Farklı zeminlerde üst yapıya etkiyen deprem yükü hesabı için normalize davranış spektrumu önerisi

Abstract

Geoteknik özellikleri bilinen bir sahada mühendislik anakayasında oluşan birkuvvetli yer hareketinin zemin yüzeyine ulaşıncaya kadar her bir zemintabakasındaki değişiminin incelenmesi `Yer Tepki Analizi` olarakadlandırılmaktadır. Yer tepki analizi sonucu zemin yüzeyinde olan değişim, zeminbüyütmesi olabileceği gibi azaltma şeklinde de olabilir. Bu değişimin uygulamadakimühendisler tarafından kolaylıkla hesaplanabilmesi için bir yöntem geliştirilmesihedeflenmiştir. Normalize davranış spektrumu adı verilen yöntemin geliştirilmesiiçin yapılan analizlerde tabaka kalınlıkları 5m, 10m, 15m, 20m, 25m ve 30m olan altıfarklı zemin modelinin her biri için kayma dalgası hızları 150m/s, 200m/s, 250m/s,300m/s, 350m/s ve 400m/s olduğu kabul edilen altı farklı grup oluşturularak otuz altıayrı zemin profili oluşturulmuştur.Deepsoil yazılımı ile San Francisco Depremi, Morgan Hill Depremi, Chi-ChiDepremi, Sierra Madre Depremi, Coyote Lake Depremi, Whittier Depremi,Northridge Depremi, Tottori Depremi, San Fernando Depremi, Loma PrietaDepremi, Kocaeli Depremi, Parkfield Depremi, Kobe Depremi, Iwate Depremi,Tabas Depremi, Landers Depremi ve Düzce Depremlerinden oluşan 17 depremintoplam 37 kaydının Vs hızı 760m/s ile bu değerden büyük kaya ortamlarındakaydedilmiş ivme kayıtları kullanılmıştır. Toplam 37 kaydın maksimum ivmedeğerlerine göre yapılan sıralamada A0 deprem ivme katsayısı sırasıyla 0.10g için0.05g-0.15g arası, 0.20g için 0.15g-0.25g arası, 0.30g için 0.25g-0.35g arası, 0.40giçin 0.35g-0.45g arası, 0.50g için 0.45g ve üzeri maksimum ivme değerlerine görebeş farklı deprem bölgesine ayrılmıştır. Her deprem bölgesi için ayrı analizleryapılarak 6 farklı kayma dalgası hızı ve 6 farklı zemin modeli için oluşturulan 36zemin profili ile toplamda 1332 adet yer tepki analizi yapılmıştır. Oluşturulandeprem bölgeleri için yer tepki analizleri sonucu elde edilen davranış spektrumlarıher bir periyotta kendi anakaya spektrumlarına bölünmesiyle her deprem bölgesineait kayma dalgası hızlarına ve tabaka kalınlıklarına bağlı normalize davranışspektrumları (NDS) elde edilmiş olmaktadır.Normalize davranış spektrumları uygulamada analizi yapılacak sahanın deprembölgesine göre seçilecek ana kaya ivme spektrumu ile yine deprem bölgesine bağlıolarak sahanın kayma dalgası ve tabaka kalınlığı parametrelerine göre belirlenennormalize davranış spektrumunun çarpılması ile sahanın geotenik özelliklerinindikkate alınmış olduğu yerel zemin davranış spektrumu hesaplanmış olmaktadır.Sonuç olarak da yapıya etkiyecek deprem yükü saha verilerini içeren yerel zemindavranış spektrumundan elde edildiğinden yapı tasarımı daha doğru ve güvenliyapılmış olmaktadır.

In a site where the geotechnical properties are known, evaluation of the changes instrong ground motion in each of the layers from the engineering bedrock to thesurface is known as Site Response Analysis. This change can be amplification ordeamplification. During the analysis, groups of 6 different soil models whosethicknesses vary from 5m to 30m are formed mean Vs is chosen for the first 30mranging from 150m/s to 400m/s.Deepsoil program is used for site response analysis and for each soil model, 17different acceleration spectrum is obtained for San Fernando, Tabas, Landers, LomaPrieta, Northridge, Kobe, Kocaeli, Tottori, Iwate and Duzce earthquakes. Thegathered 1332 acceleration spectrum are divided by mean spectrum which are 37acceleration spectrum recorded at the base rock and normalized to obtain normalizedresponse spectrum for periods for different shear wave velocities and layerthicknesses.In practice, response spectrum at the surface can be determined using the normalizedresponse spectrum proposed in this study. The site's average shear wave velocitylikelihood equation, the thickness of the soil, PGA of the maximum are used to selectthe right normalized response spectrum. Then, using the seismic risk mapsdetermined for Turkey, the rock spectrum for the specific site is selected. The sitespecific response spectrum is obtained by multiplying the selected normalizedresponse spectrum with the site-specific rock spectrum.