Effect of Soil-Structure Interaction on the Torsional Behavior of L-Shaped RC Buildings under Bi-Directional Ground Motions

Year 2025, Volume: 8 Issue: 5, 11 - 12

İbrahim Öz

Abstract

Bu çalışma, dokuz katlı L şeklindeki bir betonarme (BA) binanın deprem etkisi altındaki burulma davranışını, özellikle zemin-yapı etkileşimi (ZYE) etkileri açısından incelemektedir. SAP2000 programında yapılan üç boyutlu doğrusal olmayan dinamik analizler ile yapı, ölçeklenmiş 30 adet çift eksenli yer hareketi kaydı altında değerlendirilmiştir. ZYE etkileri, Türk Deprem Yönetmeliği (TDY-2018) kapsamında tanımlanan ZC zemin sınıfına uygun zemin özellikleri dikkate alınarak ayrık yöntem ile modellenmiştir. Elde edilen yer değiştirme taleplerinden burulma davranış katsayıları (ηbi) hesaplanmış ve bu katsayı mühendislik talep parametresi olarak kullanılarak hasar görebilirlik eğrileri oluşturulmuştur. Analiz sonuçlarına göre, ZYE temel periyotları yaklaşık %15 oranında, burulma düzensizliğini ise ankastre mesnetli modele kıyasla %30’a kadar artırmıştır. Hasar görebilirlik eğrileri, kritik ηbi değeri olan 1.2’nin aşılma olasılığının ankastre mesnetli durumda yaklaşık %10, ZYE dikkate alındığında ise %40 civarında olduğunu göstermiştir. Bu bulgular, ZYE’nin düzensiz yapıların burulma davranışı üzerindeki etkisinin büyük olduğunu göstermekte ve ZYE etkilerinin deprem tasarımında dikkate alınmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır.

Keywords

Burulma düzensizliği, Zemin-yapı etkileşimi, Doğrusal olmayan dinamik analiz, Hasar görebilirlik eğrisi, L tipi bina

Effect of Soil-Structure Interaction on the Torsional Behavior of L-Shaped RC Buildings under Bi-Directional Ground Motions

Abstract

This study investigates the seismic torsional response of a nine-story L-shaped reinforced concrete (RC) building, with particular emphasis on the effects of soil-structure interaction (SSI). Using three-dimensional nonlinear dynamic analyses in SAP2000, the building’s performance was evaluated under 30 pairs of scaled bidirectional ground motion records. SSI effects were modeled using the substructure method, with soil properties corresponding to ZC soil class as defined by the Turkish Seismic Code (TBEC-2018). Torsional behavior coefficients (ηbi) were computed from the displacement differentials obtained, and fragility curves were developed using ηbi as the engineering demand parameter. The results showed that SSI increased the fundamental periods by approximately 15% and torsional irregularity by up to 30% compared to fixed-base conditions. Fragility analysis indicated that the probability of exceeding the critical ηbi value of 1.2 was approximately 10% under fixed-base conditions and about 40% when SSI was considered. These findings highlight the significant impact of SSI on the torsional response of irregular structures and emphasize the importance of accounting for SSI effects in the seismic design and performance assessment of RC buildings.

Keywords

Torsional irregularity, Soil-structure interaction, Nonlinear dynamic analysis, Fragility curve, L-shaped building

Ethical Statement

-

Supporting Institution

-

Thanks

-

References

• Abdel Raheem KA, Abdel Raheem SE, Soghair HM, Ahmed MH, 2010. Evaluation of seismic performance of multistory buildings designed according to Egyptian code. J Eng Sci Assiut Univ 38(2): 381-402.
• Abdel Raheem SE, Ahmed MM, Ahmed MM, Abdel-shafy AG. 2018. Evaluation of plan configuration irregularity effects on seismic response demands of L-shaped MRF buildings. Bull Earthq Eng 16: 3845-3869.