Yapı-zemin etkileşimi problemi sayısal modellemenin gelişmesiyle beraber son yıllarda birçok araştırmaya olanak sağlamaktadır. Bu problemin en önemli adımlarından biri zemin davranış analizleridir. ZDA yapının yokluğunda zeminin deprem yükleri altında göstereceği tepkileri anlamak ve yorumlamak için tasarımcıya önemli veriler sunmaktadır. Bu çalışmada ağ tipinin dinamik yapı zemin etkileşimi üzerindeki etkisi 3-boyutlu sonlu elemanlar yöntemi aracılığıyla ZDA üzerinden araştırılmaktadır. Çalışmada 3 farklı ağ tipi (hexahedral, tetrahedral ve hybrid) kullanılarak oluşturulan modellerin yanal sınırlarına geçirgen sınırlar yerleştirilmiştir. Geliştirilen 3-boyutlu modeller aynı deprem etkisi altında yapılan 1-boyutlu model sonuçlarıyla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Analizlerde, zeminin doğrusal elastik davranış sergilediği varsayılmış ve tüm 1B ve 3B analizler bu varsayım temelinde gerçekleştirilmiştir. 3B modeller, zemin yüzeyi tepki spektrumu aracılığıyla 1-boyutlu sonuçları başarılı bir biçimde temsil etmektedir. Çalışma, doğru bir şekilde yapılandırılmış bir ağ yapısı kullanıldığında, zemin sisteminin dinamik tepkisinin eleman tipinden büyük ölçüde bağımsız olduğunu ortaya koymaktadır. Buna karşılık, otomatik oluşturulmuş düzensiz ağ yapıları hatalı davranışa yol açabilmektedir. Değerlendirilen ağ tipleri arasında, hibrit ağlar hesaplama verimliliği açısından en uygun ağ tipi olduğu anlaşılmaktadır.
Ağ tipi Sonlu elemanlar yöntemi Zemin davranış analizleri Yapı-zemin etkileşimi Dinamik analiz
With the advancement of numerical modeling techniques, the problem of soil–structure interaction (SSI) has become the subject of extensive research in recent years. One of the most critical stages of this problem is the site response analysis (SRA). SRA provides designers with valuable insights into the soil's expected seismic response in the superstructure's absence. The present work investigates the influence of mesh type on dynamic SSI through three-dimensional (3D) finite element-based SRA. Models were developed using three different mesh types—hexahedral, tetrahedral, and hybrid—with absorbing boundary conditions applied along the lateral edges. The 3D model results were verified by comparison with one-dimensional (1D) analyses subjected to the same ground motion. In the study, the soil was assumed to exhibit linear elastic behavior, and all 1D and 3D analyses were performed based on this assumption. The 3D models could accurately represent the 1D site response through ground surface response spectrum. The findings reveal that the dynamic response of the soil system is mainly independent of the element type provided that a properly structured and sufficiently refined mesh is employed. Conversely, auto-generated irregular meshes tend to produce inaccurate results. Among the mesh types evaluated, hybrid meshes offer the most favorable balance regarding computational efficiency.
Mesh type Finite element method Site response analysis Soil-structure interaction Dynamic analysis
| Primary Language | English |
|---|---|
| Subjects | Civil Engineering (Other) |
| Journal Section | Research Article |
| Authors | |
| Submission Date | August 1, 2025 |
| Acceptance Date | October 31, 2025 |
| Early Pub Date | December 11, 2025 |
| Publication Date | December 19, 2025 |
| Published in Issue | Year 2025 Volume: 30 Issue: 3 |
Announcements:
30.03.2021-Beginning with our April 2021 (26/1) issue, in accordance with the new criteria of TR-Dizin, the Declaration of Conflict of Interest and the Declaration of Author Contribution forms fulfilled and signed by all authors are required as well as the Copyright form during the initial submission of the manuscript. Furthermore two new sections, i.e. ‘Conflict of Interest’ and ‘Author Contribution’, should be added to the manuscript. Links of those forms that should be submitted with the initial manuscript can be found in our 'Author Guidelines' and 'Submission Procedure' pages. The manuscript template is also updated. For articles reviewed and accepted for publication in our 2021 and ongoing issues and for articles currently under review process, those forms should also be fulfilled, signed and uploaded to the system by authors.