temel-zemin yaylarÄ±nÄ±n alansal etkileÅimi ve yapÄ± davranÄ±ÅÄ±na etkisi

More documents

Recommendations

Info

Tablo 1. X-Ekseni Boyunca Hesap Edilen Ve Ölçülen Farklı Oturma Değerleri A-A Aksı B-B Aksı C-C Aksı Nokta No 1 2 3 4 5 6 X [m] 0.0 21.58 0.85 20.68 0.0 21.58 Y [m] -6.35 -6.35 -1.20 -1.20 -1.20 -1.20 Z [cm] -20.04 -29.70 -20.79 -29.31 -20.39 -29.90 Hesap edilen [cm] -9.66 -8.52 -9.51 Ölçülen [cm] -8.50 7.60 -9.00 Deprem Yükleri Altında Gelişen Kesit Tesirleri Daha önceki bölümlerde de değinildiği üzere temelin mesnetlenme koşulları ile ilgili yapılan kabullerin gerek temel gerekse üst yapı kesit zorları üzerinde önemli etkisinin olması beklenir. Bu duruma bir örnek teşkil etmek üzere ele alınan İzmir/Bostanlı’daki binanın sonlu elemanlar yapısal modeli değişik temel mesnet koşulları altında çözülmüştür. Bu amaçla rijit temel, çalışmada önerilen değişken yatak katsayısı ve sabit yatak katsayısı (k=300, 2000 ve 10000 kN/m 3 ) sınır şartları kullanılmıştır. Çizelgelerde sonuçları verilen bütün analizlerde eşdeğer deprem yükü yöntemi kullanılmıştır. Temel mesnet koşulları, seçilen bir model ile tanımlandıktan sonra sonlu elemanlar analizi ile her iki doğrultuda yapı birinci periyotları hesaplanmıştır. Daha sonra Afet Yönetmeliği hükümleri uyarınca taban kesme kuvveti ve katlara gelen eşdeğer deprem yükleri hesap edilmiştir. Her iki doğrultu için katlara etkitilen eşdeğer deprem yükleri ve taban kesme kuvveti değerleri Tablo 2’de verilmektedir. Hesaplanan bu yükler sonlu elemanlar modelinde tanımlanarak analiz tamamlanmaktadır. Zati, hareketli ve deprem yüklerinin uygulanması sırasında birçok yük kombinasyonu kullanılmış, yanal yükler için ±0.05 ek dış merkezlik gözönüne alınmıştır. DEPY1, y-y doğrultusunda ve DEPX1 x-x doğrultusunda +0.05 ek dış merkezlik ile etkiyen deprem yükü olmak üzere, G+Q+DEPY1 yükleme kombinasyonu etkisindeki Yapı-Zemin modellerinin kolon ve perdelerinde gelişen taban kesme kuvveti değerleri Tablo 3’de, G+Q+DEPX1 yük kombinasyonu etkisindeki modellerin zemin kat kolon ve perdelerinde gelişen eğilme momentinin paylaşımı Tablo 4’de, G+Q+DEPY1 deprem etkisindeki modellerin zemin kat kolon ve perdelerinde gelişen eğilme momenti değerleri Tablo 5’de görülebilir. Tablo 2. Bazı Yapı-Zemin Modelleri İçin Katlara Gelen Eşdeğer Deprem Yükleri ve Taban Kesme Kuvvetleri [Kn] Yapı-Zemin Modelleri Doğrultu Z. Kat 1.Kat 2. Kat Çatı Katı V t Rijit Yapı-Zemin bağlantısı Y 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 X 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 k değişken (önerilen yöntem) Y 170.7 340.4 511.1 645.5 1667 X 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 k sabit =300 kN/m 3 Y 154.0 307.1 461.1 582.7 1510 X 224.6 449.3 673.0 851.5 2197 k sabit =2000 kN/m 3 Y 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 X 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 k sabit =10000 kN/m 3 Y 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 X 247.2 494.4 741.6 936.9 2420 Tablo 3. G+Q+DEPY1 Yükleme Kombinasyonu Etkisindeki Yapı-Zemin Modelleri Kolon ve Perdelerinde Gelişen Taban Kesme Kuvvetleri [Kn] Ve Kolon-Perde Yük Paylaşım Oranları Y doğrultusu Kolon Perde Taban kesme Kol. Yük Oranı Per. Yük Oranı Rijit Yapı-Zemin bağlantısı 806.4 1613.7 2420.1 0.33 0.67 k değişken (önerilen yöntem) 1219.4 448.3 1667.7 0.73 0.27 k sabit =300 kN/m 3 1105.6 416.9 1520.6 0.73 0.27 k sabit =2000 kN/m 3 1758.9 661.2 2420.1 0.73 0.27 k sabit =10000 kN/m 3 1702.0 718.1 2420.1 0.70 0.30 Tablo 4. G+Q+DEPX1 Kombinasyonu Etkisindeki Yapı-Zemin Modelleri Zemin Kat Kolon ve Perdeleri Eğilme Momenti Paylaşımı [kN.m] X doğultusu Kolon Perde Toplam Rijit Yapı-Zemin bağlantısı 7423.2 56.4 7479.6 1071
k değişken (önerilen yöntem) 6944.0 198.7 7142.7 k sabit =300 kN/m 3 6619.3 179.5 6798.8 k sabit =2000 kN/m 3 5951.7 174.1 6125.9 k sabit =10000 kN/m 3 5944.4 156.0 6100.3 Tablo 5. G+Q+DEPY1 Deprem Etkisindeki Yapı-Zemin Modelleri Kolon Ve Perdeleri Eğilme Momenti Değerleri [kN.m] Y doğrultusu Kolon Momenti Perde Momenti Toplam Moment Kolon Mom. Oranı Perde Mom. Oranı Rijit Yapı-Zemin bağlantısı 2454.2 8558.7 11012.5 0,22 0,78 k değişken (önerilen yöntem) 3155.5 2848.3 6004.6 0,53 0,47 k sabit =300 kN/m 3 4004.6 2573.2 6577.4 0,61 0,39 k sabit =2000 kN/m 3 2595.1 2625.1 5221.2 0,50 0,50 k sabit =10000 kN/m 3 2534.2 2788.4 5322.4 0,48 0,52 Elastik zemine oturan yapı modellerinin doğal periyotlarında bir artış meydana gelmekte ve dolayısıyla bu yapılara etkiyen deprem yükleri azalmaktadır. Fakat bununla birlikte, yapılar bu yükler altında daha büyük yanal ötelemeler yapmaktadır. Daha büyük yanal öteleme ise artan ikincil momentler anlamına gelmektedir (FEMA, 2001a ve 2001b). Çizelgelerde verilen değerler P- etkilerinin hesaba katılması ile elde edilmiştir. Sonuçlar Yatak katsayısı zemin elastisite modülü benzeri bir parametre değildir. Zemin elastisite modülü mevcut gerilme, sınır koşulları ve zemin yapısı için gerilme-deformasyon ilişkisinin bir göstergesidir. Yatak katsayısı ise zemin fiziksel özellikleri, tabakalanması, yükleme koşulları, temel rijitliği ve üst yapı rijitliğinin bir fonsiyonudur (Terzaghi, 1966). Dolayısıyla yatak katsayısı fiziksel bir sabit olarak tanımlanamaz. Bu parametre, gerçekte herhangi bir zemin-temel ikilisi için gerilme-deformasyon ilişkisinin bir göstergesidir. Bu unsurların yanısıra temel-zemin ikilisi için kurulan analitik model ve bu modelin bünye denklemi de gerçekçi olmalıdır (Steering Committee on SSI, 1989). Bu anlamda iki parametreli model gerçek temel-zemin davranışına daha uygundur (Tomlinson, 1995). Sonuç olarak yatak katsayısının belirlenmesi bir zemin-yapı etkileşimi problemidir ve her projenin kendine özgü bir yatak katsayısı tanımının olması beklenir. Ancak kurulan modelde parametre sayısının artışı, bu parametrelerin zemin-temel ilişkisinin de dikkate alınarak belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Mühendislik pratiğinde henüz tek parametreli Winkler modeli yaygın olarak kullanılmaktadır. Mevcut yazılımların pek çoğu Winkler modeli yaklaşımını izlemektedir (Computers and Structures Inc, 2000) ve yakın bir gelecekte bu uygulamanın alışılagelmiş konut ve benzeri tasarım çalışmalarında değişmesini beklemek gerçekçi değildir. Bu çalışmada, iki parametreli Vlasov-Leontiev yöntemi (Scott, 1981) sonuçlarını sağlayan eşdeğer Winkler yatak katsayısı yaklaşımının geliştirilmiş bir şekli kullanılmıştır. Burada amaç alışılmış Winkler yöntemindeki gibi tek parametre (yatak katsayısı) kullanmak, ancak bunu yaparken yatak katsayısının zemin-temel etkileşimi sonucu temel alanı içinde değişimini sistematik bir şekilde elde etmektir. Yöntemdeki yatak katsayısı; zemin elastisite modülü, temel rijitliği ve zeminde geçerli efektif gerilme dağılımının bir fonksiyonudur. Efektif gerilme artışının uygun konsolidasyon çözümleri ile modellenmesi halinde zemin elastisite modülündeki pekleşme de göz önüne alınmaktadır. Bu yaklaşımın bir uygulaması tasarlanan örnek bir yapı için gösterilmiştir. Temel-Zemin birleşiminin rijit kabul edilmemesi durumunda, perde ve kolon elemanların deprem yükü paylaşımı önemli ölçüde değişebilmektedir. Yapının karşıladığı deprem yükü değeri azalsa bile, yük paylaşımının değişmesinden dolayı özellikle kolon elemanlarda klasik hesap değerleri aşılabilmektedir. KAYNAKLAR 1. ATIMTAY, E., 2000. “Betonarme Sistemlerin Tasarımı-Temel Kavramlar ve Hesap Yöntemleri” Cilt 1, METU Press, Ankara 2. BOWLES, J. E., 1988. “Foundation Analysis and Design”, McGraw Hill, 4th Edition, Singapore 3. BRİNKGREVE R. B. J., 2002. Ed., “Plaxis User’s Manual”, A.A. Balkema Publishers, Rotterdam 4. COMPUTERS AND STRUCTURES INC., 2000. “SAP2000-Structural Analysis Program”, Manual, Nonlinear Version 7.21, Berkeley 1072
Page 1 and 2: TEMEL-ZEMİN YAYLARININ ALANSAL ETK
Page 3 and 4: Zemin Modelinin Oluşturulması İn
Page 5 and 6: Hesaplanan ve Ölçülen Farklı Ot
Page 7: X ekseni (m) 0 0,00 0,85 3,23 5,60

temel-zemin yaylarÄ±nÄ±n alansal etkileÅimi ve yapÄ± davranÄ±ÅÄ±na etkisi

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

temel-zemin yaylarÄ±nÄ±n alansal etkileÅimi ve yapÄ± davranÄ±ÅÄ±na etkisi