Farklı boyut ve özelliklerdeki kazıkların grup davranışının analiz programları ile modellenmesi
Modeling of pile group behavior of different sizes and features using analysis programs
Yazar: SID AHMED BABA HAYBALLA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERAY YILDIRIM
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, farklı derinlik, çap ve grup sayılarındaki kazıkların eksenel ve yanal yükler altındaki maksimum oturmaları, yanal yer değiştirmeleri, kesme kuvvetleri ve eğilme momentleri SAP2000, Plaxis 3D foundation ve GEO5 programları ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada 70, 90 ve 110 cm çapında ve 15 ile 20 metre derinliğe sahip toplam altı farklı kazık modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan bu kazık modellerinin uç direnci ve sürtünme direnci farklı metotlar kullanılarak hesaplanmıştır. Kazıkların sayısal modelleri oluşturulduktan sonra, SAP2000 programı kullanılarak 15 katlı bir üst yapı modeli oluşturulmuş ve üst yapıdan temele gelen yanal ve düşey yükler analiz edilmiştir. SAP2000, Plaxis 3D foundation ve GEO5 programları kullanılarak, kazık modellerinin grup davranışı analiz edilmiş ve her bir model için üç farklı programda maksimum düşey oturma, yanal yer değiştirme, kesme kuvvetleri ve momentleri analiz edilmiş ve kazık grup verimliliği hesaplanmıştır. Aynı kazık çapına sahip kazıklar için uzunluk arttıkça oturma miktarı artmakta, aynı uzunluktaki kazıklar için ise çapın büyümesi oturmaları azaltmaktadır. Aynı kazık çapı için kazık uzunluğu arttıkça kesme kuvveti ve eğilme momenti artmakta ve aynı kazık uzunluğu için kazık çapı büyüdükçe kesme kuvveti ve eğilme momenti artmaktadır. Tüm modellerin kesme kuvveti ve eğilme momenti sonuçlarına göre, kazık çapının büyük seçilmesi durumunda daha az kazık sayısı oluşur. Bu durumda, kazık grubunun karşılayabileceği yanal yük azalır, ve bu da kesme kuvveti ile eğilme momentinin artmasına neden olmaktadır. En yüksek kazık grup verimliliği 90 cm çap ve 20 m derinliğe sahip kazık modelinde (Model 4) elde edilirken, en düşük verimlilik 70 cm çapında 15 m derinliğe sahip kazık modelinde (Model 1) gözlenmiştir. Oturmalar, yanal yer değiştirmeler, kesme kuvvetleri, eğilme momentleri, kazık verimliliği ve kazık maliyeti parametreleri dikkate alındığında, Model 1 (70 cm çap, 15 m derinlik) tercih edilebilir bir seçenek olarak değerlendirilebilir. Buna karşın kazık sayısının daha az ve maliyetin bir miktar fazla olduğu Model 3 (90 cm çap, 15 m derinlik) nispeten en verimli seçenek olarak yorumlanabilir. Analiz programlarının verilerinin karşılaştırılması yapıldıktan sonra, sonuçları arasında düşey oturmalarda %3.85-8.2, yanal yer değiştirmelerde %1.52-3.8, kesme kuvvetinde %13.8-32.7 ve eğilme momentinde ise %4.38-11.8 civarında farklılık göstermiştir.

Abstract:
In this study, the maximum settlements, lateral displacements, shear forces, and bending moments of piles with different depths, diameters, and group numbers under axial and lateral loads were compared using the SAP2000, Plaxis 3D Foundation, and GEO5 programs. Six different pile models were formed with diameters of 70, 90, and 110 cm and depths ranging from 15 to 20 meters. The tip resistance and frictional resistance of these pile models were calculated using different methods. After forming numerical models of the piles, a 15-story superstructure model was built using the SAP2000 program, and the lateral and vertical loads from the superstructure to the foundation were analyzed. The group behavior of the pile models was analyzed using the SAP2000, Plaxis 3D Foundation, and GEO5 programs. For each model, maximum vertical settlement, lateral displacement, shear forces, and moments were analyzed using the three programs, and pile group efficiency was calculated. For piles with the same diameter, the settlement increases as the length increases, and for piles with the same length, increasing the diameter reduces settlements. As the length of piles with the same diameter increases, the shear force and bending moment also increase, and for piles with the same length, increasing the diameter leads to an increase in shear force and bending moment. Based on the results of shear force and bending moment for all models, selecting a larger pile diameter results in fewer piles, reducing the lateral load-bearing capacity of the pile group and increasing shear force and bending moment. The highest pile group efficiency was obtained in the pile model with a diameter of 90 cm and a depth of 20 m (Model 4), while the lowest efficiency was observed in the pile model with a diameter of 70 cm and a depth of 15 m (Model 1). Considering settlements, lateral displacements, shear forces, bending moments, pile efficiency, and pile cost parameters, Model 1 (70 cm diameter, 15 m depth) can be considered as a preferable option. However, Model 3 (90 cm diameter, 15 m depth), with fewer piles and slightly higher costs, can be relatively interpreted as the most efficient option. After comparing the data from the analysis programs, differences were observed in vertical settlements (3.85-8.2%), lateral displacements (1.52-3.8%), shear forces (13.8-32.7%), and bending moments (4.38-11.8%).