Sonlu ızgara yöntemiyle tanımlanan zemin ile temel etkileşiminin yapıların performansına etkisinin incelenmesi

Nüfusunun büyük çoğunluğu deprem bölgelerinde yaşayan Türkiye'de deprem kuvvetleri etkisinde yapıların davranışı çok geniş bir araştırma alanını oluşturmaktadır. Birçok sebeple zayıf zeminlerde yapı inşalarının zamanla artıyor olması, deprem kuvveti etkisinde yapı-zemin etkileşimini daha önemli bir hale getirmektedir. Ancak zemin ve üstyapının genelde ayrı ayrı inceleniyor olması bu iki alt sistemin etkileşiminin ihmal edilmesine sebep olmaktadır. Elastik zemin etkisini doğrudan dikkate alan yöntemlerde zemin, Winkler yayı ile tarif edilen yataklanma katsayısı ile hesaba katılmakta ve bu yataklanma katsayısı temel plağının düğüm noktalarında düşey doğrultuda yığılı bir yay şeklinde modellenmektedir. Bu çalışma kapsamında düşey eksen doğrultusunda yerdeğiştirme ve 2 yatay eksen etrafında dönme etkilerini içeren iki parametreli elastik zemin, yayılı (sürekli) yay modeli ile dikkate alınmıştır. Bu etki, ince plakların sonlu ızgaralar yöntemi dikkate alınarak eşlenik bir ızgara sisteme dönüştürülmesi ve bu ızgara sistemini oluşturan kiriş eleman diferansiyel denklemin çözülerek yayılı yay etkisini içeren eleman rijitlik, kütle ve yük matrislerinin hesaplanması ile doğrudan yapısal modele katılabilmektedir. Bu model, literatürde bulunan analitik, yarı analitik ve nümerik yöntemler ile karşılaştırılmıştır. Dış yükler altında yapılan analizler ve serbest titreşim analiz sonuçları incelendiğinde bu yöntemin bazı dezavantajları olmasına rağmen uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Burada tanımlanan 2 parametreli elastik zemin etkisini yayılı olarak içeren ince plak modeli matematiksel olarak modellenmiş, üstyapı ile entegre edilerek üstyapının dinamik davranışı incelenmiştir. Devamında yatay asal eksenlerde tanımlanan deprem yükleri altında tepki spektrumu analizi yapılarak kat kesme kuvvetleri ile kat yerdeğiştirmeleri irdelenmiştir. Bu model ile yapılan analiz sonuçları, yığılı modeli temsil eden sonlu elemanlar yöntemi ile yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Bu analizlerden elde edilen sonuçlar bütünlüklü olarak değerlendirildiğinde karmaşık yapıya sahip üstyapının dinamik davranışının elastik zemin modelinden etkilendiği, yığılı modelin bazı durumlarda güvenli olmayan sonuçlar verdiği sonucuna varılmıştır.