Yıl 2018, Cilt 22, Sayı 2, Sayfalar 581 - 592 2018-04-01

Structural time-history analysis of buried steel pipeline systems
Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi

Serkan Çoban [1] , Seyit Çeribaşı [2]

167 218

Potable water pipeline systems, by which the population provides clean water, are critical facilities that increase the living quality of the society. Parallel to the increasing number of inhabitants and to the development of industry any breakdown of those systems will affect economy and human life negatively. Operational damages resulting from maintenance works, pipe relocation works, and construction of other infrastructures cause failure in services of potable water facilities. Another factor that causes damage in these systems is natural disasters, and the most harmful of them is earthquakes. Utilization of structural analyses is very important for production of earthquake resistant pipelines, or for maintenance, reparation, and retrofitting of pipelines before earthquake. In the scope of this study buried, internally pressurized, steel pipelines, which are frequently encountered in potable water systems, are three dimensionally modelled and their time-history analyses are done by using finite elements software ANSYS Workbench V17.1. The stress and displacement quantities of steel pipes are investigated by changing the parameters depth and pipe diameter in the performed analyses. Additionally, a practical method is developed for performing this type of parametric long-lasting analyses. 

 İnsanların temiz suya erişimini sağlayan içme suyu boru hattı tesisleri toplumun yaşam kalitesini arttıran can damarlarıdır. Kentlerde nüfus artışı ve sanayileşmenin gelişimine paralel olarak temiz suya erişim çok daha önemli bir hale gelmiştir ve içme suyu boru hatlarındaki herhangi bir aksalıklık toplumsal ve ekonomik hayatı olumsuz etkilemektedir. Bakım onarım çalışmaları, hat deplase çalışmaları ve diğer altyapı tesislerinin imalatı sırasında meydana gelen operasyonel hasarlar içme suyu tesislerinin işlevinin sürdürememesine neden olur. Bu sistemlerde önemli hasarlar oluşturan bir başka etken ise doğal afetlerdir ve bunların en yıkıcısı depremlerdir. Depreme dayanıklı boru hattı imalatı veya deprem öncesinde  boru hatlarının bakım, onarım ve güçlendirilmesinin yapılması için yapısal analizlerin yürütülmesi son derece önemlidir. Bu çalışma kapsamında içme suyu sistemlerinde sık karşılan zemine gömülü basınçlı çelik boru hattı, sonlu elemanlar yazılımı ANSYS Workbench V17.1 kullanılarak  üç boyutlu olarak modellenmiş ve zaman tanım alanında sismik analizi yapılmıştır. Yapılan analizlerde derinlik  ve boru çapı  parametreleri değiştirilerek çelik boruda meydana gelen gerilme  ve deplasman miktarları araştırılmıştır. Ayrıca, uzun süren bu tür parametrik analizlerin pratik olarak yürütülebilmesi için pratik bir yöntem geliştirilip uygulanmıştır.

  • [1] Duke CM, Moran DF. “Guidelines for Evolution of Lifeline Earthquake Engineering”. In Proceedings of US National Conference on Earthquake Engineering, 367-376, Oakland: Earthquake Eng Res Inst.1975.
  • [2] American Lifelines Alliance. “Seismic Guidelines for Water Pipelines”. American Lifelines Alliance, Oakland, USA, 2005.
  • [3] Flores-Berrones R, Li Liu X. “Seismic Vulnerability of Buried Pipelines”. Geofísica Internacional, 42(2), 237-246, 2003.
  • [4] Çoban S, Çeribaşı S. “İçme suyu ve kanalizasyon borularının sonlu elemanlar metodu ile 3 boyutlu sismik analizi”. Proceeding of 1st International Mediterranean Science and Engineering Congress (IMSEC 2016), Adana, Türkiye, 26-28 October 2016.
  • [5] Karamanos SA, Keil B, Card RJ. “Seismic Design of Buried Steel Water Pipelines”. Pipelines 2014: from Underground to the Forefront of Innovation and Sustainability: Proceedings of the Pipelines 2014 Conference, Portland, Oregon, USA, August 3-6 2014.
  • [6] Suresh RD, Sudhir KJ. “Seismic Design of Buried Pipelines in India Context”. In Proceedings of the Conference of the National Information Center of Earthquake Engineering, Bangalore, India, 2005.
  • [7] O'Rourke MJ, Lui X. “Response of Buried Pipelines Subject to Earthquake Effects”. In Response of Buried Pipelines Subject to Earthquake Effects, New York, USA, US Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research (MCEER), 1999.
  • [8] Dash SR, Jain S K. “IITK-GSDMA Guidelines for Seismic Design of Buried Pipelines: Provisions with Commentary and Explanatory Examples”. Kanpur, India, National Information Center of Earthquake Engineering, 2007.
  • [9] Türk Standartları Enstitüsü. “Eurocode 8: Depreme dayanıklı yapıların tasarımı- Bölüm 4: Silolar, tanklar ve boru hatları”. TS EN 1988-4, Türkiye, 2006.
  • [10] Resmî Gazete. “Altyapılar İçin Afet Yönetmeliği, Türkiye, 2007.
  • [11] Lee H. Finite Element Analysis of a Buried Pipeline. Master Thesis, The University of Manchester, School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, Manchester, UK, 2010.
  • [12] Alamatian E, Ghadamkheir M, Karimpou B.”Stress Estimation on Pipeline and Effect of Burying Depth”. International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 6(2), 228-235. 2013.
  • [13] Ansys Inc. “ANSYS Mechanical APDL Material Reference”.2013.
  • [14]http://ansys.net/ansys/tips_sheldon/STI0802_Drucker_Prager.pdf (05.04.2017)
  • [15] Sahoo S, Manna B, Sharma KG. “Seismic Behaviour of Buried Pipelines: 3D Finite Element Approach”. Journal of Earthquakes, vol. 2014, Article ID 818923, 2014.
Birincil Dil tr
Konular İnşaat Mühendisliği
Yayımlanma Tarihi Nisan 2018
Dergi Bölümü Araştırma Makalesi
Yazarlar

Yazar: Serkan Çoban
Kurum: Maltepe Üniversitesi
Ülke: Turkey


Yazar: Seyit Çeribaşı (Sorumlu Yazar)
Kurum: Maltepe Üniversitesi
Ülke: Turkey


Bibtex @araştırma makalesi { saufenbilder342119, journal = {Sakarya University Journal of Science}, issn = {1301-4048}, eissn = {2147-835X}, address = {Sakarya Üniversitesi}, year = {2018}, volume = {22}, pages = {581 - 592}, doi = {10.16984/saufenbilder.342119}, title = {Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi}, key = {cite}, author = {Çeribaşı, Seyit and Çoban, Serkan} }
APA Çoban, S , Çeribaşı, S . (2018). Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi. Sakarya University Journal of Science, 22 (2), 581-592. DOI: 10.16984/saufenbilder.342119
MLA Çoban, S , Çeribaşı, S . "Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi". Sakarya University Journal of Science 22 (2018): 581-592 <http://www.saujs.sakarya.edu.tr/issue/30829/342119>
Chicago Çoban, S , Çeribaşı, S . "Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi". Sakarya University Journal of Science 22 (2018): 581-592
RIS TY - JOUR T1 - Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi AU - Serkan Çoban , Seyit Çeribaşı Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - doi: 10.16984/saufenbilder.342119 DO - 10.16984/saufenbilder.342119 T2 - Sakarya University Journal of Science JF - Journal JO - JOR SP - 581 EP - 592 VL - 22 IS - 2 SN - 1301-4048-2147-835X M3 - doi: 10.16984/saufenbilder.342119 UR - http://dx.doi.org/10.16984/saufenbilder.342119 Y2 - 2018 ER -
EndNote %0 Sakarya University Journal of Science Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi %A Serkan Çoban , Seyit Çeribaşı %T Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi %D 2018 %J Sakarya University Journal of Science %P 1301-4048-2147-835X %V 22 %N 2 %R doi: 10.16984/saufenbilder.342119 %U 10.16984/saufenbilder.342119
ISNAD Çoban, Serkan , Çeribaşı, Seyit . "Gömülü çelik boru sistemlerinin zaman tanım alanında yapısal analizi". Sakarya University Journal of Science 22 / 2 (Nisan 2018): 581-592. http://dx.doi.org/10.16984/saufenbilder.342119