Zemin-yapı etkileşimli sistemlerde en büyük doğrusal olmayan yer değiştirme oranı

Yıl 2019, , 1527 - 1538, 29.05.2019

Yaşar Avcı Ufuk Yazgan

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460502

Cited By: 1

Öz

Yapıların deprem performansının değerlendirilmesinde temel parametre olarak en büyük yer değiştirme talepleri göz önüne alınmaktadır. En büyük yer değiştirme talebinin mühendislik uygulamalarında pratik şekilde elde edilebilmesi için doğrusal olmayan yer değiştirme oranları kullanılmaktadır. Doğrusal olmayan yer değiştirme oranı, doğrusal olmayan sistem için deprem etkisi altında elde edilen en büyük yer değiştirmenin eşdeğer doğrusal sistem kullanılarak hesaplanan yer değiştirmeye oranı olarak tanımlanır. Çalışmanın amacı, yer değiştirme oranının zemin-yapı etkileşiminden ne derece etkilendiğinin değerlendirilmesidir. Çalışma kapsamında, kumlu zeminler üzerinde bulunan doğrusal olmayan eşdeğer tek serbestlik dereceli sistemlerde meydana gelen yer değiştirme oranları incelenmiştir. Analizlerde, zemin-yapı etkileşimi “Beam-on-Nonlinear-Winkler-Foundation (BNWF)” modeli ile temsil edilmiştir. Bir dizi farklı zemin-yapı etkileşimli yapıları temsil eden sistemlerin dinamik davranışı zaman tanım alanında doğrusal olmayan yöntem kullanılarak hesaplanmıştır. Kuvvetli yer hareketi kayıtları arasındaki değişkenliğin temsil edilebilmesi amacıyla 54 kayıt kullanılarak toplam 10'800 analiz gerçekleştirilmiştir. Kısa titreşim periyoduna (T< 0.6s) ve yüksek dayanım azaltma katsayısına (R > 3 ) sahip sistemler için elde edilen yer değiştirme oranlarının zemin dayanıma bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Düşük zemin dayanıma sahip sistemler için yer değiştirme oranının yüksek dayanımlı zeminlerdeki sistemlere göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen yer değiştirme oranları literatürdeki mevcut yöntemlerden elde edilen oranlarla kıyaslanmıştır.

Anahtar Kelimeler

En büyük yer değiştirme oranı, Zemin-yapı etkileşimi; Deprem performansı

Kaynakça

• Federal Emergency Management Agency ,(FEMA), Recommended provisions for improvement of nonlinear static seismic analysis procedures, FEMA-440, Washington, D.C., 2005.
• American Society of Civil Engineers ,(ASCE), Standard for seismic rehabilitation of existing buildings, ASCE-41-06, Virginia, 2007.
• Miranda E., Evaluation of site-dependent inelastic seismic design spectra, Journal of Structural Engineering, ASCE, 119(5):1319–1338, 1993.
• Ruiz-Garcia J., Miranda E., Inelastic displacement ratios for evaluation of existing structures, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 32:1237–1258, 2003
• Chopra, A.K., and Chintanapakdee, C., Inelastic deformation ratios for design and evaluation of structures single-degree-of-freedom bilinear systems, Journal o f Structural Engineering, ASCE, 130(9): 1309-1319, 2004.
• Ruiz-Garcia J., Miranda E., Inelastic displacement ratios for the evaluation of structures built in soft soil sites, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 35(6):675–694, 2006.
• Aviles J., Perez-Rocha L.E., Influence of foundation flexibility on Rμ and Cμ factors, Journal of Structural Engineering, ASCE, 131(2):221–231, 2005.
• Ghannad M.A, Jahankhah H., Site-dependent strength reduction factors for soil–structure systems, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 27:99–110, 2007.
• Khoshnoudian F., Ahmadi E., Nik F.A., Inelastic displacement ratios for soil-structure systems, Engineering Structures, 57, 453–464, 2013.
• Ghannad M.A., Jafarieh A.H., Inelastic displacement ratios for soil–structure systems allowed to uplift, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 43:1401–1421, 2014
• Khoshnoudian F., Ahmadi E., Effects of inertial soil–structure interaction on inelastic displacement ratios of SDOF oscillators subjected to pulse-like ground motions, Bull Earthquake Engineering, 13:1809–1833, 2015.
• Nik F.A., Khoshnoudian F., Deflection modification factors of multistory buildings considering soil-structure interaction, Earthquake Engineering & Engineering Vibrations., 14: 561-570. , 2015.
• NIST GCR 12-917-21., Tentative Framework for Development of Advanced Seismic Design Criteria for New Buildings, Gaithersburg, Maryland, 2012.
• Boulanger R.W., Curras C.J., Kutter B.L., Wilson D.W, Abghari A., Seismic soil-pile-structure interaction experiments and analyses, ASCE, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 125(9),750–759, 1999.
• Boulanger R.W., The pysimple1, qzsimple1 and tzsimple1 material documentation, Documentation for the OpenSees platform,http://opensees.berkeley.edu/, 2000, Erişim tarihi Agustos 08,2017
• OpenSees. Open system for earthquake engineering simulation development platform by peer. http://opensees.berkeley.edu/, Erişim tarihi Ağustos 08.2017.
• Harden C.W., Hutchinson T., Martin G.R.,Kutter B.L., Numerical Modeling of the Nonlinear Cyclic Response of Shallow Foundations, Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEER, 2005/04, 2005.
• Gajan S., Hutchinson T., Kutter B.L., Raychowdhury P., Ugalde J.A., Stewart J.P., Numerical Models for Analysis and Performance-Based Design of Shallow Foundations Subjected to Seismic Loading, Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEER, 2007/04, 2008.
• Raychowdhury P., Hutchinson T., Performance evaluation of a nonlinear Winkler-based shallow foundation model using centrifuge test results, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 38:679–698, 2009.
• Gajan S., Phalen J., Kutter B., Soil–foundation–structure interaction: shallow foundations, Centrifuge Data Report for SSG03: Report Number UCD/CGMDR-03/02, Center for Geotechnical Modeling, University of California, Davis, CA, 2003.
• American Society of Civil Engineers, (ASCE), Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE/SEI 7-16, Reston, Virginia, 2016.
• Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER). PEER Ground Motion Database. http://peer.berkeley.edu/peer_ground_motion_database/site, Erişim tarihi Haziran 12,2017.
• Bowles J.E.,Foundation Analysis and Design. 5. Basım, The McGraw-Hill Companies Inc. New York, 1997.