Kıyı ve liman yapılarının deprem kayıtları kullanarak performansa dayalı tasarımı

Abstract

Geoteknik mühendisliğinde konvansiyonel olarak kullanılan limit denge yöntemi yerine, deprem kayıtları kullanmak suretiyle yapılan performansa göre tasarım son yıllarda oldukça önem kazanmıştır. Bu sayede nümerik modeli hazırlanan sistemin deformasyonları gerçeğe daha yakın oluşmakta ve daha ekonomik sonuçlar elde edilebilmektedir. Performansa göre tasarım olarak tanımlanan bu yaklaşım, tasarımı yapılan sistemde yer hareketleri neticesinde oluşabilecek deformasyonun miktarının hesabına dayanmaktadır. Ulusal ve uluslararası sismik kodlar sistemde gerçekleşecek deformasyonu belirli değerler içerisinde sınırlamıştır. Performansa bağlı tasarımda nümerik yazılımlar ve deprem kayıtları kullanarak elde edilen deformasyonların bu sınır değerler içerisinde kalması beklenmektedir. Bu tez kapsamında, kıyı ve liman yapılarının deprem kayıtlarının kullanılması yardımıyla tasarımının yapılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, ulusal ve uluslararası yönetmelikler incelenmiş, deprem kayıtlarının kullanılma şekilleri ortaya konmuştur.Doğrusal olmayan zemin davranışının hem kayıtlar açısından hem de nümerik faktörler açısından modellenebilmesi için gerekli koşullar hassasiyet analizleri ile tespit edilmiştir. Bu hassasiyet analizleri içerisinde geometrik faktörler, kayıt özellikleri, spektrumların özellikleri ve ters evrişim özelliği bulunmaktadır. Özellikle ters evrişim (dekonvolüsyon) konusunun numerik modellerdeki etkisinin önemi ortaya konmuştur. Tüm bunların neticesinde elde edilen yaklaşımlar yardımıyla iki vaka, ulusal ve uluslararası iki farklı yönetmelik kullanarak tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu vakalardan ilki yükleme durumunu temsil eden, kazık ve dolgudan oluşan bir rıhtım yapısıdır. İkinci vaka ise yine rıhtımda ancak boşaltma durumunu temsil eden kazıklı ve çok sıra ankrajlı bir kazı destek sistemidir. Bu iki vaka için ilgili şartnameler kullanılarak tasarımlar ortaya konmuştur.

In geotechnical engineering, the performance-based design by using earthquake records has gained importance in recent years instead of the conventionally used limit equilibrium method. In this way, the deformations of the system prepared in numerical model are closer to reality and more economic results can be obtained. This approach, which is defined as performance-based design, is based on the calculation of the amount of deformation that may occur as a result of ground motions in the designed system.National and international seismic codes, limit the deformation in the system to a certain value. It is expected that the deformations obtained using numerical software and earthquake records will remain within these limit values.Within the scope of this thesis, it is aimed to design the shore and port structures by using earthquake records. In this respect, national and international regulations are examined and the use of earthquake records are presented.The requirements for nonlinear soil behaviour to be modelled in terms of both records and numerical factors were determined by sensitivity analysis. In these sensitivity analyses, there are geometric factors, ground motion properties, properties of spectrum and deconvolution. In particular, the importance of the effect of deconvolution on numerical models has been demonstrated.With the help of the approaches obtained as a result of all these subjects, two case story were performed and designed by using two different national and international regulations. The first of these cases is a quay structure consisting of piles and filling material representing the loading situation. The second case is a piled and multi-anchored excavation support system representing the unloading condition at the shore. Designs have been carried out for these two cases using relevant specifications.