ZEMİN DAVRANIŞI VE MESNET KOŞULLARININ TARİHİ YAPILARIN DİNAMİK DAVRANIŞINA ETKİSİ


Creative Commons License

Eren G., Beyen K.

4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, Eskişehir, Türkiye, 11 - 13 Ekim 2017, cilt.1, ss.1-9

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Eskişehir
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayısı: ss.1-9

Özet

Bu çalışmada, tarihi yapıların deprem performansında zemin ve mesnet koşullarının etkisi nümerik modelde dikkate alınarak ortaya çıkan sonuçlar zeminin göz ardı edildiği durumdaki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu amaçla, Fatih Külliyesi içinde bulunan Fatih Sultan Mehmet Han’ın kabrinin bulunduğu türbe yapısı çalışılmıştır. Analitik modelde üst yapı kabuk elemanlarla, zemin tabakaları ise üç boyutlu katı elemanlarla oluşturulmuştur. Birinci uygulamada zemin etkisi ihmal edilerek üst yapı ankastre modellenmiştir. İkinci uygulamada üst yapı sadece basit mesnet olarak modellenmiştir. Üçüncü uygulamada ise yapı yerel zemin şartları dikkate alınmıştır. Yapı ve zemin malzemesinin lineer-elastik davranış gösterdiği kabul edilmiştir. Değişik enerji ve frekans içeriği olan deprem kayıtları yapıya verilerek, zaman tanım alanında analizler yürütülmüştür. Analiz sonucunda elde edilen modal bilgiler, elemanlarda oluşan iç kuvvetler, gerilmeler, taban kesme kuvvetleri, deplasmanlar karşılaştırılmıştır. Yapı zemininin modellenmesiyle elde edilen tesirler, ankastre ve basit mesnetli durumlar için benzer sonuçlar ortaya koyarken, zeminle beraber modellenen yapıda farklı tesirler üretmiştir. Bu tesirler, Van ve Ege depreminde büyürken, Bolu depreminde küçülmüştür. Elde edilen sonuçlarla mevcut tarihi yapıların deprem durum değerlendirmesinde zemin etkisinin önemli olduğu ve gözlenen farkların güçlendirme çalışmalarında güvenilir ve yapıcı kararların alınmasına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

In this study, the effects of substructure and features of the support conditions on the earthquake performance of historical structures are taken into consideration in the numerical model and the results are compared with those of the case where the local soil condition and actual support types are ignored. For this purpose, the tomb structure of Fatih Sultan Mehmet Khan next to the Fatih mosque has been studied. Analytical model of the superstructure is formed by shell element for dome and solid elements for walls. Local soil layers are formed by three dimensional solid elements. In the first application, the superstructure is modeled as built, taking fixed end support condition and neglecting the local soil effects. Second case holds the superstructure with simple supports and ignoring the local soil effects. In the third application, the local ground conditions of the building are taken into consideration with the superstructure. It has been accepted that the building material and soil exhibit linear-elastic behavior as observed in the recent earthquakes in order to distinguish the pure effects. The structure was analyzed in time domain triggering by earthquake motions with different energy and frequency contents. Comparisons of large collection of analysis results are discussed. Internal member forces and stresses, fundamental periods of the structure and modal characteristics, base shear forces, structural drifts and mass participation factors in dynamic behavior are compared for all cases. It is seen that the resultant forces are not too distinct for the building with simple support and fixed end conditions, but with local ground conditions, important effects on the building is observed. Based on earthquake characteristics, these effects are increased with Van and Ege earthquakes but decreased by the Bolu earthquake. Including soil conditions in modelling is important in assessment of the earthquake performance for existing historical buildings. Results statistics for each case and the observed differences in between the cases will be important contribution to decision makers to propose consistent and constructive decisions in strengthening studies.