Enerji Yöntemleri ve Yapı Sistemleri
| ISBN | 9789755113906 |
| Yayınevi | Birsen Yayınevi |
| Yazarlar | Ahmet Yalçın Aköz (author) |
| Kitap Tanıtımı | ÖNSÖZ Enerji yöntemleri kitabı, on yılı aşkın bir süredir, İTÜ İnşaat Fakültesinde üç ve dördüncü sınıf öğrencilerine vermekte olduğum ders notlarından oluşmaktadır. 17 Ağustos 1999 depreminden sonra, dinamik zorlamaların güncel bir konu haline gelmesinden sonra da bu kitabın V. Bölümündeki dinamik zorlamalar eklenmiştir. Kitabın yazılmasında temel amaç, klasik konuların farklı bir görüşle ele alınması ve yapıların bilgisayar programlamaya uygun olarak çözülmesidir. Bilindiği gibi mekanikte, denge denklemleri, uygunluk koşullan ve bünye bağıntıları kullanılarak kuvvet etkisindeki bir elemanın veya sistemin diferansiyel denklemleri sınır koşullarını sağlayacak şekilde çözülür. Diğer bir yaklaşım da diferansiyel denklemlerle uğraşmadan yapıya ait uygun bir enerji fonksiyonunu minimum yaparak çözüme ulaşmaktır. Bu yöntem, bir yandan elemana ait diferansiyel denklemlerin ve sınır koşullarının elde edilmesinde çok yararlı olurken aynı zamanda doğrudan çözümlere ulaşmakta da kolaylık sağlar. Bu amaca ulaşmak için I.Bölümde enerji hesabı ve enerji teoremleri açıklanmıştır. Enerji teoremlerinde hareket noktası virtüel iş teoremidir. Önce bu teorem açıklanmış ve toplam potansiyel enerji ilkesine, EK I de kısaca açıklanan varyasyon hesabı ile geçilmiştir. Bu kitapta hemen hemen tamamen TPE olarak kısalttığımız toplam potansiyel enerji ilkesi kullanılmıştır. Bu nedenle I. Bölümde bu konuya geniş bir yer ayrılmış, diğer enerji teoremlerine tamlık adına kısaca yer verilmiştir. Yöntemin temel felsefesi Ayrıt 10 da ayrıntılı olarak açıklanmıştır, buradaki yaklaşımda elemanların Enerjileri, elemanların birleşim noktalarındaki nodlann yerdeğiştirmeleri cinsinden yazılır. Gerçek yerdeğiştirmeler TPE yi minimum yapan değerlerdir. Bu yaklaşımda elemanın kendisine dikkat etmeyiz. Yeter ki bu elemanın enerjisini nodlann yer değiştirmeleri cinsinden hesaplayabilelim. Eğer yapımız Ayrıt 10 da ele alındığı gibi basit bir elemansa işler çok basittir. Yapı eğilme çubuklarından oluşan lateral yükler etkisinde çerçeve tipi yapılarsa, bu elemamn eneıj isini nodların yerdeğiştirmeleri emsinden hesaplayabilmek için önce elemanın gerçek yük altında çözümünü yapabilmek gerektir. Bu ise, eleman üzerinde dış yük olduğu zaman, ancak hiperstatik problemin çözümünden sonra mümkün olabilir. Bu sorunu aşabilmek için Ayrıt 12 de eşdeğer TPE enerjisi kullanarak elemanın gerçek elastik eğrisini bilmeden, elemanın TPE sini nodlann yerdeğiştirmelerine göre tanımlanabileceği ispatlanmıştır. Bu teoremler kullanılarak yayılı yükler altmda eleman ve yapı sistemlerinin hiperstatik problemlerinin çözülebileceği gösterilmiş ve bazı basit örnekler verilmiştir. Yazann bilgi çerçevesi içinde TPE nin bu tür problemlere uygulaması yenidir. Daha soma bu yaklaşım II Bölümde önce düzlem ve uzay kafes sistemlere uygulanarak KAFES-2D, KAFES-3D, KAFES-3K programlan geliştirilerek gerekli açıklamalar yapılmıştır. Kitapta fazla yer tutmaması için programlara bilgi girişi, program CD sinde Beni Oku dosyasında açıklanmıştır. Çerçevelerin hesabı III. Bölümde incelenmiştir. Önce doğrudan klasik çerçeve eleman matrisinin çıkanlışı, bilgisayar programının hazırlanışı açıklandıktan sonra, kalınlığı değişen çubuklann, elastik mafsallı çubuklann, elastik temele oturan çubuklarla dairesel eksenli, parabolik eksenli çubuklann eleman matrisleri çıkarılarak bunların bilgisayar programlamasında kullanılışları açıklanmıştır. Bu bölüm için FRAME-2D programı hazırlanmış ve bazı örnekler sunulmuştur. Benzer felsefe ile üç boyutlu yapının temeli ile birlikte çözümüne ait FRAME-3D eklenmiştir. Bu yaklaşımın özellikle yapımn titreşim karakterini çok önemli miktarda değiştirdiği gözlenmiştir. Statik hesaplarda sonuçların fazla değişmediği saptanmıştır. Önemli yapıların dinamik hesabımn mutlaka temel kirişleri ile birlikte bir adımda yapılmasının önemi büyüktür. V. Bölümde Yapıların dinamik yükler altmda hesabı ele alınmıştır. Burada düzlem çerçevelerin temelleri ile birlikte hesabına izin veren, istenirse elastik bağlan da göz önüne alabilen FRMDIN-2D programı eklenmiş ve örnekler üzerinde programın kullanılışı açıklanmıştır. Data girişi ile ilgili ek bilgi yine ekli CD de verilmiştir. Bu bölümde TİTREŞİM programı ile dış kuvvetlerin zaman aralıkları ile sayısal verilmesi halinde sayısal integral programı eklenmiştir. FOURIER programı ile yine karmaşık titreşimlerin Fourier analizi ile ayrıklaştırılması ele alınmış ve bir örnek üzerinde yöntemin başarısı gösterilmiştir. Son bölümde ise iki ucundan çökme ve dönmeye göre elastik bağlı çubuğun burkulma denklemi enerji yöntemi ile çözülmüş ve elemanın en genel halde karakteristik denklemi bulunmuştur. Çerçevenin burkulması en fazla normal kuvvet alan elemanın elastik bağ özellikleri FRAME-2D programı kullanılarak elde edilmekte, sonra elemanın karakteristik denklemi çözülerek sonuca ulaşılmaktadır. Bu yöntem Prof. Mustafa İnan tarafından basit birkaç probleme uygulanmıştır. Yine yazarın bilgisi çerçevesinde bu yöntem çerçeve sistemlere ilk kez uygulanmaktadır. Bu kitap uzun yıllar öğrencilerimle birlikte Mekanik Anabilim dalında yapılan çalışmalarla geliştirilmiştir. Elastik zemin problemleri Dr.Fethi Kadıoğlu, Yük. Müh. Berkay Çengel tarafından çalışılmış ve gelişmelerinde emekleri geçmiştir. Kitabın yazımına ilk kez Yük. Müh Berkay Çengel tarafından başlanmıştır. Üç boyutlu rij itlik matrisleri IV sımf öğrencisi Müslim Akkaymak tarafından yazılmıştır. Kitap yazımının değişik aşamalarında Yrd. Doç. Dr. Nihal Erattının teşvik ve desteği itici güç olmuştur. Ancak kitabın bu haliyle oluşmasında çok büyük katkı, Yük Müh. Murat Yılmaz tarafından yapılmıştır. Gerek Fourier analizi gibi konuların gelişmesinde gerek konuların sıralanışı ve ifadelendirilmesindeki değerli katkıları, gerekse kitabın bu düzende ortaya çıkmasındaki yazım çizim ve düzenlemedeki titiz katkıları büyüktür. Kapak düzenlemesi de yine Yük İnş.Müh Murat Yılmaz tarafından yapılmıştır. Kitabın bu şekli ile okuyucunun eline geçmesinde katkısı olan herkese ve Birsen Yayınevine içten teşekkürlerimi sunarım.. 10 Kasım 2004 A. Yalçın Aköz |
Kütüphaneniz