Farklı narinlik oranlarına sahip yapıların dinamik davranışı üzerinde zemin özelliklerinin ve temel gömülme derinliğinin etkisi

Zemin-yapı etkileşimi (ZYE), sismik performansın özellikle zemin koşullarına bağlı olduğu yüksek binalar, barajlar, köprüler, nükleer santraller, silolar, bacalar ve su depoları için kritik öneme sahiptir. Ayrıca gömülü yapılarda, gömülme; zemin-yapı sisteminin periyodunu, rijitliğini, sönüm kapasitesini ve tepkilerini değiştirebilmektedir. Bu çalışmanın temel amacı; ZYE dikkate alınarak yapıların dinamik davranışı üzerinde narinlik oranının (2, 4 ve 6), zemin koşullarının, temel gömülme oranının (0, 0.5, 1 ve 1.5) ve deprem frekans içeriğinin (2 yüksek, 2 orta ve 2 düşük) tesirlerini irdelemektir. Bu amaçla, zemin-yapı sistemlerinin sonlu eleman modelleri oluşturulmuş ve bu modellerin kullanılabilirliği altsistem yaklaşımları vasıtasıyla gösterilmiştir. Sismik çözümlemeler gerçekleştirilmiş ve rölatif yer değiştirmeler, göreli kat ötelemeleri, gerilmeler ve ivmeler irdelenmiştir. Narinlik oranının artmasının ve yumuşak zemin koşullarının periyotları uzattığı ve yer değiştirmeler ile göreli kat ötelemelerini belirgin bir şekilde artırdığı görülmüştür. Gömülme oranının artmasıyla, yer değiştirme ve gerilmelerde genel olarak azalma gözlenmiştir. Zeminin yumuşamasıyla iç kuvvet tepkilerinin her zaman azalma eğiliminde olmadığı ve birçok parametrenin birleşik etkisi nedeniyle zemin yumuşamasının iç kuvvet tepkilerini artırma potansiyeline de sahip olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar, sismik davranışın bir tek parametre tarafından kontrol edilemeyeceğini ve zemin türü, deprem frekans içeriği, gömülme oranı ve narinlik oranı arasındaki karşılıklı etkileşimin tepkiler üzerinde beklentilerin aksine etkiler yaratabileceğini ortaya koymuştur.

Soil-structure interaction (SSI) is of critical importance for high-rise buildings, dams, bridges, nuclear power plants, silos, chimneys, and water tanks, where seismic performance depends particularly on soil conditions. Furthermore, in embedded structures, embedment can alter the period, stiffness, damping capacity, and responses of the soil-structure system. The main objective of this study is to examine the effects of aspect ratio (2, 4, and 6), soil conditions, foundation embedment ratio (0, 0.5, 1, and 1.5), and earthquake frequency content (2 high, 2 medium, and 2 low) on the dynamic behavior of structures by considering SSI. For this purpose, finite element models of the soil-structure systems were constituted, and the employability of these models was demonstrated through substructure approaches. Seismic analyses were performed, and relative displacements, interstory drifts, stresses, and accelerations were examined. It was seen that the increment of aspect ratio and soft soil conditions elongate the periods, and significantly increase the displacements and interstory drifts. In general, with the increment in the embedment ratio, the reductions in the displacements and stresses were observed. It was determined that softening of the soil does not always lead to a decrease in internal forces, and due to the combined effects of many parameters, soil softening also has the potential to increase internal forces. The results revealed that the seismic behavior cannot be controlled by a single parameter, and the mutual interaction among soil type, earthquake frequency content, embedment ratio, and aspect ratio can produce effects on responses that are contrary to expectations.