Zemin Koşullarının Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisi

Abstract

Geçmiş depremler, binalarda oluşan hasarın, kaynak mekanizması tipine, depremin büyüklüğüne ve episantra olan uzaklığa ek olarak yerel zemin koşullarından da önemli derecede etkilendiğini göstermiştir. Bu tez kapsamında, SH dalgalarının genliklerinin zemin tabakaları tarafından nasıl değiştirildiği ve bu zemin üzerinde bulunan bir yapının özelliklerinin rezonans oluşturma durumunu nasıl etkilediği incelenmiştir. Yerel zemin büyütmesi hakkında genel bilgiler ve hangi durumlarda yerel zemin büyültmesi etkilerinin önem kazandığı birinci bölümde sunulmuştur. Dalga teorisine ait temel bilgiler ve elastik ortamda hareket eden kayma dalgalarının denklemleri ikinci bölümde verilmiştir. Zeminlerin dinamik yükler altındaki özelliklerini tanımlamakta kullanılan modellere üçüncü bölümde kısaca değinilmiştir.Lineer davranış gösteren zeminlerde yapılan tepki analizleri ise dördüncü bölümde anlatılmıştır. En son olarak, elastik anakaya üzerine oturan sönümlü bir zemin tabakası ve bunun üzerinde bulunan tek serbestlik dereceli bir sistemden oluşan bir model, MATLAB kullanılarak tasarlanmıştır. Değişen zemin parametresi değerlerinin zemin büyültmesi ve rezonans üzerindeki etkileri bu MATLAB modeli yardımıyla incelenmiştir.

Past earthquakes have shown that damage inflicted on the buildings relates closely to local soil conditions of the upper earth strata besides the magnitude, the epicentral distance, the source type and the deep geological structure. The filtering effects of soil layers on the amplitudes of SH waves and the resonance due to characteristics of the soil deposit and the structure have been investigated in the scope of this thesis. Significance of local amplification and the conditions at which strong amplifications occur have been discussed in the first section. Afterwards, theory of wave propagation have been briefly presented and the equations of motion of shear waves have been described in elastic medium. Models describing the dynamic properties of soil have been discussed in the third section. The methods used in ground response analysis are described for soils behaving linearly under earthquake excitations are discussed in the fourth section. Finally, a model consisting of a single degree of freedom system on a horizontal uniform damped soil layer overlying an elastic bedrock was composed by using a MATLAB script. The effects of changing characteristic parameters of soil on the wave amplification and resonance were observed using this MATLAB script.