Ankrajlı ve fore kazıklı iksa duvarlarının deprem davranışının şartnameler ve sonlu elemanlar yaklaşımına dayalı yöntemler ile incelenmesi
Investigation of earthquake behavior of anchored and bored pile walls using methods based on earthquake codes and finite element approach
Yazar: BABUR BEK ZAHIN
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGÜR LÜTFİ ERTUĞRUL
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Fore kazık = Bored pile ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Zemin ankrajları = Soil anchors

Özet:
Günümüzde şehirlerde nüfus yoğunluğunun giderek artması ve inşaat alanlarının kısıtlı olması nedeniyle, yapılarımız büyük oranda çok katlı olarak inşa edilmeye başlanmıştır. Bu durum aynı zamanda yapı temellerin daha derinde  olması anlamına gelmektedir. Özellikle kentsel yerleşim alanlarında inşaat sahasının kısıtlı olması ve çevrede başka yapıların varlığı, düşey kazı çalışmaları yapılmasına neden olmaktadır. Bu durum kazıların fore kazıklı perde, palplanş, zemin ankrajı gibi yapısal elemanlar ile desteklenmesi gereksinimini ortaya çıkarmaktadır. Proje kriterlerine bağlı olarak bazı durumlarda geçici iksa sistemleri tasarlanabilmekte ancak pek çok durumda da kalıcı iksa sistemleri ile çözümler üretilmektedir. Bu sistemler, uzun yıllar boyunca zeminleri destekleyecek şekilde projelendirilmektedir. Uzun bir kullanım ömrü olması dolayısıyla bu süreçte bir deprem etkisi ile karşılaşabilmektedir. Yapı ve zemin etkileşiminin de ön plana çıktığı destekli iksa sistemlerinin depreme karşı tasarımı da oldukça karmaşık bir geoteknik mühendisliği konusu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında farklı özelliklere sahip zeminlerde yapılacak ankrajlı destekleme sistemlerinin depreme karşı tasarımının yapılmasında hâlihazırda yürürlükte olan yönetmelikler doğrultusunda analizler yapılmış, elde edilen sonuçlar sonlu elemanlar yöntemine dayalı bir yazılım ile elde edilen bulgularla karşılaştırılarak kıyaslamalı olarak değerlendirilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında TDY-2018 kapsamında yer alan toprak dayanma (istinat) yapılarının depreme karşı tasarımı ile ilgili kriterler incelenerek Avrupa Tasarım Kodu (EuroCode-8) ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar, bir takım parametrik analizler üzerinden gerçekleştirilmiştir. Yapılan parametrik çalışma sonuçları karşılaştırma amaçlı tablolar ve şekillerde sunulmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında daha önceden tasarımı yapılmış ve uygulanmış bir ankrajlı iksa projesi üzerinde TDY-2018 kriterleri doğrultusunda deprem tasarımı yapılmıştır. Bununla birlikte örnek iksa sistemi, iki boyutlu sonlu elemanlar yazılımı olan PLAXIS 2D (v.8) ile modellenerek bulgular elde edilmiştir. Analizler statik ve dinamik olarak iki aşama halinde gerçekleştirilmiştir. Dinamik analizlerde inceleme alanına ait PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center) web sitesinden gerçek deprem kayıtları 2018 Türkiye Deprem Yönetmeliğinde (TDY-2018) tarif edilen esaslara uygun olarak iksa sistemlerine etki ettirilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemine dayalı olarak elde edilen yanal toprak basınçları, 2018 Türkiye Deprem Yönetmeliği başta olmak üzere çeşitli şartnamelerde iksa duvarları için önerilen veya hesaplanabilen değerler ile karşılaştırılmış olup elde edilen sonuçlar doğrultusunda  TDY-2018 kapsamında iksa sistemlerinin deprem davranışı ile ilgili esasların geliştirilebilmesi hedeflenmiştir.

Abstract:
Today, due to the increasing population density in cities and the limited construction areas, our buildings have started to be built mostly as multiple storey structures. This also means that the building foundations should be  deeper. Especially in urban settlements, the limited construction area and the presence of other structures in the vicinity of the new building dictates vertical excavations at the site. Due to this situation, a necessity to support the excavations with structural elements such as bored pile walls, sheet pile walls and ground anchors. Depending on the project criteria, temporary shoring systems can be designed in some cases, but in many cases, solutions are produced with permanent shoring systems. These systems are designed to support soil for many years. Due to its long service life, it may encounter an earthquake effect during this period. Earthquake-proof design of supported shoring systems, in which the interaction of structure and ground also comes into prominence, is a highly complex subject of geotechnical engineering. Within the scope of this study, analyses were made in line with the current regulations for the seismic design of anchored support systems on soils with different characteristics and the results obtained were compared with the outputs obtained with a software based on the finite element method. Within the scope of this thesis, the criteria related to the earthquake design of the earth retaining structures within the scope of Turkish Building Code (TBC-2018) were examined and compared with the European Design Code (EuroCode-8). Comparisons were made over a series of parametric analyses. Parametric study results are presented in tables and figures for comparison purposes.  In the second phase of the study, an earthquake design was made in line with TBC-2018 criteria on an anchored shoring project, which was previously designed and applied on site. In addition, the sample shoring system was modeled with two-dimensional finite element software PLAXIS 2D (v.8) and findings were obtained. The analyzes were carried out in two stages as static and dynamic phases.  For the dynamic analyses, strong motion records were taken from PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center) database and processed based on the procedures described in TDY-2018.  Lateral earth pressures obtained from  finite element analyses were compared to  proposed or calculated values according to different earthquake codes. Based on the findings,  it is aimed to develop the procedures described in TBC-2018.