Dalga yayılımının yüksek binaların sismik davranışına olan etkilerinin sayısal olarak incelenmesi

Bu tez, yüksek binalarda dalga yayılma olgusunun temel fiziğinin sayısal yorumlanması üzerinedir. Tezin başlıca amacı, dalga yayılımının yüksek binaların sismik dinamik tepkisi üzerindeki etkilerini sayısal modeller geliştirerek irdelemektir. Çalışmayı gerçekleştirebilmek için iki ana unsur vardır: Birincisi dalganın seçimi ve ölçeklendirilmesi, ikincisi ise dalganın yayılacağı yapının modellenmesidir. Tez kapsamında esas olarak dikkate alınan dalga sismik bir dalgadır. Deprem yer hareketinin ölçeklendirilmesinde, depremin yatay bileşeni düşey bileşenine göre daha kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır. Bu nedenle tezde, sismik yer hareketinin düşey bileşeninin ölçeklendirilmesine yoğunlaşılmış ve bunun için bir denklem önerilmiştir. Önerilen denklem, doğrusal olmayan bir regresyon analizinin sonucunda elde edilmiştir. Dalganın yayılacağı yapılar için idealleştirilmiş ve uygulamadaki taşıyıcı sistemleri temsil eden yüksek bina modelleri seçilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmada, 300 m yüksekliğinde temsili sürekli bir mega kolondan ve ayrık perde duvardan oluştuğu kabul edilen iki yüksek yapı dikkate alınmıştır. Bu yapıların tabanına; enine ve boyuna doğrultularda dalga benzeri bir yarım sinüs darbesi şeklindeki dalga uygulanmıştır. Bu yapı modelleri üzerinde dalga yayılımını fiziki olarak görselleştirmek için, uygulamada doğrusal ve doğrusal olmayan analiz yapabilen yazılımların etkinliği araştırılmıştır. Daha sonra, çekirdek perde duvar ve çerçeve taşıyıcı sisteme sahip 46 katlı yüksek bina dikkate alınmıştır. Bu binanın tabanına enine ve boyuna doğrultularda sismik dalgalar uygulanmıştır. Binanın tabanından tepisine kadar dalgaların yayılımı, çekirdek perde duvar üzerinde ve çerçeve sistem üzerinde ayrı ayrı irdelenmektedir. Dikkate alınan yüksek bina taşıyıcı elemanlarındaki kesit etkileri (eksenel kuvvet, kesme kuvveti, eğilme momenti) ve göreli kat ötelenmesi dalga yayılımının dikkate alındığı ve ihmal edildiği durumlar için ayrı ayrı belirlenmiştir. Yapılan çalışmaları başlıca üç ana gurupta toplamak mümkündür. Bunlar: (1) Sismik yer hareketinin düşey bileşeninin ölçeklendirilmesi, (2) Yüksek yapılarda dalga yayılmasının sayısal olarak modellenerek irdelenmesi. (3) Yüksek binaların açık ve kapalı dinamik tepki analizleri için Rayleigh Sönümündeki kütle ve rijitlik kısımlarının etkinlikleri ve bunların dikkate alınma şekillerinin irdelenmesidir. Diğer taraftan, çalışmada söz konusu dinamik analizleri gerçekleştirmede karşılaşılacak sorunlar da irdelenmektedir. Dinamik davranışta yüksek modların etkisi ve sönüm etkisi gibi hususlar da irdelenmektedir. Ayrıca analizler dalga yayılımını dikkate alarak ve ihmal ederek gerçekleştirildiğinden elde edilen bulgulardan dalga yayılımı açısından aradaki farklar karşılaştırılmalı olarak irdelenmektedir.