Kule türü yapıların deprem davranışının zemin-yapı etkileşimi gözönüne alınarak incelenmesi

Bu tez çalışmasında çekme almayan Winkler zemini ne oturan dairesel plak ve bu plağa merkezinde mesnetlenen kolonun oluşturduğu plak-kolon sisteminin dinamik etkiler altındaki davranışı incelenmiştir. Kolon yayılı kütleli olup, ayrıca yüksekliği boyunca çeşitli seviyelerde toplu kütleler bulunmaktadır. Yüksekliği boyunca kolonun kütlesi ve eğilme rijitliği değişken olup toplu kütlelerin dönme ataletlerinin katkısı da hareket denklemine eklenmiştir. Kolonun mesnetlendiği dairesel plağın hem rijit hem de elastik olması durumları gözönüne alınmıştır. Kolon ve plak hareket denklemleri ayrı ayrı yazılmıştır. Kolon ve plağın elastik olması durumunda titreşim denklemleri diferansiyel denklem türünde olduğundan sistem hareket denklemini elde ederken denklemlerin birleştirilmesinde yaklaşık çözüm izlenmiştir. Kolon için kolonun geometrik sınır şartlarını sağlayan koordinat fonksiyonları kullanılmış, plak için ise plağın elastik yerdeğiştirmelerinin ilgili basit eğilme titreşim modlarının bir toplamı ve Bessel fonksiyonları formunda olduğu kabul edilerek hareket denklemlerine Galerkin yöntemi uygulanmıştır. Geliştirilen bir bilgisayar programı yardımıyla sistemin davranışını gösteren para metrelerin değişimleri elde edilmiş ve grafiklerle gösterilmiştir. Sisteme temelde verilen yatay bir yer hareketi veya kolona yatay olarak uygulanan bir kuvvetle sistem yatay titreşimler yanında düşey olarak ta titreşmekte, sistemin hareketi bu iki titreşimin süperpozisyonu olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmadaki analizin amacı yapı -zemin arasındaki ayrılmaların bir plak-kolon sisteminin serbest ve zorlanmış titreşimlerine olan etkisini araştırmaktır. Sistemin serbest titreşimlerine ek olarak harmonik yer hareketi ve El Centro 1940 depremi kuzey-güney bileşeni için davranış spektrum eğrileri elde edilmiştir. Elde edilen sayısal sonuçların incelenmesinden çekme almayan zemin durumunda, sistemin titreşim periyodunun büyüdüğü belirlenmiştir. Sistem serbest titreşime başladığında salınımlar oldukça karmaşık bir yapı göstermektedir. Periyodik kuvvetle zorlanmış titreşim halinde dış kuvvetin frekansının sistemin doğal titreşim frekansından yüksek olması durumunda her iki zemin (çekme alan ve almayan) için davranış spektrum eğrileri birbirine çok yakın olarak ortaya çıkmaktadır.