Çerçeve tipi betonarme yapıların sismik davranışın yapı-zemin etkileşiminin etkisini dikkate alınarak doğrusal olmayan statik çözümleme ile irdelenmesi

Geçmişte meydana gelen depremler, yapı-zemin etkileşiminin, binaların sismik tepkileri üzerindeki yıkıcı etkilerini ortaya çıkarmıştır. Örneğin, Türkiye'deki Gediz depremi (1970) sırasında, merkez üssünden 135 km uzaklıktaki bir kasabada bulunan bir fabrika tahrip ederken, kasabada bulunan diğer binalar herhangi bir hasar görmemişti. Daha sonraki araştırmalar, fabrikanın temel titreşim periyodunun, alttaki toprağınkine yaklaşık olarak eşit olduğunu ortaya koymuştur. Bu uyum bir rezonans etkisi sağladığını ve yapının çökmesine neden olduğunu göstermiştir. Adapazarı bölgesinde yer alan bir başka çarpıcı örnekte, 1999 Kocaeli depreminde, temellerin sallanması (foundation uplifting) ya da temel zeminin taşıma kapasitesinin aşılması nedeniyle birçok temelin çökmesi, dolaysıyla, yapının hasar aldığı gözlemlenmiştir. Yukarıda belirtilen konular ışığında, bu çalışmada, temel altındaki zeminin geoteknik koşullarının, 3-boyutlu çerçeve tipi betonarme yapıların sismik performansına etkisi incelenmiştir. Bu amaçla 2, 4 ve 8 katlı betonarme bina modelleri referans olarak seçilmiştir ve deplasman bazlı analiz yöntemlerinden biri olan tek modlu itme analizi yeni Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine (TBDY-2018) uygun olarak uygulanmıştır. Bu binaların sismik performans değerlendirmeleri, zemin tipleri, temel bağlantı şekilleri ve binaların yüksekliği farklı ele alınarak parametrik araştırma sonuçlarına göre yapılmıştır. Rijit temel ve yapı-zemin etkileşimi dikkate alındığı iki farklı temel bağlantı şekli varsayılmıştır. Yapı-zemin etkileşimi alt sistem yaklaşımı kullanılarak modellenmiştir. Bu yaklaşım kapsamında rijit temel ve zemin arasındaki etkileşim, elastik yaylar ile temsil edilmiştir. Dönme, yatay ve düşey serbestlik derecelerine tekabül eden yayların rijitlikleri, sismik değerlendirme ve betonarme yapıların güçlendirmesi olan standart (ATC-40) tarafından önerilen empedans fonksiyonları kullanılarak elde edilmiştir. Bu çalışmada, Adapazarı bölgesindeki zemin koşulları, TBDY-2018 yönetmeliğinin yerel zemin sınıflandırmasına, göre dikkate alınmıştır. Tek modlu itme analizi ve yapıların performans durumları SAP2000 paket programı yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, tepe yer değiştirme-taban kesme kuvveti ilişkisi, göreli kat ötelemesi, titreşim periyodu ve zemin katındaki kolonların hasar seviyeleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çalışma sonuçları, yapı-zemin ortak davranışının yumuşak zeminlere (zemin sınıfı ZD ve ZE) oturan yapıların deprem performanslarını daha çok etkilediğini, sert zemine inşa edilen (zemin sınıfı ZA ve ZB) yapılarda bu etkileşim etkilerinin azaldığını göstermektedir. Esnek zeminin geoteknik özelliklerinin dikkate alınarak elde edilen sismik kapasite eğrilerinden, yapı-zemin etkileşim analizi zayıf zemin koşulları için yapısal davranışı önemli derecede değiştirdiği anlaşılmaktadır