Zemin-yapı etkileşiminin dikkate alındığı orta katlı betonarme binalarda çekiçlemenin sismik davranışlar üzerindeki etkileri

Abstract

Bu çalışma, çekiçleme ve zemin-yapı-etkileşimi (ZYE) olarak adlandırılan bu iki önemli olgunun birlikte (yapı-zemin-yapı-etkileşimi, YZYE) değerlendirilmesini amaçlamıştır. Ankastre mesnetli modeller YZYE ve ZYE modelleri ile kıyaslanarak zemin etkisinin komşu binalar üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Çalışma kapsamında 5, 8, 10, 13 ve 15 katlı betonarme binalar arasında “5m” ve “0m” olmak üzere iki farklı derz mesafesi seçilerek 30 adet ankastre mesnetli ikili bina modeli, 30 adet YZYE modeli oluşturulmuştur. Ayrıca, 5 adet ZYE modeli oluşturulmuştur. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY-2018) ile uyumlu 22 adet ivme kaydı seçilerek bu modellerin doğrusal elastik olmayan zaman tanım alanındaki analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, ankastre mesnetli ve yeterli derz mesafesine (5m) sahip referans modeller ile kıyaslanmıştır. Sismik çarpışmalar sonucu, ankastre mesnetli 5, 8 ve 10 katlı binalarda %10-21 aralığında talep artışı gözlenirken, YZYE modellerinde bu artış %26-30 aralığına ulaşmaktadır. 13 ve 15 katlı ankastre mesnetli binaların taleplerinde ise sınırlı bir değişim (%3-4) görülürken, YZYE modellerde ise %11-15 aralığında bir artış meydana gelmektedir. Çarpışma etkilerinin görülmediği YZYE ve ZYE modeller ankastre modeller ile kıyaslandığında; 5 ve 8 katlı binaların ZYE modellerindeki talep değişimleri sınırlı iken, YZYE modellerde %19’ a varan artışlar görülebilmektedir. Buna karşılık 10, 13 ve 15 katlı binaların ZYE ve YZYE modellerindeki talep değişimleri benzerlik göstermekte ve %15’e kadar artış meydana gelebilmektedir. Bu nedenle, yumuşak zeminlerde bulunan ve yetersiz derz mesafesine sahip komşu binalar için en gerçekçi yaklaşımın YZYE model olduğu sonucuna varılmaktadır. Eğer yeterli derz mesafesi mevcut ise; düşük katlı binaların YZYE modelinin, yüksek katlı binalarda ise ZYE veya YZYE modellerinin oluşturulması önerilmektedir.

This study aimed to evaluate these two important phenomena, which are called pounding and soil-structure-interaction (SSI), together (structure-soil-structureinteraction, SSSI). The effects of soil on adjacent buildings have been revealed by comparing fixed-base models with SSSI and SSI models. This study considers 5 different reinforced concrete buildings as 5, 8, 10, 13 and 15-storey and two different seismic separation distances as "5m" and "0m" between each pair of buildings. The considered parameters result in 30 fixed base adjacent building, 30 SSSI and 5 SSI models. 22 acceleration records compatible with Turkish Building Earthquake Code (TBEC-2018) were selected and nonlinear time history analyses of the all models were carried out. The results obtained were compared with reference models with fixed base assumption and sufficient gap distance (5m). As a result of seismic collisions, there is an increase in displacement demands in the range of 10-21% for 5, 8 and 10- storey fixed base models, while this increase reaches the range of 26-30% for the SSSI models. A limited change (3-4%) is observed in the demands of the 13 and 15-storey fixed base models, while the increase in the demands of SSSI models is in the range of 11-15%. When the SSI and SSSI models without collision effects are compared with fixed base models; the 5 and 8-storey SSSI models result in up to %19 incerase in displacement demands while the demand changes in their SSI models are limited. On the other hand, the demand changes in the SSI and SSSI models of 10-, 13- and 15- storey buildings are similar with an increase of up to 15%. Therefore, it is concluded that the SSSI model is the most realistic approach for adjacent buildings on soft soils and with insufficient seismic gap. If there is a sufficient separation distance; it is recommended to create SSSI models for low-rise buildings and SSI or SSSI models for high-rise buildings.