Zemin-yapı etkileşimi dikkate alınarak çok katlı bir yapının dinamik davranışı üzerinde zemin kat yüksekliğinin etkisi
Effect of ground floor height on the dynamic behavior of a multi-storey building considering soil-structure interaction
Yazar: ALİ FURKAN PARLAK
Danışman: PROF. DR. TUFAN ÇAKIR
Gümüşhane Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde konutlar, iş merkezleri, sağlık kurumları ve okullar gibi birçok mühendislik yapısı genellikle betonarme olarak inşa edilmektedir. Bu yapıların depremler nedeniyle ağır hasar görmesi veya çökmesi can ve mal güvenliğini ciddi şekilde tehlikeye sokabilmektedir. Bu nedenle betonarme yapı sistemlerinin deprem yükleri altındaki davranışlarının çeşitli modelleme yaklaşımlarıyla ortaya konulması büyük önem arz etmektedir.
Zemin-yapı etkileşim mekanizması dikkate alınarak gerçekleştirilen çözümlemelerde yapı doğal titreşim periyotlarının ve yapıda oluşacak iç kuvvetlerin zemin özelliklerine bağlı olarak değişebileceği bilinen bir husustur. Ayrıca zeminin karmaşık yapısından dolayı betonarme yapıların sismik davranışı üzerinde etkileşim etkilerinin araştırılması konusu halen güncelliğini korumaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, zemin-yapı etkileşimi dikkate alınarak zemin kat yüksekliği değişiminin 15 katlı bir yapının dinamik davranışı üzerindeki etkilerini incelemektir. Bu amaç doğrultusunda, üç farklı zemin kat yüksekliği ve dört farklı temel zemin sistemi dikkate alınarak ANSYS paket programı aracılığıyla sayısal modeller oluşturulmuş ve bu modeller farklı frekans içeriğine sahip üç farklı deprem yüklemesi altında çözümlenmiştir. Analiz sonuçları yer değiştirmeler, göreli kat ötelemeleri, ivmeler ve gerilmeler yönünden karşılaştırmalı olarak tartışılmıştır. Sonuçlar, bu tepkilerin zemin kat yüksekliğine, zemin-yapı etkileşimine ve deprem frekans içeriğine bağlı olarak değişebileceğini göstermiştir.

Abstract:
Today, many engineering structures such as residences, business centers, health facilities and schools are generally built with reinforced concrete. Heavy damage or collapse of these structures due to earthquakes can seriously endanger the safety of life and property. Therefore, it is of great importance to reveal the behavior of reinforced concrete structural systems under earthquake loads with various modeling approximations.
It is a known fact that the natural vibration periods of the structure and the internal forces that will occur in the structure may change depending on the soil properties in the analyzes carried out considering the soil-structure interaction mechanism. In addition, due to the complex structure of the soil, the subject of investigating the interaction effects on the seismic behavior of reinforced concrete structures is still up-to-date. The main target of this study is to examine the effects of ground floor height change on the dynamic behavior of a 15-storey building considering soil-structure interaction. In line with this target, numerical models were established considering three different ground floor heights and four different foundation soil systems through the ANSYS package program, and these models were analyzed under three different earthquake loadings with different frequency content. Analysis results were discussed comparatively in terms of displacements, relative storey drifts, accelerations and stresses. The results indicated that these responses may vary depending on the ground floor height, soil-structure interaction and earthquake frequency content.