Farklı temel ve zemin özelliklerinin bina taşıyıcı sistem davranışlarına etkisi

Abstract

Yapıların sismik tasarım ve performans düzeylerinin belirlenmesinde uygulama kolaylığı nedeniyle bina tabanında ankastre mesnet tanımı yapılarak zemin davranışının etkisi genellikle göz ardı edilmektedir. Zeminde meydana gelen deformasyonlar ve temel dönmelerinin yapı davranışını ciddi oranda değiştirebildiğini literatürde yapılan çalışmalar göstermektedir. Bu değişimi incelemek amacıyla betonarme yapıları esas alan bir çalışma planlanmıştır. Ülkemizde mevcut betonarme yapıların karakteristik özelliklerini yansıtan farklı temel tip ve boyutlarına sahip ve farklı rijitlikte zeminler üzerinde inşa edilmiş 25 farklı bina türü yapı dikkate alınmıştır. Binalar TS-500 ve TBDY 2018 esas alınarak tasarlanmış olup, üç boyutlu analiz modelleri SAP2000 programı kullanılarak hazırlanmıştır. Tamamı dolgu duvarlı olarak tasarlanan modellerde, dolgu duvar etkisi eşdeğer çapraz basınç çubuğu şeklinde tanımlanmıştır. Tüm modellerde doğrusal elastik olmayan hesap yöntemi kullanılarak analizler yapılmıştır. Binaların yatay dayanım, periyot ve deplasman talebi değerlerinin ankastre temel kabulüne göre değişimi incelenmiş ve hasar durumu değerlendirilmesi yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre bina periyot ve deplasman taleplerinde en ideal durumda dahi yaklaşık %15 artış görülmektedir. Temel boyutları ve zemin rijitliği açısından elverişsiz koşullarda bu artışın %82'ye ulaşması mümkündür. Farklı temel durumlarının yapıda hasar dağılımı üzerindeki etkisi genel olarak %10'un altındadır. Yatay dayanım üzerindeki etkisi ise yönetmeliğe uygun temel boyutlarında daha kısıtlı olarak %2'den düşük seviyededir.

The effect of foundation behavior is neglected by accepting the foundation as infinitely rigid at the base of the buildings as it is practical in seismic design and performance evaluation. Studies in the literature shows that the deformations and rotations in the foundation can significantly change the behavior of the structure. In order to examine this change, a study based on reinforced concrete buildings has been planned. 25 different types of buildings, which have different foundation types and dimensions reflecting the characteristic features of existing reinforced concrete buildings in our country and built on soils with different stiffness are taken into account. Buildings are designed on the basis of TS500 and TBDY2018 and three-dimensional models are prepared using the SAP2000 program. The behavior of infill walls is defined by equivalent compression struts. All models are evaluated using nonlinear static analysis. The differences of the horizontal strength, period and displacement demand values of the buildings according to the fixed base assumption is examined and the damage situation is evaluated. According to the results of the analysis, an increase of approximately 15% is observed in the building period and displacement demands, even in the most ideal situation. It is possible for this increase to reach 82% in unfavorable conditions in terms of foundation dimensions and soil stiffness. The effect of different foundation conditions on the damage distribution in the structure is generally below 10%. The effect on the horizontal strength is less than 2% for the foundation dimensions in accordance with the seismic code.