Deprem etkisi altındaki yumuşak kil zeminlerde yapı-kazık-zemin etkileşimi hesaplarının TBDY 2018 - Yöntem 2 ve Yöntem 3 kullanılarak parametrik analizi
Parametric analysis of structure-pile-soil interaction calculations in soft clay soils under earthquake impact by using TBDY 2018 -  Method 2 and Method 3
Yazar: UFUK ÖZYİLDİRİM
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KUBİLAY KELEŞOĞLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Ülkemizde özellikle son yıllarda hızla artan nüfusla beraber şehirlerdeki kalabalıklaşma artmış ve bu durum şehir planlamasında yatay mimariden çok dikey mimariye ihtiyaç duyulmasına sebep olmuştur. Büyük bir bölümü deprem kuşağında olan ülkemizde yaşanan depremler can ve mal kaybına sebep olmakla beraber, kat yüksekliği artan dikey, ağır yapılarla beraber depremin verebileceği zararı da artırma potansiyeline sahip olmuştur. Bu durum karşısında alınabilecek tek önlem depreme dayanıklı yapılar yapmaktır. Ülkemizde farkındalığı TBDY-2018 ile artan deprem etkisi altında yapı-kazık-zemin etkileşimi konusu, yüksek katlı yapıların ve deprem riskinin hep diri olduğu ülkemiz için önemi oldukça yüksektir. Bu tezde, TBDY 2018 de yapı-kazık-zemin etkileşimi başlığı altında belirtilen Yöntem I, Yöntem II ve Yöntem III analiz yöntemlerinden, Yöntem II ve Yöntem III 'ün aynı zemin, kazık ve yapı özelliklerinde deprem etkisi altında kazıklarda oluşan tesir değerleri kıyaslanmıştır. Zemin olarak yumuşak kil seçilmiş ve yay atamaları dahil olmak üzere zemin tepki analizleri bu zemin tipine göre tamamlanmıştır. TBDY 2018 de hangi yöntemin hangi şartlar altında seçileceği belirtilmiş olsa da yine aynı yönetmelikte tasarım mühendisinin tercihine bağlı olarak Yöntem III yerine Yöntem II kullanılabileceği belirtilmiştir. Tez kapsamında 2 deprem kaydı ile kinematik etkileşim ve eylemsizlik etkileşimi analizleri yapılmıştır. Bursa Gemlik bölgesine ait ZE zemin sınıfına ve Yöntem II için DD1 ve DD-2, Yöntem III için DD2 düzeyine göre elde edilen yatay elastik tasarı spektrumları Peer Ground Motion veri tabanına tanımlanmış ve uygun deprem kayıtları seçilmiştir. Ardından elde edilen deprem kayıtları Seismomatch ile ölçeklenmiştir. Sonrasında Deepsoil programı ile doğrusal olmayan zaman tanım alanında yapılan zemin tepki analizlerinin sonuçları, SAP2000 programı ile modellenen kazıkların her bir düğüm noktasında bulunan doğrusal olmayan yaylara tanımlanmış ve analiz yapılmıştır. Yapılan bu analize kinematik etkileşim analizi denilmektedir. Kinematik etkileşim analizi sonucundaki çıktılar, eylemsizlik etkileşimi için modellenen üst yapıya temel seviyesinden etkitilmiş ve yapı özelliklerine göre yapının kazıklarda oluşturduğu etki tesirlerine ulaşılmıştır. Yine TBD 2018 de belirtildiği gibi elde edilen sonuçlar birleştirilmiş ve her iki yöntem için kazıklardaki moment ve kesme kuvveti değerlerine ulaşılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre zaman tanım alanında ve DD1 veya DD2 deprem yer hareketine göre yapılan Yöntem II analizi Yöntem III analizine kıyasla mühendislik açısından daha güvenilir tarafta kaldığı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In recent years, especially with the rapid increase in population in our country, urban overcrowding has increased, leading to a greater need for vertical architecture in city planning. Our country, a significant portion of which is in an earthquake-prone zone, has experienced earthquakes that have caused loss of life and property. The increase in building height and the use of heavy structures have the potential to increase the damage that an earthquake can cause. The only precaution that can be taken in response to this situation is to construct earthquake-resistant buildings. In our country, with the awareness raised by TBDY-2018, the topic of structure-pile-soil interaction under earthquake effects is of great importance, especially for high-rise buildings and in a country where earthquake risk is always present. In this thesis, the values of the effects on piles under the earthquake effects with the same soil, pile, and structure properties for Method II and Method III analysis methods, which are stated under the title of structure-pile-soil interaction in TBDY 2018, have been compared. The choice of soft clay as the soil type, including spring assignments, and soil response analyses have been completed based on this soft clay soil. Although TBDY 2018 specifies which method to choose under what conditions, it is also stated in the same regulation that, at the discretion of the design engineer, Method II can be used instead of Method III. In the scope of the thesis, kinematic interaction and inertial interaction analyses were carried out with 2 earthquake records. Horizontal elastic design spectra obtained for ZE soil class for Bursa Gemlik region and DD1 and DD2 for Method II and DD2 for Method III were defined in the Peer Ground Motion database, and appropriate earthquake records were selected. Then, the obtained earthquake records were scaled using Seismomatch. Afterward, the results of non-linear time domain soil response analyses conducted with the Deepsoil program were defined at the linearly elastic springs at each node point of the modeled piles in the SAP2000 program, and an analysis was performed. This analysis is referred to as kinematic interaction analysis. The outputs of the kinematic interaction analysis were applied to the superstructure modeled for inertial interaction from the foundation level, and the effects of the structure on the piles were determined based on the structure properties. As stated in TBDY 2018, the obtained results were combined, and the moment and shear force values in the piles were determined for both methods. According to the results obtained, it was concluded that the Method II analysis, performed in the time domain and based on the DD2 or DD1 earthquake ground motion, is on the safer side than Method III from an engineering perspective