Güçlendirilmiş yapı sistemlerinde yapı ve zeminin doğrusal olmayan davranışlarının deprem performansına etkileri
The effects of non-linear behaviours of soil and structure on the earthquake performance of strengthened buildings
Yazar: AYŞE BERNA BÜYÜKŞİŞLİ AYDÖNER
Danışman: PROF. DR. MEHMET HASAN BODUROĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, bir binanın taşıyıcı sisteminde mevcut olan depreme karşı güçlendirilmemiş durum ile güçlendirilmiş durumunu karşılaştırarak yapı ve zeminin doğrusal olmayan davranışlarının, farklı temel tipleri ve yerel zemin sınıflarının deprem performansına etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, gerçekte var olan ve güçlendirme projesi yapılmış bir bina taşıyıcı sistemi, dört farklı temel tipi ile dört farklı yerel zemin sınıfı dikkate alınarak ve ayrıca karşılaştırma yapmak amacıyla, güçlendirilmiş ve güçlendirilmemiş taşıyıcı sistem durumunlarında temeller rijit kabul edilerek incelenmiştir. Zemin davranışı, zeminin elastisite modülünün gerilmeye bağlı olduğu hiperbolik bir model ile tanımlanmıştır. Binanin deprem performansları doğrusal olmayan hesap yöntemleri olan FEMA 440'da tanımlanmış Eşdeğer Doğrusallaştırma, TDY 2007'de tanımlanmış Artımsal Eşdeğer Deprem Yükü ve Zaman Tanım Alanında Hesap ile incelenmiştir. Yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, deprem performansının farklı tipteki temel sistemleri ve yerel zemin sınıfları açısından önemli farklılıklar gösterdiği ve yapı-zemin etkileşiminin analizlerde tanımlanmasıyla performansın önemli ölçüde değiştiği görülmüştür. Temeller ankastre kabul edilerek elde edilen performans değerlendirmesi sonuçları ile temel sistemi ve zemin davranışları tanımlanarak elde edilen sonuçlar farklılık göstermektedir. Tekil temellerin mini kazıklar ile güçlendirilmesi sonucunda binanın deprem performansında önemli artış olduğu hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, the effects of non-linear behaviours of soil and structure on the earthquake performance of strengthened buildings are evaluated. In order to study these effects in the way of earthquake performance, an existing reinforced conrete structure is selected and structural properties such as the dimensions of the structure, concrete grade, reinforcement layout and grade are determined. By using these properties, a strengthening design is performed and for a certain soil class, taking the soil-structure interaction into account, structures with different types of foundations such as mat, continuous, spread foundations applied with mini piles are analyzed and earthquake performance of the non-linear behaviours are evaluated. The behaviour of the soil is defined with a hyperbolical function where it's modulus of elasticity is dependent on the stress value. In conclusion, the results of the pushover and time history analysis show that the earthquake performance of the strengthened building with spread foundation system is far less than the other foundation systems evaluated and by adding mini piles to the spread foundation system, the earthquake performance is greatly improved. It is evaluated that the earthquake performance changes significantly for the different types of foundations and for evaluating this performance properly in the way of soil-structure interaction, defining soil and structure behaviours non-linearly in order to get the actual behaviour is a necessary approach.