YAPI-TEMEL-ZEMİN SİSMİK ETKİLEŞİM PROBLEMİNİN ADAPAZARI BÖLGESİ İÇİN

Benzer belgeler
Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü/Sakarya

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

DEPREM ETKİSİNDEKİ YAPI DAVRANIŞINA ZEMİN TAŞIMA GÜCÜNÜN ETKİSİ. Özet

DOĞRUSAL OLMAYAN ZEMİN ORTAMINDA RİJİT ŞERİT TEMELLER İÇİN DİNAMİK EMPEDANS FONKSİYONLARI: Düşey Titreşim Modu

Fema (273, 356, 368, 369, 440), Eurocode 8 ve DBYBHY (2007) Yönetmeliklerinde Yapı-Zemin Etkileşimi Problemi

YAPI ZEMİN DİNAMİK ETKİLEŞİMİNDE GEOMETRİK NARİNLİK ETKİSİ. Mustafa KUTANİS 1, Muzaffer ELMAS 2

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

DEPREM ETKİSİNDEKİ BETONARME YAPILARDA YAPI-ZEMİN ETKİLEŞİMİ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİ. Yrd. Doç. Dr Mehmet Alpaslan KÖROĞLU

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

Yumuşak Kat Düzensizliği olan Betonarme Binalarda Yapı Zemin Etkileşimi

T.C. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

DİKEY DOĞRULTUDA KÜTLE DÜZENSİZLİĞİ OLAN YAPILARIN DEPREM ALTINDAKİ DAVRANIŞI

KAZIK GRUPLARININ SİSMİK ETKİ ALTINDAKİ PERFORMANSI PERFORMANCE OF PILE GROUPS UNDER SEISMIC EXCITATIONS

Dairesel Temellerde Taban Gerilmelerinin ve Kesit Zorlarının Hesabı

Dikdörtgen Rijit Temellerin Dinamik Empedans Fonksiyonları 1

YAPILARIN TİTREŞİM GENLİĞİNE GÖRE DİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞİŞİMLERİNİN İNCELENMESİ *

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

BACA DİNAMİĞİ. Prof. Dr. Hikmet Hüseyin H

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

DEPREM ETKİSİ ALTINDA YAPI KAZIK ZEMİN ETKİLEŞİMİ

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

DEPREM YÖNETMELİĞİNDEKİ FARKLI ZEMİN SINIFLARINA GÖRE YAPI DAVRANIŞLARININ İRDELENMESİ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI AYAKLI DEPOLARIN SIVI-YAPI-ZEMİN ETKİLEŞİMLERİ DİKKATE

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

Ders. 5 Yer Tepki Analizleri

MEVCUT BETONARME BİNALARDA ZEMİN YAPI ETKİLEŞİMİNİN SİSMİK DAVRANIŞ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile Belirlenmesi

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

ÇELİK KULE YAPILARIN YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİNİN İNCELENMESİ INVESTIGATION OF SOIL-STRUCTURE INTERACTION OF STEEL TOWER STRUCTURES

YAPILARIN DEPREME KARŞI KORUNMASINDA ETKİN BİR ÇÖZÜM

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

DEPREMLER - 2 İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ. Deprem Nedir?

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

TDY 2007 de Kullanılan Farklı Zemin Sınıfları İçin Performans Değerlendirme Yöntemleri Üzerine Bir Araştırma

GERÇEK ZAMANLI YAPI SAĞLIĞI İZLEME SİSTEMLERİ

ÇELİK UZAY ÇATI SİSTEMLİ HAL YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Armağan KORKMAZ *, Zeki AY **

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

BETONARME BİNALARIN FARKLI HESAP YÖNTEMLERİNE GÖRE PERFORMANS SINIRLARININ İNCELENMESİ ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME

SÜREKLİLİK VE SÜREKSİZLİK DURUMLARINDA PERDE-ÇERÇEVE ETKİLEŞİMİ. İnşaat Y. Müh., Gebze Teknik Üniversitesi, Kocaeli 2

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Farklı Zemin Koşullarındaki Betonarme Yapıların Davranışının Zaman Tanım Alanında Hesap Yöntemi ile İncelenmesi: 8 Katlı Çerçeve Örneği

Yeni Deprem Yönetmeliği ve İstinat Yapıları Hesaplarındaki Değişiklikler

Erdal İRTEM-Kaan TÜRKER- Umut HASGÜL BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜH. MİM. FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜH. BL.

Çok katlı çelik yapı sistemlerinin yapı-zemin etkileşimi ile doğrusal olmayan dinamik analizi

BOĞAZİÇİ ÜNİVERSİTESİ KANDİLLİ RASATHANESİ VE DEPREM ARA TIRMA ENSTİTÜSÜ DEPREM MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

İtme Sürme Yöntemi İle İnşa Edilmiş Sürekli Ardgermeli Köprülerin Deprem Tasarımı. Özgür Özkul, Erdem Erdoğan, Hatice Karayiğit

AKDENİZ BÖLGESİNDEKİ SANAYİ YAPILARININ DEPREMSELLİĞİNİN İNCELENMESİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

A3 Düzensizliğine Sahip Yapıların Doğrusal Olmayan Kat Kesme Kuvvetlerinin İncelenmesi

Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26(1): 1-6 (2010)

Deprem Mühendisliği (CE 527) Ders Detayları

MAKSİMUM YER İVMESİ VE HIZI İLE YER DEĞİŞTİRME TALEBİ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN ARAŞTIRILMASI

Dolgu Duvarlı Betonarme Yapıların Deprem Davranışında Bağ Kirişlerinin Yapı Performansına Etkisinin İncelenmesi

DEPREM HAREKETİNİN KAZIKLI TEMELLERE KİNEMATİK ETKİLERİ

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

Tarihi Bir Köprünün Zemin-Yapı Etkileşiminin İrdelenmesi

E-posta:

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

TDY 2007 YE GÖRE DEPREM ELASTİK TASARIM İVME SPEKTRUMU

Sistem Dinamiği. Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

İÇİNDEKİLER. Sayfa ÖNSÖZ... II ÖZET... VIII SUMMARY...IX ŞEKİL LİSTESİ... X TABLO LİSTESİ...XIX SEMBOL LİSTESİ...XX

BETONARME ÇERÇEVE YAPILARIN GERÇEK DEPREMLERE AİT İVME KAYITLARI İLE DOĞRUSAL OLMAYAN DİNAMİK ANALİZİ

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ (Yer Hareketi Parametreleri)

Deprem Mühendisliği (CE 440) Ders Detayları

KISA KOLON TEŞKİLİNİN YAPI HASARLARINA ETKİSİ. Burak YÖN*, Erkut SAYIN

Beton Sınıfının Yapı Performans Seviyesine Etkisi

2004 Üniversitesi Y. Lisans İnşaat Mühendisliği İzmir Yüksek 2008 Teknoloji Enstitüsü Doktora İnşaat Mühendisliği Ege Üniversitesi 2015

Doğal Arazi Koşullarında Yapı-Zemin Dinamik Etkileşim Deneyi. In-situ Experiment on Dynamic Soil-Structure Interaction

Deprem Etkisindeki Betonarme Binalarda Yumuşak Kat Düzensizliğine Perde Duvar Etkisi

BİNALARDA KISA KOLONA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN İNCELENMESİ

PERDELERDEKİ BOŞLUKLARIN YATAY ÖTELENMEYE ETKİSİ. Ayşe Elif ÖZSOY 1, Kaya ÖZGEN 2 elifozsoy@hotmail.com

Elastik Zeminle Dinamik Olarak Etkileşen Tek Serbestlik Dereceli Yapıların Optimal Kontrolü *

DBYYHY 2007 ve DEPREME KARŞI DAYANIKLI YAPI TASARIMI. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DOLGU-KONSOL İSTİNAT DUVARI-TEMEL/ZEMİN ETKİLEŞİM SİSTEMİNİN DİNAMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Dolgu Duvarlarının Çerçeve Yapının Deprem Davranışına ve Göçme Mekanizmasına Etkisi

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Temeller. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

Sedat SERT-Aşkın ÖZOCAK-Ertan BOL 1

D102 d= tarihinde yapılacak olan Proje Kontrol Sınavında (2. Vize) yanınızda sadece. D104 d=120 K109 K kat. 1.

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

Ceyhun EREN 1 ve Hilmi L 2

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ FARKLI YER HAREKETLERİ ETKİSİNDEKİ SİSMİK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 8 Sayı: 1 s Ocak 2006

ÖZGEÇMİŞ. Derece Üniversite Alanı Yılı. Lisans Uroumieh Üniversitesi İnşaat Mühenlisliği

ARTIMLI DİNAMİK ANALİZ YÖNTEMİ İLE BETON AĞIRLIK BARAJLARDAKİ HASAR BELİRLENMESİ

Zemin Gerilmeleri. Zemindeki gerilmelerin: 1- Zeminin kendi ağırlığından (geostatik gerilme),

DİNAMİK - 1. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Karayolu Köprülerinin Modal Davranışına Kutu Kesitli Kiriş Şeklinin Etkisi Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE

Transkript:

ANKARA - TURKIYE YAPI-TEMEL-ZEMİN SİSMİK ETKİLEŞİM PROBLEMİNİN ADAPAZARI BÖLGESİ İÇİN EMPEDANS FONKSİYONLARI YARDIMIYLA ANALİZİ analysıs of seısmıc soıl-foundatıon-structure ınteractıon problem for adapazarı regıon by usıng ımpedance functıons Mustafa Yavuz Çetinkaya a *, Prof. Dr. Erkan Çelebib ve Yrd Doç. Dr. Osman Kırtelc a* Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, Türkiye, yavuz.cetinkaya@ogr.sakarya.edu.tr b Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye, ecelebi@sakarya.edu.tr c Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye, okirtel@sakarya.edu.tr etkileşiminin problemin çözüm sürecine katılması zorunlu Özet Yumuşak zemin koşullarında meydana gelen depremler göstermiştirki, zemin ortamının özellikleri üst yapının dinamik davranışını büyük oranda değiştirmektedir. Bu çalışmada, temel empedans fonksiyonları kullanılarak yapı-temel-zemin dinamik etkileşimi dikkate alınmıştır. Adapazarı bölgesi zemin özellikleri göz önünde bulundurularak köprü ayağı-zemin sisteminin, deprem etkisindeki davranışı temel sönümüne bağlı olarak incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Empedans fonksiyonları, yapı-zemin etkileşimi, temel ortamının sönümü Abstract hale gelmektedir. 17 Ağustos 1999 Kocaeli depremi sonrası önemli can ve mal kaybına yol açan yapısal hasarların zeminin geoteknik özelliklerine 399 bağlı dağılımı incelendiğinde, kalın alüvyol tabakalardan oluşan yumuşak zeminler üzerinde kurulmuş kentlerde yoğunlaştığı görülmektedir. Zemin ortamının şekil değiştirebilme özelliğinin hesap sürecine katılması, yapıların titreşim davranışının birbirine bağlı üç ortak sistemin dinamik etkileşimi altında değerlendirilmesini gerektirir. Bunlar üstyapı, yapı temeli ve temelin çevresini saran jeolojik zemin ortamıdır. Yapı-zemin birlikteliğinin sayısal araçlarla idealleştirilmesinde, doğrudan çözüm yöntemi [1-3] ve altsistem yaklaşımı [4-6] kullanılarak, sismik yüke bağlı olarak zemin şartlarının yapının dinamik Earthquakes occuring in the soft ground conditions show that the soil medium alters substantially the dynamic behavior of the structure. In this study, the impedance functions are used for considering the dynamic structure-foundation-soil interaction. The seismic response of bridge footing-soil system is investigated depending on the foundation damping by taking into consideration of soil characteristics for Adapazarı region. tepkisi üzerindeki etkileri yönetici anahtar parametrelere bağlı Keywords: Impedance functions, soil-structure interaction, foundation damping ve zeminin üstyapıların dinamik davranışı üzerindeki etkilerini 1. Giriş tanımlanan empedans fonksiyonlarına bağlı analiz etmek, Sismik riskin yüksek olduğu bölgelerde yumuşak zemin koşullarında inşa edilecek olan önemli mühendislik yapılarının deprem performanslarını daha ayrıntılı incelemek ve depreme karşı tam güvenliği sağlayabilmek için yapı-zemin dinamik incelenmektedir. Yapıların sismik performansının analizinde yerel zemin koşullarının etkisinin hesap ilkelerinde doğrudan yer alması hususunda yakın zamanda önemli birçok araştırma raporu tavsiye kararları yayınlamıştır [7-8]. Bu çalışmanın amacı, serbest yüzey deprem yer hareketiyle zorlanan yapı-zemin ortak sisteminin karşılıklı etkileşimini altsistem yaklaşımıyla yapı temeli-zemin arakesitinde değerlendirmek ve sonuçlarını tartışmak şeklinde özetlenebilir. Sayısal araştırmalar için, sonuçların sağlıklı ve doğru yorumlanabilmesi açısından üstyapı olarak seçilen köprü ayağı örneğine farklı büyüklüklerde deprem senaryoları uygulama

nd International Sustainable Buildings Symposium 400 yoluna gidilmiştir. Örnek modelin temel-zemin arakesitinde zemin ortamının şekil değiştirme özelliğini ve geometrik sönümünü temsil etmek üzere yaylar ve söndürücüler kullanılmıştır. Yapı-zemin dinamik etkileşim problemlerinde temel ortamında oluşan ilave sönümün nasıl deprem yer hareketini değiştirdiğini, daha etkili ve kritik olduğunu göstermek için analizlerde Adapazarı merkezinde farklı noktalarda gerçekleştirilen geoteknik saha deneylerinden elde edilen zemin mekanik özellikleri genelleştirilerek kullanılmıştır. Çözüm Yöntemi.1 Genel Bakış Yapı-temel-zemin ortamlarının birbirleriyle etkileşimleri arasında iki mekanizma yer alır: Eylemsizlik Etkileşimi: Titreşim etkisindeki bir yapıda burulma, eğilme momenti ve kesme kuvveti oluşur. Bu kuvvet ve momentler temel-zemin etkileşim arakesitinde yerdeğiştirme ve dönme meydana getirir. Tüm yapısal sistemin şekil değiştirmesine önemli katkı sağlayan bu yerdeğiştirme ve momentler yalnız temel-zemin sisteminin şekil değiştirebilirliğinde mümkündür (Yapı periyodunun artması). Aynı zamanda bu yerdeğiştirmeler histeresiz zemin sönümü ve geometrik sönüm vasıtasıyla enerji tüketimine yol açar ve bu durum sistemin sönümünü önemli derecede etkiler. Bu etkilerin yapısal ataletten kaynaklanmasından dolayı eylemsizlik etkileşimi olarak adlandırılır. Şekil 1. Üstyapının kuvvet etkisinde yaptığı deformasyonlar: (a) üstyapının zemine rijit bağlı durumu (b) üstyapının yapı temelinin esnekliğiyle yaptığı dönme ve ötelenmeler [7]. Şekil 1a daki gibi rijitliği k ve kütlesi m olan rijit taban yapısının statik kuvvet etkisinde yapıtğı yer değiştirme Ä : Yapı dinamiğinden bilinen yapının periyodu, T: Şekil 1b deki gibi rijitliği k ve kütlesi m olan esnek taban yapısının statik kuvvet etkisinde yaptığı yer değiştirme Ä : (1) () Kinematik Etkileşim: Zemin içinde veya üzerinde rijit temel elemanlarının varlığı temel girdi hareketini serbest zemin hareketinden farklılaştırmasına kinematik etkileşim denir. Kinematik etkiler serbest zemin hareketiyle ilişkili frekansa bağlı transfer fonksiyonları yardımıyla ifade edilir.. Yapı-Temel-Zemin Sisteminin Davranışı Bu durumda esnek taban yapısının periyodu, T : (3) (4) Dış yük etkisinde yapı temelinin davranışı üzerine iki yaklaşım bulunmaktadır: Rijit Taban Yaklaşımı: Temelin oturduğu zemin ortamının sonsuz rijit kabul edilmesi durumunda üst yapının dış yük etkisi altında sadece ötelenme yaptığı gözlemlenir (Şekil 1a). Esnek Taban Yaklaşımı: Zemin ortamının şekil değiştirmesi söz konusu olduğunda temelin dönmesi ve ötelenmesi sonucunda üst yapının toplam yer değiştirmesinin değiştiği gözlemlenir (Şekil 1b). Denklem (4) ve () birbirine oranlandığında: T k kh = 1+ + T k k x yy Denlem (5); esnek taban yapısının rijit taban yapısına göre periyot oranını gösteren bir ifadedir [9]. Yapı-zemin etkileşimini dolayısıyla T T yi kontrol eden anahtar parametreler aşağıda verilmiştir [10,11]. (5) h, VT s h, B B, L m, ñ 4BLh s ve n (6) Burada h modal yapı yükseliğidir, B ve L sırasıyla temel yarı genişliği ve temel yarı uzunluğudur, ñ s zemin birim hacim

8-30th May 015 Ankara - TURKIYE kütlesi, n zeminin poisson oranı, h B yapı modal yüksekliğinin temel yarı genişliğine oranı, B L temel yarı genişliğinin temel yapı modal yüksekliğine eşit yarı uzunluğa oranı, bir derinliğe uzanan bir hacimde üst yapının kütlesinin zeminin kütlesine oranıdır. Kütle oranının etkisi küçüktür ve 0.1-0. arasında alınır [1]. h (VsT ) yapının zemine rijitlik oranını temsil eder. h (VsT ) oranı çerçeve yapılar için 0.1 den daha azdır. Perde duvar ve çaprazlı yapılar için yaklaşık olarak 0.1 ve 0.5 arasında değişmektedir [13]. için alınır (örneğin histeresiz sönüm) [15]..4 Dikdörtgen Yüzeysel Bir Temelin Empedansı için Teorik Model Empedans fonksiyonları temel-zemin etkileşiminin frekansa bağlı sönüm ve rijitlik karakterlerini temsil eder. Klasik çözümler kompleks değerli empedans fonksiyonu için şu şekilde yazılabilir [16,17]: (10).3 Temel Sönümü Burada k j kompleks değerli empedans fonksiyonu, Esnek tabanlı dış yük etkisindeki bir yapıda artan periyot oranına ek olarak temel-zemin etkileşimiyle ortaya çıkan bir sönüm meydana gelir ve bu sönüme temel sönümü adı verilir âf. Temel sönümü iki parçadan oluşur (1) zeminin birim şekil değiştirmesine bağlı olarak meydana gelen sönüm katkısı (histeresiz sönüm) ve () zemin ortamının sınırsızlığı nedeniyle enerji kaybına eşdeğer anlamda karşı gelen fiktif zemin sönümü diğer bir adıyla geometrik sönümdür. j ise ötelenme ve dönme modlarını belirtir. k j ve c j sırasıyla temel dinamik rijitliği ve temel-zemin etkileşimiyle ilgili sönümü temsil eder. Denklem (10) için alternatif bir form ; Temel sönümünün tanımlanması için geliştirilen bir çok analitik yaklaşımdan bir tanesi de Wolf un önerdiği formülasyondur [14]. Bu yaklaşımda; Temel rijitlik terimlerinin frekansa bağımlı olmadığını Temel geometrik sönümünün doğrusal viskoz olduğu kabullerine göre sönümü hesaplar. (7) Burada âs zemin histeresiz sönümü, âx ve âyy ötelenme ve dönme titreşim modları için geometrik sönümdür. Tx ve Tyy fiktif titreşim periyodlarıdır. Eğer titreşim kaynağı sadece ötelenme ve dönme yapıyorsa fiktif titreşim periyodları; (11) ifadesi ile verilir. Burada; âj = ù cj (1) k j denklemi ile elde edilir. c j yerine â j alınmasının avantajı, yapı-temel-zemin sisteminin rezonans frekansının dikkate alınabilmesidir [18]. Elastik bir yarı-uzaya oturan dikdörtgen rijit temellerin empedans fonksiyonlarının hesabı için ampirik bağıntılar literatürde sunulmuştur [5]. Yüzeysel dikdörtgen temelin geometrisi Şekil de verilmiştir. Denklem (11) de j indisi x, y, z ekseni boyunca ötelenme rijitliğini ve bu eksenler etrafındaki dönme rijitliklerini ise xx, yy, zz olarak tanımlar. Sönüm çözümleri ayrıca elde edilir. Dinamik rijitlik ( k j ) temel boyutunun, zemin kayma modülünün G, zemin poisson oranının n ve dinamik düzeltme katsayısı á j nin bir fonksiyonudur. (13) (8) formülleriyle hesaplanır. Denklem (7) de kullanılan ns,nx,nyy katsayılarının alınması önerilir [15]. Hesap edilen temel sönümü âf e üstyapının sönümününün eklenmesiyle yapıtemel-zemin sisteminin sönümü ; K j = GB mf ( B L,v ), á j = á j ( B L, a0 ) (14) Burada K j, j modu için frekanstan bağımsız temel statik rijitliğidir. Otelenme ve dönme modu için sırasıyla m değerleri 1 ve 3 alınmaktadır. Statik rijitliğin dinamik düzeltme katsayısı á j boyutsuz frekans parametresi a0 a bağlıdır. (16) â= âf + 0 1 T T ( ) n âi (9) elde edilir. Burada âi tipik yapısal sistemler için genellikle n %5 alınan rijit taban yapı sönümüdür. Denklem (9) da T T ifadesinde n, doğrusal viskoz yapı sönümü için 3 aksi durmlar ( ) Zaman tanım alanı analizi için, a0 a bağlı olan temel yay ve sönüm katsayıları için tek bir açısal frekans ω seçilir. Bu ω seçilirken esnek tabanlı yapının baskın tepkisinin oluşacağı andaki açısal frekansı ω kullanılabilir [7]. 401

nd International Sustainable Buildings Symposium Bu 3 parametre zemin ortamının; (ρ), birim hacim kütlesi ( Vs ), kayma dalga hızı ve (n), poisson oranı dır. Bilindiği üzere bir bölgedeki zemin özellikleri o bölgede yapılacak olan arazi deneyleriyle belirlenir. Adapazarı Şekil. Dikdörtgen yüzeysel temel geometrisi [7]. 3. Adapazarı Zemin Yapısı ve Deprem Senaryoları 3.1 Adapazarı Zemin Yapısı bölgesi için bölge merkezinde farklı noktalarda 1999 Kocaeli depremi sonrası yapılan SPT ve CPT deneyleri sonucunda, ilgili 3 parametre elde edilmiştir [19]. Analizlerde Adapazarı bölgesi için 11 farklı noktada yapılan deneylerin yerleri Şekil 3 de, çalışmalar sonucunda elde edilen zemin özellikleri Çizelge 1 de gösterilmiştir. Temel-zemin arakesitinde tanımlanan dinamik rijitlik fonksiyonlarında zemin ortamı 3 parametre ile ele alınmaktadır. 40 Şekil 3. Zemin özellikleri için deney yapılan noktalar [0]. Çizelge 1. Adapazarı merkez saha deneyleri ve zemin özellikler [19]. Deney Bölgesi n Vs [ m s ] Adapazarı_A Adapazarı_B Adapazarı_C1 Adapazarı_C Adapazarı_D Adapazarı_G Adapazarı_J Adapazarı_1-11 Adapazarı_1-4 ñ t m 3 85 185 180 155 145 10 135 140 150 0.4984 0.493 0.497 0.4946 0.4953 0.4968 0.4959 0.4956 0.4949 Adapazarı_1-41 Adapazarı_1-4 170 135 0.4935 0.4959

8-30th May 015 Ankara - TURKIYE 3. Deprem Senaryoları 4. Sayısal Uygulama Herhangi bir deprem ivme kaydının üstyapıya etkisi araştırılmak istenildiğinde; deprem ivme kaydının kaydedildiği yerdeki zemin özellikleri ile üstyapının oturduğu zemin özelliklerinin benzer olması gerekmektedir. Adapazarı bölgesinde Çizelge 1. de verilen zemin özelliklerinde bir deprem ivme kaydı mevcut değildir. Bu bölümde ele alınan bir köprü ayağı modeli Adapazarı zemin yapısına uygun 3 farklı zemin bölgesinde yapı-temelzemin ortamlarının birbirleriyle etkileşimi sonucunda artan periyod ve esnek tabanlı yapının sönüm değerleri hesap edilmiştir. Daha öncede bahsedildiği üzere 3 depremin kaydedildiği istasyonların zemin özellikleri bakımından Adapazarı zemin yapısına uygunluğu ortaya konulmuştur, sonuçların karşılaştırılmalı olarak verileceği çizelgelerde daha iyi ifade edilebilmesi açısından Yeni Zellanda (Darfield) depremi için Adapazarı-1, Meksika (El Mayor-Cucapah) depremi için Adapazarı- ve Türkiye (Kocaeli) depremi için Adapazarı-3 zemin bölgesi olarak adlandırılmıştır. Yapılan bu adlandırmalar ve köprü ayağı modeli Şekil 5. de verilmiştir. Köprü ayağı modelinde dikkate alınan temel tipi dikdörtgen yüzeysel temel olmuştur. Kullanılan temelin gömülü olmaması, dikkatealınması Bu sebeple Adapazarı zemin özelliklerine yakın Adapazarı bölgesi dışında kaydedilmiş olan deprem ivme kayıtları kullanılmıştır. Deprem ivme kayıtlarının bulunmasında kuvvetli yer hareketi veritabınından faydalanılmıştır [1]. Veritabanı arama motorunda bölge zemininin kayma dalga hızı aralığı Vs = 85-185 ( m s ), bölgedeki etkin fay tipi ve istenilen deprem büyüklüğü (moment magnitude) aralığı girilerek uygun 3 ivme kaydı seçilmiştir. Seçilen ivme kayıtları ile ilgili özellikler şekil 4. de verilmiştir 403 Şekil 4. Kullanılan depremlere ait ivme-zaman ilişkileri Şekil 5. üstyapı, temel geometrisi ve zemine ait özellikler

nd International Sustainable Buildings Symposium Çizelge. Dikdörtgen yüzeysel bir temelin ilgili doğrultularda ötelenme ve dönme hareketinden kaynaklı statik rijitlik, dinamik düzeltme katsayıları ve geometrik sönüm denklemleri [5]. 404 gereken kinematik etkilerin ihmal edilebilecek seviyelere getirdiğinden, bu çalışmada kinematik etkileşim göz önünde bulundurulmamıştır. Kinematik etkiler ihmal edildiğinden dolayı Adapazarı zeminine uygun olan ivme kayıtları temel girdi hareketi olarak kullanılabilmiştir. Periyod oranı ve temel sönümü denklemleri içerisinde yer alan değişkenlerin hesabı için literatüde dikdörtgen yüzeysel temeller için tanımlanmış ampirik bağıntılar kullanılmış ve bu bağıntılar Çizelge de verilmiştir [5]. Sayısal uygulamanın çözüm sürecinde üstyapı-temel ve zeminin doğrusal davranış gösterdiği kabul edilmiştir. Çizelge 1 de verilen zemin özelliklerinde histeresiz zemin sönümü (β s ) % 4.5-6 aralığında değişmektedir [0]. Bu aralıktaki β s değerlerinin temel sönümü (β f ) hesabında ciddi bir katkısı olmadığından, problemin çözümünde β s =0 alınarak β f değerleri hesaplanmıştır. Sayısal uygulama için çözüm aşamaları kısaca özetlenecek olursa : T ifadesinin hesabı için temel-zemin arakesitinde T tanımlanan statik rijitlik terimlerinin her bir titreşim modu için elde edilmesi. Yapı-zemin ortak sisteminin yani esnek tabanlı yapının en büyük tepki vereceği açısal frekansa göre temel sönümünün hesabı. Yapı-zemin etkileşiminin dikkate alındığı sisteminin toplam sönümünün bulunması. Sönümdeki değişim ve periyodun artmasından ilişkili elde edilen spektral ivme üzerinde yapı-zemin etkileşim etkilerinin gösterilmesi. Şekil 6. Adapazarı-1 zemin bölgesi için hesaplanan rijit ve esnek taban yapı parametrelerinin Darfield, 010 depremi davranış spektrumunda gösterimi

8-30th May 015 Ankara - TURKIYE Verilen denklemler ve yapılan kabuller ışığında esnek temel yapısının bu üç zemin bölgesi için periyod ve sönüm değerleri elde edilmiştir. Elde edilen bu değerler rijit tabanlı yapı değerleri ile birlikte Çizelge 3. de verilmiştir. Çizelge 3. de elde edilen değerlerin belirlenen depremler için davranış spektrumlarında gösterimi Şekil 6-9 ve taban kesme kuvvetine etkileri Çizelge 4-6 da verilmiştir. Çizelge 3. Belirlenen Adapazarı zemin bölgelerinde hesap edilen rijit taban ve esnek taban parametreleri Çizelge 4. Köprü ayağı modelinin Adapazarı-1 zemin bölgesinde rijit veya esnek taban kabulüyle inşa edilmesi durumunda hesaplanan taban kesme kuvveti 405 Şekil 7. Adapazarı- zemin bölgesi için hesaplanan rijit ve esnek taban yapı parametrelerinin El-Mayor Cucapah, 010 depremi davranış spektrumuna etkisi Çizelge 5. Köprü ayağı modelinin Adapazarı- zemin bölgesinde rijit veya esnek taban kabulüyle inşa edilmesi durumunda hesaplanan taban kesme kuvveti Çizelge 6. Köprü ayağı modelinin Adapazarı-3 zemin bölgesinde rijit veya esnek taban kabulüyle inşa edilmesi durumunda hesaplanan taban kesme kuvveti

nd International Sustainable Buildings Symposium Şekil 8. Adapazarı-3 zemin bölgesi için hesaplanan rijit ve esnek taban yapı parametrelerinin Kocaeli, 1999 depremi davranış spektrumuna etkisi 5. Sonuçlar 406 Yumuşak zemin koşullarında inşa edilen bir yapının periyod ve sönüm değerleri yapı-temel-zemin etkileşiminden dolayı, üstyapının dinamik davranışını önemli derecede etkileyecek şekilde artmaktadır. Periyodu ve sönüm değerleri değişen yapı sisteminde dikkate alınacak tasarım kuvveti, yapının zemine rijit bağlı olması durumuna göre (yapı-zemin etkileşimsiz durum) % 40 a kadar artmıştır. Yapılan araştırmalarda özellikle bu değişimlerin zayıf zemin üzerine konumlanmış düşük periyoda sahip yapılarda ciddi boyutlara ulaştığı gözlemlenmektedir. Bu yüzden binaların tasarım hesaplarında kullanılan davranış spektrum eğrilerinin bu etkileri göz önünde bulundurularak düzenlenmesi ve bu şekilde kullanılması önerilir. Kaynaklar [1]. []. [3]. [4]. [5]. [6]. [7]. Celebi, E., Goktepe, F., ve Karahan, N., Non-Linear Finite Element Analysis for Prediction of Seismic Response of Buildings Considering Soil-Structure İnteraction, Natural Hazards and Earth System Scıences, Vol. 1, pp. 3495-3505-3505,ISSN:1564-8633, DOI: 10.5194/ nhess-1-3495-01,, (01). Lida, M., Three Dimensional Non-Linear Soil Buding İnteraction Analysis in Lakebed Zone of Mexico City During the Hypothetical Guerro Earthquake, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 7, pp.1483-150, (1998). Halabian, A.M., and Naggar, M.H.E., Effect of Non Linear SoilStructure İnteraction on Seiscmic Response of Tall Slender Structures, Soil Dynamics and Earthquake Engineering,, 639-658, (00). Çelebi, E., Fırat, S., Çankaya, İ., Dikdörtgen Rijit Temellerin Dinamik Empedans Fonksiyonları, İmo Teknik Dergi, 387-3849, Yazı 5, Ankara,Türkiye,(006). Pais, A., and Kausel, E., Approximate Formulas for Dynamic Stiffnesses of Rigid Foundations, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 7, No. 4, pp. 13-7. (1988). Mylonakis, G., and Gazetas, G., Seismic Soil-Structure İnteraction: Beneficial or Detrimental, Journal of Earthquake Engineering, Vol. 4, pp. 377-401 (000). NIST GCR 1-917-1, NEHRP Consultants Joint Venture; SoilStructure Interaction for Building Structures,NIST GCR 1-917-1, U.S. Department of Commerce National Institute of Standards and Technology (01). [8]. [9]. [10]. [11]. [1]. [13]. [14]. [15]. [16]. [17]. [18]. [19]. [0]. [1]. FEMA, Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures, FEMA 440, prepared by the Applied Technology Council for Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C (005). Veletsos, A.S., and Meek, J.W., Dynamic Behavior of BuildingFoundation Systems, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 3, pp. 11-138 (1974). Veletsos, A.S., and Nair, V.V., Seismic İnteraction of Structures on Hysteretic Foundations, Journal of Structural Engineering, Vol. 101, pp. 109-19 (1975). Bielak, J., Dynamic Behavior of Structures With Embedded Foundations, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 3, pp. 59-74 (1975). Veletsos, A. S., Dynamics of Soil-Foundation Systems, in W.J. Hall (ed.), Structural and Geotechnical Mechanics, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, pp 333-361 (1977). Stewart, J.P., Fenves, G.L., and Seed, R.B., Seismic Soil-Structure İnteraction in Buildings II: Empirical Findings, Journal Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 15, pp. 38-48 (1999). Wolf, J.P., Dynamic Soil-Structure Interaction, Prentice-Hall, Upper Saddle River, New Jersey, (1985). Givens, M.J., Dynamic Soil-Structure Interaction of Instrumented Buildings and Test Structures, Ph.D. Dissertation, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Los Angeles, California (013), (Advisor: Jonathan P. Stewart). Luco, J.E., and Westmann, R.A., Dynamic response of circular footings, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 97, No. 5, pp. 13811395, (1971). Veletsos, A.S., and Wei, Y.T., Lateral and rocking vibrations of footings, Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 97, No. 9, pp. 17-148, (1971). Clough, R.W., and Penzien, J., Dynamics of Structures, McGraw Hill, NewYork (1993). Youd, T.L., Bray, J.D., Önalp, A., Durgunoğlu, H.T., Stewart, J., CPT Liquefaction Investigations, Adapazari, Turkey, PEER, USA (000). Kırtel, O., Doğrusal Olmayan Zemin Ortamında Rijit Şerit Temeller için dinamik empedans fonksiyonları, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yapı Anabilim Dalı, Sakarya, Türkiye (013), (Danışman: E. Çelebi). Peer.berkeley.edu