Bununla birlikte yeni yapılacak binaların analizi, TDY 2007 yönetmeliğinde tek deprem yer hareketi düzey için hesap yapılırken, TBDY 2018’de 4 farklı deprem yer hareketi düzeyi için hesap yapılacaktır. Nedir bu deprem yer hareketi düzeyleri?

Deprem Yer Hareketi Düzeyleri

TBDY 2018’in dayandığı performansa göre değerlendirme ve tasarım ilkesi gereğince belirli tür binalarda sadece tek bir deprem düzeyine göre tasarım yapılması yeterli olmamaktadır. Bu amaçla 4 farklı deprem yer hareketi düzeyi belirlenmiş olup Tablo 1’de verildiği şekildedirler. Deprem Tasarım Sınıflarına göre gerekli olan düzeyler için analizler yapılacaktır. Deprem tasarım sınıflarını başka bir makale ile açıklayacağım.

Tablo 1 – Deprem Yer Hareket Düzeyleri

Deprem Yer Hareketi Düzeylerini belirledikten sonra yapılacak ilk iş Deprem Yer Hareketi Spektrumlarının oluşturulmasıdır. TBDY 2018’de yatay ve düşey olmak üzere iki farklı tasarım ivme spektrumundan bahsedilmiştir. Bu aşamaya geçmeden önce spektrum kavramının ne olduğunu bir hatırlayalım.

Spektrum Kavramı Nedir?

Deprem yer hareketi spektrumu, diğer adı ile davranış spektrumu, gözönüne alınan bir deprem yer hareketinin etkisi altında, belirli bir sönüm oranı için doğal titreşim periyodu T olan doğrusal elastik tek serbestlik dereceli bir sistemde meydana gelen maksimum toplam ivmenin (spektral ivme) veya maksimum yapısal yerdeğiştirmenin (spektral yerdeğiştirme) T’ye bağlı olarak ifade edildiği bir fonksiyondur. Tek serbestlik dereceli sistem nedir?

Kütlelerin ilk konumlarına göre göreceli olarak yapmış oldukları
deplasmanları tanımlamak için gerekli olan bağımsız yerdeğiştirme sayısı, dinamik analiz için serbestlik derecesi olarak tanımlanmaktadır. Bağımsız yer değiştirme sayı 1 olan sistemler, tek serbestlik dereceli sistemler olarak adlandırılır. Aşağıda tek dereceli bir sisteme ait davranış büyüklükleri belirtilmiştir.

İvme ve yerdeğiştirme spektrumları depremden depreme farklılıklar gösterir. Deprem yönetmeliklerinde genellikle ivme spektrumu eğrisi standardize edilir ve spektral ivmeler bir takım deprem parametrelerine bağlanarak analitik olarak ifade edilir.

Harita ve Tasarım Spektral İvme Katsayıları

TDY 2007’de, boyutsuz Spektral İvme Katsayısı, A(T)=A₀ I S(T) olarak tarif edilmiştir. Buradan elde edilen değer yer çekimi ivmesi ile çarpılıp (A(T) g) elastik spektral ivme (Sae(T)) bulunmuş oluyordu.

TBDY 2018’de yapılacakları sırasıyla maddeler halinde belirtelim:

1- Deprem Tehlike Haritasından, harita spektral ivme katsayıları ve yapı konumunun faya uzaklığı tespit edilir.

2- Zemin etüt raporundan, harita spektral ivme katsayıları olan Ss ve S1 ile yerel zemin sınıfı (Tablo 2) bilgileri alınacak.

3- Hesap yapılacak deprem yer hareketi düzeyleri tespit edilecek.

4- Harita spektral ivme katsayıları ve yerel zemin sınıflarına göre yerel zemin etki katsayıları olan Fs ve F1 belirlenecektir (Tablo 3 ve Tablo 4). Ara değerler için doğrusal enterpolasyon yapılacaktır.

5- Yapı konumunun faya uzaklığına ve deprem yer hareketi düzeyine göre γf katsayısı hesaplanacaktır. Yapı konumunun faya uzaklığı 25 km fazla olan veya Deprem yer hareketi düzeyi 3 ve 4 için γf = 1,0’dır.

6- Yerel zemin etki katsayıları ve harita spektral ivme katsayıları ile Tasarım Spektral İvme Katsayıları hesaplanır.

7- Tasarım spektral ivme katsayıları ile T_A, T_B, T_AD ve T_BD periyotları hesaplanır (Şekil 2).

Tasarım spektrumları, yeni yapıların tasarımında kullanılacak deprem yükünü belirlemekte kullanılır. Başka bir deyişle, tasarım spektrumu, kaydedilmiş bir deprem için değil, gelecekte ortaya çıkması olası depremler için belirlenir. Doğaldır ki, bir bölgede, gelecekte ortaya çıkması olası depremlere ilişkin bir tasarım spektrumu hazırlamak için, aynı bölgede geçmişte ortaya çıkmış depremlerden yararlanılır. Eğer, o bölgede, geçmişte yeteri kadar kayıt elde edilememişse, bu durumda benzer özelliklere sahip (deprem odağının kayıt yerinden olan uzaklığı, fay mekanizması, sismik dalgaların yayıldığı zemin cinsi ve yerel zemin koşulları gibi) başka bir bölgede elde edilmiş kayıtlardan yararlanılır. Yapılmış olan çalışmalar neticesinde Türkiye Deprem Tehlike Haritası oluşturulmuş olup tüm bu verilere bu harita üzerinden ulaşılabilmektedir.

TBDY 2018’de yatay ve düşey olmak üzere iki tane tasarım ivme spektrumu bulunmaktadır.

Yatay Tasarım İvme ve Yerdeğiştirme Spektrumları

8- Yatay deprem yer hareketi için % 5 sönümlü tasarım ivme spektrumunu Sae(T) ile ifade edilir ve belli periyot aralıkları içerisinde Şekil 3‘te gösterildiği gibi hesaplanır.

9- Yatay tasarım yerdeğiştirme spektrumu Sde(T) ile ifade edilir ve Sae(T)’ye bağlı olarak hesaplanır. Sae(T) değeri yerçekimi ivmesi (g) cinsinden ifade edildiğinden, denklemde g=9,81 m/s² olarak alındığında, tasarım spektral ivme yer değiştirmesi Sde(T) metre (m) biriminde olacaktır.

Düşey Tasarım İvme Spektrumu

TBDY 2018’de getirilen önemli yeniliklerden bir diğeri de, bazı özel durumlarda düşey doğrultudaki deprem bileşeninin etkisi altında modal analiz yapılması zorunluluğudur.Bu tür analizlerde kullanılmak üzere yönetmelikte Düşey Tasarım İvme Spektrumu tanımlanmıştır.

10- Düşey tasarım spektral ivme, SaeD(T), yatay deprem yer hareketi için tanımlanan kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı S_DS ve doğal titreşim periyodu T’ye bağlı olarak yerçekimi ivmesi cinsinden hesaplanır (Şekil 4).

Bu konuda hazırlamış olduğum excel dosyasını meslektaşlarıma kolaylık sağlaması amacıyla paylaşıyorum. Umarım bu konuda ihtiyacınız olan bilgiyi elde etmiş olursunuz.

Excel dosyası için TIKLAYINIZ.

Bu konuda ilave etmek istediğiniz bilgileri lütfen yorum kısmına yazınız. Diğer arkadaşlarımız da bu bilgilerden yararlansınlar.

Saygılarımla,

İnş. Müh. Yüksel KAYA

Yararlanılan kaynaklar;

1- Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, 2018

2- Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği Eğitim El Kitabı, 2018

3- Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımında Genel İlkeler, M.S.KIRÇIL, B.HANCIOĞLU, 2005

Bu yazı Deprem yer hareketi spektrumları nasıl oluşturulacak? ilk olarak şu sitede yayınlanmıştır: İnşaPORT | İnşaat Platformu | İnşaat Portalı. Yazının kaynağı bu sitedir.