Zemine kısmen gömülü ağır yapıların geçirgen sınırlar kullanılarak iki boyutlu lineer olmayan dinamik analizi

Abstract

ÖZET Bu tez çalışmasında, zemine kısmen gömülü ağır yapıların iki boyutlu lineer olmayan dinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Seçilen yapı-zemin sistemlerinin analitik modeli iki ayrı ilkede oluşturulmuştur. Bunlardan birincisinde yapı ve zemin birlikte analiz edilmiştir. İkincisinde ise sonsuz büyüklükteki zemin ortamı geçirgen sınırlarla sınırlı bir bölgeye indirilmiştir. Zemin bölgesinin yarı sonsuz boyutta oluşu nedeni ile birinci model için özellikle zemin bölgesinin temsilinde çok miktarda eleman kullanılması zorunlu olmaktadır. Böyle bir yaklaşım ideal olsa da, mühendis olarak hem pahalı hem de zemin ortamının temsilinde belirsizliklere neden olmaktadır. Bu yaklaşım, yapı-zemin gruplarım sınırlı zemin ortamı ile temsil edebilmenin doğruluğunu göstermek için referans olarak kullanılmıştır. Çalışma dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde deprem hakkında kısa bilgi, zemine kısmen gömülü ağır yapılar ile ilgili daha önce yapılmış değişik çalışmalar, bu tür yapıların projelendirilmesinde dikkate alman kriterler, sonlu elemanlar yöntemi ile ilgili açıklamalar, geçirgen sınırlar olan tabakalı bölgenin dinamik rijitlik matrisinin oluşturulması, lineer olmayan davranış, hareket denklemleri ve çözüm yöntemleri anlatılmaktadır. İkinci bölümde, seçilen modeller ve malzeme özellikleri anlatılmakta, analitik modeller, yer hareketinin seçimi ve zemin-yapı etkileşimi hakkında bilgi verilmektedir. Üçüncü bölümde, elde edilen lineer olmayan dinamik analiz sonuçlan grafikler halinde sunulmaktadır. Dördüncü bölümde ise elde edilen sonuçlar ve öneriler sunulmaktadır. Anahtar Kelimeler : Sonlu Elemanlar Yöntemi, Gömülü Yapılar, Geçirgen Sınırlar, Lineer Olmayan Dinamik Analiz, Zemin- Yapı Etkileşimi.

SUMMARY Nonlinear Two Dimensional Dynamic Analysis Of Partly Embedded Structures With Non-Reflecting Boundaries In this work, two dimensional nonlinear dynamic analysis of embedded structures are carried out. For this,two types of analytical model have been employed. In the first model, the structure and the soil region are represented by finite elements as they are assuming that the half-space soil region has zero boundary condition far away from the structure itself. In the second model, the infinite soil half-space is represented by a finite soil volume using the non- reflecting boundaries. The finite representation of infinite media helps to reduce the size of the analytical module for which limited number of finite elements will be good enough to attain the required solutions. The finite representation may be ideal for better representation of the problem except that it is expensive and involves uncertainities in the definition or boundaries. But it may be employed for a reference to the infinite case to check the results obtained from the infinite case. This work consists of four chapters. In the first chapter brief information about earthquake, previous different works employed on partly embedded structures in soil, design criteria of these structures, formulation of the stiffness matrices of layered area with non- reflecting boundaries, the formulations and the solution methods of nonlinear analysis are mentioned. In the second chapter, chosed models and material properties, analytical methods, used earthquake spectrum and soil -structure interaction is given. In the third chapter, the results obtained from the dynamic analysis are given with graphics. In the fourth chapter, the conclusions and suggestions drawn from this work is presented. Keywords : Finite Element Method, Embedded Structures, Non-reflecting Boundaries, Nonlinear Dynamic Analysis, Soil-Structure Interaction. VI