Zemin yapı etkileşiminin hasar olasılığına etkisi
Effect of soil structure interaction on the probability of damage
Yazar: HÜLAGÜ ETHEMOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. MURAT SERDAR KIRÇIL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapılar üzerine inşa edildikleri zeminlerle deprem anında belirginleşen bir etkileşim içindedir. Zemin yapının davranışını etkilerken, yapı da zeminin davranışını etkiler. Dolayısıyla zemin yapı etkileşimi zemin ve yapı arasında karşılıklı olarak gelişen bir olaydır. Yönetmeliklerde zemin sınıflarına göre verilen elastik ivme spektrumları zeminin yapıya etkisini göstermekte fakat yapının zemine etkisini göstermemektedir. Yani etkileşim tek yönlüdür. Ayrıca yönetmelikler yapıların zemine ankastre bağlı olarak tasarlanmasına izin vermekte veya zemin yapı etkileşimini dikkate almak için deprem kuvvetlerinin azaltılmasına izin vermektedir. Ancak yapılan bu kabuller deprem anındaki yapı davranışıyla ve yapının hasar görebilirliği ile farklılaşmaktadır. Bu çalışmada zemin yapı etkileşimin hasar olasılığı üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle 3 adet (5, 10 ve 15 katlı) betonarme bina tasarlanmıştır. 3 adet zemin sınıfı ve her zemin sınıfında meydan gelmiş 7 adet deprem kaydı seçilmiştir. Doğrusal elastik olmayan artımsal dinamik analizler etkileşimli ve etkileşimsiz durumlar için yapılmıştır ve binaların performans seviyeleri belirlenmiştir. Bu çalışmada bina performans seviyeleri kesit hasarları cinsinden belirlenmiştir. 3 farklı hasar kriteri dikkate alınmış ve hasar olasılık eğrileri bu hasar kriterleri için hazırlanmıştır. Etkileşimli ve etkileşimsiz durumlar için hazırlanan hasar olasılık eğrileri spektral ivme ve göreli kat ötelemeleri bağlı olarak hazırlanmıştır. Zemin yapı etkileşiminin yapıların hasar olasılığını arttırdığı, mevcut yapıların deprem performansının değerlendirilmesinde dikkate alınması gerektiği ulaşılan temel sonuçlar arasındadır.

Abstract:
The structures interact with the soil on which they are built, evident during an earthquake. Soil affects the behavior of the structure, while the structure affects the behavior of the soil. As can be seen, the interaction of the ground structure is a mutually evolving event between the ground and the structure. Elastic acceleration spectra given in the regulations according to soil classes show the field effect of the soil to the structure but not the effect of the structure on the soil. Thus, interaction between structure and soil is one-way. In addition, regulations allow structures to be designed with fixed support to soil or allow earthquake forces to be reduced to take into account soil structure interaction. However, these assumptions differ with the behavior of the building at the time of the earthquake and the vulnerability of the building. In this study, it is aimed to evaluate the effect of soil structure interaction on fragility of structures. For this reason, 3 (5, 10 and 15 floor) sample buildings were designed. 3 soil classes and 7 earthquakes recorded in each soil class were selected. Linear inelastic analyzes were performed for interactive and non-interactive situations. The performance evaluation of the buildings was also carried out according to 3 damage criteria and relative floor shifting criteria. Damage probability curves are the fastest way to estimate the vulnerability of a structure without risk. Although damage probability curves have been developed for fixed support structures in soil, these curves do not fully meet the requirements in the interactive structure. Therefore, the fragility curves were obtained to include the interaction of soil structure. Comparisons of damage probability curves in noninteractive and interactive state were made. As a result, according to the damage level taken into consideration, it is provided to determine the vulnerability of a structure with a certain spectral acceleration and soil class.