '\

- '

-6

-.9

geri li m le ı ı uzay vektöru

2

·1

.

5.

..

8

1

gruptaki anahtarlama konıbinasyonlan kullanıln1aktadır.

Tablo 1 ,

ve

de Il. bölgede (a., b ko n1bjnasyoınında

anahtarlaına

c) verilen 1 8 çıkış gerilim

adet

-

1 -ı.J '

7

'

- 3,

uzay

vektörünün faz açısı giriş gerilim uzay vektöıiinün faz

açısına bağlı değildir. Ay11ı vektöriinün açısından

şekilde giriş

JV

akını uzay

faz açısı çıkış akım uzay vektörünün faz

bağınısızdır.

-'- 3

'

+

6

'

�-

Gerilim vektörlerin ifadeleri yazılacak olursa,

ı

Vo

==

( J 2

ab +av be

V

---' •

AB + a V BC

olmaktadır.

2 a

+a

V ca

') -

V

)-v CA.

)

i e -'ai

==

ja. Vo e

9

)d<il

(19) o

-

VI

- 2. - 5

Clinş

3.

geı il i nı

Çıkış

V

+

1,

+

4.

+

7

cikunları uzay vcı·�örü

vcktöıii

1.

bölgede

iken

çevirici

anahtarl::una elen1anlarının ilctinı sürelerinin bulunması için Şekil 2 ı de gösterilen genlin1 vcktöründe,

(20)

Aynı şekilde faz akın-ıları giriş-çıkış uz ay

(23)

vektörü ifadesi ise;

ı VO ı

ıV ı

_.

-:

ıo

-3 _

2

(·ı

A + a ı B +a ·

2

·

Jc

)

=

1o

jB e

(21) o

1'

=:

X

-

1

.

V

o

1 si

a.0 +

.JJ

cos30

n) 6

-

)

')

(22)

=

2 -

Jji Vo 1 si

...._

ı

dir.

Tablo

9

7t

giriş-çıkış akımlarının uzay vektörleri ifade edilebilir.

--�(v 3

6,

- .

Matı-is çeviricide fazlararas ı giriş-çıkış gerilinıleri ile faz

v-

-

vy 1 - ..

de II. bölgedekj anahtarlama kornbinasyon­

1 Vo 1

lar� n?aki çıkış gerilinılerinin uzay vektöıündeki yen Eşıtlık 20 kullanılarak Şekil 2' de verilıniştir. Aynı

ı vl) 1

=

1V 1

=--

y

cos30

i

s n -

==

2 6

ı Vo 1

-

.

ı

a.

r

162

1t

G

Jj 2

(25)

{)

-

<Xo

'

2:. -cı (2� 6

o


SAU Fen Bilinıleri Ens·.itüsü

7.Cilt, 2.Sayt (Temmuz 2003)

Matris Çcvirici Kontrol Tekniklerinin BiJgisaya.r Ortamindaki Benzetimi

Dergisi

I.Coşkun, A.Sayguı •

bulunur. Gerılim vektöründeki anahtarlama ifadeleri çözii1c-cek o I ursa, 1f

ao

?

- ? -

8�

s:� J3 Vca= ' V ,fi Vab-u6

-· ··

o

2

J3

i=

1 Vo .ı

6

(27)

(5-ao

(28)

n

. sın

(3 1)

1 I;" . =

1-:� 1 sm .

-

1� 1

· cos30

n:

6

• + a .

2

Akım vektöründe de aynı eşitliklerin bulunn1ası gerek i r. Aknn vektörü 1 . bölgede iken anahtarlaına elemanların1n iletiın süresi için çözüm, -

1 ix 1=1 ii

7t

ı sin

6

1.·,.

..

ı·

sın

1[ O.·--

1t

--

2

ı 6

6 r ı -.:._= _ ---=- = - � l 1 l= 1Ix. ., - ı -: ı cos30 -·

·

jj

·

ı

sı .

[3 ı

2

n

a· -n:

-1(

ı

6

83

J3

ıA

==

1 ı.

-.,

ı=

ı

2

J3

.

-:-

-6

-

(33)

·-

6

1t -+

1 � 1 sı n

(32)

(3 4)

6

dir. Matris çcviricinin çıkışında istenen fi·ekans ve gerilinun genliğini elde etmek için her bir anahtarlan1a elemanının i1etiın süresi, yukarıda verilen gerilin1 ve akım uzay vektörleri kullanılaiak bulunur.

(lO)

6

2 .

1t

7t

CX.·1

(29)

--

. 1t 217 = J3 ı; 1sı n 6 +

fj

olrrıaktadır.

-

--67t

Tablo 1. Anahtarlan1a kombinasyonları

1

t

Grup

Nan1e

6 7 8 9

Ila

lO

17 18 19 20 21 22 23

-

b

c

Bb

b

-1

b

a

-2

�4

-4

-1 5

-S -

+6

-6

·-

+7 -7

+8

-8

+9

b c c

a

b

a c

b a

c

b

a

c

b a

c

b a c

b

c c

a

b a c

b

a

25

o

a

o

c

b

a

c

b a c

a

c

27

a

b

c

b

-

b

-9 o

b

a

24 26

a

a

a

c

c

c

-� ı

c b

a

b

-12

-

c

c

-

12

16

Ilc

.

-3

15

r-

-

-

b

-

·--

+3

14

Il b

-

] ı 13

111

-

4

-

a

-

3 5

a

-

2

I

A

c

b

a

c

a b b c

c

VAJ3 V ab

-Vca

-Vab V be Yca

V be

V ab -Va b

-

Vl

ıç

-V b

e

Vc a

-V c

-V

a

ab

V ab

-

V he

vbc

-V c

::ı

V ne -V·

-Vca V ca

Vab o

-

o

o

o

o

-1

8

o o .

-l

.

ıc

Vab

- Vl>

c

V ca

o

.

c

o o -

-ı .

o

A

lA lA .

o

.

-l A

o o

.

.

-l

lA

lA .

-l a

.

ı a

-

.

13

.

-ıs o

o

.

-t .

c

ıc

.

ıe

-ıc o

A

-l

o

o

1

o

1

o

1

o

o

o

o

ı

1

o

o

1

o

ı

o

o

o

o

1

o

1

A

o o

o

ı

o

o

o

o

1

o

ı

o

ı

l

1

o

o

o

o

1

o

ı

-

ıs

ı

o

o

o

o

o

ı

o

ıs

o

1

o

o

1

o

o

o

o

o

ı

o

ı

ı

.

.

ıs .

-ı s .

o

o

-

.

.

c

ıc .

·-

o o

o

o

ı

o

]

o

o

ı

o

o

o

o

o

o

o

ı

163

o

o

o o o ı ı o

ı

o

o

1

o

1

o

o o

o

o

a

ı

o

o

ıc

1

o

o

ıe

ı

ı

. -

.

c

1 o o o o

o o

o

ıc

sb n

o

o

o

o

.

o

ı

o

o

1

-Vc

Yc a

B

ıa

vbc

a

b

ıo

V ab

-V c

b

.

o

V be

o

lA

o

b

A

.

o

-Vb e

a

a

o

V ca

a

.

o

u

ıJC

-V a

-l

o

V be

-V

o

lA

-l

-

o

.

lB

lA

Vbc

lA

.

lA

.

ıc

.

-

ıs •

.

SbbA

o

ıc

lA

lB

V ca

V ab

o

c

ıc

-Vc

o

a

c

Vca

.

.

.

Vbe

V ab

o

ıc

-

o o

Yab

V ab

o

lA

Sac

ı

ıs

.

San

ı

.

ıc

.

ab

()

.

tc •

.

ıs

-V

o

lg

lA

Vb c

-

o

lA

-

S aA

le

.

.

Vbe

-V ab

-V c a

o

-

lb

.

-V au

oc

Vca o

V ca

Vb c

-Va

la

YcA

.

.

o

.

o

o 1

o ı

ı ı

o

ı

o ı

Sbc

o ı

o

ı

o

o

o

ı

ı

1

o o

o

o o o o ı o o

o

1

o

ı

o

o

o ı

o

1

o

o

o

o

ı

o

.,

o

o

o

1

ı

o

o

ı

o o o

o

1

ı

o

o

o

o

ı

o

1

o

-

ı

ı

o

o

ı

o

ı

o

o

o

o

ı

o

ı

o

ı

o

o

o

o

ı

o

o

ı

ı

o

o

ı

o

o

o

ı

o

o

ı

o

1

o

o

o

o

o o

ı

o

o

o

o

ı

o

o

o

ı

S cA ScB See o o ı

ı

ı

o


Mat ris

SAU Fen B i limleri Enstitüsü Dergisi 7.Cllt, 2 . Sayı (Temmuz 2003)

ger il im vektörlerinin

ve

Akın1

bölg d

durumuna a it anahtarlama süre l eri n i n ge ne l çozuınu,

8t 83

84 öt

ı V ı1 sin ı vi ı

2

�o

J3

=

,

ı1 y ı sin J3 ı V; ! 2

J3

-

/

7T

+-

a

s ın

6

o

n

.

-

--

a

.

(3 5 )

.

ı

10

.., .f•

.

. ,.'

,

....

' '

J-

'ı

f

-

_

0

-

ı vo ı ı vi ı ....

2

ıv ı ! vi ı -

- J3

_

0

.

s ın

a

n \j sin

..L-

o ı

6

(36)

6

-

-

TI

- - a·

s ırı

3

o

sin - - a

6

4:

(3 7 )

ı

r

-----rı

s ın a ı·

\

r

.

\.

.

1

· !ı

:

l

.

.

-1

o}.

t\

1 1

ı

(38)

o

\ .

ı

' 1

ı

4:

TC

\

s

\

'

1

1

t

yap ı lmı şt ı r .

Çeviıic1nin

10 l---.

0 1S

0 14

yöıılü

peryodu i ç eri sinde Şekil 4 ) de giriş

süreleri

t11tuhnuştur.

frekans ı 5 0 Hz

bir

:

l\

'

,

'\...�

"

(s)

ı

0.18

1

02

0.17

--,-.. --

(

.. 1

ı

.

·1 o

0 1

'

)

...

/, ,

.•

�\

\ :

. ��

�-

'

\

\

--

.

'

t

\

'

\

/

'

1 /

1 :

o ıı

0 14

('cvıric i çıkışn ıdc.ıki yOk Vo1Vi=0.�2)

1 1ı 1 1

\

\

(

!

1

'

o.1s

o.16

o t8

o ı!

1-'---'-.-1-

(s)

(b)

faz akımları

a - Venturi n ı k on t rol yönlenli

1

'

..J- - ___.l_

o ı 3

\

'

. ,

,./ 1

/

\

(

Zaman

Şekil 4.

\

,. .._

t

. .

o. 1 1

.

1

_ _ l

/ /

,._.

1 f

'

0. 1 1

(

fi=SO :!-··

c ")

fo=20

z.

b- Uzay vektör rnod ü i asyon kontrol yönt.

tekniğinde

Şeki l 5 ' de ise gj riş frek ansı 50 Hz, çılo ş frekans ı 80 Hz ve g e r il iın dön üştünne oranı 0.64 olarak kabul edilen çıkış faz akın ılar ına a i t bilg i s a yar benzetim soı uçları v e ri l mişt i r. Şek il 5 -a, dalci Yenturini kontrol

.

iletin1

\

5

Bu uygulamada ge r i lin1 veya akım vektörleri bölge sıralı yapılnnştır. � ir değiştiğinde anahtarlarnal ar . . t nı1 anahtarlan1a zaınanı içerisinde eğer yanietkenlerın ıle sürelerinin toplaım anahtarlama peryodunu geçiyor i s e yap ı l arak

.•

\1 ' }!

-

.

:

anahtar lamalar sı r asında sıralı anahtarlama yapımuştır.

oranlaına

.

1

bilgisa yarda b enzeti nıleri yap ı Innştır.

k on trol

1

ı--·- L-

kontrol te knig ı ıçın de

ınodülasyon

.

1' 1

edilmiştir. Benzetiın çalışınaları değ i şik çıkış frekensları ve dönüştürn1e oranlannda yapılmıştır. Her iki yö�t.eı:1�e de anahtarlama frekansı 5 kHz alınmıştır. Çevırıc ının ş eb ek e de n beslendiği baz ab nara�< giri� f�e�ansırun 5 0 220 V Hz ve giriş faz g e n l i mi ni n e tk ın dege rımn old uğ u kabul ediln1işiir. Yük o l arak dengeli 3 fa zlı faz için direncinin R- I O endük ti f yükün bağlandığı, her n ve endüktansının L=O. I H olduğu esas alınarak vektör

-

\..

anahtar kul l anıldığı ve bunların i dea l oldukları kabu1

Uzay

\

, , •

.... .

__.

3

ı

-r--ı-

\'

bi���sa��rdaki ç ift

ı

..

-�-

mode lleı11esinde

\

J

(a)

KONTROL TEKN"İKLERİNİN BİLGİSAYAR BENZE�rİMİ

benzetim

\

\ ı

Zıtınan

.

ç a l ı şnıalar ı her iki

.

\. .

\

o

0. 1 ı

o 1 1

o 1

i

ı

l_-

(

\

,

..,.;

___

\1 ı

\'

\

'

'·

.....__

.

ı ' de verilen nıatri s çevirici için

\

/

..

• ..

1

­

Şeki l

'

1

.J

ı

oln1aktadır. Yukarıda verilen çözün1ün diğer b ö lg e l e ı Yuk an da bulun� içinde ç özü lme s i gereknıektedir. anahtarlanıa süre le rini n toplan1.ı bir örneklen1e s ü re s ı n ı geçmeme li d ir III.

.r'

.r

"

'

o:

/

:

o

..ı. . , .... . .' '

\

'

\

-"'

n

,, " -

'r

l

5

CX ı·

-,----

\

2

=

==

-

i.Coşkun!

·

incelendiğinde uzay vektör mo dü la sy �n �e�ğin"deki faz a kı n1.1 ar ı daha düzgün o ld u ğ u tespjt edilmiştır.

� � ? lnıası

1.

Kon tı·oJ Tckni klcr ·i n i n Bilgi saya r Orta min dak i Benz.efi

Çevh·ici

al gor itm asın a a i t ç ı kış akım lan

anahtarlaına

ve Ş ekil 5-b �

de ise uzay

vektör rnodi.i las yo n tek niğ i matris çeviricide k.ul larul eld e e di l en ç ı k ı ş faz akımlan verilmi ştir. Giriş frekans ının i..i�tünd eki fıe k an s lard a Venturiıti yöntenıde faz akı nılarnun s i nü s o i da l l iğinde daha faz la bozulmalar tes pit e di lm işt i r.

çıkış frekans ı 20 Hz olan ve geri l i m d önüştürnı e oraru 0.82 ka bul edilen aknnla.rı yük ç ık ış ı ndaki matris ç e v i r i c ini n gösterilmektedir. Ş ekil 4-a' da V entuı-ini kontrol yönterıli ile yapı l an analıtar]an1alar i l e elde edilen akım eğrilerj Ş e k il 4-b de ise uzay vektör n1odülasyon verilmiştir. kont ro l yöntenıi ile n1atris ç e v i r i e mi n anahtarlanması durumunda faz akımlan v e r i l mi şt i r. Her iki ş e k il ,

I-:Ie r i k i ben zet i rrı sonu ç l ar ında da uzay vektör kontrol alg ori tınas1 ku l l an 1 ı ara k yapı lan aııahtarlanıadaki akı nıl arı n

Ve nt uri ni

kontrol a1g oritmasına

s in üs oid al o ld u ğ u gö zl e ıunişt ir.

1 64

göre daha


SAU Fen Bi lünleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2 . Sayı (Tenımuz 2003 )

Matris

Çevirici

Kontrol Tekniidcri nin B i l gisa y a r

H a rmonik 3 --------·-.-

r

2

'•

'

.,

.

--

1

i

,· .....

1

. ı

1

'· \

'

6

r

'

'

'

� 1

\

.

ı

1

' '.

...

J

-

''

1

-

.

1' ·.

<C

' \

2

'

r

o

0 14

ı ...

, './'/\ , .... . 1·.

ı

j

\'

:...

1

!

0.145

1

1 "

.

.

.

• •

o

<{ �

\

,

1

i l )

'

r

1

r

. •

J ..

.r

ı

1

. ·.

'· ,,

.

...

5 . Çevirici

L.

.

çıkış1ndaki

..

.

o 1 35 Zaın a n (s)

..•

_ _ _

(b)

yüklin

Vo/Vi=0.8)

faz akınıları (

..

-'---

deki

2500

(fı=50 Hz, to=20

6. Yükc ait rnz a k ı m ı n ı n harmo n i k analizi

kontrol yönterni

Hz,

1 .4

1 .2 � q: '-'

ı

� E

-J

o 14

Harmonik sp�ktrum u

1 .6

1

ı

o 8

ı

0.14 5 0.4 0.2

fı=50 Hz fo= 80 Hz,

o

Yenturi n i kontrol yön terrıi

b- Uzay vekLör nıodülasyon

Şekil 4 '

:1

_;_,

Vo/Vi=0 .64)

a-

,.

______

0.13

.

J

'·.... "\.

) L----0 . 1 75

(b)

1 . 8 r---

ı

1

'

ı

1

.�ı ı 1 ı

.

,

'

:

2

.

\

' \ ; ıi

:

'•

. . •

'

·..

2000

b- Uzay vektör modülasyon kontrol yöntemi

... .

1

1

'\..

(

·. ,

.

Şekil

. .

"

:

r

.

.\ l

1

·"' q_

,,....'lo··...,

.

1500

rrekans ( H z )

Ş eki l

\.

..

,

1

'

1000

a- Yenturini

· .

.

'

. /

soo

0 •���--�----�

(a)

. . .

ı

1

ı --------�-- ----

Zamarı (s)

�1 ı

·,

; ·

0. 135

3 .------.,.-

3

.

_____

o 13

.X

1

'

4 •1

� ı

!

'

·.

0.125

\.

_, .ı

.

1

.

·2 r

'

'

j

'...

ı

\

'

:

1 1

-1 �

5

1

,

----t·

"'

1\

i '

1

1

o

\

:

\

..-.

<(

s oektrum u

., -----

.

'

E

İ.Coşkun, A.Saygın

'

1

<( --

Oı1amindaki Benzetimi

kontrol yöntenıi

yük faz akınılarınından bir

o

lııh

1

ı lıı ı1'' 'ı.. .'' ı• ı l •' '1ıll ı 1ı''•'''ı'ı ııııı 1 5 00 2000 2500 3000 3500 4000 -4500 5000 Frekans (Hı)

ı ııııı' ' ı'1ı1 l

500

1000

(a )

faza ai t

Harmonik s p ektrumu

haımonjk analizi Şekil 6' da verilmiştir. Aynı şekilde Ş eki] 5 teki yük faz akımlarından bir faza ait han11onik analizi ise Şekil 7 ' de verilmiştir.

1 .8 r--'T-r - ---ı--- ·-.---�,----.--,---.r---.---.

1 .6

-1

1 .4

Harmonlk spektrumu

ı

7 ,-----...,

cı:

-

5

_,.

ı1.

E

cı:

.X

ı

0 6

'J

·'

<( .....

� E

il

1

o

31 2

o

1 o

o 8 -

_ _____ ___ _ lı ı '.. ....... ..___ _, ......-J �.�---'---'-lı---1--1000 0 500 1500 2000

Frekans

(a)

(Hz)

ŞekiJ

2500

4 -

l.�� _..____....ı. ---'O

500

1000

1 5CO

--'---�----...L...-

2000

2500

3000

3500

7 . Yüke ait faz akımı r ın hannon i k analizi a- Yenturi ni

kontro! yön te m i

(ti=50 Hz,

b- Uzay vektör nıocC iasyon kontrol yöntemi

1 65

4500

FreKans ( H z )

(b)

Vo/Vi=0.64)

4000

J

5000

fo=20 I-Jz,


l\1atris Çevirici Kontrol Tekn i klerinin Bilgisayar Ortamindaki Benzetimi

Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi 7.Ci1t, 2 .Sayı (Teınrrıuz 2003) SAU

IV.

l.Coşkun, A.Saygın •

SONUÇI.JAR

vector modulate(1 matrix canverter with mininıızed a and svvitch ings of nurnber feedforward

benzetin1 çalışınalar1 tekniğinde de aynı yük ve

iki kontrol tekn iğine ait bilgisayar

yapılıruştır. Her iki kontrol

sırasında

te kni ğ i nde

uzay

vek

tör

faz

ku l lanı l a ra k

genişlik

darbe

örneklemeler

n1odülasyvn

vek töıiindeki

uzay

aknnlannın

ge unbalance, Power Drives and Energy Systeıns for Electronics, Industrial Growth, Proceedings of the International Conference on, Volume: 2, Page(s): 833 -839,

conıpensation

Anahtarlamalar

frekansları kullanı lınıştır.

anahtarlama

yapıinnştır

ve

açısı

uygulaına

anahtarlan1a yapılarak ç ı kı şta yUk akımlar1nın düzgün olnıası sağlanm1ştır. Uzay vektöT ko n t rol tekniğinde ınodülasyon genişlik darbe anahtarlama sırasında sıfır vektörlerinde de an ahtar lama koşulları oluştuğu için Verıturi ni k ontrol algorit1nasına s i n üsoidaJ sinyal göre çevirici çıkışında daha dü zg ü n sıralı

sırasında

üretildi ğ i

ve

[7]

etrafında

ol duğu

art ı ş

an htarl a n1a

a

görülmüştür.

frekansına yakın

harmoniğİn

fi·ekans ı

Ayrıca

[ 8]

değeri

teıne l

d eğe rdeki h arnıoniklerin

sinuso idal inputloutput Applications,

Fifth European Conference on, V o l uıne : 7 , Page( s ) :

1 70 -· 1 7 5 , ( 1 993)

L.,

m o du la t ed

c a n verter Industry

Volunıe:

and

Boroj ev i c,

three-phrıse

to

D.,

Space

three-plıase

veetar

matrix

pO Yt'er _factor correction , IEEE Transactions on, Applications,

31

H'tth

input

Issue: 6, Page( s ) : 1 2 3 4 - 1 246, ( 1 99 5 )

L . , Watthanasarn, C . , A n Efficient Space Veefor Modulation A lgorithnı }-.or A C-A C lv!atri:x Con verters: Anazvsis A nd lnıplen1entationl Power

[5] Zhang,

Electronics

and

Variable

Speed

Drives,

Sixth

International Conferencc on (Conf. Pub l . No. 4 2 9 ) 23-25 S epte nıber Page(s) : 1 0 8 - 1 1 3 , ( 1 996)

and

1 1 07, (200 1 )

Spac e veetar control of nıatrix canverters rrirlı un i�y

and

1rvith

IEEE 3 2 n d

,

Pt)\ver Electron 1cs

fmplenıentation of a

sıeps coJnn'lutated rn atrix converter,

sinıp/e

Power

PESC 99. 30th

1 , Page(s): 1 7 5- 1 80 vol.l,

comnı utation,

Page( s): 1 749 - 1 754,

Mun.k-Nielsen,

Povver Electronics

[3] Casadei, D., Gra nd i G., Serra, G . , and Tan i , A . _, and

1 3 lssue: 5 , Page(s):

Ziegler,M., and Hofınann, W., two

IEEE

Industry

S.,

(2001)

A novel loss

reduced modulalion .\'trategy for nıatrix converters,

( 1 990)

I-Iuber,

-891, ( 1998)

[ 1 O] l-Ielle, L.�

voltage and current source in verters, based on A C­

fac.:tor

V o l un1e :

� eet i ng, Volun1e : 3 ,

Lipo,

A C rn a trix canverter tlıeory, lndustry App1ications Society �A.nnuaJ Meeting, Page( s): 1 ı 90 - 1 1 95 vol . 2 ,

[4]

882

Electronics,

Po\ver

Applications C'onference, Thirty-Sixtlı IAS Annual

Hol ıne s , D.G., A new nıodulation algorithm for

povı:er

can verters,

matrix

topology

D . G . , and

"tva ve_forrns,

approach for the analysts oj the input power quality

[ 9 ] Lix.iang W., and Thorna�. A . L . , A novel converter

PESC '89, Page(s): 353 -359 vol . l , ( 1 989)

input

,

( 1 999)

T . .A. . , l!n[Jlementation oj· rı controlled rectifier us ing A C-A C" nıatrix canverter theo1y, Po\ver Electronics Specialists Confcrence,

[2]

C as adei D., Serra., G . , and Tani, A . , A general

Annual TEEE, Volunıe :

KAYNAKLAR ,

volta

Electroıucs Specialists Conference,

etkilerinin düşük olduğu tespit ediln1iştir.

[ 1 ] H ol me s

of input

Tran sa cti on s on,

harmonik bileşenlerinin daha az olduğu bu

bileşenler

( ı 996) in

çalışmada tespit e di lıni ştir. I Ier iki kontrol tekniğinde de

hannonik

B l a abj erg, F . , and P edersen, J.K., Space

[6] Nielsen, P.,

Matı·is ç e viricide en yaygın şek i lde k u l lanıln1aktn o l an

,

,

1 66

Speciahsts

Annual,

Volume:

Conference, PESC. 2, Page(s): 1 1 02

-










On ldempotency of Lineaı· Conıbinations ofTwo Commute

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisı

?.Cılt,

2.Sayı (Temn1uz 2003)

ldemı•otcnt Matrices

H.Özdcınir,A.İnci�

M.Sarduvan

ON IDEMPOTENCY OF LlNEAR COMBINATIONS OF TWO COMMUTE IDEMPOTENT MATRICES

Halin1

Ozet ••

ÖZDEMİR, Aydın İNCi,

komutatir

-

ideınpotent

nıatrislerinin l i n ee r

koınbinasyonunun da bir iden1potent matris oldu ğ u tünı durunılan karakterize etme probleminin tanı bir çözün1ü ortaya konulmaktadır. Ayrıca, bu çahşm ada ele alınan idempotentlik probleminin bir istatistiksel ''orumu da verilmel<tedir·. '

Analıtar kelinıeler- Köşegenleştirnıe., l\linimal polinom,

E ğik izdüşüın,

Or·togoııal izdüşünı, l(uadratik fornı, Ki-kare dağıhmı

Abstract A complete solution is established to the probl cnı of ch a racterizing all situations, -

where a linear conıbination of t\VO comnıute iden1potent

n1atrices

P1

and P2

is also

an

idcn1potent nıatrix. A statistical interpretation of the idempotency problem considered in this note is also pointed o ut. Key•vords­

polynomial, proje ctor, distribution

1\'linin1al Ort bogo n al

Diagonalization, Oblique proj ector, Quadratic forn1,

Chi-square

l\1urat

SARDUV AN

In fact, the nıain aim of th is paper is to establish an alten1ative proof of one p a rt of theo rem recently ob t ained by Baksalary and Baksalary in [6], which deals wi1h the

perati o n

o

proof given should be of interest

nonzere el emen ts of a

two

different

1

c ,

c o mm ute

nıatrices over .3 The syn1bols y 1 .

Q 1, Q2 P.,

considerations are

,

P2 are

idempotent

sun1

P1

-i

P2 or

P1,

concerned with

ple x scalars and ınatrices.

com

-

A.

of the differences P1- P2,

one

,

idcmpo te nt nıaLTices

Q 1 and Q 2 , and y 1 and y 2 comp lcx nun1bers such that Q 1 - Q 2 is Hermitian. Qu a d ratic fornıs wiıh i deınpoten t matrices are used

tis tical theory. ::Jor this reason, the idenıpoteııcy p roblen ı considered in thi s note adnrits a stntistical interpretation due to the fact that it' a randonı n:x: 1 veet ar y has a 1nulti variate norma l density w ith e x t en si v c ly in

sta

to I

İncj) M.Sarduvan; Depurtnıenı

Sakarya Un iversüy, 54040 Sakarya, Turkey.

,

where I stands for thr:

of 1'V1athematics,

if

y'Ay has a

a nd only if

A

ide ınp o t c nt n1atTix; this is an impoı1ant res:ılt

analysis

Lcınn1a

of variance; cf.

9.1.2

Theorem 5.1.1

ın [4]. (Also see in

in

[8] for details.)

is an

in the

[3]

or

II.MAIN RESUL T As al rae dy pointed out the main result dcals with the

altemativc proof of the one part of the theorem in [6]

usi n g diagonalization of nıatrices. Beforc giving the rnain

H.Özdemir.

fact

and appropriate addit ion al conditions are P1 P2 fu lfi l le d ; cf. Theorem 5.1.2 and 5.1.3 in (4]. The solution obtained asse rts that these three situations cxhaust the lıst of all possibilities when attention is restric ted to conınıute idempotent matrıces, or complex

y 2 and

are used instead of c1, c2 and

when

-

,

are any

c?

of the

that character1stics roots and vectors, and polynomia l s are useful i n statistics. Three such situations are kno\vn in the litcratlıre, viz., if the combination is either the

noncentral chi-square densit y

field .3 and P1

noıızero

because

ide n t ity nıatrix, then the qu adrati c form

I.INTRODUCTIO�

P1 and

preserves tlıc idempotency property. However, the

P2

covariance n1atrix equal

It is assun1ed throughout that

of coınban ing linearly

resu lt

we

note that eve r y ide mpate nt n1atrix is

d i ag o na l izablc) and has only the e igenvalucs

Let us fırst

give the following lemma.

1

and

O.


On Idempotency of Linear Combinations ofT

SA U Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

2.Sayı (Temmuz 2003)

7 .Cilt,

ldempot H.Ozdemir,A.Ina M

O

-�

.

diagonalizes P1

Lemma. Let P1 and P2 be two coınmute i d emp oten t

ınatrices

P

and

be

n.xrı

their

P2

as

sı:s -ı 2:

'vhere and c2

c1

.

Then P is

P1

Since

diagonahzable.

P2

and

e.g., [7], pp.52). I-Ience there

diagonalizable (see, a

sing le

siıni larity

ınatrix

S

such

that

1 A == s- P1S and M== s-1P2S are di agon al ınatrices. In addit io n , their diagonal entri e s are the

that

Hence, direct calculations

.

(2) is id empotent if and only

n1ultiplicities. Thus

and P2

P1

eigenvalues of we

with

or, clearly

proper

i

+ C2f.li )(c1Ai + c2�!;

( c1 Ai 1,2, . . . ) n,

are

i d enıpo te n t and conunute, they are simultaneously is

sh o w

== c 1 A + c 2M P of the forın

if

Pr·oof. Firs t of all� no te that an ideınpotent rrıa trix is

So, w e have

P=c1P1 +c2P2 ==c1SAs-ı +c2SMs-ı =

diagonalizah le.

and

l inear

combination of the foı,n

\vİth nonzero s calar s

in (1).

and P2. Thus, we may write P1

=

1� i

'�'here

(3)

J.l i are the d i ag o nal entries of

and

On the other hand, both

M respectively. ,

have only the are

-1) =O,

1

ei g en va lues

idempotent.

P1

and

and O since P1

and

i nto

Taking

A and

account Lernma

2

P.,

assumtions of the th eo r em it is seen from equations (1 ,

get

that if

(1 )

pairs

(0,0)

,

attains eacb of the

==0,

then

(ApJ..L;)

(0, 1)

and

(1,0) at least once for at l ea_q

P1 P2

one value of i. H e nc e equations (3) ,

and only if c 1

fulfilled if

and bence

=

are conmıonl_

1 (implying

c2

==

1 ).

\vhich is the situations (a). Furthermore, in wiew of the assun1ption that

and

This comple tes the proof.

P1 P2

==

P1

=f:. P2, The equal i ties P1 P2 cann ot

P2

Now let us give the thoerem.

the p airs

Theorenı. Given two different nonzero comnıute

·P1 and P2 , Iet P be their

linear combination of the p = c ı Pı

(2)

and c2. Then t h ere

three situations, idempotent rnatrix:

exactly

(a)

c1

=1,

c2

=1,

(b) c1 =1, c2=-l,

\Vhere

P

are

is

an

P1P2 == P 2;

Proof. Since

P1

sim.ultaneously

diagonaziable. Assun1e

ınatı·ix,

P2 commute, which

at least on c e for

at

va u e

=

P1 P?

==

P1. And therefore, it

can

e

shown simpl y that e qu a tio n s (3) are comnıonly :fiılf.leri if and on ly if

c1

==

1 (implying

c2

=

-1)

for

former case, which i s the s irnat ions (b), and c1 (inıplying

c2

==

1)

=

llle -

for the latter case, which is the

The proof i s compl eted.

(c) c1 =-1, c2 =1, P 1 P 2 == P 1.

invertible

attains each Ot-

situation (c).

P1 P2 ==O;

and

_

l of i i.f P1 P2 "P2, and each ol the (0,0), (0,1) and (1,1) at least once for at lea"'-

least one pairs

(Ai, J.l i )

(0,0), ( 1 ,0) and (1,1)

one value of i if

form

+· c 2 p2

with noıızero scalars C1

simultaneous�y

hold

Consequently, under the last assuınptions, it is agam seen fro nı equations ( 1) that

idempotent matrices

P1

=

they that S

are is

siı11ultaneously

H.enıark. As pointed out at S ee tio n 1, it is estab:isiı.eri an alten1ati v e proof (having practical value in statistics of one part of the theor em recently obtained b Baksalary and B aksala r y in [ 6]. In that paper: a ·

con1plete solution was established to the problem of characterizing

all

sirna tio ns (including non connunrte

case). Morever, ]t \vas given two corollaries:

176


Fen Bilimlerı Enstitüsü Dergisi 7.Ci1t, 2.Sayt {Temmuz 2003)

On ldempotcncy of Li nca.- Combinations ofTwo Commute

SAU

(1) Under noncommute

the

ldempotent Matriccs

H.Özdemir,A.ind, M.Sarduvan

assun1ptions

theore m a necessary to be an condition for P C1 P1 + c2 P2 idempotent matrıx is that each of the products P1 P2 and P 2 P1 is an idempotent matrix; cf. cas e) of the

REFERENCES

(including

,

=

[1] J.K. Baksalary, s tatis t ical

Corollary 1.

(2)

Given

rn·o

different

Q1

iden1poteııt matrices

difference Q 1 linear

-

and

is J-Iemıitian, let

Q2

con1bjnation

Q == Y 1 Q 1 + Y 2 Q 2 nnmbers y 1 and y 2 .

situations�

where

of

with Then

is also

Q

nonzeı-o complex Q 2 such that the Q

be their

the

nonzero there

fonn complcx

are exactly three

[2]

Algebraic

implic ati ons of

characterizations

t he

and

coımnutativity

of

o rtbogonal projectors, in: T. Pukkila, S. Puntanen (E ds.), Proceedings of the Second International Tanıpere Conference in Statistics, Univers ity of Tampere, Tampere, Finland, 1987, pp. 113�142. J. Gro�, G. Trenkl er On the p roduc t of oblique proj ectors, Linear and Multilİnear Algebra ,

44(1998) 247-259. [3] A.M. Mathai� S.B. P rov ost , Quadratic Forıns in Randoın Variables: Theory and Applications, Dekker, New York, 1992. [4] C.R. Rao, S.K. M itr a, Generalized lnverse of Matrice s and Its Applications, W il le y New Yo rk, 1 97 1. [5] Y. Takane, H. Y ana i On oblique projectors, Linear Algebra Appl., 289(1999) 297-310. [6] J.K. BaksaJary, O.M. Baksalary, Idenıpotency of linear combinations of two id eınpotent matrices, Linear Algebra Appl., 321(2000) 3-7. ,

iden1potent;

,

Q 2 and Q,Q2 :=:O== Q2Q1, (ii)Q=Ql -Q2and Q1Q2 == Q 2 == Q 2 Qı,

(i) Q = Qı

+

(iii) Q =Q 2 cf. C'orollary

Q 1 and Q1 Q 2

-

stu d

Q 1 == Q 2 Q 1 �

[7]

2. of

idempo tent

matrices

P1

and

theorem is now

supplemented

showing that for the cas es (a )-(c) there matT ic es satisfying the required conditions:

by

exist

Example for the case (a) i s provided by -1

-1

-1

ı

1

ı

ı

]

ı

Example for the case ı

o

o

o

ı

o

o

o

ı

Example for

Johnson,

)

,

(b) is

p')

the case (c)

-1

1 1

-1

p2

=

==

ı

o

1

o

-1

o

o

o

provided by 1

ı

1

o

o

-1

o

o

ı

is pro v ide d by o

o

ı

1

ı

1

ı

o

o

ı

Matrix

,

C o mpany, lnc.,California, 1969.

ie d ( quite intensively) in the literature; cf.

main

C.R.

Analysis,

Caınbridge, 1991. [ 8] F .A. Graybi ll , Introduction to Matrices with A pplications in Statistics, Wadsworth Publishing

Ref. [1,2,4,5,8]. The

R.A.Hom,

Cambridge University P r ess

Other functi ons P2

==

177


Fiber İletişim Sistemlerinin özellikJeri G.Aydemir, A.Ferikoğlu, C.Odaba�, Z.Beyhan Optik

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisı

7.Cilt, 2.Sayı (Teınnıuz2003)

OPTiK FiBER İLETİŞİM SİSTEMLERİNİN ÖZELLİKLERİ

Gamze A YDEMİR,

Abdullah FERİKOGLU, Coşkun ODABAŞ, Zeki BEYHAN

Özet- Bugün insanlık bilgi patlamas ı nın ortasındadır. Her kanaldan sınırsız bilgi akışı insanı çevrelenıiştir. Sorun ise bu kadar yoğun bil ginin nasal ve hangi

I.

iletişim aracı ile taş•nacağıdır. Dalga ldavuzlayırısı olarak

fiberlerin kullanımi

teller de

g ündeme

sistemini

haberleşme

ve gelişiıni, optik fiber

elektronların

getirıniştir.

hareket

etmesine

Bakır

dayanan

elektron ik yerine, ranı teller· diyebileceğimiz optik fıbe rlerde, f atonlar hareket etmektedir. Optik fiber iletim sistemlerinin diğer ileti m sistemlerinden üstün

birçok

öze l l iği

vardır.

Bu iistiinlükleri

sayesin de

ülkemizde de telel<omünikasyon alanında ve farklı daha birçok a1anda optik iletimin yaygınlaşınası optik fibere olan ilgiyi arttırmıştır. Bu çahşnıada optik fiber sistemler incelcnrniştir. Anahtar Kelimeler-Optik Fiber, H ab er l eşme, İletim Sistemleri

Abstract

-

rfoday, humanity is in the nıiddle of the

data e xplos i o n. U!11limited

data

ilo"' from various

channels surrounded the people. The problem is ho"v

GiRiŞ

1880' lerde Alexander Gralıam Beli sesin

ı

şı kl a iletimi

konusundaki çah ş m aları s onucu telefonun icadından dört

ederek 200rn mesafede kullanılabilecek "photophone"u öneıınişti. XX.yüzy1lın başlarında op tik ilet1şinı üzerine araştnınalar devanı ett i yse de uygulamada s1nırlı kaldı. Temel sor unlar uygun ışı k kaynağı bulunamaması ve

y ıl sonra diyafranıla güneş ış1ğını m o düle

atmosferdeki

iletişinıin

görüş ufku ile s1nırlı

bunun sonucunda da yağınur, kar, sis, toz gibi etkilerden çok

fazla

olması

atmosferik

etkilennıesi idi.

Radyo ve mikrodalga frekanslan attnosferik

etkilerden çok d al1 a az etkilendiklerinden dalga boyl an na bağlı olarak bu frekanslarda oldukça uzun m esafeler aras: i letişim sağlanabi1ınekte fakat b i t gi taş1ma kapasİtesı s1nnh kalmaktadn·. Teorik olarak taşıyıcı frekansı arttikça i letişi nı bant gen i şli ği ve dola)'lsıyla da b1lgi ta ş ı ma

and with whicb comunication way to carry this much

kapasitesi artnıaktadır. Bu nedenle telsiz i leti ş imi VHF,

dense information. The int r o duction of fi bers as a

artan

wave

guide

has

brought

the

optical

fiber

conımunication to the ag end a . A numb er of features make optical fiber comnıunication superior to others.

UHF, rnikrodalga ve nıilimetrik d alga gibi

gi t tik ç e

fre k an s veya gittikçe azalan dalga boyuna

eğilim göstermiştir (dal ga boyu

1960

ytlı

baş larında

Lazerin

=

tşık h1zı

doğru ' _r 1 frekans).

bulunması

-

ile

Owing to its 1ncnts not only in con1nıunication but

ilctişimde ışık k aynağ ı sonı n u çöz ülmüşse de

also in many other areas much inter est has been giyen

ortaını

to optical fibers. In this papeı· optical fiber systems

uygula1nalann

have been exa rn ined from various aspects.

Atrnosferik

Key

Words

- Optical Fiber,

Telecommunication,

a ma cı y l a

olarak

serbe s t s1n1rl ı

yıhnda

camdan

(dielektrik) dalga k ılavuzunun 1şığın iJeıidc eş eksenli geçecek

Endüstıi Meslek Lisesi

( koaksiyel)

sistcnıler

olarak

iletişim

kullanım1

neden

yine

olmuştur. kurtulmak

sınırlamalarından

olarak kullanı1n1asın1n önerilmesi ile

Con1munication System

G.Aydenıir. C.Odabaş, Z.Beyhan; Sakarya Telekoınünikasyon Bölümü, Adapazarı A Ferikoğlu; SAÜ Teknik Eğitim Fakültesi

kaln1as1na

etkile1in

1966

uzayın

optik

üreti l en

yahtkan

yayılacağı ortam bu tür sistemlere

kabJo]u sistemlerin yerine

ba lolmaya

b aşl anmı ştı r.

(koak:siyel kabloiantı 5 1 l e I OdB/km değerleri ile karştlaştıı1labilir seviyede bile değ11) kullanılan kablo ve konn ektör teknolojilerinde yapılan iyileştilmelerle 1 O yıl içinde Başlangıçta 1OOOdB/km olan kayı p ıniktan

5dl3/knı'nin alt ına innı1ş, günümüzde de 0.2dB/km'ye


Optik Fiber itetişinı Sistemlerinin Özellikleri G.Aydeınir. A. Ferikoğlu, C.Odabaş, Z.Beyhan

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi ?.Ciıt. 2.Sayı

(Temmuz 2003)

.

ulaşmıştır. Bak1r kablo, fiber optik kablo tercilıi, fiyat­ performans kriterlerine göre her geçen gün fiber optik lehine olmaktad1r. Bununla birlikte m e vcu t al t y apının daha çok bakır kablo ( önıeğin telefon şebekesi) teın elin e dayanmast bakır İnıkanlarının k ablodan iletişi m zorlanması üzerine de yiııe yoğun çalışmalann yapılnıasına neden olmaktadır Bunun dışın da baku· kablonun kaçınıln1az olarak kullanın1ınt gerek li kılan uygulamalar da vardır. Önı e ğin i le ti şi m i n gerçekleştiri Idiği aynt z aman d a güç. k ablodan göndeıilmesi de söz kon usu ise (Öıneğ1n t elli telefon) bakır tel k u l lanı mı kaçın1hnaz olnıak tadır [8].

Kat edilen yol 1ş1n1n geliş aç1sı büyüdükçe yani y ansıma aç1s1 küçüldükçe aıiar.

giderler.

Ca1n f ib erleri n başhca üç t i p i var dı r.

1.

Basaınaldı indisli� çok modlu optik fıberler�

2.

Dereceli i ndisi i çok m odl u optik fiberler,

.

ll.

OPTİK FİBERDE SİSTEMLER

Basaınaldı indi sh tek n1odlu opti k fiberler. Bunlaıın transnıisyon özel likleri birbirinden fark lı d ır. Özellik farkları, öz ve örtü tabakalann1n çaplan ile özün kı rı Inıa in disinin, kesit içinde geoınetrik olarak s abi t veya değ i ş ke n oluşundan kaynaklanmaktadır. Üç tip fiberin tipik bazı sayısal özellikleri Tablo l 'de verilm1ştir. 3.

Il. t .1. Basarnakil 11.1. ()ptik Fiberin Yapısı

İndisli Çok Modlu Fiberler

Işık i let i tni n d e kullanılan fıberler, tanı yansıma olayından

yararlanan optik dalga kılavuzlan dır. Şekil l 'de göri.i1düğü gibi silindirik yapıdaki bu dalga kılavuzlan başlıca iki k at ma ndan oluşur. Ortamda asıl iJet in ı i sağlayan si I indiı-i k öz tabakas1 vardır. Bunun dış1nı çevreleyen bir örtü tabakas1 bulunur. Örtü tabakasınuı kırı ln1a indis1 öz tabakanınkinden biraz d aha düşüktür. Bunlann üstünde de k o ruy u c u plastik kılıf tabak as1 vardır. Ekscne dik ve düzgün şe k i lde kes1lmiş fiber kesüine, da r bir 1şnı de1neti tutulduğunda, 1Ştn fiber içine girer [ 1 J[2).

Öz

Şek i 1

Bu tip fiber lerde, özün k1n lma indisi, öz k es it ı yüze yin ce sabittir. Öziin çapı, kullanılan 1ş1ğ1n dalga b oyuna göre çok yüksek olduğundan, flbere farkh açılarla giren ışınlar, karşı u ca değışi k y o ] ardan ve farklı sürelet·le nlaşır1ar. Siirc farktndan doğan faz farklan, ahş ucunda, ışı n lan n birbilini s önd ürd üğü ve güçlendiği kesit b ölgeleri o1uşur. Bu oluşuma "Mod" denmesinden dolayı, bu çeşit fiberlere "Çok Modlu Fiber" denir. Şek11 2 'de Basarnakil İ n di s li F1beıi n yap131 göıülnıektedir. II .1.2. Dereceli İndisli Çok Modlu Fiberlev"

Yansıtıcı

Tabaka

Şekil 2. Basaınaklı İ nd isli Çok Modlu Fiber

Koruyucu

1. Fiberin Yap ıs ı

Optik fiber den1nce, aklımıza cam fiberler ge lmek ted i r. Kullannnı duşük düzeyde olm ak la b eraber, özel pla st ik malzemeden yapıJan optik fiberler de vard1 r. Bunların ışık zayıflanıalan cam fiber] erin on, yüz, hatta bin kat üstündedir. Bunlar, bina içi bilgisayar bağlantılannda olduğu gibi, çok kısa n ıesa feli bağlantılar da, kullan1n1 k ol ay lığl nedeniyle t ercih edilmektedir. Tek bir ışın1n fiber içinde izlediği yo la ''mod" denir. Fibere deği ş1k açı larla giren ışı n lar fark h aç ı larl a yansı y a ra k gideceğinden farklı yollar i zler le r. Diğer uca farklı s ür ele rde ulaşırlar. Ön1eğin öz eksenine gele n ışın yan sım aya uğramadan asal eksene paralel en kısa yolu kat ederek en k1 sa zamanda u ca u laş ır . Bu moda a na nıod denir. Eksen e açıyla gelen 1şınlar ise öz içinde yansıyarak

179

Şekil 3 Dereceli

indisli Çok Modlu Fiber

Basamakh inciisli fiberlerde görüle11 sakıncalan ortadan kaldı rma k üzere dereceli indisli fiberler geliştırilınişti r. Bunlarda, standa1i öz çapı 50 mikrenmetre ol up öz ke si t in de, n1erkezden örtü tabakasına doğru, kın lma indisi küçülür ve dolayısıyla, 1 şık hızı y ü kselir. Şekil 3 dek i gibi değişi m in pa raboli k o ln1ası halinde, d e ğ i şi k yollar izleyen ışınl ar karşı uca hemen hemen aynı sürede ulnş1rlar. B öy lec e mod e tkisi büyük ölçüde azalır. Bu tip kın lma indisi d eği ş i n11, fiber üretim inde, kesitteki ,

'


••

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayt

C.Ayclemir, A.Feriko�lu,

(Temmuz 2003)

katnıanlardakj

Optik Fiber Iletişim Sistemlerinin Ozelltklen

katkı tna ddeleıinin

miktan ayarlanarak sağla n ı r . Dere cell in d1s l i fiberlerde ı�ık darb� sinin yayvan taşması azalır ve daha yüksek b1r transınıs�on kal i tesi e lde edillr. Bunlarla, l 00 Mb1t/s yüksekhk-te transm1syon h1zmda� 15-20 km 'lik tekrarlayıcı nıesafesine çıkılabiln1ektedir. Halen orta ınesafe bağlantı Jannda kullanılabilnıektedi r.

11.1.3. Bas ama klı İndisli Tel< M odl u Ji'iberler

Öz ç ap ın ı n 11 mikrometrenin alt1na inmesi halinde mo dl a r oluşmaz. Böylece sadece ana rnodu ileten tek modlu fiberler elde edilir. l-I alen, öz çapı 9-1 O mikrom etre olan fiberler standartlaşmıştır. Nonnal olarak, tek m od lu fiberler basaınakh ind i sh yapılırlar [2]. Şekil 4'de B asanı akl ı İndisli Tek Modlu F i b erin yapısı görü lmektedi r .

C.Odabaş, Z.Beyhan

11.2. Optik Fiberlerde Uygun İletim Dalga Boyları

Optik fiberlerde uygun i l et i m için üç deği şik dalga boyu kullanıln1aktadır. Optik fiberler ilk k ullan 1 ld1 ğı nda (1996 :yılında) ışık dalga boyu 850 nm (1. optik pencere) kul1an1lmıştn. 1975 yıhnda ışık dalga boyu 1310 nm ( 2. optik pencere) olarak kullanılmaya başlanmıştlr. 1987 yıhndan başlayarak dalga boyu 1550 nm olan (3.optik p en cere) ışık ku ll an ıl m a ya başla nm1ştır. Şu anda optik i leti m ve araştınnalarda 3. opti k pencere temel alınmaktadır [5]. 11.3. Fiber Üretimi

F1ber uygun yöntemlerle lıa7ırlanmış cam çubuklardan erit11ip ç ekn 1 e yoluyla üretilir. Cam çubukların 1ıazırlanmasında yaygın olarak "Kimyasal Buhardan Çökeltnıe'' yöntemleri kullan1lmaktadır [1]. Bu yönten1Jerde sa f silisyun1 tetraklond (SiCl4) gazının saf oksijenle (02) yakılması sonucu ortaya çıkan silika (Si02) zen·ecikJeri çökeltilerek biriktirilir. Kimyasal reak s i yon fonnül ü aşağı daki gibidir: ......

Si02 + 2C1ı

Fiber kesitinde değişik kırıln1a indisieri elde edebilmek için bu gaz içine baz1 el e ın ent 1 eri n de klorid gazlan uygun oranlarda katdır. Kirnyasal reaksiyon son u cunda Şekil 4. Basaınaldı hıdislı

oluşan birikim ısıtılıp

Tek Modlu Fıber

edilir.Üretici1er taraf1ndan ç ökeltınede farklı yöntenıler kullanJ]makta, bu yönten1lerin üretiın h1z1, elde edilecek

Tablo 1. Fiber Çeşitlerinin Özeliiideri

Kınlma

Çap()lın)

indisi -

Öz

Fiber Tipi

ergitilerek de cam çabuk elde

Öıtü

Öz

Kılıf

Örtü

Sayısal Açıklık

Basa1naklı İnd;sli

Çok

85- ı 00

Modlu Fiber

Tck Modlu Fıber

ı .460

ı 430

O.J4

-

ı

Modlu Fiber

Basamak h lndisli

250-300

ı1 ı

14°

ı

12°

ı

Derecelı İndisli Çok

12 S- 140

ı

Max. Girış Açısı

50

125

250

1 460

1.445

0.21

---

-·----

1

1

9-10

125

250

1 460

hız1nı ve tekrarlay1c1 ınesafelerini yükseltnıek m aksad ı yla kın lnıa indisi dağı h mı değişik türde tek modlu fiberler de üretilmektedir. Tek n1odlu fiberlerde darbe bozu lnıası bü yük ölçüde azaln1ıştır. Kaliteli üreti mle l< ilometrik z ayıfl amal arı 0.2 dB/kın ınerte bes i n e inn1iştir. Halen, 565 Mbit/s yüksekhkte transnıisyon h1zına çıkabilmekte, 140 Mbit/s de kın'nin üstünde tekrarlayıcı ınesafelerine 100 ulaşı]abilmektedir. Tek mo dlu fiberler yaygın olarak

1.456

o .ı ı

6.5°

Transınisyon

,

kulJanJ lnıaktadır

180

ç.ubuk boyutu, kı rı l m a indisi homojen]iği, OH soğuıınası, zayıflaına, işlem kolaylığı yön l eri n de n birbirinden bazı fark l arı olduğu söylenmektedir. Ancak bugün bu yön ten1leıi n hemen heınen h epsi yle yüksek ka11tede fiber elde cdilebilnıektedir [ 1].


Optik Fiber İletişim Sistemlerinin Özellikleri G.Aydcmir, A.}"'eriko ğ lu, C.Odabaş, Z.Beyhan

SAC Fen Bilimleri Enstitilsil Dergisi ?.C'ilt. 2.Sayı (Temmuz 2003)

11.4.

Optik

Fiberin

Optik fiberler üretiınlerinden sonra kablo yapıın1nda

kolayca

ku11anılnıazlar.

kırılmas1n1

K a blo iç inde fiber1eıin b e lli bir l inıit altında kavis yap m a sı ve kınştk diyebilee eğ i m-i z çok k üçük kavislerin oluşması da önlen m eli dir. Ç ü n k ü bunla r ön e nıli öl çü de

Kılıflanması

Ön ce

zayıflanıa

ve

doğrudan doğruya dış

e tkenlerl e

karakteristiklerini n

bozulnıasını önley e c ek bir k ı lı f iç i ne konulurlar. Gevşek kılıf ve sı kı lalıf olnıak üzere iki t1pte o lan k1lrfların

t ransm isyon kayıpla r ı na yol açar. Öınek olarak g ün l ü k sıcakh k farklan bu ç e şi t etki ler yapabilir. Kablo

içindeki

ile

nem

bozulmastndan

elektriki

kablo dak i

iletkenlerin

uygul a n1ad a bazı ara tipleri de vardır [3] [4].

o luşabilecek

Bunlar,

özelliklerini etkileyerek transmisyon karakteristiklerinin

Te k fibe rli gevşek kılıf

Çok fibe r li g evş ek kıl ır

Sıkı k1hf

Kompozit ktlıf

ele ktrohzinden

b ozuhnas1na,

OPTiK FİBER

ı an d a

sağlaınaktır.

bağl a nh la rın a da imkan ve1ir.

Kablo yapıstnı n dizayn1nda, gen elde kablonun kullanma ,

yeri ve şartları önemli rol 0)1ıar.

k ab lol ar

I-Iava 1

,

ask1da kalmasından

gelecek

vermeyeceği şek ilde,

burularak

o l masını

kink

önler.

opt ik

fib erler uygun kı hflanyla

elemanının etraftna sanlırlar.

birlikte bu

m eı·kez

Şekil S'de Optik Fiber

Kablo Çeşitleri görülmektedi r.

111.2. Optik Fiber Kablolarda

İletim

faktör e (yüksek frekansh

üzerinden

gönderileb 1 l mesi

si nyaller in

bu

k ablo

gö nde ri lebile11

ve

bit

oranında önemli d erec ede ki artış) çözüm getirmesine

rağmen g önder ile n b l lg i oranı ve güve nl i ğ i çift burgulu

C.Jömıııe kablolar, karşılaşacağı çeşi tll kuvvetiere

kablolarda olduğu gi bi sınırlıdır. F ib er optik kablo ise

dayanacak

pl as t ik yabtkanla kap lı çok ince

ve

kemirgenleri n

zararlanndan

cam tüp biçim i ndeki

korunaca k şekilde,

kablolardan oluşur. Cam1n kınlgaı.tlığ1na karş1 koruyucu

Deniz a l tı kablolan, y ü k se k basınca dayanacak

o l a rak

şeki l d e

kablolarda taş ın1 l an bilgi kab1o üze r inde elektrik sinyali

.,

kablo11un

k e vl ar denilen malzerrıeden yap11tr. Kabioyu ol uştu ratı

çok

k uvvetl e r in ve günl ü k sıcaklık farklarının z a rar

karş1

Geometrisi dolayısıyla koaksiyel kablo sınırlayıcı pek

Örnek olarak,

f1ber l eıi çekmeye

Merkez eleınan burulu çehk t ell erden veya fiberden veya

k or u mak ve ser v is ömrü iç in de

Aynca, kablo, çoklu fiber

bölünıünde

meı·kcz elemanın bulunmasıdır. Bu merkez eleman aynı zan

transm isyon karakteıistiğinin kararlı h ğı 111

[1 ].

k oruy a n ve kablon un çekınc mukavemetini sağlayan b ir

KABLOLAR

Optik Fiber Kablolama

Ledelennıelcrden

fiberin

aynca zamanla kopmal ara neden olur

e ksen

kablonun

Optik fiberleri kablolamanın amacı, tesis esnas1nda fıberi fiziki

h i dr oj en

çtkabi1ece k

değişınektedir. Bütün tipierin orta k özelliği genel li k le

Şerit şeklinde o l ab i l i r1er.

lll .I.

ortaya

Opti k fiber kablo tipi e ti kul1a11ım yeri ve şaıiların a göre

III.

veya

plasti kl e rin

Dahili

ka blolar ,

haberleşmenin

üstlerine

kesılmeyeceği

bas1ldığında ş ek i l de dizayn

edilmelidir.

olarak (fiber)

en d1şta sert bir k a p l a m a vard1r Fi ber optik

değil de, üzerinde

ta şın ı r . Kısaca,

çok ince

ca1n

tüp biç im indeki kablolar

d ü z ens i z değişen 1 şık ıştn1aıı şeklinde

veri 1letiş1m · i 1şık vasıtasıyla sağlanır[�.·

Işık dalgalan nın elektrik dalgalan na göre daha geni ş bant g e n işliği (bandwidth) olduğtmdan bu yöntemle saniyede r

ı' �

yüz1erce megabit iletılebilir. İletirnde elektrik sinyal leri

kul1anıln1adığı i çilı de herhangi bir elektronik etkileşim s öz konusu değildir. Işık d a lgalan ayrıca elektromanyetik

kan şm a ve çapraz konuşmaya k a rşı daha daya n ık lı dır.

Fiber optik k ablo su aynca, elektriksel ol a rak gürültülü or a m larda, t

kanşmas1n1

Şekil 5. Optik Fıber Kablo Çeşitleri

önlemek

b11ginilı

amac 1 yla )

de ğ i şmesi

daha

veya

az sa )'l da

bit

oranlarını gönd er nıek için o ld u kça kullanışhdlT. Fiber

Aynen, kablolara s u girmes·i, kablo 1çinde nem ve hidroj en gazı ol uşrtı ası da önlenmelidir. Netn ve h idroj en

gazı oluşmaması için uygun yalıtıın ve kabl aj ınalzernesi se

(gö nderilen

o p ti k i n kullanHnı güvenliğin önemli olduğu ort a mlarda '

önemli ölçüde art1n1ştır çünk ü bu kablo üzerinden kaçak

veya gizli bağlantı kurmak veya bilgi sızdırmak olarak çok zordur.

çi lineli dir.

181

fiziksel


.

SA U Fen Bilimleri Enstitüsli Dergi s i

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

[ 1 ][3Jl4 ].

Bir fiber optik kablosu, gönderilecek her bir s1nya1 için

Opt-ik

fiber

bir ışık k aynağından gelecek zararlara karşı korumak için) içinde bu l u nan bir tek fiber içe1ir. I ler bir fiberden

az

n ede niyle

iki fiber gereklldir.

verileriıı

gerekl idi r

Bu

.

sinyalleri n y en iden

da

gönderen

mümkündür.

elektrik

optik

elektronik

tersi

uygulamr.

Tipik

n e denlerden

dolay1, orta mesafeli!

hem

sayısal

trans misyo na

geniş

şeki lde

şehir

y ah ne

içleıindcki haberleşme tesislerinde,

gönderici light­

Kap al ı devre TV s iste m lerinde,

k ullan ırkeıı,

alıc1

Data transn1isyonunda,

fotodiyot (photodiode) veya fototrans i stor kullann.

E le k t roni k

Fiber optik kablolama, 2 I<ın 'ye kadar uzayabii en geniş

enıitting

diode)

a]anlarda,

lazer

veya

diyot

iletişlın

kapasiteH

yüksek

tran sn1 i syo11

elel<tti lıkasyon

Yü ksek gerilinı hatlannda,

Trafik kontrol sistemlerinde,

Askeri

Proses kontrolünde,

bağlantılarda,

kul 1 an ı 1 an

diğer

karşılaştınld1ğında,

optik

Patlayıcı madde ortamlannda,

Banka uygulaınalannda.

LAN& W AN uygulamaları

Jntenıet

CATV

Dig1tal 1"V

Videophone

sistenıleri n i

sistem leriyle

Demi ryo l u

uygu lamaları n da,

ortam1

lll.3. Optik Fiber Kabloların iistünlüklcri transmisyon

ci hazların

sistenılerin aşağ1daki özellikleri

oı1aya çıkn1aktad1r:

a)

Yüksek l nzda transnıisyona i1nkan verir.

b)

Uzun repetör aralıkianna imkan verir.

c)

Kanal başına maliyet düşüktür.

d)

Elektromanyetik bozma l ar dan

e)

Diyafoni problemi yoktuT.

F i ber To The Desk

f)

Haberleşıne çah nnıas ı çok zordur.

Vi de o k onferans

Alış ve veriş u çlan a ras1nda eJektriki yalıt1m

\1ultimedia uygulaınalan

vardır.

Vıdco-on-demarıd

h)

Her türlü çevre şartlannda kullanılabilir.

Fibe r

i)

Kablo

g)

üretiminde

çeşit

il e nnıez.

zenginliği

beraber henüz standartlaşnıa döşe me

e tk

o1ınak1a

yoktur.

j)

Kablo

k)

l-l en üz lokal dağıtım şebekesi nde cazip değildil·.

l)

Düşük transmisyon kayb1 vardn.

Optik

kolayl ığına

karş1lık

ek

ve

bak nn da titizlik ister.

haberleşn1e

s iste1nle r i,

getirdikleıi imkan lar ve

s ayes

l ıı de, k1 sa sürede gen iş kullanıın alanı bulnıuşlardır. T abl o 2'de optik fiberin diğer sisternlere olan üstünlükleri verilmiştir, Şekil 6 d a

sağladı k lan

avantajlar

ku llannn a l an ların1 göstennektedir. Zayıflaman1n çok az, bant genişli ğ inin de çok yüksek ol mas1 bu si stenılerin yüksek hızlı data 11et1nıi, telefon haberleş mesi, vjdeo işaretinin i 1etinıi; kabiolu T\1 vb. gibi sistcınlerde tercih edilir hale gelıne si ni

birbirleriyle

irtibatlandtn lmas1nda,

sağlayabilmek amacıyla kullanıllL

Opt1 k

içi jonksiyon

Yine düşük kayıp, yüksek hız nedeniyle bina

(LED,

dönüştür me işlemi için 1ş1k yayan diyot

imkan

şebekelerinde ve k1smen abone şebekelerinde:

s in

olarak

aynı

neden i yle

dönüştürülnıesiy1e elde edi llr. B1r optik alıcı da ise bu işlemin

kap asiteli

vermesi, geniş banth servis in1kanı sağlaması

gönderici tarafından ışık

Yine

analog

dönüştürülmesiyle

sinyallerinin

büyük

düşük kapasjteli haberleşme sistenılerinde, hem

da bu sinyallerin

sinya11ere

Işık sinyali,

dönüştürülmesi

tarafında

ış1ğa ve alıcı tarafında elektronik

normal

s i nyal i ne

ışık

nıesafeb,

uzu11

haberleşme si stemleıinde,

Ancak veri iletişimini 1ş1k vasıtasıyla yapabilnıek için öncelikle

az, bant genişl i ğ in i n büyük ''e

Zayıflaman1n

kanal başına d üşen n1aliyetleıin düşük olmaSl

tek yön 1ü haberleş me sağlan1r. İki yönlü bir haberleşme en

kablolan n kullanım alanlan

şunlard1r:

kablonun koruyucu tabakasının (dışardan gelen herhangi

iç in

-

Ozellilderi G.Aydcmir, A.Feriko�lu, C.Odabaş, Z.Btyban Optik Fiber Iletişim Sistenllerin in

sağlanııştır

182

To

The Home

ve

sinyalizasyon


Optik Fiber İletişiın Sistemlerinin

Özellikleri G.Aydemir, A.Ferikoğlu, C.Odabaş, Z.Beyhan

SAU f'en Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt. 2.Sayı

(Temmuz 2003)

bağlantnıın °/o 80 'i fiber o pti k

1 ahlo 2. Optik

Tunel

Fiber Kablo

Ö?ellıkler

İle Metal Teli ı Sıs�eınlerin Karşılaştırılması

Iletilen işaret

Geniş:

I Ghz'den

(tek nıodlu)

fazla

ince: 0.125mm-çap

Silikon. Çok fazla

Maddesi

kaynak

llücüıı

Yüksek:

Yarıya

Duştüğlı Me sa fe

YIL SONCARI ITIBARI ILE F/0

18 dB/km

100-200

Dar:

I<ABLO MONTA.J DURUMU E] yıllık(Km.)

M hz

IJToplaın (Km.)

Kalın: 9 .Srnııı-çap Ağır:0.71un/l kg

80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 o

Bakır: Sınırlı kaynak

250

Yüksek: IOknı

Tablo 3. Yıllara Göre Optik Fiber Kab l o Montaj Durumu

(60 Mhz)

Ha1if: 40km/l kg

Ktıblonun Ana

Telli

Ka blolu Sistem

Sistem

Düşük: 0.3�6 (dB/km)

f\ldunik Özellik

Metal

Optik Fiber Kabiolu

ileıiD·ı Kaybı

Band Gen iş li ği

kab lo i te yapılmıştır. Fiber optik kablolanno/o 80'i lıavai, 0/o 20'si yeraltı olarak tesis edilmiştir. Botaş ve Teaş güzergahlannda bu kurumlarla ortakl aş a fiber optik kablo tesis edilmektedir [7].

1000

m:

Çift teli'

nı.

Koaksiyel

Güç hatlarından

İletim Kalitesi ve

El'vl Giıışimı

etki leni r.Di_yafon ı

ve

diyafonı yok. Dışardan

e:1geJJenemez.

dinlenmez.

Dışardan kolay

Sıklığı

.

1--

.

.

...

..

....,

.... · � ._., -�·--··-�,·-··- · ��-· ·-· --·· ··· - · ... -

--

·-··-

-------

·--=t

-f-- --- ----- ---- -·- ---- ---- --tıt-

----------- i�i�ffi

�·--�··�·�������,-������

"Oj<.b<r:ı �Oj� "'q)�o.ı "'Ç)R>" 0PJ'? "C?)�� "'Ç)� "'�R>Q)

dinlenir.

Bit H IZJ

1000 .. Bilgisayar

100

Video

10 1

M adencı

ıK

0.001

Tren

Güç

Ofis

O. 1 0.01

Telekonıünikasyon yolu

.__

İstasyonu

Tlp

0.0 ı

0.1

1

100

lO

1000

İletım Mesafesi (km)

Şekil ô. Optı k Fıber Kablonun Kullanım Alanlaıı

IV.

TÜRKİYE'DE OPTiK FiBER KABLO KULLANIMI

IV 2 O p ti k Fiber Kabloların Teknik Özellikleri .

JV.l. Türkiye'de Optik Fiber Kablo Altyapısı

Türkiye

.

Türkiye' de

genelinde

bugüne kadar 75.000 Km fiber optik kablo tesis ediln1j ştir. 2005 yı h sonuna kadar fiber optik kablo tesisinin 100.000 Km 'ye ulaşnıası p Jan lanma ktadı r. T'ürkiye genelinde san trall er aras1

ku1Janılan fiber optik kabJolar 13 ı O ve

1550

daJga boyunda çalışmaktadır. Fiber optik kablolar tek mod1u (single nıode) o1up kilonıetrik kayıplan 131 O n nı dalgaboyunda ortalama 0,36 db/km, 1 5 5 0 nm d a l ga boyunda 0,22 db/km dir. I(ın kayıplan yüksek olması nm

183


G .Ayden1iı·,

neden iyle aJtyapımızda çok ınodlu optik kab lo

muhte l i f

fiber

5

(mu lti mode) fi ber

6 7

4- 1 44 fi b er arasında

kul lanı lmamaktadı r.

kapasitede

opt i k

kab loların11z

tes i s

8

optik fi be r kablo a l t

edihniştir. Tablo 3 Türkiye ' d eki

Bi li ın ve Tekn i k

http://www.ttn et . n e t . tr http://www . fo tech. coın.tr

SON UÇLA R

Endüstrin i n gel i şimine bak ı ld ı ğı nda bi l g i çağı nın l 985 'te başl a dı ğ1 n ı

1995

ve

yavaşlad1ğını

yı h ndan

1 t1 baren

hızı n ı n

olmaz. Aıi1k yeni b i r

söylemek yan ] ı ş

çağda, i l etiş i m çağında hızla i l erl iyonı7. Bu çağın e n önemli

u l aş man 1 n

bi lgiye

karakteıi

'e

bi lgin-in

dağıtımının yen i i l etişinı araç ları yla yapı hnas1 . İnsan ian n intemeti k u 1 1 annıaya başlaması ve b u konudaki talebin çok hızh

artmas1 , ulusal i leti ş i m alt yap1sının tekrar

gözden geç iri tmesine ve yeni l e n nıesinc n eden olnıuştur.

Bu

çağa u l u sal bazda ayak uyduımanın en önemli kıiteri

ise

ü lkedeki

i letiş i m

trafiğinin

b üyüklüğü.

İletişinıi

arttırman1n v e çağa ayak uyduııı1an ın yolu da alt yap ı n ı n yeteı;nce

iyi olmasıd1r. Do layı s ı yla

teknolojilerinin

fiber

ülkemizde yoğ un olarak kuJlaıu l rrıas1 v e bu teknoloj1n i n ge11 ştir1 lınesi gereknıektedir.

Bi 1gi

çağı n d a insan lar daha çok tek yön l ü , etki leşin1siz

yolunu

olarak bi l gi ye ulaşnıanın

araın ı ş l ard1r. A1i1k fiber

optik i le hızla ge h şen i l e t i şi rn tekn o 1 oj 1 sinde insan l a r b il g i ye ul aşınada ve diğerlerı i t e 1 1 et i ş i mde çift yönlü v e

etki l e ş i ln l i araçlar k u llan ı yorlar. Fiber optik kablolar ülkeıniz)e b i r l i kte ar1ık tün1 ü lkelerde hızla bakı r kabfalann ve diğer i leti ş i m araçlann1n yeri n i almaya başl amıştır. Ses, veri

ve görüntü i letimindeki

yü ksek h1z k a l i tesi fiber optiği

cazip

kı lan en önenı l i

:

unsurdur. B i r tek opt i k konu şnıa hattın da tüm dünyayı birbirine bağl amak için teorik p o tan s i yel mevcuttur. Bu nedeıı le fi ber optik kabl o gibi

geh şeceği

'

yolunu hız1a kat

ve ku11anım açı s 1ııdan

üret i m

etın ektedir.

Tür k iye de de dünyada olduğu

Gelecekte

de

birçok

daha

ve

bu

tekn oloj in i n alanda

daha

da

kul 1antm1nnı

yayg ı n l aşacağı görü hnckted ir.

KA \''N A KI..�A.R 1

YA RJ\NGÜMELİ, S., " Optik Fiber J(ablolar Eği tinı Notlan,, STFA Enerk onı , l 990.

2

Ç A N K A Y A,

S.,

"Opt i k

İletim

Kuranıı,,

Türk

Telekonı Genel Müd. M G B , 1 99 3 .

3

TÜ\'' S ÜZOGLU, S.,

''Opti k Transm i syonda Yeni

Uygu lamalar'', Türk Tel e ko1n

Gene) f\llüd. M G B .

ARG E Bülteni, 57-64, 1 9 9 5 _ 4

SALMA!',

Kayı pla r

",

S.,

"Optik

Fi berlerde

SAÜ Fen B i l i m leri

Zayıflanıa

ve

Ensti tiisü Yüksek

Lisans Tezi , Sakarya, Tennııuz 1 995.

1 84

..

Derg i s i , Tübitak, Aralık 2000.

http://www . i i . nı e tu .edu .tr

yapısının y ı l l ara göre montaj durumun u göstcrnıektedjr.

V.

Özellikleri A.Ferikoğlu, C.Odabaş, Z Beyhan

Optik Fiber İletişim Sistemlerinin

Fen Bi Jimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

SAU


SAU

Fen

Çerçeveli Sistemlerde Planda Perde Yerinin Değişmesinin Perdeler ve Çerçeveler Arasmdaki Kesme Kuvveti Dağılımına Etkisi

7 .Ci lt, 2 Sayı

-

Perdeli

Bilimleri Enstitüsü Dergisi

(Temmuz 2003)

H.Kasap, O.Ünliikaya

PERDELi - ÇERÇEVELİ SİSTEMLERDE PLANDA PERDE YERİNİN DEGİŞMESİNİN PERDELER VE ÇERÇEVELER ARASINDAKİ KESME KUVVETI DA�GILIMINA ETKISI .

.

...,

.

Hüseyin KASAP,Osman ÜNLÜKAYA Özet

Bu çahşnıada , depreın etldsindeld konut ve iş ye ri türündeki 4,5,6 ve 8 katlı per deli­ -

çerçeveli 4

p erde

ve

t ip

yapının perde yerinin değişinıinin

kolo n la r a gelen l<esn1e

l<uvvetindeki

dağıl t ın üzerindeki e tki si araştırılmıştir .

Anahtar Kelim eler

-

Depreın , per d el i - çerçeveli ,

kes me

ku vv et i

6 and 8 floor \Yith

,

shear forces

placeınents di rections are r e s earc h ed

Keywords ,

-

Emrthquake

,

c

.

b an ging

bi nal arda kat ki r işl e rin in veya sadece bağ kirişlerinin

rijitliklerinin değişmesi dun1munda depremde oluşan kesme

kuvvetlerinin

dü şey

taşıyıcı

yapı

fran1e - slıare waiJed

building an a ly sis ,

I.

behavior of the

GİRİŞ

araştınlnııştır

[141.

yülcü

gib i

pe r delerin

kuvvetlerinin

yatay

önenli

dunnu ştur

üzerinde

davranışında

perdelerin

etti ğı

r iji tl i k , dayamın

1. ve 2.

.

Ayrıca

yatay kuvvetler i n

sadece

yap ı ların

g örülen

ön

s üne klik

,

i nc el enm iş . Bazı perdel i

sis tenller de ele a lınarak perde boyutlandım1asında ka rş ı laşıl an sorunlar dile getirilnıiş ve bunla!':a ilgili çeşitli sınıflandırnıalar yap1lffilştır [ 1 5].

depreın

de re ce

bölgelerinde depr e me dayanıklı yapı tasarım ilk e leri alınarak

taşınmasında

mühendisler açısından sağ la nn1as ı gereken kriterler

ö7ellikle zeminde o lu şan dep r e m kuvvetinin yapıya

önü ne

göre nasıl değiştiği

adedine ve katın y e ri ne

oln ıad ı ğı , deprem kuvvetlerine karşı p er d ele rde boyutlandn�ma yapı lrru ş ve p roje yapan

. Inşaat s e kt ö ıiind e gününıüzün en önenui problemi etki

kat

e tk i l i

1. ı. Problen1in Tanımı

çok

incelenıniştii. Kat kirişleriııiu veya bağ ki ri şlerinin

Akkaya Y., çalışnıasında ; yapıya etkiyen deprem

building , shear force .

göz

çerçevel i veya boşluklu p erdeli çe rç e v eli

Perdeli

rij itliklerindcki de ği şi me ba ğl ı olarak bu dağılım ın

5

occu rino n columns and sh e ar - walls

de

1.2. Ilgili Ça lışına lar •

share \vaUed, 4 types of constructions

,

total shear forc es and changing of

daha

.

el en-ıanlaı, perde l er ve kolonlar ar asın daki dağtl ın1

earthquakc , having 4

systt\n1s

taşıyıcı

In this study the aim is ; during an

-

-

ç erç e v eli

pe rdel i

olarak

sistemlerin k ullan uru kaçınılmaz hale gelmiştir

kat

Ahstract

sonucu

Kasap H.,YelginA.N.,Özyurt M.Z., çalışınalannda;

sisten1ler , yapı analizi , yapı da vra mşı

frame

bunun

İ.,

Gençay p erdel e r

çal ı şnıasında ; süneklik düzeyi yüksek

ile

vermişt ir .

bilgiLer

ilgib

Depr e m

ekonoınik öın ü rleri içerisinde en az bir kez oln1ası

yönetmeliğinin 7. bölüınünde betonanne binalar için

beklenen dönüşilin periyotları uzun olan ve şiddetli

deprenıe dayanıklı

tas a nın

yda n a getiren büyük depremlerd e can kaybı alınayacak dayarnmda ya p ıların yapılmasıdır .

a la n 7.6 da tanımlarumş

D e pretnin yaybYin bir ş e kilde e t1d l i old u ğu ülke topraklarımızda ya p ılacak o lan yapıla rm de prem

Ayrıca

hasar

ın e

sı ra sında

sınırlar

yüks ek

olu ş an yatay etkiler altında kabul edilebilir

içerisinde

davranış

göstermesi

özellikle

yap ı l arda henı ekonomik açıdan henı de

yapın ın en ç ok zorlanan alt katlarındaki taşıyıcı

sisteın boyutlarının minıarini n bakundan aşırı büyük çıkması nede niyl e n1ünıkün gözükmen1ektedir. İş te ILKasap; SA.Ü. Müh. Fak. İnş. Müh.

O.Un1Cıkaya; SA. Ü.

M üh. Fak.

İnş.

Bölümü,

Sakarya

Mü h. Böllınıü, Sakarya

olan

perdel e r i çi n şekil 7.12 de moınenti

h esabı

moınent

ile

ilgil i

kuralları içerisinde yer

süneklik düz e y i yüks e k

v ril

e

en ta sarını eği l me

araştınna

yapılmıştır.

diyagramları arasında en uygun

olanın s e çiln1 es i neticesinde yönetmelikteki tasarım eğiline momenti d i ya gramına al te rna ti f su nulmaya çalışılmıştır [I 6].

; çok katlı y ap ıların e t ki y en yatay yüklere göre h e sabında önceden uygu l an a n yöntenlieri inc el e miş tir . Bu in c e lem e de b ibioğlu ele alınan yapı l a r ı n taşıyıcı sistenıleri nin çerçeve ve perde ele man l a rı nda n ol uştuğu , kat döşen1elerinin lineer el as tik malzenıeden yapıl m ış düzlen-ıler içerisinde sonsuz rjjit olan ve bwulına Bibioğlu

C.,

çah şnıası n d a

,


Bilim1eri Enstitüsü Dergisi 2.Sayı (Temmuz 2003)

Değişmesinin Kuvveti Dağılimına Etki i .. H.Kasap, O. nlüka)

SAU Fen

J>erdcli - ('erçrvcli Sistcmlc•·de Planda Pea·dc Yerinin

7.Cilt,

Peı·dcler ve

yapmayan elenıanlardan olu ş t uğ u nu kabul Ayrıca ç a lış mada

depre ıne

etnıiş

verilmiştir [1 7].

tasarın11

K�sme

olup , ki r iş bo y u tla rı 25/60 cm

tir .

olarak alıruruştır.

İncelen1ede bütün plaıılarda her iki doğrultuda aks s ay ısı , aks açıklıklan ve plandaki toplam perde alanı tutuln1uş sabit yerleri perde p lan d ak i olup değiştirilmiştir. Bu duıumda 4 ay ı statik sistem ve 4,5,6,8 kat lı olmak üzere 16 ayrı statik proje incelemniş ve ayn ı statik ve dinamik etki le re maruz kal d ığı varsayılan bu s i s te ınl e r arasından en iyisi perde ve P rojelerd eki seçil mey � çalışılmıştır. kolonların yerleş im ş e k i l le r i şe kil 1 . l , şekil 1 .2 , şekil1.3 şek il 1.4 te verihniştir.

çerçeveli , perdeli sistenılcr ve

dayanıklı yapı

Çerçeveler Arasındaki

hakk.Jnda bilgi

r

E.,

Yılmaz

1.

depre m bölgesinde kullarnın amacı konut ve işyer i türundeki altı,sekiz,on katlı perdel i ç erç e veli sistem1erde yatay yilider den oluşan kat kesnıe kuvvetlerinin perde ve kolonlara dağılırrunı belirlerniştir. Ayrıca deprem etkisindeki yapılarda kat aded i ve k o lon boyut oranı değ i şimi neticesinde kolonlardaki donatı nıiktarı d eğişimi araştunuştır [ 18 J. çalışınasında

;

dereec

)

Aslanbaş H., çabşn1alarında � t aş ı yı cı sisteın modeli olarak dolu veya boşluklu perde - çerçeveli sistenıJerden meydana gelen çok katlı yapıl ar ı n dinanıik altındaki kuvveti hes ab ın ı n dep ren1 bil gi sayar yönelik yapıln1asına ortamında bulunulmuştur.

araştırınalarda

kuvvet

Göz önüne

ve

sistemlerde

bulunmasında

ınatris deplasnıan yöntenıi

bulunmasında

kriterlerin

is e

stadola

alınan

dinamik nıetodu

s

kesit

en

çerçeveli olan alanının

kat

alanına

i'C

oranının

H.,

araştırmıştır

·'

-

:i

.

it;

s

@

l\

@

@

SI

M , ,,.� � � �

@

l\J\111

--

.SIIfl

-

ı

ı

Sflll

,..,

.

1f,.,

-i -r· •

@

-

i

2500 j/111

®

SINJ IIJIJ,..

ı

SIM

@

® @

�. @ 1 ® ı ı ' -= o--... j

®

®

@

®

@

1.

-·•�>�

1

���

:l

t

-

1

1� �® 0:

..

(Tip l) ()

1 ı

1

-

·-

@

&

ş

@

®

e»ı

r-o

@

ll

;

�. i'

@

®

ı

depı·em etk i s i n d eki konut ve işyeri ttiründeki perdeli-çerçeveli sistenılerde olan yap ıl ara daha çok yatay yük taşım a kapasitesi sağlamak , yatay yüklere karşı yapın ın daha az deplasınan yapn1ası ve ıij itl iğini n arttınlmasına yönelik si s t e n1e dahil edilen pe rdele rin si steın de ye rini n değişn1esiyl e yapıda perdelere ve ko lon lara gelen kesme kuvvetlerinin % olarak değişiminin incelenmesi ve en uygun taşıyıcı sistcn1 ş e k l ini n

ı

.

@

ıı

w

@

-'

·�-

®

-

®

l;:n;r:p:.-.....""

ı

,!

•'iti:!W•.

1� ®

,

�;;

®

_ıl'

-:r..-

(.•

1.3. Çalışmanın Anıaç ve Kapsamı

1

@

"' '

®

@

[21].

• •

1

---· -

�-

sistemdeki

Çalışmanın amacı

.

-\l·ı-

yerleri ve kat adetleri fark h olan yapıları ele alnuş ve p erde en kesit boy utlarının değişi ıni ile perdeli - çe rçeveli ve boşluk l u p er del i - çerçeve h o lan yap ılarda kat kesnı.e kuvvetlerinin perd elere ve kolonlara dağ ıl ı mın ı ,

®

.ı ·

f--·

çalışınalarında ; perde

ll

-· . S=:"""

®

51JO

Taşıyıcı Sisiemin Planda Yerleşınıi

.

.

\-

V., J(asap

ı·ı�\<ıı

5(}(}

Şcl<il 1 ı

[20].

Akyüncü

;;-_

�·

deği şimin i n , depren1den oluşan ve katiara etkiyen kat kesme kuvvetlerinin pe r del er ve çerçeveler arasında hang i oran lar da payiaşıl dı ğ ı ve toplan1 perde en kesit alaıundaki artışın etkisinı araştırmıştır

boyutlan

ı'ı

j ı

� ��

®

s �·

®

........��i

@�

.J

çerçeveli ve yapılarda , toplaın -

'

:;.

®

-iJnT-

:__ ı

ı5JJIL SUl

1

-

s.

----

Bıçakçı H., çalışmasında ; perdeli

perde

Ç®

i{

()--

�)

l-- ,- :i..ı.

ı ı ı ı·-� § ş.;,

.SJXL

�-

®

1 ®

geliştirilmiştir [ 19].

-

:;

ı

l ' l !.\ '' r •

ı1

o-

Çal ı ş nıan ı n sonucunda b asıc dilinde olan DINAN 1 ve DINAN 2 p ro grarnla rı

boşluklu perdeli

(U()- ,

§

kullanılınıştır. yazılnuş

, - -+

�.

defom1asyonlanu ,

? j

(

}

ı

lı ı

�-

ua.ı mxı:ı _

@

®

-

)�-

>

@

b

@

1

Şekil 1.2.Taşıyıc1 Sistemin Planda Yerleşimi (Tip 2)

belirlenmesidir.

İ ncel enen yapılarda kat yüksekliği 3 metre , aks aç ıklı kla r ı 5 metredir. Seçilen kolonlar kare kesıt

186


Çerçeveli Sistemlerde Planda Peı·de Yerinin Değişmesinin Perdeler ve Çerçc,ıclcr Arasandaki I<esme l(uvveti nıığılımma Etkisi H.Kasap, O.Ünliikaya Perdeli

SAU Fen Bi !imleri Enstitüsü Dergisi 7 .Cılt,

2.Sayı (Temınuz 2003)

4P " ı

(/!/1

i;' 1

"1

rl lH . cnn

� �

�"

.• ...

-

ls

0-' 1 .

;

®

ş '(

,\

. . .,._

@

rıAJ.ı IA'I

@

..

&:

-

®

,ft

(

�-=l ı

1

ı

- .-

ın

@ ®

� �

<f-- - -

--

_ ..,._

...

ı

.

-

SI�

HHI

®

w

..

.

·i

1

@

5(Jti -

®

1 .�, -

.

ıı sıJ

�/ �

.

1? 1f1!IU!

ı

,. ,

-

,

.

-'.

(1!:. 0\. �

ri

ı.

l

< 1 'j

ı

ll

1

25

-

Ys

(kN/m3)

BÇUJ

sı� 4

78.5

ve

düşey

yükle rin

-

,

-o

ediin-llstir ,

(N/mm2)

2 (N/mm )

(N/mm2)

1.6

28500

Elast1ste ModOlü Ec

fcık

fed 13

Karakteri s Akma

Dayanımı

Hesap Dayanımı

Çekn;c Dayanımı

fyd

fytk

,

Elastiste 1-.1odü1ü

Es

fyl

(N/mm2)

(N/nım2)

(Nimmı)

420

365

soo

200000

(N/ınm2)

SİSTEMLER

ağırlığı başta olmak

üzere

etkiyen yükleri karşılayarak b unları n1esnetlendiği

zemine güveııli bir şekilde iletmesi beklenir. Taş ıyıc ı

& ..

sisterrıln düzenlenrrıesinde kull anm a

durumuna ve göçme duıurnuna ait ko şulla r ı n s ağla nnıas ı yükl erin en kısa yoldan zemüıe i le t j l mes i ek zorlaınaların o1uşn1asının önlenn1esi ve özağırlığırun mümkün oldu ğu kadar azaltılması gerekiyor. Bu suret le kendisinden bek l enen fonksiyonunu yapabilecek ve ekononı.ik bir yapı oluşt urma k müınkün olur. Taşıyıcı sistenller, öz e likl e kullan1ş a maçl a rın a göre çok çeşitli o lar a k ortaya çıkar. Ülkemizde bi n a türündeıı yapılar için çerçeveli , pe rd eli ve bu birleştiriln1esiyle ortaya çıkan taşıyıcı i k j sinin sistemler y a ygın olarak k:ullamlmaktadır. Bu taşıyıcı sistemi çal ışn-ıada perdeli ç erç eveli kullanıhmştır.

� ;;:

,

ı

ı

!

:ı $10

� �� �

-

t•s ı r . r :.ıı

ı

-«ı

Düşey

yükler i n

Taşıyıcı

Sistemler

doğrudan

etkidiği , yatay ya da

yataya yakın plak ve kiriş gibi ele man ia nn oluş turduğu kat döşeıneleri , özellikle depremden oluşan yatay yükleri perde veya kolonlara aktarnıa durumundadırlar. Bu açıdan d öşeme plağının kalınlığı bir dökünılü oluşu ve düşey elemanlarla bağlantısı ile ilgili kurallar g özönünde tutulmalıdır.

perdeler ve

,

kullanım anıaçlannın konut ve büro tipindeki yapılar old uğu , yapılarda kulla n ı lan nıalzemelerin ho mojen , izotrop ve li.neeT elastik o lduğu yapılarda beton sınıfı olarak BS20 , be tonarnıe çeli ği olarak BÇ III kulla n ı l dığı kabul edilıniş ve kullanılan betonun mekanik özellikleri Tablo 1. I de , d onatının n1ekanik özelikleri Tablo 1.2 de verilmiştir. Göz önüne alınan y apıların 1 . derece deprenı b ölgelerin de bulunduğu ve Z4 yerel zemin sınıftna sarup bölg ede inş a e dildiğ i kabul çerçeveler ile taşındığı

Dayanımı

Taşıyıcı sis temden , kendi

ç

Geçerli Olan Varsayın1lar

Sisteme etkiyen yatay

Dayanınıı

ll. BETONARl\1E TAŞIYICI

.

1.4. Çalışn1ada

Dayanımı

20

Yoğunluğu

Çelik Sınıfı

l 4 Ta şıyıcı Sistemin Planda Yerleşinıi (Tip 4) .

Basınç

(N/mnı2)

ll . I. Çerçeveli Şekil

Basınç

Çekme

t�k

·-

ı

®

1

Karakteıis

Tablo 1.2. Donatının Iv1ekamk Ö.cellikleri -

SI

.

@

Hesap

ı

-

(kN/nı3)

Karakterıst

V( �-iP

® .;rJ

'YBA

S1nıfı

,

.

® @

®

®

@

ll

s

-

i

t;IJ/1

@J ı

@

®

Yoğunlugu

BS 20

@)

---

'"'

1

?

,\'S

·

1

.

4)

"

� i!J:)

. � ll

,(

.

.\'1)1

).

""

,,

1'2J :�{..'5/Jd

@

Tablo 1.1. Beton un Mekanik Özen ik leri

Beton

®

P: �� Ç WJ

ı

.,..

-

® ·�

. u•

®

@

1' ,,, @j � � � �

®

®

� � -

·'4

SJ J

�ı @

s

--

@ Jll

o-

·�

" � ' -

--

tfl/1

n

Yerlcşi ıni (Tip 3)

)

ıs.ııo.

-J.

Ç(!ll

�ı

==-;

lt ....

§

r-

1'1 !t.<00

t:

Q

Şekil 1 .3 .Taşıyıcı Sıstemin Planda

ı

...

·�

Q

��

ı

-�·

...

_ _

c�

®.

I 'JJ JV1WI

1

.�,

®

®

••

-

®

� "'

®

.

�/Iili

'

®

"

\

®

ş !s

1�

®

�· �

.,...

®

ı

·

ll

®

,.

®

5

2(ijjfj -

c

W I J

@

ep

-

,

yukarıda tanınuanan döşenıe s i s te minin sünekliği sağlanacak şe k ilde bir dökünılü yapımı ile çerçeve adı v er i len taşıyıcı sistem elde edilir. Ç erçev ele r yalnız yatay yükl erin taş ınmasında değil aynı zaınanda düşey yüklerin taşı nn1asınd a da çerçeveler elv erişh bir t a ş ı y ı c ı sistenı oluştururlar. Çerçeveterin deprem yüküne karşı koyabjln1cleri, süneklik, dayanım ve rijitlikleri ile belirir. Kolonların

,

_

187

ve


Değişmesi Kesme Kuvveti Dağalınuna E H.Kasap, O.- n -

SAU Fen Bilinıleri Enstitüsü Dergisi

Perdeli - Çcrçcvcli Sistemlerde Planda Perde Yerinin

7 .Ci lt, 2.Sayı

Perdeler ve Çerçeveler Arasındaki

(Temmuz 2003)

...._ ......

değiştİnnelere ulaşabilir. Bu ise kolonların daha sünek bir taşıyıcı e l eman olarak üretebileceği bu nedenle de depren1e dayanı m açısından daha e l veri ş l i olduğu anlanuna gelir. B u neden le özetikle

11.2. Perdeli Taşıyıcı Sistemler Perdeli

bir

yapının

taşıyıcı

,

sistenıini

doğıııltularda birbirine paralel , yatay y eterli bir rijitlik y kte

taşıyan

ü

,

çeşitli

yüklere

karşı

,

yüksek kat lı binalarda hem güvenliği aıtttımak hem

sağlayan ve aynı zaınanda d üşey perdeler oluşturur. D eprem

de yer değiştinneleri sınırlandıımak için p er de li çerçeveli sistem kullanmak daha uygun o lacaktır .

bölgelerinde yapılan p e rdele rin heın yapının güven liğ i ni sağlayarak ve hen1 rle yer değiştirıneleri sınırlandırarak

yapısal

olmayan

elenıanlarda

hasarları önlemeleri bakurundan etkili davrandıkları

belirlenmiştir.Bu ned enl e ve gelecekte daha yüksek yapıların yapıln1ası eğ il i mi ile taşıyıcı si ste nıler de p erdel e rin daha yoğun bir şek i lde kullamlacağı beklenmektedir.

Yüksek

bir

yapıda

bulunan perde

yatay

.� \----1 '----l

�- .!! N X -�

;;:

....

kat

burkulnıa tehlikesi

bu

momenti

Binaya etk i ye n de p r em

rij itlikl e r i

ned e ni yle önernli bir

taş1 dı kları halde , taşıdıkları norn1al

o kadar büyük d eğildir

yükleri 2

de resınİ gazetede 'Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik' hükümlerine göre

eğilme kuvvet

Eylül 1 997"

düzenlenmiştir.

Bu nedenle kesitlerind e

.

:-

III. DEPREM ETKİSİ ALTINDA ÇÖZÜMLEME

suretle azalır. Perdeler

"

Şeki 1 2. I Perde ve çerçevenin etkileşinıi

seviyelerinde kat döşen1eleri ile bağlandığı için ince

yaııal

,

'( .g

yükler

altında bir konsol k i r iş gibi davranır. Perde leri

kesit l erin e rağınen

eği lıne momentinin hakin1 olduğu bir dunJm vardır. Özelilde bu duıum perd e n in temellerinde bir prob lem olarak ortaya çı kar

SpektraJ İ vme J(atsayısı

111.1

.

Depreın yükl eri ıı iıı belirlenınesi

1 1.3. Perdeli- Çerçeveli Taşıyıcı Sisteınler y iiksek l iği

Yapı

arttıkça

yalnızca

istenen

olan

hem

A(T)

kullanılırlar. Yüksek bir yapıda bulunan pe rde

başına düşünüldüğünde

kiriş gibi

yatay

A0

.

I . S(T)

yükler altında bir

işlevi yapan döşen1e

el en1aru varsa çerçeve kolonlan ile etkileşimi nedeni di yag ramla r ı

bir

,

Etkin

Eşdeğer deprem yüklerinin hesabına esas spektıum katsayısı S(T) , yerel zemin koşullarına ve bina

konsolunkinden

farklıdır. B u fark etkileşimi sağlayan e l e ınanlar ın

önem derecesi jle d eğ i ş ir.

doğal periyodu T

Perdeler , çerç eve ler ile beraber olduğu dunımda , p erd el erin rijitlikleri fa zla olduğu iç i n , depren1 veya rüzg ardan oJ uş a n ya ta y y ilid eri n tarnanuna yakı n

(O

T

(TA <T ( T >Tn)

miktarını karşılarlar.

'

ye bağlı olarak;

=> => =>

Kolonların ve perdelerin yükler altında davranışları

o ldu kça farklıdır. ile

Perdeler b üyü k

kolonlara göre

daha

ıijit

Bağıntıları i le verilmektedir.

atalet momentleı-i

olduklarından

yer

değiştim1elerin sınırlandırılmasında daha e tk i le yi c i bir ta şıyıcı elemanıdır. B una karşılık

(1)

yer ivmesi k �ts ayısı 1. D erec e Depren1 Bölgesi içi n �= 0.40 olup Bina Önem Katsayısı 1=-- 1.00 olarak alınmıştu. Burada

, tek

davrandığı halde , taşıyıcı sistem

içinde bağ k ir işleri veya bu

n1oment

==

B ağ ı n tısı ile ve rilmektedir.

Yatay yüklerin taşınmasında perdeler e tkil i olarak

ile

tanın1 olarak %5 s önüm oranı için elastik:

A(T);

hem d e yerdeğiştirrneler bakımından koşulları p e rde l eri n yardınu olmadan ve

sağlayamazlar.

k o ns o l

ve

için esas alınacak

tasarı n1 ivme spektıun 1 'unun yer çekim ivmesi g' ye bölümnesine karşı gelen Spektral ivme kat sayıs�

çerçevelerden

oluşturulan sisteınler , yatay yükler altında kuvvetler

-

, etriyelerin

sıklaştınlnıası i l e beton

yeter ince kuşatılarak kolon larda dönLL�ümlü yükl er altıodada elastik sınırın ötesinde büyük yer

188

S(T) 1 + 1.5 T/TA S(T) 2.5 S(T) 2. 5 ( TB 1 T ) o.s =

=

=

{2)


Fen B� li mleri Enstitüsü Dergisi 7 Cilt 2.Say1 (Tenımuz 2003)

Perdelee· ve Çerçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti

,

2,5

--

,

-

K at

' ' ' '

:

' '

. .. ' ı

Kolonların Pe rd elerin Kata Aldığı Aldığı Gelen Ka t ı n Toplam Kesme Kuweti Kesme Kuvveti Yeri Kesme Miktarı Kuvveti Miktarı

Bin a n ı n

'

/' 1 ':

Sayısı

08

S(f) =2,5 ( T IT)

' • ' • ' '

1,O

H.Kasap, O.Unlükaya

- ·-

'

B

-i

: . . .. .

'

2

1

�'

' ' '

-----

-

'

'

TA

TB

Şekil3.1 Spektrum

______

T

5

Katsayısının Değişimi

Göz önüne alınan dep re ın doğrultusunda ta s a nın

dcprenı yükü Ağırlığı (W)

6

o larak kullaıunak üzere Bina Toplanı

Spektra l ivıne k ats a y ı sı

Yükü azaltına k a tsayısı Ra

'

Vı=

W. A(T)

1 Ra (T)

Bağıntısı ile hesap edilınjştir.

81,44

Deprem Yükleri (

F

i)

1194

2 3

3586 -

3219

2765

4

2499

1

3 4

4 5

Deprem yönetmeliği

6.7.2.1. den alınan aşağıdaki bağıntıyla bulunabilir . FN - O alınır . 25 m için ( HN

(Depren1 yönetn1eliği 6. 7.2.))

(4)

4

5

topJam

kat

kesme

kuvvetlerinin perde ve k olon la r arasında �lo olarak 4'lerdeki 4,5,6 ve

8 kath

,

Tip 2

,

Tip

3

,

149,6

12,53

72,61

684,3 ı 27,39

4'181

3902

81,61

4205

2842

1418

2661

1150

79,27

82,68

81,05

4519

3057

67,65

3591

2759

76,83

67,58

1709

63,60

4472

74,75

5552

4486

1483

5982 -

5771

5125

-

557,4 1 17,32

268,8 1 18,95 879

1462

32,35 32,42

978

36,40

832

23,17

25,68

74,32

380,9 1510

25,25

60,5"1

2275

3397

61 '19

2155

39.43

2360

52,61

2126

1102

3495

2334

45,54

54,46 33,18

66,82

1212

1408

8 77 , 4

47,82

6 2,32

1373

1258

38,81

2791

2441

2632

18,39

1363 .

6-- 3653

530,4

47,39

52,18

37,68

grafıksel

1 8 7-+-=8-=3 1_ 6_ 8.!.-..: , 1.... ı-- -_ 1 +-=27 4 ...:. 37 4'9 11, 86 _ � ----ır--t 2 2673 2397 89,68 275,9 .!_Q,32 3

2224

1846

82,99

6

ifadesıde

3728

2430

49,27

63,99 65,18

954,5

50,73

1298

34,82

381 A

36,01

597.6

55,66

1204

61,99

2626

55,58

4584

1934

42,19

2099

2650

44,42

4

3896

867,4

22,26

3029

6

2701

1347

49,86

1 2 3

5

7

1941

737, 8

1074 4725

4303

3355

1941

1797

1021

444,5

4 1,77

3 0,44

22,90

476

2505

2334

ı 1354

1496

8_ı__ . ..:. 8 :....:. 4.=... - L-.-.._ 8--.JL_..:....: 10 46:_:...:: _ 1 _L_ 4 :._::: 3:ı_: ,:9 :: :.__: :: 587, 3 '-- - -J Tablo 4.2 Kesme Kuvveti Dağ1hnıı (Tip

189

12, 17

38,01

6

8

161,4

17. ')1

2-- _ 35 4_3-+-1 _ 6 _8 7 _4_ 7 ,6 _ .... =.!... 1 .:...1.._ı._. 8 56 52,39 ---+ ı-ı--1..:... 5�3ı� 4 6:_:.4...: -f- .. 7 86 . 70 --3 --t__3 46 :;__ 1_.. :3 _.:_ 1 ..:. ::..::: .: 9--ı-.::: ::...!. ..:.....: ' -=14 -=-+-_:_ r =---+60,02 1054 39,98 4 2636 1582 5

te verilmiştir.

1

378,3

0ı..: 6 ,9 8+-= 3:::..?..·9,0:..: 8=-ı _ +-1_91_ 3 -= t-----1- _1.1_4_1 = 2=: ....: :.. � :. 24-..:..:: 1 2 =---t8�3- 40 9� ,5_ 14-� 7 3_9-+ r-2 - �-- 2�-r1 � 5� -_ 1 1-=� � · 49 � � 3 2499 1694 67,76 805,8 32,24

1

yapıların kcsn1e kuvvetinin

4.2, 4.3, 4.4 ve 4 katlı olanların '

87,47

1814

3100

2 927 _1_ 8 8 _ _ ı-- 4 ---ı5 - 1059 677,7 ı------+-=-

Tip

perde ve kolonlar arasındaki paylaşıım Tablo 4.1, şek il 4.1, 4.2, 4.3, 4.4

18,56

272,1 ı11,31

1--·-- t---4 _.� 1 3=-=2::.-=. 1 1-= 6-=5---ı-:87 83 6-.f.-.:.._:

KUVVETİNİN PERDE VE ÇERÇEVELER ARASINDA DAGlLIMl

değişimi incelenmiştir ve Tip l

371,6

88,69

6 7 2 3 4 5 � �--�-- -r---�----��-4--�+-��

IV. 'KAT KESME

oluşa11

12,72

1

wi I-Ii

dolayı

361

Perdelerin Kolonların Kata Aldığı Gelen Ald ığı Bi n an ın Katın Toplam �<esme Kuvveti Kesme Kuweti Kat Yeri Kesme . Sayısı Mıktarı % Miktarı % Kuvveti K K K_ ı---,ı_ N)ı... _ (_....r- _N_) +-----+-N_ ) +----l --+----ı-( (_ -

kat döşeınesi seviyesinde etkidiği k abul edilir . Bu

Depremden

7

77,13

2687

-

%

Tablo 4.1 Kesme Kuvvetı Dağıluııı (Tip 1)

Fı a t alet ku vvetlerinin yapıya kütlelerin yoğunlaştığı

değer

--

1044

-

810,9 . 20, 73 ' 820,1 22,87

3911

2

8

Depren1 du ru mund a ivme nedeniyl e ıneydana gelen

2134

4

7

HI.2. Eşdeğer

6

1631

3 8

5

2002

2

(3)

4

3

1

tümüne etkiyen 'Toplam Eş Değer Deprem Yükü' \lt

3

2406

6

ya bağlı olarak binanın

(KN)

87,28

5

Deprenı

A(T)

o;o

2478

5 ,__.

(KN)

2839

1

_.

(KN)

1 2

4

'-

�--�----

Oeğişıuesinin Dağılımına .. Etkisi

Perdeli - Çerçcvcli Sistemlerde Planda Perde Yerinin

SAU

2)

44,34

-1---:... ---' .--..ı

57,81

58,23

77,74

69,56 50,14

77,10 56 o2 ı


Bi1i1nleri Enstıtüsü Dergıs i 7.Ci1t, 2. Sayı (Temmuz 2003)

Perdeli

-

Çerçeve li Sistem lerde Planda Perde Yerinin Değişmesinin Perdeler ve Çerçev eler Arasın daki Kesme Kuvveti Dağılim ına Etkisi

SAU Fen

H.Kasa

p, O.Ünlüka,•a •

Kolonların Perdeleri n Kata Aldığ ı Ald ı ğ ı Ge le n Katın Toplam Kesme Kuvveti Kesme Kuvveti Yeri Kesme Miktarı Miktarı 0/o % K uvveti (KN} {KN) (KN)

Binan sn Kat

Sayısı

2

1

3040

27 1 6

2

24 1 5

22o4

3

201 2

4

1 207

91 0,9

1

3 1 85

1 895

2

2963

1 695

3

2534

4

1 67 5

1 908

894,6

5

1 074

675,4

1

3799

2434

1

4

5

6

8

6

5

4

3

1 9 1 , 28 1 750 i 87-:cl1

.!!'

.s

261 ,4

1 2,99

295, 7

24,51

59 ,49

1 290

40,51

57 , 21

1 268

42,79

859

33,90

46,89

1013

53, 1 1

6 2 , 90

398,4

37,10

64,07

1 365

35,93

-

361 0

1 61 7

44,78

1 994

55,22

3

3234

1 407

4 3 , 52

1 826

56,48

4

2 87

1 566

1 1 21

4 1 ,7 1

5

1 979

705,7

35 , 66

1 273

64,34

6

1 094

599 , 1

54 , 7 5

45,25

1

4880

2661

54 , 5 3

495, 2

2

4735

1 880

39, 7 1

2855

3

4444

1 75 7

39 , 5 3

2 87

60,47

4

4024

778,2

1 9 ,34

3246

80,66

5

3466- 975 , 5

2 8, 1 5

2490

71 ,85

48 , 59

'1 434

51 ,41

1 575

78,69

6

6

-

-

.

58,29

·---·----

2790

1 35 6

7

2001

426,3

21 31

8

1 083

47 5,6

43 ,93

·-

,

221 9

6

-

607

11.31

8,56

ao.oo

o

·-

:ı: o E

·-

2

-

gı a ·

1 0,66 8,72

66 , 1 0

12.72

·-

2 1 0,6

75 ,49

'$.

7

323,9

89,34

.i.

100.00

ro.oo

., �

X:

c: .2 o

X: cı 1! � o.

88.69

Bi '.2B

81,44

40 00

ı:.:ı oo

Şekıl 4 . 1

Kesme Kuvveti

Dağıhmı (Tıp

I -4 katlı)

45,47

-�·---

60,29

ı1,&6

10.32

17, 01

56,07 -·

Tablo

4 .3

Kesme Kuvveti Dağı l ı nı ı (Tip 3 ) -

Kata Perdelerin Kolonların Gelen Aldığı Aldığı Katın Toplam Kesme Kuvveti Kesme Kuvveti Yeri Kesme 1 Miktarı Miktarı Kuvve ti 0/o % (KN) (KN) (KN)

Binanın Kat Sayısı

1

2

3

4

5

1

2838

2474

87, 1 7

364 ,2

1 2,83

88,46

277,6

1 1 , 54

3 24

19,1 o

1 60 . 1

1 3 41

2

4

5

6

7

2406

2 1 29

3

2002

1 620

4

1 1 94

1 034

86,59

1

3 1 33

1 946

62 , 1 2

1 1 87

37,88

2

291 5

1 792

6 1 ,4 8

1 1 23

3

2493

1 729

69 ,33

38,52 30,67

4

1 878

97 2 3

5 1 ,79

764.6

5

1 056 .

694,2

65 , 7 1

2460

66,34

1 788

-· ---

80 ,90

8

,

48,21

362,2

34,29

1 24 8

33.66

1 736

3 1 56 ' 1 55 1

50,74 49 , 1 6

49.26

62,26

1 605

50,84

989,8

37,74

1 1 28

58,42

447,2

41 ,85

2036

43, 1 2

2494

54,44

3708

2

3524

-

,

,. ..,_.

� ·

--·---

4

2623

1 633

5

1 93 1

6

1 069

4 1 ,58 _ 62 1 , 5 58 , 1 5

1

472 1

2 68 5

56,88

2

4580

2 087

4 5 , 56

3

4299

1 953

2346

3893

27 6 3

54,5 7

4

1 0 76

45,43 ,

72,37

3352

1 1 78

281 7 2 1 75

64,87

2699

1 437

3 5, 1 3

1 390

7 1 , 80 �1

--

5 6

Tablo 4 . 4 .

-

7

1 93 6

8

1 048

80�1

546, 1

ı 502 , 1

53,25

2 8 , 20 47,91

Şekil 4.2

Kesme Kuvveti Dağılı ıııı (Tip 2-4 Kath)

,

905,2

1 3

6

8

-

B PERDE

tOC.;)(I

f-r-r---ı-...--

&.n

D KOLON

I!J PERDE

1 262 4 6 , 75 1 546

52,0�

�eldi 4.3 -Kesnıe J(uvveti Dağılıını (Tip 3 -4 Katlı)

Kesme Kuvveti Dağıh1nı (Tip 4)

1 90


SAU Fen B i l i mleri 7.Cilt,

Enstitüsü Dergisi

-

Perdeli

2.Sayı (Temmuz 2003)

Perdeleı·

ÇerçcveJi Sistemlerde P l a n rlu Perde Yeri n i n Değişmesinin

ve

Dağ•lınn.�a Etkisi H.Kasap, O.U n l ü kaya

Ç�rçeveler Arasındaki Kesme Kuvveti

ÖZD EN

[7]

K . , POR'TAKALCl A

.

, "Perdeli

Çerçeveli Yapıların Yatay Yüklere Göre Hesabı

ıoo.w

�-.--

O KOLON .

12,63

"

,

Depren1 A r aştı rma Bülteni S ayı 39 A nkara 1 982 . (8� ÖZDEN K . , KUMBASAR N . , S ARIAKÇALI S , " Betonan.ne Yüksek Yapılar " , İTÜ İnşaat Fak , Mat İ stanb u l 1 993 . [9] ÇAKIROÖLU A . , ÖZMEN G . , Çe rç ev el er ve B oşlukl u Perdelerden Oluşan Yapıların Yatay Yüklere Göre Hesabı " , İTÜ İnş aat Fakültesi Teknik .

"

Rapoıu 1 6 İstanbul 1 973 .

!l PERDE .

[ 1 OJ

Rp

AKA İ . , K E SKİNEL F , A A T . S . , " Betonanneye Giriş , B irsen Kitapevi Istanbul 1 98 1 .

"

[11] ERSOY U . , Taşuna Gücü I-Iesabı

" B e tonarme Teıne1 İ lkeleri ve " ,

ODTÜ İnşaat Mühendisliği .

B ö lümü Yayun , Evrim Yayın ev i

ŞekiJ 4.4

Kesme Kuvveti

Dağl iımı (Tip 4-4

Kat)

,

Birinci deprenı b ö l gesi n de Z4 ti p i elverişsiz zen1in koşul larında, ku l lan ım anıacı konut veya işyeri ti pin deki yapılar, her iki doğrult u da aks sayıs1, aks açıklıklan, her plandaki toplam p erde alanı sabit yerleri tutulnıuş fa ka t perdelerin plandaki değiştiriterek 1 6 ayrı ı nce l eme proj elerinin dep re m etkisi altında yönetmeliklerin öngördüğü şartlara uyularak b o yu t l an dır ılnuş ve bilgisayar o rtamınd a çözüınl ennıiştir. Bu araştırmalar n e ticesinde aşağ ıd a veri l e n s on uç la r e l d e e d i lmiştir . Perdelerin planda köşe aks ve köşe aksa yakın olarak ye r le ştiri ldiğ i Tip 1 ' d e perdelerin T i p 2l Tip 3, Tip 4 ' e göre daha fazla kesme kuvveti aldığı görülnıüştür. İncelenen dört tipte perde lere gelen kesme kuvvet büyüklükleri Tip 1 >Tip 4>Tip 2> Tıp 3 şeklind e o l n1u ş tur . Perdelerin planda köşe akslardan, kenar aks ve i ç aksiara do ğru pe rde lere kesme gelen yerleştiriln1es1yle ,

kuvvetlerinde azaln1a görülnıüştür.

S o nu ç olarak perdeler sisten1e yerleştirilirken iç ak s lar yerine köşe aks ve köşe aksa y ak ı n kenar aksiara yerleştiı·jlınesi sonucunda daha fazla kesme

kuvveti alacağı kanısına varılmıştır.

,

İzmir 1 999 . . N . , ÖZYlJRT M

M ühendisleri OdasJ İzınir Şubesi

,

KASAP H , YELGjN A K iri ş Rijitliklerinde ki D e ğ iş imin P erde ve Çerçeveler Aras ın da ki !(esme Kuvveti D ağıl ımına Etkisi , GAP II Mühendislik Kongresi Bildiriler Kitab1 Harran Üniversitesi Yayınları . No : 4.2 1 -23

[14] z .

.

,

H

"

[ 1]

Afet Bölgel erinde Y apı l acak Yap ı lar 1-Ia nıda Yönetıne l ik İ nşaat ?\1ühendisleri Odası Iznıir Ş ubes i Yayını No : 25 . ,

Elenıanlann1n B oyutlandın lmasında

Y ükl e rin Hesap D eğ e rl e rı

"

,

Türk

Standartlan Enstitüsü Yayını Ankara , K a sını 1987 . ;

[31

TS 5 00 Betonarme Y a p1 l arı n }Jesap ve Yap1111 K ın a l l a r ı ,, , Türk S t a n d ar t l ar ı Enstitüsü '{ayını A nk ara , Şubat 1 985 . CELEP Z , KUMBl\SAR N . " Yapı [4] D i nanl.iği ve Dep re n1 l\.1 ühendisllğine G iriş ,, , Sen1a Matbaacılık istanbul 1 996 . [5 ] C ELEP Z , KU MB ASA . N . , " Betonarme Yapılar " Sema v ? 1atbaacılık I s t a nb u l 1 998 . [6] CELEP Z . , I<.UMBASA N Ö rneklerl e Be to n arme " , Sen1a Matbaacılık I s t an b u l 1 995 . "

.

.

.

.

' '

.

.

,

rrıayıs 1 99 8 .

,

[ 1 5]

, Deprem K uv vetler ine Karşı B e t onaııne Perdelerin Davranışı ve Boyutlandırılması , Yüksek l i sans Tezi i"rü A KKAYA Y .

H

,

"

Kiitüphanesi İstanbul 1 997 .

[ 1 6]

GEN CA.Y

İ

" Deprem Etkisindeki Çok Katlı Yapı Sistemlerinde Perde Tasarım Mornentlerinin Hesabı İle İ l gi li İnceleme " , Yüksek .

,

Lisans Tezi , İTÜ Kütüphanesi İstanbul 1 99 5 . [ 1 7 ] BİBİOGLU C . , " Çerçeveler ve Perdel erden

Yapıların

Oluşan Çok Katlı Y ü kl e rine G öre

İT'Ü

[ 1 8]

! � in

Hesabı

Y önteınlerin Araştınln1ası

"

=-

Deprem

Yatay

Uygu lan an

Yük s e k Lisans Tezi

,

Kütüphanesi İ s t anbu l 1 997 .

YILM AZ ..

E

,

.

"

Kolon Boyut Oranı

Değişiminin Perdeler ve Çe rç e ve Arasında Kesme K uv veti Dağılınuna ve Donatı Oranına Etkisi , , Yüksek Lisans Tezi SAÜ Kütüphanesi Sakarya 2000 . f 1 9] A S LANBAŞ H , " Çok Katlı Perdeli Çerçeveli Yapıların Yatay Yükl er A ltında Di nami k Analizi ' ' , Yüksek Lisans Tezi , İTÜ Kütiiphanesi İstanbul 1 995 . BIÇAKÇI H , " Perdeh Çerçeveli ve [20] B o şl u k l u Perdeli Çerçevel i Sistemlerde Perde En Kesit A l a n ının Kat Alanına Oran1n Değişi miy le K e sme KuvYet1erinin Kolon ve Perdelerde Değişimi , Yüksek Lisans Tezi , SAÜ Kütüphanesi S a ka rya [2 1 ] AKYÜNCÜ V. " Perde En Kesitlerinin Değiş imi İle Katiara G e l e n Kesme Kuvvetlerinin Perdel i-Çerçeveli Ya pı l a rd a Perde ve Kolonlara D a ğıh nıı ", Yüksek Lisans Tezi , SAÜ Kütüphanesi ,

KAYNAKLAR

A lı n a c a k

,

,

V.SONUÇ

[ 2]TS49 8 "Yapı

ERSOY U . , " B etonamıe II Döşeme ve [ 1 2] Tenıel l er ODTÜ İ n şaat Mühendisliği B ölümü v·ayını Evrim Yayınevi . [ 1 3] BA YÜLKE N . , " Depremde Hasar SJ ören yapıların Onarun ve Güçlendirınesi " Inşa a t

.

.

-

"

,

Sakarya.

19]















SAU Fen Bihmlcri Enstitüsü Dergisi

Sal\arya İli nde

7.Cilt,

Basar Gih·cn Yapılar Üzerine Biı- Ara�tarma

2.Sayı (Tcmn1uz 2003)

17

Ağustos

1999 })epreminde F.İiçi, C.Aktaş

SAKARYA İLİNDE 17 AGUSTOS 1999 DEPREMiNDE HASAR GÖREN Y APlLAR ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA Fatih

i}ZETzararı

İLÇİ, M.

Doğal afetler arasında yapılara en büyük depre m ler v e n niş ti r. B unun için, her an

deprem

,

olacakmış

h azı r

gibi

olun ınalıdır.

Yap ı

aşan1asında iken inşaat sektörü ile ilgili tünı meslek grupları s üre kli bir ko o r d inasy on n ç i nde çalışnıalıdır. B u ko ord i neli çalışnıa neticesinde; 17 Ağustos 1999 d epremini n türrı ol u ms u z sonuçlan iyi bir şekilde anl aşılıp, dcpreme karşı n ası l dayanıklı yapı yapabilirim. yapma fikri( daha y e n i ohışına

,

Fikri benimsenmelidir.

Cesim

AKTAŞ

Birincil etkiler, yerkabuğunda buna bağlı olarak tektonik

ikincil e tkile r

e art hquake

have been

ca use the

disester among the n otura l d isater. The

people

rnust be ready for earthquake and the c oordi n ati on have becn pr ovide anıong the profesion group and constrution s e ctor . Briegly; how o

building agairst carthq ua k e which ınust resist

is construct the 17

to the

A ugust

1999

be understard and Jerant. n1u s t

So, the very strong structure against the earthquakc d usaste r

be const1·uct and togette r with

earthquake.

Key

ise; depremden kaynaklanan titreşimierin

çok

etkisiyle

derinliklerde

s1ğ

davran1şlarıdır.

zemin

gelişen

sıvılaşma, zemin taneler in in

Bunlar;

sıkışınas ı ve SLvılaşnıaya bağlı olarak zeminin farklı türlerde yenilmesi şeklinde sınıflandmlabilir. Gevşek toprak zen1inlerin özelliklerine, yeraltı suyu seviyesinin

davranışları,

bağlı

olarak

gelişen

bu

zeınin

tür

yapısal hasarların meydana gelmesinde

önenlii roJ oynan1ak tadır. [ 1]

{)lken-ıiz in The

anlamda meydana gelen

derinliğine ve dcpren1den ka ynaklanan yer ivmesinin

Anahtar Kelinıeler-Depreme dayanıklı yapı tas arıını , Koordineli ç al ış ma fikrinin beninısenmesi,

-

ve

yükselnıe ve çökınelerdir.

büyüklüğüne

Abstract

fayların oluşınası

yer

büyük bir bölümü aktif deprem kuşağında

aln1aktadtr.

Doğal

yapılınas1nı

sağlamak

çıkarılnuştır.

Bu

karşı

afetiere için

bir

yapı

takın1 yönetmelikler

yönetınelikler

teknoloj ine ve bilinı alanındaki

gelişen

inşaa t

gelişmele r ışığında

bir sistenıatiğe

devaınlı yenilenerek

g üvenli

bağlaruruştır. Bu

yönetnıe likler sırasıyla; 1942, ı 94 7, 19 5 3, 1961, ı 968 ve 1975 tarih]erinde bazen kökten ve bazen de ilave

bilgiler

ile

karşılaşılan

sorunlara

cevap

vermek

1996 yılımn M ayıs ayında yönetn1elik yeniden incelenmiştir. Bunun neticesinde.

amacıyla değiştirilmiştir. dcpren1c

dayanıkh

ve

güvenli

yapı yapılması

için

yeıü den düzenleıuniştir. Words

earthquake

Consept ,

Adoptoon

construct of

the

against

idea

of

to

group

working.

Bu

yönetn1elikler deprcme dayanıklı yapı tasanınında

yetersiz I.

yü rürlüğe

GIRIŞ •

kaldığından g.iren

"

1998 yılının Ocak ayında Afet B ölg eleri nde Yapılacak

Yapılar Ilaldunda Yönetmenlik

"

adı altında bina

tasarnm ve taşıyıcı sislernlerle .ilgili hükünıler içe:n.

..

İnsan

yaşan1ını

büyük tehdit a ltında

bulundurn1ası

nedeniyle deprenıler, en yıkıcı doğal afet olarak kabuJ edtlmektedir.

Depreınler,

jeolojik

anlamda

neden

olduğu etkiler bakurundan birincil ve ikincil etkiler şeklinde iki grupta değcrlendirihnektedir.

. 6

yeni y önet me lik çıka.nhnıştır. Bu yönetmelikte yapılar, düzenli ve düzensiz olmak üzere iki kısma

f)üzensiz

yapılar çeşitli

Yönetmeliğe aykırılığı müellifleıi

yapı

biçin1lerde ele ahnımştır.

tespit

edilen yapıların

sorunılu tutulmuştur.

sisteıni ve geometrisi ile sorunılularınca

iyi

ayrılmıştır.

'{ önetmeJiğin,

ilgili getirdiği bilinmesi

proje yapı

kısıtlamalar

gerekmektedir.

Dep ren1e dayanıklı yapı yapma hedefi, henüz tasarım

r.İl<,:ı,

M .C .Aktaş�

SA.(),

Ualı, Esentepc, Sakaıya

Fen Bı li rnleıi Ensti1üsü, Yapı Anabılirn


Ilinde 17 Ağustos •

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Sakaı-ya

1999 Depreminde

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Hasar Göı·en Yapılar Üzerine Bir Araştırma

F İl çi, C. Aktaş .

safhasında kendini göstermektedir. Mimari tasann11nın

çoğunlukla yumuşak zeminler üzerine in şa edilmiş 4-6

belirdiği sırada yapının tniman ile statikerinin uyum

katlı yapılardır.[ 2]

ön gö rülürse,

içinde çalışınadığı

davranışına

deprem

bunun neticesinde

düşen

ters

bir

yapı

II. DEPREMİN ADAPAZARINA YAPlSAL ETKİLERİ VE ÇALIŞMA ALA�ININ

ortaya

çıkabiln1ektedir. Yapılan bu ve benzeri hatalar belki

İNCELENMESİ

geri dönülmez sonuçlar doğum1aktadı r. Meydana gelen deprenılerde,

hasar alan ve yıkılan A dapazan' mn ilk imar planı çalışmaları, 194 S yı lında

yapılarm incelennıesiyle elde ed ilen verilerle, estetik sonucu

kaygılar

oluşturulan

tasarım

Bu nedenle

y ı kımlarda büyük rol aldığı belirtilmiştir.

,

b ir l ikte

uyuınlu

bir

çalışma

imar planları

yapı lırken jeolojik araştırmalar sonu cu

elde edil en

veriler ışığında planlanmıştır. Bu araştırma sonucu,

mimar ve mühendis kavraınları iyi vurgulanınalıdır. Bu ikilinin

yapılmıştır.

Alman plancılar tara fınd an

hatalarının

yapılaşmaya

sergilernesi

olmayan

müsait

planlama

yerler,

gerekmektedir. Bu uyumlu çalışma ihtiyacı kanııni bir

yapılırken yeşil alan olarak ayrı lmıştı r . Daha sonraları

zorunluluk haline getirilmelidir.

özellilde 1984- 1989 ve 1989

1994 yıllan arası yerel

-

yönetimler tarafından yapılan plan tadilatlan ile yeşil Yapısal zemin

düzensizlikler sorunlan 1967

Özellikle

da

ve

tasanın

ciddi

hataları

hasar

aln1a

alan

yanında

bırakılan

olarak

yerler

ve 17 Ağustos 1999 deprenılerinde

çevı-ilen

sahasına

bu

yavaş

imar

[3] Plan ta dilatlaıı ile iska n

alanlarına çevrilmiştir.

nedenidir.

yavaş

yerler neredeyse bir mahalle

zemin sıvılaş nıas ının görülmesi konuya ayrı

büyüklüğüne kadar ulaşmıştır. 1984 yılında ise imar

bir önen1 katmaktadır. Yapılar statik açıdan yeterh olayı

pla nlarında parsel bazında yapılacak ya p ıların kat adeti 4-5 kata çıkarılması sonucu zenıini sağlam olmayan

gelıniştir.

alanlarda yapılan kat ilaveleri sonucu güvenli olmayan

Adapazan'nda meydana gelen deprenıler

yapılar elde edilmiş tir. Bırnun sonucunda, 17 Ağustos

yer yer olduğu

halde

neticesinde Özellikle

zeınin

büyük

şartlan

sı vılaşnıa

ve

hasarlar

meydana

açıl an

sonucu oluşan zararın büyük bir kısmı, zeminin ivıne

depre minin

büyütmesi nedeniyle yapılara gelen depreın kuvvetinin

üzerine yapılan yap ıl ard a daha çok yık ım meydana

artması ve s ıvılaşma olayı sonucunda, yapıların zemine

gelnıiştir.

batn1ası

ve

yana

devrilmesi

şeklinde

Ayrıca

zemin

yapılan

Adapazan 'nda ycrleşin1

olan etkenler aşağıdaki gibi sayılabilir. B unlar ;

alanlar

yeşil

yeri

araştırınaları

sonucu

olarak zemini

sağlam

olan Beşköpıü, 32 Evler, Maltepe ve Hızırtepe gibi yerler önerilmiştir. Lahn'a

yetersizliği ve yapı

alüvyonlu

teknolojisine göre hazırlann1aınası.

gö re Adap azarı merkezi olduğundan k esinlikl e yerle şime

zemin

Fakat

açılmarnalıdır.

sismik

açıdan

depremden

koruıın1annı en iyi yolu ve yöntemi derin kanalisazyon

denetinlin tan1 olarak yapıln13-

sisteminin geliştirilmesi ve drenaj kuyularının aç ılmas ı

ması. 3 .Zemin

imara

1955 yılında Alman jeoloji mühendisi Labn

tarafında

Bu bilgi ler ışığında, genel anlamda hasariara sebep

2. İlgili kuruluşlarca

faturac:;ı

kendini

göstenıuştiı.

l.Yürürlükteki yönetmeliklerin

acı

olarak belirtıniştir. [3] paran1etrelerine

ve

tasarın1a

göre

uygun

olmayan taşıyıcı sistenlin seçilmesi.

Sonuç ele

4. Yapım sırasında uygulanıa hatalan ve standartıara

olarak, yeni yerleşin1 yerleri tespit edilirken.,

alınması gereken kriterler arasında sıvılaşma ris�

yüksek olan bölgeler iskan dışı b ırakılm ahdrr Bu tür .

uygun olmayan malzeme seçimi

yerler rekreasyon veya zemin yapısına göre tanımn gelişebileceği

5. Yerel yönetimlerce kontrol ve cezai yaptırımların yeterli ölçüde o lınaması.

alanlar

olarak

ayrılmalı

ve

kullanılmalıdır. Aşağıda, 17 Ağustos deprenlinin meydana getirdiği yer

6. Kanunlara göre hareket edilmernesi ve depreme

hareketinin

dayanıklı yapn1a fıkrinin benimsenmeıniş olınası.

araştırılıruştır.

etkisiyle

doğrultulardaki Zemin

sorunu>

yönetmeliklerın Ağustos

kısnn

uygulanmaması

iyi

deprenıi

sonrasında

Başbakanlık

yaşaruruştır. açıklamasına

göre,

tasarını

..t\fet

bu depretnİn

u

ğrayan

Adapazarı Adnan

merkez

Menderes

oluşan

hasarlar

il ç esi nde,

farklı

Caddesi,

Bosna

hatalan

ve

Caddesi ile Fabrika Caddesi üzerinde bulunan yapılar

neticesinde

17

örnek olarak alınınış,

büyük Kriz

kayıplar

merkezinin

ve

neden olduğu ölü

saha

gözlenileri

neti cesinde

incelenmesi

çıkan

so nuç lar

irdelennıiştir

yapıların çoğu genellikle yüksek

katlı ticari ve mesken amaçlı betonanne tarzında

bu alanda hasar gören yap ılann

elde edilen nı.iınari ve statik projelerinin

sayısı 17479 ve yaralı sayısı 43953'dur. Yıkıl a n veya ağ ı r hasara

yapılarda

Çalışmanın yapıldığı, ilk

olu p,

Caddesi

boyunca

e tap

Bakkallar

olan Adnan Menderes

durağ ı

mevkiinden,

Yenican-ll Bulvan na kadar olan kesimde bulunan 61

206


Sakarya İlinde 17 Ağustos 1999 Deprelninde Hasar Gören Yapılar Üzerine. Bir Araştırma

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci lt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

F.llçi, C.Aktaş

adet yapının 44 adeti

( o/o 73 )

ağır hasarlı olup depren1

13 3 adet yapı tespit edilmiştir. Bu yapıların 49 adeti F abr ika Caddesi, 25 adeti Bosna Caddesi üzerinde olmak üzere ağır hasarlı ( 0/o 58 ) olup yıkılmıştır. Bunlardan 6 adeti ( 0Aı 4 ) az hasarlı, 11 adeti ( o/o 7 ) orta hasar h ve 4 2 ad eti ( 0/o 31 ) hasarsız yapı tespit

sırasında veya deprem sonrasında yıkılmıştır, 1 5 adet

( 0/o 24

( o/o 3 )

)

yapı hasarsız olarak

tespit

edilmiş

olup 2

adet

yapı orta hasarlıdır. Ayrıca bu ineele sırasında

yapıların 13 adet

( 0/o

21) yapının ıuhsat kayıtlarına

rastlanmanuştır. Bu değerler, Tablo 1.1 de belirtilımştir Tablo

1.1:

Adnan

Menderes

Bakkallar durağı ınevkiinden kadar olan

caddesi

Yeni

edilmiştir. Bu

boyunca

Tablo

cami Bulvarına

1.2:

boyunca,

yapılaruı duruınu

değerler, Tablo Bosna

Çark

1.2 de belirtilmiştir.

Caddesi

ve

Caddesinden

Fabrika Cadde si Caddesi

Fabrika

kesişinrinde yapıların durumu

-

...-\.ğu 1ia.s :ar Yapı Adeti

44 73

�.10

Orte has<T

Hasarsız

Ağir Hasar

15

...,.

-

3

Yapı Adeti

24

Ofo

Orta

Hasar

Hasars12

Az

Hasarli

74

11

42

6

56

8

32

5

\

Şekil 1.1

Çalışmanın

ikinci etabı

olan,

:

Araştınna konusu olan caddeler i n gösterilmesi

Bosna Caddesi ve Fabrika

Caddesi boyunca� Çark Caddesinden Fabrika Caddesi

kesişimine

ve

oradan

Dağıınıevine kadar olan

Gene] bir inceleme

kesünde

2.

207

ve

yapıldığında, bazı

yapılar ilk etapta

3. kat için ıuhsat verilmiş olup daha sonraJan


.

Hasar Gören

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

parsel bazında kat adetinin 5 kata çıkarılınası ile yerel yönetiın1er tarafından veri1en cezalı ve iınar atları neticesinde ruhsata bağlanmıştır.

III. DEPREl\·ffi DA YANIKLI YAPI TASARIMI 2.

Açıklanan sorunlar neticesinde mevcut yönetmelikler ve yayınlanmı ş yayınlar yardnruyla depreme dayanıklı yapı yapına ilkesj üzerinde durulmuştur. Bu temel ilke yürürlükteki yönetmelikler yardıımyla açıklanmıştır. Bu anlatım sırası takip edilirken yapılarda o1uşan düzensizlikler önem sırasına göre irdelenmiştir.İlk önce depreme karşı dayanıklı yapı tasanını ilkesi ve düzensizliklere değinilnuştir. İnceleme alanJndaki, yapıların bulunduğu parseller imar paftalarında ticaret alanı olduğundan dolayı genelde parselin şekline göre itibariyle şekil yüzden Bu edilmiştir. dizayn yönetmeliklere yapılar o ltnayan uygun göre Bunun oluşturulmuştur. takın1 bir sonucu düzensizlikler kendini gösteını.iştir. .Bu düzensizlikler sırasıyla; Planda düzensizlik ve Düşey doğrultuda düzensizlik; Plandaki düzensizliklerdir. burulma döşemede çıkıntı ve taşıyıcı sistemin paralel olınanıcı düzensizlikleridir. Düşey doğıultudaki düzensizlik ise eleınan düşey ve kat yumuşak kat, zayıf süreksizliklerinden kaynaklanan düzensizliklerdir.

3.

4.

,

5.

Dünyada iki tü rlü yapı vardır. [3 iri nci yapı, yalnızca düşey yükler, yapının kendi ağırhğı içindeki insan ve eşyanın yilideri için tasarlannuş yapılardır. İkinci yapı ise düşey yiiklerin yanında deprem yükleri için tasarlanmış yapılardır. Deprem yükleri çok kısa sürede etkir ve dinan1ik özellik gösterirler. Daha önce herhangi bir z�nnanda önenıli bir yatay etki ile zorlanır. 'Taşıyıcı sisten1deki kusurlar çok kısa zamanda ortaya çıktığı için herhangi bir tedbü· almak veya yüklen1eye etkili olmak nıümkün olınaz. Ülkemizde 17 Ağust os depreminden sonra yaşanan olaylar sonunda; 1. ve 2. derece depren1 bölgeterinde betonarme taşıyıcılanmn boyutlandırılmasında düşey yük ve dayan1klılıklan i çin TS 500'e uyulmalıdır. [4]

6.

ÖNERiLER

IV.l. Incelenen Yıkık Ve Hasar Göı·en Yapılarda Görülen Eksiklik Ve Kusurlar

I.

ve yana yatmalara neden olduğu tespıt edilmiştir. Yer altı suyunu alacak zemin ıslahı ve drenajının yapılmaması ayrıca bina fosseptik yapılan yakınma teınelinin çukurlarının temele su b ırakuıas1 sonucu temel donatılarının korozyona uğraması sonucunda hasariara neden olmuştur. Yapılann proje aşamasında statiker tarafından gerekli zemin araştırmalan yapılmadan ve emniyet zemin olarak sonucu btmun gerilmesinin değerinin dikkate alınmaması sonucu ezbere bir değer alınarak statik hesaplarda kullamlımştır.(incelenen yapılarda genelde zeınin emniyet gerilmesi 0.75-0.80 kg/cm2 arası kabul edilıniştir.) Giriş katlarının ticari hacimler ( dükkan, market, galeri gibi) şeklinde kullanılmalan, yunıuşak kat olarak taııınılanan ve yeterli olmayan katların oıtaya sahip rij itliğe çüanasına sebep olmuştur. Katları farklı yükseklikteki bitişik binalar birbirine çarparak çekiçierne etkisi yapmakta Yükseklik farkı nedeniyle titreşim dır. periyotları farklı olan bitişik binalar, salınım sırasında çarpışmakta ve daha sert olan lasa yapıların, uzun yapıları kat hizasından tahrip ettiği gözlenmiştir. düzenlenmesinde eleınanların Bet onarme tasarım kurallara uyulınaması da öneınli bir hasar neden1dir. Etriyelerin imalatl s ırasında kiriş-kolon yapılınaması, sıklıkta yeterli birleşin1 bölgelerinin iyi düzenlenmemesi ve boylannın yeterli kenetlenme donatıların olman1ası hasarlarm nedenidir.

beton yapılarda betonanne Ö zellikle kalitesinin düşük olduğu, gerekli telaıolojiye ve standaı11ara göre imalatın yapılmadığı gözleruniştir. 7. Yapılarda iç mekanlarda yer kazann1ak amacı ile kirişler kolon dışına oturtulmuştur. Bu tür yanlış uygulama genellikle imar planlann<iu tıcaret sahası olan bölgelerdeki yapılarda göıüln1ektedir. Aşırı konsol çılanalar yapılması nedeniyle 8. yapılar uzaldaşan ınerkezinden kütle depremde hasar görınelerine neden olmuştur. Mevcut kolonlar genelde x ve y doğrultusunda İncelenen edilmiştir. tespit künıelendiği tek planda kolonlar mevcut yapılarda istikamette y erleş tirilmiştir. Binalann geon1etrisinin kareye yalan olması 9. gerekir. Kareye yapılar her yönde aynı oranda depreın kuvveti ile zorlanmaktadır. Genelde dikdöı1gen ve parsel alanının tam kullanılması amac1 ile asiınetrik bir yapı oluşturulduğu tespit edilrniştir. derz olmaması hasar binalarda 1 O. Bitişik nedenlerindendir.

IV. ÇALIŞMi\. SONUCUNDA ÇlKARILACAK SONUÇ VE

Ağustos 1999 Depreminde Yap1lar Üzerine Bir Araştırma F.llçi, C.Aktaş

Sakarya Ilinde ı 7

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Zernin

koşulları elverişsiz ve yeraltı su seviyesi çok yüksek olduğu halde çok katb tenıel yeterli derinliği yapıların oluştunılmanuş ve yeterli gömme derinliği sağlanmamış oln1ası binalarda farklı oturmalar

208


İlinde J 7 Ağustos ı 999 Depreminde Hasar Gören Vaptlar Czcriue Bir Araştırma

Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Sakarya

SAU fen Bi1im1eri

F.İlçi, C.Aktaş

olmuştur. Bunun için kanunlarla destektenerek

ll. Betonam1e taşıyıcı sistemin düzensiz olması,

İncelenen

hasariara

binaların

5.

başlıca nedenlerdir. tamrumnda

elemanl arın

sistem

denetim

Yapı Yapı

uygulamasının

bölge

pilot

yerde uygulanınası gerekir.

uygulama

denetinlin

aşamasında

yapılırken yerel yönetinı ve özel kuruluşlarca

çok saplama kirişler kullanılrruştır. taşıyıcı

'

seçilnıeden her

düzgün

çerçeve sistemi sağlarunadığı görülüp , daha 12. Düşey

gündeminden

Türkiye nin

ç ı karı lmalı dır.

dalaylı n1esnetlenmeleri ve kolonlarla eksenel birleşmemeleri

afları

imar

parsel veya mimari proje nedeniyle kirişlerin

sürekli denetleıu11elidir.

içinde

düzgün ve simetrik olarak yerleştirilmemeleri nedeniyle riJitlik ve kütle merkezi arasında

farkl ı lık

yapıya

,

gelen

merkezinde

rijitlik

KAY.KAKLAR

kuvvetlerin yapının

geçen

bir

[ 1] Popüler Bilünler Dergisi Sayı: 1 sayfa : 18-21 1999

eksen

düşey

tadır.

Depreminin

Hasar

Müdürlüğü.

Depreın

kattan

yapılmasından

sonra

dolayı

konsol

ağırlık

ç ıkma

n1erkezinin

mn1)

14. Bazı kiriş genişiiki eri (bw =2 00 Yönetıneliği

Depren1 uynıan1aktadır.

k e sitler i

K iriş

[3]

göre

[5]

Büyük.şehir

ve

Deprenıe

D ayanıkl ı

Afet Bölgelerinde

yapı

ağırlığına eşit olan yatay kuvvetler altında bile yıkllman1alıdır. bölgelerinde

Birinci

alan

yer

derece

depren-ı

katlı

5

betonarme

binalardan bu tür bir depreın perfonuansı elde etmek için genellikle kolon

ve kirişlerden

oluşan çerçeve sitemli yapılar yeter h olmaz, betonarnıe

sistemlerde

perde

elenıanlar

kullanılması gerekir. Perde elemanlar ineelen yapllarda genelde kullanıhnaıruştır. IV.2 Depreın Bölgelerinde Uygulanması Önerilen •

Ve Istenilen Planlaına IlkeJeri Kamu

özel

ve

kuruluşların

çalışn1aları ile

yıkıla n ve şu an kullanılan yapıların kapsadığı bir çal ı şma ile yapı stokunun bel i rle runesj gerekir. Etde edilen veriler ışığında ekol oj ik sisteme zarar vernıeden , yönelik

planlama

gelecek nesillere

yap1larak

yenilenme

yapılın a lıdır. Kamu ihale , inıar , ınühendislik ve nurnarlık ve diğer meslek gıupları bakkındaki kanun ve yasalar

sorunlarına

günüınüz bu

güncellenip,

sorunlara

cevap

göre verecek

şekilde düzenlenn1elidir. •

Inıar

ıçın

esaslı

tan1arnlanmayan araştırn1ası

Jeolojik

bölgelerde göre

paran1eirelerine

araşttrn1aları yapıJaşn1aya,

bölgelerde

tamamlanan kat

ilavesine

zerru

n ıztn

ved lnıen1elidir. Imar

aftan

yapılaşnıaya

,

rul1satsız,

ve ç.arpık

plana

kentleşrneyc

Genel ..ı\nkara,

aykırı

nedcu

209

imar

ve

Ait

Yıl l ı k

1994 -1999 yıl ları

Mühendisliğine

Yapı

Tasarımı,

Yapılacak Yapılar Hakkında

Araştırn1a Enstitüsü, Ocak, 1998.

dayanın1ının,

yük

Körfezi

İşleri

Dairesi,

( 27 M art

binanın

yatay

İzmit

Belediyesine

Yönetmelik,

çatlak bile olmamahd1r.Diğer yandan kendi

4.

Araştnma

deprem bölgesinde yer alan 5-1O katlı bir

gerekir. Bunun sonucunda yapıda herhangi bir

.

Afet

A kadeınisyen, İs tanbul , 1999

ağırlığının en az %15 mert ebesinde olması

3.

Adapazarı

Giriş

dereec

birinci

Duıumu,

[4] Celep, Z, l<un1basar, N, Depren1

yetersiz

için kirişler kolon dışına oturtulmuştur. yönetmeliğine

1999

arası )Raporları

'e

kullanılıruştır. Bazı binalarda yer kazanmak 15. Deprem

Ağustos

Proje \fe Yatının Faal iyet

Türkiye

(1998)

Özmen,

Nisan,2 000.

y

ekseninden uzaklaşmasına neden olmuştur.

2.

17

[2]

13. Zeınin

1.

B,

çevresinde burulma yapmasına neden oln1ak­

İskan

B akanlığı,

Deprem


Sıkaştırma Döküm Yöntemi ile Üretilen Ti-8 İlaveli ZA-12

SAV Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

.

.

.

AJaşunının Ozellikleıinin Incelenmesi

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

B.Çağlar,

C.Kurnaz

SIKIŞTIRMA DÖKÜM YÖNTEMİ İLE -ÜRETİLEN Ti-B İLAVELi ZA-12 ALAŞIMININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Bahri

ÇAGLAR, Can KURNAZ

Özet - Z·A alaşımlan günümüzde bir çok alanda bazı

Al alaşımları, dökme deuur, pirinç ve bronz gibi diğer yerine konvansiyonel alaşınılaı-ının döküm sebebi Bunun kuHanılmaktadır. ZA olarak alaşımlarının iyi dökülebilirliğe, yiiksek mukavemete ve iyi aşınma özelliiderine sahip oln1ası ve mukavemet/ağırlık yüksek olınası oranının mekanik üstün Bu gösterilebilir. alaşımların özelliklerinin önenıli en sundukları yanında avantajları hemeın heınen bilinen bütün dökünı yöntemleri ile başarılı bir şekilde dökülebilmeleridir. Bu çalışmada; ZA-12 alaşınuna Ti-8 (Titanyun1 bor) alaş1m elementinin etkisi incelenmiştir. Saf ZA-12 ve Ti-B katkıh ZA-12 alaşımlarının metalografik çalışmaları yapılmJş, çeknıe (sıcak çekme, ısıl işlen1 sonrası çekme), sertlik (Brinell sertlik, Vickers serttik) gibi mekanik özellikleri incelenıniştir. Elde edilen sonuçlardan; alaşamlardald (saf ZA-12 ve Ti-B ilaveli ZA-12 alaşımları) 0/o Ti-B oranının artışının mekanik özellikleri (sertlik, çel{me) artırdığı, ısıl işlem süresi artışının da nıekanik özellikleri düşürdüğü görülmüştür. Ayrıca ı sıl işlem görmemiş numunelerin çekme gerilmeleri.nin ısıJ işlem görn1üş numunelere göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Kelinıeler

Aııahtar

- Sıkıştırma döküın, Çinko­ Alüminyunl alaşınıları., sertlik, çekıne gerilmesi., Hall­ Petch eşitliği

In this study, it was investigated the effect of Ti-B alloying elenıents on ZA-12 alloy. Metallographic studies of pure ZA-12 and ZA-12 witb Ti-B additives were carried out and tbeir mechanical properties, such as tensiJe strength and hardness, were studied. It \\'as seen from the experimental result that in creasing in quantity of rfi-B in ZA-12 alloys increased mechanical properties (hardness and tensile strength) and increasing of heat-treatment time decreased ınechanical propertieso It was also concluded that the tensile strength of heat-treated samples was Iower than that of non-heat-treated san1ples. KeyJvords - Squeeze (�asting, Zn-Al AlJoys, Hardness,

Hall-Petclı Equality. •

I.GIRIŞ Genel

olarak

çinko

çelik

yüzeylerini

ko rozyo ndan

konıınak için galvanizlemede kullanılnıaktadrr. 1 920'1i

yı ll a rdan sonra Zaınak o larak adlandırılan çinko döküm a laş ıml arı kullanılınaya başlanmıştır[ 1]. 1960 'h yıllardan sonra ise ZA alaşımları olarak adlandırılan ZA-8, ZA-12 ve Zl\-27

alaş ı mlan

Kuzey Amerika'da geliştirilmiştir.

Son yıllarda bu alaşunların kuBarum alanları gittikçe artmaktadır[2,3 J. ZA

alaşımları

günümüzde

bir

çok

alanda bazı Al

a1aşıınlan, dökn1e denur, pirinç ve bronz gibi diğer

konvansiyonel

dök.iim

al aşımların ın

yerine

kullanılmaktadır. Bunun sebebi olarak ZA alaşımlarının

Abstract

At present, ZA alloys are used in nıany areas/applications instead of conventional easting alloys such as Al alloys, brass, bronze and cast iron alloys. This is reason that ZA alloys have good cast ability, high strength; good wear resistance and high ratio of strength to weight. The n1ost important advantage of ZA alJo)rs, in addition to its superior mechanicaı properties, is to be cast by all of common easting methods.

B.

-

Çağlar� Sakarya Üniversitesı, l'viühendislık Fakültesi, l\1etaluıji ve

Malzeme Mühendisliği Bö1ürnü, Adapazarı

C.Kumaz� Sakarya Üniversitesi, Müheııdsilık Fakültesi, M alzeme Mühendisliği,

Adapazarı

Metahnji ve

iyi dökülebilirliğe, yüksek mukavemete ve iyi aşımrın özelliklerine sahip olması ve mukavemet/ağırhk oranının yüksek

olması

gösterilebilir.

mekanik özellikleıinin

Bu

alaşımların

üstün

yan1nda sunduldan en önemli

avantajlan hemen hernen bilinen bütün döküm yöntemleri

ile başarılı bir şekilde dökülebilmeleridir[4 ,5].

II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR II. 1. ZA-12 Alaşıınının Hazırlanması l\.laşıınlar ticari saflıkta Zn (% 99�99), Al (%99.98), saf Cu ve saf Mg kullanılarak elektrikli direnç fırınında grafit

potada eritilip> nıetal kahplara külçe halinde dökülmüştür.

1 O kg lık şarj halinde, döküm sıcaklığı 600°C olacak


SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Ci1t, 2.Say1

bu

alaşın1a

kiınyasal

(yaş)

analiz

için ve her iki bölge(ötektik bölge, dentrit bölge) için

,

,

kalan Zn olarak b ulunınuştur. hazırlanan

sertlik deneyinde 1 00 gr yük kullanılıruştır. Numunelerin

ötektik bölgesinden ve dentrit bölgesinden; her numune

ZA-12: 0/o 1 1,5 Al % 1,1 Cu ve o/o 0 02 Mg ve

halinde

B.Çağlar, C.Kurnaz

yapılnuş ve ağıı·lıkça 0/o bileşimi;

Külçe

••

(Temmuz 2003)

dökülen

şekilde

Sıkıştıı-ma DökHm Yöntemi ile Üretilen Ti-B İlaveli ZA-12 Alaşımının üzeilikleı-inin ıncelenmesı

ZA-12

alaşııruna,

farklı

oranlarda Ti-B (Titanyun1-Bor) ilave edilerek sıkıştırma dökün1 cihazında 1 O tonluk kuvvet altında, sıkıştımıa

2 'şer ölçüm yapılarak sertlik değerleri belirlenmiştir.

II. 4. Çekme Deneyi a) Sıcak Çelone Deneyi

yöntemi ile döküm yapılnuştır. Eklenen Ti-B bileşimi; %

Bu deney için Hounsfield Tensameter manuel çekme

94 Al, o/o 5 Ti, % 1 B'dur. 5 farklı oranda Ti-B eklenerek

cihazı kullan1lrruştır. Numuneler çekme cihazına

döküm yapılmıştır sırasıyla;

aparatlar

yard1ıruyla

bağlamnıştır.

Deneyde

belirli

istenilen

sıcaklığı sağlamak için Wild Barfield (1150°C-230 volt) 1. Dökün1: % O Ti-B, %I 00 ZA-12

fırınından faydalanılnuştır. Fır1n manuel çekme cihazının

3. Döküm:%2 Ti-B, o/o 98 ZA- 12

kalacak şekilde ısıtılnuştır. Fırın içi atınosfedn sıcaklığını

orta kısnuna konulnıuş, aparatlar ve numune fırın içinde

2. Döküm:% 1 Ti-B, o/o 99 ZA-12

koruınak için hava ile tenıas eden kısın11ar kaolen yünü ile kapatılnuştu. Böylece İzolasyon sağlanmıştır. Fırın içi

4. Dökün1: % 4 T1-B,% 96 ZA-12 5. Dökünı:% 8 Ti - B % 92 ZA-1 2 ,

atınosfer

11. 2. Metalografik Inceleme malzemelerden

Üretilen uygun

numuneler

alındıktan

som·a

Sırasıyla 120 olarak

zımparalama

inceleme

Nuınune1er

zımparalarla

-

ıç ın

bakalite

geçilmiştir.

ışlemine

- 240 - 320 - 400 - 600

1200'1ük

ölçmek

800 ve en son

zımparalannuştır.

daha

(20°C)

sıcaklıklarda

soıu·asında çekme

sıcaklığa

gelindiğınde

bekledikten

sonra

bu

çekn1e

elmas pasta kullanılarak parlatılmıştır. Parlatn1a işlemi

sağlan1aktır

s olüsyonu

ile dağlaıımıştır.

teın1okuple

Optik nıikroskop ve

ve

120°C

uygulanmıştır.Sıcaklık

altında yapılan bu çekme deneyleri sırasında istenilen

nedeni ortaına sıcaklığın

bittikten sonra dağlama işlenrine geçitmiş ve nurnuneler

80°C

50°C,

deneyleri

Zımparalama işleminden sorıra numuneler alümllıa ve

nital

ıçın

Ti-B ilave edilen nunJunelere ilk olarak oda sıcaklığında

metalografik

seçilnıiştir.

sıcaklığını

kullanılmıştır. Saf ZA-12, 0/o 1, % 2, 0/o 4, % 8 oranında

sıcaklık işlemi

değerinde 2 0 yapılmıştır.

dk

Bunun

homojen olarak yayılınasını

.Deney sonuçlannın daha sağlıklı olması için her bir

SEM (Sc anning E1ectron Microscobe) incelen1esinde tane

deney sıcaklığında her alaşıma ait en az 2 nurnuneye

sınırları ve tane yapısı net bir biçimde göıül.müştür.

çekme işlenıi uygularuıııştır. •

II. 3. Sertlik Deneyi

b) Isıl Işlen1 Sonrası Çekme Deneyi

a) Brinell Sertlik Deneyi

Saf ZA-12, 0/t> 1, %

saat süreler!e

ZA-12 alaşınılarına uygu] annuşt ır.

Hounsfıeld

yapılınıştır.

2.5nun'lik bilya uç ve 62.5 kg yük

(

Deney

P/d2

=

sırasında

1 O kg/mın2)

kullanılmıştır. Basınçlı döküın yöntemiyle üretilmiş saf, 0/o

1, % 2, % 4,

% 8 oranında Ti-B iJave edilen

nun1unelerin her birinden en az 3 n umun e alınarak ve bu numunelerin

farklı

bölgelerınden

ıs1 1 işleın uygulanmıştır. Bu numunelerde

Tensanıeter

manuel

çekme

cihazında

çekilntiştir. D en ey sonucu elde edilen diyagranuardan

Bıinel1 SertJik deneyi mekanik laboratuarında Wolpert kullanarak

0/o 4, 0/o 8 oranında Ti-B ilave

edjleıı nun1L1nelere 120°C sıcaklıkta �ırasıyla 2, 4, 8, I 6

Döküm sonrası ısıl işlem görmemiş ZA-12 veTi-B ilaveli

ciha.tıııı

2,

en

az

4 ·er

ölçüın

alaşınılara ait çeknıe gerilmeleri hesaplammş ve grafik

ha line getirilnıiştir.

III. D}�NEY SONUÇLARI ve İRDELENMESİ •

lll. 1. 1\fikro)'apı Incelemeleri

yapılarak, sertlik değerleri belirlemniştir.

S1ktştınna dökün1 yöntemi ile ürettiğimiz % 8 Ti-B

b) \1ickers Sertlik Den eyi

fotoğiafı

ila veli ZA-12 alaşnnına ait SEM de çekilmiş ınikroyapı şekil

1 'de verilmiştir.

Şekilde

açık

görülen bö]genin Titanyum olduğu görülmüştür.

Bu deney hen1 ısı] işlern görmeıniş ZA-12 ve Ti-B ilaveli ZA-12 alaşıınlarına uygulaıınuş hen1 de 120°C sıcaklıkta sırasıyla 2, 4, 8, 16 saat ısıl işleın görnTÜŞ ZA-12 ve rfi-B ilaveli ZA- 12 alaşırln anna uygulanmıştır. \lickers Sertlik eleneyi nıekanik laboratuarında Mila·o

sertlik cihazınt ku1lanarak yap1lımştır. Yapılan Vickers

211

renkli


Sakışttrmu

ı::ııstıti.isü Dergı�ı ri le lm il B n e F SAU

7.Cilt,

2.Sayı (Teınnıuz 2003)

Döküm Yöntemi ile ü.�·('tilen Ti-B 11a,•ell ZA-12 Ala şı m ın sn {)zelliklerinin İntelenm n.Çağlar, c.�urn

·

�c kil

Ayrıca

3 'ele

� itunyum'un

bulwıduğu bölge

(açı

..

n.:nkt:) ve c tra fındakı bölgede Al görülmektedir. Ti, aÇlk . yoğunlaşn1ıştır. Ayrıca Zn, Tı'un renldı holge dc .

gö rü ldüğü açık ı cnkli bö1gcnin etrafında göıiilmektedir. Buradan rl'i'un Zn ıçinde çözünmediği anlaşılmıştır .

�)

lsıl

Işlenı

Gtirnıenıiş

I ncelcınch�ri

Numunelerin

..

fikroyapı

t

h

..

...

'

. ..

Şekil

..

mıkl'l1)'tıpı ı'ntugıafı ·J'Vl <.,I ın ıın �ın ala 2 -1 ZA lı vc ila 1 °/08 Ti-B

tA '

n de / i yapılrnıştır. Şekil 2 de ı l a n a S ED in iç ı ın ş la Bu a ·ri sında pı ya in cn ın zc al nı bu bi gi görüldüğü S ı rlı ğ i dü�ük olduğu iç in ED ğ a n1 ato r Bo ır tad ak nın lu bu . a p ı la y dc Jge bo l<li ıen ık Aç ır. tcd ek eın lın rü gö de analizin A 1-Ti-B EDS analizi n i n sonucunda ( şekil 2 bu bülgedc alaşnrumn

yoğun1aş1ığı

- ·r--

anlaşılınıştır

n

)

Şekil 4 S ık ıştırına dokilın

yöntemiyle

O reti ten saf ZA- ı 2 ala1fınnmn

mı khlyapısı -

---

.

-

-

Şekil 4 de göıiilclüğii gibi ZA 12 alaşıınında dendritik

ötcktik

yapı h�1kinıdir, lan1cller arası ınesafe geniş h1ıncl boy! an küç likt iir.

lı o

,...

1u

,ı..

t"'­

T,J. '

Şekil

1'�

2 %8 fi-B il�.\cli Z/\-12 alaşınımııı ED� .ı:ıalizi

-

,

�ckıl 7.(ı 1%2 Ti-B k\ıtkılı ZA-12 nlaşnnmm mikroyapısı

Şeki13

�to8 Ti-B �lavdı !':A-1? ala:;.ını:ııın ıı;ı

SEM mıkroyap ı fotoğıaılaıı

dLkı ala�ınl dcn1cntknnin

212

e


Sıkıştırma Döküm Yöntenli ile Üretil�n Ti B İl�vcli ZA-12 Alaşımının Özelliklerinin Incelenmesi B.Çağlar, C.Kurnaz

BiJiınieri Enstitüsli Oergisi 7 .Cil t, 2.Sayı (Temmuz 2003) SAU Fen

-

ZA- ı 2 alaşımına % 2 or anında Ti-B ila ve

ettiğimizde ol uş an mikroyapı Şeki l S'de görülmektedir. Şekil S'den görüldüğü gibi dendiritler daha küresel bir hal alrmştlr. % 2 Ti B ilavesi dendiritleıin küresel hale gel me sini sa ğ lamakta ve ötektik lamel yapıyı da pa rmak izi şekline (perlitik yapı gjbi) dönüştünnektedir. Ötek tik lameller aras1 mesafenin saf Zl\.- 12 a laş ı nu na oranla daha küçük -

olduğu görüln1ektedır.

inc e lediğimi zde ZA12 alaşırnına ekl ene n rJ'j-B ora nın ın artmasıyla birlikte dendrit yapının küreselleştiği, ötektik lame 1 ler arası mesafenin kısaldığı ve bu değişinun rnalzen1enin rnukavemetinin artinasına neden olduğu görülmektedir.

Genel

olarak mikroyapı resİnılerini

Isıl

a)

Iş lc nı

Görmüş

Numunelerin

Mikroyapı

Ince)emeleri

.. ..

.

.

....

-

.·.�...

...

8 l20°C sıcaklıkta I 6 saat ı sıl işlem görmüş %1 12 alaşımının mikroyapısı

Ti-B ilaveli

ZA-

Şekil 7 incelendiğinde Titanyum yapı nın içerisinde daha net görülınektedir. Şekil 7 'de 4 saat ısıl işlem görınüş 0/o 1 Ti-B k atkı lı ZA-12'yi, Şekil 8'de 16 saat ısıl işlem görmüş %1 'fi-B katkılı ZA-12'nin nıikroyapısıyla karşılaşhnldığında ısıl işlen1 süresinin artışıyla yapıda f3 'nın ( a + 17 )'ya d önüşerek iıileştiği görül mektedir .

ı.

ı;.

Şek i i

"�·

"'

Şekil 6 l20°C sıcaklıkta 16 saat ı sıl iş�ern görmüş saf ZA- ı 2 alaşınıt:ıın

.

1'·

,...•�, . •.

mikroyapısı

. 1

,

�\ J.. .

. ..

Şekil 6'dan 16 saat ıs ı l i şl em görn1üş saf ZA-12'nin yapısın1n iri1eştiği (ka b alaşma) fotoğrafta siya h renkli göriilen ötektik bö lgelerdeki lame l l er a rası n1esa feııin a z a ldığı görii l me k tedi r

1''

.-

...h

ı..;. l l'

,.'

;ı .

'

••

,

.

Şekil

9 ı 20°C s1caklıkta 1 G saat ısı ı

J 2 alaşnnmın mikroyapısı

Şekil 9 'dn

partikül1erin

işlem

gömıüş o/o4 Ti-!J ilaveli ZA­

( a + 77)

büyüdüğünü ve iç

yapıdaki ka bal aş nı anı n faz]alaştığını görüyoıuz. Gene 1 olarak nıikroyapı incelediğinde ZA- 12 alaşırnına eklenen Ti-B oranınJn ar1111asıyla birlikte ısı) işlem gön1ıemiş nuıuunelerde de oldu ğu gibi ötektik lameller ara sı mesafenin kJsaldığı, tane boyutunun küç ü 1dü ğü g ö rül ür Bunlara bağlı olarak sertlik ve mukavemet değerleri artn1aktadu . fakat ısıl işlem süresi arttıkça iç yapıda i ri leşn1e mey dana geln1ekte ve buna ba ğl ı olarak ınukaven1et ve sertlik değeTleri aza]nıaktadır.

�·.

.

�···

�ekil 7 12(?C sıcaklıkta 4 saat 1s1l işlem görmüş 0,·(,] Ti-D ilaveli ZA-12

n la�ıtntmn

nıikroyapısı

2 13


Sıkaştırma Dök\iın Yö nt emi ilc üretilen Ti-8 İlaveli ZA-12

SAU

Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Alaşımının Ozcllik1erinin İntelenmesi

B.Çağlar, C.Kurnaz

C)tektik

III. 2. Sertlik Deneyi

böl geden alınan seı1lik değerlerinin ortalaması ve rilmi şti r.

Tablo 2 'de

Şekil

ll 'de grafiksel olarak

gösterimuştir.

a) Brinell Sertlik Deneyi

Tablo 2 Is ıl iş1em görnıen1iş ZJ\� t 2 veTi-B i l aveli ZA-12 alaşımianna ait ötektik bölgeden al m ın vickers sertilk de�erleri

sonra ı ıl Yapılan Brinell sertlik ölçüm deneyierinde � i şleın görmemiş alaşırnlara ait elde edılen sert] ık değerlerin in ortalaması alınrruş ve bu değerler Tablo 1 ·de verilmiştir. Tablo 1

Şe kil 1 O'da da grafiksel olarak gösterilmiştir.

ılarına Isı! işlem görmemiş ZA-12 veTi-B iluvelı ZA-1? alaşın

ait brinell

K)rtalama Brinell Sertlık Değerleri

....

·-

a:ı

-

� ·-

-

� Q)

(/)

104

Sertlik Değerleri

106

107

110

0/o2Ti-B 0/o4 Ti-B 0/o8Ti-B ZA-12 0/o1Ti-B 128

ı

132 -

1

135

141

150 116

1 4 1 112

-

Cl) ı...

145

11 o

Q)

.::6:. o

140

·-

13

5 130 -

108

106

� 104 Cl> 102 Cl) .::6:. ·-

-

100

125

120 .

98

115

---,----.--- -..---. -- · - --

Saf

ZA12

0/o Ti-B

1

0/o2Ti-B 0/o4Ti-B 0/o8Ti-B

�e:kil

Saf ZA12

o/o 1 Ti-B

0/o2Ti-B

0/o4Ti-B

ı l I sıl i�lem görme mi� ZA-12 al aşı ml arı n a ait

vickers sertlik grafiği

Şekil 1 O Isı 1 işlem görmeını ş

ZA-12

alaşınılarına ait

brincll ser:hk

'fablo

3'de

veril.nllştir.

gösteriliniştir ınalzen1enin

sertliğinin aıttığı görüln1ektedir. Milaoyapı

resİnı le rinde

Ti-

B

oranın

a rtm

a s ı yla

lO'dan

0/o8Ti-B

ötektik böl genin

Dendirit bö lge den alınan sertlik değerlerinin ortalaması

grafiği

Şekil

115

ı

5 1 5 1 150 Q) c:

ZA-12 o/o1Ti-B o/o2Ti-B 0/o4 T i- Blofo8Ti-B

Ortalama Vickers

sertlik değe:·Ierı

Saf

-

Saf

Şekil

1 2'de

grafıksel olarak

_

Tablo 3 ls tl işlem göımeıniş ZA-12 ve Ti-B ;1aveli ZA-12 alaşımlanna aıt

de ( ŞekH 5) Ti-B ıniktarının artma s ın a paralel olarak tane

dend1nt bölgeden altnın vickers sertlik değerleri

yapısının küçüldüğü ve ö tek ti k lameller arası mesafenin azaldığı görülmektedir. Sertlik aıtışına bu değişimlerin

-

ZA-12

neden olduğ u düşünüln1ektedir.

Ortalama Vickers Sertlik Değerleri

Y a p ı l an hesaplan1alar sonucunda %1 Ti-B katkıl ı ZA-12 alaşımının sertlik değe rinin saf ZA-12 'ye göre %3 fazl a olduğu, Ti-B oranının artrnası jle bu oran ı n değiştiği ve

o/o8 Ti-B katkıh ZA- I 2 alaşınuna gelindiğinde sertlik de ğe tin in saf ZA-12 al a şı rmn a göre 0/o 17 aıttığı te s p i t

edilmiş tir.

b) Vickers Sertlik Deneyi •

i) lsıl Işlem Görmenı.iş Kun1uneler: Isıl işlem gönı1enıiş ZA-12 ve Ti-B ilaveli ZA-12 alaş1mlarına uygul a nan Vickers sertlik deneyind e ötelaik ve dendirit bölge s er tlik değerleri ol mak üzere iki farklı bölgeden ,

alıımnşt ır

Saf

.

214

113

lofo 1 Ti-B %2Ti-8�/o4Ti-B I�>Jo8Ti-8 115

117

118

121


SıkıştJrma Dökiim Yönteıni ilc Üretilen Ti-B İlaveli ZA�l2 Alaştmmın üzelliklerinin Incelcnmesı

S.\lJ Fen Bilimleri EnstıtJsü Dergisı 7 .Cilt, 2. Sayı (Temmuz 2003)

Ötektik bölgeden alınan seıilik değerlerinin ortalanıası Tablo 5 'de veriln1jştir. Şekil 14 'de grafiksel olarak gösterilmiştir.

120-

Iii 118 ... cıı

116

114 '

> -

112 110 108

B.Çağlar, C.Kurnaz

1221

••

Tablo 5 Isı1 iş1enı görnıliş L.A-12 ve Ti-8 ilaveli ZA-12 alaşımlan na ait

J

ötekdk bölgeden ahnan vickers serllik değerleri

L

%2TI·B

%1Ti-B

SatLA12

Dfıı4 Ti-B

%8Ti-8

Ortalanıa Vickers Sertlik De(1erleri

Zaman (saat)

Şekil 12 Isı11şlenı göıme mi ş ZA-12 ala5ınılarına ait dendirıt bölgenin

Saf ZA-12 0/o 1 Ti-8 o/o2Ti-B 0/o4Ti-B 0/o8Ti-B 112

117

118

121

125

105

111

113

116

119

8 saat

103

107

109

113

115

16 saat

95

99

102

105

106

2 saat

vıckers sertlik grafiği

4 saat

Yukandaki Şekil ll ve Şekil 12 'de Ti-B oranının artnıasıyla birlikte sertliğin arttığı görülmüştür. Ötektik ve dendrit bölgelerden alınan sertlik değerlerinin karşılaştırılnıası Tablo 4' de veıilmiştir. Şekil 13 'de grafiksel olarak gösterilnliştir.

-

1

- --

ı :�u

..,.

ı ""1'-

...:., )

-(/l

Tablo 4 ls1l işlem görmemiş ZA-1 2 veTı-B i1aveh ZA-12 a1aşımlanna

..., � u ı...

ait ötektik ve dendrit bölgelerden alınan vickers sertlik değerlerinin

:; ...

(l) (/)

t>tektik Bölge Dendritik

Bölge

%>4 Ti-B

o/o2 Ti-8

104

106

107

11 o

113

115

117

118

11G -

> 10G -

0/o 1 Ti-B

115

----�----0

·-

ortalaması

Saf ZA-12

12\)

1 (ll) ��5 s:ü

�; j

ı

'

········---· .,.

• ll •

,.._,

'-·,,

(}

1

1

• -

1

-

.. . -·

.. .

'

,_

2 s:::ıat

.....

,

·

4 saat

1

8 �at

i --o--1 ö ;

60

115

'

Of·

. 0/o8 Ti-8

.....

saat ,

...•

-

i.

Ti-8 Bileşimi (%)

121

Şekil ! 4 Isıl ışlem görmüş ZA-12 alaşn,larına ait ötektik bölgenin vickcrs sertlik grafiğı

bölgeden ahnan sertlik değerlerinin ortalaması T'ablo 6'de verilnUştir. Şekil 15'de grafiksel olarak gösterilıniştir. Dendrü

125 _,

(/') ı...

<l> � ()

'

120 115

Tab]o 6 lsıl işlem görmüş ZA-12 Ye Ti-B ilaveli ZA-12 alasını1arına ait

·-

>

__..

110

-

105

Cl> (/)

100

·-

t:

j '

den<.lrit bölgeden alınan vickers sertlik değerleri

. -

95 o

1

2

4

8

Zaman (saat)

Ti-B Bileşimi (o/o)

Şekil

13

Isı!

işie'll

g0rme:ııiş

numunelerin

ötektik

bölgelerinden alınan sertlik dcğcrk:·inin karşılaştırılması

ve dcndrit

Şekil 1 3 'de ıs ıl işlem görmemiş ZA-12 ve Ti-B ilaveli ZA-12 alaşınıJarının dendirit bölgesinin ötek'1ik bölgeye göre daha yüksek sertlik değerine sahip olduğu göz1ernlern11iştir .

ii) I sıl Işlem Görmüş N umuneler: 1 20°C sıcaklıkta ısıl işlen1 görmüş ZA-12 ve Ti-B ilaveli ZA-12 alaşımlanna uygulanan Vickers sertlik deneyinde, ötektik ve dendirit bölge olmak üzere iki farklı bölgeden sertlik değerleri alınmıştır. •

215

Ortalama Vickers Sertlik Değerleri

Saf ZA-12 0/o 1 Ti-B 0/o2Ti-B o/o4Ti-B 0/oBTi-B

2 saat

119

127

129

133

137

4 saat

114 -

120

121

124

127

8 saat

11 o

116

117

119

121

16 saat

106

111

113

114

117

ı


Sıkiştırma Döküm Yöntemi

ile Üretilen Ti-B İla\eli ZA-12 Alaşımının Özelliklerinin incelenm B.Çağlar, C.Ku mez

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisı

7 .Cilt, 2.Sayı

(Temmuz 2003)

·

a) Sıcak Çekme Deneyi Sonuçları

140 ..

r.f'l

.;:C. u

Deney

130

·-

;:ı

·-

100 .

8

: --()-1ô

(/)

l_

ı

i

.

Tablo 8 Isıl İşlem Görmemiş ZA 12 Alaşımlanna ait çc1aııe gerihnesi (MPa) değerleri

-

.

80

S881

gösterilnıiştir.

!

sa8t

(J

-�

2

10

ı)

çizilen diyagramlardan,

alaşırnlara ait ; çekn1e gerİlıneleri (MPa) hesapl anarak Tablo 8'de veriln1iştir. Şekil 1 7'da ise grafıksel olarak

12f)

C,110

sırasında nıanuel olarak

sıcakhğa bağlı

Tı-B Bileşinıı (%}

Şekil 15 lsıl işl em gönııüş ZA-12 alaşıllllarına ait

Çekme Dayanımı (MPa}

Sıcaklık (oC)

ZA-12

20

385

417

427

454

50

371

410

420

434

450

artrrıasıyla birlikte sertliğin arttığı� ısıl işlen1 süresinin

80

326

374

385

396

418

aıtmasıyla birlikte sertliğin düştüğü görülmektedir.

120

271

332

352

364

400

vickers

sertlik grafi ğı

Yukandaki

14

Şekil

ve

dendrit bölgenüı

1 5 'de Ti- B oranının

Şekil

Saf

%8Ti-B

0/o1Ti-B0/o2Ti-8 0/o4Ti-8

457

Ötektik ve dendrit bölgelerden al ın a n karşılaştırılması

Tablo

sertlik değerlerinin verilnıiş6r. Şek il 1 6 da

7'de

'

gra fikse l olarak gösterilmiştir.

ı

Tablo 7 ]sıl işlem görmüş ZA-12 ve Ti-8 ilaveli ZA�12 alaşımianna ait ötektik ve dendrit bölgelerden alınan vicke rs sertlik değerlerinin

• .._ 20 oc

-=.-;_. a Sı c akl ı , )(Od-

1

. --. -- · c--e oa . 0.-C- :._ 5 1 0 C 2

f()Onı 450Q.. �

ortalaması

-

E

·-

Saf

Dendritik Bölg_e

-L-

.--

-,

-

·­ -

----

o/o2 Ti-8 l 0/o4 Ti-B

ZA-12

o/o 1 Ti-8

�03

108

110

113

116

112

118

120

122

125

---

Ötektik Bölge

--- --

400

0/o8 Ti-B

o

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Tl·B Bileşimi(%)

140 U) 120 '­

ı

(l) � o

100

·-

80 1

60

>

·­ -

Şekil 17 İlave edilen Ti-8 oranı ileçekme gerilmesi değişımi

40

ı

[Jötekiik

� dendrit i

---�

�....

Saf ZA-12

B

0/o4 -

20 o ·ı

2

ve

dcndrit bölgelerden

---··

Q)

>O') nı 4)a_ c :E 4)

E

al ınan sertlik değerlerinin

� 4)

o

-

-

400 300 200

---

50

16'da ısıl işleın gönnüş ZA-12 veTi-B ilaveli ZAgörülmektedir.

Şekil 18 Sıcaklık Art1şı ile Çekme Gerilmesi Değiş1mi

III. 3. Çekme Deneyi Çekme deneyı yüksek sıcaklıkta çekme ve ısıl sonrası çekme olarak iki şekilde yapılnuştır.

150

100

Sıcaklik (°C)

1 2 alaşınılannın dendrit bölgesinin ötektik bölgeye göre

sertlik değerine sahip olduğu

%8 Tı-8

'-

8

o

daha yüksek

----6:-- 0/o2 TI-B

C1)

karşılaşt1 rı1ması

Şekil

li-B

-

Ti-B Bileşimi (o/o) Şekil 1 6 Otektik

Tr-B

o/o 1

500

'-

·-

o

·

S ıcak ç ekme deneyi

islem

sonucu

elde edilen veriler ile ZA-12

çizilen grafiklerle bu olarak çekme mukavemeti

alaşınılarını karşılaştın11ak amacıyla

n1alzemelerin sıcaklığa bağlı değerlerindeki

216

değişimleri

daha iyi

görülebilmektedir.


Sıkıştirma Döküm Yöntemi ile Ü ret i len

Ti-B İlaveli ZA-12 AJaşınunın Özelliklerinin incelenmesi

SA U Fen Bıl ımleri En sti tüs u Derg isı 7.C 11t , 2 . Sa yı (Temmuz 20 03 )

Şekil

18

den

ı

sıcaklık

B.Çağlar, C . Kurnaz

artışı

birlikte

ile

çekme

İşlem Sonrası (ekme Deney i

Tablo 1 O. lsd i ş lem görmüş ve görmemi� numunelerin oda sıcaklığındaki

(20°C) çekme dayanımlarının karş1Jaştın lmas1 için ortalama değerleri.

Deney sırasında manuel o l arak çizilen diyagramlardan, alaşımlara ait; çekme geri ln1eleri (MPa)

9 , da verilıniştir.

Ta blo

Saf l

he sap lanara k

1 9 'da grafiksel olarak

Şekil

alaşımianna ait zarrıana

görmüş

ZA-

Ti-8

0/oB Ti-B

0/o4 Ti-B

o/o2 Ti-B

Görmüş

279

34 3

320

335

350

Görmemiş

385

417

427

454

457

l s ı l işlem

Tablo 9 1 20°(' sıcaklıkla sırasıyla 2, 4, 8, 1 6 saat ısıl ı ş l em

f

--

ZA- 1 2 °/o 1

lsıl işlem

gösterilmiştir.

1 2 ve Ti-B ı la v e l i ZA- 1 2

işlem süresııun artrtıası ile birl ikte

çekme gerjiminde ki azaln1a görülebilınektedir.

dayanınnnın azaldığı görülebihnektedir.

b) Isıl

Şekil 20 'den ı sıl

ba ğl ı çekme gerilmesi

(MPa) değerleri.

Saf

Zaman

..,ekme

1

Oayanı !llı (MPa)

·- O ls ıl işlem Ö rmüş

&.

-

(saat) ZA- 1 2 0/o 1 Ti-8 °/o2Ti-B o/o4Ti-B 0/o8Ti-B 348

332

2 saat

33 5

318

4 saat

302

8 saat

332

32 1

340 330

318

300

280

1 6 saat

351

346

309

295

(/)

e

364

G;

3oo

4

scıat

8 saat

e

16

21

OJ

C)

.

:

�� .,..,.

.,.. � �

. .

..

.

.,...,. ..-..;. .,. ""

. . ���

:'

.,...,..

"""" ..... .... .,. .....

o

Iş ıl

.

İşlc.ın

dayanınılannın ısJl

.

.

. : :. :. :

...... �

� ��

�� �:::: :: � ��� 1

.. .

- : - .: ...... � : .- :. .

���

· V".,..

�� .,.

.,.

. . . ��"" . . �:-"'.,....,. :. : : : :-"'"" : . : t:-:"'..,.. : o

��:::::: �:::::: 2

:- : .: -

-

..... ..,..

ve

: . �::;; . "'�: ,__, ��: .,. ; ı:;:;�; �: : :: : ��; 4 •

: : : .

TI·B Bileşimi (0/e)

Göı müş

. ..

: .: -: : : :: : :

o

-

-

..... � .

. . . .. . . .

"""

Görıııemiş

��� .,... ,.. ,..

����

��� : : ��� f'�-� ��

:. :. :. :.

o

..,.,ro

. .

. .

: : � :: : : :

��:

: : r;;::,.. �

8

Numunelerin

Oda

işlem

gönnüş numunelerden daha

yüksek olduğu görülmektedir.

320 300

Sıkıştırma dölctim i l e üre t i l en alaşımların mikro yapıları

280 260 -

djkkatle incelendiğinde (Şekil 7.4, 7 . 5 , 7.6, 7 . 7 , 7.8)

� 240 Q) <> 220 -

dendiriderin ufak boyutta o lduğu , yüksek katılaşma hızı

200 o

2

1

3

l9

5

4

Ti�B

�ekil

. .

.

'

.:��

.: o ; - : �::;; �

2 1 ' de 1sıl i ş lem görmemiş numuneleriıı çekme

Şekil

340 � -

.

.

.,.. .... .., . .,..

.

:

��� .�� .� �p� � """'

�....���i:

�aat

Cl.

·...

:::: ��

.,....,. ..... ....

.,..��

. .... � ...,.. . .,. .,.. . ,.. .,. ..,.. .,.. "' .,.. ..,.. .,.. """"

Sıcaklığındakı (2C°C) Çelcıne Dayanımlarının Karşı laştırılınas1

� 360 11'1

l

işlem Görmemiş

(§] l s ıl

_

.ro oJ' -

..� .,..

ı

380 -

·-

·�� :

o

Şekil ..-----· t 2 saaı

1

320

_

1 QO •

� <3.

339

400

200

(!) Q)

350

500

_

Çe kme Ger i l mesi Ti-13

6

7

8

ve basınç etki s i ile dendirit kollarının büyüyemediği,

9

küreselleştiği ve d endi r i t kollan arasındaki mesafenin

Bileşimi (%}

oranı

küçüld üğü

d eğ i şi nlleri n

ilişkisi

birlikte

çekn1e

,

ZA

serisi

Mikro

yapıd a ki

a l aşıml arda çekme

ve

bu akma

day an unlarını arttırdığı ve bunun da Hall-Petch bağıntısı

Ş e kil 1 9 ' dan da Şekil 1 7 'de o lduğu gibi Ti- B oran1 aı1ışıyla

göıitlınektedir.

dayannnlarırun

da

arttığı

ile ilişkilendirilebilcceği yap ı l an benzeri çalışmalarla da doğru1anmaktadır[6,7, 8 J .

görülebilmektedir. Hall-Petcb Eşitliği : a

=

K.D- 1 1 2

= malzemenin dayanınu Cl) Q)

E

-

L..

·-

K

400

·-

-

� (1) a.

350 -

D

(!) :E 300 tJ) 250 E .:.! 200 . (1)

-=

-1/2

malzeıne sabiti = tane boyutu

-

l)l

o

')

2

4

6

8

ı--.- -

ZA-12 ala ş ınıını n çekme dayanımı değerleri, sıcaklık

--,

artışı i J e birlikte azalmakta ve veriler birbirlerine çok

10 12 14 16 18

yakın d e ğerle r almaktadır. Bunun nedeni sıcaklığın etkisi i lc

Zam an (s aat)

bir Şek i l 20 Çekme Gerilimi Zaman

a l aş ınılan n

yapısındaki dendirit boyl anndaki değişinı,

başka deyişle dendiriderin irileşmesi

ve

dendirit

i l işkilendirilebileceği

yapılan

ko l l arı arasındaki mesafenin artmas ı ve bu de ğ işiınin Hal l-Petclı

ilişki!:: i

bağıntısı

ile

diğer çalışınatarla da benzerli k göstermektedir ( 6, 7 ,8].

2 17


Sıkış tırm a Dökün1 Yön tcıni ilc Üretilen Ti-B İlaveli ZA-12 Ala şım anın Özellikleri nin İncelenmt5i

SA U Fen B i l1mleri Enstitüsü Dergisi

7.Ci1t, 2 . Sayı

(Temmuz 2003)

IV.

ı.

B. Ça ğlar, C.Kurnaz

GENEL SON UÇLAR

Basınçlı döküm yöntemi i le üre t il en ZA- 1 2 ve Ti-B alaşımlarının,

ZA- 1 2

ilaveli

yap ı sın ı

mikro

incelediğirnizde Ti-B oranı arttıkça tane boyutunun ötektik

küçüldüğü,

küçül

değiştirdiği ve dendrit boylannın hale geldiği tespi t edi1nuştir.

2.

şeklin i

büyünıenin

dendritlerdeki,

kısaldığı,

ınesa fenin

arası

lanıeller

k küresel

e re

Isıl işlem s üres i arttıkça iç yapıda bozulına (hücre büyümesi) meydana ge l diğ i ve ınuk.a vcınetin düştüğü görülmüştür.

3.

malzemenin n1ukaveınetinin ve Ti-B oranı arttıkca > sertliğinin arttığı tespit edilnu ş t ir

.

4.

Isıl

görn1emi ş

i şleın

gerilmeleriııin, ısıl i ş l e m gönnüş daha yüksek

o lduğu

çekn1e

nunıuueleıin

nun1une lere

göre

görü lmüştür. Bu da ısıl i ş lem in

mukavemeti düşürdüğünü göstermektedir. 5.

ZA- 1 2

alaşırrıına

%1

çekn1e

ilavesi

Ti-B

mukavemetinde önemli derecede artış göstermekte ilavelerinin ise artış

fakat % 1 'in üzerindeki Ti-B

hızı na önemli bir etkisinin oln1adığı göıülıne ktedir.

KAYNAKLAR [ 1 ] DEMİRC İ C. , Basınç l ı Dökün1 Yöntemiyle Üretilen ,

Çinko-Alüıninyuın Alaşunlarının Aşınnıa Davranışıanna A la şı m Elementierinin Etkisi

,

Yük. L i sans Tezi, İ.T.lj

Fen Bilimleri Enstitüsü, l·laziran 2000 I 1etals [2] GERVAIS, E . , ZA A1 loys-A C'ha11enge to the v Industry, CIM B u l l et in \1o l . 8 0 , No .900, pp.67-72, April ,

1 987. [3]

O. G., 1'he eınergence of Zinc As an

COVIE,

Engineeüng Material:

C'IM

B ul1etın�

V o 1 .76, 1\ o . 8 5 2 1

pp. l 07- 1 1 I , A pri1 I 9 8 3 ü [4] KURNAZ, C . , A l üınina Fiber Takviyeli Zn o/o 2 7 Al -

M . M . K . ' lenn Basınçit Döküın YöntenLi ile Üretilmesi v e Mekanik Özellikl erüıin İncelcnn1esi, Doktora

Tez i İ.T .Ü. ,

Fen Bilinıleri Enstitüsü, Ocak 1 999 (5] KUBEL, E. J., Expandiııg Horizons for ZA Alloys, Metall Progress, No.7, pp. S l -5 7 , 1 98 7 . (6] SAHOO, M . , WHITING, L. V., CHA RTRAND, V . , \VEATHERALL, G . , Effect of Strontium on the Struchıre and M ec h a ni c a l Prope.rtics

of Zn-A l Foundry AIJoys,

AFS Trans a c tions Vo1.94, p p. 2 25 2 3 3 ,

'

[7]

SAI I OO ,

Characteristics

M., of

-

WI-II'fTNG,

S and

Cast

L.

Zn-Al

Foundry

V.,

Alloys,

AF S

T ransac tions 84-38, pp. 8 6 1 -8 7 0 [8] LilJ, H . Y . , JONES, H . , SoJidific.ation MicrostTucturc Selection and Characteristics in the Zn Based Zn-Al System, Acta .\lleta11. Mater. , Vol . 3 9, N o l O pp . 20 0 3 ,

.

,

-

2009, 1 992

218


S(h·ücii

Eğitimi Değedendir-mesi O.Eldoğan, Y.Tamtürk, A.Uzun

SAV Fen Bilimleri

Enstilüsü Dergisi 7.Ci1t, 1 .Sayı (Temmuz 2003)

..

..

..

....,

.

.

.

.

.

SURUCtJ EGITIM! DEGERLENDIRMESI

Osman EIJDOGAN, YusufTAMTÜRK, Abdullah UZUN

Özet-

Bu

çalışmada

uygulanmal{ta

d urulmuştur.

olan

ülkemizde Sürücü

J(ursJarı

ülkelerdeki

Çeşitli

1987'den

beri

üzerinde

sürücü

ehliyeti

verme uygulanıalan da göz önünde bulundurularak, Sürücü

verilen

Kurslarında

eğitiın

ve

bu

Bir

örnek oln1ası bakınundan

Dünya Bankasımn

107

!(arayolu Güvenliği projesi üzerinde yapılan çalışmalar karayolu

neticesinde,

güvenliğini

sağlayan

elemanlar

arasında eğitlinin ��6' lık, denetimin ise 0/o 12 'lik bir paya

sahip olduğu göıülınektedir [2].

uygulamanın verimliliği yapılan bir anket çalışması

Bu bağlaında, yapılan ça hşn1anın aınacı, ülkemizde trafik eğitimi, sürücü kurs J an ve bu kurslarda verilen eğitimin

ışığında değerlendirilmeye çahşılmıştrr.

Anahtar Kelitneler-Trafik güvenliği, Abstract-

değerlendirınesidir.

Sürücü eğitimi.

II. SURlJCU ••

In

this

study,

Driving

Schools

in

our

••

••

Kl.Jl�SLARI UYGtTLAMASI

country h ave been carried out from 1987 is reviewed

18 Haziran 1985 tarihinde

in details. Also, the appJications of driving license

Ülkeınizcle Süıiicü Kın·slan

issue

into

yürürlüğe giren 2918 sayılı J(arayo11an Trafik Kanununun

consideration: and the education and the productivity

123. Maddesi hükn1ü ilc, :\ll illi Eğitim Gençlik ve Spor

of this schools haYe been tried to evaluate \Vith

B akanlığınca hazırlannuş olan "Motorlu Taşıt Sürücüleri

in

other

countries

have

been

taken

a

Kursu Yönetn1eliği'' 3.2. I 987 taıih ve 19361 sayılı Resnıi

survey

Keywot·ds- Traffic safety, Driver education

yayıınlanarak

açılınaya

başlandığı

B e lge leri,

yürürlüğe

19 87

y ılına

E nın iyct

İl

Genel

girmiştir. kadar

Kursların

ise

Sürücü

Müdürlüklerince

veri1mekteydı. Bu tarihten sonra ise tedrici bir geçişle

I.GIIUŞ •

Gazetede

Sürücü

Kursları devreye giımiştir.

Ülkenıizdc özellikle 1950,li yıllardan günümüze büyük bir gelişn1e kaydeden karayolu ulaşımı, yük ve yolcu

Ülkemizdeki

taşınıacıhğı için vazgeçilmez bir sistem olarak karş1rruza

k arayollarında sürülecek araçların cins ve gruplarına göre

çıkmaktadır.

şu

Trafık kazaları açısından

da

en büyük

uygulamaya

sınıfla ra ayrıln1ış tır:

göre

A1

-

Sürücü

Belge leri,

Motorlu Bisiklet,

A2

Oton1obil, minibüs veya kamj - one t , C

sıkıntı bu noktada başlamaktadır. Daha önceki yıllar bir

Motosiklet, B

-

tarafa, 1980 de 36.914 olan kayda geçmiş tiafik kazası

Kanıyon, D

Çekici, E

sayısı 1990 da ] 15.295, 2000 de ise 466.385 olınuştur.

traktör, G - İş nıakinesi tüıiinden nıotorlu araçlar,

Sorumlu arandığında ise, trafiği oluşturan Taşıt-İnsan­

Hasta veya

-

-

-

Otobüs, F - Lastik tekerlekli

sakatlar için özel dizayn edilmiş araçlar.

yol üçlüsünde en büyük hata payı insana düşınektedir. Trafikte

i nsan

ha t aları

çeşitli

şekillerde

karşunıza

Kurslarda dersler, teorik eğitiın ve direksiyon

eğitimi

çıkmaktadır. Yapılan bir çalışmaya gö re, yaklaşık olarak

olarak iki ayTt alanda verilınektedir. Teorik dersler v�

%40 karar verıne hataları, 0/o45 tanımalalgılama hataları,

direksiyon eği tin1i dersleri haftanın her gününe dengeli

%8,6

perforrnanslbecereınen1e/ başaraınanıa ha tatarının insan

dağıtıln1aktadır. Sürücü kursları ilgili yönetn1e1ikler gereği bunu planlanıakla yülcümJüdürler. Sınıflarına göre

unsurunda

ders dağıl1n1ları ise 'rablo 1 'de görülı11ektedir[3].

perfornıans/kabiliyet etken

hatası,

%1 ,3

ise

kritik

olduğu göıiilmektedir[ 1]. Karayolu

güvenliğini art1rn1ak için yapılabilecekler üzerine

olarak

yapılan

çalışmalarda ise insanla ilgili olarak özellikle eğitim ve

ll.l. Çeşitli Ülkelerde Sürücü Kursu lTygulanıaları

denetin1 öne çıkmaktadır. Sürücü

eğitinn

farklı

ülkelerde

çeşitli

şekillerde

sürdürülmektedir. Ancak ten1el bir ayrım yapılacak

olursa,

bir kısım ülkelerde gözetmen nezareti.nde sürücü eğitim O. A.

Eldoğan, SAÜ TEF; Uzun; SAÜ SMYO

sistemi uygulanırken, bazılarında ise


Eğitimi Değerltndinn O.EJdoğan, Y.Tamtürk, A.tlzD

Sürücü

SA U Fen Bi ilmleri Enstitüsü Dergısi 7 .Ci lt, 2 .Sayı (Temmuz 2003)

Tablo 1. Türk1ye>de sürücil eğitiminin ders konuları ve 5ürelcri

Ders Konuları ve Süresi (saat) Motor ve Araç İlk Yardım Trafik ve

K u rs S ını fı

>-Çevre Bil_gisi

ı :•A 1 ,,"A2" ı ''C",nDı',"E ('[3" ;

20

-

,, '' F ·'G'�

''H"

12

35

12

20

12

35

12

20

12

35

Direksiyon

Tekniği Bilgisi

Eğilimi

16

20

ıo

lO

5

-

lO

20

45

-

-

12

16

Tablo 2. Bazı :.ilkelere göre stajyer sürücülere getirilen smırlandırma lar [4,6,7 ,8)

-

, Türkiye

Sınırlandırma yoktur

2 yıl

Avusturya

-%o Q, 1 pronıil alkollimiti

suç:a göre süre 1 yılda 3 kez

- trafik suçu işlememe

belge geri alınır

uzatılabilmektedir 4.suçta

- kazaya neden olmama

1 ı

Es ton ya

SÜRENİN UZATILMASI -

SINIRLANDIRıV1ALAR

SÜRE

ÜLKFLER

süre 2 yıl uzatılabilmektedir

- römork takaınanıa

2 yıl

- 70 krn/saat hız li nı it i

1

- %o 0.1 promil alkol limiti - g ece sürüşü ve p atinaj kursu alma zorunluluğu - trafik kurallanna dikkal etme

Finlandiya

-

- trn fik suçu işlemcnıe

2 yıl

- 2 yılda 2, 3 yılda 3 trafik ihlali yapmaına

lızat ılmaktad ır

- gece�sürüşü

ve

ılllalınde

patinaj kursu alma zorunluluğu

- a7anıi hız sınırı 130 kın/saat olan otoyollarda

2 yı ı

Fransn

2 yılda 2, 3 yılda 3 trafik kuralı

ders ahna ve 6-24 hafta pratik yapma zorunlu lu ğu

1

-

- slaj yer sürücü i k en 4 saat teorik 8 saatpratik

bulunanların staj süresı

süre kısaltılamanıakta veya

1 1 O kırLlsaat hız li mi ti

uzat ılamanıaktadır

- aranıi hız sınırı 11 O km/saat olan otoyollarda

ı 00 knı/saat hız limiti

- ıkiııcil karayo11annda 80 km/saal hız limitı

- staj sü:·esince ce7.a puant sislemine uyına

2 yıl

Almanya

2 yı!

\llacar1stan

!

--

6 ceza puanmı dolduran yeni

sürücünün belgesi geri alınır, sürücü yeniden eğitim alır

- rönıork takarnama - araçlannda başka birini taşıyamaına (A Smıfı için)

her bir trafik kuralt i hl alinde

1 sene olınak üzere 2 kez süre

uzatıhr, 3 . su çta belge geri ahntr

- en çok 2 trafik suçu işlenıe

2 yıl

Lüksernburo o

(A

(A ve B)

-

2yıl

Norvcç

(B Sınıfı)

. P urteki 1.

2

yıl

-

2 yıl

lspaı1ya

Isveç

B)

12 ay

K. ir1ancla _ . .....

ve

1

'J VI] ...

.1

ve

1 -ikincil karayollarında 75 krrıJsaat hz ' - otoyollarda 90 km/saat hı z limıtı

lirnili

süre ö.ıel eğıtimin al ınması yla son bulur, öL:el e�itirn almak içın en az 6

-

suçu işlememe

uz.atı - lanıanıaktadır

ciddi bir trafik suçu işleyen sürücülerin belgeleri geri ahmr,

�ürücliler yeniden sınava tabi

-her hangi

tutulurlar

bir sınırlama yoktur

- 80 km/saat hız

süıc kısalt1lanıamakta veya

--

lirniti

- her hangi bır sım rlanıa yoktur

uL.atı laınaınaktadır --

süre k1salt1lamamakta veya uzat ılamamaktadır

sürücü belgesi bu süre zarfında geri alınırsa sürücü yeniden

teorik

;

ıI Tunut;

L

ı

2 yıl

yapm1ş

süre ı..ısaltılanıamakta veya

proıni1 a1kollirniti

bir trafik

hafta staj

olunmalıdır

- 72 kın/sa at h1Z linıiti -ciddi

eğitiıııe tabi

tutulur

- eğitirn 1nerkezinde düzenlene;ı özel bir kurs alnıa

- 0.8

sürücü yeniden

- 01oo

ve

tutulur -

pratik sınava tabi

süre kısaltılamamaleta

0.8 prornil alkol limiti

uz atılama1 n aktadır

220

veya

·


Sürücü Eğitimi Değerlendirmesi O.Eidoğan, Y.Tamtürk, A.Uzun

SAU fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7.Ci1:_. 2.Sayı (Temmuz 2003)

eğitim devanı rilmek suretiy1e ettiıiln1ektedir (bu sisten1de, belirli koşullar altında, trafikte pratik . yapma ci süıii c üye sınavdan önce öorcn b . Kuzey Irlanda, olanağı sağlaımıakta olup I ngilt e re B el ç ika F inlandiya ve İ s veç gibi bir çok ülkede halen

Adapazarı merkezli olarak toplam 7 50 denek üzerinde yapılan bir Anket çalışn1asından bahsedilecektir [5]. Den ekı e rd en 500 tanesi süıücü b elge lerini Sürücü Kurslarından alnuş, diğerlerj ise eski sistem uyannca Trafikten alınışlardır. Belge s i ni Sakarya ilinden alanlann oranı o/o87 ,6, diğer illerden alanlarm oranı ise %12,4 çıkmıştır. Ehliyetleri ni Sürücü Kurslarından alanlann ehliyet sınıflanna baktığımızda ise A sınıfı 8, B sınıfı 298, C sımfı 76, D s ını fı ll, E sınıfı 102, Diğer 5 kişi şeklindedir. Bunların 396 tanesi bel gel erin i birinci ha kla nn d a alırken 93 tanesi ikinci 27 tanesi üçüncü, 3 tanesi dö rdün cü 8 t anesi ise beşinci haklannda al nn şla rd ır .

ve

belge

geçıcı

,

uygulanmaktadır) l4]. ise çeşitli farklılıklar

Uygulanan eğitim ınetotlarıııda

Siınülatör kullann11ı, öğretic i başına eğitiın saatleri vs. gibi. düşen öğrenci s ay ıl an Eğiticilerde aranan hususlar bakurundan da farklılıklar

görülmektedir.

,

bulunınaktadır.

Doğal

olarak değiş ik

de

değerlendirilrnesi

verilen

,

eğitimierin

kriteriere

,

göre

ya p ı lına ktad u· [5].

yukanda bahsi edilen Stajyer Sürücülük u ygu larnas ı n ı n önenıini anlaına yönünden deneklere sonılan ''I(aza y a ptı ysan ı z ehliyetinizi aldıktan kaç yıl soın·a" soıusuna sürücülerin verdikleri cevapl ar ı n sayı ve yüzde dağ ı lı n1 la n Tablo 3 'de görülmektedir. Tabloda " E sk i ile sürücü belgelerini eski sistenıle, "Yeni" ile ise süıii cü okullarından alaniann cevaplan görülmektedir. Öncelikli olarak

(Jlkcler a r asın d a pratik sonuçlarının önen-ıli olac a ğını düşündüğün1üz önemli bir farklılık da stajyer sürücü uygulanıasıdıı. Ülkeınizi yakından ilgilenditmesi baknınndan Stajycr sürücülüğün

Avrupa Birliğindeki uygularnalarına bakacak olu rs a k; Sürücü Sınavını ba şar ı yla ge ç tikt en sonra sürücü adayına Stajyer Sürücü Belgesi verilnıektedir. Bu belge y a lnızc a sınırlı bir süre ıçin veril rnekte d ir . Bu süre içinde sürücü adayı yetkili kururnlar tarafından yakından izlenir. Eğer sürücü bu süre zarfında bir ya da birden fazla (ciddi) trafik kuralı ihlali yaparsa yenıd en eğitim almak zorunda k al ma kta hatta süıiicü belgesi d ahi geri alınabilmektedir. Staj s ü res i sonunda belg e otomatik olarak tam sürücü b e lgesi ile değiştirilmektedir. Stajyer sürücü belgesinin amacı yeni sü rücüle r i trafik güvenliğine yapac akla n katkıyı geliştirrnek ıçın trafikteki sonunluluklarını karşı layabilecek leri bir du yarlı l ığa ulaştınna.ktır[4].

"

Tab lo 3, e b akt ığı n1ı zda en büyük oranların ilk 3 yıllık zaman diliıninde ol duğunu görüyoruz. Oranlar, belgesini es ki sistemle alanlar için °/o35, 16 iken, sürücü kursuna giderek alan sürücüler için ise 0/o51.52 gibi büyük bir rakam. To planıd a ise %46.37. Ayrıca "Trafık kur alla rın ı ihlal eder ınisiniz?" sorusuna süıiicü belgesini eski s i s t e ınle alanlann °/o9.6>sı "evet"; %54'ü "biraz", %36.4 'ü ise "hayır" cev a b ı n ı verirken, süıücü kursuna giderek al an sürücülerin %10.2,si "evet", 0/o43.2'si ''biraz" ve �046.6 'sı "hayır" cevabını venniştir.

,

,

Sıajyer sürücü uygulaınası yapan bazı ülkelerdeki stajyer sürücülük süreleri ve g etiril e n sınırlandırnıalar Tablo 2 'de görülınektedir.

B urada

asıl

Sürücü

anıacnnız

Kurs la nnda

verilen eğitinıin verinıliliğinin değerlendirilmesi olduğunda n Sürücü B elgelerini Sürücü K ursların dan alan 500 deneğe konu üzerine sorulan sorular üzerinde duracak olurs ak ; ,

III. (JLKEMİZDEKi SÜRÜCÜ KURSLARlNDA VF:RİLEN EGİTİMİN VERİl\1LİLİGİNİ� D EGERLENDİR.ı'VIESİ

ayn ayrı derslere devam edip

İlk olarak 500 deneğe etlncdikleri

s orulınu tu

ş r.

Tablo 4' de

görüldüğü

kab ac a bir değerlendinneyle ankete katılan sfuücülerin

C, 'alışmanın bu kısn1ında ü lkenıizde sürücü k ursla rı nda

<.Yo25 'i

Yerilen eğitimin verünliliğini değerlendinı1ek nıaksadıyla

kurslarda verilen eği t üne hiç

tamanıen katılnuş,

katılmaımşlardır. o/o\.,J %15 'i ise kısmen katılrm ştı r .

Tablo 3 "Kaza yaptıysamz ehiiyetinı?i aldıktan ka� yı J �onra" sorusuna sürücülerin verdikleri cevapları n S3yı ve yüzde dağdımları

!

1-3

Sayı ıo ;ö

Tablo

4.

.J.

4·6

Eski 3?

Yeci

35,16

51.52

102

.tsk ı

25

27,47

Yeni

44

22,22

7-1 o Eski i Yeni 20

21 ,98

42

2 ı ,2 j

1 O dan çok

Eski

14

l5,39

Yeni lO 5,05

·-

Motor dersine devam et ti n i z nıi?

İlkv�rdıın dersine devam cttinız J

D1re.<. siyon eğiLinı1 aldınız 1111? _

nıi?

-

Evet

�/0

Biraz

318

63.6

50

268

53.6 -

280

56

312 - 62.4

221

96

80 88

Toplaın

Eski

"Derslere devanı ettiniL mi?" sorusuna sürücülerin verdikleri cevapların sayı

Traf'ik t!ersine devam ett1niz mi?

gibi

Yeni

91

198

100 ve

100

yüzde dağılımı

Hayır

%

Toplam

132

26.4

500

16

136

27.2

500

140

28

500

17 6

100

20

500

1%10 19.2

.

ı1

ı

ı


Sürücü Eğitimi Değerlend· --, O.Eidoğan, Y.Tamtür�

SAU Fen Bilimleri [nstıtüsü Dergisi

7 .C1lt, 2.Sayı (Temmuz

2003)

ehliyetin

Sürücülere kurs sonrası yapılan inıtihanda zorlandıkları dersler soıulduğunda

sırasıyla

ise,

221

(%47.4 )'si

(%44 2)'inin ,

'

33

(o/�6�6fünün

z orlandığı cevabı

ise

Dıreksjyon

sınavında

kişi) almadığını

maksadıyla

cevaphınn

bakıldığında ise;

s

,

Eh l iyetinizi

aldıktan

soıua

hangisi

Sürücü Kurslarıyla ilgili olarak ise

mu?"

yüzde

"Ülkemizde

sfııJ.ti: kurslan işlevini yerine getiriyor mu?" şeklinde bir so� sorulmuş, cevap olarak ise sürücüleri n 110 (%22) undar "Evet" , 272 (0/o54.4)'sinden "Biraz" ve ı�

sorusuna

(o/ü23. 6)' inde n "Hayır" cevabı al ınmıştır.

dağılımlanna

71 (o/ol4.2)'i ülkenıizde

Tablo 5 Trafik dcrsini takip edenlerin dersten yararlanma duru mun u gösteren sayı ve yüzde dağılımı · ·

Evet Sayı

-

Traı'ık i�:ıret levhalarını ve terimlerini öğreneb1ldiniz mi B u egi li n ıdc si zc süre yete rli geld i mi?

Yelerli derecede araç gereç (levha filn1...) var mıydı?

Trarik konusunda k endini z i yeterli 1-Toplam

hissediyor n1usunuz?

%

267

72.56

201

54.62

217

58.97

246

66.85

Biraz 82

.

118

95

105

Sayı

22.29

19

5.15

368

32.06

49

13.32

368

25. 82

56

15.21

368

28.54

17

4.61

368

%

SaYl

9.57

27.18

63.25

Toplam

Of<·

Sayı -

Hayır

·ı ablo 6. rvıotor dersini takip edenlerin dersten yararlanına durumunu gösteren sayı ve yüzde dağ11lmı Evet .

M,';\ ır

.....:.. L\ı..ı,;

r>a� :;aları ı� ı

ta rı·yor

mus unuz?

Bu hı lgi le:· l§ığmda hıç araç anzası gidercbildiniz nıi? süresı yeterli geldi m1?

�. Motnr konusunda kendinizi yeterli hissediyor musunuz? Top;�:nı

Biraz S�yı

174

lYo

47.80

181 187 208 166

Toplam

Sayı

%

129

35.44

61

16.76

49.72

107

29.40

76

20.88

51.37

84

93

25.55

57. ı 5

23.08

104

28.58 -

52

14.27

132

36.27

66

18.13

45.60

50.33

---

Haytr

o/o

Sayt

:.ırı:1 pcrıyodik ba'.;: ını ı nı yapabiliyor musunuz?

bğılinı

30.55

Sa)ll 364 364

364

364

364

19.12

Tab le; 7. ilkyardım dersini takip edenlerin dersten yararlanma dunırnunu gösteren sayı ve yüzde dağılım1

Sayı

-

-

d ımı n teınel amacını öğrenebi1d1niz mi? ilky:ır ..

Dcr� IL'u_ygulamah 1lkyardıın yaptınız mı?

Ald i ·2-ı n ız bu eğili ml e arh k ilkyardım yapabilir misiniz?

--

Eği ti n ı sürc:si yeterli geldi mi?

Ilkyard ı ın la ilgili kendi n izi yeterli hissediyor musunuz?

Biraz

Evet

249

_.._ ._ _

Topl:ı ın

% 69.1 7

-

Sayı

99-

o/o

Hayır

Sayı

Ofo

Toplam

Sayı

27.50

12

3.33

360

188

52.23

101

28.05

71

19.72

360

132

36.66

175

48.62

53

14�72

360

149

41.39

144

40.00

18.61

360

189

52.50

13.34

360

123

. -

34.1 ô

48

39 .3 3

46.73

--

67

13.94

fabb 8. Djrcksiyorı eğitimi al anl arı n dersten yararlanma dunınıunu gösteren sayı ve yü zde d ağı l ı m ı .----

S ri i"Pia uygun s a atle

Say1

çahşnıa yaptınız mı?

Dıreksiyon eğitim parkında çalıştınız m1? Ak��ını (f a rlar açık) çalışma yaptınız rnı? Eğ::ııı� sCresı yeterli geldi nıi? Süri·�t- Li�.:.le ilg.li kend:niz: yeteriı hissediyor nıLsunuz?

TO'ibt.ı

5!0=

"zaten iyi bir süıücüydün1" seçeneklerini işaretleınişleEdİr

%83.6 ile "evet" ve

ve

ürücüleri n

''

öğre,... _ ..,..,.at .,. ·

..

alınıyor

sayı

ııniş tir.

·

Bu s orulara nıüreakip o l ara k sonılan "Sizce ehliyet ve rdikl eri

ve

%12.4 (62 ki�i} �'azm olsa trafikte araç kul1anıyordum", %39.2 (196 "kendimi yeterli hissediyordum", ve %38.6 (193 kişi rs�

% 16.4 "hayır" de rniştir.

e d il erek

.•

o/o9.8 (49 kişi) "yeterli değildim",

belirtmiştir.

miydiniz?'' sorus:.u1J süıiicüler,

hak

edi lei ek

hak

uygundur?"şeklinde bir soru sorulmuş. Cevap olarak ise

"Komisyonda siz olsaydınız kendinize geçer not verir

ülkemizde

alındığını

Süıücülerin ehliyet aldıklarındaki düşüncelerini

::d ı nmıştır.

Yapılan sınavlarda yardını alıp almadıklan sorulduğunda da 71 (%14,2) kişi yardun aldığını diğerleri ise (0/o85,8429

düşünürken� ı_­ alınmadığını beliıtıniştir 9_

edilerek

(o/o38.4)'si ise biraz cevabım

İlkyardın1, 183 (%3 6, 6) ü nün Motor_ 63 (%12,6)'ünün

Trafık,

hak

Evet

%

2 22

Suyt

285

71.25

71

265

66.25

53

17 8

44.50

49

229

57.25

112

308

77.00

78

63.25

-

Biraz

%

ı 7.75

1 3 . 25 12.25

28.00 19.50

18.1 5

Hayn

Sayı 44

o/o

] 1.00

Toplam Sayt

400

82

20.50

400

173

4 3 25 .

400

59

14.75

400

14

3.50

400

18.60

1


SAL Fen Bilimleıi Enstitüsü Dergisi

7.Ci�l. 2

Sürücü Eğitimi Değerlendi.-mesi O.Eidoğan, Y.Taıntürk,

Sayı (Teınmu1. 2003)

ve Direksiyon eğitiminde olumlu görüş bildirenler %63 gibi iken M otor ve İlkyardın1da %45-50 sevi yesinde kalımşnr. Geri kalanlar ise ya kısmen hiç yararlanmadıklannı yararlandıklarııu ya da beliıtınişlerdir.

er i len eğitimin yararlı olup olnıadığını an lan1ak iç i n kısrni de olsa derslere katılanlara sonılan soru l a rdır. S ırasıyla Trafik, �1otor, İ lkya rd ını, ve Din�ksiyon eğ i6 nıle ri için sorulan sorulara verilen cevaplar rr..ıblo 4, 6, 7' ve 8 'de görülınektedir. Bundan soru·aki so r nlar

ise,

A.Uzun

v

SO�UÇLAR

ise

Trafik

Bu

v

e r ilere bakılarak

kaz alard alG payının azaltılmasuıda ise cğitirn ve d en etirnin öneıni büyüktür. ( lkenılzde ilko kul d an itibaren verilmeye başlanan tra fik eğitiıni, özell ikle Sürücü Delgesi a ln1a k isteyenler için

yapılabilecek değerlendim1eler ı ş ığın da sürücü okullar ın da verilen eğitinıin ve mevcut uy gulama lar ın eksiklikler taş ı dığı görülmektedir. Ancak uygulamalar d an bu durum siste1nden ziyade kaynaklann1aktadır. Sonuç ol arak, i lgililerin konu üzerine alacağı acil ve ciddi tedbirler, trafik kaza larıyla her yıl uğr adığııruz ve sonuçlan çok ağ ır olan maddi ve ma nevi zararlnrırmzın azalbln1ası. i ç in büyük bir önem

ayrı bır okul eğitinu şeklinde uygulann1aktadır.

taşınıaktadır.

IV.

Trafiğin ana un s url a nndan olan insan, kazalara sebe bi yet vernıe

ba kı mın dn ıı en büyük

taşunaktadır

uyg u lanıa

so rumlul uğu

üzerinde

İnsanın

[9 J.

ç.ok

dünynda

sayıdaki

Benzer de ülkede

S i s kın benzer olmakla beraber uygulama ş e killeri ve veri nı1 iliği ise son derece değişkendir. Bu

KAYNAKLAR

görülnıektedir.

ba ğl am da

sisten�in

uygulanabilirllliği

ve

ll]

v er iınliliği

n anket

ve ıile

ç a l ı ş ınası

.

ı.;onuç lan na bakacak ol u rs ak :

. .

bir çok ülkede

u ygu l anan

Staj yer sürücülük uygul��· nas nnn ülkenıiz için de kazaları önlcıne yolwıda önemli bir uygulanı.a olabil eceğini Tablo 3 'e baktığınıtzda görebi1n1ekteyiz. Özel l ikle Sürücü K urslarınd m 1 ehliyet alıp ankete katılanların 2/5 'i ka:;a yapmış, ve bıınların da o/o51 'i ehliyet aldıklarını n ilk 3 y ı l ında kaza yapnuşlardır. Yine denek ie rin yarıs ın d an fazlası trafik k u r allarını ihlal ettiklerini belirtnıiş lerdi r . nt ı sonuc; lar genel olarak "Denetim"in, ö?cl olarak ise HS t:·ıj yer Süriicülük" gibi bir u ygula nıaıun Önccbkli

olarak

1992

[2] .... , �'Trafik k azala rı ve Önlemnesi", TSE Tüketi c i Bülteni, Yd 1 O, Sayı 1 18, Mayı s 1998 [3] . .. ) "MTSK'da Uygulanınası Gerekli Usul ve Esaslar", :viEB., Ankara, 1995 [4] . , "Guide on D r iver Ljcensing'', Conunission of E u ropean Con1n1unities, 1999 [ 5] Tür ko ğ lu A., Tür kiye ve Dünyad a Trafik/Sürücü Eğitimi Analizi Yüksek Lisans Tezi, SAÜ Fen Bil. Ens., H az ir an 2002

ışığ1nda,

Hu n1an Factors in

"

En gi neerin g and Design", McGraw Hill,

açısından trafik ort0ınınııı olduğu kadar, verilen eğitimin de denetlenmesi bii\ ük önem arz etmektedir. Bu değerlendinıı,:kr

S anders M. S., McCorınick E.J.,

,

.

';

",

l6]

..

. . , ''29 18 Say llı Karayollan Trafik Kanunu", KGM,

19 83 Mattsson

Ankara,•

[7]

Il.,

'�Education

Prograıns

for

Driver

Sweden", Swerood-Traffıc Safety Project, Ank ara Revised on 17 A ugu st 1998 EGM [8] . . . , "Türkiye ve Dün ya da Sürücü E ğitimi Trafik Hizınet1eri Daire Başk., Ankara, 2000 [9] 'Türkoğlu A., Eldoğan 0., Tiafik K 1za J arında İnsanFaktörü , SAC Fen Bilinıleri Enstıtüsü De rgisi

Instnıc tors and Examiners in ,

",

.

öncınini göstern1ektcdir.

"

Kurslarda

verilen

eğitiın

y ö nünden

kur<) iyerlerin ort� 1 aına '1�125 'j kursa tanı dev an ı eden k r

.Cğıtim

dönen-D

kursiyerlerin

hiç

öncelikli

olarak

,,

Eylül 2002

de venı etn1czken,

0/o60 g ib ı bir değe rde kaln 1 ışt ı r. sonunda yap1lan in1tihanlarda ise ..

ı ncak

yzkhı�ık

0lol5'i

yardım

aldığtnı

be yan

1 ·.dnn, sı nav ı yapanın kendileri olması duru munda kendiL:rine geçe r not v e rn ıe yece klerin i ifade ctn1iştir. Daha çarp ı cı olanı jse a nk et e katılanları ancak ��o 14 ·ü ülkemizde ehliy etin hak edjlerek a l ınd ığ ı nı yan ya yak ını ediln1eden ab nd ığ m ı ise hak duşüruı1ektedir. S ii rücü k ursları nı n işlevlerinj yerine getirip getirmedi k 1 cri hususunda da genel kan ı olunısuz olarak gözükıneL'cdir. \!erilen eğitiınl e ilgi li bütün bu oluınsuzluklara r•ı-; ·ıen ise süıiic ül er %78'i kendilerini etnıiş, yine bir

>

ehliyet aldıklarııh�:,

yeterli ve

iyi

bir sürücü ol a rak

g ö nnek t eler .

Bu c�u nuTı üzerinde ayrıca düşünülmesi gere ken bir hu s u s ol n rak k ar şın u za çıkmaktadır. Kurslara tan1an1cıı ya

da k ı s ınen devan1 edenlerin

v er

i l en

eğit in 1de n yara ı ��ır! ıp yararlanmad1klarına baktığınıızda

223

,


Tek Kat Ekranın Eşdeğer Devre Modeli Benzetimi ile Ekran

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

Verimliliğinin Karşılaşhrdmı

7.Ciltı 2.Sayı (Temmuz 2003)

Ö.Polat, S.Çömlekçi, Ş.Özen,

A.Y.Teşneli

TEK KAT E KRANlN EŞDEGER DEV-RE MODELİ BENZETİMİ İLE EKRAN VERİMLİLiGİNİN KARŞILAŞTIRILl\tiASI Övünç POLAT, Selçuk ÇÖI\1LEKÇİ, Şükrü ÖZEN, Ahmet Y. TEŞNELİ Ozet

sistemleri, ve cihaziarı Elektronik elektromanyetik(EI1 \ ) girişime karşı koruınanın ana nıetotlarından birisi ekranlamadır. Bu çalışnıada farklı ınalzernelerin kullanıldığı tck kat ekran modelleri için nümerik metot ve eşdeğer devre modeli ile çözüm yapıhnıştıı-. Ekranlama veriminin frekansla ve ekranın kaynaktan olan mesafesiyle değişimi grafiksel olarak verilmiştir. Bu modellerdeki yansıma, zayıflama ve iç yansıma kayıplarının değerleri hesaplanmıştır. ••

z

m

JWJ.i .

=

(l)

(5

Bu çal ışmada t kalınlıkt a cr iletken l iğinde, Er d ielelctrik katsayısında ve ı..Lr m a n yetik geçirgenliğindeki bir tabaka veya ekran engel problemini ele alalım. Problemde açısal frekansı w olan bir elektroma ny etik d alga ekrana ç arpnıa ktad ır Tabakaya çarpan dalganın bir kıstm yansırken geri kalan kısmı da geçer. Kaynaktan gelen EM dalganın ekr a n eınpedansı ve geldiği ortamdaki dalga enıpe dansı arasındaki uyumsuzluk ned eniyle: düşük empeclansJı ekran yüzeyinden bir kısnn yansımaktadıı-. Ekran i çi ndeki kısmi zayıflamadan soma g er iye kalan kısım iletilir . [2] ,

,

.

,

Allahtar Kefilneler

Ekranlama Veriıni� Eşdeğer Devre Modeli, EM Ekran :

Ekranın

#

Abstrllct: One of the main ınethods is shielding in

order to protect electronic equipments and systems In this from electronıagnetic(EM) interference. study, both nurnerical solution and equivalent circuit model solution have been acquired for single shield models 'vitlı using different materials. Variations of .shielding effectivcness vs frequency and vs distances fronı sources has been given graphically to compare the results. In these models, reflection, attenuation, and internal retleetion losses were calculated. Key

Words:

,

Elektrik alan olarak,

için taru1nlanan

ekranl ama

verimi desibel

E. EV= 201og ' Er

(2)

gelen d alganın elektrik alan şidd eti Et ise tabakadan geçen dal g anın elearik alan ş iddetini g österir. şeklindedir.

Burada Ei,

,

Slıielding Effectiveness, Equiavalent circuit for screen, EM Shield

Ekranlama verimi

I. EKRANLAI\1A VERİMİ HESABI

olarak;

alıcı ve vericj arasında, elektronıanyetik da lgan ı n ile ri edi ği yo la n1etal bir bariyer yerl eş tiıme Ekranlanıa;

işlemidir. Metal bariyerin karakteristik eınpe dansı

şu

manyetik a l an cinsinden de desib.:- �

E 11r = 2 o log H1. H,

şekilde hesaplarunaktadır.( 1] olarak

ifade

edilebilir

(3) Burada

n1anyetik alan şiddeti, Ht ise .

Hi,

gel en

dalganın

tabakadan geçen dalganın

manyetik alan ş id d etini gösterir.

Ö.Polat, S.Çömlekçi, Süleyman Fakültesi,

ve

Elektronik

Den1irel Üniversitesi Mühen.M1m.

Haberleşme

Müh..

Bö1.,

Isparta,

�)\'tı.1.lt;PUL!.f mıııf\)U_Lu�Ju.tT, sconı(�i mnıf.sdtı.cdu.tr Ş Ö7 en ; Akdeniz Üniversitesi. Tekmk Bilim1er Yüksek Okulu.

.

nıo/\.n{?.?;-ı k�ı:n ız. cd u .tr A.Y. Tc�neli; Sakar ya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Elek'tı·ik El�J...tronık t\·lüh. Bö l ü mü Adapazan, ;-ı���ııeli1i�sq_l\:aıy�.:cçi1JJl Antalya,

�u k

,

ve

Bir ınetal yüzeye çarpaıı elektromanyetik

dalganın bir kısmı iletken yüzey den yansır, ve bir kısmı da iletken içinde yutulur. Bu son etki absorbsiyon veya penetrasyon kaybı olarak da adlandırılır. Aynı zamanda elektrik veya

nıanyetik alan, ve uzak ve yakın alan için bu etki ayındır. Bununla bi r l i kte yansıma kaybı al anın tipine ve dalga


Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Cı lt, 2.Say1 (Temmuz 2003)

Tek Kat Ekranın Eşdeğer Devre .l\1odeli Benzetimi ile Ekran

SAU

VedmJiliğinin Karşılaştarılmasa

Ö.Polat, S.Çömlekçi, Ş.Özcn, A.Y .Tcşncli

en1pedansına bağlıdır. Zayıflama kaybı küçük olduğunda ekran yüzeyleri arasında çoklu yansımalar oluşmaktadır. Buna göre

top lam

toplamı

etkinliği(EV)

kaybı ve

iç yansıma biçinıinde ifade e dll ebili r. [3]

zayıflanıa

kaybı,

ekranlama

Ancak

kay ıplarıru n

<</v0/2n

r

alanda) elektrik

yansıma

EV=A+R+M

edilir.

durumunda

olrnas1

alan ve manyetik

alan kaynağı için dalga

enıpedansları şu şekilde tanım lanmaktadır,

(lO)

(4)

(ll)

Burada; yutuln1a kaybı(A), y ansıma kaybı(R) ve ince ekranlardaki ç o klu yansıma

desibe I dir.

k ayıplan(M ) olup

birimler t

VERİMİHESABI

A

Tek katlı bir ekrana gelen elektromanyetik dalga için, elektriksel

par a m e trele ri

şu

şekilde

kalınlığı ndaki

de

8.686a.t

==

-

\ll etal iç i n deki yayılım sabiti:

(1 + j)

(u+ 1)

J_,

l evhas ının

(5)

topl an1

lt:?

2

etki nl iği 9,

ekranlaına

12

uzunluğuna

(7)

'

yansın1a kaybı

eşit

d ü ş ünülerek

�ı,

E,

cr

sistemler

birbiı·jne

sabitlerinden

t en1e l

düşünülınektedir. [4]

boyu ve faz hızı,

r

(8)

v=c

ise Eşitlik(9)

edılır.

ile verildiği şekilde ifade

t

Alru�ı�::====JC===r----

Kaynağı

-20 log10 T

=

ı l u I I 20 log10 4lvl

(dB)

Ekran

(9) ı

Burada T ekran

boyunca iletim katsayıs1, V ise dalganın ortanun e m pedans ı ve ekran ınateryalinin oranıdır

arası mesafenin (r),

13

(U= JL0

�J...0/2rc

/ Z111 ).

Zo

kompleks karakteristik empedansı a(zayıflama) ve � (faz) katsayılan hesaplanır. Hattın, d alga empedansı (Zw) il e aynt eınpedans değerine sahip biJ e n 1p e dans la s on1andınldığı düşünülmek tedir. İletken levhaya doğru dalganın yayılım hızının düşük oln1�sı nedeniyle ekranın her iki yanında aynı dalga enıpedansı ol duğu da

112

ekran içi nd eki da lg a

enıpedansının

ve

..

==

geldiği

( 13)

(dB)

Eşdeğer modelde, l evh a nın kalınl ığı(t), iletim hattının

(6)

2

_::

.J

) 7if;.,cr

111.1 Tek Kat Ekran Eşdeğer Devresi

deri ka lınlığ1,

R

e

+J

III. EŞDEGER DEVRE MODEI..�İ

benzetilmektedir.

/)

ı

-2t ( 1

d enkl eml eıi nin toplamı alınarak hesaplanabilir.

zayıflama sabiti,

a==

_(u-- 1)2

olarak ifade edilebilir. Düzlem dalga için tek bir ekran

112

ıtVt-L a ' o

(12)

(dB)

l

M _�O] oglo

tanımlanabilmektedir [2];

r==

bir ekranı geçen dalga d aki zayıflama

kaybı ( A ) ve çoklu yansıma kay b ı ( }yf ) için;

JI. TEK KAT EKRAN İÇİN EKRANLM1A

metalin

(yakın

Zw

Zo

Eo -=

Kaynak-ekran

Kablo

ı

Es

Koaxiel Er

-=i... ..-

--

Zw

l '-

de ğ e ri nd e n daha büyük

olması d ununun da (uzak alan bölgesinde) dal gaın n ge ld1ği ortanun em peda nsı (ııo) 120n d eğerine eşit olduğu k abu l

Şekil

225

1.

Tek kat ekranı n eşdeğer devre model i


7.Cilt, 2.Say1 (Temmuz 2003)

Ö.Polat, S.Çömlekçi, Ş.Özen, A.Y.Teşneli

Şekil 1 'de sınusız bir metal l evha için iletim hattının eşdeğer devre n1odeli gösterilıniştir. Zw kaynak empedansı; uygulanan frekansa, kaynak tan olan nıesa feye ve kaynağın tipine bağlıdır.

biçiminde hesaplanabilir. Yukarıdaki denklemler ekranın

toplam zayıflama kaybını v eın1ek te dir. Bazı duıurnlarda zayıflama ve yansıma k ayb ı ayrı ayrı göz önüne alımnalıdır.

Z0, Zr(Zw) ve y(a+j�) değerleri J.l, E, cr ve f d eğerler ine bağlıdır. Hat sonuna gönderilen voltaj şu şekilde hesaplanabiln1ektedir;

Yansıma kaybı; kaynak ve hat ernpedansı arasındaki arasındaki empedansı veya dalga ile ekran uyumsuzluktan m eyda na gelmektedir Zayıflama kaybı ise ekrandaki vey a hattaki omik kayıplardan dolay ıdır, ve şu şekilde hesaplan ır; .

(14)

Zayıflama kaybı

ve hattın giriş empedansı, z.ın

=

z

o

Zr +Z0

zo + z r

Eşdeğer Devre Modeli Benzetimi ile Ekran Verimliliğinin Karşılaştırılması

Tek Kat Ekramn

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi

tanh]'t

20log10

-

�-aı}

(18)

Yans1ma kaybı ise; toplam kayıptan, zayıflama kaybının çı kanlmas ı yla elde edüir. Ekran ya kı nındaki manyetik alanlar için ne gatif yansana kayıpları bu çıkanna işlenlinden kaynaklanmaktadrr. Zw<Z0 ve zayıflama kayıpları yiiksek iken bu etki ortaya çıkmaktadır.

(15)

tanh yt

=

hesaplanır. Zw emp ed ans h bir kaynaktan beslenen hattın uyuınsuzluk kaybı Denklem(16) da

Bu koşullar altında Zın---zo dır. Ş ekil 1 deki devreye göre. g irişteki hatta gerilim 0,5E0 dan büyük iken Zv,.<l0 olmaktadır. Benzer bir durum hattın sonunda ortaya ç ıkmaktadır [4]

biçiminde

'

verilmiştir.

.

IV. SONUÇLAR

( 16)

z �, + z in

Şekil 2 'de tek kat bakır ekran için farklı kaynak türleri

Bu suretle dB olarak ekran boyunca sinyaldeki kayıp ;

=-

'"l = -k

Q J og ı cı

201og ıo

·�

Eo

x

için

Er Es

frekansla

verimin

değişimi

--

(17)

l

Z iu

Z +Z

Es

ve ekranın kaynaktan olan uzaklığımn farklı değerleri

x -------ı ,,,

cosh rt + zo sin h yt zr

300

-

,

---

-..

---

.• -----�.--------� � �

------

('

f // 1

250�---------------------------------------------------- 1

ın·

-o

....._.

.

E

03 > ,. \. V E ro

-ı 2�0 1- �· :--=--.,_,- - - - -- - ---- - - - - - - - - - - - - - - ----- ------ - - - - - - - - - j' ; ...- / ------ EieK1nk al�n 150

__

-

-

-.. ·-...._. r=O. 1 nı .._ - - - - .... - -�"""'� -- - - - - -

/

-

� ....._ � - - - -- ·�.

Elektrik

J ı- - - 1 ro -

-

-

alari'--·-. -

..._.

-

-

r=·t Om '"'·,�._ --.....

-

-

-

-..._

- -

- - - -

-

D uz .. 1 e rn d a 1 ga r= 1 0 mı ::. �L ı:.n �-- - ------- - - ... ::;::.,.,.,.. tv1 an y et ik a 1 �....-_.,... ... � ..

---- --�.._

- - - - - - - - - - - - - - - -:.,.7"�,

......,. - - - - - - - ,- �<� -� ,- . _

....___

.,. •

'-

--

_ ...,.

1-::-:::--��-- · � --__ -� -__: - ....: · _ -::=. ..r:; - _

c ro ....

Lli

O ..._:,;,.....--'- --

-50 ı-c-::--

-.._

--·-·---=--.--�-

-- - - -

..

-

�-

.

·-... __

- -

- - --

-

� ......

-

--

��

-

...- ... _ � ·-.

------- ---

/

/

"''

-

-

�·

-

-

-

-

-

.,

/

-100 ı__ 1C2

-

-

__ _

Şek11

-

,/ /

_, ;-;.__ ---

1 04

8 10

106

Frekan� (Hz)

/

-

,/

----- --- - "'

-... . ,... __ __. .... ..

-

-''-:-----L:-·----.ı__ •

1

.ı.__ •

______

1010

.

.tt

_ .- · --

-

/

1 L- - - -t··

-.;: � -

--

""' --......

-

1

,.

- - �

.- --·"'_....-· Manyetik alan · - -------- ------- - --------- - - - - - --- ---

..

..-_,..

� -..._,.

---�...----·

..�

'•

..... .... ,..:7� ----

....-··

,...,._,.,..,. -·""'

/

- · - - -,L-- /

""""'

....,. ... .. .... �·

-

..•

_:;.,:-;;:....-'r=1:f fr"r-ı- - --

-

�� .,....,..,. ..

_,.

....-,.,. ..-

,

- - - - - - - �-:::-

- ...... - - - - - - - - - ....-::: .. : .... - -:::-�-

. _ -..

-"'

-

_,.,.-�·

,..,..

,..,...

_..,...,.-·-

-...,._.._

_ ...

1

//_..

...._ ...

-

-

-

---

-

_j

_ __

2. 1 �m kalınlığındaki bakır ekraıı için ekranlama verirninin frekansJa değişimi

226

gösterilmiştir.[5]


7 Cilt,

Eşdeğer Devre

Tek Kat Ekranın

SA U Fen Bi li m leri Enstitüsü Dergisi

2.Sayı (Temmuz 2003)

Modeli Beıuetimi

ile Ekran

Verimliliğinin Karşılaştınhnası

Ö.Polat, S.Çömlekçi,

Ş. Özen, A. V. Teşneli

Tablo ı. Manyetik alan kaynağı için; farkh rr:atcıyallerin ekranlama veriminin

frekansla değışim değerleri

Bakır (1 ı-ım)

J..Un)

Alünıinyum ( 1

frekans

R(dB)

A(dB)

M(dBj

EV(dB)

R(dB)

A(dB)

M( dB)

EV(dB)

lkHz

44.6

o

-57

-12.7

42 4

o

-59.5

-ı 7

5.1.6

o

-47

7.23

52.4

0.01

-49.5

2.9

64.6

o

-37

27.22

62.4

0.03

39 5

22.9

74.6

0.1

-27

47.22

72.4

o. ı o

-29.6

42.9

84.6

0.4

-17

67.22

82.4

0.32

62.9

86

:9 8 ..

87.22

92.4

1.02

l OkHz

-

lOOkHz

lMHz

10MHz

IOOMHz

94.6

lG f-Iz

104

1.3

-

.

1

ı 3. ı

ı ı4

-

.

.

-ı 0.5

82.9

107.2

102

3.24

-2.76

103

127.5

1 12

ı 0.2

O.SR

123

�-

lOGHz

.

--

1

-1.5

4.1

-

0.4

-

anlaşılmaktadır ki;

Grafikten

kaynaktan

Tablo 1 'de elde edilen değerl e r e göre

uzaklaştıkça

elektrik alan ici n ekran1anıa verimi belirli bir frekans •

değerine kadar azalnıakta, manyetik alan kaynağ1 için ise

!.Manyetik alan kaynağı için bakır aynı

kaynaktan

alünıinyuından

uzaklaştıkça

ekranlanıa

yüksek frekans

art1naktadır. Çok

frek ans la

verimi

,

değerlerinde, her iki

ekra n

l aına verimi değerine yaklaşmakta ve verinı

artmakta

kalınlıktaki değer1eri

durumu

için,

frekan sl a

de ğ işin ı

kayıplannın

kaybı, A:Zayıflama kaybı, M:Çoklu yansıma kaybı, EV:

ekran

bir girişime neden olmaktadn·.

verin1den çok,

Ekranlama verimidir.

250 200

bakir ekrarı-devre modeli

m

�-------�· --------�- -----�--�

......

... _,

----- - - ------ -

..

·"..

-

- ---------

...."-.. . ....... . ....... ·'-- ·,J: ı e kt n k a 1-arr--..

- - - ---- -

- - - -------- - --- -

-

- - -

·-

,

.......

m

'U

..-::- 150 [

- _....,..

-

-

(lJ

-

-

-

-

-

r- 1 0;:.;.... ,,

r=O 1 m

��- - -

-

'

·-,.,..

.

100

-- -

-

-

-- -

-

-- - -

Düz!ern dalga

w

50

-

n�.--·_,..··

''""....

-

r= : O

,/

-

"'·"-

......

...... .......- -

-

-

-

-

-

•· .... .

-

-

-

-

-

.,_..... -

-

�....,..

... ·""'

,!''

.1! -

�.

_ ...

:�·=-.

......

.

,...... ...-fVf�n·,-etik a . �t-l/ - ---

:

--

-

�---·-r=O 1 m

-

.,..

: .:

-

3.

Eşdeğer devre

-

-

....

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

/

/

- .�

(

/

1

- - ---

-......

-

-

- -

-

-

--

-

.

1

r

__.:...,

- -

- -

,/

__ .r __

)::�:33

/

..,., .,..

- -- -

-

-

--

- - -

-

-

-

-

-

-

-- -- - - -

--

-� --

--

ı

---

-- -

<

Şekil

-

·--

_./ �_,.,. __,.··"'---

0 2 10

-

. ,ı

--.....

./

��._.,"" _,, -

-

_

--

- - - - - - - - - - - - - - _.:::. ,...

-

ı

.

......

- --

- --

-

"\..

.

-

-

. ..

...,_

� c

-

�,

w

r::

-

''·..., '

.....

,

..

- - - -

ıl

1

....

,......

etkisi

3 .Düşük frekanslarda ( ö rn eğin 1 ki-Iz) ise iç yaıısıma kayıplarının negatif etkisinin yüksek olmasından dolayı,

1 'de verilmiştir. Bıu·ada R:Yansıma

1e-G

negatif

frekansla ekranlama veri mi

Dolayısıyla

a ıtrnaktadır.

a:yııı

materyallerü1,

veri nlinin

ekranlama

Tablo

farklı

yansuna

ve

azalmaktadır.

Kaynak ilc ekran arası mesafe I n1 ve kaynağın manyetik olması

verimi

2.Frekans yükseldikçe, yansıma ve zayıflama kayıplan

artnıaktadır.

alan

ekranlama

sağlamaktadır.

kaynak tipi için ekranlama verimi, düzlenı d alga için

olan

fazla

daha

kahnlıktaki

10°

Frekans

(Hz)

� o ı

modeli ile, 1 pm kalmlığındaki bakır elnan için ekranlama venrninin frekans1a değışiını

227


Tek Kat Ekı·anın

SA U ren Bilimleri Enstitüsü Dergisi

7 .Ci lt, 2.Sa}'1 (Temmuz 2003)

Eşdeğer Devre :\1odeli

Benzetimi ile Bknn

Verimliliğinin KarşaJaştınlm Ö.Polat, S.ÇömJekçi, Ş.Özen, A.Y.Teşnfli

3 de tek kat bakır ekran için d e v re n1odeli çözüınü yapılarak; farklı kaynak türleri ve ekr an ı n kaynaktan o lan uzaklığının faı ldı değerleri ıçın ekranlama verirrrinin fr ekans l a değişirrı.j göstcrilnıiştir. Tablo 2 �de

KAYNAKLAR

ve ekramn kaynaktan u zaklığı

[2] I<o da li , V.P., 1998. Enginee r ing Electromagnetic Measurement Coınpatibility Principles, and Teclınologies. IEEE Press, 367s. New York

Şekil

'

eşdeğer devre ınodclinde, 1 ımı kalınlığında farklı

kaynak

tipleri

verimi

için

1

m

olnı ası

yansnna,

değerle ri n in

[1] Ott, H.W.,

dun.ıınu için,

ve

frekansla değişim değerleri verilınektedir. Bu hesaplanan değerlere göre, Elektrik alan için ekranlama verinı.i belirli bir frckansa

ekranlama

kadar azalmakta,

daha

[3]

aynı verüne ulaşmaktadır. M an y etik alan için ise frek ansla hem yansıma kaybı hem de zayıflan1a kaybı arttığından, ekranlan1a verinı.i ar tmak ta ve belirli bi r frekans değeri nd en sonra düzlem dalga ile aynı olmaktadır. Bu so nuçl ar nümerik nıetot ile elde edilen sonuçlarla uyum göstennektedir. Sadece nüme ri k ınetot ile yapılan çözümde el e k trik ve manyetik alan kaynağı için veriınin, dü7len1 dalganın ekranlanıa ver imin e devre

mod

el inde k i

Ancak

eşdeğer

yansıma

[4]

(1) :'3 � oo --

E

::5� ..... C) >-.S:: c cı:s -

c:o(d �,:L. .ı-

'"" -

� ..... Q) Q u.: c; �

(dB)

Frekans

R

1 kHz

80.77

0.004

1 MHz

80.64

0.13

ı <'1Hz

76.6

J kHz

0.21

1 GIIz

76.6

10 GHz

47 .2

10 GHz

68.5

l Mllz

: Gl Iz

10 GHL

4.15

1 3 .14

68 5

1 l\IJ 1 Iz

1 kHz

A(dB)

ı 174.34

-

! 114.21-

ı

76.6

68.5

0.004

81.7

47 .3

13.] 4

81.7

4.15

0.004 0.13

4.15

13 14

80.7 .5

Boğaziçi

Yöntemleri.

The Engineer's EMC \Vork Oxford.

K atmanl ı

Ö., Çok

,

Isparta

[6] Şeker, S., Çerezci, 0., 1994. Elektromanyetik D algal ar ve Mühendislik Uygulamaları. Boğaziçı Üniversitesi Yayınları, 300s. İstanbul.

•.

0.22

O. 13

Polat

2003,

80.77 80.7

Çevremizdeki

No:607, 436s. İstanbul.

1992.

,

EV(dB)

80.77

1997.

,

Eşdeğer devre modeli ile ekranlama veriminin, kaynak tipj ve frekansa bağh olarak değişimi

Kaynak tipi

�iddleton, J.,

0.,

Yapıların Ekranlama Etk in liğ inin İncelennıesi, Yüksek Lisans Tezi Süleyman Denıirel Üniversit esj Fen Bilimleri E ns titüsü Ocak. [5]

,

-

Konınma

Book, 1'\uffield Press, 131s.

kayıplannın negatif e tki si nin olnıadığı göz önüne a lındığ ın da di.işük frekanslarda> eşdeğer devre rnod e li ile nün1erik metot fa rklıhk göstermcktedir.[5] Tablo 2.

ve

Ç e rezc i ,

Üniversitesi Yayınlan

dalga ile

daha yüksektir. sonuçlara göre

S.,

Radyasyon

yüksek frekanslarda ise düzlem

yaklaştığı frekans değeri

Şeker,

Reduction Techniques Jn

A Wiley-Interscience Publication,

Electronic Systen1S. 419s. New York.

bakır ekran

z ayı11ama

1988. Noi s e

i

174.35

114.34 80.85 81.7

228


Ticari Uçaklarda iklimlcndirme Sistemi

SAC Fen Bil1mleri Enstıtüsü Dergisi 7 .C'1 ltı 2.Sayt

K.Çakır, �l.Öcal,

(Temmuz 2003)

TİCARİ ·uçAKLARDA

İKLİMLENDİRME SİSTEMİ VE

Kemal Çi\KIR, Murat

Özet

-

Uçaklarda

iklimlendirme

sistemleri,

hava

taşımacılığında

konfor kavramına etki eden basınç ,

sıcaklık , nem

,

hava ıniktarı gibi parametrelerin

havacılık otoriteleri tarafından istenilen se\tiyelerde •

tutmak içiıı dizayn edilmişlerdir. Yüksek

irtifalar

uçuş

seçildiğİnden

yüksekliği

ve

taşır. Bu faktörlerin iyileştirilmesi yolcuya rahat ve huzurlu bir seyahat imkanı sağladığı gibi gökyüzünde

yaşanu sürdürnıenin de şartıdır. �·alışmada

uçak

klin1a

sistemi

.,

paket

klinuı

üniteleri ve uçak klima sisteminin alt sistemleri olan su:aldık

kontrol,

sistenıleri

hava

incelenmiş

dağıtn1a ve

ve

uçak

basınçlandırm�l

için

enerji

dengesi

.�1nalıtar Kelbtteler- Uçak, Kliına sisteıni, Konfor -

Air conditioning systems are desigııed to

kcep the coınfort parameters that is desired lirnits by

.

J t:\._ı\ ( Joint ,\ viation Authority) __

the

high

altitudes

are

chosen

for

air

transport.

In this study air condifioning systen1, packets unifs

and bottoın systems of air conditioning systeıns were exanıined.

These bottoın

systems

are temperature

control systenı, pressuring system and air blow ing svstenı.

ÖCAL, İ mdat TAYM.AZ

I.

Key \Vords- Aircraft, Air conditioning, Coınfort

1.1. Basınç ve Yükseklik

Yükseklere çıkıldıkça oksij en

transferinin miktarı düşer. 3 000 m. yükseklikten s om a 02 azlı ğı ken dini göstenneye b aşl ar . Bjr insan norn1alde alnuş olduğu hav anın sadece :X ünü al ab ili r. O halde u çak i ç er is i nde deniz seviyesi şartlarına eşit bir ortanı ol uşturulınalıdu . Buda kabin y ü ksekli ğ i kavram1nı doğurur. Havacılıkta kabin yüksekliğini düşürnıenin iki yöntenli vardır ; yeterli nil k tarda 02 sağ lanma sı ve hava basıncının yükseltilnıesi. Bu noktada kabin basınçlandırıln1ası sözkonusu olur. Bunun anlamı uçağın bir balon gibi şişirilnıes1dir. '

li avacılı k otoriteleri dünya ç ap ınd a bilinen ticari uçaklar için kabin yü k sekliğ i ni 8000 fcet ( 2438 n1 ) ile

Bu yükseklik insanın herhangi bir cihaz kullanmadan non11al nefes al abi leceği yü kseklik sınırıdır . Uçağın yükseJnıesi yle kabin basınçlandırma sistenıi devreye girer ve bu sayede yolcu açısınd a n de ğ işen k abin yü k se k l iklerine uyu.m sağ la mak önenili bir değişiki ik yapınaz ve nefes aln1a oranında fark edilir değişiklik .

1.2. Sıcaklık lJçak içinde

o turan bir yolcuya göre ısı kaynakları ; GünGŞ r adya syonu klinıa sistemi tarafından verilen sıcak havanın ısısı, ve d iğer yo l c uları n ısısı olarak sıralanabilir. Kl inıa sistemi d i zayncısı sab it sıcakl ı ğı elde edebilnıek için parametrelerdeki ufak değişiklilderi bile göz önün e alınak zoru ndadır Bu p ara n1etre ler : ,

,

• • •

;

GİRİŞ

.

.

M .Öca1

KONFOR

görülmez,.

Tlıesc parameters are so important for huınan health becau'e

i.Taymaz

sınırlarmşlardır.

oluşturuln1uştur.

Abstract

Konfoı·

·

bütün bu konfor faktörleri çoğu zaman hayati önem

Bu

ve

Sakarya

Üniversitesi

!vltihcndisliği Öğrencisi K. Çakır, l.Tayma7 ;

Sakarya

Fen

B i 1 i nı leri

Ün iversitesi,

sıcak l ığı

Mobilyaların ve yapının ısıl

Farklı

sınıfların

oturnıa

geçirgenli ği

bölümlerindeki

ısıl

yük

değişiklikleri Enstitüsü

M ukiııa

M ühendisi ik Fn küllesi

vlakina :v1ühendisliğ1 Bölümü, Esentepe kampusü

Dış hava

Bu tekıük paraınetreler kap samında düzenlenen kabin s ıc ak lığ ı statik ve dinantik k oşulların etkisi altındadır.


Ticari

rgısı SAU Fctı Bilinıleri Enstitüsü De 7 Ci lt, 2.Sayı (Tcmm�ız 2003)

Tablo 1

:

Uçaklarda İldimlcndir·mr Sistemi YC Konfor K.Çakır, M.Öcal, i.Taymaz •

yapısııun, döşenıe ve mob il yalan n s ıcakl ık değ ışımi olarak sisteıne yansır.

Lhıslar arası atmosfer slaıH.ltJrdı

�akıık ·-r Ba�;nç S ! . . . . . .. .. . k i � ı S J YÜk kl ···· ib il ;: a ı C ö m J"F��t--· i Meİrei ! . . . -··-- . ·977 (_... ... . . .. .--3ô4� g -13�17 , · J loOO ioo6 - f 609 6 · · 1 ·i·ı-7ı C) - · ı 942, ı 75 1 ı 8 --ı ız ı9,2 ·· ı "i,23 ı-4-oöo r 811,9 ! 1828,8 1 3.36 ' 6000 - -J 2 1 752,6 ! 8000 ! 438,4 ·- ı -0,7 ' 1 696.8 ı- -4,66 r ı 0000- ı 3o48 1 . ,·� . .r ı -1 ,7 571 �5 7 2 4 ;i 15000 1 457 r· ·ıoö66 ,-6o96 -·- · -24,s7 , 46s:6 r . ı.sa·oo , 762o�····--·-·· ı- =34,3g -·-r 375,9 ----- · ! 30(\9 o 1 3· o o o·- ı - 9i�i4 --·ı -44,29 r·3-s.ooo· ı-··io668 -·- 1 -54,-19 � ı 238,4 - , · 6Üoo___ ;· i"o97�2' 8 ��56, 17 ____,! 227,3 ---· ı ı3 , r ı-· .... ·· ı --, · ı ll 000,2 ! -56,35 ı 226 3 i 36090 �ı -- ·--�--187,5 sahir j 40000 ! 1 219 2 �. 115,9 �--··l 5ÖOOÖ f 15240- 1 �,·abii. ··-· ..

·

...

--·

·

-

-··

-

-

r-

,

-�---

..

- r ------1

.... _ __

---

,

--

---

·-

1

r

.

r

1

--

-

-

----------

-

-----·

-

-

..-

j

--

--

-

.

-

-�

·-·

.-

.

.

r-

--

·

-

.

.

.

-

·

-

·

1

-

ı

.

-

-----

-

·

--­

·

-

--

Öyleyse k l i n1a sisteıni k a bi n içinde farkl ı b öl g elerde

farklı sıcaklık derecelerine cevap verecek kapasitede olınalıdır.

1.3. Nem

Uç�ğın n1axünum

. scvıyesı yeryüzünün en kuru parçasındaki neme eşjt olur.

Dış havadaki kuıuluk Ü1san konforunda rahatsızhklara sebep

--

·-·

--

----

-

-#--

.

·

.

. .

..

.

-

..

..... .-

_.._._..

asıl

-

··-

...

......

ısı

kapasi1esınde bu oran Tablo 2

n

%20 lere çıkar. '

('eşılli ylik�el<liklerdc doymuş

,1

---

·

·--- .... .

hava içindeki su miktan

n

.

--

.

ı

.

.. ... _ _ _

ne m

klln1a

sistenıinden

metre

.

--- oc·-

.

- -·

-ı-.--.·

ağırl ık

gran1

su/kg

Kuru

ı

ı

hava

.

g_ lgram/kg ']7/k_

.

1

ı l o�8 --·- ! -1 o�6- i o r ı 5 --·-ıı r ô 862 r o94 ---,r- 6 5 3 ] 5o o . ... . .... ı 5 'ô 9 1 .j 3"ooo-4,81--- r o 782 rı i �r 3 88 -14,72 i 0,679 -1,29 ·-:ı-1,96 4500 · · · 6ooo -- - -� f- - 24:62 - 'o,sJJ ..7 ı--j 1 o , �-�,53· - - · r7�:o.? . -� J -� 34� � 3 ��4 f - -1�8-�--il :>,3�

baş k a

-

ı

·-

.

-

.

-

.

çalıştığını di.i şüne biliriz.

'

)

-

'

)

ı

--

1

uçan bir u��ağın kl in ıa sistenlinin ancak kabini soğuhnaya

ı

l

r•

25k\Vatt değe rin d e sonuçta tanı yolcu k ap asitesi y le

Bu

Izafi

-

-

Öz g ül

-

---

"

kaynağı

Sı c a klı k

Yükseklik

bu ortamda yolculardan

ısı yayıln1aktadır.

.

dışarı atıJan havayla vücut nen1 kay�cderkcn, _kabin.i n neın seviyesinde artış gerçekleşır. Kabın boş ıkcn nem oranı 0/o2 ike tam yolcu

yolcuların kcndisiJi:·. Her i sa n dLnlenıne esndsında 80\V ile 1 00\V ara�ı ısı üret il i r. 300 yolcu kapasiteli bir uçağı

düşüni.irsek

e<tilmeyen

esnasında

Soluııun1

1.2.1. Statik Durum 1Jçakta

ve bağazda arzu

-

.

-

burun

--- -·

--

·-

'---

Gö�,.

olur.

sonuçlar d o �g tu·abıl ır. Susuzluk hissı baş g ö st e rir

-

....

uçuş yüksekliğinde havanın bağ ıl nem

)

'

ı

---

ı•

-

_

_

--

-

1.2.2. Dinaıııik Dur u 111

1.4 Hava akıını

ı

Bu durun d a sıcaklık düzenlcn1csinde ü�· konunı rol oynar •

Pov.;er-up

(

Juruınunda

�d�bilnıck

uçc:ığnı n1axiınuın giiv sıcaklığı

kabin

içın

soğuk

harc adığı

ınhat

ikl i n1l c rd e

bir

arttırılıp,

elde

düşer.

sıcak

azal

l)ksijcn

miktan

sağlann1asında kahinin Solunun1

\' ol cu l a rın uçak içerisinde hareket halinde bulunınaları

önen1li öJ�'üde ısı

fazladır.

.

dunıınlard ır.

ı

i

l3u değer ol n as ı gereken minumum 02 nıiktannın

18 ka1ından

t ıl ı r Uçağın n1ax. güç harc ad t ğı konun1lar tuıııanış, dalış dununlanoır. Yani paket klınıa ü ni t e le r i maxinıun1 perrornıans gösterdiği ık lunlerde

ıniktarı

Oturan bır insanın ihtiyaci olan 02 miktan 6,8 litre 1 dak. dır. Aırbus uçaklarında k ş i başına 566 lıtre 1 dak. hava

konuııı )

oıtan1

ve

her ve

ile

birlikte

iki

faktörde

konforun

etkiJidir. C02 nin hertaraf edi lmesi ve

tarafında uçak

homojen

sıcaklık

dağ ılııru dır.

n1ulfaklarında yjye cekler in soğutulınası

için k u lla n ıl a n kuru buz C02 nin üreticisidir. Kuru buz,

yükü oluşturur.

ciondurulınnş C02 dü·. C02 nin düşüıülınesi kabin içinde olan hava akırrunın arttırılması i l e sağlanır.

lJçağın dahş nnnan1ş duruınlarındcı dış sıcaklıktaki önenılı ölçüde değişiki ik ler. B u fa rkl ı lık uçağın

230


Ticari Uçaklarda İkliınlendirmc Sistemi ve Konfor

S !\U Fen Bilirr.leri E:nsti:üsü Dergisı 7.Cilt, 2.Sayr (Temmuz 2003)

J(.Çalor, M.Öcal,

İ.Ta:ymaL

mak amacı ile kabin havaJandn1lmasının Konfor saa]a o ikinci sebebi şartlandınlmış havanın homojen dağılınunın

seperatör, soğutma havası

havanın sürekli de vi rdain 1 yap1lınasıdır. Aşırı sıcaklıktan

11.1.1.

bulunmuştur.

Ünite pnömatik sisteınden gelen sıcak havayı soğut:ına

sağlanmasıdır. Beh rli ortam sıcakl ığınd a kalmanın yolu yolu

kaçmanın

çok

fazla

NonTıal konumda yolcu

d evirdau n

yapılmakta

kabiıJi için ha va tcdaıikinde

rninın11unı limit yoktur . Ancak soğutma ünitelerinden biri

va lfle r),

sıcaklık

valfı

kontrol

(türbin by-pass

valfi),

Soğutma L'nitesi ••

i şl emi

yap ar ve uçağa ş artlan dın l mı ş hava terninini

sağlar. Soğutnıa, türbin gücü ile dönen ınil üzerindeki

kompresör, türbin ve fan gıubu ile gerçekleştirilir.

çalışnuyorsa havacılık otoriteleri ( JAA Joint Aviation

A ut ho ri ty ) buna standart ve mri ştir . Uçak irtifası 4 I 000 feet ( 12497 n1 ) de iken yolcu başına ıninumum 0,4 1ibre 1 dak. buda yaklaşık l li1.Te 1 dak. ya eşittir.

98

Kabü1deki tozu be ı1araf etmenin iki yolu havanın sürekli

o l arak taze

ve

teıniz hava j]e yer d eğiş tiril rnesi ve f il tre

edilnıesidir. lJçak içindeki havanın bir kısmı tekrar kabin

Mo1ordan pnön1atik sisteın yolu ilc gelen sıcak hava

kompresör girişine kanali ze edilir: burada sı cak l ık ve

basıncı

enerjisinı bırakır ve soğur.

iletilir.

}Java

kabtesi

uçak

sertifıkası

için,

daha

sonra

ise

bir

miktar

k anatıarına çarpan hava, kanatları döndürürkeıı bütün

k okular tutulur.

bakteriler ve kötü

sonra

değiştirgeeinde ön soğuyan hava türbine girer, türbin

t ürb inle

etkili filtreler ile duman,

arttırıldıktan

soğutuln1a amac1 ile ısı değiştirgeeine yönlendjrilir. Isı

i �· i n e verilecekse yeniden kullanım havası filtre edilir. Yüksek

nıiktar

bir

aynı

üzeri n de

n1il

Bu arada dönnıe hareketi

bulunan

kompresör

değiştirgeeine dışarıdan soğuk hav a tenlin eden

Fan gücü

ile

çekilen

a tıl ı r

dışarı

.

uç ak

Fan,

fana

ısı değiştirgeci

hava

üze ri nden kayar ve diğer kanallardaki sıcak soğutarak

ı sı

havayı

yerde

iken

servislerde uçak bakım yapılırken ölçülür. Bu ölçünılerde

kul1anılır,uçuşta ise dış hava basıncı yete rli olur. Türbine

bununla

eneı]isini bırakıp doru na noktası değerinden daha çok

uçuşa

elverişlilik

şartlan

iyileştirilnıi.ş

olup

hırlikte uçak yerde iken d ış a rd aki havadan daha tenuz bir hava elde edilmiş olur.

soğun1uş olarak ayrılan

hava seperatöre yönlendirilir.

Burada içindeki su danılacıkları tutulur.

Seperatöıün

havadan ayrıştırdığı su kanalize edilerek ısı değiştirgeci ı sı

değiştirgeci

J3urada

II.İKLİMl.�ENDİRlVlE SİS'I'El\1İ İklinılendiııne sistemleri, uçak içindeki ortamı arzu edilen

bas1 ne;, sıcaklık ve ferahllk seviyesinde tutan sistemlerdir.

N o rn1al koşullarda hava ihtiyacı uçak pn ömatik sistemi yard1 1111 ile nıotorun kon1presör kadenıesinden,APU denilen yardınıcı güç kaynağ ından veya uçak yerde

buluınıyorsa herhangi bir güç kaynağından elde edilir.

soğutına

buharlaşan

su,

h av ası

girişine

havanın

pü s kü rtülür .

önemli

ölçüde

soğun1asına, dolayısıyla değiştirgeç dizayn boyutlarının

ağ ır l ığın

ve

alınasına

düşük

inıkan

veri r.

Isı

d eğiştirgeeine suyun püskürtüln1esi enj ek t örlerle sağlanır.

ller bir paket ünıte şu elenıanlardan oluşur; hava çevJim ünitesi {koınpresör, türbin, val f)

,

fan

ve

bu z lann1a önleyici

Jsı değiştirgeci,taze hava yada

havadan havaya

soğutma havası kanal1, fan, fan dift�zeri ve fan by-pass I\1otordan allnan sıcak hava kanallar v as ıtası ıle paket

kl i m a ü nitelerine yönlen dirilir. ü·ni te l e rden , soğutulrnuş

olarak ç ıkan hava, soğuk hava manifolduna gelir. Bu

dan çekilen sıcak havanın b i r kısn1ı dcı herhangi bir i şle n1e uğratı]nıadan daha som·a kullanılnıak

nrada

n 1otor

üzere

sıcak

hava

nıanifolduna

gönderilir.

l(abinlere

gönderilecek olan kullanın1 havası doğrudan ı no to rd an gelen bu sıcak hava ile paket ünitelerden gelen soğuk

çek valfi, aş t r ı ısı korumas ı buzlannıa önleyici valf. ,

II .2. Klima

Sistemi Sıcaklık Kontrolü Alt Sistemi

B u sjstenı ; Packlerden çıkan havanın sıcaklığı ve farklı koınpartınıanların sıcaklık değerlerinde düze nle me ve liınitlen1c sağlamak için dizayn edilmiştir.

havanın karışt1nlnıasından elde edilir.

Il.l

..

Sıcaklık

Paket Klima Vniteleri

olarak denk6r, otomatik ve birbiri n den bağnnsı7 olarak çalışırlar. Üniteler paketl ve paket2 olarak adlandırılır ve

k l in1a ko1npartın1annun nıerkezin de bulunurlar. I-ler bir unite sıras1yla şun]arı içerir; paket ünite kaplaına valfi,

akış kontrol valfi, so ğu tma i1nitesi (kompresör, ti.irbin, lSl

değiştigecj)

buzlaruna

seçi nıe

yapılan

Uçakta iki adet olan paket üniteler birbirine fonk siyon

n111,

kontrolü

önleyici

valf,

by-pass

231

pil ot

göre

kabininden

otomatik

pilot

taraündan

nıanuel

olarak

eder.paket

klinıa

veya

s ağl an ır. norma l konunıu otonıatik, stand-by konurnu ise

çalı şma

manuel

şeklini

ifade

üniteleri pilo t ve yolcu kabinleri,elektronik ekipman ve kargo konıpartımanları ve ka n al sıcaklıklan bu sıstcn1 ,

yard1rm ile kontrol edilir ve pilot kabininde göıüntülenir.


Ticari Uçaklarda

SAU Fen Bilim1eri Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

II.2.1. Kabin S ıc a klığı Kontrol Sistenıi

Kabin sıcakl ık kontrolü uçak içindeki üç yolcu kabini ve bir pilot kabininden oluşan dört bağın1Sız bö lgen i n hava sıcaklıklarını kontrol ve seçimin e olanak sağlar. Her bir bölge için ister sıcaklık değerinj , pilot kabininde

bulunan bölge sıcaklLl<. selektör lerin in pilot tara fı nd a n ayar lanmas ıyla seçilir. Dört bölge için seç i leb ilecek sıcaklık değerleri 18,5 °C- 29,5 °C arasında dı r. I-Ier bir bölgede buluna n küçük bir fan hava akışını sıcakbk seıısörüne doğru yönlendirerek sensörle r yardımı ile o bölgenin sıcaklı k kontrolörtine sıcak lık bilgisi sı nya l i gönderilmesi ni sağlar. Bölge kontTolörleri kendjlerine pilot kabininden ge len seçiın sinyalini ve sensörlerden gelen gerçek değer sinyalini değerlendirip, bölge hava giriş sıcaklığı kumanda

sinyali

kontrol örleri ne

üreterek

paket

gönderir.

ünite

Buralarda

ve

APU

sinyaller

değerlendirilir ve iki paket üni teden istenen çıkış sıcaklığı belirlenjr.

ile tahliye edilen bu kullanılmış hava) ana dağıtım kanalından taze hava ile karıştınlmak üzere kullanılır. bu raları havası Pilot kabini kabirü yolcu ve hav a la n d udıktan s oma ; kon1partıman tab an ınd a bulunan yer seviyesi çıkışlan ile kabin duvarlarına yönlendırilir veya d o ğıudan rnutfak 1 1a vabo havalandırma sistenu üzerinden uçak dışına atıhr. Kabinin üst kı sın uan nd an çekilen hava ise avionik bölgenin soğutulması, kargo kompartımanının ısı tı lması ve havalandınln1ası ve basınçlandırılmış bölge tabarnndaki genel havalandırma için kullanılır.

11.3.1. Pilot Kabini Hava D ağıtını Sistemi Pilot

• •

11.2.2. Kargo Konıpartımanı Sıcaklık Kontrol Sistemi s abi t

tutmaya çalışır. Iki kargo için sis tenı aynı olsa bile ön kargo sıcakl ığı isteğe bağlıdu. Sisten1 konu·olü, ınan uel veya oton1atik olabilir. Kargo kompaıtımanları sıcaklık kontrolü birbirinü1 aynı fakat b ağımsız çalışan iki ünüe tarafııl da n gerçekleştiri lir.

Üniteler: pilot kabınindeki sı caklı k selektörü ile bağlantılı biı

kontrolörüne sahiptir. Ayrıca kargoda bulunan iki s ı caklık sensötii ile pilot kabinine sıcaklık bilgisi i1etilmek.1:edir. sıcaklık

Sıcaklık kontrolörü otomatik

pilot k ab inind en gelen sensörlerinden

gelen

(AUTO)

s ıc aklık

değeri

k o numda iken,

karşılaştırarak hava

ayar

bilgi

.

ll.3. KJiına Sistemi Dağıtım Alt Sistemi Dağıtını

sistemi

; gövde

d ağ ı tım

Ön

can1

panelinin

sistemi

a ş ağ ıda belirtilen

.

altında

bulunan

havalandırma

borusu

Tavanda bulunan hava çıkış ağzı

Sol kabin taraflnda bulunan hava çıkış ağzı

Her bir kabin üyesi istasyonu için dört özel hava çıkış .....

agzı

Ön can1 pan eli altı n daki havalanduma borusu ile taban ve tavan çık1şlanndan gönderilecek hava ıniktarı> bu ağızlar

üzerindeki

e]enıanlar

yardımı

i le

hava

nıiktarını

belirleyen kana tç ık l ara kumanda edilerek manuel olarak ayarlanabiln1ektedir. Minuınum akış pozisyonunda dahi taban ve tavan çık ı şl ar ından yaklaşık 0/o30 hava akımı sabit olarak devaın etn1ektcdir.

II.3.2. Yolcu Kabini Hava Dağıtım Sisten1i Dağıtnn kanalları her bir kabin böln1esi için aynıdır. Bu

kanallar ; yüksek kanal, ana k ayn ak .t<analı ve kabin hava çıkış kana11arıdır.

şartlandırılımş

Kabin boyunca hava d a ğ ıt ı nu gerçekleştirilirken koltuk üst sevıyesindeki h ava akırm mi nirnize edilerek yolcunun başı üzerindeki rah a ts ız edici akım önlenmiş olur.

11.4. Havanın Yeniden Kullanılması Bir miklar kabin havasının taze hava kaynağına eklenip

havanın,

konıpartın1anları içinde d olaştın 1 nı a s ı ve sonra bu havanın ya bölgeden bölgeye ya da uçak dışın a yönlendirilmesi amacını yerine getirir.

basınçlandırılmış

hava

istek süıyali ve kargo

göndererek karışı nı yapılınasını sağlar. Manuel konum seçilirse, kontrolör çalı ş ma z ve ha va ayar valfı ınanuel ça b ş tı r ı lı r valfine

kabini

elemanlara ha va teınin eder

Sistem, kargo sıcakhğn1 önceden belidene değerde

İklimlendirme Sistemi ve Konfor K.Çakır, M.Öcal, i.Taymaı

yeniden dağıtun yapılnıası her bii kabin bölgesindeki elektrikli fanlarla sağlanır. Her bir fan ve bölge ana kaynak kanalı arasındaki kanalda bulunan check valf�

havanın geri akma sın ı önler. Her bir fan girişine k onmuş

hava

filtreleri

ise

yeniden

kullanılan

partikülleri ayrnna amacıyla kullanılır. li av a d ağ ıtınu ; ana kab in dağıtım kanalı, pilot kab ini

kanalı ve lavabo- mutfak vantilasyonu için özel bir kanal i le gerçekleşir. İstcğe bağlı olarak, şartlandınlnuş taze hava , yolcu özel hava lan d ı rn 1a ç ık ışi arı na dağıtılır.

I-ler bir kabin bölges in dek i havayı ana dağıtım kanahna

göndermek üzere elektrikli fan k ul lan ı l ır . Panlar yardınu

232

hava

içindeki


Ticari Uçaklarda İklimlcndirmc Sistemi ve

Sı\ C Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci ·ı. 2 Sayı (Temmuz 2003)

K.Çakır,

11.5. Kabin Basınçlandırma Sistemi

kabin basıncı oranı değ işin1i ni ayarlay ab i lmek

basıncııu

kabin

sağlayabilınek.

kontrol

etmesi ni

.�\şırı basınca karşı önleın alabilnıek.

ve görüntüJenınesi aşağ ı dak i

kontrolü

elemanlarla gerçekleşir.

PRESS)

kabin

otoınati k ve

basıncı

manuel

paneline

(CABIN

Mach

olup

yerleştirilmiş

htzla, uç an

ı O 000

bir

Basınç

c=-·

çalışnıasının kontrolüne hi znıe t ederler .

şekillerde gerçekleşir :

Sayısuıı

(kRT)111

==

ak

ve

için

Kalkıştan önce, aşağıdaki durun1lar sözkonusu iken;

(860000 n11h

M

olduğundan

<

1

1

de

Standart

Sıcaklıktaki

ku11anarak

223 K ]112 = 299,33

3600

s/h) 1

299,313

Sub s oni c 'tir,

akış

hızının altında gerçekleşir.

l J ç ak yerde (iniş takınıları tam aç ık)

l5°C

değerleri

[1,4. 287 J/kgK .

c

0,798

[Gaz/arın

ve akış tipini hesaplarsak;

1\1 = V 1

=

-50°C

n1 yükseklikte ve

Özellik!eri(R oherson/Cro1ve)]

kabin basınç kontrolünün doğıu

f3asınçlandırma işienli aşağıdaki

Süpersonic ak ış olarak kabul edilir .

Atnıosjcrik

Kabin fark basınç indikatörü, kabtn hız indikatörn ve göstergesi)�

M> 1

860 knılh sıcaklıkta

tahhyesj ve nıanu e l kabin basınç kontrolü sağlar. (yükseklik

Transonic ak1ş,

V= Uçak h1Zı (n1 1 s)

Basınç tahliye valfleri uçak yerde iken tan1 bir basınç aHi rn etresi

M� 1

'T =Ortam sıcakl1ğı (K),

Otomatik ve birbirinin aynı iki sis t eın vardır.

kabın

Subsonic akış,

c =ses hızı

düşün11e kontrolü sağlanıak. basın cı

M< 1

(nı/ s) k= sabit (ep 1 cı), R =Gaz sabiti (J 1 kg K),

Kabin ekibine g erekirse nıanuel olarak kabin ba sınc ını

Kabin

�- (kR T)11� [1nls} (Robenson/Crowe) oJ mak üzere;

c

kontrolü sağlanıak ve yolcu konforu için yükseklik ile ekibinin

!VI.Öcal, i.Tay nıaz

Kabin basınçlandırma sisten1inin an1acı ;

Sürekli kabin bas1ncı sağlamak için otomatik basınç

Kabin

Konfor

m/s m/s =

yani akış ses

İki nıotor çalışıyor (yağ bas1ncı normal)

Gaz koll arı ndan biri 22 ° C ni n üzerinde ise, '

H cr bır kontrolör basmçlandırrna valflerine bir kapaına s i nyali göndererek, ilgili dış akış valflerinin kabin 153 nı/dak (500 ft/nı i n) da basınçlandırrnasının

(0.22

t\P=0.0149 bar

ed er .

İç Kaplama

Kaplc.ma

1\şağıdaki hesaplamalarla uçak içine üflenen havanın ısıs1, uçak içinde üreyen ısı, uçak dışına olan ısı kaybı

e neıj i

Şekil

dengesi oluşturuldu.

111.1. Kayıp Isı Enerji Hesabı (Qk) belirlemek

]çın

.

Ma ch

değerlendirilir. Uçakların perfo ınıansı belirlenirken de,

==

V 1 c (Robenson/Crovve) olara k fonnülc cdiJ i rken,

ı

·-

.

e

ı

- -·---.

k____ L

un l u

--

Dekoratif

kaplan1a

....

233

---·

··-�-.

....._.._.

..

..

--

..

....___

__

._.,_

ı değeri

( k a llmh C) : -·· r - -1 1,2 lr·- ---- 0,02 ı f- o.o3s -

--

·---··--· --··

·-·-·--

·

-

-

A.

°

-

--- ---

-

..... _,.

g

Isı geçir e�Ük

-

0,0015

·· --· -- - -

·--

-

c

0,01 ı Honeyconıp · 1 r .Dnıyüiıü- . �-··ı:�--� o]56 -

·

1 Uçak gövdesinin duvar kesiti görünüşü

- �{ ------!Uz .1 (m) -

lı-Ma l z e

!

Sayısı

bu değer üzerinden ölçümler yapılır. Kısaca ses hızırnn uçak hızına oranı olarak ifade edilen bu terim;

( Camyünü)

Dekoratif

değerinin yaklaşın1 ve kabullerle hesaplandı ve bir

İzolasyon ıvfa1zemesi

( Hoiıeycomb)

.

M

( 2024 AJ.Alaşım )

r

lll. ENERJI DE�GESI YAKLAŞlK IfES .\BI

rej i mini

Uçak D ey Kabuğu

o

PSI)'a kadar ulaşmasını kont ol

edılir, ve noımal basınç kontrolü başlat ıl ır.

Akış

o

(18 ; 25 c)

'

Kalk1ştan 15 sn. sonra basınçlandırnıa sinyalleri iptal

DIŞ ORTAM ( 30; -50 C)

İÇ ORTAM

-- ·-·-·----

- -·�

----

--

--

...-

1

1

i i -i ..


Ticari Uçaklarda İklirnJendirme Sistemi H Konfo KÇakır, J\tl.Öcal: İ.Tan:mz

S A U Fen Bilimleri Enstüüsü Dergisi

7.Cilt, 2 . Sayı

:

!

4

l

-______

..

"____

..

_ __

_

(Temmuz 2003)

·--- -- ·

l

ALAJaşım ...

.

,,... ,••

·----

Q kayıp

. . ..

___......

- -�. - -

[kcal l h) = [kcal / m-

İç ortam

1sı

_

.

..

__________

A

.

.,

a; : ç

.

...

...

: .

i ç in

T

.....

0'

--

.

.

�..... . ..

-

ı

--·'"'"

.

.

. - :·

ı 03,25

"' !!O -·--

......

.

-.. .,... ....

..----··

· -· -

.

. __

,,

·J

......_...

__

°C]. (nı-]. [°C] J

katsayı s ı uçak boyu ve uçak 2 alınarak 9 kca l 1 nı h°C kabul

iletinı

içindeki hava hız1 dikka te

edi l i r . ad1 s

.

••�.......---- ---··.--···---- ..

k

-

.

...... ..... .

0,00 1 5 2 4

ı

2024 -··M

r··-··--- ····

........

Dış ortam ısı i l e tim kats a y ı sı için; u ç ak hızı (�),

:

k

A3 1 O uçağını n a l ınarak ; A

A

:

Ts

'f

göre)

[1n'}

.

37,239

=

Tic:

+

�Jı:ş (°C)

s ıc aklık farkı olarak;

Bu durum da ı s ı kaybı ;

ortanı sı.cakhğ1

Qk [kcal 1 h]

Ts = 223 . [ 1 +( 1 , 4 - 1 ) / 2 . 0.798 2] T s = 2 5 1 ' 4°l( -2 1 ' 6°C =

bu l unurke n kullanı lacak

aaış

.,

T = 2 1 - (-50) = 7 1 bulunur.

yüzey s ı cakl ığ ı

:

esas

=

T

(Ro herson 1 Cro\ve 'e

ölüleri

gövde

=

yapJlımştır.

[1 +(k- 1) 1 2. A12}

660 m2

basınçlandınlımş

A = Alan L Gövde bo yu D G öv de çapı

,

7� = T .

D.L

rr .

=

A = 1t . 5 )64

gövde boyu ( L) ve yüzey sıcaklığındaki havanın özellikleri [Hava İçin Karakteristik Değerler (atnıosferik) (Dağsöz, A .) ] kullanılarak, Re sayısı b ulunup Re değerine karşılık ve ril e n Nu sayı sı fonnülü ile yakl a şın1 uçak

0,4294

=

olan

fıhn tabaka sıcaklığı Tr

12

-3 5, 8 o C

= k [kcal l 1n2 h °C} .A

Q kayıp = 0.4294 . 660

Q kayıp

� 2 0 1 22 kcal

[m2) .

T [°C}

71

1h .

'

Tr

(Ts

=

Re =

+

T) 1 2

-

=

Kay1p ların düz duvar vey a

6

2 8,5 . ı o - o

. r:.. ss-1 Re O 1 85 (1o 0(J R e1 J

Bütün

.

uçak

boyunca,

yani

11l 2

.

olmas ından dolayıdır.

pr.JI3 - (arlış L) L

=

IIL2.

1s

-

.

o : dan,

t

/

;· (0,1 85.A.uco . Pr · f v).1 0

a

tlu

:::::

.=

---------

l.=o

:.:3 7 ' 239

(Log um .L i vt

ı ,�,.

Qııısanlar = 8 0 Vv kı ş i . 0,8 604 kcai/h Qiıısaıılar 1 4 4 5 5 kcal 1 h

L=37,23 9 ' a

J=J7.ı::ı9 dL

2 5 &4

.

ş

= 2 66,2 kc al /

nlh °C

arası JSı

. 2 1 O ki şi

=

Uçak içerisi nde aydınlatma aracı olarak 4 1 adet 1 5 '.\7 v�

dL

1 40 adet 40 W ' lık fl ouresc ant lamba bulunmaktEdrr.

Qaydınlatımı

değerler yerine konul arak; atb

Uçak İçinde iTreyen Isı Enerjisi (Q0 )

Her insan dinlenme esnasında 80W ile 1 00\V tire61ir. Toplam yolcu sayısı 2 1 O kabul edilirse;

interasyonu gerekmektedir. ı /:\

silindir üzerinden olması.

hesaplanan kayıp ısılarda önemli bir fark yaratmayacağı görülecektir. l3 unun nedeni uçak yüzeyinin büyi:k

[860 OOO (n1 / h ) 1 3 600 (h l s)].37,239 (nı)

Re = 3 1 1 , 6. 1 0

-

( 2 1 , 6-5 O)

{ıtw . L) l v

Re =

Nu

=

kcal 1 h

Qııydmlatımı

elde edilir.

= 4 1 . 1 5 W . 1 . 06 kcalih + 140 .

=

40 \V

. l .06

6 5 8 8 kcal 1 h

Ci.lıazlardan kaynaklanan ı s ı ise yaklaşık bir değer kabul edilmiştir.

ı

1

Q cıhaz

k = 1 /9 + 0,00 1 5/ 1 .2 +0,0 1 /0,02 + 0�06/0,035 +

0,00 1 5 24i 1 0 3 ) 2 5 + 1 /2 66,2

ı 1 k = 0, 1 1

+

0 0 0 1 2 5 + 0,5 ,

+

1 ,7 1 4

+ 0,0000 1 5 + 0 00 3 8

Q,.ad

234

=

"'

1 500 kc al 1 h

3. A . f


Ticari Uçaklarda İklimlcndirmr Sistemi ve Konfor K.Çakır, I\II.Öcal, İ.Tayınaz

�:\ l . Fen B1ii nıler i Ens tilus ü De-rgisi 7 Ci lt. 2 .Sayı (Tem muz 2003 )

3 : canılarm geçirgenlik değeri yaklaşık 0�4

Qrad = 0,4 . (50

I : radyasyonla gelen en� rj i ( W 1 m2) .A: Can1 yüzey alan1 (nı-) ( A3 l O ) 0 8 604 kcal 1 h Oı ..d -= 1 322,5 kcaJ 1 h

.

0,274 . 0,3 74)

m2

750

.

W 1 m2

,

Ou�c:tilen

Qü�ctiien Qün.:tilcn

·-

KAYNAKLAR

Qiıısaıılaı +Qaydııılaımn Qcilıa7. + Qrad

[J ] Guide

-r

= 1 4455 =

+

6588 + 1 500 23865,5 kcal 1 h

+

1 322,5

1 982)� Aire searc h Study Systeın A300-A3 1 O, Field

Airbus İndustrie, (M ay

Envirorunental

S e rvice

Contro l Training

Technical

Center,

Los

Angeles,

Cahfon1İa.

A l h ed S ig na l (Jun 1 O 1 96), Con1ponent [2] Maintenance J\1anual Chapter 2 1 -53-04, Allied SignaJ ,

Techn1cal Publication, Phoenix.

1 11.3. Klima Sisteıni ilc Giren Isı

Enerjisi (Qg)

[3 ]

ASHRAE,

[4]

A YBERS,

I - Chapter 9.

Enerj i

Isnıhnası

ka yıp ısıya ulaşn1aktayız.

[5 ]

d e ng e s i kunılduğunda, uç.akta üretilen ısı ile klinıa sıstemınden gi ren ısının top] anu sonucunda uç ak t a k i

Qgırt'n + Qiireıılen Qg.ıt:ıı + 2 3

=

1 h = 1 954 1 ,47

Center,

ve

İstanbul.

(UK) Chapter

Princ iples.

CARLILE,

[6]

Taş ıtlarnun

I-Iavalandırılması,

Bötish

,

Turkish Airlines

Aerospace,

One Air Conditioning

D.,

( M a rch

Teknik

1 996,

Fhght Basic

� 'Cabin

Air

F a s t Airbus Technica1 Dıgest, Nuınber 1 9 :March 1 996, A irbu s Industrie Customer Service, Cedex 1

Comfort'',

Qgirl'u ·- - 4324 kcal ,' h Sonuç taki negatitlik kliına sisteminin soğutma yaptığını

göst ermektedir. l \1.

Soğutulnıası

Volun1e Seetion

liava

A. 3 1 O Genel Uçak B i l gisi

Training kcal / h

( 1 954),

N.,

Üniversite Matbaası, İsta nb u l . Training

Qkayıp

865,5 kcal

( 1 982)., Application

France. [ 7J

ÇbNGEL>

Thern1odynaımcs

Y.,

and Heat

( 1 983 ), Transfer,

Introduction to McGraw-Hi l l Book

Co., Newyork.

SONUÇ"

f8]

H ava t a ş ana c ı lığında seçilen yüksek irtifa l ar, konforlu ve hızl ı bir s eya ha t in yanı sıra hayati öneın taşıyan dü;cn]enıeJ erin u ygul a nmas ı nı da bize sunmaktadır. Uçak iç ınahnJinde deruz s e vi ye s i şartlarını ol uşturnıak, ortan1 �ıcaklığını 1 8 - 2 1 °C l erd e tutınak ve azalan 02 nıik t a rı nı n artnıasını sağlamak gibi düzcnlen1elcrin u yg u laruıuıs ı klima sist emi nin alt sistem1eri olan ; soğutrna , basınçlandırma, sıcaklık kontrolü ve da ğ ı t ın a ,

� t s tcın.lerj tara fından yapıldığı görülnıüştür.

Taın yolcu k a p a s ites i jle uçan uçaktaki konveksiyon yolu i JL: k n yhednen 1sı , iç maha lde üreyen ısı ve ı ş num l a

kaLanılan ısı hesaplanarak enerj i dengesj o luşturulmuş ve

k l i nıa s ı s ten 1 i nin soğutma ya p t ığ ı görülnıüşti1r. Bu sonuç uçak yerde iken de değişmeyecektir.

235

DAGSÖZ, A . , ( 1 995), Isı

Yay1n Dağıt1m A . Ş . , İstanbul.

[9]

1-I i ll

J. P . H olman,

( 1 986),

Bo o k Co . , Singapore .

Geçişi, B eta Basım

Heat Transfer, 1\llcGra\·�.r-

Technica] School , (Aug 1 987), Training M anua l A3 1 O ATA 2 1 Aır C ondit i o nin g T .�ufthansa I echnical S c h oo l , G erma ny . Robers on [11] 1 Cro we , .Zngineering Flu]d [ '1 OJ

Lufthansa

,

Mechanics, Washington State University, I-Iough Mifflin

Co., Bostoıı.


Toplam Verimli Yönetim Anlayışı ile Ekiı•man Verimliliğinin Arttnlmı 1

SA U Fen Bi li m leri Enstitüsü Dergisi

7.Ci1t, 2.Sayı

(Temmuz 2003)

S.Eşmc. E.ilhan

TOPLAM VERİMLİ YÖNETİM ANLAYIŞI İLE EKİPMAN· VERİMLİLiGİNİN ARTIRILMASI EŞME, Erdinç ILHAN

Selim

Ozet ••

verimli

yönetin1

eğitilerek

şirketin

Toplanı

-

kaynaklarının

hedeflerini

gerçekleştirnıek için en alt çalışandan en üst çalışana kadar

herkesin

T.V.Y.,

faaliyetleridir. meydana gelen kayıp,

kayıpları

yapılan işletinelerde

ortadan

kaldırarak sıfır

hata)'l

öngörmektedir.

sıfır

arıza,

sıfır

üretim

gerçekleştirilebilmesi

Bunların

gurup

l\.üçiik

sağlayan

katılımını

takip

için

edilmesi

gereken adımla,· bu çalışmada anlatılmıştır. Ayrıca, uygulaınaJarı

bir

yapılan

üretim

talaşlı

pilot

için

ınodel

ı. GİRİŞ

insan

(T.V.Y.)

fabrikada oJarak

T.V.Y.

seçilen

bir

çalışma koşu llan nd a

Gününıüzde

girişimlerinde

artırılması

değil� tam tersine, in sanın kişiliğine uygun gelen biçimde

gerçekleştirilmesidir. Bundan do la yıd ır ki, günümüzde

işçiler tarafından yapı l an verin1 arttırma öne r ıleri amk

daha büyük bir ci ddi yet le göz önünde tutuluyor. İş yapma zaınanının kısaltılması, aletlerin iyileştirilmesi, uygun

T.V.Y.

bunlardan sadece

Anahtar

Kelin1eler

-

Ve ri tn liliğ i n Toplaın

verimli

yönetim,

on

focuses

that

düzeni

o1uşturulmasi

insan

kaynaklarırun

bir kaç1dır [ 1].

aıt1rıhnası

ıç ı n

eğitiletek öğrenen bir o rgani zasyon kurulınasında, şirker

T oplam Verimli Yönetim" anlamındadır. K ökeni İngili z ce T.P.M. (Total

tekniiderden biride rf.V.Y.'dir. T.V.Y.,

Ahstract- Total Productivc management (l..P.l\1.) is a activity

işletme

ve

hedef ve stı· atej ilerinin gerçekleştiriln1esinde kulranılan

ek.ipn1an kayıplan, veriınlilik, operatör, yönetici.

snıalt-group

da fazla

daha

katkılarının

yap ıln 1a sı ve işin sadece tekniğe uygun gelen biçimde

anıaca

etkisi ortaya konmuştur.

veriınli1ik

olmasın1 iste mektedir. Bunun yöntemi de iş birliğıcin

tezgahın ekipman veriınliJiğini artırınak için yapılan faaliyetlerinin, ekiprnanın verinıliliğine olan

insanlar,

"

,

Productive !\1aiııtenance) kavramı ndan gelmektedir.

improving

business goals of a company through participation of

II. TOPLAI\'1 VERİMLİ YÖNETİM

all its staff froın the 'vorker on the shop floor to the ınanaging director .. The focal point of this activity i s to train and educate the existing human resources of

Yalın üretin1 sisteminin en önemli araçlarından biride

the company. T.P.M. ain1s to overcome all sorts o f

T.V.Y.

losses '\'vithin a conıpany and to realise zero loss, zero

bölünı.ünde değil, işletınenin diğer birimlerini de icme

break-down and zero error. In this study, the details

alan

and

the

presented

stones

ınile

of

T.P .M.

approach

in an organised nıanner. In

\Yere

addition,

results of a T.P .M.. application on a macbine tool choose as a pilot equipment were presented.

The

effects of rf.P .1\1. application on the machine tools

efficiency '"ere analysed and iınprovements achieved were presented.

Key

en tegre

productive losses,

productivity,

n1anagemen t, operator,

T.V.Y.,

kayıpları en aza indirn1ek, ınalcine ve e kipnıan verimini he rkes in katılımını üst yönetirne kadar artı rn1ak sağlamak ve küçük g rup çalışmalarının etkinliğini ar t ırmaya yöneJik n 1odern bir yaklaşımdır [2]. ,

T.Y.Y. 'nin "T"si toplanı yerine geçer. Bu toplam; 1 Vcriınlilikteki t oplanı art ış ı ,

2.

3.

İn1alat

sisteıninin toplan1 öınür dönemini,

Tüm depar11nanlan ve tüm i şçil e ri ifade eder [3).

1971

yı lın d a

Japon

fonksiyonlarındaki

s anayi s inde

kayıpları

C.

.

T'ürkiye 'de

1990 'lı

Japonya'da

J.I.P.M.

bakım

y ı l larda

ve

üretım

verinılilıği Avrupa'da 1980'lerde: T \'.Y.. başl aımştır.

azaltmak

artırnıak ile başlayan bu süreç,

[Şınl.!; Üloyol San. A.Ş . Adapazarı, İlhan; SAÜ fEF f\lak. Eğ Böl.

üretim

verinuni en üst düzeye çıkannak, üretim hatl arında:_

ad nıinistrator.

S.

sad ece

bir sistem ol uş turarak üretin1 sistemin1n

.

wortls

equipınent

uygulamalarıdır.

(Jape nese

ve

Plant Maintenance Derneği) "Japon Fabrika Bakıın EnstitüsiC Instutite

of


Toplam Vcr·imli Yönetim Anlayışı ile Ekipman

S.\ U Fen Bi!imleri Enstitüsü Dergisi -: Cilt,

n

2.Sayı (Temınuz2003)

d es teklediğ i

ün

Verimliliğinin Ar·ttnlınasa •

S.Eşme, F,.llhan

sisten1dir.

bir

T. V.Y. 'yi

Enstitü,

yüzden üst yönetiinin

başarıyla uygul ayan şirketleri ödüllendirn1ektedir. 1971 yılında ilk olarak Nipon Denso Co. Ltd. fıın1ası Japonya' da T. \1. 'l. >ye ba ş la dı ve başarı ile tamaml adı

F�aliyetlerinden ötürü üstün fabri ka ırıükenınıellik ödülü) kazandılar.

Her an daha

T.V.Y'nin

baş langıcı id i ve b undan sorıra 1'.V .Y. J a p on y a da özel likle Toyota grubunda yayıldı. 19711989 y1Ilan arasında 171 lane şirket T.V.Y. programını etk il i bir ş ekilde kullandığ1 için üstün fabrika ödülünü '

1. 2.

almıştır. T.V.Y., bu ş irket l ere ticarı çevrede bir prestij sağlan1aktadır. Bu sebeple T.V.Y. progTaımııın şirketler

3. 4. 5. 6.

arasında ö neıni artn11ştır. J.l.P .M.' in üstün fabrika ödülü verdiği ş irketler daha çok üretiın yapan şirketlerdir. Daha

hiz n1ct

zorlaınaktadır.

T.V.Y.'nin

etınektedir.

Tezgah verimliliğıni artınnak .. Uıün ka l i tesini ar t ı rnıa k .

Hatalan azaltınak (S ıf1 r hata). K.ayıpları azaltmak (Sıfır kayıp).

I ska rt a 1 arı azaltmak (S ı fı r ıskarta).

9.

Bak1111 kalitesini artırn1ak.

1O. iyileştirme fikirlerini artırmak.

ll. Tekn ik eğitimi artırmak.

Çayırova Çanıaşır Makinesi

[ 4, 5,

12.

6].

Tablo 1 T.P.M. ödGiü alan şirketlerde dunıın [7] -

Işçi üretkenliğindeki artış n1ah yetinin üzerinde

( fret k enl ik

%147

Anza duruşlanndaki hata İ ş lene n parçalardaki hata

Kal i te

%17

artırınak [7, 9J.

11.2 T.V.Y. Gclişiıninin 4 Adım• . Ust yöııeünı T.Y.Y. ,nü1 organizasyona tanıtınuna karar

%98

azaln1ası

--

azal ma s ı

o/o90

1skarta oraıundaki azalma

%70

verdikten

azalma

--

Bakıın

Iz.e me

%50

Iş güvcnliği

S1flr iş kazas1

Sıfır

Sıfır çevre

İ yi le ştirn ıe fikirlerindeki

.

\1ora l

Küçük gnıp

çalışn1alarındaki

artış

L_

3

önemli Bunlardan

faktör ilki

yetenek, üçüncüsü ise çalışılan

�lo200

değerıni

motivasyon,

ikincisi

çevredir. Bu üç

se viy e ler de

'f.V."Y.

ve T.V.Y. için kaınpanya,

ilerJ en1e

organizasyonun

ve

p ilot

T.V.Y. için temel

politika

ve hedeflerin

ortaya

2.

unsur

3.

ve sahipleıunezse

b aşan bekleneuıc:;.

T.\'.Y.'n.in

ycrleştiı·ilmesi

için

ınastır

plan

oluşturulınası.

�ağlanırsa şirketin faaliyetleri daha verimli olınaktadır. üst

eğitüni

konulması,

l'.V.Y.'nin

Üst yönctin1 gerekli özeni göstermez

Giriş

organizasyonun kundması,

-

___ _

tarafından

dcklarasyonu,

%,230

artış

ve

[3].

Sıfır

kirhliği

için p1-:ınlama

T. V. Y. 'nin gelişiınindeki adınılar ş unlardır : 1. Başlang1ç l1azırlıkları yönetinı T.V.Y.}ye girişin üst

-

�·('\TC

yeni bir üriinün sürümü

fonksiyonel haJe gelınesi en az 3 yıl alu

..

.

T.V.Y. 'nın

ve giriş kadcınesi de o kadar önemlidir. T.V.Y. 'nin

-

r i ki

sürede

tasarını aşarnaları ne kadar onemli ise T.V .Y. 'ye hazırlık

(Yo30

Stoktaki azalına oranı

bir

ve

T)euilebilir ki ;

%30

Tasarruf edilen ene rj i

kısa

hızlandnnıa

çalışanların T. '1. Y. 'ye giriş eğitİmı alması gereklidir.

%98

giderlerinde azalına

fa kat

başlangıcı

arasında bir süre üst yönetin1 dahil olınak üzere tünı

.

--

�!fa li vc1. ,

s onra

7 ten1el prensibin yerleştirilnıesi o kadar k ol a y değildir. Ş irk e t büyüklüğüne bağ l ı olarak 3 ila 6 ay

gelişiınj

o/oSO

Anza miktarı ndaki azalma

hcnıen

cğilinıindedirlcr.

-

Müşteri şikayetlerindeki

yönetim gibi tüm fonksiyonların katılımı ile şirket

duygu l an artırılarak koruyucu bakıımn kalitesini

kazandırdığı artış Operasyon hızl arındaki artış

sat1şlar,

geliştirme,

üretün,

13. lı st yönetiıı1den ön saf çalışana kadar şirketiıı tüm çalışan larının görev alarak şirket i çinde birJik ve beraberliği olu�tuıınak. 14. Küçük ekıp çalışmaları ilc bireylerin sorumluluk

Kişinin şirkete, kendi

..

()rganizasyonun,

kültürünün değişiınini sağlanmak.

��ö150

'

ÇJlışanlardan

üretıme

8.

İş le tınesi layık görülmüştür

c:ırtLrmaktadn.

kalitel i

İzmit Fabrikası ve Beko bu son 2002 y ı l ında verilen T.P.M

Türk fırınası olan Arç elik

Japonya'da

daha

ve

7.

ödülüne, yarışmaya katılan 177 işletme arasından tek

---

ucuza

ödülled Japon fırınaları alırken, Avrupa'da

kazanmıştır. En

ve

artan rekabet koşullan ve da r alan pazar, finnaları

Stoklan azaltnıak ( S 1fı r stok). İş kazaJan nı azaltn1ak (Sıfır i ş kazası). Bakın1 gerekbren anzaları azaltnıak (Sıfır arıza).

Volvo, Türkiye'de P rell i

ödülü

inandırıcı

çok önenllidir [8l

T.V.Y. bu nıantığa hedefleri şunl art dır :

Japonya 'daki il k

önceleri bu

içindeki

11.1 Hedefler

(P .M.­

ödülünü

Bu

arzulu tavrı

tanıtım

Bu

237

T.V. Y. başlama vuruşu

T. V. Y. 'yi yerleştirıne çalışınalannın başlatılınası (7 teme1 p ren s i p) Kobetsu-Kaizen ( süıekli İyilcştinne)

Otonom bak ın1 Planlı b alu m,

,


Toplam Verimli Yönetim Anlayışa ile Ekipman

SAU Fen Bilimleri Erıstiliisil Dergisi 7.Cilt,

2.Say1 (Temmuz 2003)

V crimJiliğinin Artınlm

S.Eşrnc,

Üretim ve bakım be c erilerinin arttınlmas1 eğitim ve deneyin1, Yeni ürün ve e kipınan lar için kontrol sisten1i, Kalite bakını sisten1İ,

verünliliğini

İdari

4.

racak bir sisten1 kurulrrıa�ı. cıka ' To pyek ün T.\l.Y. uygulamalan

bölünılerde

üretin1

ve

seviye

için

F:.ilhan

Otonoın bakım, her biri bir önceki adımla bağ lantılı

bir

üst

bu lunan

ortaya

adıına geç ebiln1ek için

5

denetlenıe mekanizması

a dı n1da n o luşur. Bu adımlar şunlardır:

Adın1 1 :

B aş langıç

Adım 2 :

Kirlerone Kaynaklarına Karşı Önle mler

1'ernizliği, ,

i li k ve Yağlama Standartları, Adım 3 : Tenız Adım 4 : Genel Kontrol,

ilerlemesi

[10].

Actım 5 : Otonam Bakım Standartlan

[3 ].

ve

III. 3 Planlı Bakım

III. YEDİ TEl\lEL PRENSiBİN

enerji

Teknik işletnıe hizınetleri yapılan bir işletınede veya tesis te ilk amaç bu i şle tme veya tesjsi içinde yer alan makin e, tes1s ve tesisatların kullanıldıkları zaman dılimj içinde fo nks iyonlarını kendileıinden beklenen şekilde yerine getirmeleri sa ğl an1ak üzere gerekli çalışınalann yapılmas ıdır . Kurulmuş ve jşleti]mekte olan bir tesisin

kullanumıunda ınaksinıum verinıı e lde chneyi amaçlar.

kendinden beklenen fonksiyonlannı yerine getirebilmesı

Odaklannuş iyileştiımc faaliyetleri 16 büyük k ayb ın tünıüyle engellenmesine çalışır. B u çalışınaların temelinde, çalışanların sürekli ı yileştiı ·me içi n analitik düşünme, teknik y ete rlil i k gibi ö zelliklerini uygulaınaya koyabileceklerinı bariz şekilde sınama ve sergileme aınacı yatmaktadır. Üretirnde ıneydana gelen 16 büyük kayıp 3 başlık altında inceJenü. Bunlar:

için te si s ve cihaziarın

YERLEŞTİRİIJI\IESİ III.l

Kobetsu Kaizen

Kobetsu kaizen odaklamınş iyüeştirrne faaliyetleri olarak Ekipman,

tannn1anu.

1.

işçi,

malzenıe

Setup

ve ayar kayıplar ı

Kalit e

Kapatma kayıpları.

2.

Beş büyük iş gücü kaybı,

yerine getirebilmek

g e l i ne n

başarısı

kendi

mükenınıelliği

Öyleyse; özünde

kal i te

ölçüsünde

ımkan

ve

i nsanın

y a t ıyor

ne

,

bu

nası!

sağlanabilir diye sorulduğunda, yanıtın "eğitimi) oldu�...

g ö rülür [1 3, 14].

,

T'. \f. Y.

Kalıp, kesici, aparat kayıpları,

l2 J.

111.2 Otonom Bakınn kendine

,

şe kilde

personelin eğitiminin

Ili.S Ilk Akış Kontrol Faaliyetleri Çetin olan ekono nıik çevrede ürün çeşi tl il i ği artmış ve ürün süresi kısa1m1ş bulunuyor. Bu çarkta bir çok önemli

Oto n oın İ ng ilizce '�autonomous" ifadesinden alınrmştır.

kendi

için

faydalı bir

gerek iç destek le gerekse şirket dış ın dan tenıin edilece T ya rd n nla r ile "ihtiyaç duyulduğu" kadar karşılanınası gerekmektedir. Özellikle; operatörlere, bakım ekıbine ve diğer ya rd ı 1ncı işletmelerde çalışan personele teknilr yönden bilgi ve bccerilerin ve rilmesi gerekmektedir.

Eneıj i kay1pları, D eğiş ik kay 1 pl ar

faaliyetlerinin düzenli ve

devam etn1esini sağlanıak

kay1plan

Otonon1,

ise

n1ükenın1clliğinin

Üç büyük ınalzen1c, ka lıp , kesici, aparat ve enerji

,

n1ükcmmeli arayan insan söz M ükernmeli yakalamaya çalışan insanın

dahilindedir.

3.

eksiksiz yapar

noktada

konu su dur.

,

Ölçüın ve ayar kaybı.

işle rini

v ar lık ve n1akineleıin bir parçası ola n insandan bugün

maksadı ile

111.4 T.V .Y. 'de Eğitim Y önetinı düşüncesinin gelişiminde, sadece ekonomik bir

Hat organizasyon kaybı,

kayb ı

yapılması

durumda bulunur hem de b u tesi s ve cihazın ömrü imkanlar nispetinde uzatılnuş ol ur [1 2].

Yönetim kaybı, ()pera s yon hareket kaybı, D es tek

ıarda koruyucu bala.ın planlaınası ik

ile heın tesis ve cihaz ken d inden beklenen fonksiyonlan

Hız kayıpları,

kayıpları

zaman

mümkündür. Periyodik ve koruyucu b a k mıı n

Kesici değiştirnıe kay1pları,

Küç ük duruş ve boşta çahşnıa kayıpları,

periyodik

her şeyden önc e arızasız ve çalışır sağlamak ger ekli dir. Bir makine veya eks iks i z duıumda olabilmesi,

,

veya tesis j n arızasız

Anza kayıpları,

Başlangıç kayıplan,

durumda olnıalarını

Sekjz büyük ekipn1an kaybı

ve

denıektir.

Bir

üretiın

n1akinesınde çalJşan operatörün, kendi nı.akinesindeki basit kontrol, ayar ve düzeltıneleri yapabilrnesidir [ 1 O]

no kta vardır.

Bu n oktal ar ; ürün geliştirme ile

ınıalaı

ara s ındaki süreyi azaltnıak, çok etkili üıün gelişnımeyi Otonom bakını faaliyetlerinin açısından

olnıak

üzere

iki

çalışanlar

an1acı

ve

vardır.

ekipman

ye n i

bilgili operatörlerin

ge lişn1esüıi teşvik etınektir. Ekipn1an norn1al işletnıe koşullarının dışına

aç ıs ından

an1acı;

tanınılanan

görevleri

ekipınan yatınnunı başarmak ve üıiinlerin ilk kontrol

faaliyetleri olarak sıralanabilir. Etkinliğin amacı , yeni

Çalışanlar

a ç ısı n

dan anıacı;

ve

ışığında

sırasında, den eme üretiıninden soma değişiklikleri s1fıra indirn1ek için, bi r başl angıç konrrol si s ten1i ile önceden hata belirleınektir. Temel yaklaşım ise tüm problenıleri ortadan kalcinmak için) bır ürün başlangıç k ontrol sistenıinin her a şamasında teknik ürünleri gcliştinı1e

çıkan herhangi bır sapn1anın anında keşfedildığİ düzenli bir i şl et ıne ortanıı tesis et11ıektir [l l J.

238


SAU Fen Bı11ınleri Enstitüsü Dergisi 7 Cılt� 2.Snyı (Temmuz 2003)

Tor>lam Verinıli Yönetim Anlayışı ile Ekipınan Verimliliğinin Artrnlınası S.Eşme, E

ç a l ış n1alar y apn1ak ve t asarım olarak uygulamaktır (2, 6].

İlhan

Tabloda görüldüğü gibi ek ip manda 1 ayda (22 iş günü) to p l am 1206 dakikalık bir ekiprnatı kaybı ıne ydana g el nıe ktedir Bu k ay ı p l arl a ekip ma n verimliliği hesaplandığında o/t182 olarak çılanaktadıı-. T.V.Y. ınantı ğ n1 a göre bu oran en az 0/o85 olınahdır. Bu atnaçl a tezgahın veriuılilığini artırn1ak için kaiz en ve otonon1 bakım fa aliyet leri yapılnııştır. ı yıllık bir çalışn1adan sonra ekipınan verimliliği tekrar bl çüln1ü ş ve o/o91 olarak bulunmuştur. 2003 yılı ocak ayı n da yapıl an bu veörnl i li k hesaplan1asında k arşı l a� ıl a n kayı pl ar ve k ay ıpl an ortadan kaldırmak yapı la n faaliyetler Tab lo 3 'de i çin

incelemelerini doğıu

.

III.6 Kalite Balom Kalite genellikle her şeyin cilalanıp p a rla nllna k olduğu b i lin ır G erçek t e ise, imalatın henüz b aşlangıcında doğıu yapılrnası kali tenin tanınu olmalıdır. Hatalı imalattan sonra tekrar düzeltıneler yapmaya kalkınak ve böylece in1a l atı kontrol etıTıek sur etiyle kalitenin temin edilmesi nıünıkün zamıedilmelctedir. Oysa ka l it e kontrol ile yaratılaınaz. Kalite ya ınamulün içi n dedir y ad a de ğ ildir Onu k o ntrol etmekle daha iyj sonuç alınaınaz, iyiler ve kötü1er ayT J ] aın az sadece bazı mallar ayık1anabi1ir. /\ncak kontrol etınenin de bir n1a1iyeti vardır. Üst el ik hatalı iınalat için h a rc anan sürede boşa gider. Hatalı ıınalatın n 1a liyeti hatasız inıal a t kadardır. Bu yüzden ürün mua yenesinden sonra kustu·ları bilip karşı öııle rnl e r aln1ak yerine, kusurla ra neden o lmayaı1 koşu llan bebrleycn k ontrol kalenlierini ölçerek önleml er aln1ak g e re k ir Bu kısım, kusurlar ür e tıne yen ha1nmaddeler) d onaıu rn ve yönten1ler için k oşulların iyileştirilmesi, b el i rl enın esi ve s tandardizasyonunu anlatnıaktadır [I 5]. .

,

.

gösterilnuştir. Tab1o 3 Elde edilen kazançlar

Kay1p türü

.

ve

ayar

52

481

o

275

11 2

82

30

220

o

220

Küçük dunışlar ve boşta beklenıe

15

o

15

rskarta

36

o

36

15

]5

o

1067

1 19

1057

Başlang1ç kayıpJan

V C'

taınir

kJyıpları

,

(dak./ay)

Faaliyet türü

Diğer kayıplar

Otonoın bakım

-

275

değiştiıme kayb1

bölüınü

(dak.)

--·

Kesici

faaliyetler, tarafindan y ap ılan n1ühendıslik ve idari bölümlerin bilgilerinden haşlan1aktadır. Buııdan d o layı kalite, düzeltıne ve Lamanlan1a b ilgileri üretirrı bölümünün faaliyetlerini büyük o ra nd a etkiler. Ofis1erin T.V.Y. ;de esas fonksiyonu, servis hiznıeti olar ak üretim e1Jpınanları ,çin ürün proses bilgileri sağlama k tı r [6].

llretin1

2003

533

kayhı

111.7 Ofislerde T.V.Y.

2002

Kazanç

·

Arııa kayıpları

Sctup

Ocak

(dak.)

--

.

Ocak

Kaizcn

.

Bireysel önerı Bireysel

.

onen ••

Otonoın bak11n Kaizen -

-

IV. RKİPMAN VERİMLİLiGİNİ ARTIRMA

Toplam

ÇALIŞMASI T. \1. Y. fa aliyetleriııin uyguland ı ğ ı bii fabrikada talaşh üretim yapan bir tezgah, yönetim modeli uygulanıalan !Çin p il ot ekipn1an s e çi lerek 2002 yıl ı n ı n ocak ay1na ait n1evcut üretiın şartlarındalö v eriıııliliğ i beliileıuniştir. 16 h li yük kayıp kapsanıında ek ipın an v e riml ili ğ i n i etkile yen q k a y ı p aras ından tezg ahta m eydana gelen ekipn1an kay1pl�ın tablo 2 'de gösterilmiştir.

1 No:

!

b -2

_

Tablo 2 2002 yı hocakayma ait

�- 4 - -

ı

s 6 7

-

Arıza ka yb ı

Setup ve ayar k aybı

Kesici değiştinne kaybı

dıu·uş1ar

ve

I)iğer kayıplar

__

gerekn1ektedir. Mükeınnıellik ödülü a lmış firn1alarda bakın1 maliyetlerindeki azal nıa %30 c i varınd a olduğu unutuln1an1alıdır. İşçilerin verdikleri ön erile r de de büyük oranl ard a aıtış g özlenmiş tir. P ilot ek ip n1an olarak seçjJen tezgahta çal ış an operatörün bireysel öneri sistemi kapsamuıda verdiği öneri s a yısı 200 1 için 4 a d et iken otonon1 bakın1 ve kaizen çahşmalan ile birlikte ven1'liş olduları öneı1 sayısı 2002 yı lı n da 11 adete ula�rruştır. l�öylelikle işçilerin verıniş oldukları önerjlerdc �/()275 lik

112

b o şta

bekleme kaybı

I s karta ve tamir kaybı

533

275 220

·-

Başlangıç ka ybı

K ü ç ük

,

Süresi (dak.) -

.'1

Otoınobil üretimi yapan bir fabrikanın t alaşh ima lat a t ölye s inde yapılan T. V .Y. çalışnıaları için pil o t bir e ki p n1an sc çi lnıiş 1 yıllık bi r çalışına uygulanmı ş ve hı döncnı soıu·asında çeşitli a n a lizl er yapılıruştır. Analizler sonunda ekip m an duruşla rı nda 0/o90 or anın d a azalına, e kjpman v erimlili ği nd e ise ��ı O oranın d a bir artı ş gözlemn1ştir. Aııza oranındaki d üşüşün bakın1 tnaliyetlerine azaltıcı y ön d e olan etkisi bu çalış n1a da taın olar a k ölçü1eıncnıiştir. Ölç ebihnek için tezgahın bu iyileştim1elerden sonra en az 1 yıl i zl en mesi

ekipman kay plan

Kayıp adı

')

V. SONUÇLAR

-

15 36

15

239


Toplam Verimli Yönetim Anlayışı ilc E�ipman Verimliliğinin Arhnlması

SA.U Fen Bilimleri Enstitüsc Dergisi 7 .Ci lt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

S .Eş me,

.

[ 1 1]

planlanmaktadır. 2003 yıl dan itibaren öneri sayıJannda

Talaşh imalat atölyesindeki T. V.Y. uygulanıası nın pilot çalışanların

normal den

dev rey e

a l ııunas ı

izlerni ş ,

y ak ı ndan

ç alış ınal a n

k a rş ılaşılan

gerekse tüm alt seviyede

[15]

şansını elde edecektir.

T. V.'{., bir faaliyetler zinciridir ve bir bütün ola rak ele sonuçlar

getirir. Ciddi bir n1ali yatınm, eğitin1e sınırsız destek ve şirket kültürü oluşturmak içi n kararlı adınılarla yürümek yap ılm a sı gereken ilk faaliyettir. Ancak çok sabır isteyen zanıa11

g ere kti re n bir çalışma d ır

.

Bu yüzden uygulan1a konusundaki ac e lec ili k, iyi ni yetle

de olsa yap ıl a n tüm. faaliyetlerin k a rş ı lığın ı a}aınanıaya

sebep ol abi tir.

KAYNAKLA.R [1} PEKİN, JI.� "'Verinılilığİn Artırılnmsında İ ş ç ilerin Etkisi

Daha

Gid erek

Fazla

K az anıyor"

Ağırlık

,

\1 erin1blik Dt,;rgisi, Sayı 1991/4, s. 65-73, 1991

GÜNGÖH.l1(J!

[2]

K atı l uncı

L.A.,

''Toplam

inceletne

Notları"

Bakın1

()retken

Da nı ş nıan lık

Eğıtim

Merkezi (İ.D.E.A.), İ sta nbul , 2000

[3] TOFAŞ T. V. Y. U ygulan1aları, Bursa

[4] NA.S, E., ��('TPM) Topl aın Verimli B ak m Yönetinıi ı

Veriınlilik ve R.ekabet Gücü Yaratrnak " , Metalurji

veya

Mühendisler] Odası .Dergisi, Sayı 126, s. 20-21, 2001 (5] 1'Ü(;EB1YlK,

Ş.,

Ö d ül ü İs t anbu l

"Japonya' dan Müketnmellik

Aldı", Milliyet Ga zetesi 25.10.2002 S ayıs1 , s.8,

,

2002 [ 6]

GOTO H,

Maintenance

F.,

�'Equipment

Pla m1 i ng

for

Japan

I nstitute

of

D esign

))

)

TP :tv[ Plant

Maintenance, Japan, 1988 [7]

"Topyekün

l) r etken

Bak1n1",

Bizden

H ab e r l er

D e rgj si, I< oç Holding Yayınları, Sayı Teınniuz 1995, İstanbul, 1995 [8]

N.\ t KAJMA,

S.,

'�TPM

Developınent Prograın'',

J apan I n st itu te of Plant Ma i n te n anc e , Japan, 1982

[9] ÇAGLA YAN, F., ''Toplam Veriınli Bak ı m", Ereğli

Demir

Çelik A.Ş. fçagi�J.J'_C:p1(q�çr.dcnıi r;_coı_11. tJ.,

T.V.B.

Z ong uldak

Mühendisleri

Odası

,

S.,

"

Eğiti m de

"

K a l ite

Üretimi

Toplam

Kalite

1995 Özel

Sayısı:

ve Yapılmas ı Gerekenler", Bızden

1993 Özel Eki, s. 3, İ stanb ul , 1993

e tt iri rse dünyada ırıarka olmuş finnalarla rekabet etme

karşı l ı ğ ı nı g ö rnıek için

Makine

Haberler Dergisi, Koç Hol din g Yayınlan, Sayı Ocak

sonraki

iyi

ÖZDEMİR

s.214, Aııkara, 1995

çalışn1alarda ayn ı hassasiyeti sürdürür ve inancını devam

alı nd ı ğ ında ve uygulandığında son derece

Kitabı",

Yönetimi", Verimlilik De rgisi, Sayı

Gerek üst yönet im

çalışanlar, bundan

El

İçin Koıuyucu

TOZ KOPARAN, G.; "Sıfır I-Iatalı İnsanı Yaratmak

[14]

kadar p i lot bir çalışına alsada elde dedilen ve rim l ilik e d icid i r.

ÖZER, M., ''Genel Tesis ve Cihazlar

s.177-180, Ankara, 1997

sorun larda deste ğini derhal ortaya koyınuştur. Her ne

değerleri oldu kç a ın.e1nnun

[ 12]

İçin ]'oplam Kalite", Verinliilik D er gi si , Sa)'l 1997/3.

aşamaları nı elkileyecektir. Bu yüzde n üst y öneti n1 bu atölyedeki

McGraw-HiH

49-274, 1992, Japan

s.

[13]

olgtu1luk

\C

,

"T.P .M.

Yayınları, Sayı 200, s. 3, İ stanbul , 2000

çıkacak sonucun tüm fabrikada uygulanması planlanan faaliyetlerınin

F .,

GO TO H,

ve

M.

İnc.,

B ak ım

daha

büyük ö zver iyle katılımını sağlaınıştu·. Bu faaliyetlerden T.V.Y.

TAJİRİ,

Otonom Bakım Uygula malan:

Implementation A J a panese Approach"

�'Ö27 5 'den o/o SOO'lere ulaşılması hedeflcıuniştir.

tüm

Pirelli A.Ş.

lznıit

perfom1ans değerlendinne göstergelerinde ku l lanı l ması

bjr çal ı ş ma oln1ası,

Tür k

[1 O]

bir artış sağlann1ıştır. 2003 yıl ında verilen öneri sayısının

E.İlh n

uygulan1aJan,

240


Hasarlı Binalarda

:):\U Fen Bil iınieri Erıslıtüsü Dergisi

7.Cilt.

2.Sa)ı (Temmuz 2003)

Onarım

M.Elınas,

I-IASARLI BiNALARDA ONARlM .

Takviye

U.GiinoğJu vr

veT AKVİYE

Muzaffer ELMAS, Uğur C·UNOGLU

11 .L\ğustos ve 12 Kasın1 depremJerinden sonra, acil ilıtiyaç1arın karş ıianma sürecinin etkilenen ardından, depremden b ölgelerde harınma, ekonomik ihti yaç lar ve sosyal yaşantının eski haline geti rillllesi anıacıyla, bu doğal felaketin y ar a ların ı sarma çalış malar ının çok hızlı bir şekilde y apıl maya çal ış ı ldığını bilmekteyiz.

.

....,

I.ON.ı\RilVI VE TAKViYE İLiffiLERİ

{jzet-

1.1 Onarıın I-Iasar gö r dük te n sonra taşıma gücü aza lmış elemanlara, dcpreın

önces1

dayannıılarını

yeniden

kazandırnıa

çalışn1alandır.

Depremden dol a yı hasar gö r en binaların onarıını ve

Depremden veya artçı

bi lgilend i rme ve uygulanıalar yaptı

şo klard an ka ynak lanan geçıcı

yada

eleınanların

iyileştiriln1esi konusunda, birçok kurunı ve kuruluş .

I.

Bu çalışmanın

Bölümünde onarını ve tak v iy enin

tanımı ilc başlanıp genel hatları ile bir in c el eıne y ıl p ılmış; Il. Bö lümünde ise Yatay Yükler Etkisindeki

� a 1 ı ş ıl n1 ı ştır.

çeşitli

yapı

elemanları

açıklannıaya

overcomc

disasters.

Act u aiJy.

the

of

effects

that

horrible

it was helping peoples to get

them 1notivated. Then the next step \Vould be housing, economical requirements and social life in

those arcas. Ho\Ycver, structures were damaged by earthquakes.

Thereforc,

bazı

karşıladığı

yük

kapasitesini azaltmaktadır.

Bu e l eman l arı n depieın öncesindeki dayanuruanna kavuşturularak y apı l a n onanmın prensi binde; yapıda hasar a yol a ça n yükler nonnal kullaıuın yükleri gibi öncesi dunnnuna gctiriln1esi temel alııunak tadır.

Stiln tn aı:v- After 1999 earth(J uakes, first p rioı·ity to

yapıdak i

s ürek l i e tk iyen yükler olmadığından, yapı n ın d e p r en1

Allalıtar keliıneler- o narıın, güçlendirme

\\'as

yüklcrin yaratt ığ1 kahcı deformas yon ve hasar, yapının

they

needed

to

be

fixed.

Many

institutions and foundations 'vere worki ng together

in ord er to do everything much-nıore faster. All

1.2 1'akvİ)'e Yapının ekonoınik ö1nrü içerisindf sıkça gerçek leşn1esı beklenen,

büyüklüğü

ise

istatistikler

göz

önünde

tutulara k az çok taluııin edilebilen bir depreuıde; hasar

gören yapının, aynı hasann gerçekl eşn1eı11esi an1acıyla esk i durumundan daha güçlü bir durun1a getirilınesidir. Yapı eleınan1n1n ekonoınik öınrü iç erisjnd e aynı vev daha büyük şi ddetli depremierin tekrarlannıa beklentisi ,

varsa,

hasann

önlenmesi,

durdunılmas1

ve

tckrarlanmaınası i çi n , yapının eski durumun dan daha

thesc works \Vere just for people because they did

gü çlü bir dnıurna geti riln1esi gerekmek.1:edir.

'l'his e x pe rimentaJ study includes rebuilding and

önlen1l erin uygulann1asını da gündeıne getjrebilir k i;

no1 have enough tiınıe to 'vait for a place to live.

rcinforcenıent methods. In addition, the second part has infornıations about behavior of the components

of the structures und e r the horizontal scismic loads.

KeyJ-vords- reinforcenıent, rebuilding ;\1.Elınas,U.Günoğlu; Sakarya Ünivers·tesi

1 ·.sen tepe KampCısü

,

Sak.arya-'l'ü:·kiye

,

Mühcndis'ik raküllcsı,

H asan ıneydana getiren sebeplerin fark lı oluşu değişik b u rad a

önen-ıli

olan

bütün

ilkelerin var olduğudur. Kısaca bu ilkeleri incelersek;

hallerde

geç erli

ortak


Hasarlı Binalarda Onanrn

SAU Fen Bilimleri Enstitlisli Dergisi

(Temmuz 2003)

7 .Ci lt, 2 .Sayı

M.Elmas,

1.3 Yapı Ağırlığının Azaltılması

Bir yapı elenıam taşıma kapasitesinin üzerinde yük

elemanda ç a tlaına ve kırıl nıa söz konu su Böyle bir durumda has a rın daha ileri olabilir. sev iye lere gitm eıne si için,ınevcut yükünün azalt1lnıası

d o natımn yerleştirilnıe şekli ve işçililc kal itesi, Kolon ve kiriş boyuna donatılannın basınç bö l ge l erinde tam olarak ankre edilmesi,

_yoluna gitmek doğru olacaktır.

azaltılına yapılmas1 yapıya

alınması,

ara

o l a rak

bölıı1e

ya

birkaçnun

değiştirilmesi, katl ar ve ç a t ıl arda ya l ı tını amacıyla ağır çöz üml ere alternatifler ya p ılan malzenıelerle getirilmesi, bina görünüınünü gü7clleştirınek amac1yla

yapılan

nıerdivenlerden

taşıyıcı

aktan lnıasını

zemine

doğıudan

gelen

sisteıne

düzen]eıneler yapılnıası bir çözünıdür.

yapıya yatay yükün tesir ett iği nok1a: rijitlik merkezi ise yatay bir yükün bir burulrna etkisi yaratmadan yapıya uygu l a nn1as 1 gerek e n bir noktadır. Bumlma e tk jsi gen e llik 1 e yapılarda d epr em sırasında ortaya çıkan olun1suz etkilerin başında gelir.

:yiilderin

s a ğla yacak

Bir

me rk ezi nin birbirinden uzak oluşundan dola)'l ek k u v vetl e rin etkisinden meydana gelmiş ise bunu gjdem1ek gerekir. Sebepleri, perdeleı·in bir tarafta to p lamnış oln1ası, bö lıne duvar lar ın k at l ard a de n gesiz dağılnıası ve onarın1 sırasında bilinç sizc e eklenen

Süneklik, bir c l en1anın yada yap1n1n elastik sınırlar ötesinde, şekil değiştinne dolayısıyla yer d eğ iştirnıe özelliği olarak tanunJanır. Burada önemli olan de form as yon sonucu yer değiştiınıe olayının yapıda çatlak ve k alıcı ötelen1eler y apınadan gcrçekleşınesidir.

perde duvarlardır.

Şidde tli bir deprenıe n1anız ka lan bir yapının ; bu depreme elastik gcıilim ve deforma syon böl gesi nin ötesine geçerek karşı ko yı nas ı halinde de yapnun deformasyonu aynı miktarda olmalıdır. Sünekliğin sayısal tanınıı göçn1e dunnnu s ın ı r göz önünde tutularak yapılnıalıdır.

Onarım sırasında kütle ve rijitlik n1erkezi n1ümkün

Katlarda birbirine yakl aşt ırılır . oldu ğuııc a eksantrisiteye neden o lan bölme duvarlar kaldınlabilir veya dengeyi sa ğlayaca k perde duvar lar eklenebil ir.

1.6 Yapının Taşıma Gücünü Artırma

ile elas1ik

C1elen yükl e re karşı yap1 dayanı mlarının yetersiz

hasarbra ö zel l ik le olmalan

el�stik

kuvv e tl erin e dayanabilmesi için olmas1 süneklığin düzeyde yeterli yapıda gerekmektedir. Yapının onanınında gerekli süneklik Y ap ı mn

deprem

gelmesi

B etonarn1e

n1üınkün

I<alıcı

konuda

uyıılması

Yapıda ku ll a n ı lan yük s ek o lınası D o natı olarak

beton

gereken

dayanın11nın

yun 1 uş ak

kullanılması; yumuşak

buruln1uş

çelikiere

yük le ri

yeterl i

amacıyla; yapılan n yük taşınıa

yatay

öteleınelerin

meydana

mukavemette

day anın1i .. ı a

getir<iiği ikinci

ve

yatay

yeni elen1anlar eklenrnesi, yapı kesitlerinin artırılınası, taşıyıcı en elemanlarının elemanların yeni elen1anlarla takv iy e si gerekebilir.

ç elik

(ST I) çelikler soğukta oranla

karşı

düşey ve

Taşın1a gücünün artltılması için , yapıya dü.şey

,

yük.lere

gel en

azaln1aktadır.Kolon ve duvarlarda oluşan çatlaklar Ye ezilmeler, yap1nın düşey yükleri taşıma gücününde a zaldı ğın ı gösterjr.

esaslan şu şekilde sıralayabiliriz. •

yatay

olnıaktadır.Yapıya

oluşu

n1ertebe ınonıentler ve çatlayıp zayıfla1mş o lan kolon ve kiriş enkesitlcriyle birl ikte yapı güvenlığide

olabilecektir.

yapılarda bu

neden

artırıln1alıdır.

sağlanasa yapının deprem öncesinden daha mukaviın hale

yapı da en ideal duruın, k üt l e merkezi ıle ıij1tlik

merkezinin çak1şmasJdır. t) l uşan hasar kütle ve rijitlik

1.4 Yapı Sünekliğini Artırnıa

�ı= 8 max 1 o

donatı

Kütle ınerkez i

azaltılınası,

kaplarnaların

gereksiz

öneınlidir. Çünkü

1.5 y·apııun Bur·ulnıa Etkisini Az altına

eleınanJann

kullamlan

donatı

sırasın da yeni perde duvarların çerçeve boş lukların a konulması, rijitliği artır arak dayanımı olumsuz sünekliliğini yapının ancak artıran etkile yebilen ç özü nıl e rd i r.

aynı oranda azalmasını sağlayacaktır. ve

da

kullamlan

Onarım

gelecek yatay kuvvetlerinde

Çok kath binalarda üst katlardan biT

elen1anda

ıniktan arttıkça süneklik azalmaktadır.

ağırlığında

yapının

Ta ş ı y ı c ı

'

nıil<tan

sırasında yapıya gel en kuvvet, yapının

ağırlığı ile orantılı olduğundan,

Kullanılan

alıisa bu

A s tında depr en1

Takvi\e

U.Günoğlu ve

daha

sünektirler.

242

alacak


Hnsaı·lı Binalarda Onarım

SA U Fen Bilin- Ier1 Enstirüsü Dergisi '.Cı lt. 2 .Sayı (Temmuz 2003)

r. 7

M.Elmas,

Yapı nın Dinamik Özelliklerini İ yileştirme

Takviye

U.Giinoğlu Vf

Kontrol sonucu proje ile röleve arasındaki

fark söz k o nusu ise binanın röleveye göre

per iyo d u ile, zemin hakim periyodnnun birbiiine çok

yakın

sonucu

oJnıası

oluşaı1

kavnaklanmakta ise; yapının dinamik ten1e1 değişim periyodu de� iştirilip,

dahi l

Tüm

özellikleri

k o nuın1 n

zeınin

-

da

uzn1anlanna

pr ojes i

takviye

oluşturtılan

periyodunun bir birleriyle uzlaşması sağlann-ıalıdır.

s oıu a

i şl en ılerde n

bu

hesabı

depren1

yap1lmalıdır.

rezonanstan

i le

statik

yeniden

Yapıda ol uşan hasann nedeni� yapının asal titreşim

gerekirse

dan ı şar ak

ınutlaka

denetinıden

geçiı ilecek, yapı ıçın en uygun takviyenin projetendirilen tak v i ye

Zcnıin dinrunik ö zellikleri belirlendikten s onra yapı periyodu kısaltıln1a lı veya uzatılınalı bu şekilde yapı eskisınden daha esnek veya rij i t bir hale getirilere k periyodundan hakim zemin periyodu, yapı

olduğu na

,

emin

ol uıınıuşsa uygulamaya

geçjln1elidir.

U yg u l a n1a

deneyimli

ınutlak a

bir

n1ühendisin kontrol ve denetin-ri altında ve

u 1.aklaş tın labilnıclidlr.

ehil

Bunun için yapı hafifleştirn1e yada ağırlaştırma y olu na g ıd i l e bi lir. Fakat yapının ağır1aşması, yapının taşuna

yapılınalıdır.

bir

(kalfa,

ekiple

d ernir c]

vs.)

Yapılan u ygul aınanın denetinıi bir uzrnan

tarafindan mut1aka dcnetlennıelidir.

gücünün de artın hnasıru gerektiri r Bundan dolayı pek fazla tavsiye ed i lnıez Öte yandan yapının rijüliği .

Il. Y A'fAY YlTIQ.JERİ TAŞIY AN YAPI ELEMANLARI

artı n I ırsa periyodu kısalacak1:ır. .

\ apı y a ye ni elemanlar ekl en erek yada kesitler gen i şl et i lerek yapının taşıma gücü artırılabilir ki böylece rij itliğjde artın 1 rruş olur. S önüm i se yapıda bulunan katlar arastnda uyumlu rij i tl iğin üst ka t lar dan alt k a t l a ra doğru arhnlarak sağlanacaktır. Bu şekilde yapırun d ı na n 1jk özellıkleri i yi l eşti ri lebi l i r.

y·apı ların

deprem

altındaki

davranışlarında

bazı

özellikler aranır. Sık olan hafif şiddetteki d eprernl eri n

hi ssedi lrneınesj_ orta şiddetteki depren1ler altında lineer elastik

sınırın

deprenlierdc

pek

aşılmatnası,

büyük

şiddetteki

caı� kaybının oln1amasJ ve yalnız

ise

oııarılabilir hasarların oluşn1as ı isteniı-.

1.8 Viiiderin Taşınınası İçin 'Teni Elemanlar Ekleıne

Bu ise, malzen1cnin, yükleınenin ve taşı yıcı s i st eıni n

Y ap ı hasarJan düşey ve yatay yüklerden oluşur.Bu

oln1ası demektir

özellikleri sebebiyle süneklik ora nının yapıda büyük

durun1da gcnel1ikle yatay ve dü ş ey taşıyıcı elenıanlann

yetersizliği söz korıusudur.Bu o l umsuzluğ u önl enıek aınacıyJa,

yatay

ve

düşey

taşıyıcı

yükleri

dayanımlan artırılınalı veya bu c-Jeınanlar eklenınelidir.

1.9

Bilindiği

taşıyacak ilave

olarak tanın1lanınaktadır

k es i t yüksekliği i çin özellikle sık

Yapının pr oj es i el d e e clil melid ir.

Yapının pr oje si yok ise, proje elde edilene

aşağıdakj tabloda

bilinısel kriterleri içeren bir form ile hasar

Bu

belirlemeye

7ıeının .

p roj ede ki

Mevcut

proje

nıukayesesi

ile

röleve

yapıl a cak

uyuşn1adığ1 kon tı·o] ed ilm el idü·.

özellikler huluıunaktad1r.

davranışa ait yer deği ştirmeler T

nıevcut .

göst eril en

lineer davranışa ait yer değiştirmeler ile e]a.stoplast1k

i

>

0.5 sn. alnıası

Buradan T > 0.5 sn. hallnde

halinde birbir1er1ne

e ş tt ir.

bölünerek

elastoplastik

lineer teoriyle bulunan iç kuvvetler, �l süneklik oranıncı

duruınuna

temellerin

baktlnıahdır. •

et r i y el e r süneklik oranını arttınr.

Tablodan görüldüğü gibi ayın depren1 tin·eşinli altında

du ru mu

önce

göre

bas1nç donatısının artnıası ve

gerçek yapıya ait elasto--plastik teorj sonuçları arasında

Hasar tesbit forı nu elde ed il ecek , yada

belirlennıelidir.

aynı

Çok sayıda yapılan sayısal hesaplardan, lineer teori ile

Mevcut binanın rölevesi çıkarılmalıdır.

binanın

kap al ı

kr'rş ı lık

� x H 1 M ,nin artması süncklik oranını azaltır (ŞeKıJ ı b) .

kadar hiçbir tak vı y e yapılan1az.

Mevcut

1 a).

Eğilme ile birlikte non11al kuvvetin bulunnıası halind�

'

( Şekil

donatısırun artnıası s ünek liğ i azaltır. Buna

si İcin İzJenmesi Gereken Yol ·rakYivc .,

tesbiti yapıln1ahdır.

lin 1it duıuındaki

Sadece eğiln1eyc çalışan betonanne bir kesirte çelane

·respitinden Sonra Depreıne Dayanıklı Bir Şekilde

� s ü ne k b l ik oranı,

topl an 1 yer d eğ iş ti rmenin lineer yer değiştİnneye oranı

elemanların

l\1.ühendislik Hizmeti Görınüş Yapıların Hasar

g i bi

(Ş eki l 1 ).

gerçek

davranJşa

ait

kuvvetlerin bu l unab il ec eği anlaşıln1aktadır. 1/8 < T <

.

proJenın

uyu şup

ha l i nd e

aJn1ak1adır.

243

ise

11

ıı

oranının

yerını

1/

.J2� -1


SAU Fen B11imleri �nstiH.isü

7.Ci1tı 2.Sayı (Temmuz 2003)

Dergisi

Hasarlı

oranlanyla, ıı süneklik oranının yeter derecede büyük

olnıas1

halin d e

hafif ve

Binalat·da Ona n m ve Tak\�he M.Eimas,

oıta

U.Güno:lu

şiddetteki

depren1l er altında rijit bir davranış gösteren yapıya'\ büyük şiddetteki depremler halinde etkiyen yatay yükler çok büyük değerler almayacak ve taş 1yıcı sistenı bu

deprenıleri onarılabilir h asarl a d a karşı1ayabilecektir.

Böylece sürtünıne lçuvvetleriylc ilgili olan sönün1

oranlarıyla, Jl süneklik oranının yeter derecede büyük

1...�-�-c.

•t

...

ı _ı�·---- ı

Ş_�-- ---1 ı

__ __ .-·,,._ .

.

-

-

·---

Süneklik

ı

'

or;,ın1

Çekme ..

1''--=S i ine k 1 i k

. o

·.

t'

.

+

�.

ra n J =---,--·

})

vükseklik

bas1nç

-

e

Kapa lı

--

s

·----- --·

(la)

Elistool�s�ik

1

TABLO

1

ll .

(J z c

1

ı.,. .

P e r i vo t

Lineer

. �-----------=-:.._.

. ,.

.

l

ı

8

'

'·

'J

·ı >

-

--··

. ,

ı 8

Teorideki

1

2

/2 )J

l

ı -

Kuvvet

)

·------�-·--·--Her

---

..t

1. vtr.e

1

1 er .

İk:i .

Halde

ı

( •

eşıt

J

1 :

ı

Enerjiler eşit

ı

ı

YerdPğişt.irmeler

u

' �·

/ / /�

ye

·--

Kuvvet

l

-

'

Teorideki

/ /

( 1 b)

----- ------ ------ �-·----- -·-- -----

.

<:�tr i

H

ŞEKiL

için

donatısı

Nh

·---- --·--....A.P�

/

donatısl

P.vııı

ı

ı 1

1

ı

t

1 .

eş ı c

'

ı ı

·------ --- ---- -- ------- ·-�-----ı---__)

Şekil 1 Süneklik f)ranı .

II. l Çerçeveler

c,:crçeveler ku vvet ya da deplasman yöntemlerinden

ç:ok yüksek o l mayan yapılarda,

yükl er ilc beraber yatay

8-1 O

yükleri

b iriyle

için

Kesin

olan

bu yönte mde

kolonların boy değişınelcrinin e tkisi de göz önünde

kata kadar düşey taşımak

hesaplanabilirler.

tutulabilir. Öze1likle çerçeve yüksekliğinin genişliğine

de

oranı ve kiriş Il e r ij itl ikler i büyüdükçe bu etkiler hesaba

genellikle yalnız çerçe\ eler kullanılmaktadır. Bu tür sistenılerde iyi düz�nleruTriş do nat ı halinde betonarmc

katıln1ası

gerek en

mertebelere

yükselmektedir.

Bu

yönte ınle r için çeşi tli hesap programlan hazırlarınuştır. Yak laş ık yöntenılerle yapılan basitleştirici kabuller Şekil 2 �de özetlenmiştir.

için de, süncklik orannun yüksek alınası sebebiyle,

şiddctlı deprenuerden nıeydana gelen yatay kuvvetlerin daha küçük olınası üstünlüğü vardJr.

244


Takviye l\-1.Elmas, lJ.Giinoğlu

Hasarlı Binalanla Onanm

S.\U Fen Bilimleri Fnsliti.ısü Dergisı 7.C.It, �Sayı (Temmuz 2003)

ve

DnYar1arda önemli çatlaklar oluştuktan sonra duvar

rjjıtliklerindc azaln1alar görülmektedir.

- -

-..

L.-......

--

----

���('ın. -

-

-

�·

'

•'

-�.

·-

: •

k' (' \.!.;.

· ,.

-

.. _ .......

--

-

- . �., ...

,�.

6, ı

o

$.3

.. -

- -

o

-

• ı

I/77.7Ji

nr.6

o

r

.,J,

.. . .:

-

:!

- ·�-

.

:

.

.. -''l

,� •

• '�J

...

�!

ı�-

o

1 ı

/.� 1. ....

1-t

l.

]

ı

1

s �ı

--�-

'

Şekil 2. Basitleştiricl kabuller r-

-

ı

'

---

....... r- - -

'

ı 1

1

ı ı ı

l-L------�- -�-----1 -,

1 t t

et.

--11

-- -

'1

ı j

ff�

T

.

l 'ı ll'l.

....

n

.

;..1

•r

fJ .,..·

tr� - o

L ak i

k i le n 1 v-or.

ll

�---·----�,�.

k. a t

Q 1 d e rı

\1 n J n ı. z

n y n ·ı •

kn ı

Ki ri � I 1 .i': Kolon flT

ı

·;;

1 1 T.· ...ı. 1 ��--�������1 1 ı ı ı (

;/6

Şck11

....

�-�..::._ --

_ _..,._

1 ı

-

l3 i ı:

tl

büyük� cı k H r.: U k�,; t·

• •

� •

;u·d·: l :� �

1

'k

�tc-�ı:;ersı.z

'

J.

KJ)1ill1

çerçevesi

hesapları

kabulü

daha

da

kol·iylaşttnnaktadır. Ş eki l 3 'de görüldüğü gibi, bu tür

çerçevelerde bir h a t tak i

Q

toplanı

kuvvetinden

yrlltuz

bulunduktan

rnonJent]erin

sonra.

etkisi

kirişler

altında

hesaplanarak kesit tesirleri

n1ütemadi

tayin edilir.

gösterilnıiştir.

kiriş Şekıl

özel

duvarlar yapı

periyodunun

B unun

ıçın

sonuçlarından yararlanılmıştır.

n1omrntleri

k olonl a rdan

'T

ka r ş ıl ık

yüklerin

bir

rijit liğini

küçüln1csine

ve

çubuk yard ı nu yla yaldaşık olarak nasıl alınabileceği

ise yaklaşık olarak böyle kabul edilebilir (Şekil 3). eği1nıe

Buna

alır.

duvarlar

Şekıl 5 üzerinde dolgu duvar etkisini11 basit b ir fıktif

geçerlidır. Ör neğin bu oran 0.30-0.35'den daha büyük

ku v v e tl eriyle

kısn1ın1

bulunan

dol ayıs 1 yla deprenı kuvvetlerinjn artınasına yol açar.

kolon 1/f lerine oranının çok büyük olınası halinde

kesıne

içinde

artırarak

o

kat etkilenrnektedır. B u özellik ancak kiriş li t lerinin

Ko I onların

Çerçevelerin

gelen

Ref.

(7 )'deki

dene y

Bundan sın1etı-ik olmayan d olg u duvarlarnun rijitliklerı

g ibi

4 'te

sebebiyle buruhna titreşimleri ıneydana getireccklerj

k inşlerin kesme kuvvetleriyle ınesnet reaks i yonlan n ı n bazt özellikleri gösterilmiştir.

anlaşılnıaktadır.

245


Hasarlı Binalarda Onanın M.Elmas,

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7. C' ilt,

2.Sayı (Temmuz 2003)

N

( i-(.()

=

lJ

h'T

·ı1

1 i

nd c

ls t.. e n •

h

-

l f'S �-

n� 1

�".:ı 1-;.

l ı:n;;

b r.ı _y

(!;_g 111 ı

b i 1 :i

ç

H,.,

kes :r nı

l. .

l .. t····

e

k:r.n c

o

1

d e g t ş ın c l

it

ı; o C"

y Cı n

c eın

.Günoğlo

�r t

- ·+

uT .

Nlı .t.�- Er

ı

......

ft

-

ko t

ıd

Ll

!_J:-1., .... a

t -c .

Tak\ h• e

i

T

...

ve

l

n,..

er

l

i y1 e

i nd e. n

tl -ı· d

1, ş

bul

�-

ct

h

i 1-�

una­

{, -

SERİL

� -

R.t

4

R-;

1

'

{2

t

.

t R3

-

Sekil 4. �

-

C e r ç C:!· V ı:.·

"'*

-.....

i

'

'

r

·,,_L..

ı

1

"

1

......

...

2\·,

\

. . ....

'J --

1 '•

1

••

l.

\

'

j

f l

___., .:.__

.

.. j /'-., \3 =-ı •

··,

...

oJ'

2

"-,;

......

.

...

'

z .,_

.r,

·�.....,..

, .; �,

1

'•

'

1 \3 'ı

1

.. . .... .... -

z-·,,

--..... ,

_..

'

'-.:ı .....

.

ı

"

,

. ...

n

:U ·--\· f

.

f

......

'

'·

J

e

"' ....

.,

-

l

ı:.ü�;

�. L1

.1•

ı

..

e'·

.......

...

7 �-'

... .

....

_J

: :

t ı�··

(U...

c,'9

n r ;:�

>� 1

,

l'

T

_._.

"'·

J: ı

.

....

Tr�-1\ 3 �\ .-...., f

...

,.

e

-..,2

1

.

'·

'

f-\.

..

ı

' •

\t t

ii�:ı;.

L.

1 .-ı�:. l

av t·l

. .a; .

ç ;ı � ı

- ---. --j, G . '�\..,... .... \...__ .

.

.

....(y ...

rrı;,ı 1

;t ;ı:

;ı J,. J .ı. r

r ı -,.. -�ı.. 1 -· · -----�· -----J --

1

.-Fikrit

r'

/

[}CJ�

Jj

1l\ ..• ,'1

Çt�b11f�ll

'-

ı rı •.

.. .

.r

-'4_..,.,... / 'd 1 '·"..._.---··... -�� r , ...

",

�'..

..,_- "' f -- ,,_. '"ııı .. ..._.. • --!.. •

.

.

4. .

.. .._., . ..

,.... ----. .._. �� -�

.

. .... .. .._

'

�J

,,

Şekil

5

11.1.1

Çerçevelerden oluşan yapılar

Çerçevelerin kayına çerçeveleri olarak kabul edilmeleri

si ın hareketine uyn1aları gerekmektedir Bu yapı si ste ml eri metodlardan kuv ve t veya deplasman kesin ınetodlanndan birjyle uzay bir çerçeve sistenıi o1arak Çerçevelerın

hesaplanabilir.

her

Bu

katta

döşemelerin

amaçla

hazırlanmış

rijit

halinde,

ci

her

kat

birbirinden

bağ1msız

hesaplanab1lir ve böylece hesaplar çok kısalır.

olarak

Bu yaklaşık yönteınde bir kattab kolon Öx ve Öy lerinin ka tların rijit hareketine uyması gerektiğınden. bir

bilgisayar

k a ttaki

progranJlanndan yararlanılabilir.

bütün

kolonların

Öx

ve

Öy

değiştirn1e!cri, iki ard1şık katın rölatif u,

246

v

rölatif yer

öteleme yer


�;\U Fen Bil inıleri En stii Jsü Dergi si -

H a sa r l ı Binalarda O n arım ve Takviye

Ciıt . 2.S ayı (Temmuz 2003)

M . E lmas, l l .Günoğlu

l

=

h_

.

r-

�v.k"'- '10.

ö)

dOC1f'\...l, _ ...

Pr

l/777:

� 'T e k i ]

:Ji/777

Do l u .

tp

döntne s i n den

oluşa n

r�j it

üç

� .. l ."'1

L

ı' i.rı,· .

uygulad 1ğ ı

x

yard 1nııyla u,

nj it

y1'ye bağlı olarak yazı 1 a b illr. Bu kesnıe üst taraftaki dış kuvvetler ile dengede

'

x

=

değerine

b ı l e ş k c s i nin

ait

kesişme

kesn1e

kolon

noktasına

kat

o la rak

olan

hcsnp1aııırlar.

kuvvetlerinin

Bu

merkezi

başka)

dönnıeleri

uzun

çok

hesaplar

de

da

k o l on

u, v,

kesnıe

'V ,ler ve bun la ra ve

kuvvetleri

bağlı

eğilme

bazı

yüzden

Me s e l a

yak la şı k yalnız

yönten1lerden bir

do ğ rultud a

öte1eme hareketi yapan sistenılerde, bir kat hizasındaki topl an1 dış n1 ome n t

rij itl ikler1yle

,

perdelere yaklaşık olarak

o rantıl ı

o l arak

dağıtılınaktadır.

eğilnıc Bunun

kesin olabiln1esi i ç i n perdelerin rij it lik oranlarınnı her tabanlarından düşey

konsol

Eğilmeye

ankastı·e eğilme

çahşan

bu

veya

katta

e1 a stik

k i r i ş leri

kat döşemelerinin

s a b it

elenıanlarda

gereknıektedir.

( 8 ) 'den

Ayrıca baz1 hallerde

Böyle

faydalanılabilir.

alnıayan

d öşen1e plağnun aynı düzlen1

i ç i nde bulunan perdele r i g en iş bir kiriş gibi bağladığı

da göz ö nü nd e tutulmalı dn. Bu hale a ü bazı e J astik eğriler ile kesit tesirleri yay 1 l ı ş l arı Şeki l 8 'de gösterilıniştir. Burada gö ıüldüğü gibi perde döş e nı eye ölçüde

büyük düzlemleri

ohnası

d urum larda Ref.

g i bi

II .2 .1 Perdelerden oluşan sistemler de

içindekj

katıld ığ1ndan

fayda laııılmaktadır.

r l!b"nin k üç ük de ğ erle ri nde k ayma şeki l değiştirnıcleri de hesaba katıl malı dır . Perdelerin temel dönn1elerüıden üstünde meydana gelen büyük yatay yer ya p ı de ğ işt ınnel e r de göz önünde t u tu l ma l ı du (ŞekjJ 6 ) .

halde

bil eşiınİ nden

nıornentlcri e l de edilir.

f f.2 Perdeler

�nl<c:ı stre

d üzlenı

denklen1 s i s 1' enıi çöztilerek

den ir. ( ünk ü dış k uv v e ti ere ait kat kesnıe kuvveti bu no k t a dan geçerse, bu katta buıulrna meyd ana geJmez.

perdeler

Bu

Denge denklemler] ya / ı l ı r . Bu üç bilimneyenli lineer

1 değ erine ait

kayına

gerekmektedir.

ol n1aktadn.

kolon kesnıe kuvvetleri b i leşkes1yle, y doğıu ltus undaki

1

uynıası

değiştiın1e

yer

b i l iıuııeyenlere

l:Y( u,v,�J )=O, L.:M (u,v,\.jf)=O

doğnı l tu sund a Öx

cisın1

perdelerin her k a tta

k u v v e t leri oJ duk larından,

K o lon 8 la rı n ı n

hareketine

ya p t l ab i l i r. Ancak bu halde her kat döşe nıesi ni n üç tan e

ve y d oğnı ltusundaki

v,

2: X ( u,v,\IJ)=O,

c isıni n

özel l i k göz ö nünd e tutularak k e s in yönteniler ı le he sap

kcsnıc kuvvetleri ise kolonlara ait Dx ve Dy r ij itl i k leri

Bu

(.

6

ucunun döşe rne ye

f)o l u

r.:�... 1 :; -..

p�ramctreyc lineer olarak bağlanabilir. Her kolonw1 üst

=

6

SEK t L

An k.a.s t r e

dcğiştiımeleriyle

0..,

�t'io "'

iki

yanından

kesme

kuvvet leri

aktaı111aktadır. Bundan dolayı döşeme plağının çalışan

içinde

kalınl1ğından elemanlar yön te n ı i y l e

gen i ş l iğ1 Sonlu

sonsuz rij it kabul edilnıelerinden d o l ayı, pe rd e le ri n bir

döşenıe lı i za s ında kj yer değiştirmeleri n i n döşenıen in

perde

çok fazla

ohnaktadır.

yapılan

incelerneler

sonucunda, perdeler arasında lö riş durunı undn bulunan

dö ş eme plağuun Ir geni ş l iği çeşitlı paranıetı·elcre bağlı

247


S /\ U Fen 13 i l i nıleri

Enstıtüsü Dergisi

Hasarlı Binalarda Onaram ve Tak' i� e

7.Cill, 2.Sayı Cl emmuz 2003) olarak

M.Eimas,

Böylece

veölmiştir.

bu

sonsuz

döşenıe

si stenıler

8).

hesaplanabilmektedü· (Şekil

plağının perde içinde kalan kısnunın atalet n1oınenti

ç erçeve

ahnarak

büyük

U.Giinoğlu

gib;ı

1

:;

'·

ŞekiJ 7

�ı

--....--... . ....,. _ -r-

t• 2

l,.,

l 1

\ �

•. . .

__ v,_._-

.

..

.

tı•,

'• l r ·ı

,

\.:t ,...

/Wtıo;ıo•.,...r ...· __

L

... . . ·ı • ,. • \' " ...

-

1

;:ı ı.nı �, ,� c .

l' l'4 •\1 ·.., L

,

' t

_ _

--

.

....... ---...-- . . _.... -- __

---

.J

....

-----.......

.

ı

(

-

•_ _, � - � ... _ .._ - ---.... . __

.....

-

---- --�·

' ı

'

�-

...

. , .

......

-

..

' •

l

j

;

'

.... ..

--

-

-�·

�-

�.

. -.

....._

-

-

-

.

-

-

_

_

-

_

..

.. .....t. Ş

.

-

,

-

...

-

-

..'

1. .

.-·

-

·

-

.

....

:.

--'

�� __..

L...

' .

.

- >.t<

�-

----

__

...

--.. � _

ı

�· ··-

-A

-

6r

�ot'th!ls\

! '

ı

...

• -

'---:

.,

·· · - --

... i ' - ı ıı•

-. •' ....

• � •• •

ı

:i { . ,

j "<h

. ' ..,�

l.,

.- ---�

--�-

.

r:

-

"

ı

1

... �,.

) �

• ..

ı

t1

-

'�

'

ı

-

. ...

···-

. --ı.r

,

""""'" "' J····(IUI o r iü'

·r· .

� ·'

.

'

,..... . .

-

ı

!

''

·-

--

_L

1

-

.

_ .. �____,_.., __ . _ .,. .. .. '.

_

__j ı '

·

. .

••

_

--

;, �L

-

-

ı

__;

-

ı

..

ıilll!llS

·'

M�

......._,...

� ----------«t �----:JO'

Ji_/

.......

...... ..

--

y '

'

f

.

ı' ....

• \

- '- · ,.

.

ı

ı

'

k�,���;�;- i<ı. ,v�· "C'tTt-: �·j ... .,.,-...· -... ·

ı

,.�

Burada·

Şekil 8

'

F bt)ş F

1 1 .3 Boşluklu Perdeler

:

(Şekil 9 ) .

Bu sistenller aynı düzlem içinde bulunan perdelerin kat

bizalarında k inşler1e birleşıne s inden meydana gelnıiş

boşluk alanını boşluğa karşı

ge le n alanı göstermektedir

Ancak bu dununda he s apta boşluklu kısmın eğiline

rijitliği göz önünde tutuln1ahdır. I<.ayma rij ithği olarak

gibi de düş ünülebilir.

Il.3 . 1 l(üçük boşluklu perdeler

da .Muto'ya göre dolu kı smı n kayı11a rij i tliğinin ( 1 -

Boşlukların küçük olınası halinde p e rdele r yine konsol

11.3.2 Büyük b oşluklu perdeler

1 .25y)

kirişler gıbi çalış ırlar. Böyle kabul edilebiln1esi için

y

=

�(Fb0� 1 F)

<

y

0.4 olmalıdır.

>

katı alınmalldır.

0.4

halinde

hcsaplaruna lıdırlar.

boşluklu

perdeler

çerçeve

gibi

Bu halde kiı·iş d urumu na gelen

kısınılann perde içinde kalan bölgelerinin önemli bir

248


SA :J Fen B i l imleri Ens titü sü Dergisi 1 C :llt. 2.Sayı (Temmuz 2003)

atalet a lınnıalı dır (Şekil 1 0).

uzunluğunda

e lernanların

Bu

H a s�u·lt Bi n a l a rdn O n a rı m ve Takviye M . El mas,

n1omentleri

büyük

sonsuz

sebebi

Bunun

bağlantı

oranları,

sünekhk

çerçeveler

ş e ki l

ile

pı..,rd e ) Lq·

u

kirişlerindeki

değiştiımelerdiro

p er de l e r in süneklik oranları arasında bulLınnıaktad.ır. l�uçi.� k bo s l lı k l

U.Günoğlu

. --J,. •o

'1

ı

ı

D

l ı.co

�ı

ı

i rJ

( kons o ? k i ri ş)

ySO , � O

ı

--

ı ı

' !

:

i i ı

1 J i t 1 i ;1 i 1 - l . 2 5 'r

K �� )rı n ;.ı e

--·-·--·-

r

c <,ı r p .:ı n ı

2

r·� �- Jd

ı

_,_,__

-·--

; �

"'"'·--·-·-�-·

-·1 ı

, H

'ı l -- .,.,.. .......... ... .......... -- .................---t· .....

( Ç e r t.· ı � v r · '\

r " O , M!

�--·--

.··-

�- -;__·-=-·� - ·-1 rzaz;ı ızzr�

""" I

1

'

'-...0�1 /{

__ ,

__ _ .

(�'! "'-.,,

o

'-.. '

O. t� S

....

.

�..o !---------..... C• ) �

�-

1� 6 7

D

k .

.._,

o

-�

)

. _.,.,

._

�o 97 -

8..00 5 01

-

o _ :;r

' '

"

!

...

'

-

'

-

1

-

-

1 3 .7 1

---

-

g 6 3.

---

---..---

'

:l 27

-

1 -

tl

� 1 .J '" .

--w·-·• tT: .-:

-

-

-

-- ·

--

"'·-·_..., r-""" ""

­

,.,_-··-..

"-"-""

0. 5

1 "-- -

T

7_t) 2'

·

w

' ı

'

f

...

o .r.. o

-�-

.. · � -f

'•

o

'

F/:-" ·:;·�?:721 . . · ·o---+

-L ·-0· �-:

-+-

J, '7T7J.

9- 1 O

-

...

.'7"'•':7: .

lZ--:--/�:G· · 2

S EK l L 9

Şekil

ı

t

1

-

1 0 o :;ı

·-

� ·•Jo\ı.

�ı..&'$

7. 0 3

....., � . .

---

�.Et 'S

ı;. 1 3

--..

...)

-

,2 1

.�---

, .. ...,.._._

-;)· .ı:.. ... il "'-� -

-

�- ..... .. �-�

.(., 7

�-

77

,.

-

3 '& �

.

·� ....

. .....: ..._\..

. _ ,

·� ı

77:,�

)�'

.

, , _ ....,

""' ·

' .. -

Şeki l l l

1 1 üze r i n de 0 1 0j halin e b ir bağl antı kirış i e.ğilın c rijitl iğind e, kayma şeki l deği ştirm eleri katlo sının ne kada r öneırJi ol duğu göste rilnıi ştiro

Şekil

bağlantı k i r i ş l e ri ni n d/ fr değerleri büyük oldugundan bu kirişlerde kayn1a �elcil de ği şt ü ıne değerlerini de hesaba katn1ak gerekınektedir. Bu tür

s i s tem l erde

·

249

,

=


Hasa .. lı Binalarda Onarım

S A U Fen Bil imleri lnstitüsü Dcrgıs1 7 . C ı lt, 2 . Sayı

M .E lmas, U.Günoğlu

(Temmuz 2003)

Burada d 1 f' oran1 kayn1a şekil değiştinneleri ııin katlosııu göstern1ektedir. d 1 f' oranının sıfir değerine a i t rij itlikler kayrna şekil değiştirn1elerüun terkedilnıesi hal ine aittir.

kirişlerin perdelere göre daha fazla zorlmıd 1ğ1 göz önünde tutularak, kiriş e lastisite n1odülünün perde e lastisite ırıodülünden daha küçük, n1cscla yarısı kadar alımnası da uygun olacaktır. �t\. ynca

Bu sjstenılerde k iriş rij ithideri i le yüksckliğjn açıklığa

oranı olan H 1 f' 'nin büyük o lması halinde kolon durun1una gelen perdelerin boy değişJneler] de hesaba kat1Jmalıdır. Bunun ıçın ardışık yak l a ş ıın yöntemlerinden faydalanılab i l ir. KA \'N AK-LAR

[ I J BAYÜLI<E� N . , Depren1dc H asar Gören Y�apıların

Güçlend.i riln1esi, TMN10B Inşaat Mühendisleri ()dası İzmir Şubesi, 1 99 5/ 1 [2] Deprem Mühendisliği Sernineri 97 Sakarya Üniversitesi: ODTÜ, İ nşaat M ühendisleri Odası Sakarya Şube�;i Ortak ÇaJ ışnıası; Adapazarı, I-I aziran 1 tJ97 [3] y·uı<SEL, M . Besin1. Beton, Betonaın1e Yapı larda Bozukluklar, Sebepleri, Gideriln1eleri ve 1'akviye Üzerine, İTÜ Dergisi, Cil1·24, No: 1 , İstanbul, 1 9 66 [4] BA YÜLKE, N . , Deprenllerde I-Jasai Gören ·Yapıların Onann11., Türkiye iVl ühendislik Haberleri (Dergi) Sayı 27 6 M art 1 9 7 8 [ 5] T�·1 M OB İnşaat �1ühcndisleri Odası� istanbul Şubesi. İnternet A.dresi, ıt'H'YV. inıoistanbul. org. tr! dep r e nı'3 [6] c;AKIR<JGLU, A. Yatay Yükleri Taş1yan Y apı ElenıanJarı) TMrvron inşaat Mühendisleri Odası . Istanbul Şubesi) Aralık 1 989 (7] BON"V A L E f, Ch. Ve diğerleri, lnfluence des ıenıplissages dans les batünents a ossatures souınis a ux efforts hor izontaux dus au ve nt et aux seisnıes. ' A . I .T.B.T.P. N o 2 76., 1 970 [8] Ç AKIROÖLl:, .A. , ÖZMEN, G., Yüklerin Taşıyıcı Perdelere Dağıtılması İçin B ir ArdJşık Yaklaşını Yöntenü, İ .T. Ü . Dergjsi, Cilt 3 5 , No 1 , 1 9 7 7 Onarım ve

"

'' c TaS.., he

",

250


Yakıt Pilleri ve Otomobillerde Kullaıulması . A.Giimiiş, O.Dönmez, l\1.Pen;in

� \' ı ren Bılimleri Fnstıtiisü Ocrgis1 7 Ci lL, 2 Say i ('! enıınuz 2003)

.

.

YAKIT PİLLERİ \'E OTOlVIOBİLl.ıERDE

KULLANILMASI

Abdullah GÜMÜŞ, Özcan DÖNMEZ,�1urat PERÇİN Özet

Yakıt pilleri temiz,

-

karşı

esnek

enerji

verimli ve yakıt türüne

dönüştürücülerdir.

Benzin

0/o 60 'ın üzerindeki

ınotorlarının iki üç katı olan,

ternıik verimlerine ek olarak, düşük gürültü düzeyi egzoz

düşük

ve

ernisyoııları

düşük

ısı

atına

talebi bakı mın d a n da avantajlıdırlar. Yakıt piJierinin

tcıniz taşıt teknolojisinde Yakıt

ediln1cktedir.

devrim yapacağı

pili

sistemleri

elcktrolite göre sınıflandırılabilir

iddia

kullanılan

bunlar doğrudan

ınetanol yakı t pilleri, alkalin y a kıt pilleri, fosforik asit yakıt pilleri, erirniş karbonat yakıt pilleri, poliıner elektrolitli yakıt pHJeri ve katı oksit yak ı t pilleridir. ı:ıaşım araçl a rı nd a bu tiplerden en

n1etan ol yakıt pilleri (DMYP)

ve

Bununla edici

birlikte fosil yakıt

kuvvetlere,

tahJip

tükerinıi, böl ge sel toksinlere

ernisyonlara,

kirletici

,

n1addeJerin yayılnıasına genel anlamda C02 nıikta n nı

artırarak küresel ısınınaya ( ş ekil 1 ) iklin1 değişikliklerine deniz suyu seviyesinin yüks e lınesjne neden oldu. 1860 yı lı nda n günün1üze yüzey 0,7°C artış s ıcaklı ğı göstermiştir. Bu artışn1 2025 yılında 1.25 °(: ve 2050 yılında ise 2,2 oc olacağı tahnun edilmektedir. Hassas de ng ele r üzedne kuruJnıuş olan dün yanıız claki bu her 1°C'lik s ı c akl ı k artışı kuzey ve gü ne y yarını kürede ikliı·n kuşaklarnun 160 kn1 yer değ işü nnesi ne neden olac aktu ı 2: ,

.

çok doğı·udan

poliıner eJektrolitli

yakıt pilleri (PM YP) kullanılir.

Analıtfır Kelinıe/er- Yakıt pili� hidrojen

..-.. 0.70 u

1 '

J

o

Abstract - Fuel eellls are clean, fuel efficient and fueı tlexibltl

energy

converters

The energ)'

:.��

conversion

� 0.20

tvvo to Hıree tinıes that of gasoline engin es. Fuel c eli "chicle

technology. according

revolutionizes

Fuel to

the

cell

systeıns

type

of

clean can

be

,, ehic

{).50

.b,i

cfficicııcy of the fııe) cell systenı is over 60 p e r (� en t electric

� 8.00

Je

classifed

eJectrolyte used,

direct

-0.20

nıcthanol fucl cells. alkaline fuel cells, phosphoric acid fucı

ce1ls.,

molten

carbonate

fuel

cells�

1840

nıethanol

(Dl\1FC)

particulary transportation applications.

I. GIRIŞ

Ekonoınik büyüme ve

sanayileşmede

fosil y akıtl a r

p e trol ve doğalgaz kullanıldı. D ü n ya enerji i h t ı ya c ı nın c��> 80 'i fosil ya kı tl ar tara fından k a rş ı laıı d ı. Sadece 1995 ythnda bütün dünyada 9.33xl09 ton fosil yakı t encıji ihtiyacını karşılanıak için yakıldı. [1]

r"ğitinı Fakültesi Sakarya Ö. Dönmc7; Fatıh Endü�tri l\1 eslek

.

1940

1960

1980

20UO

-

yüzey sıcaklığı değişimi [3]

CO 2 nin atnıosferdeki nıik tarı 150 yıl öncesine göre bu gü n künden ��3 2 daha fazlad1r. ABI) ula ş ını sektörü bunun I /3 'den soruı11ludur .Bu nedenle yakıt döngüsünde eııeıj i dönüşünıünün artırılnıası ile birlikte u l aş nn iç ın tenıiz ene rj i kaynaklarının gerektığ i bilinrnektedir. [ 4 J B u da akülü taşıtları, yakıt pili ve elektro klınyasal süper kapasjtör]erj giindeıne geünnektedir. Ancak akülü taşıtlar i çın elektrik gere kl idi r ve elektrik çeşitli kayn ak ]ardan üretilirken çevre kü·Iiliğine ned e n oln1aktadır. AyTıca bu taşı tl arın kullanıc1 tarafından dezavantaj la n vardır. [5] Yakıt pihnin enıisyon de ğe rler i

!'vi Peı·çin; Teknık ,'\.C �Lirnüş,

l .Global

1920

"

Kl�l' 1Jlortls- Fuel cell� hydrogen •

Ş e kil

1900

yüzey sıcaklJi;ı 1860-1999 .

and

pol)'nıer €lectrolyte nıenıbraııe (PEMJ.1�C) are used for

1880 Global

l'he types of' direct

1860

pol�'n1er

clc<:trolyte membr.ane fuel cells and solid oxide fucl ('ells.

/

Li ses i Sakarya

ile

diğer

kıyaslandığında zararlı eınisyon

düşük olduğu görülür. Yakıt

pili

sıstem

ve yakıtlar

değe r l e ri nin çok

çevreye

zararlı ga7


Yakıt Pilleri

SA U Fen Bi linıleri Enstitüsü Dergisi 7.Ci1t, 2.Sayı

ve

Otomobillerde Kullanılması

A.Gümüş,

(Temmuz 2003)

Ö.Dönmcz, M.Perçin

enerj i yi depo l ama

görevi yapa rlar ve bu e nerji miktan içerisindeki k imya sal n1adde nıik t a r ı na b ağlı dır. Bu nıaddeler bi tti ği nde pi l in ömıü de bitmiş demektir. Yakıt pi li n de ise pilin içerisine yakıt ve oks i tlevic i verildiği sürece eneıji elde edilebilir.

Böyle bir taşıtnı ckso zuı ıdan ve çok az nuktarda co2 gaz ı ç ı ka r. )'�akıt su buhan pilinin sadece taşıtl a rd a değil, elektrik üretirninde ternı:ik s an tral l e r yerine kullanılabileceği ve kul lan ıldı g ı da düşünülürse çevre sağhğına ola n katkıs1 da ha da iyi anlaş1lnuş ol ur. [ 5] hemen hen1en hiç annaz.

"

pillerinde iki ince elek trot ve bunlann arasına sık ıştırı lnıı ş bir e lektrolit (membran) bulunur. Anot tarafında gaz diftizyon kanalcıklarından geçerek elektroli te gel en hidrojen, gözenekli yapıdaki elektrottan difuzyon ve kap iler kuvvet yardı mı ile geçer. Elektrot yak ıt (hidrojen ıneınbran birleşme n okt asına gelen burada meınbran üzerindeki aktif platin ile ten1as ederek reaksiyon s onucunda iyon haline dönüşür. İyon haline dönüşen hidrojen el ektro b t içerisinden geçerek katoda ulaşır, ayrılan elektroıılar ise dış devre üzennden geçerek katoda ulaşırlar. Elek tro nJ an n bu hareketi bize gereldj olan elektTik ak ınıı n sağlar. Katod a aynı zamanda gaz difuzyon kanallarından geçerek gö n deril e n oksijen de ulaşır. M e mb ran pl a ti n aktif yüzeyinde, memb rand an geçen hidroj en iyonu, elektron ve o ks ij e n birleşerek :u ısı ıneydana gelii. (Şekil 3)

Yakıt

2030 yılında taşı tlan n % 15 -- 30� u y ak ıt p ili sistenili olarak çıkacağı tahmjn edilmektedir. \1etanollü ycılat pillerinin ekonomik fa ydalan n ede niy l e daha yaygın olac ağı D.O.E. ve E.P.A. tarafından tahmin edilnıektedir.

[6] ll. YAKIT PİLİNİN TARİHÇESİ vVilliarn Grove ( 181 1-1896 )

yakıt pili alan111da ilk p latin elektrot ve çalışmaları yaptı. Çalışınalarında sül:fiirik asit kulland1. Seyreltik sülfürik asit ile y aptığ ı ,

ilk hidrojen-oksijen yakıt pili 1839 yıl ı nda "Plıilosophical Ma gazine dergisinde yayınlaıu·ıuştır. Yakıt pili nde n yaklaşık 1 V geril i ın elde etb. (Şekil 2)

-

"

1 \T -·- -

-1

Elektrolizör ---�'"-=-

-

-

1

..-;�:_..-.:�·-·-

H.

.., .do

Şe1<i1 2 Greve

Su

1 sı

tarafından yapılan �lk. yakH pili [7]

-�t· H idroien ·w:. Proh •n . Elektron ..

1950'1ere kadar unutu l an y ak ıt pilleri bu tarihte uzay uygula n1 a larınd a uygulanabileceği düşüncesiyle N ASA 'nın ilgisini çeknıiştir. Çünkü uzay araçlanndaki aygıtların çalışın as ı için elek trik enerjisi gereklidir. Bu enerji güneş panelleri, aküler ya da RTG denilen nükleer bü aygıtla üretilebiliyordu. Fakat o dönernde güneş ene1jisi s is t e nıle ri pahalı ve hacimli, akül er de ağır ve kısa ö nıürlü olduğunda n uzay araştırmaları için uygun bulunnıaınJştır. N ükle er güçte uzay a d anıl arı i çin riskli olduğundan, uzay ar acının eleletTik ihtiyac1nı karşılan1ak yaloi pilleri tercih edilmiştir. G e nıini ve i\pollo için projeleri gibi insan lı uz a y projelerinde uzay aracın1n elektrik i lı tiyac ı yakıt pi1ler1 ile sağlanmıştır. Bu gün Uzay Mekiği'nin e l e lctrj ği de 12 l<W'lık y akıt pilleri yle

ük:s:ijen

�-:;:,

Şekil

3 Yakıt piliııin çaı1şrna şekli

Yalat hücresinden elde edilebilecek gerilim teo rik-T 1.229 V oln1asına rağmen prat ikte k a yıp l arın ne-den olduğu voltaj düşmeleriyle bu değer 0.8-0.7 \­ olnlaktadır. I-Iücre içerisinde meydana ge:e n polarizasyon adı veril en bu kayıplar elde edilebilecek gerilinıi düşürnıektedir. Bu kayıplar aktivasyon polarizasyonu, onıik (direnç) polarizasyonu ve konsantrasyon polarizasyonudur. ,

,

IV.

karşılann1aktadu. [ 1]

·YakJt pil l eri :

III. Y Al(IT PİLİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Ç a l ışma sıcaklıklarına

e le. k tro

kimyasal bir süreç sonucunda y akı tta d epo lannıı ş olan ene ıj iyi d oğı11 d an el ek tri k akıımna çeviren bir dönüştürücüdür. Yakıt pi 1 l eri bilinen pillerle benzer özelliklere ve parçalara sahiptir. Piller Yakıt

pilleri

YAKIT PİI.ıİ ÇEŞİTLERİ

252

göre PEMYP ve DI\1YP Düşük A YP için --100 °C Orta F.A.YP iç in ""'200 °C

iç in

�80 o C


Yakıt PiHeri

SAL' Fen Bili mleri Enstıtüsü Dergisi ?.C li. ; .Sayı (Temmuz 2003)

Yüksek

EKYP

içın

rv

650

°C,

oksijen •

.

. ..

yüksek Ça lışn1a n1adde lerine göre • Gaz yakıtlada çalışan (hidrojen, anıonyak ve hava, oksijen) • (nıetano], etanal Sıvı yakıtlada ç all şan hidrokarbonlar) • Katı yakıtla çalışan (Körnür, metal hidrür) K ul l am lan elektrolit tipine göre • Polin1er Elektrolit Meınbranlı Yakıt Pili

(PEMYP)

• • • •

Ola rak Tablo ı

p ıl ı Pf..:.MYP

Anot Reaksiyonu

r<atot Reaksiyonu

ı��� 2f-r +ı�

ı /20,

-

t

zrr

+

1

Df\11 YP

AYP

ı

SH'

4

+

COı +

2c

ı '

ı I ı+

2(oı-ır

->

2HıO

+

2e

--

FAYP

I·KYP - --

K()YP

Ih� 2H- + 2c 1 l2

1120)k + 2H'·

+

CO:l

2 ->

2e--7 ı ı.,o �

2e-t ıı,o -

11202 HıO+ 2e--:)2(0H} •

H20

+

COı +

11202 + co2 + 2c co>-2

11ı0

ı·

. ı i

... +-i­

hidrojen

ı

""!"-'

; ttı�/

· '---':'+"".......

rnembrarı

Illiereler

)ek[l

binmleriıı göriinlimü [8] E1ektrolit (Jv1eınbran): Yakıt pi1lerinde kat 1 sıvı ve neınli poliınerler elekt r olit olarak kullantlır. Elektrolit iyonik �- Yakıt

pili

hücresindeki

,

1/20ı + 2H+ + 2�� HıO

2e llı 4 0'2

+

,f ·1

Elektrot: Yakıt pilJerinde reaksiyonların gerçekleşebiln1esi için gereklı yüzeyi, ortanıı sağlayall lGsım<.hr. Reaksiyon yüzeyini ve dolayısıyla h1zını gözenekli yapıda yapılmışlardır artırabil ınek için Yapıs1n da karbon siyahı, plaün katalizatör bağlayıcı olarak da PTFE (politetrafluoroetilen) bulunur. Yüksek uk1n1 yoğunluğunun elde edilebiln1esi için münıkiin oldukça ince olnıalıdır.

-

C':H501 1

... ·

·.

Düşük ve orta sıcaklıkt.aki yakıt pillerinde sulu veya polın1cr elektıoli1, yüksek s1caklıklarda ise katı veya ergiyik elektrolit kullanılır. .A.ynca elektroht yakıt ve o ksi tleyici gaz akınılarının doğrudan taşınmasını önleyecek fızıksel bir engel görevi de görn1ektedir.

--

ı

.

1

...

Y:ıkıt piliçeşitleri

y n k.ıt

'

yükleri iki elcktrolit arasında taşıdığ1 gibi aynı zaınanda re a k s iyo n d an çıkan g azl an elektrotlara taşır. Y akıt ile oksijen (hava) ara� ınd a ayırıcı bir zar görevi yapar.

J)oğnldan Metanol Yakıt Pili (DMYP) Katı Oksitli Yak1 t Pili (KOYP) F osforik Asj t Yakıt Pih (FA YP) Eriıniş Karbonat Yakıt Pili (EKYP) Alkali Yakıt Pib (A YP) sınıflandırırlar. (Ta blo 1) [5]

1

Ö.Dönmez, !\I.Pcrçin

KOYP ıçın

orta

Otomobillerde Kullanrlmasa

A.Gii mü ş,

-800- 1000 oc ('alışnıa basınçlarına göre • düşük( atn1osferik basınçta) •

ve

+

2e

Bipolar plaka: Üzerinde gaz akış kanallan bulunur aku11J üzerinde toplar. Bir tarafı gözenekli yapıdadır, bu yüzeyde katalizör tabakası vardır, yakıt pili hücresinin sıcaklığınltı ayarianmasını sa ğ lar. [6]

_, --

1/20ı+2e-)02

--

\l. YAKIT

PİLİNİN

VJ..

KULl.�ANILA.N YAKITLAR

TEl\1EL KISIJ\1Lt-\IU

pillerinde elektrik üretnıek için basınçlı ve ya sıvı hidrojen� n1etanol, e tanol, benzin, LPG, doğa1 gaz biyogaz gibi bir çok yakıt kullanılabilir. )"akıt

H ücrc \1odülü: Yakıt p1li hücrelerinin istenilen ö?e ll ikleı i \'erebilecek sayıda bir araya getirilebilmesiyle o hı?url1r

(Şek] 1 4)

Otoınobjlferde kullanılan y akıt pillerinde bu yakıtlardan hidrojen ınetanol-etanol ve benzin kullanılır. PEMYP bu dört yakıtı da kullanabilir. DMYP ise nıetanol-etanol en yak1tını kullanıl ı r Bu yakıtlar içerisinde çok kullanılanı basınçlı hidrojen ve nıetanoldur. (Ş ele] 5) Geleceğin yakıtı ise hidrojen olacaktır. l9] .

253


Yak1t Pilleri

SA U Fen Bıli mler i Ensti Lüsü Dergisi 7 Ci lt, 2.Sayı

Otomobillerde Kullanılması

A.Gümiiş,

(Temmuz 2003)

� Benıin o Hidrojen

Ö.Dönmeı-.., i\l.l'ercin •

PİLİ

VIIT. OTOJ\.tlOBİLLERDE YAKIT UYGULA�fALARI

aDiğer

nıetal lridıi c

ve

VIII.l Eleneo Yalot Pili Sistemleri

Snı1 lridr�en

Nletanol

o

Eleneo çok katlı gaz dağıtnıa tabakalı elektrodu karbon grafıt tabakalar üzer ine PTFE bulunan eıİıdirilmiş nıkel plaka ile desteklenmiş gö z e n ekli yakıt pilini geliştirdi. Kullanılan platin yakl aş ık O. 3 mgtcm3 a ğır lığın da elektTot ise 0.5 ının kalınhğındaydı. Yıllık Elektrotlarıo 20.000 adet üretinı yapabiliyordu. çerçev eleri AB S tipi tennoplastikten enjeksiyon ile -

inıal

ediliyordu.

Elektrotlar 24

hücrelik

nıodtiller

halinde seri veya pa ra le l olarak bağlannuşlardı

O. 5 k\V gü c ündeyd1 . En büyük kapasiteli 120 modüllük ( 52 k\V ) bir sisten1İ Belç ika Jeoloji Ser v i si için yaptı]ar

Şekil S Yakıt piliııde kullanıJan yrıkıllar [7J

VII.

OTOMOBİLLERDE

KULLANILACAK

••

Elektrotlann önırü 5000 saatb.

Y AKI T PILI-ıERININ OZELLIKl.�ERI •

elektı·ikli taşıt için

Eleneo

Hı-hava

( 14kW) Teknolojidekj

gel iş ı nel e r

maliyetle, çevreyi kirletrneyen; yüksek verinıli, güç üre tn1ck eğilinundedir. Yakıt pı J leri tilın bu ihtiyaçlan karşılayabilecek ö zel l ik tedir . Sessiz, ver inıli ve teınizd1r aynı zaınanda çok az hareketli p arç a sı oldu ğu ndan az bakın1 g e rek ti ri r düşük

tüpler

i çerisind eki

,

'

Hava

Filtre

hen1en bütün

KOH Tankı

H Lr1 �-:'J Boş�ltma

Eşanjör

HO � �J

r ında dı r. Bunun düşük

c va

Kondenser

olmasının en büyük nedeni yakıt kimyasal enerjisinin önce ısı sonra ı nekanik enerjiye çevrihnesidir. Böyle bir rrıotorun verimi en fazla Camot verimi kadar olabilir. Yakıt pil lnde ise yakıtın k ü nyasal eneı�iisj do ğrud an elektrik eneı:jisine çevr.ildiği i çi n verinı yüksektir. 01·onıobil1erde kul l anılan y a kı t pjlinin veriı ni benzin ve d1zel nıotoruna göre oldukça yüksektir. 1-Iemen

KOH

H2 ������

[ 1 OJ

i

200 km yol kullan ıyordu. [5]

hidro jenle

2

,

İ. Y.:vt. lar ı n verinıleri %15-25

yapıldı. Çelik

C O Ayıncı

pilli

dağıtılabjlrne leri behrleyecektir.

basuıçlı

Laboratuvar

.

(Şeki1 6)

araçlar yakı n gelecekte kullanın1a sunulabilecektir. Bu araçJa rda kullanılabilecek en uygun yakıtlar ise hidrojen ve nıetanoldur. Metanal veya hidrojenin hangi s in in en çok teıcih e dileceğin i ek ononı i v eri m enı i syon değerleri ve güvenlik ,

gel iş tir di

yak1t pili

d oğ r u akun nıotont

alabilen taşıt

Bundan dolayı, ulaşıın araçları, yakıt pillerinin en önenıli

Yakıt

VW fırma sın a 3 2 modüllük

tecrübeleri ve de ğişik modifıkasyonları

.

uygulan1a alanı dır.

her biri

Pompa

Şekıl 6

büyük oton1obil şirketlerinin bu

araçlan vardır. Toyota Dain1leı-Benz, Ford, General Ylotors, Honda, Nissan .Ylitsubishi, Chyrsler-Daimler bunlard an bazılarıdır. Bunların Jışnıda otomob il fırn1alan ile birlikte veya tek baş lan na araştırn1a yapaı1 ş irke t l erde vardır. Ballar d P o we r Plug Power., De Nora, Los Alaınos National J_,ab. bun lard an sadece bjrkaçıdır. Ayrıca çok sayıda ünıversücni n araştırn1a grupl arının yaptığı bir çok yakıt pili uygulaması vardır. NASA (J.P .L.)'nın bu konu ile ilgih araştırınalan Apol]o uzay araçlarından beri devaın ctınektedi r.Yakın bir gelecekte satışa s unulnıası beklenen yakıt piUi araçların say1 sıı1ın zanıanla hızla artarak 2019 yı h nda on n1il yonu geçn1esi beklennıektedir. [ll1

konuda çalışn1aları ve denenıe

Eleneo yak:t pili çalışr.ıa şenıası

(5]

\1111.2 Fayp "li Şehir İçi Otobüs Programı Proje 1987

yılında başla tıld1 . LANL Georgetowıı {)niversitesi persone linin ger{; ek lcşt1rjldi.

teknik desteğı

ve

yönetiminde proJe

,

adet yakıt p i li nd en 150 V, 240 A, 36 kW'lık perfonnans elde edi ldi 1 10 adet 100 Alı'lik destek sağlayıcı batarya k u l lan ıld ı Yakıt pilinde yakıt olarak nıetanol kullanıldı. [5] (Ş ekil 7) 240

.

254


\'4ıktı l'ilkri 1

OtumolJilh·rdl· 1\.ullanılıııa"ı

.\.( ,tinıtı�, O.l>üıınatt., 'l.l't·r�·iıı

. ''1.1\1(1\I!JIIIll/�(i(:�!

!

't

l��O kın yo! aldhlliyuıdu l·ak tt �ul{)ıdçn h�ı�ka Si.t-..1ccL' �;ır ...

k1:yi ta:;;ı�· ..ıhiiJyoıdu. ( tırıkü la�Jlııı

.

.

hliy:i'k kı..,ııııııı S(tO h� �

a ��ıılıgır:da yakıl pılı ki.lplıytHdıı. ()L·kl}L))

- . ;rJ . •

Hı! lı ı ırıer

-

-{

· -··

'

Pl ·�

.

.•

.·r ..:

... � �.1 ... ı ,

Mutoı ktırıtwlu llf_

) .... k d ı )

Metdrwlı il :ı kı

,

�-1u ıu ı

;'\ ı ( ' /\ ı { ı ı �ı 't ı l ı

ı

ı2

ı

] <)t)(J yılı ın�ıyı\ 'ıyıııda )'tik!t pılı ik \· �ılı -:ı aıı �!·( '·\R ') t aıı 1 ı ıld 1 N 1· ( · /\ R I \ �, < ll l' ·) ( ) d �ılı a h J 1 if y �� k ıl p ıli kullanıltnı�lı. Bu �")'�·de la�lt (l hı�ıyı t�ı�ıyahıliy(lJ'du. 1 a � ılı o ın t: ır; ı1ı '> -1 ( J kıll l' n yü k �:..·k Jıı / J ı � t� 1 lU k tu u 1 Jn hu t;.ı�ıtt�ı ku1Lı:ııl�n yakn pılinın tJ·Lic·lidl' 50 k\V idi. u u

\'IU.3 B�ıllard Pilli ()tohüs Kaııuda lıühliınrti Lııarınd:ın ı lt) b i i" p L. r 1 (. , ı ı n �ııı' ı ı ı u bl ı ı/\..' ı h i ı j'L·ıl�nııı�ııı" ddt· edildL Y:.ık.ıt o!JrJk d<i�ı:ttK'nın altııtü �llL Jlkl "ı:l'lık tlip l�l'fl�llllh.'h.t lııdıUJL'll \ t ı k�tıı ıltıııs 1 t)(J 1 yılı uıt�ılaı ııH.L.l lJrJlL'k l)tohLb t.ıll;ı ııılllı L. i n�n ı ılaı ıd ı 1 5 l ( �d-... ıl X ) ]<Jl)(J \ılıııJ� h: ı ':'b t ıl d ı l >uc 1 ı ı H)� n ı hı

l'ı1JJt'

1 t.tnıt ıl d ı.

,

1

1 �ıı

abbilıyt)Jdtı.

yılı l�yllil

1 I){J'/

lıiicı�..·

ı

�ıyınd�ı 11\clanull�ı ,\·,_ılı��ııı Nl'l '.i\R

lk· po Y:ıkıt

n ıl' t ı ı ıol b

(-�O] t)

pılı )O l. \V

JılutHılti kull;.ıııılıyurdu

.ı OU l\lıı \:u 1 l1Licüııdcvdı \'1..' �. , JUcl

1�()

l,ııt�

. iıt.1

yılp�tbıll·tı

\h�ı'-t·�k _ '" BL'll/. 1\ .>l'tı�ı btı �ll�\· 2 \tık.'Lt ta�ı\·;.ı:JıJiyuıdu. . . .

(�d·dl 10)

Radyatôrltr Ya11.ıt pilled

'1 Ha n

Motor \\

tan h

kontroll�

�.ompresör

Otamatik

Hıdroj�n tGpl�rı (6)

motoru

\

'

Güç kontrol :ı

\

DC motor

transmisyen

Nl ( '/\R -1, ı-ı5 kııı lıu�ı ��1bip obcak �l·kılLk ı..:.L·li"tıııldı -�·)() kıtı ııı�..·u/ı lı ol�n Vl:..Tcl·des lh·n; 1\ �L·ıı:-.ı oı ;,ı ı aı-ı ıın�ıl c�..lıkn Nl·('�\R -t h�ıg�jL.ır: il:..· l)iılıklL' .ı voku '

' 111.-t N tr ar Seri.., i ..-\ r ari ar

1

�ıl;_ıhı} 1\'UI

-

B d ll..ıı d

P ı\\ rı S,,. le n ı ı h_. I) a ı rı ı� e ı Bl·111 �,ı ı ak �, �: 1 ı :: ı n li k k ri �n:ı�·1 :.1 r dı r. l) li ı ı va ı u n l � . bt i y li k ıl to ı ı H l b ıl tııl'th:J'ıi oL.ııı J)�.uıııkr .. BL·rı; yakıt pıllı aı�ı�·hııdan �fi()) vılınc.ı k ıd�u }{/.(){)() �Hk·t LiıL'1111L'Yi pLııılaınakt�ıdıı. ı

:1

�c..l'->1111 'OOO'Jl· tanıtı};jn lıl·ı

-

-

:'�U

) ik·

k\'\ ']ık yakıt

i\l

(

'_1\1{ i 'ürı ınL'\(llltu

pi!

li)rliııli� uLııal-. nuııııal bir aıJ�·tan hir 1�.ık l i..ııı yoktu l)ı�:ıııd�n aıacııı \-·alı.1ı1ıa �L·�ı lıı'ı: duy.dıııtı\Oı ı)·l·ıi�..,ıııde,kvn h�ıf"ıf bır k.uıııpr:..·')ilı ...;cı..;i du' ultı\lıtlhı

ı l) l) l V ı J ı [\ Lı \'ı � ayıııdJ :v�ıkn pi!i ık· �-�ılı��ııı ılk ;tr:ı\· 1 } ı ııodtil tkıı olı h a ıı � 1 ( .. \H l tin�tıJdı. 1\ I : ( .. '\ JCI d : : )�d ıt pıli kulbnılı)onhı \T ��.iil'ü .)0 k\\', biı dvr.ı) yakıtla

(�vkıl ll)

-

.

de

·A R

<

..

-

ı k ı � iı t dL·

\ll·<

1

.)

"") ) .

-


'cı kıt J»illlTi

ı 1 vıı Hı! :ııl�·rı l·ıı:-.Lıtt.ı:�ti il ·q•ı-., ılt. l :ı;.ı\ll !t:ll1!1JU/ 'IHH)

") \! tl

\ t'

Otomol�_ilknh· Kullıtııılnıa�ı

:\.(,tiırıih,

'

O Uünıttl'l, i\l.l'u�iı

.

1 1 l <, a !!, hıı

S u ı ıi..l y · ' '· .J l'1 ·\.' l' ğıı ı ı l'Il1ı/ 1· nt: ıJ ı 1\. J; ııai: ı �Yakıt Pılkn., H1lını 'L' ·ı �:kııık lk·ı!-'.LSL l�knn ll)()!\ l >o1ı n tl' r ı: ll'lo ı u 1 ıt JVlL·n ÜH ünlı Yuı.11 12 ] � v ıı ( ) . l lli.il'ı<:lLTi i\·iıı l . >o\vcx RL\IJJl'Slllill Vı...· H 2Si\15 /eulııiuııı Lh�klıo1ıt ()br�ık D\.."ntı· ııtıL·sin (ja/.1 Cı. FL�ıı Bıl. ı:u� Yükst k I. isans 1'L"I.İ, �ubat ] 00 1 ·

.

...

"

1 �1

Slıinıslıon ( lotte::,1i.1 . dL·lıtJı k�, F. KL·lh:rs1l-'11i..·n l\lolkı . I l\lbt�ıııh>nıu lZL.. dondu"·rul·l ( \·l!s ( irl'L'J\ Po\\L'ı'' 1 (1:-ı •

:\bınu� National 1 � ıboı�. tuı v 1-� J < ·ıı� Jl.� S. (i. f\:1 ılJi:...cn -·

The l i.S

•.

Dq1urtııK·ın ol

l·ılll' �·' � İ l l \ l ·::-ı ti n t: th,: { ·t·�ııı J rJn�poıt", Jouınal ut Pm\ı..:r �- llll L'l'� l)t)� '

�()�l ( '

IX. ı �.ı�1tL.ırdu

}.; ar� ıla� ah i I t·�.: t·k !)aha ()ıll''ıııli�i 6ıılL·ııt·bilır.

ir

h

.

pillt:ı ı

.v�1Lıt

'�'

�'t:h-'l'�klL'

kulbıııLıı.ık

Jll' ıj ı �,ık ıııtı ::ı 111 d a ı ı l uı tul ıı ı u � ..

\·ı...·vtL'YL'

ta�ıLl aııı'

hu

lı...-nıİ/

lll'Ill

1�1

\'l'rdı�.ı

lu ıı u r. '/4ttdı

lıl'Jll �.lı...·

kiık·tılll'YL'll

�'l'Vll'VI

o

. yuağ1na s�ılııp u1uıı.ıhıliı. hit11ıcyt:ıı hıı cıı\.."rjı ktt

ı� ll

�·�ı! 1 ?lll�tl �ır

�uııııtl<ıkı

�.tuılaıda

ı.

!\1a:ıvl·tı ����ıltııı�,· ı ı ı�ıl/ L' n ll'

kııllaıı�ıhıkıı

:... i... fı..:ıııkrııı

���...· l ıst ll' ıl nıes i

'

1

Kulbıııl�ın lll H.ldl·lı':·ııı

].

k�ıt.ılı;hı

ı�·L·ıı�ıı1dl'l�ı

\'l'

p:.ılıalı

ll!Jk.t�ll11H �l/a]tJll�l

\.ı�ıkıt ptlllllll ih'I1.0J"lll<Jihılllll �iltJrdJll�!�l Y<ıkıt p1hnnı

vt'ı

') � k: t p ılınııı

">o

iıııınııı

lırılııkı"'ı

i� u tu I n ı..ı s ı ııııı i yık �lıı ıl: tll'..., i t'tkıli

katall/·(iı h:ri11 gt'11-;itırilnıv�ı NJ l' rn 0 Ll ll Ü:/ l'1 1 l k h: 1 İ lll Il �

·L

�1 L

l' ı S. l l rıIz lll' S i

l)�dı�ı kınnpakt '1it...h·ınkı ııl gl'lıstırılnH·�i

l kıı;

vv

�.SınıatkT.

.

bol n1ıktaıda \'a1,ı1 tL·nıını. \�tkıt uLn�ık

lı ı d ı \ lJ e ı ı i ı ı k ul t.ın Llıııa .., ı

'"

1�1

..

.

f\·lıkku fV1ıkkob, ··ı \]1L'ltlllL'lllal Studıc� ()n Polymı..·r

1 1L'\.·tı ul ytl'

\leıııhı ,ı lL' ı:uı...'l ( \·11 Stack.'->", �L.htL'I

Sı...·iı...·nLT

İn

lql

('L·Il

'I'LThııolotıv. 1 l'llı 1 lOl U g y 2 ( ) ( J 1

\'(it! . ... Ll ı1] J � 11 )Ll lı (lı1

··t 11\ ıı onılll'lltJI l ıııp�ıct

uf l·uL·1 (\·ll ·ıl·L·hnulo�y·· , ( 'l1l'ıniL·al IZL'\'tı... '\\� Jaııu:.ııy }l}lJ� 1()1 s�ın l·.(i., Balı<Jl ı- ();dcıııiı s' ()ıs N" 11idrojL'll Y..ıkıt PiJh·rı: ()lonıoh11 l·ııdihtıııı<.kk1 l \ l:'. ulaım.ıl�ıı \'e < ıclı...·ı.:�..·üi", 'J liBI I AK f\1Af\t l�kıııı ?001 ı 7 J Bıı;Jn l 'uok ' ·/\n lııtıoduL·tıon to FuL·l ( L'lls and ll \'dı otı.l'll.. J ·LTlıııolo·.!'/ IIL·lıuccıılı ı� 3(> )1 \\ rsı 5th :\\'l'lllll'\:tıırt>U\l'l, BL· \'(Jı ı�.)�..;· ı. ıı;.ıda DL'l'L'Hlh�..·r?OOI �

�u

K.t....on.iL·�iı,

\\' \\

l··uL·I

...

Vlh · i�.·k

\\ . i't H.' h. L'll t O ( l;_ı y . l'D t ll

Ilcbıııl-..ı

Survey

lt)

l

of of

ııı\L'ı-.,nv

J)el·cınhı:r 2001.

l(J Adc..ıııısoıı K., PL·aı·�oıı i>., ··ııydn)gcn and rY1t'llıJJllıl a l'uınp;,ıt 1'11011 u!' S�ı1l.'t)", l;l.Ull0Jl1ıl'S, l·:fTll'll'llCK'� anJ l·tııissıoıı" �·, Juurn�tl ui'Po\Vl'ı Scıl'nres, �6

1 1 l<t>h�..·ıt K.osak "l·'t:ll ( 'cl1 Velııck:-,", Yuık lL'L"hna.:JI ( (lllLTl' 1(> ..

12

1�'-ılLırd

1\> \\L'r

( ''" \' h�ılLırd pıodtıch. ·lıııı)

s v�tc n1

'1 -

\

ın ·-


Yakit Hücresi

Teknolojisinde Bor lJygulamalari A.İ .Çetin� İ.Ordu, A.l<olip

SALJ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .riıt, 2 Sayı (Temmuz 2003)

YAKIT

HÜCRESİ TEKNOLOJİSİNDE

BOR UYGULAMALARI

Ali İhsan ÇETİN, İbrahim ORDlJ, Ahmet KOI.�İP Özet

-

Bu

çalışmada

taşıtlarda

kullanılabilecek

olan

L<;iRİŞ

alternatif enerji kaynaklanndan bor elenıentine dayall yakıt teknolojisi

hücresi

teknolojisinde bor

incelenmiştir.

e!eınentinin

Yakıt

kullanınu

hücresi

ve hidrojenin

taşınnı as ında sağlanuş olduğu özellikler, bor elementinin öneınini bir kat daha arttırmıştrr. Borun farkJı

değil

ki anyasal

yapılany la

sa de ce taşınıada

yakıt

olarak

ta

g örül m ü ş olması, dünya bor rezervinin yaklaşık olarak 0/c, 70 inin ülkemizde olmas1, bor elenıentine dayalı teknolojilerin ülk en1i z de de geliştiri J mes i ni kuJJanıJabiJeceğinin

gerehtirmektedir. Gelecekte bor elenıentinin altın değeı·inde olacağı bugünden görüln1cktedir. İçten yanmalı motorlarda, bor elementinin

l\ullanıhnası il e hean daha az ın a li )' e t ıe daha fazla yol hem de

hava kirliliğine yol açmaması, bu elementin önemini

daha da arttı .. maktadır.

Anahtar Kelinıeler

-

Yalut Hücresi, Bor Teknolojisi,

Sodyun1 Bor Hidrit

Abstrrıct the

a

-

In this study, fuel cciJ technology which is one of

l ter n a ti v e

sources

that

can

be

used

in

inteı�nal

coınbistion engines is studied. The use of boron in fuel cell technology

the featu re s

and

in

transporting hydrogen,

incre-ased the importance of boron element. Siıu·e it is seen that boı·oıı can be used not only in transport but, also as a fuel with its chen1iral structure-s, and nearl�' 70°/o ol earths boı·on reserve is in our cuntry; it is necessery to devolop

Dünya [osd yakıt rezervleıinin tükenınekte olınası, gün geçtikçe artan taşltiann çevre kirliliğini önemli ölçüde etkilernesi) hem ulaşıın a raçlan nda kullanJ lan yal<1t teknolojilerinin gel1ştiıilnıes1ni hem de altenıatif hale yakıtlan n araşttrll1p bulunmasını zorun I u getinnektedi r[ 1]. Kirletici cn1isyon lan aLaltnıak; bir teknolojik geliş1nıi ve bunu sağlayacal< yatınnılan gerektirmektedir. Bu gelişinıi sağlayacak yatırnnlar büyük maliyetler ortaya çıkannakta ve bu nıa liyetler gellşmiş ülkelerin ekonomik yapılan üzerinde olun1suz etki varatacaktn. "

Değişik verilere göre 2025 yıbnda dünya genel ene1ji tiiketinıinin ulaşa c ağı düzey 12 000-16 000 Mtep olarak tahmin edi hnektedi r.2025 yılında dünyada 1 500-2 600 Mtep h idroje11 encıjisinin kullanılnıas1 planlann1aktadır. Böylece göz önüne alınan etüt periyodu (2000-20?5 dönenıi) sonunda, dünya birinc11 enerjisiııin �1J 9-21 arasındaki bir bölünlü hidrojene dönüştürülerek kullanılab11ccektir. Bu oran daha çok �lo I O olarak öngörü hnektedir[2,3]. ll. 'TAŞil'LARDA

1-IÜCRESi UYGULAMALARI

technologies about boro n element in our cauntry. Today, i t can be foreseen that boron element will be as valua bl e as gol d in the future. The use of boro n element whitlı inteı·naJ comhistion engines does not nıake much

p o l lut i on

and it aJso enables us to go forther less cost. So,

the�e factors increase the iınportance of this elenu'nt. This

work,is allout the technologies based on boron element for w

h i cles is s tudied.

Key

J�'orıls- FueJ cell, Boron Tekno1ogy,

Sodium Bor

Hydrit •

A i. Çetın� Ayvacık

M esieki Eğitim Merkezi Çanakkale

!.Ordu.SA.Ü Fen Bili·ııleri Enstitüsü Makine Eği"li:ni Adapazarı ;\Kol ıp; SA.Ü Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi, Adapazarı

YAKIT

11.1. Yakıt llücresinin Gelişiini

Yakıt hücresi, yaJ<1t (hidrojen) ve oksitley1cinin (hav'') kinıyasal ene�jisini doğrudan elektrik ve ısı fornıunda kullanılabilen enerjiye çeviren güç üret1nı elenıanıdırl3 ]. Hidrojenin bir yalot hücresi olarak içten yanmalı n1otorlarda kullanıbnası 19. yüzyılın s onlarına u?anmaktadır. Ahnanya�da 1920 yı h nda Erren 'in ve 1940 yı h nda Oen1ichen 'in hidrojenli motorlar üzerinde çah şnıaları bulun1naktad1r. 1 970 ']ı yıllardaki petro 1 kti.lierinın ardından BalJard, BMW, Daimler Benz, Ford, Gtv1, 1 -Ion da Mazda, Suzuki, Toyota gibi otomotiv fı nnal annı n da bulunduğu çeşitli kuruluşlar hidrojen le kendi çalı şan ın otorJan prototİp araç ları nda ,

deneın işlerdir[ 4].


Yakıt Hücrcsi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .Ci lt. 2 .Sayı (Temmuz 2003)

Teknolojisinde

Bor Uygulam3lari A.I.Çetin, l.Ordu, A.Kolip •

Son onbeş yıl içerisinde hidroj e nle çalışan değişik tnotor1ar üretilmiş, otonıobi11ere, otobüslerc uygulanarak de1nonstrasyon lar yapılm1şt1r. İçten yannıa]ı rnotorlarda yakıt olarak hidrojen kullaı11lab11mekte olup, bunlar çoğunlukla enjeksiyonlu motorlardır. Diesel nı otorlarda hidrojen enjeksiyonu ön ym1n1a odasına yapılırken, Otto motorlarda doğruca yanına odasına yap1ln1akta ve uzun tnnakh özel bujiler kullan1lmaktadır. Bu motorların heın iki ve hem de dön zaman h olanlan vard1r. Son yıllarda hidrojen/benzin ve h1drojen/doğal gaz sistenıli Otto motoru gibi düzenlenıeler ortaya çıkan lnıışt1r. Hidrojen ya1otı araçlara sıvılaştınlm1ş biçimde veya nıetalik hidrid biç-iminde uygulan1naktad1 r [ 5]. Hidrojen yüksek verimle ku llan1lan bir yakıtt1r. Sudan olduğu gibi fosil yakıtlardan da üretilebilir. Hidrojen kullanrnı ve1iminin yüksekliği, en bol fosil yakıt ola11 kömürün diğer yakıt ve enetjilere dönüştürülerek kullanılmasına ulaştırmada verilerle ilişkin gösterilebilir[ 6].

Tablo 1. Yakıt hücresi çeşitleri Parametre

AYH

PAYI-l

KOYH

EKYil

PDMYH

İşletian sıcaklığı (C.o)

80

200

1000

650

&5

P latin ku ll am rm

Yok

Var

Yok

Yok

Var

Güç yoğunlıq;�ı (W/kg)

35- ı 05

ı 20- ı RO

1 5-20

30-40

:150-1500

Verim(%)

42-73

40-47

45-50

50-57

40-60

Atık ısı ku1lanmı1

Yok

Sınırlı

Yar

Var

Yok

Saf H�

işlenmiş metan ol, doğal gaz

Doğal gaz

Doğal gaz

iş1cuıuiş metanol. doğalgaz

92/93

2000

1

�-----·-·---4----+- ----�----�r---+---�'

l •

Hz ya1oı kaynağı

Ticari kullanım

1998 ı

199'3

i

ll

ı

Önıeğin: 1 ton könrür-benzine dönüştürüldüğünde 708 knı yol yol 1 ton kömür-elektriğe dönüştürüldüğünde 772krn 1 ton kömür-hidrojene dönüştürüldüğünde 1 030knı vol .1

Hidrojen Jıem doğrudan heın de dolayh yoldan eneıji üretin1inde kullan1labi lmesj ve birçok eneıj·i kaynağ1ndan üretilebihnesi gibi çok önenıli bir ava11taja sahiptir[6]. 'Yakıt hücreleri ne dayall teknolojilerin içten yannıah nıotorlarda uygulannıas1 sonucunda atık olarak su buhannnı ç1knıası� insan sağlığı ve çevre sorunlan açısından da hidrojenjn, 1çten yannıah motorlarda yak1t olarak tercih sebebidirf7]. 11.2

Yakıt Hücresi Çeşitleri ve Ç al i ş m as ı

Yakıt hücreleri, kul1an1lan elektrolit malzeme çeşitlerine sı n L fland1rı lmaktadır. Bun lar Tablo 2. 1 'de göre parernetrelerine göre veriltniştir. Bütüll yaktt hücr�leri aynı tenıel ilkelerle ça l ı ş 1 r . Yakıt hücrelerindeki iki ince e1ektrot ve bunlann arasına sıkıştırtl1n1ş bir elektroht bulunur. Anoda ge]en yak1t, orada iyonlara ve elektronlara aynş1r [8]. Bir yakıt hücresi� y akı tın ki1nyasa1 enetjisini döı1dürerek devamlı olarak elektrik akınıı meydana getınr. Elel<trokinıyasal reaksiyon süreciniıı, yanınasız yolu tarafından elektrik eneıj 1s1 oluşturulnıaktadır. Yalnt hi.icreleri, yal<1t ve oksijen olarak (genellikle havadan) elektrokiıııyasal reaksiyoı1da yan1c1 olarak hidrojenden faydalanır. Elektrik, ara ürün suyu ve ara ürün sıcakhğ1nda tepki sonucunda ıneydana gelir [9]. A YH: Alkall n yakıt hücresi FA YH: Fosforik asit yakıt hücresi KOYH: Katı oksit yakıt hücresi EK.YH: Erirniş karbonat yaklt lıücresi PDM'r:'Il: Proton değişken membran h yalot hücresi

258

ıu,0ı ... l v.·. ... ,n.

.

:

,

Şekıl

1. Yal<ıt hücresi (PEM, Polimer

.

esaslı)

Şekil 1 'deki yak1t hücresi, iki elektrot (anot ve katot) esas1na dayanır. Bir polimer elektro11t zanyla ayınhr. Yakıt hücresinin çal1şma prensibi suyun elektrolizinin ta1n teTsidir. Yakıt lıücresi için reaks1yc-:ı formülü aşağıdaki gibidir. •

Hidrojen elektrotta; 1-lı .. 21-I+ + 2e· Oksijen el ektrotta; � ıh o., + 2I-r · + 2e�

reaksiyon Yı Oı

Toplam

H2

+

(1)

HıO

(2)

H,O

(3)

-

E1ektrot1arnı her biti, birisinde p1atin-temel ahnan bir katallzörle yan tarafları kaplanır. Hidrojen yakttl, anota beslenir ve hava katottan giTer. Hava katot yüzeyinden geçerken, hidrojen zengiııi gaz da anot yüzeyinden geçer. Elektron]ar katoda doğru bir dış devre yoluyla taşıııırlarken, hidrojen iyonlan da elektrolit yoluyla oksijen elektroda göç ederler. Katatta oksijen ve hidrojen iyonları 11e clektronlann reaks1yona gümesiyle su elde


Yakıt Hücrcsi Teknolojisinde Bor Uygulamalari A.İ .Çetin, i.Or·du, A.Kolip

SAU Fen Bilımieri Enstitilsü Dergisı 7 .Ci lt. 2 .Sayı (Temmuz 2003)

�dil ir. Elektronlann dış devre yoluyla akış1 elektrik

a k ı m1

üretir. Yakıt kul]anlnHndaki yüksek verim nedeniyle, bu elektrokimyasal iş letn den çıkan yan ürün sadece su, ıs1 ve elektrik

akın11dır

diyagrarnı Şe k il

[10].

ı akıt

hücres1n1n

r

şematik

2 de gösterilmektedir. '

11.3.2. Hidrojenin doğal gaz ve hidrokarbonlardan

üretiıni Hidrojen, doğal gaztn buhar re f or rnas yon u ile

üreti lebilnıektedi r:

---1 ı�s,_ ı

----I IIJ�I

1·1 ,

(7)

T

11.3.3. Hidrojenin fotokiınyasal yolla elde edilişi: ı sı

Hidrojen, güneş ve organon1etalik bileşikler veya enziınlerle de üretılebilır.

Hidrqjen Güneş + organotnetalik bi leşlider veya enzim +

Yakıt hücresi

Oksijen

Doğru

Alnın

H20 --�IIJI� 1-12

+

(8)

11.4. Hidro.jenin Yalut Olarak Özellikleri Bi 1 in en

en

ki nı yasal

hafif

yaktt

Güuün1üzdc

element

kriter

seçinı1nde

hidrojen dir.

olarak

ahnan

ulaştırma yak1tı olma özelliği, dönüşebilirlik (çok yön l ü çevresel k ni lanı m verirn i, uygunluk. enıniyet ve efektif nı aliyet açısından yapılan dcğerlendinneler hidrojen lehine sonuçlar vermektedir u y g u n } tık),

kulJanınıa Su

[ 121.

Claşt1rma yakı h olma özelliği yalnızca

.'ı ek ıl � Yakıt hüc.;rcsin ın jscmatik görününıli 1

içeriğine

11.3 Hidrojenin Eld{· Edilmesi

Hidrojen

doğal

ka ynakl ann dan

Lin�tileb·ilcn

yakıt

bir

lak1örünc de b a ğlıd 1 r.

ohnaytp, deği şi k

yararlan1larak

s e n t eti k yak1tt1r [ l

ve liziksel

b1 rin c il

ene1jı

hamnıaddelerle

1 ]. lijdrojen

üret t m i nde

duruınuna bağlı

yakıtın

olmayıp

hidrojen üretlm teknikleri kısaca

aşağıda tan1 t1 hn ak ta d ır.

1 1.3.1. li id rojenin sudan elde edilişi

\eri Inıi s tir. ,

J ublo 2. Çeşi�lı rnotor yakıtlarının özellikleri '

J S ll

Kiınyasal

Yakıt

.

---

MJ.kg-1

47,4

Cs.ıoH.,2-32

Bcn7iıı

Hıdrojen suyun ısıl parçalanması (termal kraking) ile de

li ret i]ebi 1 nıektedi r. i

02

-50,0

-23.0

Ga:t

ternıokinıyasal

çevrinı1er sonucu1Hin

t-

çevrinı -----�--� H2

+

O

1

0,6L

----ı-----4--1---·--...ı-.140,9 1 O, 1 O

0,61

--

---ı

ı ,00

yakıtlar gaz

-50 o

0,040

0.75

141,9

0,013

ı

ı

(5) __._ ___ _ ____._

_

,00

__ _..ı. __ _ .ı__ _-

_ _ _

da hidrojen

üreti J ebilir.

H') O

'

-

..___ _ _ ___

c;uyun

-

L:.JG ----·

0,76

.

24,40

Doğal 2H2

34,85

48,8

güneş. rüzgar ve den1z dal ga enerj11erinden karşılanabihr.

22731(0..

<I\.1

-

LPG ..

(4)

ElektroliL 1çın elektrik gereksininıi fosil yakıtlardan, lı;droclektrik güçten, nükleer ene rji de n, jeo t crnı al güçten,

2H2() (ısı 1 parçalanma)

MJ.m-3

.

-·---

1

faktörii

-··

-- - ---

+

değer

YakJtın dönüşebilir1iği ya da çok yönlü kullanımı: yanına

(6)

iş!enı1 dışında: ısı eneıjisi, ınekanik enetjj ve elektrik enerjisi

gibi

son

tlike6nı biçimlerine

dönü�ebilıne

özelliğini gösterir. Hidrojenin çok yönlü ku 1lannnt d1ğer

259

'

y �tk ı ıl ar

s ıv ı

forn1dn elde edi leb11ir. 2Hı

OC\'i tım

Is ıi

değer

fornıül

--

1 Ii droj en suyun direkt elektro hzi aşağ1da gösteri )en

işletnıc

Çeşitli motor yal\ıtlannın özellikleri Tablo 2 · de

ku11anılan hammaddeler ise su, fosil yakıtlar ve b1yokiHle

nıatet yaldir.Aşağıda

enerji

_,


Hücresi Teknolojisinde Bor Uygulamalari A.İ .Çe ti n, i. Ordu, A.l<olip

Yak1t

SAU Fen T3iliınleri Enstitüsü Dergisi 7 Ci lt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

bütün yak1tlardan üstün oJup bu hidrqjenden yana

Ta blo

avantajdır.

3 'de-

hidrojenin

tosil

fırınalannın

bir

ı-----

---------,

Hidrojen

Çevriın işlemleri

J

Fosil yakıtlar

------+--Evet

.A.levli yanma

Evet

.

Kiın yasal çevnrn

!

ıı

(hidıidleşme)

L

H ayı r

Evet

kullanan

firmalar

da

yale1t

hidrojen]

olarak

kullanılması

I-Ion da

gerçekleştirilmiştir.

da

arnk

firması yakıt

getümiş durumdadJr. Honda bu aracında yakıt hüc1est

n e kontrol sisten11 entegre etmeyi başamıtş ve hücresi te kn o l ojisini daha da gellştirıniştir [16].

sistem i

GM bünyesindeki OPEL firması da Zafı r a ad h araçta. saf

Çevrin1 (yakıt hücresi)

hidrojeni

-

--

hücresini

bul unn ıaktad1 r . Bu fi rmala rdan M.A.N, 0/ol5 -20 hidroJen ve 0/o80-85 oranı n da doğal gaz kanşnnı ya k ı t la (hythane)

yakn

1

yakıt

hücreli, FCX-V3 adlı otoınobilin1 seri üretime hazıt hale

'

Elektrokinıyasal

ga zlı

günüınüzde

H ayır

Evet

Doğal

Saf

Hayn

Evet

araCl

çalışmı b1r denıostrasyon otobüsü üretmiştir [ 15].

�----- ------;---�-- Hayır Evet Direkt bu har üretimi Katalitik yanma

adlı

sağlamışlardır [ 13,14].

3. Hidrojen ve fosil yak.;tların karşılaşfırılı.,..ıa�ı

.----- -.----- - - -

I

NECAR

üretınişlerdir. Daha sonra N EC AR II adlı araçlan ile daha uzun mesafe (130 kın'den 250 km,ye) ve kapasite aıt1şı

yakıt1arla

ka rşı laş tın lmasına yer veıi Imiştir. Tablo

ortaklığıyla,

kullanan

hü cresi n i

yak1t

uygulamaya

koy1nuştur. Zafira, 75 liP güc ü nde üç kadenıeli elektrik motoruna, 5 k1ş1hk otunna alanına, 140 km/h son sürate ve

H i drojen in alevii yanmas1 içten yanınall ın otorlarda ( otto ve diese J), gaz türbinlerinde, jet motorlannda ve roket motorlannda

bu

teknolojıler

bor ' kullanımı da en yeni teknoloji olarak karşımıza ç 1 k rnaktad ır. Yakıt hi.icresinde hidroj e n taşınmasında kullandmı bor elementi sayesinde yeni bir enerji kaynağı

sonucunda, hi droj e n i n

yarar] anılmaktadır.

-�

Hidridleş·me

'

görülınektedir.

çevnnıı;

l'-Jatri um,

(9)

ınM + nH., n1M +nH,

s1nulayıcı

Hidrojen Carnot çevrinı1nin

bütün

bir araçtır [17].

kullan1lırken yeni bir teknoloji olan yakı t hücresinde

depolanması, hidrojen zenginleştirilmesi veya ayıışmas1 uygulanıalarında

m enzi l e sahip

endüstrisinde

Oto·motiv

kullanJlnıaktadı r [ 12].

Hidrojenin hidridleşnıc çevriıııi

bir depoyla 400 kın '1ik

Chrys]er

kazandırı hnıştır

lll.

(1 O)

[ 1 8].

yakıt

fını1a81

h ü c resine

sahip

tarafından

Y.AKIT HÜCRESiNDE BOR

araç

tekn oloji ye

KULLANit\ll

lll. I. Bor Elementi J-Iaklunda Genel Bilgi

alt1nda

etkisi

Bor'lu

k alm adan yakn hikreleri yardun1yla ve elektrokin1yas(ll

Yer kabuğunun bileşimine giren elemanlar i çin de yaygın

üreti nı inde ku Ilan d abi Jen bir

ol m ayanl ar arasında yer alan bor, pe ry o dik sistemin

çevriınle direkt ele�<. tTi k

üçüncü grubunu n başında bulunan bir elementtir. Atom

yale ttır[-+]. Yakltlar

için

uygunhıktur.

bir

olan

önenıll

Hidrojenin

ö zelh kte

d1ğer

Hidroi enin

görnıektedir.

oksijenle

çevreye sadece su bu han al ı l nı a k tadu Yakıtların

emniyet

açısından

da

çevresel

yakıtlar

karşı l aştı rı ldığında en temiz ya1ot olduğu

saYJsı 5, at onı ağırlığı 1 0,82, ergi me noktas1 2190 +/- 20 °C · dir. Y cr kabuğunun o/o0,0003 ,ünü oiuşturmakla

ile

beraber doğada

zate

yakılnıası

[ 4].

n kabul halinde

Bor doğ ada

karckteristik

karektcristi k

özell ik ler

öze l l ikleri

mineralin yapısJnda bulunur. E konomik anlamda bor

değerlend1ri1nles1

yak1tın hidrojen olduğu

göstermektedir.

neticesinde de en

serbest olarak bulunmaz. Bor el eme rı i

doğada değişik oran larda bor oksit (8203) 150'den fazla min erall eri

kalsiyuın, sodyunı ve magn ez yum elementfen i]e hidrat bi l eşi k l eri ·halinde teşekkül etmiş olarak bulunur. Bor ıninerallerinden ticari değere sahip olanlan; tin kal, koJen1anit, pr obertit, borasit pandermit, szaybe11t.

gereknıekted1r. Hidrojen diğer yakıtlar ile kıyaslanıp) be11i

pek çok k ayanı n ya pısınd a bu lunur .

Bu

e1nniyetli

,

görülnıektedır [I 1].

hidroborasit

ve

k e nı ittir.

çıkan ldıktan

sonra

Bor

1nadenleri

topraktan

kırma, eleıne, yı k ama ve öğüt1ne

işl em lerinden sonra ilgi li s an a yi lerin kullanım1na hazır

11.5. Yakıt ll ücresi Uygulanıaları

hale geti1i lmel<tedir(20]. Hidrojenin eşs1z özellikler] sayesinde çeşitli oton1otıv

Ülkenı1zde bor nı.adenlerinin Çlkan lmas1 ve işletilmes1 görevini i.istlenen ETİ HOLDİNG A.Ş. bu ür ünl e ri hanı

firmaları, kendi araçlannda bu uygulanıaya geçnı1ş1erdir.

Uygulanan edilen

bu

elektrik

ene1

j isiyl e

ürün olarak p a zar1 ayabil diği gib i

hücresinden elde nıotorlara tahrik ku\'veti

teknoloj1lerde

yaklt

piya saya arz etmektedir.

sağ la n nı ı ş tn Bu i lk uygulamaYJ Ba11ard- Daim1er Benz .

260

,

rafine ürün olarakta


Yaktt Hücresi 'fckiıolojisindc

SAL' fen Biiimieri Enstitüsu Dcrgisı 7 Ci lt. ? .Sayı (Teınnıuz 2003)

8Gr Uygulamalari

A.İ.('etin, i.Ordu, A.I<olip

1 11.2. Bor Ürünlerinin Kullanarn Alanlar• kull anı ın

ü r ünleri nin

Bor

alanlan

1 ç erdikler 1

,

D203

m j k ta T1an ı1 a göre farklılık göstermektedir.

Bu ürünler i ] er i tekn oloji gerekti ren metotlar ile daha geniş k u l lanım alanlarına yay1lmaktadır. D ünyada ticari olarak üretilen ve değiş ik kullanım a Jan la rı olan 100 d en fazla bor ürünü rne v cu ttu r. En y ayg J n olarak kullanıJan bor ürünleri ; Susuz Borik asit, Eleınentcr Bor, Çinko Borat, Ferrobor, Bor Karbür ve Bor Nitrür'dür [22].

S o dy un1 bor at cevherindcn

k o n santre Boraks deka hi drat ve ilaçlar,

Boraks

rafine

veya

Pentahidrat' lar ;

Ç i nıento

Korozyon ön leyici, Kozrn eti kler

Ele ktrik

ya htkanı,

'{apışt1rıcılar, ve

edilen

,

an tma,

Elektro1itik

G ü b rel er Cam ve cam y ünü, Herbi sitler (ot öldür ü c ü ler), İ n ekti s itler (böcek öl dürücüler), Derici li k Foto ğrafç 1l ı k, rekstil boyaları, Yün koruyucu, P arafi n enıilgatörü gibi \'ok geniş bir kullanım alanına sahip tir. ,

,

Sodyum Metaborat'lar, yap1şt1nc1, temizlik maddele ri, herbis1t1er, fotoğra fçıl ık ve tekstil yık ama aJanlarında

kullanılmaktadn·. Sodyunı

Pentaborat: lar,

gübre

ve

yanma

önleyici

alan larında kullan1lmaktadır. Sodyunı

Perborat'lar,

temizleyici

ve

k ap sam1 n da 1998 yıln1da yeni temiz ve zengin" eneıj i kaynakl an üretm ek

Yeni, tenıiz

,

i çin New Jersey'de kurulan Milleniunı Cell, tek no loj i ler

tekl1 oloj ilerde

ürü n düT

l8J.

deteıj an sanayii nd e �<ullanılan bir

ve

Gel i şti ri l en bu t c laı oloj 1 taş1 m ac ıh ğı n yanı

bir t ekı ı ol oji olarak ortaya ç1laıııştlr

Bor nı in erali bir ene ı j ı hanımaddesi olarak 1950 yı l ııı dan

en

bir nı i n er aldir. Bu bağla nı d a bor n ıin eral inin üç özel h ği üz eri n d e ticari şekl i yl e öneınle d u r u lmak tadır [18]. bu

yana

üzeri nde

yoğuıı

çahşma

yap ılan

Bunlar�

I-l i dr ojen taşıyıcısı olarak bor minerabnden

a)

faydalan ma� IIidrojc1ıden daha iyi bir enerjj halnınaddesi

olnıası, Fü/yon(fusion) reaktörlerinde yak1t olarak

c)

ku llan1ı abi 1 rnesi.

ku lhını l nıaktadır.

k u l lan 11 nıaktad1r.

sodvum borhidri tti r .

sıra taş 1n abilir enerj i sağlayıcı p iller iç ı n de uygulanabilir

,

cnıaye,frit,sn, antiseptikler ve borlu ala şım alaniarnıda

ve

s o nucu elde ed il en

.

işlem l eri,

Geliştiri Jen

Sodyunı borhi drit; sodyurnlu bor tuzu n un rafiııa�yonu

SusuL Boraks'lar, gübreler, cam, canı yLinü, nı etalu ıj ı eınaye, frit,sır alanlannda cu nı f akışkan laştı n c1

tekstil

geliştim1ektedir.

eneıji elde etn1ek için k u ı lan 1 lan ham

maddele1·; s a f su

b)

fotoğrafçıl ık,

çevre dostu

ham rnaddeler kullanarak hidrojen ve elektnk ene rji si

kul J an1lmaktad1r.

naylon,

? e ngi n eneıji projeleri

ve

ıı

deze nfektanl ar, tek s ti 1 boyalan ve be ya zla tm a alanlan nda

u ygu lam a,

olanak

al ın asına

yol

111.3. Sodyun1 Bor llidrit'in 'faşıtlarda Kullanıını

beyazl atıc ı ,

Susuz Borik As1t veya Borik Asit'ler, kozmetik, nükleer

kn1

tan1n1aktadır.

üreten

elde

500

yaklaşık

almadan,

Yakıt pjlle1 i üzerinde y a p ı laca k çalışmalar bor nıineraliııi

ön plana çıkarabilir

ve

ticari olarak kullan1labilirhği üs t

seviyede k anı tl annıış olacakhr.

111.3. 1. Hidrojen taşıyıcısı olarak bor k ull a rı m•

Kalsiyurn Horat cevherleıi de borlu alaş1m ve tekstil can1 Millenniunı Ce ll firnıası S o dy u m Bor hıdr1t solüsyondan

sa na yi nd e kullanılmaktadır [23].

l�(H. ürünlerinin farkh işle mler e tabi tutularak el de edilen bor kirrıyasallan da teknoloj ini n gelişi nl i ne bağh olarak dtıha fazla ku11anım alanına sunulmuştur l22] Bor kin1yasal1arından elde edilen Tri meti l Borat ve bu n un kinı y asal laş tı r ı lmasıyla elde edilen S o dyum Bor H id rit yeni eneıj i kaynağı olarak karşım1za ç ı kı nışt u Bu çalışına da 1çtcn yanmah motorl a r da ku11anılan yakıt hücresi tekno1oj1sinde Sodyum Bor 1-li dri t kullanıını yer alnıaktadır. S odyu m bor hidıitin enerJ1 yo ğ unlu ğu, bir .

ba;;ka

deyişle

kullanılabilir ver i n ı li hlde,

her enerji

yak ı t

litre

hid rojeni n

ı çe rdi ğ i

miktan,

sağlad ı ğı

yüksek

bir

hücre l e rin ı

ınntorJannın yerini alabilecek

içten bir

yann1ah

benzin

seçenek durunuma

getinnektedir. Bunların en son geli ş t ir il en ilk örne kleri

ya1<1t

hücresiyle

çal ışan

bir

aracın,

yeniden

yakıt

26 1

'"llyd ro gen on Den1and . T:\t" (talep kadar hidrojen/ tal ep i.iLrc hi drojen) sıstemİ kullanarak hidroj e n üretnıekte , ..: bu hid ro jeni elektrik ene ıji s 1 n e dönüştüın1ektedir. Yakıl

pillerinde

Sod yun1

borhidrit'in

kullanı]masl,

fosil

yakıtlardan cldes i da]ıa pahalı, depolanrnası ve ta ş nın1ası zor

ol an

kaldırmıştır

hidrojen1n

[ 1 8].

bu

dezavantajlannt

ortadan

Milleninın Cell fıı111as1; bor bazlı solüsyondaıı hidroj en

enrıjisi üretim ve yine bor bazh uzun öınürlü pi 1 t ek n oloj i le r in in p atent i ni al n ı ı ş t ır . Bor eleın ent inin elektrokinıyası üzerine çahşnıak ta, elde ettiği ticari p aten t i n i uygulanabilir teknolojilerin üzerinde toplanı al<t.ad1 r [ 1 8]. \t1il1eniuın C ell ; So dy u rn bor hidrifin s uyla karıştınltnası sonucu elde ed ilen sıv1yı, '\yak1t'} olarak tanınılanıaktadır.


Yakıt H ticresi

SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 7 .C' i lt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Söz

Teknolojiside

Bo.r l)gulamıln . A.I .Çeti n , I .Ordu, A.Kor

Bu arada M i l1enn i um Cell fi rnı as 1 ; Sodyum Bor H idrit solüsyon dan H ydro g en on Dem and TM, s istemine d ayal ı olarak, 5 yo l c u i l e yüklü bir oto mobı lle 450 mi l üzerinde yo l al abi len ( 450x 1 ,6093=724, 1 85km) sıste:ıı üze1inde çah şnıal an n ı h ı zla südürrrıe�'tedir. Ş e k1 l 3'de sodyum bor h i d rl t solüsyonundan h i d roj e n elde edil erek çahşan, Chrys l er 1 N a t ri unı adı veri l en araca ait özellikler gös t er il n1 i ş t i r.

konusu ya k1 t 1 n k i m yasa l reaksiyonu�

"

KaBH4 + 2 H 20

-

kat a l i z ö r

-

>

4 H2

·-

NaB02

(l 1)

fonnü1ü ü zeri ne kuru lmuştur. Su içeri s i nde ç öz ün e n s o d yu nı borhidnt� bir kanşını olarak d ep o l an m a k t a eneıj i üretn1ek i ç ı n h i droj en i h t i yac 1 gere lc tj ğin de bu kan ş 1 m1 n i çi n e tatbi k edi len kat a l i zör vası t as ı y l a Re a ks i y o n re ak s i yo=ı baş l atı lmaktad1r. ki m ya s a l son ucunda gaz h al 1;1 d e serbest kalan I-12 (hidrojen) ya yakıt pi l i (Fuel Ccl J ) vasıtaSJ)' la elektrik ene1 j i s i n e dönüştürülmekte yada doğrudan içten yan nı a h nıo to rd a ya k ı t o larak kul l an dınaktadır l 1 8]. ,

Bu reaksiyonun arkas 1 n d a

1 1 1 .3.2. İçten y a n ma l ı olarak bor kullanımı

sodyunı bor tnzu atık o l a r ak

:

kaynağı olarak k u l l an ı lan hidrojen, sadece ihtiyaç h a l l n de ü re ti l e c eği n den b u rada ku Hanılan k at a1 j z ö r çözelti den 1 s ten 1 ldi ği zanıan ayn labi lmekte ve re a ks i yo n koııtı-ollü o larak d urdurulabi hnekted1 r. Söz kon usu te k n o l oj i n i n k u l l aıı d ı ğı ka n ş 1 n1111 iç i n d e ç özel t i hallnde bulunan s o d yu m bor h idıitin yanıcı o1ınaması, ku l l an ı l aıı h i d roj cn in yan s1nın sodyum borhidr1Cten, d iğer yarıs1n1n i se su d a n a l ınınas 1 , katalizör'ün defalarca kul lanılnıaya uygun olnıaSl, re ak s i y o n sonrası ortaya çı kan s od y u1n bor tuzunun k o lay h k l a sodyum borhidri t'e dönüştürüle b i l ınesi sisternin ön emli avantaj lann ı ol uşturnıaktadır [ 1 8] . ,

1?

A rah k

'1 l lenium Cel l ' i l e

Tablo 4 . Bor ile bazı yakıtların enerji değerlerinin

1Gırş1laştmlmaları

o/o

Megajoul/litre

Da1nıif'rChrysler, M yaptığı staretej i k ortak lığın i l k nıeyvesini Detroit O t o mo b i l Fuaıında tanıtn1ışt1T. Chryslcr, Town&Country Natr1 unı adın1 v er di ği bir depo s o d yu nı borh idri t Sl\'t y l a 300 mi l yol gi d en m i n i van ararı 1 l e ilgili olarak yap t ı ğ ı açı k l arn ad a ; Natriu m \ın gerek benzin l i ve gerekse bu gü n e kadar yap ı l an t ü nı hücre yakıt s i s tenı l i araçlardan çok ü s t ü n olduğu vurgu) an m ak ta d ı r . Natriunı �a bu ü st ün l ü ğ ü kazandıran hususun ya1,t tı ve yakı t hücre sjstemi o lduğunu yakıt olarak b i r bor türevi olan so dyu nı bor hidıi t ' i n (NaBH4) k u 1 l a n ı l d 1 ğ1 sodyunı bor h i d rit 1 n kunı halde kullanı Jabi l eceği , s o d yu ın bor hidritin p1 1 yak1 t h araç.l ar i çi n öneri !en diğer yak n l arı n elde ed i l mesi nd e n daha z ah m et s i z olduğu an l at ı l n1 akta d ı r. Sodyunı bor h i dritiıı d i ğe r yalotlara göre hiçbir dezavantaj1 b u l u n nıad ı ğı gi b i baz1 üstünl ükleri o l d u ğu , i ş l e1 n soıı ucu yak l t atı ğ1 n nı k i m yasal ol arak b or a eşdeğer sodyu1n bo r olduğu, atı ğnı tekrar i ş l enı e tab i tut u l ara k s od yu n ı bor h id ri te dönüştürü l eb] l d ıği görü l tn ek t e di r . �atriuın\ın p11 ya k ı t sistem1n1n, Da1nılerChrysJer'in pil yalo t or1ağ1 BaHard/XCELLSİS tarafından üreti l d i ği , hi droj e n i n M i l lenn i unı Cell şi rketince g e l i ştir i l en H yd ro gen on D em an d Tt-.1'' (talep k ad ar h i d roj en-talep ü z ere hidroj en) ınekanizn1ası kullaıı darak üreti l nıektedir. Sodyunı bor h i drı t ) a kı t d e p o s u ve i ş 1 e ti nı s i steın in1n arac1n t ab an ı n a yerleştin ldiği \ e aracın l<u 1 L ını l abi 1 1rl1ğini olumsuz e t k i leyecek yer ve kab i n k a y b ı n 1 n ol m adı ğ 1 i fade ediimckted1r [ 1 8,241 . ,

.,

Yakıt enerjisi

Yakıt

gösterdiğinde,

2 00 1

.,

Aınerika Bi I e ş i k Devletleri, Fransa ve Japonya gibi ü l k e l e rd e bir taraftan s odyu ın borh i drit ya k1tlı pi l l er üzerin de çah ş n 1 al ar son s ü ra t i lerle: ve ti cari proJelere dö n ü ş ürk en d i ğer taraftaıı da bor eleınentinin taşıt araç 1annda i ç t en ya nmal ı b o r m o tor lan vas ıtası yla doğrudalı yak1 t o l ara k ku1lan1nl1 ü zeri n de ki çahşmalar sürdürü]melctedir. Bu projeyle i l g i li bi l im çevreleri, bor elementinin hi droje1ı den daha iyi bir yakıt o ld u ğun u ifade H i d roj en ve Bor e le men tl erini n bir etm ek t ed i rl er . litresinden e l de c di 1 eb i l en spesifik yarnna en erji leri kıyasland1ğnıda da bu durunı aç1kça görülebi1mek1:edir. Tablo 4 'de bazı ya kı t l arnı en eıj i nıiktarlanmn karş1 laştın lrr1ası yap ı l nı ı şt ı r [ 1 8].

biri knıektedir. Si ste1nde enerj i

Takvi nı ler

nıotorJarda doğrudan Yakıt

A l ünıinyum

57.42

Berilyunı

86 . 1 5

Bor

92.77

CsH t s

33.22

Fosfor

43 . 0 1

llidrojen

'

8.03

J( arbon

54. 0 1

Lı tyun 1 Iv1 a gn ezy unı S i h kon

1 5 .69 2 9 .52 5 1 .55

Ta b l o 4 t e n a n l aş ı l a c ağı gi b i ; l l itre hi drojen de 8 0� ene1ji varken, 1 l i tre bor da 92 .77 nıega� t1 l nı e gaj u l e n e ıj i de ğe ri n e u laşı r. B u h i d r oj en ve bor kı yaslamasının bor l e h i n e tartışmas1z üstün lüğüdür [ 1 ] . '

,

'

,

E l enıen ter bor'u e l de

edi l e11

saf oks ij en l e

motor 1çeıisinde yakarak

eneıj i y1e taş1t 1ann

tah1i kinde

i tme gücü

pren si b e bağh kalarak yapılacak aracın yak ı t unn bobine san l mış bor flanıentleri o lacağ1 , nere d eyse sıfn· emisyon1u olacağı� tek at ı ğ ı n yann1a j ş len1i sonucu oluşan ve tekrar motora yaratmaktır. çalı şnıalarda

"

Bu

beslen1e yap1 labj len B203 külü olduğu i fade ediltnektedir [ 1 8].

262


SA U Fen Hili nı er: [ns tilli sü Dergisi 7 Ci lt, 2.S ayı (Temmuz 200 3)

V akat H ü c resl Teknolojisinde

Boı· Uygulamalari

A.İ.Çetin, i .Ordu, A.Kolip

(} üç Aktarını ı : ..

On tekerleklere güç sağlayan

e lektrik� nıotoru �1otor

35

S I EM E N·s •

k\V

AC nıotor

Ba tarya ·r1 p i :

� '---- -·�------�---�---�--

40 kW şafl l i t yu n1 - i yon

...

1

T P ?!P llr! e h

Yak 1 t İ ş l eınc i s i : ft...oe-ı w:ı\: i

ı

ı

ı

' � '

4 ' H ydrogen o n Dean1and" si ste1n,

M i l lcni unı ('e l l

�"'i rması

Y a1<ıt l i ücresi Si sten1 i : ı

'

,

ı:ws·

.

p•oı;c:ı.�Ot'

�··'

o'

.f'•

.,, 1

• •

ll •

ı t

1

'.ı 'A-.��� 1 .ı /l.•ır .. .� · ,.• • r .t,...; '..... ·,"o.\t ' .. •.... . t )· *'. 1

ı '

f :<ıvır.•( f :_ Q�'l

... . _ _ ....

�.do 1

,

ı

. .

.

...

.

. .

.-.._

. ' •·· · ' • ' 1 ·1

oc,:oo.

c�1S)Vı,·tt� tt

ı

lt· tt)�' ·�;mUt��� �ıc4 ------ -·--

ı

... ....

� T

• •.

• ·

·---·..

' ·:··

..

�ı.m :!lfit�•

.. r.�.;l. ;.q

--

� "Ult'IIJf!t�t

�w:n.t�.�-,c�:;,

T-.uıel..o: fHı 1. �t.'iıl ... ---· .....,--·--···-·�--

-

--.....

l ı

ı 1,

;

, __ _ _

....,. .. • � - .. ...

.

ı 1

ı �cdyum bor hıdrit' li yakıt hücresine sahip, Chrysler 1 Na! ri m

aracı

263

BALLi\ R D

1

XCEI .�LSIS •


Yakıt H ücresi Teknoloji inde

SA U Fen Bi1iınlcı·i Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

Bo r Uygulamalari A.İ .Çetin, İ.O rd o, A.Kolip

vv\v w.p artnersh1p .com , [9] K a l i fom iy a Teknolojı . Enstıtüsü [ 1 0] ��D EMİ R E., U Y A R T.S. , "Yakıt Hücreleri ile Güç Ureti lmes i ndeki G el i şmel er , Kaynak Dergisi. K as ı m 1 994 [ J 1 ] ÜLTANI_� M .Ö., H i droj en i n Yakıt Olarak K. ul l an ı m 1 ve Oz e l li kleri", Çevre Enerji leri Kongreten B il düi l eri TMMOB M ak in e Mühendislen Odası. Al': KARA 1 997 [ 1 ?J VEZiROGLU T.N . , BARBİR F., H yd rogen The vV ond er Fuel'', Int. J . H yd ro gen Energy, Vol 1 7, )J0. 6.

l V.SON LÇ

l\1otor1 u taş1tlar, günümüzde yaşanı1 n ö neın ı i bir p arç a s 1 d ı r Bun unla beraber, bu araçlar ço k önen1ll çevre sorun I an n a n eden olmaktad1r. Bu sorun ların en ö n enı l i s i eg z os eınisyon larının hava k1rli liğine yo l açnıasıdır. Bu emisyon değerleri kanun lar çerçevesinde belirli d eğe r l er de olmas1 ger ek m e kte d i r. Bu değ e rl e ri n gelecekte daha da düşürülmesi jsteııecekti r. Bundan do l ayı te1n iz ve altern at i f y ak ı t o l a ra k h1droj en i n taşı t l ard a ku J 1an 1 lm a s 1 d ü ş ün ül m ü ş ve uy g ulaına ları n a b a ş Ja n ın ı ştır.

"

.

·

"'

,

p p . 3 9 J -404, OXFORD 1 992 [ 1 3 ] www .ballard.com

Hidroj enin taşıtlarda kul 1 an ı l nıasından bu ya n a lı i d roj eni n elde e d1 lme s i ve d ep o lan ına sı daha da ko laylaştı n l m ışt1r. "Yakıt H ücresı " tekn o loj i s i i çten y an m a h motorlara a 1 t enı at i f o l arak gel işt1rilınıştir. Yak ı t hücresinde ku1lan1lan hidroj en; doğa] gaz, nıetanol, katı yakıtlardan e1de edj l ebllmekte i ken günümüzde bor el em enti ni n kullan 1ln1asıyla h1droj enin elde edi hn e s i ve depo edilmesi sorunu 01tadan kaldırı lmışt1r. ,

[ 1 4] [ 1 6]

[ ) 7] [ 1 9]

A.Ş. Çalı şma Grubu

Bor'an Eti

S i s tenılerinde

((Anorganik

Bor

Metodu

Üzerine

1 982

Araştı rma"

Kinıva ,

�22) \Vvvw .etl'holdin g. gov. tr

Knk and Othmer, '�Encyclopedia Te c n o l o gy Boran Compounds,, [24] www.ch1ysler.conı [231

hol d i n g

1 996

ÖZDEMiR

Böl ü m ü ,

G e l i şti nne

Mülıend1shği Bölün1ü, İTÜ

[2] girerken� yüzyda "2 1 . www. tu bi tak .go v .tr, Türlö ye 'ni n enerjj stratej i si ni n değerlendi ri Jınesi, [ 3 ] ÖZDEMiR E., ·�Elektri k E11e1j i si Ü ret i nı i n de Yakıt Hücresi Teknoloj i si'', 'Türkiye 7 . Ene1ji J( ongres1, C i lt l l ,s.J l -4 1 , fZM İ R [4] Ü LT A N I R 1\� . Ö., ''Temiz Enerj i Olarak ll l d roj en Yak1t1 ve Teknoloj isi ", T ürk i ye 7 . Enerj i Kongresi , C11t l i i, s. 1 93-208, İZMİR l S ] Ü LTAN l R M .Ö. � "2 1 . Yüzy1 h n Yak1t1 Hidrojen',, B i l i m ve Teknik Dergisi, Sayı 344, s. 58 -62 TÜBİ'r A 1( l6J

Araştırma

A r �ş11rma

Değ i ti rme

K�YNAKLAR Pe tr o l 'den

K i my a

Grubu,''Türkiye'de Bor Rezerv i, Ur_eti mi ve J(u1 lanlm A l an lan" Eti H o l di n g A.Ş. (2 1 ] ŞAHIN S., KOR N., ((Bor Atıklarının İ yon [20]

Sonuç olarak, d ü nyanı n en zengi n bor kaynaklarına sahip o l an ülkenıizde bor teknoloj i l erinin geli ş ti ri l nı es i i l e yüksek oranda eneTj i elde e di l er ek gerek taşıtlarda g erek se diğer uyguJarna a l an lannda temiz, s ü rek l i ve u c uz en et] i sağlanabi lcceğ1 söyleneb i lir.

"

.

Bileşikler, TÜBİTAK

,

Mustafa M . ,

onda co m wwvv .opel. com

W�'\V .h

[ J 8) www . m i l 1 en i un1ce l l .com

v

] Çl NJ(l

wwvv.daimler-benz.com

[ J 5] www.man.com

Yakıt hü c re s i n d e kul l anılan sodyuın bor hi drit, bor kinıyasallanndan elde edi Jen trimetil bo ratı n çeşitl i kimyasal i şlem basamaklan sonucu elde ed1 l ir. Sodvum bor h 1 drlt gelecekte kul l an ı labil ecek en teYniz ve en uzun süreli muhtenıel eneı:i1 kaynağı du. Ç ü n k ü bu so1üsyonun re a k s i yon u sonucu 01iaya ç1kan bor k ü l ü tekrar so d yu m bor h i drite dönüştürü lerek k u l lanı lab1 l 1nektedir.

[1

,

"

E . , l'Yakıt I I ü c res i n i n E lektrikli U l a ş ı n1 U J aştm U lusal I. J(u l l anı 1n1ası)l, -

S eın poz y u mu J\tlay1s 1 996 . Fuel Cclls, Gento to the Eorth Supplies'', FuJi [7] E lektri k Re·wie\v, Vol. 3 8 , 1 992 [ 8] WW\N sc i a n1 . c o nı ,

.

.

264

of Chemical


Yapay Tckstil Atık Sularnun Mudu.nıu Çayına

SAL' Fen 81lımlerı F:nst1tusü Dergisi -Cı h. 2.Sayı

(Tenınıu7 2003)

Tcsiı·lcrin in lncelenme6i V.Sevinç. B.Ho�söz

ÇA YlN��

yAPAy TEKSTİL ATlK SULARININ MUD URN U İNCELENMESİ

TESIRLERININ

Vahdettin SEVİNÇ, Bülent HOŞSÖZ

Ö:.et

-

Bu çalışınadla M udurnu çaytnın yapay

endüstrisi açısından kirliliği

tekstiJ

Buııun

Yapay tekstil endüstrisi, Kirlilil<

yükü, Jı�oton1etre cihazı-ı .:\'Judurnu Çayı

Ahstract

-

In

this research,

.i\ludurnu stream

'vas s t u

te:x til e industry.

Key,vortls

-

,

haınnıaddcye ve c nd ü s trisinden

ucuz

gücüne

sah ip olan

ülkernizdc payını aln1alcla beraber

tekstil bugün

dünyJ ülkeleriyle rekabet edebilecek düzeydedir. C lkenıiz bu sektörde doğal ve yapay elya ilan kendi ınıkanlanyla knrşılarken boya ve ap re ( bitiın işlemleri )

rnadde1eri

yönünden

yetersiz

boyan1ıadde

olup

sağlaru.naktadır yurtdışından i h uya c ının % 75 i 1 1.1 .'f t'kstıl endüstrisinde pa1nuklu, sentetjk ( yapay ) ,

yli11lü. döşeınc ve örrne eşya olnıak üzere birçok da 1da

ür ct ın11ni sürdürnıekle beraber pamuk lu

ve

yapay tekstil

haşı çekn1ektedir. Özellikle son yıllarda yapay teksti) t'ndüstrisj hızla gelişmekte ve

kaydctnıektedir. Yapay

tek s t il

ağırlıklı

nıakronıoleküllcrc

1 ler

ihracatta önemli aşa1nalar endüstrisinde

kullan1lan

elycıflt1rın içjnde poliester ve polyanıid elya11ar en ö neınli

yere sa hıptir Ev tekstil ürünlerjnden (perde, tül, vb) gi 1 i nı eşyalarına (özellikle de el astik iç gı yı nı) kadar ya p a y tckstil endüstTisinin geniş bir kullanın1 alanı vardır.

ıneydana

belirli

ii ret i ln1esine olanak sağlayabiln1ekted1r. Üniversitesi Fen Edebiyat Fnkültcsi E-posta: !>evınc@sakarya.edu.tr Aydın Örnıe Tekstil Fabrikası

\ .sc,·inç; Sakarya r'\dJpanırı

n.lloşsöz:

clyaf

lifleri

yada

kristalin

ve

elya fı

an1orf b öl g ede

gelınektedir.KJ·istahn

b ir

.

ıçın

nıakron1olckül1crin

uzu n

eksenleiİ

boyunca

birbirlerine paralel diL'ilnıeleri bunun ıçinde düz bir zincir şeklinde oh na ]a ı ı

ve

birbirlerini çekebilıneleri gerekir

1 ekstil liflerj doğal ve yapay (sentetik) olmak üzere iki ana grup ve <;eşitli alt gruplar içerisinde ..

sınıllandırılınaktadn. 'l'ekstil ürünleri tekstil litlerinjn ve bunJaı ın kanşıınlannın çeşitli işlenllerden geçü·dn1esiyle

ha:Gır Jaruı1ak tad u·. Li flerüı uzunluğu baklltlln<�an elyaf,

kes1kh

cl y afta

ve

kesiksiz boyu

lif

oln ıa k

2.5-1 O

üzere ikiye aynlır.

Kesikli

kadardır.Ön1ek

olarak

cn1

panıuk.ylin ve viskon gösterilebilir. Kesiksiz isn1inden d� anlaşılacağı

üzere

uzunluktndır.İ pek

yüzlerce

hatta

binlerce

metre

doğada ıne v c ut bir] cik kesiksizdir. Bir

ipek lifinin boyu 900-2700 ın kadardır. Y ap ay lifler is·:­ önce kcsiksjz olarak elde edilirler. Tek bir kesiksize ınono fi]anıent denir. çok sayıda ınonoflaınentin biılikte bül<ülnıesiy1e iplik (multi flanıent) n1eydana gelir.

III. DENEYSEL

'ı'" apay tekstıl endüstTisindeki son gelişmeler çeşit1ı

kuJlanın1 alanlan içinıütehkli. özelliği o1an ürünlerin

türlü

tekstil

ş e ki l de telaarlanan düzendedirler, amorf bölgelerde ise d1zilitn ras t geledi r Her polimer tek�til clyafı oluşturarnaL. Tek s ti l elyafı oluşturabihnek atomlar

geln1ektedir. Yeterli kapas i t eye teknolojiye. bol

olarak basit organik nıaddelerin

poliınerleşn1esiyle meydana gelen çok bü:yiik nıolckül

b öl gelerden

hızJı geJişen sektörlerin

günüınüzde

1'EKS1'İL END{jSTRiSİ

genel

denilmektedir.

!.GİRİŞ h�.tştnda

IL 1 ek stil liOcıi

intensity, Foton1eter, ::VIudurnu strcam

ı·c k st i 1 e ndüs tr is i

beli rley en işlen1lcrdir.

ki l eyen ve

Po1ution

Bu işleınler

birçok işlenller olup ürün kalitesini direkt

devam eden et

ındustry,

a şan1al ar ı nda

dokunıa ve onı1eden başlayarak apre işlenılerine kadar

degree of polution in

textil

proses ve üretiıTı

özellikleri

terbiye i şl en ıl eri uygulann1aktadn.

died in terms of the synthetic

Syııthetic

istenilen

i.iliinlerine

kazandırabilınck için

araştırıhnıştır.

dcğişjJ<.

Anahtar Kelinıeler-

tek�til

için

ÇALIŞMALAR

III.l. BOl Tayini •

Kimya Bt\lümL'ı.

l\tludurnu deresinden

2002

y1lından

alınan

lotonıetrcde okutularak oluşturulan BOİ

1 de verihnistir. •

nuınuneler

sonuçlan şekil


Yapay Tekstil

Biliınleri Enstitüsü Dergisi 7.Cilt, 2.Sayı (Temmuz 2003)

SA U Fen

BOİ nin yönetmelik standartı 100 ıng!L dir. Grafikteki değerleri incelediğinlizde BOİ değerinin tünı aylarda oı talama olarak düşük seyı·ettiği , nı.ayıs ve ternınuz ayında değerlerin aynı ol d uğu son aylardaki yükselişinde çok olmad1ğı göıüldü. Bunun sonucunda çevre fabrikaların iyi bir arıtnıa yaptığı bu arıtmanın standart ve devaınlılığının bu sonuçlara y ans ıd1ğ ın ı

Atık Sularının Mudurnu Ça�1na Tesirlerinin incelenmesi V .Sevinç, B. Hoşsöz

·

14 ..-...

::::::: O>

12 '

E

......

1o .

ı 'i:: 1 <1>

ı

8

'-

Q)

lO)

Q) o

söylenıek yanlı ş o1maz.

·-

lo ::::(

Özellikle tekstil atık suyu için öneın teşkıl eden BOİ nin fotometre ölçümü için kitlerin n1asraflı oluşu gerek devamlılığın olınasındaki gerekse bu ölçüınlerin hiçbir zaman işletmeler içın bahane ekonomik yük olmamall ve etkilenen hatta yitirilen su kaynakları gözönünde bulundunllrnalıdn.

ı

2i 0-

L._.

E

-

·c Q)

-;:::::

(])

>O) (])

ı

KASIM

Aylar __ _ _ _ _ _ _ ____

Şekil 2.

Aylara göre

KOi değişimi

Fenol Tayini

.

'

.

6

F enolün yönetmelik standartı 1 ıng/L dir. Tabloda fenol konsantrasyonlaxı incelendiğinde tüın ayl arda değerlerin

5

4

O ' CD

f:YLOI.

OCM

1

Şekil

EYLÜL

deresinden 2 002 yı h nda alınan numuneler foton1etrede okutularak çıkan fenol sonuçları şekil 3 de gösterilmiştir.

0 3

L

TEMMUZ

MAYIS

Muduınu

ll�

0)7

MART

OCAK

111.3.

r--.

J

___

__

1. Ayiara göre

--··

A�a�---

_ __ı __ __

BOİ dcği�iıni

değişik şekillerde azahp - arttığı ve n1aıi, temn1uz. kasım aylarında ise artışın diğer aylara göre yüksek olduğu göiüldü. Bu a ylarda bu artışın 2 önemli sebebi olabilir. Birinci ve en öneınli sebebi işletmede kullamlan özellikle fenol türevli k i myasal lar ı n artışıdır. Bu kimyasallann başında boy ama yardımc ı maddeleri çevre fabrikaların bu gehnektedir. Bu artışa karşın problemler çıkmış da dönenlierde antmalarında olabilir .

III.2. KOI

Tayini

0,045

Mndurnu deresinden 2002 yılında alınan numuneler foton1et rede okutularak oluş tu rul an KOi s o nuçlar ı şekil .2 de verilmiştir.

:._

-

1 ]'E . .

KOI nin yönetn1elik standartı 400 mg/L dir. •

l(Qİ

o

ı

·�

l lL

1

0,03

0,025

a3

incelendiğinde tüın a yla rd a değişen değerlerin yaz ayl a nnd a özellikle de eylülde aıtt1ğı görülrnüştür. Fakat bu artış an t manın veriınini düşürrnerrilş sonuçlar iyi çıkmıştır. Çevredeki tekstil fabrikalannda yaz aylarında yoğun dönemlerde (özellik le fuar dönemlerinde) boya ve kin1yasalların aıtışı bunun sonucu nda KOİ değerinin farklı1aşrnası normal karşılandı. Bu tür yoğun dönemlerde antına sonuçlan ve değerlendiriln1eleri yetkililerin takibinde o lrrıalıdır.

o.o35

(i)

o

konsantrasyonlan

0,04

o 02

l

j 1

0,015 0,01

0,005 l o

1.1-

_ - _..., .__ __ . _.__ __ .... __._ ..._ .... _... .._ _ .. _... _..._ .._

MART

OCAK

MAYlS

TEMMUZ

Aylar

EYLU..

IIASı.'A

-·------

Şeki1

III.4.

3. Ayiara göre

fenol değişimi

Çinko Tayini

d eresind en 2002 yılında alınan n umuneler fotoınetrede okutularak çıkan çinko so nuç l a rı şekil 4 de

Mudurnu

verilmiştir.

Çinkonun yönetmelik s t andartı 12 mgiL dir.Tabloda çinko konsantrasyonları incelendiğinde tüm aylarda değerlerin standartın çok altında izlediği görüldü. Aylar 266


�A l1 Fe ı' 3ilinılerı 2nscitüsü

7.Cılt. 2.Sayı (Temmuz 200\)

Yapuy

Dergisi

Tckstil Atıl< Sulannan l\'ludurnu

Çnyına

Tesirlerinin incclenın�si

V.St\vinç, B.Hoşsöz

değerlendınne; yaptığıınızda temmuz ayında en yüksek değer ocak ayında i se en düşük değerde k o n -) a ntr a s yon ölçwnü ya p ıldı İ şleh1ıe dc çink o ve hücşiklerine diğer kinıy a s a 1 1arda olduğu kadar il1tiy aç du; ulınan1ası yinko konsantTasyonlarının düşük �ııa�ında

.

.

en

ç ılanasının

önenı.li nedenlerindendir.

-----·· ----

ı ı

1

ı ı

ı

-

Mudurnu

--�

01

E

0:003

-L...

·-

\!.)

ı.....

Q)

11

0

--

�ckıl

.:ı

-- - -

---- ""---r

7.7 l 7,65 716 7,55 7,5 ı 7145 ?A 7,35 7,3 ı 7,25 ı

MAY1S

�Aqr

0':-M

-·-

KASıM

EYLÜL

TEMMUZ

Aylar

__

-·---

_j

I 0...

. Ayiara göre çinko değışimi

2002 y ıl ınd a alınan nunıuneler ç ı ka n sülfur sonu çl arı şekil 5 de

fotonıetrede okutulup

vcriltniştir.

Sülflirün yönem1clik

s

...__

_ ___

Şekil

_

h .

IV.

tandartı 0,1 mg/L dir. Tablodaki

1/ 1 O 'u kadar düşük .;;ev1yclcrde seyretınesj sevindiricidir. Özellikle ilk 3 ayda ( ) ]<( ül en cieğerler diğer aylara göre yüksek oln ı akla bır 1 ikte son a yJ arda da bu d eğerlere yaklaşıldı. fcnu1ıuzda sülfü r özellikle en dü şük değerde seyre1nıesi ve bun dan sonraki a ylarda lineer artnıası standartlur içinde old uğu için soıun olu şturınadı.

-

O>

,-

c

\..-

o '-

kullanLnu

<D

lO}

Q)

o

ı.....

::::::> '+-

::::::> (j)

0,004

0,002 o

-

-

M;\YIS

1EMM!JZ

EY1•.ÜL

�SIM

...- --·-- - -

-

------

·-J

değişimi

DENEYSEL SO�t'ÇLi\.R \'E DEGElU.ıENDİRl\JE

artan

yitirnıenıesi

-· -

--

--- --

-

ı

D eneyse l

hızla ge liş e n

tekstil

su,

boya1ar,

kınıyRsallar vb

bunların

iç1n

alnu11ası g erek en uygulan1alar ü ze rind e

çnlışnıa la r

sonucunda ahk su k irlibği ni n değerlerde se yı etti ği ancak iyi h lı

1

gene Ilik le js tenilen

'

t akibi n yapıln1ası noktasında çevre fabrikaların eks1kJeri

olduğu

1

ı

sürekli takip edilecek dtuun1 göz önüne alınarak daha

Öze Il-ikle

geniş zan1anlarda yapıln1asının tercih edildiği gözlendi.

J -1-

görüldü.

·

paraıne tre l er i n ekononıik Yapılan

_ __ _._ ... ..._ _ ,_ .. _

·-

MART

--.-

MAYIS

_ .,. . . . ··- __a. .. .. _ ,.-

-

TI::.MMUZ

r:vıU.

-- - --- ---

5. /\ybra göre s ül fii r

araştnınalar

doğrultusunda

çevre

fabrikalar

i çinde özellikle Aydın Örme Tekstil fa b rikas ınd a gerek arıtına tesisi perforınansı gerek çevre dostu kimyasallar k u l la nı lınası gerekse bu konuya Yerilen önen1 açıs1ndan daha ileride o ld uğu görüldü.

�� KASı'•1

----

Mudun1u

Şekil

I�I\R1

Bu çallşnıada Mudurnu çayının bu hızlı gelişıneden zarar gönrıcn1esi 1çın çe şı t li ç özüın1 er sunul du ve ile rl e ye n y ıl l a rda IviuduTnu çayının bu önemli konunıuıı

Aylar _____

OCAK

duruldu.

·---

OCı:IJ<

l

ı

çeşitliliği çevre açısından büyük öncn1 taşnnaktadır.

0.01 -

0,006

---,

fabrikalan bölge halkı ile birlikte 1v1udurnu çayını da doğıudan etkilen1jştir.Özellikle artan fabrikalarla b i ı l ık te

pcıran1etıedir.

·

0,008

_ .- -�--,- --·�·--.--·-·--, -...,.--__._

Son y1llarda Mudurnu çayı ç e vresi n ele

çevre işletıncierde kullan ı l an sülflir içeren n u da ) apı1Jnn ve antına verinlinin b e nz e diğini göstenncktedir. :---. ül fiir te k.st ılde hen1 kullanını hen1de atık su deşarj n1da

......-..

-----,

t\}IJru gôı� Pll

değerler incelendiğinde d eğ e rleıin

----

----··-

Aylar

deresinden

öne nı arzeden bu

-

Ill.S. Sülfiir Tayini � tudurnu

ölç ül en pH sonuçları

�- ·--.. --· ·--···

-·-·--

-1 ı o ..;

ı.....

n w11uneler şekil 6 de

alınan

yapıldığının göstergesidü·.

0,001

:::) .:L

yılında

pH 'ın yönetn1e1ik st a nda rtı 6-9 a ral ığı dı r. Tablodakj değerler incelendiğinde değerlerin bu ara lık ta seyretti ğ1 gerek işJehne içi gerekse arıtı·na nötralizasyonun iyi

ı

0,002

>(J) Q) o

2002

verilmiştir .

ıı ı

0,004 ·ı

. -

deresinden

fotometrede okutulup

., '

_ _..,_. __

.

111.6. PH Tayini

çayırun geleceğinin kurtulabilnıesi yada �--evre

fabrikalardan en az derecede etkilennıe�j

değişim-i

nıaddcler hal in d e ç özüml er sunuldu.

267

j�- in aşağıcia


Yapay Tekstil Atık Sulannan Mudo_rnu Çıy ına Tesirlerinin Incelenmesi

SAU Fe;ı Bilim:erı Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı

(Temmuz 2003)

V .Sevinç, B.Ho söı

1- T eks til fabrikaların ın boya, en aza ınünıkün mertebe ıçın

fabrikaların

kendi

kin1yasal,

su

israfını

in dirilın esi bünyelerinde

,

bunıuı

tasarruf

ta kınılar ı olusturmalan ,. .

2-

Nludurnu ç ayından bölge halkını n çeşitli şelGllerde g özö n ünde f ay da land ığ ı bulundnıularak bu konuy a gerekli hassasjyetin gösterilmesinin sanayiinde kullanılan 3000 sağlaru11as1 tek stil farkh boyanın 1.500 ünden fazlasının canlılarda genotoksik ve ağır n1etal toksitesi etiasi yap tığı unutulmamalı . ,

3-

aTıtmanın yapıınıası ve dcvarnlıhğının periyodik olarak s a ğl ann1 as ı gerekli anahzlerin yapıbnası ve takibinin yetkil i kişilerce sağlanması,

4-

Avrupada

İyi

bir

,

ki uygulaınalarda olJu611ı gibj

ekstil

biı

çok

doğa dostu ürünl er terbiye n1akinal<ırında daha az su kullanın11 sağlayacak ınalideleri terc ih etme h, fırınanın

t

kimyasallannda

,

5-

1 ekst il firmalannda kişj}erin bu konuda

yeterli düzeyde eği tilnıiş çalışı ı n l rnası bi1in1Sel yönten11erc dayalı daha ciddj deneti nlin sağlann1ası '

ve ki rliliğin önlenmesinde azaıni gayret gösterınesj

gereken

fı r nı al ann maha11i ve nıerkezj

tarafından teşvik

6-

l

c di ınc

ler i

:

Tekstil tirınalarında boyama, aynı

işlev i

olan

yönetiın

apre vb

işle1nleıde

daha az kirlilik yapacak

fak a t

kin1yasallann seçiJn1esi ,

7-

firnıa1 arında çevre vb. ko nulard a uluslar standartıara �ahip olınak için gerekb faaliyetlerin yapılması ve bu konularda gerekli d este ğ jn sağlanma s ı gereknıektedir.

T'ekstil ara 5ı

KA YNr'\.KLAR

[1] Inan f-I.,Çiner F.,Sarıoğlu M.,Atık suların Yeniden K ul J anııru ve dün yad ak t lJygulanıaları Gebze Yükse k İleri teknoloji Enstitüsü Çevre nıühen d i sliği bölüınü,Çayırova 1 (1ebze, Ekiın-Aralık 1999 [2] Tünay,O., Endüstriyel I(irlenn1e Kontrolü 1996 [3] 'T.C. Başbakanlık Devlet Planl anıa 'Teşkilatı ,

I<.inıyasal

i'vtadde

.Araştınnası-

Boyannaddc

Hamrnaddeleri, Ternnıuz 1991

[ 4] San1sunlu�A.) Tekstil Endüstrisinde Çevre

J(orunla

1997 [5] Rudolf Duraner.,Polyester ve Polyanıid rnanıü1lerin Terbiyesi S eıni ner Notları Aydınönne .A.kyazı 1 Sakarya , 2001 [6] Özcan.Y ..Teksti: Elyafve Boyama Tekniği, inJ. 1 978 Sempozyonu

,

,

[7]

Yakcutepe,Z.:Ynkartepe,M.,T'eksti! ve KonfeJ�siyon Araştııma lVIerkezi Y a y 1n ları 1998 ,

268


Yer altı

SAU Fen Bılınılcr: l.:nstitüsti Dergisi 7 C ıl ı. J .Sayı (Temmuz 2003)

Eneı·ji

IIC'tim Sistcmledndt• Kalite l(ontr·ol •

A.R.Özdt•mi ı·,

YERAI�Tl ENERJİ İI.JETİM SİSTEMLERİNDE Kt\IJİri,E

Alper

Ozet ••

Bu

-

veraltı .,

makalede

Rıza

enerji

kayıpları

ve

hatlarında

global

rekabetin

KO�TROL

IT. YERAL'IJ KABLOI_JARJNDA l<A YIPLAR

kabinlarında kalite

iletin1

ÖZDEMİR, Gökçe ÖZY��R

standartlarının uygulannıa nedenleri ele alınnnştır. \-'�craltı

G.Özyer

oluşan

en erj i

Şekil-1 'de yeral t ı kablolan arasnıdaki elektroınanyetik

artışı

kablo

etlcileşjıni göstcnııek

üreticilerini ürün )(alitesinde olduğu kadar üretinı

anıacı

ile oluşturulrnuş iki kablolu

b�sit bir sistenı göstcrilnı.iştir.

kalitesinde de önl�mler almaya yöneltıniştir. Tedaş

�riirkive�de

bu

üreticilerin

global

standartları

belirlemekte

li reti m

düzeyde

ve

Jtahlo 2 nin ltlltlii ..

yapınasını

sağlaınaktadır.

1

.t na

lı tar lceliltteler

Yeraltı

-

.'

enerji sistemlerinde

kalite kontrol

•' 1

Abscract t.lualit} cablcs

-

The reasons for the implementation of

standards are

u ndergro und

on

/ , ,

transmission

/

"1

1}

through underground transnıission systems alo n g

....., . ....

� l 1

,

ll ı

preseııtcd in this paper. Energy losses

\Yith the increase of global competition has forced nıanufacturers

to

take

precautions

to

ensure

Fncrji

iletin1indekı

ındirgenn1esi, kablo üreticilerimn

Şekil

oluşu,

bu

tür

ınının1un1 en

si s t enıl en n

faktörlerine

bağiJ

d öş e rr 1e

elektroınanyetik

geon1etı-isinin

olduğundan,

kcsJnlik s e v i yesın e ulaşaınamışt1r.

Özdemır,() Özyer; SAÜ 'v1ulı Böluınü, Saknrya

l' -

iletitTı sisten1i

toprak

.

zl

j<ı)J.l o

==

(1)

--

2n

çeşitliliği

rnaten1atiksel

bir

1 R

1. Kablo

kablolannda

V �JO')p )2 ( _/ � -:::::= -=== -=- exp (j f1 _'u }.ı� ı� -+ � 2 + ) (p )2 exp

/\

.

öneınb endişe

anal iz i, hattın göınülü olduğu ortanun elektToınanyetik ve

r

·"'

sevıyeyc

analızini olası k ı l makta dır . Ancak yeraltı kabloJaruın1 geçirgenliği

ı

/

gerekir f 1].

krt)ııağıclır. J-laYai hatlarda iletını ortaınının nisbeten homojen

/� ·;

enıpedanSLı . . ı hcsaplanabiln1esi jçin Pollaczek en teg rali nin ç ö zü l i nesi

GİRİŞ

kayıpların

..::

ı

Yeraltı

ı.

i. �, "'

1

/ı"

'>:

Quality control in und erground cable

svstern ..

? A

1 J t

sets thcse standards in Turkey, bringing up the quality of na tio n al producers to global measures. -

A

--

1 J .. 1

producfion quality as well as product quaJity. Tedaş

h..'ey H•ords

..., (�9�-j 1 -

_.') ._ ,·

ı

Müh. Fak . Flektrik Elektrnııik

--

·-

2h

--

-<>:

/�2

ı-

_

=== ==::::::

x

(2)


Yer altı Eneı·ji Ilctim Sistemlerinde Ka lite Kontrol

SA U Fen 811im1eri Enstitüsü Dergisi 7 Ci lt,

2.Sayı (Tcnnııuz 2003)

A.R.Özdemir, G.Özyer

ş ar tl arı nd an etkilerınıesini ıniniınunıda tutacak global st andartl ar oluşturulmuştur.

ortan1 : açısa l

freka n s

: ortanıın ına nye t ik geçirgenliği

III. KAI..JTE KAVRAl\11 •

: toprak i l et k en l i ği :

sahibi

dü zenl enmi ş Bessel fonksiyonu

deri nl i ği p h

:

1

h =( ( h l + h

2

ifadesinin

daha

�Jm�0a

. -­

yetersizliğinden ötüıü 1980 li yıllarda kalite güvence fikıi or taya atıldı ve kalite kontrol bu yeni idealjn bır ı

ı)/2)

e di lebiln1esi

jçin,

anlaşılır

aş a ğıda k i

üretilen

g erçek tasarruftın ürün kalitesi ile değil üretim kalite s i ile elde edilebileceği anlaşı ldı . Kalite kontrolün bu

1 990 lar da ise yenilikçi

alt öğesi ola r ak yerini aldı.

'

o ınıanın yani bi lginin ön en1 kazandığı bir devir başladı

: kablolar arasındaki yatay mesafe

X

yanlış

üretici sayısu1daki artışa göre düşük kalınası ve bundan dolayı ü r eti cil e ri n pazar paylannın düşmesi sonuctında.

.,......

]ka blo d e rinliğ i

olarak

kalite kontrol

,

kon troller de,

Kalite

ele alınmaya

ürünler hın·daya ay nl ırken, bu üıüıılerjn n1aliyeti göz ard ı edilmekteydi. Pazardaki büyümenin, sürekli artan

: yüzey etki t ab akasının kam1aşık ==

1970'1erde ka l i te kavranu

uygulantmştır.

'

p

özelliklerin geliştirilmesiyle sağlanır.

b aşl a ndı . Bu dönemde kalite

: kab lola rda n biri ile diğeri nin izdüsü1nü arasındaki n1esafe

D

a lınadığı

Ülkenıizde

mesa fe

: �reablo lar arası

d

Kalite n1evcut beklentilerin ü zerinde , ınüşterinin beklem ediği, t al ep etlnediği ve hakkında önceden fıkir

bir

biç.inıde

Alternatiflerin çoğalması, tüketiciyi daha kaliteli ürünü

daha uctıza alnıa şansını

ifade

s a ğladı.

Bu duruın, üreticileri

daha düş ük ınahyet çabasL ile yuı1 içi pazara

d ön ü şümle ri

değişken

.

ürün

sunarken� di ğer taraftan yeteı-siz kalan pazar paylannı

uygulanmıştır.

etmek

kullannıası,

d ün y a pa zar ında da rekabeti arttırdı ve yeni

aınact

ile

ilu·acata

Ancak, d ünyan ın bilgi iletişin1 araçlarını

(3)

yö nle ndi rdi

k oınpan ze

.

daha yoğun

pazarlarda ürünler] kabul ettirebilmek ve gerektiğinde

ınü ş teri talepler i ne göre geliştirebilmek

bu ka l ite yi

ve

zorunluluğu doğdu.

IV. KABLOLARDA KALİTE

(4) Bu

dönüsürnler '1

ve

bir

Artan üretici sayısı

materna t i kse l

talo1n

üretilen

ürünlerden

sadelcştin1ıeler nygulandıktan sonra 2 ifadesi aş a ğı da ki

ka vraınnnn daha

hali alır.

'fürkiyc

ve

gelışeı1 telmoloj i neticesinde

beklenen

fazla

KONTROL

verinı

anı�ı,

garanti

önen1 kazanmasından

dolay1

Teknik Şaı1nanıclerinde garantiye ilişkin aşağıdaki ifadeler Y'" aldı. S at 1 c ı teslinı edilen iletkenleri teslim tarihinden Elektrik

Dağıtını

A.Ş.

(TEDAŞ)

·

+co

1

=

2

f

o

exp

-

2 bvtr-· rx "ru ·2

·-�--

u_,

v1u 2

+

j cos

.

+J

.

\' axu pu .J (

nede nle

serilerin

kullanırnlarını

içeren

ya

da

çözünller,

genel

(5)

ınalzen ıe

ınateına tiksel

en

yeraltı

enerji

kusurlu

nakliye, nıontaj ve benzeri

ohnak

sorun 1 arı

alıcınuı

üzere

dcğiştirecektir.

o larak

hesaplananıanıası

Bu

ınalzenıey i

tüın

demontaj,

giderler k endisine ait

onaylayacağı

biçünde

şekilde değişt iril en malzeme de

üreticileri kabloları değişik

Yukanda ifade edil en garanti şartları nı sağlayanıayan

ortan1

bir işlehııenin çok büyük bir

az etkiJenecek ş e ki lde üretınek zonında

aç ık

rekabet ort amın da ticari işletrnclerin kalite kavranu i le tanışn1aları so nu cun d a

kalmışlaTdır.

satıcı

aynen yuka ndak i garanti koşullarına uyacaktır. [ 2]

sonucunda kablo şart l anndan

ve i nıa.lat hataları nedeni ile hasarlanması

dnrunıunda

oluştunnaktadır. !(ayıp ları n

�e

(y irnlidört)

garanti sü res i içinde kusurlu bulunması veya tasarrrn,

algoritınalaruı

ıraksaklık

24

ay sür e ile 111:alzeme işçilil< hatalarına karşı garanti edece ktir. Iletkenlenn

başlayarak

Pollaczek entegrali dalgalı ve d üzensiz bü· yapıda d ı r. Bu

,

"

A rtan

iletin1 hatl a rı n d a

o lduğ un d an

kablo

mali

risk aldığı son derecı:­

üreticileri

tüm

a�anıalannda sıkı bir kalite kontrol uygulaması

proses

yapnıak

zorunda kaldılar. Ülkenıizdeki en büyük iletken alıcısı

kullamlan kabloların

270


Yer altı Enerji İletinı Sistemlerinde Kalite Kontrol

�.\L Fen Btlımlcn EnstiWsü Dergisi /.Cih,., Sayı {Temmuz

A.R.Özdemir, G.Özyer

2003)

olan Tedaş ürünl e ı i n bu şartlara uygunluğunu, üretici ışletnıede

k ont rol

eınıekted ı r redaş

d e n e yler in i

bizzat y a parak kabul

.

şartnanıelerinde

sad e c e

TS/ISO 9000 l(al ıte

Sis te1n Belgesi ve/ve ya 1'ürk Standartlarına u ygunl n k belgesi olan fiınıalardan a lın1 yapacağım aç:ıkç a beliıtntiştir. TS/ISO 9000 ka l i t e sistenı belges i ne sahip olablln1ek için haınnıadde g iıiş in d en ürünün çıkışına kadur olan tüın safhalarda ürün jz]enebilirliğinin sa

�la nnıası

ve

belirlenen standartıara uygun şekilde

üretiın yapıln1ası zorunludur.

\'.

SONUÇLAR ve ÖNERİLER

l'edaş, üretilen üıiin lerin kalitesini arttırmak ]çin kablo

iına l a tç ılan nı

süt ekli

güncellediği

şartnamelerle

yönlendirn1eye devmn etmelidir. Bunun nehcesi olarak,

kablo üretin1inde kalite seviyesinin her geçen gün ar tı ş göstereceği ve ülkeınizcleki kablo üreticilerinü1 dünya standartlarına uygun üre1ıı11 yaptıkları görülecektir.

KAYNAKLAR [ 1]

C"'alculating

121

TEDAŞ

Earth

Imedances

for

Underground

Transnus�ion (�ahles, Instituto Tecnologico de Moreha, ·vıe x i co Örgülü

'Tanı

Malzeıne

Daire

Başkanlığı

Alürninyun1 İletkenler ve Çelik Özlü

Alün1in yun1 i\lart, 1996

Örgülü

Yönetimi

İletkenler

Te kn ik

Şartnan1esj,

271


Bil imieri

SAU Fen

Bir Ü niversite HocasıNasıl Olmalı ·ve Ondan Beklcncnltr S.Anık, A.Oğur

Enstitüsü Dergisi

7.Cilt, 2.Sayı (Tcınınuz 2003)

BİR ÜNİVERSİTE IfOCASI NASil.� OLMALI VE ONDAN BEKLENENLER (BEŞ PARMAKTA BEŞ M ARI FET) •

'J

Selahaddin

ANlK, Ahınet OGUR

(Tniversite hocası, öğrencileri hayata haz u·I a yan ve meslek

sahibi

sonuncusunu

yapan teşkil

kadem es in i n

öğrenin1 eden

yüksek

kurumlarında

öğre n cilerini

hazırlayan

ilerideki çalışınalarına

ve

son

ş eki lle r üıi alarak

hayata

yetiştü·en,

Öğrenc j)er

öğretiın eleınanlarıdır.

öğretin1

ha ya ta

veren

yön

bu kuntmJarda

at ılır.

Onun

için

üniversite hocasının� sadece ders veren bir eleman değil

bunun

yanında

toplayan

üzerinde

çok

daha

k anıil

birer

fazla

hasletleri

ele n1an

olması

gerekir. Bir insanın organları arasında mühın1 yer 1şgal ve

eden

gün l ük yaşanunda da bütün işleri gören elleridir.

Her elinde gördüaü isi daha müke nune l ve daha b �

fayda l ı bir şekılde yapabilinesi için sahip olduğu

beş panrmğı vardu. I-ler pa rn1ağ ı nda gördüğü başka bir görevi ıncvcuttur. Eksik bir parmak, elin yaptığı işinde eksik kalmasına sebebiyet verir. El de vücuda bile k ile bağlanıruştır. Burada

bir

hocasının

'·l7niversite ..

ni bit elin bileği olarak alırsak,

bu eli oluşttırar beş parnıağın yapt1ğı görevleri de üniversite

hacasından

beklen1ek

hakkımızdır.

Şelrilde de gönlüğünıüz gibi elin p a rmakları baş parmaktan

serçe

............... İyi ders anlatabilme

işaret pam1ağ1

........ ....... Kitap yazabiln1e ve yayın yapabilnıe

Orta pam1ağ ı

............... Araştım1a yapabilme

Yüzük pam1ağı

.. ... . ... . . İnsan yetiştirebiln1e

Serç e parmağ1

............... Endüstriyel deneyime

pannağa

özellikleri taşıması gerekir.

kadar

aşağıdaki

A :ı: c: -·

-

......

--

�·

.,...

(t)

.

.

.

Bu özellik le ıi taşıyan bü· üniversite hocası, yetiştirdiği öğrencilerin hayatında isim bırakanlar arasına giren kiloınetre ta şlarıdır. Eskiden doç.entlik sınavları arasında bir de deneıne dersi sınavı vardı. Bu sınav k azanan

d y

a a ın

50

n or mal

doçentlik sınavını

dakikailk bir süre

içerisinde=

kendisi ne verilen biı- konuyu bu süre içerisinde nas1l anlattığı, yani konuya h akinı.iyeti ve bu konu yu bu süre

içerisinde

bitirip

bitireınediği

tespit

edilirdi.

Böylece jüri son karaı,nı verirdi. Maalesef şi n1d i bu yapılmanıaktadır. Böylece de hocanın ders verebilme üniversiteye hoca olurken tespit etmek

nıümkün olmamaktadır. Sonunda bunun acısını da öğrencileri çekınektedir. B urada örnek olarak Almanya da bir üniversitede yapılan

profesörlük

tayini

ilgili,

ile

yakından

yaşadığım bir anıroJ anlatmak yet inde olacaktır. Bir Alnıan

üniversitesinde

profesörlük

kaw·osuna

n1üracaat eden adaylar1n son seçmesinde geriye kal an son

ı» o ::s cr (') -· Q) < =:-<D ..-. CC< <n (1)

.

sahip olabilme

yeteneğin i,

üniversite

Jfocalığı Yeteneği"

Baş parmak

üç

adaya

verilen

belirli

ko nunun

bir

jüri

h11zurunda ders halinde anlatıln1ası istemnekte. Bu bir nevi denen1e dersi s ın av ı gibi yapılnıakta. Daha soma adaylar yukandan aşağ1ya doğru sıralanarak üç aday

h al i nde bakanlığa teklif ediln1ektedir. Birinci aday ilk tercihtir. Bakan bu tercihi yapmakta aday pr o fesör unvanını alınakta, fakat yapılan bu ilk tayin bir aday ra y iıü dir. Profesör unvanı alan adayın haberi olınadan, ikisi ke nd i nin profesörliil< j ürisinden ve biıide ders ,

verdjğ,i sınıftan olrnak üzere üç kişilik jüri, ders veren hocanın haberi olnıadan bir sene süreyle derslerine girip, hocanın ders vern1e yeteneğini takip etmektedir. Bir

yıl sonra bu jürinin

verdiği

olunılu

raporla,

y tayininden kurtulup, asil tayine geçıniş oluyor. Böylece hocanın ders vernıe ye tene ği de

profesör

a da

ölçüln1ektedir.

Il O [nıe�li Öğretırn Üyesi O ğur; SA j ��u h. F3 ı. Öğret: nı U yesi

S. Anı k ; 1\.


Biı· Üniversite HocasıNasıl Olmalı ve Ondan lleklcnenler

SA U Fen Bilimleri EnsticüsO D�rgisi ""'.Ci1t, 2.Sayı

S.Anıl,, A.Oğur

(Tcın:ııuz 2003)

Üniversite hocasının, her şeyden önce verdiği dersin

U ygulan1adan uzak teori sadece kitap yaprakları

ki ta bın ı. hocahk mesleğine geçtikten kısa bir süıe

arasında kalır. Endüstriyel deneyiıni fazla olan bir

sonra yazmas1, hem öğrencileri hern de kendisi için ._ bir çok kolaylıklar sağlar. Oğrenci her zaman

hocanın

L'"ygulamaya dönük yaşanan olaylann öğrencilere

hocanın anlattığı dersi dinleyerek daha iyi öğrenir.

aktarı lınası, dersi zenginleştirir ve süsler.

Derste

ziyade

dinlemeden

ders

verdiği

derse

hakiıniyeti

de

fazladır.

not

zaınanım

tutmakla geçiriJse, din lene n dersin veıinıi i steneni

Burada Anadolu da yapılan bü· yufka ekınekle ilgili

sağlamaz. Bunun için hocadan kitap yazması

konuyu

örnek

eskiden

kış

meslek i

ve

yayın yapması daima beklenir.

veımek

gelmeden

yapılır

avlularda

ve

uygun

olur.

kışlık

ekn1ck;

bunlar

Anadolu da üstü

kurotularak

açık

seleye

hocanın kendine

dizilir. Seledekj kuru yufka ekınek, ele alındığında

olan güvenini, n1eslektaşlan arasında da tanınrııasını ve üjbarn11 ar rtın r Yaznıa yeteneğini geliştirir.

hiçbir şekle girınez ve hemen ufalanarak dökülür . Fakat seleden usulünce alınan kuru yufka ekmek bir

hocanın yetişmesini,

Araştırma, .... .

.

sofrada üzerine biraz su serpilerek üzeri kapatılıp, Hocanın

en

yetiştünıektır.

b i r i de insan

bir siire bekledikten sorıra sofra açıldığında, o yufka

İnsan yetiştirıne yalnız öğrencileri

artık kın lgan değil, j stenen foı1na giren ve dürüm

önemli

görevlerinden

olabi l e c ek bir nitelik

için değil, yanında bu lunan asistanlanmn ileride hoca

olarak yebştirilmesidir.

ekn1ek ve

Bu da asistan ve

araştırma

yapacak

su ile tredınana tabi tutulan

tarafından yoğıulınuş, aynı

bazı

görevlilerine

S eledeki kırılgan laııu

ekmek aynı n1ikta.rda un, su ve tuzla aynı insan

araş1ım1a görevlilerinin doktorası ile başlar. Burada doktora

so iiadak i

taş ı r.

insan tarafından aynı

tav siyelerim olacakt1J. Bir doktora hocası seç erken,

tahta üzerinde aynı aklava ile açılmış ve aynı saceta

bu hocanın yanın da şimdiye kadar kaç hocanın

aynı

doktora

hanu1ıaddesi

yaptığını

ve

doktoraların

b itirildiğıni ara ştırarak

,

kaç

senede

hale

ederim. Bir hocan1n ilk doktora öğrencisi olmayın. Sizlere bu konu da Büyük Mevlana

Celaleddin

u s ta

bir bardağı

Mevlana,

bir

inıal

Kısaca

pişiriln1iştir.

usulü

birb i r ini n

tan1a111en

getirihnesi

sağlaruruşhr.

bir üniversite

İşte

endüstriyel

hocas1nın dersi de

seledelG yufka gibi değil, sofl'adaki yutka gibidi r .

ve Hümanist seçitlli

hakkındaki düş ünces ini verınem her şeyi daha kolay açıklar.

ve

deneyinıi olan

Düşünür

Runu 'nin

tarafından

aynıdır. Sadece bi r l s uı e hafif su serpilerek kullanılır

seçnıelerini tavsjye

hoca

kimse

Acaba bir üniversite hocası asistan seçerken nasıl

tabağın içine

Aşağıdaki

da vranrualı?

şekilde

bir

daire O' dan

koyar, bardağın içerisine ve bardağın dışına buğday

gönnekteyiz. Daire üzerinde saat yönünd e

taneleri atar. Ondan soru·a zanıanla bardağa yavaş

başlayarak

yavaş su koyar. Bardak doluncaya kadar bardağın

noktaya geliriz. Yani O derece ile 360 derec e üst

etra fın dak i

taneleri yeşern1eye başlar. Burada Mevlana, usta

üstedjr. Biz deh dediğinriz kin1seleri bir nevı akılsız ve zekası kıt olarak alır, dahi dedığimizi de çok zeki olarak kabul ederiz. Daireye dikkat edildiğinde O derece ile 360 dere ce üst üstedir. {ani dahi sola

s eç erken,

doğru

buğday hep tane halindedir. Bir süre

sonra bardak dolar ve su bardaktan taşarak tabağa geçer.

Daha som·a da

tabakta

bulunan

buğday

boş bardak gibi usta seçmeyin, bardağı

bir

taşan usta yı arayın ... der.

az

360 dcreceyi döndüğümüz de yine aynı

bir salınan ile deli, delide sağa doğru

salınan

ile dahi

sırufına

az

girer. Bu dlUU1nda

asistan seçerken� 360 derec e olanı değil si stematik

\:ahşan, disipJinh ve daire üzerinde de 270 ila 300 der ec e arasında zekaya sahip olaıun seçiln1esi

gerekir. Seçjlecek dahi asistan kalıcı değildir. Etrafı

ile geçiıunesi nornıal sınırları zorlar. Oo Üniversite hocasımn endüstriyel deneyiırri, hocahk vasfının

bir

d!ğer

önenui

yanıdır.

.Lvlümkünse

üniversite hocalarının endüstri ile yakın d an teınas halinde

olması.

hatta

endüstriyel

problenuerin

çözülmesinde aktif rol alınası v e aynaması gerekir.

Aksi halde hoca, hasta yüzü doktoru gibidü·.

Teori,

göımenıiş bir

uygulama

ilc

tıp

bir araya

geldiğinde tam sonuç ahr.

273

(I>eli)

360

°

(Dahi)



SAÜ FEN BiLiMLERi ENSTiTÜSÜ DE RGiSi YAZlM ESASLARI

Sakarya üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü dergisi, bütün Fen ve Mühendislik alanlarında yapılan önemli, özgün ve kaliteli araştırma ve çalışmaları içeren bir dergidir.

Dergide

yayınlanacak makalelerin yazım esaslan aşağıda verilmektedir. 1. Yayınlar A 4 norm kağıtlara çift sütun halinde en çok 8 sayfa olacak şekilde hazırlanmalıdır. Gönderile n yayınlar gönderıldiği şekılde (boyutlar değişmeden) basılacak, ancak şekilsel düzenlemeler; eğer gerekli görülürse, E nstitü tarafından yapılacak tır Lutfen sayfanın ön yüzüne sayfa numarası vermeyiniz. Sayfa numaraları nı sayfaların arkasına yumuşak bir kurşun kalemle ışaretleyıniz

2. Teslım edılen makaleler incelenecek ve en geç 15 gün içerisinde yazariara durumu bıldırir bir belge verilecektir inceleme

sonunda yazım kuralına uymayan makalelerdeki düzeltmeler yazariara bıldırılecek ve bir hafta ıçerisinde düzeltilmesi ıstenecektır.

3. Butun metinler 300 dpi veya daha iyı çözünürlüğe sahip (lazer yazıcı tercih edilir) bir kaliteli yazıcıdan alınmalıdır. 4 Herbır sayfa için kenar boşlukları;

soldan: 2 cm, sağdan. 2 cm., ustten. 3 cm. alttan· 3 cm. sadece ilk sayfada üstten 5

cm şeklınde olmalıdır.

5. Herbir kolonun genışliği 8.1 cm. ve kolonlar arası boşluk 0.6 cm olmalıdır 6. Çalışmalar Word ortamında Times New Roman fontu kullanılarak tek aralıkla yazılmalıdır El yazısı. semboller ve formuller kabul edılmez

7. Yazım dıli Türkçe veya lngılizcedır. 8. Yayınlanması istenen çalışmalar, bırı a sıl, toplam 3 nüsha halınde, dıskete kopyalanmış olarak koruyucu ve sağlam bır zarf ıle Fen Sılimieri Enstitüsune ulaştırılmalıdır.

9. Makalenin ilk sayfasında yayın başlığının altında yazar ısımlerı ortalanarak yazılmalıdır Yazarlarla ılgıli bılgıler ıse. ılk sayfada ilk sütunun altında 8 punto ile yazı lmalıdır. Konu başlığı ve yazar ısimlerı arasında 2 satır boşluk olmalıdır.

10 Yayın ıçerisinde aynı düzende Türkçe ve ingilızce özet olmalıdır

Eğer makale ıngilizce yazılmış ise Türkçe özet ılave

edılrııelıdır. Ayrıca özet bölümlerinin hemen altında anahtar kelimeler v erılmelidir 11 Font b uyüklukleri aşağ ıdaki gibi olma lıdır.

Başlık

Alt indisler

Yazarlar

: 14 koyu, hepsi buyük harf . 12

Ust indisler

•7 :7

Yazar adresleri

:8

Başlıklar

:10,koyu

Özet

·10,bold

Ana metin

Kaynaklar

.1 o

Şekil ve tablo ısimleri

•1o :8

12. Makale ıçensindeki düzenleme aşağıdaki gibi olmalıdır. Başlık

. Sayfa içinde ortalanmalıdır.

Yazarlar

:Yayın başlığından sonra iki satır aralık verılmelı ve ortalanmalıdır.

Özet

· Birinci sayfa bırinci sütunda (sol taraf) 100 kelimeyi aşmamal ı. (Özet ... , Abstract -) şeklınde olmalıdır lik önce Türçe daha sonra ingilizce özet verilmelidir Özetin tamamı bold karakter olmalıdır. Yazar Adresleri : Birinci sayfa birinci sütun altı nda olma lıd ır. Bölum Başlıkları

: Sütun içinde ortalanmalı. Roma rakamı kullanmalı. Eğer alt başlık var ise roma rakamından sonra standart rakamlar ( 1.1, 11,1 ... ) kullanılmalıdır. Şekiller : Her türlü çizim, fotoğraf ve resım şekıl olarak adlandırılmalıdır. Şekıl başlıkları şeklın alt kı�mında bulunmalıdır. Şekiller mümkün olduğunca sütun içinde ortalanm alı. ancak tek sütuna sığmayacak şekılde ıse sayfa ıçıne ortal anarak yerleştirilmelidir. Tablolar : Tablo başlıkları tablonun üst kısmın da bulunmalıdır. Tablolar mümkü n olduğunca sutun ıçıne ortal anmalı, ancak tek sütuna sığmayacak şekilde ise sayfa içine ortalanarak yerleştirilmelidir. Kaynaklar : Makalede de i�ile� k�ynaklar, metin i çerisinde verildiği sıraya göre köşeli parantez içınde . . . . numaralandırılarak verılm elıdır. Kayn aklar la ılgılı bılgıler , bütün yazarların adları, makale, patent ve rapor adı. cılt numa rası. sayfa n umaraları ve basım tarihi sıras ıyla verilmelidir.

13 Yukarıdaki şartları sağlamayan makaleler yayı na alınmayacaktır.


Kontrol Alan Ağları (CAN) Kullanılarak Step Motor Kontrol Uygulaması AKaraca, HEkiz, AT Özeerit ..

. . . . . . ... .

.

.

. .. .

. .... 146

KontrollüKimyasal Çöktürme Yöntemi ile Üretilen Yüksek Voltajlı ZnO Varistörlerin Mikroyapısal Özelliklerinin incelenmesi . . .. .. ... . . .. . .. .. . . ...... . ö. Yüksel, NCanikoğlu, HÖ. Toplan

· · · · · · ·

150

KoronaKayıplarının Modellenmesi S. Doğan Güneş Matris ÇeviriciKontrol Tekniklerinin Bilgisayar Ortamındaki Benzetimi i Coşkun, ASaygm ..

. .. ... 159

Mentezlerin Projelendirilmesinde Kullanılan Taşkın Hesap Metotlarının Değerlendirilmesi M Öztürk, N Kaya, AHAşkan . .... . . .. . .. .. ... ..

.. ....

.

. ... 167

Mikrodalga ile Bitkisel Yağların Transetilasyonu ve Transbütilasyonu G.Körçoban, MK1I1ç ....... ..... ..... ..... . . . ......

. . .. ........ . .. ....... . . 172

On ldempotency of Linear Combinations of Two Commute ldempotent Matrices H Ozdemir. A Ince. M Sarduvan

175

Optik Fiber iletişim Sistemlerinin Özellikleri .. . . . 178

G Aydem1r. A Fenkoğlu, COdabaş, Z Beyhan

Perdeli-Çerçeveli Sistemlerde Planda Perde Yerinin Değişmesinin Perdeler ve Çerçeveler ArasındakiKesme Kuvveti Dağılımına Etkisi H.ka sap, O. Ünlükaya

Paralel LRC Devresinde Radyo-Frekans (RF) Metodu ile Kay ıp Dirençlerinin incelenmesi Y.Güney, H.Akçakaya . .. . . .. . .... . ..

. ..... 192

Rüzgar Türbinlerinde Dinamik Kararlılık H Ge/beri, AS Y1/maz. MYildiZ, MA Yalçm Sakarya ilinde 17 Ağustos 1999 Depreminde Hasar Gören Yapılar Üzerine Bir .. . . . .. . Araştırma F ilçi, MC.Aktaş .

.. . 199

. .... 205

Sıkıştırma Döküm Yöntemi ile Üretilen Ti-B ilaveli Z A-12 Alaşımının Özelliklerinin incelenmesi B.Çağlar, C.Kumaz. Sürücü Eğitimi Değerlendirmesi O.E/doğan, Y Tam/ürk, AUzun .

.

. . . .

210

· · · · · · · · · · · · · · · ·

· · · · ·

Tek Kat Ekranın Eşdeğer Devre Modeli Benzetimi ile Ekran Verimliliğinin Karşılaştırılması Ö.Polat, S. ÇömlekÇI, Ş. Özen. AY. Teşneil

219

224

Ticari Uçaklarda iklimlendirme Sistemi veKonfor Kçak1r. Möcal, 1 Taymaz

.

.

.. 229

Toplam Verimli Yönetim Anlayışı ile Ekipman Verimliliğinin Artırılması SEşme, Ei/han .

. ... .. .. . ... . ..

Hasarlı Binalarda Onarım ve Takviye ME/mas, UGünoğlu

...... 236 .... . .. 241

Yakıt Pilleri ve OtomobillerdeKullanılması AGümüş, ö Dönmez. MPerçin

. . ... . .. 251 .

Yakıt Hücresi Teknolojisinde Bor Uygulamaları A.iÇetim, i Ordu, AKolip

257

Yapay Tekstil Atık Sularının Mudurnu Çayına Tesirlerinin incelenmesi V. Sevinç. B Hoşsöz .. . . . .. .

..

. .....

.

.. . . . .

.. . ..

..

. ...

Yeraltı Enerji iletim SistemlerindeKaliteKontrol AR Özdemir. G.Özyer Bir Üniversite Hocası Nasıl Olmalı ve Ondan Beklenenler . (Beş Parmakta Beş Marifet) S.Amk, AOğur . . .

.

.. . .

. .

... . ... ... . 265 .... 269

.. . .

272


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.