TARİHİ YAPI DAVRANIŞINA ZEMİN, MESNET, YATAY VE DÜŞEY DEPREM KOŞULLARININ ETKİSİ


Creative Commons License

Eren G., Beyen K.

6th International Symposium on Conservation and Consolidation of Historical Structures, Trabzon, Türkiye, 2 - 04 Kasım 2017, cilt.1, ss.1-10

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Trabzon
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-10

Özet

Bu çalışmada, tarihi yapıların deprem performansında zemin ve mesnet koşulları etkisinin nümerik modelde dikkate alınması durumunda ortaya çıkan sonuçlar ile zemin ve mesnet koşullarının gözardı edildiği durumdaki sonuçların karşılaştırması yapılmıştır. 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. Yapı, değişik enerji ve frekans içeriği olan deprem hareketleri altında ilk olarak sadece yatay deprem kuvvetine maruz bırakılmıştır. Daha sonra yapıya yatay deprem hareketiyle beraber düşey deprem hareketi de 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 performansının belirlenmesinde zemin etkisinin önemli olduğu, düşey deprem etkisinin performans değerlerini değiştirebileceğini ve gözlenen farkların güçlendirme çalışmalarında güvenilir ve yapıcı kararların alınmasına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

In this study, under horizontal and vertical strong ground motions, effects of local soil and support conditions on the earthquake performance of historical structures in the numerical model and the results of neglected cases were compared. For this purpose, the structure of the tomb of Fatih Sultan Mehmet Khan in the Fatih Complex was examined. 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 first subjected to horizontal earthquake input motion with different energy and frequency content. Then, the same structure was tested again in the time domain by giving both horizontal and vertical earthquake input motions together. 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. In case of support connections either simple or fixed end, close values are observed. Inclusion of the local ground model produces important effects on structural responses. 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. It is observed that the performance values can be changed under vertical earthquake inputs. Such results give important contributions to decision makers for reliable strengthening techniques.