Çok katlı betonarme bir yapının deprem performansına yapı-kazık-zemin etkileşiminin etkisinin incelenmesi

Abstract

Türkiye, aktif fay hatları üzerinde yer aldığından depremselliği yüksek olan bir bölgede bulunmaktadır. Geçmiş depremlerde büyük can ve mal kayıpları ile karşılaşılmıştır. Bu durum sonucunda yapıların deprem etkisi altında göstereceği davranışın doğru bir şekilde tahmin edilmesinin önemi ön plana çıkmıştır. Taban kayasında tanımlanan deprem yer hareketinin yapıya nasıl etki edeceği yapı-zemin etkileşiminin araştırılmasıyla mümkündür. Zemin tabakalarında ilerleyen deprem dalgaları değişime uğrar. Zayıf zeminlerde bu değişimden dolayı deprem etkileri büyümektedir. İzmir depreminde de görüldüğü üzere zemin hâkim periyodu ile yapı periyotlarının uyumlu olduğu bölgelerde zemin büyütmesi daha fazladır. Yumuşak zeminlerde zemin hâkim periyodu ile çok katlı yapıların periyodu çakışmaktadır. Bu bölgelerde bulunan çok katlı yapılar daha yüksek deprem kuvvetlerine maruz kalmış ve hasar görmüştür. Bu nedenle zayıf zeminler üzerine inşa edilecek çok katlı yapılarda yapı-zemin etkileşiminin incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Nüfus artışı ve şehir planlama sıkıntısı sebebiyle İzmir'de olduğu gibi çok katlı binalar inşa edilmektedir. Taşıyıcı zemin tabakasının derinlerde bulunması ile derin temellerin kullanımı yaygınlaşmıştır. Japonya'da meydana gelen Hyogo-Ken Nanbu depreminde kazıklı temel sistemine sahip zayıf zemine oturan yüksek binalar depremden etkilenmemişken, yüzeysel temele sahip binalar ağır hasar görmüştür. Benzer örnekler Mexico City depreminde olduğu gibi dünya genelinde meydana gelen depremlerde de mevcuttur. Bu nedenle yapı-kazık-zemin etkileşiminin İzmir'in kıyı şeritleri gibi zemin hâkim periyodu yüksek bölgelerde yapılacak yüksek binalarda incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu tez kapsamında, yerleşim yerleri nüfus artışı sebebiyle sismik aktivitesi yüksek zayıf zeminler üzerine kurulan İzmir İlinde çok katlı yapıların yapımının yaygınlaşması ile birlikte önemli bir konu haline gelen yapı-kazık-zemin etkileşimi Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018) kapsamında verilen etkileşim hesapları (Yöntem II ve Yöntem III) göz önüne alınarak incelenmiştir. Her iki yöntem kendi içerisinde direk yöntem ve altsistem yöntemi olmak üzere iki farklı yaklaşımla değerlendirilip, kazık iç kuvvetleri kıyaslanmıştır. İki yöntemde de direkt sistem ve altsistem hesap yaklaşımları kullanılarak yapılan yapı-kazık-zemin etkileşim hesapları sonucu elde edilen kazık iç kuvvetlerinin birbirine oldukça yakın olduğu görülmüştür. Direkt sistem yaklaşımında oluşturulan 3 boyutlu ve 2 boyutlu hesap modellerinde 3 boyutlu hesap modelinin daha elverişsiz sonuçlar verdiği ve 2 boyutlu hesap modelinden elde edilen kazık iç kuvvetlerinin de 3 boyutlu direkt yöntem hesap yaklaşımı ve altsistem yöntemi hesap yaklaşımı ile elde edilen sonuçlara oldukça yakın olduğu, aynı zamanda kazık tasarımı hakkında öndeğerlendirme açısından fikir verebileceği gözlenmiştir.