Çok katlı çelik yapilarin sismik davranışının zemin-yapı ile etkileşimi dikkate alınarak incelenmesi

Abstract

Günümüzde, yapıların analizlerinde ve tasarımlarında genellikle ankastre mesnet kabulü yapılmaktadır. Ancak bu durumda, zemin deformasyonları ve temel dönmeleri ihmal edilmektedir. Gerçekleştirilmiş olan bu çalışma ile öngörülen zemin özelliklerinin farklı karakteristiklere sahip olan çelik yapı sistemlerinin sismik yükleme altındaki davranışına etkisinin numerik analizler ile sunmaktır. Bu kapsamda 3, 5 ve 8 katlı olarak modellenen çelik çerçeve sistem yapıların zemin yapı etkileşimli ve ankastre mesnet koşulları arasında ortaya çıkan davranış farklılıkları sunulmaya çalışılmıştır. 2016 Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esasları ile Deprem Etkisi Altında Binaların Tasarımı için Esaslar (TBDY 2018) yönetmelikleri kapsamında tasarımları gerçekleştirilmiş olan modeller yine bu yönetmelikler kapsamında değerlendirmeye tabi tutulmuşlardır. İncelenmiş olan çelik çerçeve taşıyıcı sistem modelleri doğrusal elastik olmayan analizlerle ve zaman tanım alanında doğrudan integrasyon yöntemi kullanmak sureti ile 14 farklı ivme kaydı altında değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde zemin yapı etkileşimli modellerin ankastre mesnetli modellere göre değişken bir hal aldığı gözlenmektedir. Bazı ivme kayıtlarında binaya etkiyen talepler artarken bazılarında ise bu talep değerleri azalmaktadır ve 1. doğal titreşim modunun yanı sıra 2. hatta 3. modun etkili olduğu durumlar gözlemlenmiştir. Taleplerdeki değişimler farklılık göstermekle birlikte yapının 1. doğal titreşim periyodu arttıkça yapının zemin ile etkileşiminin daha olası olduğu görülmüştür.

In general, the analyzes and designs of the structures has been conducted by assuming fixed base foundation conditions. With this assumption, the deformations and rotations at foundation are neglected. The goal of the presented study is to highlight the variations in the overall behavior (seismic demands) of steel structures with regarding the soil-structure interaction. The steel moment resisting frame structures that were having 3, 5 and 8 storeyes are taken into the consideration. All these stuctures were designed with regarding the 2016 Design, Calculation and Construction Principles of Steel Structures and Basis for the Design of Buildings under Earthquake (TBDY 2018) regulations. In order to investigate the contribution of soil-structure interaction, 2D planar moment resisting frames from the regarded structures were studied. Nonlinear time history analyses were conducted by using 14 different earthquake acceleration records. The analyses showed that considering the soil-structure interaction may have positive, negative or both effects on nonlinear behavior of the steel structures. In some acceleration records, the demands on the building increase, while in some these demands may decrease. Although the varition in the demands of the structures variable, it can be said that as the 1.st mode natural vibration period of the structure increase, the possibility of negative effects due to soil interaction increase.