Sonlu ızgara yöntemiyle tanımlanan zemin ile temel etkileşiminin yapıların performansına etkisinin incelenmesi
Investigation the effect of soil-foundation interaction defined by finite grid method on the structural performance
- Tez No: 761308
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULHALİM KARAŞİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Nüfusunun büyük çoğunluğu deprem bölgelerinde yaşayan Türkiye'de deprem kuvvetleri etkisinde yapıların davranışı çok geniş bir araştırma alanını oluşturmaktadır. Birçok sebeple zayıf zeminlerde yapı inşalarının zamanla artıyor olması, deprem kuvveti etkisinde yapı-zemin etkileşimini daha önemli bir hale getirmektedir. Ancak zemin ve üstyapının genelde ayrı ayrı inceleniyor olması bu iki alt sistemin etkileşiminin ihmal edilmesine sebep olmaktadır. Elastik zemin etkisini doğrudan dikkate alan yöntemlerde zemin, Winkler yayı ile tarif edilen yataklanma katsayısı ile hesaba katılmakta ve bu yataklanma katsayısı temel plağının düğüm noktalarında düşey doğrultuda yığılı bir yay şeklinde modellenmektedir. Bu çalışma kapsamında düşey eksen doğrultusunda yerdeğiştirme ve 2 yatay eksen etrafında dönme etkilerini içeren iki parametreli elastik zemin, yayılı (sürekli) yay modeli ile dikkate alınmıştır. Bu etki, ince plakların sonlu ızgaralar yöntemi dikkate alınarak eşlenik bir ızgara sisteme dönüştürülmesi ve bu ızgara sistemini oluşturan kiriş eleman diferansiyel denklemin çözülerek yayılı yay etkisini içeren eleman rijitlik, kütle ve yük matrislerinin hesaplanması ile doğrudan yapısal modele katılabilmektedir. Bu model, literatürde bulunan analitik, yarı analitik ve nümerik yöntemler ile karşılaştırılmıştır. Dış yükler altında yapılan analizler ve serbest titreşim analiz sonuçları incelendiğinde bu yöntemin bazı dezavantajları olmasına rağmen uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Burada tanımlanan 2 parametreli elastik zemin etkisini yayılı olarak içeren ince plak modeli matematiksel olarak modellenmiş, üstyapı ile entegre edilerek üstyapının dinamik davranışı incelenmiştir. Devamında yatay asal eksenlerde tanımlanan deprem yükleri altında tepki spektrumu analizi yapılarak kat kesme kuvvetleri ile kat yerdeğiştirmeleri irdelenmiştir. Bu model ile yapılan analiz sonuçları, yığılı modeli temsil eden sonlu elemanlar yöntemi ile yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Bu analizlerden elde edilen sonuçlar bütünlüklü olarak değerlendirildiğinde karmaşık yapıya sahip üstyapının dinamik davranışının elastik zemin modelinden etkilendiği, yığılı modelin bazı durumlarda güvenli olmayan sonuçlar verdiği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
The behavior of structures under the effect of seismic force constitutes a wide area of research in Turkey, where the majority of the population lives in earthquake zones. The fact that the construction of building on soft soil area increases over time for several reasons makes the soil-structure interaction more important under the effect of earthquake forces. However, the fact that the elastic soil and the superstructure are generally studied separately causes the interaction of these two sub-systems to be neglected. In methods that directly take into account the elastic soil effect, the soil is considered to be composed of a bearing coefficient described by the Winkler spring, and the bearing coefficient is modelled as a vertical lumped spring at the nodal points of the foundation plate. Within the scope of this study, the two-parameter elastic soil, which includes the effects of displacement in the vertical axis and rotation around the 2 horizontal axes, has been taken into account with the distributed (continuous) spring model. This effect is directly integrated to the structural model by transforming thin plates into an equivalent grid system according to the finite grid method, and solving the grid element differential equation and calculating the element stiffness, mass and load matrices including the continuous spring effect. This model has been compared with analytical, semi-analytical and numerical methods in the literature. Regarding the analyzes performed under the external loads and free vibration analysis results, it has been shown that this method is applicable despite some disadvantages. The thin plate model, which includes the 2 parameter elastic soil effect described above, has been modelled mathematically, and then the dynamic behavior of the structure has been investigated by integrating it with the superstructure. Afterwards, the response spectrum analysis has been performed under earthquake loads defined in the principal horizontal axes, and story shear force and story displacement has been studied. The analysis results have been compared with the results obtained from analysis made with the finite element method regarding the lumped model. Considering the results obtained from these analyzes are evaluated as a whole, it is concluded that the complex dynamic behavior of the superstructure is affected by the elastic soil model, and the lumped model gives unsafe results in some cases.
Benzer Tezler
- Demiryolu üstyapısı hesaplarının sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Başlık çevirisi yok
HAKAN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNAL SEÇKİN
- Upper mantle structure of fennoscandia by finite-frequency body-wave tomography: Analysis and geodynamic implications
Sonlu-frekans cisim dalgası tomografi yöntemiyle fenno-iskandinavya'nın üst manto yapısı: Analiz ve jeodinamik çıkarımlar
NEVRA BULUT
Doktora
İngilizce
2022
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKatı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANS THYBO
- Elektrostatik alanların sonlu farklar yöntemiyle incelenmesi
Electrostatic field analysis by finite difference methods
SUPHİ YARICI
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. MUZAFFER ÖZKAYA
- Analysis of grid foundatitions on elastic soils by finite element method
Elastik zemine oturan ızgara (iki yönlü sürekli) temellerin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
HALİL CEYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. MEHMET ERŞEN ÜLKÜDAŞ
- CFRP şeritlerle güçlendirilmiş boşluklu çift doğrultulu betonarme döşemelerin zımbalama davranışının deneysel olarak incelenmesi ve davranışın sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesi
Experimental and finite element analyses punching shear behavior of two way reinforced concrete slabs having openings and retrofitted with CFRP sheets
CENGİZHAN DURUCAN
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ANIL