Elastik zeminle etkileşen TSD (Tek serbestlik dereceli) sistemlerde süneklik talebinin belirlenmesi
Determining the ductility demand of SDOF systems that interacted with elastic soil
Yazar: OĞUZ CAN ÖĞÜT
Danışman: DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yapı dinamiği = Structural dynamics ; Yapı-zemin etkileşimi = Soil-structure interaction ; Yapısal analiz = Structural analysis

Özet:
Bu çalışmada TSD dinamik sistemlerin süneklik talebini mesnetlik eden elastik zeminle etkileşiminin nasıl değiştirdiği incelenmiştir. Söz konusu süneklik talebinin geometrik oran (h/r), gömülüm oranı (e/r), zemin kayma dalgası hızı (Vs) ve zemin kütle yoğunluğu (?) parametreleri ile değişimi araştırılmıştır. Deprem kaydı olarak çoğunluğu Türkiye?den alınmış olmak üzere toplam 30 farklı kayıt kullanılmıştır. Çalışmada gömülü ve gömülü olmayan temelli sistemler ayrı olarak incelenmiş olup; gömülü temelli sistemlerde kinematik etkileşim, Deeks (2004) tarafından önerilen MATLAB fonksiyonları yardımı ile hesaplanmış olan yatay ve sallanma(rocking) temel girdi hareketleri ile göz önüne alınmıştır.Sonuç olarak gömülü olmayan temelli sistemlerde süneklik talebinin, periyodu zemin hakim periyodundan küçük olan yapılarda, temelin rijit zemine oturduğu (fixed base) duruma göre artarken, periyodu zemin hakim periyodundan büyük olan yapılarda azaldığı; süneklik talebinin artış miktarının ise geometrik oran (h/r) ile doğru, kayma dalgası hızı (Vs) ile ters orantılı olduğu görülmektedir. Zemin kütle yoğunluğunun (?) ise özellikle dayanım azaltma faktörüne önemli etkisinin olduğu belirlenmiştir.Gömülü temelli sistemlerde ise gömülüm oranı (e/r) etkisinin uygulamada sıkça karşılaşılan (?=1.8 t/m3) zemin kütle yoğunluğu değerinde açık olarak görülemeyip; ancak zemin kütle yoğunluğu gerçekçi olamayacak kadar küçük değerler aldıkça (?=0.4 t/m3); Mojtaba Mahsuli ve Mohammad Ali Ghannad (2009)[8] tarafından yapılan çalışmanın sonuçlarına uygun olarak, e/r>1 için temel gömülümünün uygulamada sıkça karşılaşılan periyot değerlerinde diğer gömülüm oranlarına göre süneklik talebini arttırıcı etkisi görülmüştür, fakat bu durumun nedeni daha büyük zemin kütle yoğunluğu durumuna göre, e/r>1 durumlarında süneklik taleplerinin artışından daha çok diğer gömülüm oranlarındaki süneklik talebi azalışıdır. Bu bilgiler ışığında gömülüm oranının süneklik talebine etkisinin az olduğu söylenebilir, fakat çalışmada yapılan bazı analizlerde görüldüğü gibi, depremin sisimolojik özelliklerinin süneklik talebi üzerinde önemli etkisinin olduğu görülmektedir. Ayrıca aynı geometrik oran (h/r) ve farklı temel yarıçapı (r) değerlerine sahip sistemlerde süneklik talepleri farklı olarak elde edildiğinden geometrik oranın tek bir parametre olarak alınmasının uygun olmadığı belirtilmektedir.

Abstract:
In this study, the effect of SSI on the ductility demads of SDOF systems according to aspect ratio (h/r), embedment ratio (e/r), shear wave velocity of soil (Vs), and soil mass density (?) values which are meaningless for ductility demand of fixed based systems is researched. As earthquake record, 30 different records, which were mainly picked up in Turkey, are selected. The kinematic interaction on the systems having embedded foundation is considered with horizontal and rocking foundation input motion calculated by the MATLAB functions introduced by Deeks (2004).It is concluded that, for the systems having surface foundation ductility demand is more for the fixed based periods lower than the predominant period of the earthquake and lower for the fixed based periods bigger than the predominant period of the earthquake than the systems having fixed foundations. It is seen that ductility demand is true proportional with aspect ratio (h/r) and inverse proportional with shear wave velocity (Vs). Also, it is asserted that, soil mass density (?) have an important effect on the strength reduction factors. As, it is seen that, altough for the system having embedded foundation the effect of foundation embedment ratio on the ductility demand is not clear for normal values (?=1.8 t/m3) of soil mass density, for unrealistic values (?=0.4 t/m3) of soil mass density and for e/r>1, the incremental effect of foundation embedment ratio on the ductility demand for important fixed based periods is clear which is reasonable with the study done by Mojtaba Mahsuli ve Mohammad Ali Ghannad (2009) [8]. However it is tought that, this situation is caused decrement of ductility demand for e/r<1 more than increment of ductility demand for e/r>1. In the light of these datas, it is asserted that the effect of foundation embedment ratio is low for ductility demand but in this study it is seen that the characteristic of earthquake have an important effect on the ductility demand. Furthermore, for the same aspect ratio (h/r) and different foundation radius (r), ductility demand having different values, thus it is asserted that taking the aspect ratio as a single parameter is not convenient.