Estimation of interstory drift ratio and performance levels for the multistory buildings considering the effect of soil-structure interaction
Ayşe Elif Özsoy Özbay1, Pelin Gündeş Bakır21Maltepe University, Department Of Civil Engineering, İstanbul, Turkey2İstanbul Technical University, Department Of Civil Engineering, İstanbul, Turkey
The effect of soil structure interaction significantly alters the displacement response of the framed structures. This effect is mostly important for the buildings resting on soft soils. Including these effects in the dynamic analysis, the lateral displacements and the drift demand of the building increase depending on the type of the underlying soil. The variation in the drift demand due to the interaction effects also changes the performance level of the structure, as well. Since the interstory drift ratio is one of the most important demand parameter, it is essential to integrate the effects of soil structure interaction within the structural design process and the performance assessment. In this study, the drift demand of an existing multistory building is obtained using an improved technique for the dynamic analysis of the soil-structure systems. The technique is based on the analysis of the multistory buildings under the seismic wave propagation employing Finite Element Methods (FE) for the superstructure and Boundary Element Methods (BE) for the underlying soil medium. The lateral displacement response at each story level is used to determine the maximum interstory drift ratio of the building and to estimate the structural performance level.
Keywords: Soil-structure interaction, Finite Elements Methods, Seismic wave propagation.Yapı-zemin etkileşimi etkisine bağlı olarak çok katlı binalarda göreli kat ötelemesi oranının ve performans seviyesinin belirlenmesi
Ayşe Elif Özsoy Özbay1, Pelin Gündeş Bakır21Maltepe Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, İstanbul2İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, İstanbul
Yapı-zemin etkileşimi, çerçeve sistemli yapıların deprem yükü altındaki yerdeğiştirme cevabını önemli ölçüde değiştirmektedir. Bu etki özellikle yumuşak zemin üzerine inşaa edilmiş yapılarda çok daha önemlidir. Dinamik çözümlemede bu etki göz önüne alındığı takdirde; yapının inşaa edildiği zemin türüne bağlı olarak yanal yerdeğiştirmelerinde ve kat ötelemesi talebinde artış meydana gelebilir. Etkileşime bağlı olarak yapının kat ötelemesi talebinde meydana gelen farklılık, aynı zamanda yapının performans seviyesini de değiştirir. Göreli kat ötelemesi oranı, deprem etkisi altında tasarım sürecindeki en önemli yapısal parametrelerden birisidir. Bu sebeple, yapı-zemin etkileşimi etkilerinin yapısal tasarım aşamasında ve performansın belirlenmesinde dikkate alınması oldukça önemlidir. Bu çalışmada, mevcut çok katlı bir yapının kat ötelemesi talebi, yapı-zemin sistemlerinin dinamik çözümlemesi için geliştirilmiş olan sayısal bir yöntem ile elde edilmiştir. Bu yöntemde, çok katlı yapıların deprem dalgaları etkisi altındaki dinamik cevabının çözümlenmesinde üstyapının sayısal modeli için Sonlu Elemanlar Yöntemi; zemin için ise Sınır Elemanlar Yöntemi kullanılmıştır. Kat seviyelerinde hesaplanan yanal yerdeğiştirme değerleri kullanılarak mevcut bir yapıda maksimum göreli kat ötelemesi oranı ve yapısal performans düzeyi belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Yapı-zemin etkileşimi, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Deprem dalgası hareketi.Corresponding Author: Ayşe Elif Özsoy Özbay, Türkiye
Manuscript Language: English