Üç boyutlu yapı-zemin etkileşimi problemlerinin kuadratik sonlu ve sonsuz eleman kullanarak statik ve dinamik analizi

Abstract

oz DOKTORA TEZİ UÇ BOYUTLU YAPI-ZEMIN ETKİLEŞİMİ PROBLEMLERİNİN KUADRATİK SONLU VE SONSUZ ELEMAN KULLANARAK STATİK VE DİNAMİK ANALİZİ Selçuk KAÇIN ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Yrd. Doç. Dr. Hüseyin R. YERLİ Yıl : 2002, Sayfa: 109 Jüri : Yrd. Doç. Dr. Hüseyin R. YERLİ : Prof. Dr. Erhan KIRAL : Prof. Dr. A. Kamil TANRIKULU : Doç. Dr. Naki TÜTÜNCÜ : Yrd. Doç. Dr. Ali Osman ATAHAN Bu çalışmada, elastik veya visko-elastik üç boyutlu yapı-zemin etkileşimi problemleri, sonlu ve sonsuz elemanlar kullanılarak incelenmiştir. Yapı ve yapıp yakın bölge sonlu elemanlar ile modellenmiş, uzak bölge ise dalga yayılma şartlanın sağlayan sonsuz elemanlar ile modellerimi şir. Bu yöntemle ilk önce statik analizler yapılmış, daha sonra harmonik ve zamanla keyfi değişen yükleme etkisindeki sistemler incelenmiştir. Harmonik yükleme durumunda çözüm kompleks uzayda, keyfi yükleme durumunda ise Laplace dönüşüm uzayında yapılmıştır. Büyük denklem takımlarının çözümü için standart yöntemler dışında paralel programlamaya daha uygun olan iteratif çözüm yöntemleri incelenmiş ve uygulanmıştır. İteratif çözüm yöntemleri paralel programlama tekniği ile programlanarak daha kapsamlı problemler çözülmüştür. Hazırlanan bilgisayar programı ile yapılan çözümlerin literatürde mevcut analitik ve sayısal çözümlerle uyum içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Yapı-Zemin Etkileşimi, Sonlu Eleman, Sonsuz Eleman, İteratif Çözüm Yöntemleri, Paralel Programlama

ABSTRACT Ph. D. THESIS STATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF THREE DIMENSIONAL SOIL-STRUCTURE INTERACTION PROBLEMS USING QUADRATIC FINITE AND INFINITE ELEMENT Selçuk KAÇIN DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Assist. Prof. Dr. Hüseyin R. YERLİ Year : 2002, Pages: 109 Jury : Assist. Prof. Dr. Hüseyin R. YERLİ : Prof. Dr. Erhan KIRAL : Prof. Dr. A. Kamil TANRIKULU : Assoc, Prof. Dr. Naki TÜTÜNCÜ : Assist. Prof. Dr. Ali Osman ATAHAN In this study, elastic or visco-elastic three dimensional Soil-Structure Interaction (SSI) problems are investigated by coupling of finite and infinite elements. By this model, problems are analysed by discretizing the near field with quadratic finite elements and the far field extending to infinity with infinite elements. Firstly, the method is used for static SSI problems, and then harmonic and arbitrary transient loading cases are examined. In the case of harmonic loading the formulation is performed in complex domain, and it is performed in Laplace transform domain for the case of arbitrary transient loading. The iterative solution methods, which are suitable for parallel programming, are used for sparse linear equation systems, in addition to tiie standard solution techniques. Using iterative solution methods and parallel programming large SSI problems are solved. The results of several sample problems are solved by the model proposed in this study are in very good agreement with those arailable in the literature. Key Words: Soil-Structure Interaction, Finite Element, Infinite Element, Iterative Solution Methods, Parallel Programming II