Depremde bodrum perdelerinde oluşan etkilerin sayısal analizlerle incelenmesi
Investigation of the effects of basement wall on earthquake by numerical analysis
Yazar: ELİF NUR DEMİR
Danışman: PROF. DR. MEHMET MUHİT BERİLGEN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ERGENOKON SELÇUK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Konut, iş ve alışveriş merkezi binalarının inşası ve onların işlevlerini ömürleri boyunca sürdürebilmeleri inşaat mühendisliğinin konuları arasında olup bunun için binalara gelen dış etkilerin doğru tahmin edilmesi gerekmektedir. Binalara gelen dış etkiler statik ve dinamik olabilir. Statik yükler kendi ağırlığı ve insanlardan kaynaklanan servis yükleri ile bodrum perdelerine gelen toprak basınçları olurken dinamik yükler genellikle deprem etkisinde ortaya çıkan atalet kuvvetleri yanında bodrum perdelerine etkiyen toprak basınçlarıdır. Günümüzde artan nüfusa bağlı olarak kıymetlenen arsalarda çoğunlukla bodrum katları inşa edilmektedir. Deprem etkisindeki binalarda binanın yüksekliğine bağlı gömülme derinliğine olan ihtiyaç, bodrumların toprak basınçlarının gerçeğine uygun şekilde idealize edilerek dikkate alınmasını gerektirmektedir. Statik durumda binalara etki eden toprak basıncı herhangi bir duvar hareketi olmayacağı kabulüne göre sükunetteki toprak basıncı durumunun geçerli olduğu kabul edilirken , deprem dalgalarının etkisinde bodrum perdelerinin hareketine bağlı olarak farklılık gösterir. Bu farklılıklar yapının geometrik özelliklerinin yanı sıra ana kayadan gelen deprem ivmesine, ana kayanın yüzeyden derinliğine, zemin veya kaya malzeme özelliklerine, bu malzemelerin kalınlıklarına ve yeraltı su seviyesine de bağlıdır. 
Bu çalışmada depremde bodrum perdelerine etkiyen toprak basınçlarının sayısal analizler ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için iki boyutlu sismik tepki analizleri yapılmıştır. Bu sayısal analizlerde sonlu elemanlar yöntemi ile nonlineer sismik zemin davranışı dikkate alınmış ve analizler zaman tanım alanında gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında 12 katlı bir yapı dikkate alınarak bu yapının 1, 2 ve 3 bodrumlu olması durumunda farklı sıkılardaki kum zemin koşullarında ortak sistem yaklaşımı ile zemin yapı etkileşimi analizler yapılmıştır. Binanın oturduğu kum zeminin 20 m kalınlıkta gevşek, orta sıkı ve çok sıkı olması durumları göz önüne alınmıştır. Yapılan analizler sonucunda farklı zemin koşulları ve bodrum perde derinlikleri için üç farklı deprem kayıdına göre toprak basınçları belirlenmiştir. Bu sonuçlar grafikler yardımı ile karşılaştırılmış ve elde olunan sonuçlar irdelenmiştir.

Abstract:
The construction of residential, business and shopping center buildings and their ability to sustain their functions throughout their lives are among the subjects of civil engineering. Therefore, the external impacts on buildings must be accurately estimated. External influences on buildings can be static and dynamic. Static loads have their own weight and the service loads resulting from people and the earth pressures coming to basement walls while dynamic loads are the earth pressures acting on the basement curtains as well as the inertial forces that usually arise during the earthquake effect. Nowadays, mostly in the lands that are valued due to increasing population, basements are mostly built. The need for burial depth due to the height of the building in buildings with earthquake effect requires the basements to be taken into account by idealizing them according to the fact of earth pressures. According to the assumption that the ground pressure acting on buildings in the static situation will not be any wall movement, it is assumed that the ground pressure situation in the rest is valid, but it varies depending on the movement of the basement curtains under the effect of earthquake waves. These differences; In addition to the geometric characteristics of the structure, the earthquake acceleration from the bedrock, the depth of the bedrock, the soil or rock material properties, the thickness of these materials and the level of the ground water are also dependent.
In this study, it was aimed to determine the soil pressures on basement walls by numerical analysis. For this purpose, nonlinear seismic ground behavior was taken into consideration by finite element method and analyzes were performed in time domain. Within the scope of the study, considering a 12 storey structure; In case of this structure having 1, 2 and 3 basements, soil structure interaction analyzes were carried out with the common system approach under sand conditions at different densities. The building sits where the 20 m thick loose sand on the floor, are considered to be medium firm and tight situations. Soil pressures were determined according to three different earthquake records for different ground conditions and basement depths by analyses. These results were compared with the help of graphs and the results obtained were examined.