Zemin Hakim Periyodu ve Bina Yüksekliği Rezonans İlişkisi

Yıl 2018, Cilt: 17 Sayı: 2, 203 - 224, 26.12.2018

Ali Keçeli Mustafa Cevher

https://doi.org/10.30706/uybd.463982

Cited By: 3

Öz

Bu çalışmada binaların rezonans periyot aralıklarını saptamak
için zemin yapı arasındaki hakim periyot ilişkisi incelenmiştir.  (0.2 ile 2) saniye arasındaki bina, T ve zemin
hakim periyotlarının, T_Z, oluşturdukları rezonans bölgelerini
saptamak için sinyal analizi uygulanmıştır. Zemin sınıflaması için deprem
rezonans bölgesi etkinlik  eğrileri elde
edilmiştir. Deprem rezonans bölgesi etkinlik 
eğrilerinin dönüm noktaları karakteristik periyot olarak tanımlanmıştır.
Sinyal analizine göre, T= (0.5-1.5)T_Z  saniyeler arasındaki zemin periyodu aralığı
bina kat adedi rezonans risk bölgesi olmaktadır. Bina doğal periyodu ve kat
adedi veya bina yüksekliği arasındaki ilişkiler kullanarak zemin hakim periyodu
ile değişen rezonans bölgesi kat adetleri eğrileri elde edilmiştir. Aynı özellikleri kullanarak
bina rijitlik özellikleri ile değişen rezonans bölgesi kat adetleri eğrileri de
elde edilmiştir. Bina kat adedi 
rezonans risk bölgesi saptamasında; 1-Rijitlik kot değerine göre
uygulama, 2- Bina kot yüksekliği ve farklı rijitlik değerlerine göre uygulama,
3-Eski binaların zemin-bina rezonans ilişkilerinin denetimleri için uygulama
örnekleri verilmiştir. Sonuç olarak, zemin hakim periyodu bilindiğinde,
tasarlanan bina yüksekliği kat adedi rezonans bölgesi eğrilerinden pratik
olarak saptanabilmektedir. Bu uygulama depremlerde zemin yapı etkileşimini
tahmin etmek için basitleştirilmiş yararlı bir yöntem olmaktadır. Ayrıca, bu
çalışmada deprem zemin hakim periyodu hesabında farklı katman kalınlığı
kullanımları ve bina deprem rezonansı ilişkisi üzerine farklı yaklaşımlar
tartışılmıştır. Bu bağlamda, zemin hakim periyodu hesaplanması için, zemin
toplam derinliğinin yönetmelik düzenlemeleri ve yüzey dalgası aktif derinliğine
göre 50 metre kullanılması gerektiği gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Zemin hakim periyodu, Rezonans, Building height

Soil Dominant Period and Resonance Relation of Building Height

Öz

In this study, the
relationship of dominant period between soil-structure interactions was
investigated to determine the resonance period intervals of buildings. The signal analysis were
applied to determine the resonance regions between  building periods, T, and soil periods, T_Z
with (0 and 2) seconds. Earthquake resonance effectivity curves were obtained
for soil classification. Turning points of earthquake resonance effectivity
curves were defined characteristic periodes (T_A – T_B). According
to this signal analysis, soil interval period between T= (0.5-1.5) T_Z
seconds becomes the building store 
number resonance risk region. Building store number curves of
resonance region which changes as the function of the soil dominant period were
obtained by using the relation between the building natural period and the
store number or building height. Building store number curves of resonance
region which changes as the function of the building rigidity were also
obtained by using the same properties. In determination of resonance risk  region; 1- application according to rigidity code
values,  2- application according to
different rigidity code values and building height, 3- Application for the
control of soil-building resonance relationship of  old buildings were given. In
conclusion, if the dominant periods of soils are known, store number and the
height of the building designed could be determined as practical from the
resonance region curves. This application is useful simple method for the
estimation of the soil-structure interaction during the earthquake. Also, in this study, different approaches in the
calculations of soils dominant period for different layer thicknesses and the
earthquake resonance relationships of buildings were discussed. In this
context, for calculation of dominant period, it is shown  that 
total depth of the layer should be used 
50 meters according to the disaster regulations and surface wave active
depth.

Anahtar Kelimeler

Soil Dominant Period, Resonance, Bina yüksekliği

Kaynakça

• ABM Müh. Müş. Ltd. Şti., Kocaeli Büyükşehir Belediyesi Aslanbey Belediyesi Revize Planına Esas Jeolojik-Jeoteknik Etüt Raporu, Kocaeli, 2005.
• ALFARO, PUJADES L. G., GOULA X., SUSAGNA T., NAVARRO M., SANCHEZ J., CANAS J. A., Preliminary Map of Soil's Predominant Periods in Barcelona Using Microtremors: Pure and Applied Geophysics, 158, 2499-2511, 2001.
• ANASTASİA K. E., ATHANASİOS I. K., Correlation of Structural Seismic Damage with Fundamental Period of RC Buildings Open Journal of Civil Engineering, 3, 45-67, 2013.
• ARNOLD C., Earthquake Effects on Buildings. Chapter 4, Federal Emergency Management Agency, USA. www.fema.gov/…/fema454_ch…2013.
• Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik: T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, 2007.
• AYTUN A., (2001), Olası Deprem Hasarını En Aza İndirmek Amacıyla Yapıların Doğal Salınım Periyotlarının Yerin Baskın Periyodundan Uzak Kılınması: Uşak İli ve Dolayı (Frigya) Depremleri Jeofizik Toplantısı, (73-82)., 2001.
• BASHAR A., Shon, Study on the Fundamental Perıod of Vibratıon for Buildings with Different Configurations, 2015.
• A Thesis Submitted To The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Atilim University In The Department of Civil Engineering.
• CHİAUZZİ L., MASİ A. & MUCCİARELLİ M., CASSİDY J. F., KUTYN K., TRABER J., VENTURA C. & YAO F., Estimate of Fundamental Period of Reinforced Concretebuildings: Code Provisions vs. Experimental Measures inVictoria and Vancouver (BC, Canada), 15WCEE, 2012.
• CHUN Y.S, YANG J.S., CHANG K.K. and LEE L.H., 200, Approximate Estimations of Natural Periods for Apartmentbuildings with Shear-Wall Dominant Systems:12WCEE.
• Eurocode 8: Design of Structures for Earthquake Resistance. Part 1: General Rules, Seismic Actions and Rules for Buildings, European Standard EN 1998-1:2004, Comité Européen de Normalisation, Brussels, 2004.
• GOEL R. K., and CHOPRA A. K., 1997, Period Formulas for Mo- ment—Resisting Frame Buildings, Journal of Structural Engineering, Vol. 123, No. 11, pp. 1454-1461.
• GOEL R.K., Chopra A. K., Improvements ın Code Analysıs of Buıldıngs Usıng Motıons Recorded, Durıng Earthquakes, Civil and Environmental Engineering , College of Engineering,Berkeley.
• HWEİ P. H., Fourier Analysis. Simon and Shuster, NewYork, 1970.
• KEÇELİ A. D., Uygulamalı Jeofizik JFMO Eğitim Yayınları NO:9, 2012.
• KEÇELİ A. D., Neden Jeofizik Mühendisliği Zemin Etütlerinde Zorunlu Olmalı: Jeofizik, 18, 15-28, 2013.
• KEÇELİ A.D., CEVHER M., Soil dominant Period and Resonance Relation of Building Height, JEOFİZİK: Vol. 17 No 1-2, 2015.
• LAW K.T. and WANG J.G.Z.Q., Siting in Earthquake Zones: Amazon.co.UK, 1994.
• MAGDY I. S., Estimation of Period of Vibration for Concrete Moment-Resisting Frame Buildings, Housing and Building National Research Center HBRC Journal, 2014.
• MARİO J. R., Seismic Response of Soil – Structure Systems in the Valley of Mexico: Instituto Mexicano del Petroleo.
• SAFİNA S., Relationship Soil-Structure Upon Fundamental Dynamics Properties of Ordinary Buildings. Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, 1996.
• SALİNAS V., SANTOS –ASSUNCAO S., CASELLES O., PEREZ-GRACİA V., PUJADES Ll. G., CLAPES J., Effects on the Predominant Periods due to abrupt Lateral Soil Heterogeneities: 15 WCEE LISBOA,2012.
• Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY), 2018.
• WASTİ TANVİR S., UBC Hesap Esasları ve Yeni Türkiye Deprem Yönetmeliği.
• ZHAO J. X, Comparison between VS30 and Site Period as Site Parameters in Ground-Motion Prediction Equations for Response Spectra,4th IASPEI / IAEE International Symposium: Effects of Surface Geology on Seismic Motion, August 23–26, · University of California Santa Barbara, 2011.
• http://ees.elsevier.com/hbrcj Mario Paz, International Handbook of Earthquake Engineering: Codes, Programs, and Examples: PP.: 545 Springer, 1994.
• http://www.imo.org.tr/resimler/ekutuphane/pdf/12022.pdf