İnşaat Mühendisliğine Giriş Ders Notları

İnşaat Mühendisliği, medeniyetin ilk çağlarından günümüze kadar gelen süreç içinde varolmuş en eski mühendislik dalıdır. Amerikan İnşaat Mühendisleri Derneği (ASCE)’nin tanımıyla: İnşaat Mühendisliği, matematik ve fizik bilimlerinden kazanılan bilgi ve deneyim ile insanın refahı için doğanın gücünü ve malzemeyi ekonomik kullanmanın yollarını geliştirmeye çalışan bir meslektir.
İnşaat Mühendisliği "Sivil" uygarlıktan geliyor. (Civil Engineering)

içindekiler (rar pass:www.ikuinsaat.com)

İndir

İnşaat mühendisliği ismi 17.yüzyılda sivil faaliyetlerin askeri çalışmalardan ayırt edilmesi için kullanılmaya başlamıştır.
İnşaat mühendisliği, Antik Roma ve askeri mühendislik çalışmaları ile uzun zaman içinde gelişti. Farklı gruplar farklı işler yapmaya başladı. Örneğin, evler, kanalizasyon sistemleri, yollar, askeri binalar, tahkimatlar, askeri geçiş köprüleri ve tüneller gibi.
İnşaat Mühendisliğinin Tarihi
•Mühendislik, insan varlığının başından beri hayatın bir unsuru olmuştur.
•İnşaat mühendisliğinin tarihi milattan önce 4000 yıllarına kadar izlenebilmiştir. Yapım için gerekli tek şey insan emeğidir.
•Mezopotamya ve eski Mısırda milattan önce 4000-2000 yıllarına ait inşaat mühendisliği uygulamaları bulunmuştur.
•Romalılarda ilk askeri mühendislik uzmanlarından oluşan bir kuvvet vardı.
•İlk mühendisler, sivil ve askeri ihtiyaçları karşılayan askeri mühendislerdir.
•İlk mühendislik okulu "National School of Bridges and Highways", 1747 yılında Fransada açılmıştır.
•İnşaat mühendisi denen ilk kişi John Smeaton adında bir İngilizdir.
•Dünyada ilk mühendislik derneği (Institution of Civil Engineers), 1828 yılında İngilterede kuruldu.
Tarihi İnşaat Mühendisliği Yapıları:
1.Qanat su tünelleri, İran (500-3000 MÖ)
2.Piramitler, Antik Mısır (2700-2500 MÖ)
3.Parthenon Tapınağı, Antik Yunan (447-438 MÖ)
4.Appian Yolu, İtalya (312 MÖ)
5.Çin Seddi, Çin (220 MÖ)
6.Romalıların su geçiş köprüsü (aquadük), France (19 MÖ)
7.Jetavanaramaya kubbesi, Sri Lanka, (273-301 MS)
8.Mayalıların "Chichen Itza" tapınağı, Mexico (600-900 MS)
İnşaat Mühendisliği, yolların, barajların, köprülerin ve diğer yapıların bulunduğu tüm fiziksel ve doğal çevrenin tasarımı, yapısı, bakım ve onarımı, korunması ile ilgilenen profesyonel bir mühendislik disiplinidir.
İnşaat Mühendisliği, askeri mühendislikten sonraki ikinci en eski meslek dalıdır.
Pontcysyllte Aquadük, Birleşik Krallık
İnşaat Mühendisliği,
•Bina ve yapıların tasarımı, yapım ve yönetimini,
•Su temini tesislerinin ve mal/hizmetlerin ulaştırılabilmesi için ulaşım sistemlerinin yapılması,
•Yaşam kalitesinin korunması ve geliştirilmesi için çevre kontrolü. konularını kapsar.
İnşaat Mühendisliği, kamu ve özel sektörde, müteahhitlikte, eğitim ve araştırmada; planlayan, tasarlayan ve yöneten konumunda profesyoneller bulundurmaktadır.
İnşaat Mühendisliği, bilinen bazı ihtiyaçların bizimle buluşmasını sağlamada fiziksel dünyayı dönüştürmek için gerekli tasarım ve uygulamayı organize etmek anlamına gelir.
İnşaat Mühendisleri,
•Binaların ve diğer yapıların, ulaştırma yapılarının, su temini ve enerji iletim tesislerinin ekonomik ve güvenli bir şekilde tasarlanmasında, planlanmasında, yapımında, denetlenmesinde ve yönetilmesinde,
•Yerel ve bölgesel çevre kirliliği sorunlarının çözümünde, yer almaktadır. İnşaat Mühendisliği,
•Sosyal iletişimi olan,
•Kapalı ve açık mekanlarda, çeşitli insan profilleri ile çalışılabilinen,
•Teknolojiden yararlanmaya müsait,
•Zorlu ve başarılı bir teknik kariyer sağlayan,
•İyi kazandıran
•Sorumlu, saygın bir iş, İmkanı sağlamaktadır.
İnşaat Mühendisliğin tasarım ve uygulamalarında kullanılan birimler.
Metrik Sistem (MKS):
İlk Fransa tarafından kabul edilen, evrensel bilim ve sanatlarda kullanılan ağırlık ve ölçü sistemidir.
Dünyanın büyük bir kısmı bu sistemi kullanmaktadır.
Ana birimlerde metre kullanıldığı için metrik sistem denir.
SI Birim Sistemi (SI):
Uluslararası birim sistemi “SI” olarak kısaltılmıştır.
Fransada ortaya koyulan sistem neredeyse tüm dünyada kabul edildi.
Uluslararası anlaşmayla metrik sistemin modern versiyonu olarak bilinir.
Sistem zamanla metrik sistem yerini aldı.
Amerikan Birim Sistemi (FPS):
Amerikan ve İngiliz birim sistemi (Foot, Pound Second System, FPS) İngilizce konuşulan ülkelerde yaygın şekilde kullanılmaktadır.
SI birim sistemine geçiş yapılmaya başlanmıştır.
Mühendisler, tüm birim sistemlerinde çalışabiliyor olmalıdır.
YAPI MÜHENDİSLİĞİ
 Yapı mühendisleri, tüm yapısal yüklere (ağırlık, rüzgar, deprem, sıcaklık, trafik, toprak ve su itkileri, vs) karşı koyabilen, yaralanmayı ve can kaybını önleyici veya azaltıcı yeterlikte güvenli ve dayanıklı yapılar yapmak zorundadır.
 Mühendisler, kullanım ömürleri boyunca belirli limitler dahilinde ötelenmeden, yıkılmadan, dönmeden, rahatsız edici titreşimler olmadan ve yeterli stabilitenin sağlandığı bina ve yapılar tasarlamak zorundadırlar.
 Yapı mühendisleri yapılarda, insanların konforu ve güvenliğinde belirli hedeflere ulaşabilmeleri için gerekli yapısal sistemleri ve bileşenlerini araştırmak, analiz etmek ve planlamak zorundadırlar.
 Yapılan tasarım ve analiz çalışmalarında güvenlik, teknik şartlar, ekonomi ve çevresel kaygılar dikkate alınırken ayrıca estetik ve sosyal faktörler de gözardı edilmez.
 Mimarlar ve diğer profesyonel mühendisler ile yakın işbirliği içinde çalışırlar.
 Yapı mühendisleri, tasarım, şantiye, onarım, güçlendirme, dönüşüm ve yapı koruma uzmanlıkları elde ederek profesyonel alanlarda çalışabilirler.
 Yapı mühendisleri, tasarladıkları yapıda uygun malzeme, beton, çelik, ahşap gibi ve tasarım standartlarını seçmek zorundadırlar.
 İnşaat başladığında müteahhitler için çalışmaları denetleyip gereğinde danışmanlık hizmeti verebilirler.
Tipik çalışma aktiviteleri Aşağıdaki görevler ekibin büyüklüğü ve çalışılan yapının tipine bağlı olarak değişebilir:
 bir yapının temel yapısal bileşenlerini analiz etmek;
 deprem, hava koşulları ve çevresel etkilerin sebep olabileceği her tür yükleme altındaki kolon, kiriş ve yapısal diğer elemanların tasarımını yapmak;
 yapısal tasarımın değişimi durumunda kullanılacak yeni malzemelerin dayanımlarını dikkate almak;
 güvenli tasarım ve estetik anlayış ile diğer mimar ve tasarımcılarla uyum konusunda işbirliği yapmak;
 hasar veya yıkılma riski bulunan mevcut yapılar için onarım ve yapısal bütünlüğün korunabilmesi için iyileştirme önerilerinde bulunmak;
 yapı imalat işleri için gerekli hesaplamaları, teknik şartnameleri ve projeleri yapmak;
 zemin koşullarının araştırılması için geoteknik uzmanlarıyla birlikte yerinde örnek toplamak ve test yapmak;
 yapısal çözümlemeler için diğer inşaat firmaları ile bağlantı kurmak;
 çeşitli yapılarda uzmanlık bilgilerini kullanmak;
 simülasyon amaçlı çeşitli bilgisayar destekli tasarım (CAD) teknolojilerini kullanmak.
YAPISAL MÜHENDİSLİKTE TASARIM Yapı tasarımında başlıca iki tip tasarım vardır: 1. Fonksiyonel tasarım 2. Yapısal tasarım
1. Fonksiyonel Tasarım
Yapının öncelikle temel kullanım amacına hizmet edecek tasarıma, konforlu ve hoş bir görünüme sahip olması gerekmektedir.
2. Yapısal Tasarım
Yapıda gerekli güvenliğin sağlandığı, dayanıklı ve ekonomik yapısal bütünlüğün olduğu, yüklere uygun seçilen yapısal elemanların davranışının bilindiği bilimi ve sanatı içeren bir tasarımdır.
YAPISAL TASARIM ADIMLARI
Yapısal tasarımda aşağıdaki adımlar uygulanır.
1) Yapısal planlama.
2) Kuvvetlerin etkileri ve yüklerin hesaplanması.
3) Analiz yöntemlerinin seçilmesi.
4) Eleman tasarımı.
5) Projelendirme, detaylandırma ve iş takviminin hazırlanması.
YAPISAL TASARIM FELSEFELERİ 1) Working stress method (WSM) 2) Ultimate load method (ULM) 3) Limit state method (LSM)
İnşaat Mühendisliğinde Kullanılan Malzemeler
 Taş ve Yığma Malzeme
 Metal
 Dökme Demir
 Çelik
 Alüminyum
 Beton
 Ahşap
 Lif Takviyeli Plastikler (Fiber-Reinforced Plastics)
Tasarım Hedefleri
 Tasarım, gerekli bir ihtiyacı karşılamak için bir ürünü üretme safhalarını tanımlayan süreçtir.
 kavramsal fikirler,
 insan amaçları,
 detaylı üretim aşamaları,
 Yapısal tasarımda, öncelikli hedefler mümkün olan en iyiyi sağlamaktır:
 inşaatın amaçlanan işlevi,
 güvenli inşaat sistemi,
 yaratıcı ve estetik çözüm,
 zamanında ve orjinal bütçe maliyetinde bitirmek.
 Aşağıdakiler denenebilir:
 daha önceki bir eserin kopyasını yapmak veya,
 baştan her sistemi ve bileşenini tasarlamak.
 Mevcut bir tasarımın yeniden kullanımı:
 herzaman çok uygun değil (örnek; geniş açıklıklara ihtiyaç duymak, farklı fonksiyonlar ve daha büyük yükler, vs),
 yetersiz bir tasarımın geliştirilmesine ihtiyaç duymak,
 yeni malzemeler,
 Tamamıyla yeni tasarım:
 yeterli zamanın olmayışı, yeni teorik fikirler ve buluşlar çok zaman alır.
 potansiyel riskler ve hatalar,
 Orta yol:
 daha önceki gelişmeler ve başlıca prensiplerin dahil edildiği çözümler,
 Ancak, tasarım süreci boyunca nihayi hedeflere ulaşmak için kullanılacak teknik araçlar ve çözümlerde dikkali olunmalıdır.
DEPREM MÜHENDİSLİĞİ Deprem Mühendisliği nedir? Depremlerde insan hayatı ve ekonomik kayıpları azaltmak için çalışan bir inşaat mühendisliği dalıdır.
Son 300 yılda 3milyon kişi deprem ve depremle ilgili felaketlerde hayatını kaybetti.
1929-1950 yılları arasındaki tahmini ekonomik kayıp 10 milyar dolardır.
Yerkabuğunun 2/3 si sismik hareketliliğe sahip olup bu alanlarda yaklaşık 1,000,000,000 kişi yaşamaktadır.
Daha gelişmiş ülkelerde ölü sayısı düşük olsa da deprem nedeniyle ekonomik kayıplar çok olmaktadır.
Örneğin; Kobe Depremi (Ms 7.0, Japonya, 1995) 5,420 kişi ölmesine rağmen 150 milyar dolar ekonomik kayba neden
Mühendislerin bakış açısıyla Sismik Risk nedir?
Bir yapının kullanım ömrü boyunca depremlerden meydana gelebilecek kayıpların olasılığıdır. Bu kayıplar; insan hayatı, sosyal ve ekonomik engellerin yanı sıra maddi hasarlardır.
Sismik Risk nedir?
RİSK = DEPREM TEHLİKESİ x HASAR GÖREBİLİRLİK
DEPREM TEHLİKESİ → DOĞA TARAFINDAN BELİRLENEN TEHLİKE; DÜŞÜK OLAMAZ
Yapılaşmanın tasarım ömrü içinde meydana gelen depremde olası zararın olma olasılığıdır.
HASAR GÖREBİLİRLİK → İNSAN TARAFINDAN BELİRLENEN; SİSMİK TASARIM İLE AZALTILABİLİR
Belirli bir deprem etkisine maruz bir binada hasar meydana gelme olasılığıdır.
Kapsam
Depremsellik, depremlerin ölçümü ve kayıt edilmesi.
Sismik Risk Değerlendirme ve Azaltma planlaması.
Analiz, tasarım ve depreme dayanıklı yapıların inşaatı.
Binaların deprem dayanımlarının incelenmesi.
Hasarlı yapıların onarılması ve güçlendirilmesi.
Deprem yönetimi ve güvenlik.
Depreme dayanıklı bina tasarımı ve yapımında başlıca hedefler Depreme dayanıklı yapı tasarımında aşağıdaki felsefeler önerilmektedir:
Sık ve küçük yer sarsıntılarında yapısal olmayan hasarları önlemek,
Orta ve güçlü yer sarsıntılarında yapısal hasarları önlemek, yapısal olmayan hasarları en aza indirmek,
Büyük yer sarsıntılarında ciddi hasarların ve toptan göçmenin olmasını önlemek.
İnşaat malzemeleri geniş bir yelpazeyi kapsar. Seçim genellikle ekonomik, çevresel, kullanılabilirlik ve teknik özelliklere dayanmaktadır. Ayrıca bölge, çevresel koşullar ve malzemenin bulunabilirliği etkilidir.
Beton ve çelik yapı sanayi, taşımacılık sektörü, ahşap ve taş yapılarda yaygın kullanılan malzemeler içermektedir. Geleneksel malzemeler yapılarda ve altyapı tesislerinde sıkça kullanılmaktadır.
Bu malzemelerin her biri aynı zamanda temel malzeme olarak bir çok çeşidi vardır. Örneğin, ahşap keresteler, OSB, kompozitler, kafesler, sunta ve özel işlenmiş ahşaplar gibi.
Mühendislik sistemleri için özel uygulamalar benzersiz çözümler ve özel özellikler gerektirebilir.
Gelecekteki inşaat mühendisliği uygulamalarında artan sayıda kompozit malzemelerden yararlanılacaktır.
Bir inşaat mühendisi olarak, sizden öncekilerin bildiği malzemelerden daha fazlasını geniş bir yelpazede bilgi sahibi olmak önemlidir.İnşaat mühendisleri tarafından kullanılan en yaygın malzemeler Binaların, köprülerin, yolların, istinat duvarlarının ve barajların yapımında çeşitli malzemeler kullanılır.
Taşlar
Tuğlalar
Kum
Beton
Donatı çeliği
Yapısal çelik
Çimento
Demirli beton (RCC)
Öngermeli beton (PSC)
Su Temini ve Arıtma
Mühendisler ve bilimadamları, içilebilir ve tarımda kullanılabilecek su kaynaklarını korumak için çalışırlar.
Mühendisler, bir havza içindeki mevcut su kaynağını değerlendirmek, çeşitli ihtiyaçlar için gerekli olan suyu belirlemek, mevsimsel süreler boyunca havzadaki su hareketlerinin döngülerini belirlemek ve çeşitli kullanımlar için suyun arıtılmasını, depolanmasını ve iletimini sağlayan sistemleri geliştirmek için çalışırlar.
Su, kullanımda belirli bir kalitede olabilmesi için arıtılır. Bir içme suyu temini durumunda, bulaşıcı hastalık bulaşma riskini ortadan kaldıracak veya en aza indirecek arıtma sistemleri kullanılır.
Su dağıtım sistemleri, ev ve işyerlerindeki kullanımı, yangın söndürme ve sulama gibi çeşitli son kullanıcı ihtiyaçlarını karşılaması için yeterli basıncı ve akış oranını sağlayan yapılardır.

Paylaş: Google Plus

Yazar: İkü İnşaat Blog