Bir ve üç boyutlu zemin davranýþ analizlerinin karþýlaþtýrýlmasý

Zemin davranýþ analizleri, anakayada meydana gelen kuvvetli yer hareketlerinin anakaya üzerinde bulunan yerel zeminler tarafýndan nasýl etkilendiðinin belirlenmesi esasýna dayanmaktadýr. Yerel zemin tepkisi, gerçekte üç boyutlu olan sistemin basitleþtirilmiþ bir boyutlu doðrusal analizler sonucunda belirlenmesine raðmen, küçük þekil deðiþtirmelerde plastik davranýþ sergileyen zeminin doðrusal olmayan davranýþýný temsil etmede yetersiz kalmaktadýr. Eþdeðer doðrusal analiz yöntemi, zeminin doðrusal olmayan davranýþýný temsil etmek için diðer yöntemler (doðrusal ya da doðrusal olmayan) arasýnda daha yaygýn bir þekilde kullanýlmaktadýr. Ancak, zemin ortamýnýn her üç boyutta deðiþkenlik gösterdiði veya yatay tabakalardan oluþmadýðý ve ayrýca özellikle yapý-zemin etkileþimi yapýlacaðý durumlarda iki veya üç boyutlu analizlere ihtiyaç duyulmaktadýr. Bu çalýþmada, üç boyutlu modelleme stratejileri üzerinde durulmakta ve yansýtmayan sýnýr eleman boylarý, zeminin (sistemin) boyutlarý, sonlu eleman boyutu ve sönüm için seçilen frekans aralýðýnýn üç boyutlu sistemin tepkisi üzerindeki etkileri araþtýrýlmaktadýr. Bir boyutlu ve üç boyutlu zemin davranýþ analiz sonuçlarý maksimum yer ivmesi, maksimum deplasman ve tepki spektrumu dikkate alýnarak literatürdeki çalýþmalarla karþýlaþtýrýlmaktadýr. Yapýlan kýyaslamalar sonucunda, doðru bir þekilde oluþturulan üç boyutlu modelin, bir boyutlu analizlerin kullanýlamayacaðý durumlarda zemin davranýþýný belirlemede uygulanabileceðini ortaya koymaktadýr.

Comparison of one and three dimensional site response analyses

Site response analysis is based on determining how strong ground motions occurring in bedrock are affected by local soils above the bedrock. Although the local ground response is determined as a result of simplified one-dimensional linear analysis of the system, which is actually three-dimensional, it is insufficient to represent the nonlinear behavior of soil which exhibiting plastic behavior under small deformations. The equivalent linear analysis method is more commonly used among other methods (linear or non-linear) to represent the nonlinear behavior of the soil. However, two or three dimensional analyzes are required in cases where the soil environment varies in all three dimensions or does not consist of horizontal layers, and especially when soil-structure interaction will be applied. In this study, three-dimensional modeling strategies are dwelled on and the effects of non-reflective boundary element lengths, dimensions of the soil (system), finite element size and the frequency range selected for damping on the response of the three-dimensional system are investigated. One-dimensional and three-dimensional soil behavior analysis results are compared with the studies in the literature in terms of the maximum ground acceleration, maximum displacement and response spectrum. As a result of the comparisons, it is revealed that the correctly generated three-dimensional model can be applied in determining the ground behavior in cases where one-dimensional analysis cannot be used.