YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİNİN BETONARME YAPILARIN TASARIMINA ETKİSİ

Betonarme yapıların tasarımı sırasında genellikle temel zemini rijit bir ortam olarak dikkate alınarak tabanda kolonların ankastre olduğu kabulü ile yapı-zemin etkileşimi ihmal edilmektedir. Oysaki zemin, üst yapıdan aktarılan yükler altında şekil değiştiren, gerilmelere maruz kalan ve maruz kaldığı etkilere karşı tepki oluşturan bir ortamdır. Bu nedenle zemin etkileri dikkate alınmadan yapılan bir üst yapı tasarımının eksik kalabileceği söylenebilir. Bu çalışmada, yapı-zemin etkileşiminin betonarme yapıların tasarımına etkisi incelenmektedir. Bu amaçla daha önce literatürde incelenmiş olan 8 katlı bir yapı örneği dikkate alınmıştır. Yapının oturduğu zemin, rijit yapı-zemin kabulünün yanında Winkler ve Geliştirilmiş Vlasov Modelleri de kullanılarak modellenmiştir. Sayısal sonuçlar SAP2000 paket programı ile MATLAB'te kodlanan bir yazılımın eş zamanlı kullanılmasıyla elde edilmiştir. Bu sayede SAP2000 paket programına kendi içerisinde var olmayan Geliştirilmiş Vlasov Modeli ile çözüm yapma kabiliyeti kazandırılmıştır. Çözümden elde edilen periyot, taban kesme kuvveti, kolon normal kuvvetleri, kolon eğilme momentleri ve kolonların boyuna donatı oranları her bir zemin modeli için karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonunda yapı-zemin etkileşiminin betonarme yapıların tasarımına etkisinin ihmal edilemeyecek düzeyde olduğu görülmüştür

SOIL-STRUCTURE INTERACTION EFFECT ON DESIGN OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

During the design of reinforced concrete structures, soil-structure interaction is neglected with the assumption of fixed base columns usually considering the subsoil as a rigid medium. However, subsoil is a medium that deforms under load from the structure, exposed to stress and generates a reaction against the effects suffered. In this study, effects of soil-structure interaction on design of reinforced concrete structures are investigated. For this purpose, an 8-storey frame previously examined in the literature is considered. The effect of subsoil under the structure is considered using Winkler and Modified Vlasov Model in addition to rigid soil-structure assumption. An interface is developed by authors to use SAP2000 software with MATLAB simultaneously for the analysis. In this way, SAP2000 software gains the ability of the analysis of mat foundation using Modified Vlasov model. Periods, base shear forces, column axial forces, column bending moments and column longitudinal reinforcement ratios are compared for rigid soil-structure, Winkler and Modified Vlasov Models. In the end of study, it is observed that soil-structure interaction has a significant effect on the structural design of reinforced concrete structures

Kaynakça

Selvadurai APS. Elastic Analysis of Soil-Foundation Interaction, Amsterdam: Elsevier Scientific Publishing Company, 1979.

Nadjai A, Johnson D. Elastic Analysis Of Spatial Shear Wall Systems with Flexible Bases, The Structural Design of Tall Buldings, Cilt. 5, 1996, s.55-72.

Mısır İS, Özden G, Kahraman S. Temel-Zemin Yaylarının Alansal Etkileşimi ve Yapı Davranışına Etkisi, Deprem Sempozyumu, Kocaeli, Türkiye, 2005, s.1064-1073.

Rashed YF. A Boundary/Domain Element Method for Analysis of Building Raft Foundations, Engineering Analysis with Boundary Elements, Cilt. 29, 2005, s.859-877.

Kahraman S, Mısır İS, Özden G. Sabit ve Değişken Yatak Katsayısı Yaklaşımlarının Yapı Davranışına Etkisi, Altıncı Ulusal Deprem Konferansı, İstanbul, Türkiye, 2007, s.217-228.

Karabörk T. Yapı-Zemin Etkileşimi Dikkate Alınarak Betonarme Yapıların Doğrusal Olmayan 3 Boyutlu Dinamik Analizi, Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt. 5, No. 1, 2009, s.25-36.

Korkmaz KA, Demir F. Yapı-Zemin Etkileşiminin Yapıların Deprem Davranışına Etkileri, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt. 3, No. 1, 2012, s.12-17.

Hamarat MA, Çalık KÜH, Orakdöğen E. Seismic Analysis of Structures Resting on Two Parameter Elastic Foundation, 15 WCEE, Lizbon, 2012.

Thangaraj DD, Ilamparuthi K. Interaction Analysis of MAT Foundation and Space Frame for Non Linear Behaviour of the Soil, Bonfring International Journal of Industrial Engineering and Management Science, Cilt. 2, No. 4, 2012, s.33-40.

Derdiman MK. Farklı Özelliklere Sahip Zeminlerin Betonarme Yüksek Yapılarda Yapı Salınım Periyoduna Etkisi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt. 13, 2013, s.9-15.

Frydrysek K, Janco R, Gondek H. Solution of Beams, Frames and 3D Structures on Elastic Foundation Using FEM, International Journal of Mechanics, Cilt. 4, No. 7, 2013, s.362-369.

Ionescu A, Calbureanu M, Negru M. Boussinesq Method in Seism Analysis of a Building Structure Using ANSYS Program, WSEAS International Conference, Vouliagmeni, Atina, Yunanistan, 2013, s.198-201.

Ahmed M, Mohamed MH, Mallick J, Hasan MA. 3D-Analysis of Soil-Foundation- Structure Interaction in Layered Soil, Open Journal of Civil Engineering, cilt. 4, 2014, s.373-385.

Avcıoğlu O, Orakdöğen E. Vlasov Zeminine Oturan Yapıların Zaman Tanım Alanında Analizi, Pamukkale Üni. Müh Bilim Dergisi, Cilt. 21, No. 3, 2015, s103-108.

SAP2000. Integrated Finite Elements Analysis and Design of Structures, Berkeley: Computers and Structures, Inc., 2008.

MATLAB. The Language of Technical Computing, Natick: The Mathworks, 2009.

Özgan K. Geliştirilmiş Vlasov Modelini Kullanarak Elastik Zemine Oturan Kalın Plakların Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi ve Etkin Zemin Derinliğinin Belirlenmesi, Doktora Tezi, Trabzon: Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 2007.

Hamarat MA. İki Parametreli Zemin Üzerine Oturan Yapı Sistemlerinin Dinamik Analizi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, 2012.

Kılıçer S, Özgan K, Daloğlu AT. Radye Temellerin Vlasov Yöntemiyle Modellenmesi, Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği 2.Özel Konulu Sempozyumu: Teori ve Uygulamada Zemin-Yapı Etkileşimi, Antalya, Türkiye, 24-25 Nisan, 2014, s.151-156.

Girgin SC, Mısır S, Özden G, Kahraman S. Yapı Zemin Etkileşiminin Yapısal Tasarımdaki Rolü, DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt. 10, No. 1, 2008, s.27-37.

DY-2007. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Ankara: Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, 2007.

TS500-2000. Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, 2000.

Doğangün A. Betonarme Yapıların Hesap ve Tasarımı, 10. baskı İstanbul: Birsen Yayınevi, 2013. ÖZGEÇMİŞ/CV

Korhan ÖZGAN; Doç. Dr. (Assoc. Prof.)

Lisans derecesini 1997 yılında, Yüksek Lisans derecesini 2000 yılında ve Doktora derecesini 2007 yılında

Trabzon Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümün'den aldı. 2000-2011 yılları arasında özel

sektörde çeşitli firmalarda meslek hayatını sürdürdü. 2011 yılından beri Karadeniz Teknik Üniversitesi, İnşaat

Mühendisliği Bölümün'de öğretim üyesi olarak çalışmaktadır. Temel çalışma alanları Betonarme, Çelik ve

Ahşap Yapılar, Yapı-Zemin Etkileşimi üzerinedir.

He got his bachelors' degree, master degree and PhD degree in the Civil Engineering Department at Karadeniz

Technical University, Trabzon/Turkey in1997, 2000 and 2007 respectively. Between 2000-2011 years, he

continued his career in the private sector. He is an academic member of the Civil Engineering Department at

Karadeniz Technical University since 2011. His major areas of interests are: Reinforced-concrete, Steel and

Timber Structures, Soil-Structure Interaction.

Saffet KILIÇER; Araş. Gör. (Research Assist.)

Lisans derecesini 2010'da Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nden aldı. 2012 yılında

başladığı yüksek lisans öğrenimine Karadeniz Teknik Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nde devam

etmektedir. Necmettin Erbakan Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü'nde 2011-2013 yılları arasında

araştırma görevlisi olarak görev almış. 2013'de başladığı Artvin Çoruh Üniversitesi Çevre Mühendisliği

Bölümü'nde araştırma görevlisi olarak görevine hala devam etmektedir. Temel çalışma alanı: Yapı Anabilim Dalı üzerinedir.

He got his bachelors' degree in the Civil Engineering Department at Karadeniz Technical University,

Trabzonl/Turkey in 2010. His master degree is still in the Civil Engineering Department at Karadeniz Technical

University, Trabzon/Turkey since 2012. He worked as a researcher assistant for Necmettin Erbakan University

between 2011-2013 dates. He is still a researcher assistant of the Environmental Engineering Department at

Artvin Coruh University. His major area of interests is:Department of Construction.

Ayşe T. DALOĞLU; Prof. Dr. (Prof.)

Ayşe Turhan Daloğlu KTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümünden 1983 yılında mezun oldu ve aynı bölümden 1985

yılında yüksek lisans derecesini aldı. 1992 yılında Texas Tech Üniversitesinde doktora derecesiyle mezun oldu.

99 yılları arasında KTÜ İnşaat Müh. Bölümünde Yardımcı Doçent olarak görev yaptı. 1998-2000 yılları

arasında Texas Tech Üniversitesi Mühendislik Teknolojileri bölümünde misafir öğretim üyesi olarak ders verdi.

yılında Doçent 2005 yılında Profesör oldu. 1993 yılından beri öğretim üyesi olduğu KTÜ Mühendislik

Fakültesi'nde 2001-2004 yılları arasında Dekan Yardımcısı, 2008-2010 yılları arasında İnşaat Mühendisliği

Bölüm Başkanı olarak görev yaptı. 2014-2015 Bahar yarıyılında Doğu Akdeniz Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

bölümünde ders verdi. Uzmanlık alanı Yapı mühendisliği olan Daloğlu yapı-zemin etkileşimi, çelik yapılar,

yapıların optimum tasarımı ve çelik çatılarda kar yükleri alanlarında araştırmalar yapmaktadır.

Ayşe Turhan Daloğlu is graduated from Civil Engineering Department at Karadeniz Technical University in

She took McS degreee in structural engineering area from the same university in 1985. She earned her

PhD degree from Civil Engineering Department at Texas Tech University, USA, at the end of 1992. She worked

as Assist. Prof. in Civil Engineering Department at Karadeniz Technical University between 1993-1999. She

spent two years in the Department of Engineering Technology at Texas Tech University as visiting scholar

between 1998-2000. She became Assoc. Prof. in 1999, and full Prof. in 2005. She has been working as faculty

member at Karadeniz Technical University since 1993. She served as Vice Dean in Faculty of Engineering at the

Karadeniz Technical University between 2001-2004, and Department Chair of Civil Engineering at Karadeniz

Technical University between 2008-2010. She served as an adjoint professor in Civil Engineering Departments

of Karadeniz Technical and Eastern Mediteranian Universities in the spring semester of 2015. She is

specializing in Structural Engineering. Her areas of research are soil-structure interaction, steel structural

design, optimum design of structures, snow loads on steel roofs.

Ali İ. KARAKAŞ; Araştırma Görevlisi (Research Assist.)

İnşaat Mühendisliği Lisans eğitimini 2009 yılında Boğaziçi Üniversitesinde tamamladı. Yüksek Lisans

derecesini ise 2012 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesinden alarak aynı üniversitede halen Doktora eğitimine

araştırma görevlisi olarak devam etmektedir. Eksenel Simetrik Yapılar, Sonlu Eleman Yöntemi, Çelik Yapılar ve

Yapı-Zemin Etkileşimi üzerine çalışmalarını sürdürmektedir.

He is graduated from Civil Engineering Department at Boğaziçi University in 2009. He got his master degree at

Karadeniz Technical University in 2012 and continues his PhD degree at the same university as a researh

assistant. He has been studying on Axisymmetric Structures, Finite Element Method, Steel Structures and Soil

Structure Interaction Problems.

Kaynak Göster