Üç Boyutlu Dinamik Zemin-yapı Etkileşimi

Abstract

Bu tez çalışmasında, çok katlı çerçeve tipi betonarme yapı ile elastik zemin arasındaki dinamik etkileşim incelenmiştir. Zemin-yapı dinamik etkileşimi, deprem sırasında üst yapının zemine, aynı zamanda zeminin de üst yapıya olan etkilerini inceleyen bir konudur. Geçmişteki varsayım, zeminin sonsuz rijit bir yapısı olduğu, üst yapılarında zemine ankastre mesnetlendiği yönündeydi. Oysa günümüzde zemin-yapı etkileşiminin çok daha karmaşık ve çok daha fazla önemsenmesi gereken bir konu olduğu anlaşılmıştır. Bu durumun başlıca nedeni gün gittikçe ilerleyen bilim ve teknolojinin son ürünleri olan ve günümüzde sıklıkla inşa edilen baraj, nükleer santral, çok katlı konut ve kule tarzı yapıların varlığıdır. Özellikle yumuşak ve orta sert zeminlere inşa edilen yapıların zeminle etkileşimi daha çok önemsenmektedir. Bu yapıların büyük bir kısmının günümüzde depremselliği yüksek bölgelerde inşa ediliyor olması da bu konuyu daha çok ön plana çıkarmaktadır. Bu tez çalışmasında gerçek zemin-yapı etkileşimine yaklaşmak ve en gerçekçi sonuçları elde edebilmek amacıyla konu kaynaklarda derinlemesine araştırılıp öneriler incelenmiştir. Modellerin uygunluğunu sağlamak amacıyla zemin-yapı etkileşimi üç boyutlu olarak hazırlanmıştır. Analizde sonlu elamanlar teorisi yöntemiyle çalışan SAP2000 paket programı kullanılmıştır. Zemin-yapı etkileşimi modeli zaman tanım alanında sonlu elemanlar yöntemini kullanarak dinamik analizleri yapılması uygun görülmüştür. Elastik zemin solid yani katı eleman olarak modellenmiştir. İncelenen sistemlerin homojen, izotrop ve elastik/viskoelastik olduğu kabul edilmiştir.

Within the scope of this thesis study, dynamic interaction between multilayered frame type reinforced concrete structure and elastic foundation has been examined. Soil-structure dynamic interaction is an issue, which examines effect of upper structure on the soil as well as effects of soil on upper structure. The previous assumption was the fact that the soils had a infinite rigid structure; besides upper structures positioned on the soil as built-in. However nowadays it has become evident that soil-structure interaction is an issue, which is much more complicated and which has to be attached much more attention. The primary reason of this fact is existence of dams, nuclear power stations, multi-layered houses and tower like structures. In recent years, many important structures have been construed in seismic zones. Especially interaction of structures, built on soft and medium hard soils, is attached higher importance. Within the scope of this thesis, for the purpose of approaching real soil-structure interaction and to obtain the most realistic results, the issue has been searched in detail in sources, and suggestions have been examined. With a view to ensuring appropriateness of the models, soil-structure interaction has been prepared as three dimensional. In the analysis, SAP2000 package programme, operating on the basis of finite element method, has been used. The proposed analysis model is applied to study the dynamic responses of structures to earthquake excitation in the time domain. Elastic foundation is modeled as solid elements. The system is assumed to be homogeneous, isotropic and elastic/viscoelastic.