Historical structures should be carefully preserved and transferred to the next generations. Therefore, their seismic performances should be investigated in detail. In the finite element method, many parameters affect the seismic behaviour and damage distribution in the structures. One of the most significant parameters is the Soil-Structure Interaction effect. In finite element analyses, the soil medium is generally neglected, and the structures' base is restrained by fixed supports. In this study, seismic response of a historical masonry minaret is investigated by considering the Soil-Structure Interaction and Operational Modal Analysis methods. To determine the effect of Soil-Structure Interaction on structural behaviour, the fixed supports, hard and soft soil mediums at the base of the structure are modelled. The material and failure behaviours are defined with the Concrete Damage Plasticity model. Displacements, principal stresses, damage rates, and damage distribution of models are obtained with nonlinear time history analyses. According to the results, the interstory drift increases due to the decrease in the stiffness of the soil media. In addition, the fixed supports model was damaged more tensile stress damage than the other models. The least occurred in the soft soil model. It is concluded that the Soil-Structure Interaction effect significantly affects structural behaviour, especially the damage rate and distribution.

No abstract

Türkiye'nin büyük bir çoğunluğu aktif deprem kuşakları üzerinde yer almaktadır. Bu zamana kadar birçok yapı depremin yıkıcı etkileri nedeniyle hasar görmüş hatta göçmüştür. Depremler büyük oranda can ve mal kaybına neden olmuştur. Kaçınılmaz deprem gerçeği, depreme dayanıklı tasarım kavramını ortaya çıkarmıştır. Yapıların, depreme dayanıklı yapı tasarım ilkelerine göre yeterli rijitlik ve dayanıma sahip olması gerekmektedir. Bu iki yapısal özelliğin dağılımı ve taşıyıcı sistem simetrik ve düzenli bir şekilde oluşturulmalıdır. Ancak mimari nedenlerden dolayı düzensiz yapılar inşa edilmektedir. Yapı geometrisi ve rijitlik dağılımı bakımından düzensiz olan bu yapılarda burulma düzensizliği görülmektedir. Burulma düzensizliği, yapının deprem performansını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle titizlikle araştırılması gereken bir konu haline gelmektedir. Bu çalışmada, Türk Deprem Yönetmeliği-2007 ve Türk Bina Deprem Yönetmeliği-2018'e göre farklı yerel zemin sınıflarının yapılardaki burulma düzensizliğine etkisi araştırılmıştır. Modelleme ve deprem analizleri SAP 2000 programında yapılmıştır. Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ve Mod Birleştirme Yöntemi kullanılarak 5 farklı yapı tipi için 270 adet yapının deprem analizleri gerçekleştirilmiştir. 4-6 ve 8 katlı yapılar için, farklı zemin sınıflarındaki yapıların burulma düzensizliği katsayıları elde edilmiştir. Sonuçlar, her iki deprem analiz yöntemi ve deprem yönetmeliklerine göre karşılaştırılmıştır. Türk Bina Deprem Yönetmeliği-2018'de düzenli yapıların burulma düzensizliği katsayıları Türk Deprem Yönetmeliği-2007'e göre azalırken, düzensiz yapıların burulma düzensizliği katsayılarında ciddi bir artış olduğu görülmüştür. Yerel zemin sınıflarının hesaplamalara olan etkisi Türk Bina Deprem Yönetmeliği-2018 ile daha gerçekçi hale gelmiştir. Yerel zemin sınıfının Türk Bina Deprem Yönetmeliği-2018'de burulma davranışı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu ve burulma düzensizliğine sahip yapıların tasarım ve değerlendirilmesinde yerel zemin sınıfının bu etkisinin dikkate alınması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Glass fiber reinforced polymer (GFRP) composites have been frequently used in engineering applications in recent years. GFRP composites produced by using glass fiber and epoxy resin have significant advantages such as high strength, lightness, and resistance against corrosion. However, GFRP composites exhibit a more brittle behavior than steel bars. This study aims to investigate both the experimental and numerical bending behavior of slabs with GFRP bars, steel bars, and polypropylene fiber. Within the scope of experimental studies, 5 slabs were built. Two slabs called SS-1 and SS-2 have only steel bars. Two slabs called GFRPS-1 and GFRPS-2 have only GFRP composite bars. A slab called GFRPS-F has both GFRP composite bars and polypropylene fibers. Polypropylene fibers are added to fresh concrete to improve the slab’s ductility. Three-point bending tests have been carried out on the slabs. All slabs are subjected to monotonic increasing distributed loading until collapse. As a result of tests, GFRPS slabs have carried %53 higher load than SS slabs. However, the SS slabs have exhibited a more ductile behavior compared to the GFRPS slabs. GFRPS slabs have more and larger crack width than other slabs. The addition of 5% polypropylene fiber by volume to concrete has a significant contributed to ductility and tensile behavior of slab. The average displacement value of GFRPS-F slab is 22.3% larger than GFRPS slab. GFRPS-F slab has better energy consumption capacity than other slabs. The energy consumption capacity of GFRPS-F slab is 1.34 and 1.38 times that of SS and GFRPS slabs, respectively. The number of cracks in GFRPS-F slab is fewer than GFRPS slabs. The fibers have contributed to the serviceability of the GFRPS slabs by limiting the displacement and the crack width. GFRPS-F exhibits elastoplastic behavior and almost returns to its first position when the loading is stopped. In addition, experimental results are verified with numerical results obtained by using Abaqus software. Finally, it is concluded that GFRP composite bars can be safely used in field concretes, concrete roads, prefabricated panel walls, and slabs.