Deprem etkisindeki betonarme yapılarda yapı-zemin etkileşimi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler : Yapı-zemin etkileşimi, sonlu elemanlar yöntemi, dinamik analiz, viskoz sınır şartı Bu çalışmanın amacı, deprem etkisindeki betonarme yapıların davranışına zemin özelliklerinin etkisini araştırmaktır. Bu amaçla, zemin-yapı modelinin zaman tanım alanında sonlu elemanlar yöntemini kullanarak dinamik analizleri yapılmıştır. Zemin-yapı modeli kurulurken aynı rij itliğe sahip 5 farklı betonarme binamn 6 farklı zemin durumları için deprem etkisi altındaki davranışı incelenmiştir. Ayrıca YAS S nin etkisi de çalışma kapsamına alınmıştır. Birinci bölümde, konu ile ilgili genel bilgi ve daha önce yapılmış çalışmalar hakkında bilgiler verilmiş, bu çalışmanın kapsamı ve amacı özetlenmiştir. İkinci bölümde, zemin-yapı etkileşimi problemi üzerinde durulmuş ve çözüm yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Zemin ve yapı siteminin birlikte modellendiği Direkt Metot açıklanmıştır. Bu metotla zemin belirli bir uzaklıktan kesilmekte ve kesim noktalarındaki sınırlar kaynaktan saçılan dalgaların yapay sınırlara çarparak bir kısmının tekrar ortama yansıması gibi bir duruma neden olmaktadır. Bunun engellenmesi için viskoz sımr şarlan, sonsuz elemanlar ve sımr elemanlar gibi yöntemler kullanılmaktadır. Viskoz sınır şartının kullanılması durumunda gerçeğe yakın sonuçlar elde edebilmek için ele alınan zemin ortamı çok küçük elemanlara bölünmekte ve kesim noktaları yapıdan oldukça uzakta seçilmek zorunda kalınmaktadır. Bu çalışmada da viskoz sınır şartı kullanılarak, yapı temelinin zemine gömülü olma etkisi de dikkate alınmıştır. Dinamik analizler SAP2000 sonlu eleman analiz metodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üçüncü bölümde sonlu elemanlar yöntemi hakkında genel bilgi verilmiştir. Dördüncü bölümde, deprem etkisinin analizi hakkında genel bilgi verilmiştir. Beşinci bölümde, öncelikle yapı-zemin modeli belirlenmiştir. Yapı-zemin modelinin kabulleri, farklı zemin özellikleri ve üst yapı özellikleri verilmiştir. Seçilen 7 farklı zemin için 5 farklı yapı tipi kullanılarak zemin-yapı modelinin dinamik analizleri 1999 Marmara deprem kaydı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dinamik analiz sonucunda üst yapımn tepe noktası yer değiştirmelerinin zaman-tamm alanındaki değişimleri grafikler halinde sunularak değerlendirilmiştir. Altıncı bölüm, sonuçlardan ve önerilerden oluşturulmuştur. xı

SOIL-STRUCTURE INTERACTION OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURE SUBJECTED TO EARTHQUAKE SUMMARY Keywords: soil structure interaction, finite element method, dynamic analysis, viscous boundary conditions. The aim of this study is, to research the effects of soil characteristics to the reinforced concrete structures subjected to earthquake. For this purpose, time history analysis of the soil-structure models are carried out by using the finite element method. The response of 5 types of reinforced concrete structures, which have the same characteristics and different H/B ratios, is investigated. The response of the soil-structure model at various ground-water levels also is investigated. In the first chapter, general information about topic and literature search are given, and the cover and goal of the study are summarized. In the second chapter, the soil-structure interaction problem and solution methods are given. Direct method, which was modeled soil-structure system, is explained. By this method the soil was cut from a determined distance and boundaries of cutting points are induced a part of spanned waves to be reflected by crashing to artificial boundaries. For obstructing this, some methods like viscous boundary conditions, infinite elements and boundary elements methods have been used. In the event of using viscous boundary conditions, to have a solution, which is closer to the real, the soil has been divided into small pieces and cutting points must be chosen faraway from the structure. By using viscous boundary conditions in this study, the effects of buried foundation to the soil are taken into consideration. In the third chapter general information about finite element method is given. In the fourth chapter dynamic analysis is presented. In the fifth chapter, firstly the soil-structure model is determined. Assumptions of soil-structure models, characteristic of soils and superstructures are given. Including the ratios of H/B, characteristic of soils and ground- water levels, the different of 140 soil-structure models are constituted. Using 1999 Marmara earthquake records carried out time history analysis of these models. The response of superstructures is presented in terms of top floor displacements. In the sixth chapter, the conclusions and suggestions are presented. xn