Boru hatlarında güvenilirlik analizi

Abstract

Depremler dünyanın varoluş sürecinden bu yana insanlığı ve içerisinde yer aldığımız çevresel yapıyı etkileyen önlenemez doğal afetlerden biridir. Bu afet sonucunda, eğer deprem meydana gelmeden önce gerekli önlemler alınmaz ise, depremin canlılar üzerinde oluşturduğu maddi ve manevi hasar artış gösterir. Meydana gelen depremler sonucunda üst yapıların gördüğü hasarlardaha çok göz önünde yer almakta ve insanların dikkatini çekmektedir. Buna rağmen geçmişten günümüze kadar meydana gelmiş olan büyük depremlerin alt yapı sistemleri üzerinde oluşturduğu hasarlar ve sonuçları küçümsenmeyecek seviyelerdedir. Bu çalışmada, sismik etkiler sonucu oluşan kalıcı yer deformasyonlarının boru hatları üzerindeki etkisi güvenilirlik analizleri kullanılarak incelenmiştir. Güvenilirlik analizleri, muhtemel bir etki altında sistemlerin nasıl davranış göstereceğini önceden tahmin edilmesine yardımcı olan, uygulama, işlem ve hesap adımları bakımından farklılık gösteren yöntemlerden oluşur. Tez kapsamında probabilistik yaklaşıma sahip ve performans fonksiyonu temelli güvenilirlik analizi yöntemlerinden Ortalama Değer Birinci Mertebe İkinci Moment, Geliştirilmiş Birinci Mertebe İkinci Moment ve Monte Carlo Simülasyonu yöntemleri gömülü boru hatları üzerine uygulanmıştır. Çalışma alanı ABD’nin Los Angeles şehrinde bulunan Balboa bulvarıdır. 1994 yılında meydana gelen Northridge depreminde Balboa bulvarında hasar gören ve hasar görmeyen boruların risk analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde; analiz sonuçları ile deprem sonrasında gözlenen sonuçların birebir uyum sağladığı görülmüştür. Çalışma sonucunda boru hatlarının sismik güvenilirliğine etki eden zemin ve boru parametreleri belirlenmiş olup bu bilgiler deprem etkisiyle oluşabilecek risklerin azaltılmasında faydalı olacaktır.

Earthquakes are one of the irrepressible natural disasters that have affected humanity and the environmental structure we involved in since the world's existence. As a result of this natural disaster; if the necessary precautions are not taken before the earthquake occurs, the pecuniary and spiritual damages caused by the earthquake on the living things will increase. As a result of the occurred earthquakes, the damages on the superstructures are more considered and attract the attention of the people. However, the damage and consequences of the major earthquakes that have occurred from the past to the present on the infrastructure systems are on a level that can not be underestimated. In this study, permanent ground deformations, which occur as a result of seismic effects, effect on pipelines has been studied by using reliability analysis. Reliability analysis consists of methods that differ in application, transaction, and computation steps that help predict how systems will behave under a possible influence. In the scope of the thesis, with probabilistic approach and performance function-based reliability analysis methods; Mean Value First Order Second Moment, Advanced First Order Second Moment and Monte Carlo Simulation methods were applied on embedded pipelines. The area of study is Balboa boulevard in Los Angeles, USA. Risk analyses of damaged and undamaged pipes in Balboa boulevard during the Northridge earthquake occured in 1994 were conducted. When the results were examined, it was observed that the results of the analysis and the results observed in the application area after the earthquake matched exactly. As a result of the study, ground and pipe parameters affecting the seismic reliability of the pipelines were determined and this information will be useful for reducing the risks that may occur due to the earthquake.