Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’in uygulama alanı, daha önce yayınlanmış olan deprem yönetmeliklerine göre önemli ölçüde genişletilmiş olup diğer deprem yönetmeliklerinden en büyük farklarından biri ise “Deprem Yer Hareketi Spektrumları”nı yapının bulunduğu konuma, bu konumun fay hattına uzaklığına, zemin değerlerine göre hesaplaması olmaktadır.
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.
| Deprem Yer Hareketi Düzeyi | 50 Yılda Aşılma Olasılığı ( % ) | Tekrarlanma Periyodu (Yıl) | Deprem Yer Hareketi Niteliği | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DD – 1 | 2% | 2475 | Çok Seyrek | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DD – 2 | 10% | 475 | Seyrek | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DD – 3 | 50% | 72 | Sık | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DD – 4 | 68% | 43 | Çok Sık | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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.
| Yerel Zemin Sınıfı | Kısa Periyot Bölgesi İçin Yerel Zemin Etki Katsayısı, Fs | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ss ≤ 0,25 | Ss = 0,50 | Ss = 0,75 | Ss = 1,00 | Ss ≤ 1,25 | Ss ≥ 1,50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZA | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZB | 0,90 | 0,90 | 0,90 | 0,90 | 0,90 | 0,90 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZC | 1,30 | 1,30 | 1,20 | 1,20 | 1,20 | 1,20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZD | 1,60 | 1,40 | 1,20 | 1,10 | 1,00 | 1,00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZE | 2,40 | 1,70 | 1,30 | 1,20 | 0,90 | 0,80 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZF | Sahaya özel zemin davranış analizi yapılacak (Bkz. 16.5) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Yerel Zemin Sınıfı | 1,0 Saniye Periyot İçin Yerel Zemin Etki Katsayısı, F1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ss ≤ 0,25 | Ss = 0,50 | Ss = 0,75 | Ss = 1,00 | Ss ≤ 1,25 | Ss ≥ 1,50 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZA | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZB | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZC | 1,50 | 1,50 | 1,50 | 1,50 | 1,50 | 1,40 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZD | 2,40 | 2,20 | 2,00 | 1,90 | 1,80 | 1,70 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZE | 4,20 | 3,30 | 2,80 | 2,40 | 2,20 | 2,00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ZF | Sahaya özel zemin davranış analizi yapılacak (Bkz. 16.5) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 TA, TB, TAD ve TBD 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 SDS 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
Abone Listemize Kaydolun
inşaPORT Mail Aboneliği
Posta listemize abone olun ve e-posta gelen kutunuzda ilginç şeyler ve güncellemeler alın.
Abone olduğunuz için teşekkür ederiz.
Bir şeyler yanlış gitti.
Excel dosyasında oluşturulan periyot ve spektral ivme değerlerini kopyalayamıyorum. Kopyalamak istediğim değerleri seismomatch programında hedef spektrum olarak yüklemek istiyorum. Sayfa korumasını kaldırmak için şifre istiyor. Yardımcı olursanız sevinirim.
Hocam bu bilgileriniz için Allah razi olsun. Hocam bu farklı zemin sinıfları için tek tek tepki spekrumları hesabını nasıl yapabiliriz?
Merhaba Caner Bey,
Yazı ekinde bulunan excel hesap dosyasında farklı zeminleri seçerek spektrumları oluşturmak mümkündür.
Yüksel bey selamlar elinize saglık excell için,bu excel yanına deprem analizinde kullanılacak olan azaltılmış yatay ve düşey elastik spekrum egrilerini koyarsanız R ve D ye baglı olarak çok daha anlamlı olur,üst üste görünmüş olur ve bunlarıda text olarak alabilmeli,tekrar elinize saglık iyi çalışmalar
Merhaba Hayati Bey,
Müsait bir vakitte yapmayı düşünüyorum. İnşallah en kısa sürede tamamlarım.
Hocam exel dosyasını indirdim, ancak makroları çalıştıramıyorum. Dolayısı ile hesaplamaları da yaptıramadım ne yazık ki. Yardımcı olabilirseniz sevinirim.
Merhaba Emine Hanım,
Excel makro çalışmasını açmanız lazım.
Hocam niye açmıyorki ne yaptıysam olmuyor
Merhabalar,
Dosyada herhangi bir sorun gözükmüyor. Excel dosyasını çalıştırdıktan sonra düzenlemeyi ve makroyu etkinleştir butonlarına basıyor musunuz?
İçeriği çok büyük bir özenle hazırlamışsınız teşekkür ederim.
4.sınıf inşaat mühendisliği öğrencisiyim. Time History Analysis aracı ile eski İstanbul deprem kayıdı ile yapıma etki ettirmek istiyorum. Burada anlayamadığım husus bu işlemi yaparken yani eski deprem kaydını kulanırken bu kayıt ile sizin yukarıda anlatmış olduğunuz tasarım spektrumlarını çakıştırmalı mıyım? Bununla ilgili açıklayıcı bir kaynak bulamadım. Yanıtınız için şimdiden teşekkürler.
Merhaba Akif Bey,
Bunu yapabilmeniz için yeterli sayıda (en az 11 adet) veriye ihtiyacınız var. Ancak sadece o depreme karşı davranışını incelemek istiyorsanız sadece bu kaydı spektrum haline getirmeniz yeterlidir. Bu konuda açık kaynak pek bulmak mümkün olmuyor. İngilizce kaynaklara yönelmenizi öneririm.
Paylaşımınız için teşekkürler. Deprem yer hareketi düzeyi kavramını gözden kaçırmıştım. Yazınızdaki görselde bu husus açıkça hatırlanabiliyor.
Reklamsız direk indirme link için teşekkürler. Tam bir mesleki yardım olmuş. Elinize sağlık.
Rica ederim Anıl Bey. Teşekkür ederim.
Hocam emeginize saglik. Cok tesekkurler.
Teşekkür ederim.
ÇOK TEŞEKKÜR EDERİM.
Rica ederim.
Hocam elinize sağlık çok teşekkür ediyorum. Ben 4. Sınıf inş müh öğrencisiyim kafamda tam oturmadı bir sayısal örnekle baştan sona değerleri bulursanız çok makbul olur şimdiden teşekkür ediyorum..
En kısa sürede buradaki işlemle ilgili bir örnek çözüp paylaşımda bulunurum.
Excel dosyası aslında gireceğiniz değerlere göre tüm çözümleri otomatik yapıyor. Yeni veriler girerek hesabı tekrar yapabiliyor.
Kafanıza takılanları yuksel@insaport.com adresine mail atarsanız yardımcı olabilirim.