Yüzeysel temelli 4-6 katlı binaların deprem sırasındaki davranışlarının parametrik incelenmesi

Abstract

17 Ağustos 1999 Marmara Depremi (Mw=7.4) sırasında Adapazarı'nda kalınlığıoldukça fazla olan alüvyon ( genç silt, çok derin ve genç silt ve siltli kum ) çökellerüzerinde kurulu şehir merkezinde yer alan yapılarda yerel zemin koşullarına bağlıyapısal hasarlar oluşmuştur. Yapılarda depreme dayalı meydana gelen bu hasarlaryerinden çıkma, zemine batma ve farklı oturma hasarları olarak kayıtlara geçmiştir.Bu hasarların nedeni olarak gösterilen yerel zemin koşulları ve buna bağlı meydanagelen sıvılaşma ve taşıma gücü kayıpları nedeni ile hasar görmüş birçok yapıkullanılamaz hale gelmiştir. Ancak birçok orta hasarlı yapı, gerekli onarımgüçlendirme işlemleri ardından kullanılmaya devam edilmektedir. Konuyla ilgiliyapılan çalışmalarda bu yapı türlerinin özelikle 4-6 katlı yüzeysel temelli yapılarolduğu görülmüştür.Doktora çalışması olarak yapılmış bu çalışmada Adapazarı'nda Karaosmanmahallesinde sıvılaşma ve taşıma gücü kayıpları nedeni ile farklı derecelerde hasargörmüş yapı grubunun deprem sırasındaki davranışı incelenmiştir. Yüzeysel temellibu yapı grubunda üst yapının da bundan sonra olması muhtemel bir depremde nasılbir davranış göstereceği sonlu elemanlara dayalı bir program olan Plaxis V 8.6dinamik modülde modellenerek, incelenmiştir. Yapının bulunduğu alanda yapılanarazi deneyleri, sondajlar ve alınan numuneler üzerinde yapılan laboratuar deneylerikullanılarak yerel zemin koşulları belirlenmiştir. Yapıya dinamik davranış esnasında2 adet gerçek deprem kaydı verilerek farklı temel derinliklerinde, yapıdan katalınması durumunda ve depremin yapıya farklı iki doğrultuda etkimesi durumundayapıda seçilmiş 3 noktada meydana gelen yatay yer değiştirme ve yatay ivmedeğerleri değerlendirilmiştir. Ayrıca yapıların bulunduğu zeminlerde dinamikdurumda zemin davranışını incelemek amacıyla, sıvılaşma analizi ve sıvılaşmayabağlı zemin deformasyon analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucu elde oturmadeğerleri arazide deprem sonrası ölçülen oturma değerleriyle karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak; nümerik model üzerinde 3 noktada hesaplanan yatay yer değiştirmedeğerlerinin temel derinliğinden bağımsız ancak deprem büyüklüğü ve yer altı suseviyesiyle ters orantılı bir biçimde değiştiği belirlenmiştir. Yatay ivme değerleri iseyapı yüksekliği ve deprem büyüklüğüyle orantılı olarak artmaktadır. İncelenenyapılarda 2 kat alınması durumunda hesaplanan yer değiştirme ve ivme değerleri ilekat alınmamış durumda hesaplanan yer değiştirme ve ivme değerleri arasında önemlifark gözlenmemiştir. Bu çalışma sonucunda yapıların dinamik durumda zeminkoşullarına bağlı hasar görmelerinde, yapı temeli altındaki zemin tabakasıözeliklerinin, yapının deprem performansında etkin bir parametre olduğu belirlenmişve zemin araştırmalarının önemi ortaya koymuştur.

This thesis has been prepared in partial fulfilment for the degree of Doctor ofPhilosophy in the Department of Civil Engineering of the Graduate School ofSakarya University.The August 17, 1999 Marmara Earthquake caused significant damage in many urbandistricts, including the city of Adapazarı that experienced severe ground failure dueto the local soil conditions. Hundreds of structures settled, tilted and collapsed duein part to soil softening and liquefaction. After the earthquake different levels ofstructural damage was observed on the buildings of city.In this study, behaviour of 4-6 stories buildings that are based on local soilconditions in the city centre have been investigated with the effects of soil conditionsunder earthquake shaking by modelling in Plaxis-Dynamic Module. Real data of twoearthquake, soil and geotechnical properties have defined from the real boreholeswhich drilled after earthquake has been used. Soil profile has been modelled byPlaxis as layers with/without the effect of underground water level. The behaviours?of shallow foundation 4-6 storied buildings which are in different foundation depthare also investigated in dynamic module.Displacement quantity and time of these buildings are determined. Displacementtimeand acceleration-time graphs have been drawn for the selected foundationdepths. As a result, it found that there the horizontal displacements are independentfrom foundation depth and horizontal accelerations are dependent to building height.And also these results revealed that there could be major changes in foundation soilprofiles which in turn may affect the structural performance so the importance of soilsite investigation.