Sahaya özel deprem yer hareketi spektrumu nedir? Nasıl oluşturulur?

Bazı durumlarda sahaya özel deprem tehlikesi analizleri ile yer hareketi spektrumlarının tanımlanmasına ihtiyaç duyacağız. Peki, bu spektrumları nasıl oluşturacağız? Hangi yöntemleri kullanacağız?

0
294
-Article Top-
- Advertisement -

Deprem yönetmeliklerimize ilk kez eklenmiş olan “özel deprem yer hareketi spektrumu” konusu ile yazıma devam ediyorum. Tabi bu konu deprem yönetmeliklerimize yeni girdi ancak bu terimle daha önceden Sağlık Bakanlığı tarafından yayımlanan genelge ile tanışmıştık.

Sağlık Bakanlığı’nın İnşaat ve Onarım Dairesi tarafından 2013 yılında “Deprem Yalıtımlı Olarak İnşa Edilecek Yapılara Ait Proje ve Yapım İşlerinde Uyulması Gereken Asgari Standartlar” konulu bir genelge yayımlandı. Bu genelgede “3.1.1 – Konusunda uzman olan bir kuruma (Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiği konularında uzman üniversiteler vb. gibi akademik kurumlar) başvurarak inşaat sahası için “Sahaya Özel Sismik Tehlike Raporu” ve “Sahaya Özel Deprem Spektrumu” hazırlatılacaktır.” ibare bulunmaktadır.

Yüksek binalar, yalıtımlı binalar vb. yapılar özel duruma girmekte olup bu yapılar için “Standart Deprem Yer Hareketi Spektrumları”nı kullanamıyoruz. Peki bu durumda ne yapacağız?

TBDY 2018’in “2.4.1 – Sahaya Özel Elastik İvme Spektrumu” kısmında bir kaç cümle ile bu konuya girmiş ancak çalışmaları nasıl yapılacağı, kimlerin yapabileceği, kullanılacak yöntemler hakkında bir bilgiye yer verilmemekte. Bu konuda yaptığım araştırmalar neticesinde, Gebze Teknik Üniversitesi’nden Prof. Dr. Yasin Fahjan ve Naz Topkara Özcan’a ait olan kaynaklara ulaştım. Sizlere bu kaynaklardaki bilgileri aktarmaya çalışacağım. En azından konu hakkında biraz fikir edinmiş olunur.

Deprem Tehlike Analizi nedir?

Hasar ve can kaybı yaratabilecek büyüklükte bir depremin belli bir yer ve zamanda meydana gelme olasılığına Deprem Tehlikesi, bu olasılığın gerçekleşebilmesinin hesaplanmasına da Deprem Tehlike Analizi denilmekte. Deprem tehlike analizinde;

 – Deterministik Sismik Tehlike Analizi (DSTA)

 – Probabilistik (Olasılıksal) Sismik Tehlike Analizi (OSTA)

yöntemleri kullanılmaktadır.

Deterministik Sismik Tehlike Analizi 

Deterministik sismik tehlike analizlerinde (DSTA) belirli bir sismik senaryo geliştirilir ve yer hareketi tehlikesinin belirlenmesi buna göre yapılır. Yani, tek bir senaryo varsayımı olup tek bir büyüklük (M) ve uzaklık (D) seçimi bulunmaktadır. Bu yönteme göre yapılacak çalışmalar;

 – Bölgeyi veya sahayı etkileyebilecek olası bütün sismik kaynaklar belirlenir,

 – Kaynak-çalışma alanı uzaklığı belirlenir (kaynak zonu ile çalışma alanı arasındaki en kısa mesafe)

 – Bölgeyi etkileyen depremlerin seçimi yapılır (etkileyen depremler, Ground Motion Parameter (GMPY – yer hareketi parametresi) anlamında ifade edilir)

Şekil 1 – Deterministik Yaklaşım

Çalışma alanındaki tehlike genellikle, bölgeyi etkileyen depremler tarafından oluşturulan yer hareketleri anlamında tanımlanmakta olup yer hareketleri genellikle, azalım ilişkilerinden elde edilen bir ya da daha fazla yer hareketi parametresini tanımlamaktadır.

Bu yöntemde, zaman boyutundan bağımsız olarak bölgede meydana gelebilecek en büyük depremin yaratacağı yer hareketi düzeyi belirlenir.

Probabilistik (Olasılıksal) Sismik Tehlike Analizi 

Gelecekte oluşması beklenen depremlerin konum, büyüklük, ve oluş zamanlarında belirsizlikler mevcuttur. Depremlerin oluşum olasılıklarını modellemede bu belirsizlikler nedeni ile stokastik modeller kullanılmakta olup bu konuda çok sayıda stokastik model geliştirilmiştir. Bir çok seneryo vardır ve her biri için değerlendirme yapılır.

Şekil 2 – Olasılıksal Yaklaşım

İncelenen parametre inşaat sahasında oluşacak en büyük yer ivmesi, λ ise ve göz önünde tutulan ivme düzeyi de y ile ifade edilirse, yıllık sismik tehlike;

λ = Pr ( λ ≥ y )

y düzeyindeki bir zemin ivmesine dayanacak biçimde inşa edilmiş bir yapının, bir yıl içinde, deprem nedeni ile daha büyük zemin ivmelerine maruz kalma olasılığı λ‘ dir. En yaygın kullanılan ilişki Gutenberg ve Richter, (1954) tarafından önerilen aşağıdaki doğrusal magnitüd-sıklık ilişkisidir.

Gutenberg-Richter Dağılımı (1954)

Gutenberg ve Richter gelecekte olabilecek depremlerin magnitütlerinin hesaplanmasında, geçmişte meydana gelmiş bütün depremleri hesaba katan bir istatistiksel yöntem önermiştir. Seçilmiş bir sismik bölge için sismik veri kayıtlarının yeterli bilgiler içerdiği kabul edilerek, geçmişte meydana gelmiş bütün depremlerin istatistiksel bir sınıflandırılması yapılır.

log N(M) = a – b M

N(M): incelenen bölgede dikkate alınan zaman aralığında oluşmuş toplam deprem sayısı (magnitüdü M’ye eşit veya daha büyük olan depremlerin sayısını) a ve b ise regresyon katsayılarını
a: bir bölgede olabilecek depremlerin toplam sayısına ilişkin bilgiyi yansıtmaktadır.
b: N-M lineer ifadesinin eğimi olup, bölgenin sismo-tektonik yapısı (deprem oluş mekanizması) ile ilgilidir.

Verinin homojen olması ve kullanılan katalogdaki depremlerin aynı tür magnitüd değerleri ile tanımlanmış olmasını gerekmekte olup bunu sağlamak gerçekte mümkün değildir. Ancak çeşitli ampirik ilişkiler kullanılarak magnitüd türleri homojen hale getirilebilmekte. Verinin sürekli olması, kullanılan zaman aralığında veride herhangi bir kesintinin olmaması gerekmektedir. Bu şekilde hazırlanmış bir veri seti kullanılarak herhangi bir bölgenin deprem potansiyeli:

– a ve b katsayıları (Gutenberg-Richter ilişkisi),
– geri dönüşüm periyotları ve oluşma olasılıkları,
– beklenen maksimum magnitüd,
– sismik durgunluk veya sismik aktivite

gibi parametreler hesaplanarak ortaya konabilmekte. Deprem tekerrür parametrelerinin hesaplanmasında kullanılan adımlar aşağıda özetlenmiştir:

1. Tamamlılık analizi:

a. Deprem kataloğu tamamlılık bölgelerinin belirlenmesi ve her bir tamamlılık bölgesi için farklı magnitüd aralıklarına tekabül eden tamamlılık dönemlerininin hesaplanması

2. Çizgisel kaynak ve arka-plan sismisite modeli için:

a. Her bir çizgisel kaynağın hangi tamamlılık bölgesine girdiğinin belirlenmesi

b. Mekansal olarak düzleştirilmiş arka-plan sismisite modelinde kullanılacak her bir nokta kaynağın hangi tamamlılık bölgesine girdiğinin belirlenmesi

c. Tamamlılık üst bölgeleri için Weichert (1980) yöntemi kullanılarak “b” parametresinin belirlenmesi

d. Her bir çizgisel kaynağa içinde bulunduğu tamamlılık üst bölgesina ait “b” değerinin atanması, ve takiben her bir çizgisel kaynak için Youngs and Coppersmith (1985) modeli ile “a” değerinin hesaplanması

e. Her bir nokta kaynağa içinde bulunduğu tamamlılık üst bölgesina ait “b” değerinin atanması, ve takiben her bir nokta kaynak için Frankel (Frankel, 1995 ve Frankel ve diğerleri., 2000) yaklaşımı ile “a” değerinin hesaplanması

Azalım İlişkileri

İstatistiksel regresyon tekniği ile farklı kaynaklara farklı seyahat yollarına ve lokal yer etkilerine sahip mevcut kuvvetli yer hareketi verilerini bir araya getirip pek çok deprem senaryosu ve sismik tehlike analizi için yer hareketinin korelasyonunu ve kestirimini sağlar.

Deprem Tehlike Analizlerinde Kullanılan Haritalar

Harita 1 – Alansal Kaynaklar (UDAP –Ç –13-06)
Harita 2 – Aletsel Depremsellik (UDAP –Ç –13-06)
Harita 3 – Çizgisel Kaynaklar (UDAP –Ç –13-06)
Harita 4 – Tarihi depremsellik (UDAP –Ç –13-06)

Kaynaklar;

1- Prof. Dr. Yasin FAHJAN, Türk Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY, 2017) Tabanlı Tasarım Spektrumları, Seminer Notları

2- Naz Topkara Özcan, Deprem Tehlike Analizi Nedir? Ne Zaman Gerekir? Nasıl Yapılır?, Seminer Notları

3- Mine Betül Demircioğlu – Karin Sesetyan – Tamer Y. Duman – Tolga Can, Çizgisel ve Mekansal Düzleştirilmiş Sismik Kaynak Model Kullanılarak Türkiye Olasılıksal Deprem Tehlike Analizi,

inşaport.com ücretsiz aboneliği

Haftalık bültenimize abone olun, yeni içerikleri kaçırmayın.

Abonelik işleminiz tamamlandı.

Bir hata meydana geldi, lütfen daha sonra tekrar deneyiniz.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.