Search

oz GUÇLU DEPREM KAYITLARI KULLANILARAK TÜRKİYE İÇİN GEÇERLİ BİR AZALIM İLİŞKİSİNİN BULUNMASI KALKAN, Erol Yüksek Lisans, İnşaat Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Polat Gülkan Aralık 2001, 78 sayfa Mühendis yapılarının dizaynında özellikle deprem standartlarının kullanılması ya da bilimsel saha araştırmaları ile oluşabilecek deprem hareketlerinin tahmini vazgeçilmez derecede gereklidir. Yakın çevrede yeterli derecede yer hareketi kayıtlarının elde edilmesi o bölgede oluşabilecek depremlerin tahmininde kullanılabilir fakat yeterli miktarda kayıt bulunması oldukça nadir bir durum olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu nedenle yer hareketinin, magnitüd, mesafe, saha jeolojisi ve diğer etkili parametreler cinsinden tanımlanmış, denklem ve grafik eğriler halinde geçerli bir azalım ilişkisinin bulunması gerekmektedir. Böyle bir ilişki hem belirli bölgelerde yapılacak yapıların hesabında hem de bölgesel deprem risk haritalarında kullanılabilecektir. Günümüzde, Türkiye için geçerli olan ve uluslararası bilimsel çevrelerde yayınlanmış bir azalım ilişkisi bulunmamaktadır. Bu nedenle Boore et al. (1997)'nin Kuzey Batı Amerika depremlerini baz alarak belirlemiş oldukları azalım ilişkisi bu tez çalışması için model olarak kabul edilmiş ve bu model doğrultusunda Türkiye'de kaydı alınan deprem hareketlerinin doğrusal olmayan regresyon analizi ile incelenmesi neticesinde Türkiye için geçerli olabilecek bir matematiksel formül velde edilmiştir. Bu formül yer hareketi parametreleri ile bu parametreleri etkileyen diğer faktörler arasındaki ilişkiyi sağlamaktadır. Bu analizin neticesinde pik zemin ivme değerlerinin ve spektral ivme değerlerinin tahmini için elde edilen ifadelerin, Türkiye'nin deprem riski taşıyan bölgelerinde dizayn amaçlı kullanılmak üzere zemine, mesafeye ve magnitude bağlı tepki spektrumunun oluşturulmasında yararlı olacağı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar 1997 Uniform Building Code ve Türkiye deprem şartnamesindeki spekral eğriler ile karşılaştırılmış ve Türkiye için geçerli olan dizayn spektrumlarının aktif faylardan 1 0 km mesafeden sonra yüksek ivme değerleri verdiği görülmüştür. Hesap sonuçlarına göre bu çalışmada verilen tepki spektrum modelleri zemine bağlı yer hareketi dizayn parametrelerinin belirlenmesinde özellikle geniş bir aralık içerisinde magnitüd, mesafe ve değişik zemin durumları için daha gerçekçi yaklaşımlar sunmaktadır. Bu anlamda elde edilen sonuçlar senaryo depremleri ve deprem risklerinin azaltılması çalışmalarında etkili bir şekilde kullanılabilirler. Ayrıca yapılan karşılaştırmalar, belirli bir bölge için oluşturulmuş dizayn spektrumlarının başka bir bölgenin hesaplarında direkt olarak kullanılamayacağını göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Azalım ilişkisi, deprem tehlikesi, doğrusal olmayan regresyon analizi, zemine bağımlı tepki spektrumu, kayma dalgası hızı. vı ABSTRACT ATTENUATION RELATIONSHIP BASED ON STRONG MOTION DATA RECORDED IN TURKEY KALKAN, Erol M.S., Department of Civil Engineering Supervisor: Prof.Dr. Polat Gülkan December 2001, 78 pages Estimation of ground motion, either through the use of special earthquake codes or more specifically from site-specific researches is essential for the design of engineered structures. Rarely there are a sufficient number of ground-motion recordings near a site to allow a direct empirical estimation of the future motions expected for a design earthquake. Therefore it is necessary to develop attenuation relationship expressed in the form of equations or graphical curves for estimation ground motions in terms of magnitude, distance, site conditions and other effecting parameters. This is essential for both site-specific design and regional earthquake hazard mapping. Today there exist no reliable attenuation relationships published for Turkey in the international scientific literature. To address this deficiency one of the attenuation relationships derived on the basis of western North American Earthquakes by Boore et al. (1997), is selected in this study as a model, and valid mathematical formula is calculated by the help of nonlinear regression analysis on the basis of actual earthquake recordings taken in Turkey. This formula relating the selected ground- motion parameter of peak ground acceleration as well as spectral values of iiithe same variable to the different factors that influence the value of this parameter. The results of the analyses show that use of these predictive equations for the prediction of PGA and spectral acceleration values is a useful tool to construct site geology, distance and magnitude dependent response spectra for possible use in design, for any earthquake zone in Turkey. The results are compared with the site- dependent response spectral shapes prescribed in the 1997 Uniform Building Code (UBC) and current Turkish Seismic Code. It is shown that current design spectra in Turkey are too conservative for most structures located at distances from the active faults greater than 10 km. The results demonstrate that given response spectra models provide an accurate prediction of site and region-dependent ground-motion design parameters for a broad range of earthquake magnitudes, distances and geological conditions and may be used as an efficient tool both in deterministic (scenario earthquakes) and probabilistic seismic hazard assessment. These comparisons clearly serve as a reminder that there exists little support for the carefree import of design spectra curves from other environments for use in important engineering applications elsewhere. Keywords: Attenuation relationship, earthquake hazard, nonlinear regression analysis, site-dependent response spectra, shear wave velocity IV 78

ÖZET ÇOK KATLI BETONARME YAPININ DEPREM ANALİZİNİN YAPILMASI 1998 Adana-Ceyhan depreminden sonra bir çok betonarme yapı hasar gördü, bu binalar arasında orta hasarlı olanların onarım ve güçlendirmeye ihtiyaçları vardı. Bu çalışmada orta hasarlı altı katlı bir betonarme yapı örnek olarak alınmış ve elastik, dinamik ve kapasite spektrumu analizleri ayrı ayrı uygulanarak, binanın sismik özellikleri incelenmiştir. Binanın güçlendirme öncesi ve sonrası durumu, üç boyutlu modelleme üzerinde elastik ötesi statik analiz yapılarak ayrıca incelenmiştir. Binanın her iki durumu için çerçeve sisteminin yanal yük taşıma kapasitesi statik itme analizi yöntemi ile elde edilmiştir. Elde edilen kapasite eğrileri, Kapasite Spektrumu Metodu (CSM) kullanılarak İvme-Deformasyon Tepki Spektrumları (ADRS) formatında deprem spektrumu ile karşılaştırılmış ve yapının performansı belirlenmiştir. Bu analizin sonuçlan seçilen orta hasarlı binaya uygulanabilir onarım ve güçlendirme yönteminin binanın deprem sırasındaki davranışı açısından yeterli derecede etkin olduğu sonucunu göstermiştir. Takviye amacıyla eklenen perde duvarlar binanın yanal ötelenme kapasitesini ve rij itliğini önemli ölçüde artırmıştır. Takviye sonucunda yapının deformasyon kapasitesi de artmıştır. IV ABSTRACT SEISMIC EVALUATION OF EXISTING MULTI STOREY REINFORCED CONCRETE BUILDING After 1998 Adana-Ceyhan Earthquake, many reinforced concrete buildings damaged and some of them, which moderately damaged needed repairing and strengthening. In this study, one of the moderately damaged six-storey building is selected and analyzed by performing code static (elastic) analysis, code dynamic analysis and capacity spectrum analysis after completing of seismic evaluation of the given structure, the states of the building before and after strengthening are compared by performing inelastic static analysis on three-dimensional model. In both states, the lateral load carrying capacity of the frame system is determined by nonlinear static loading procedure called pushover analysis. Then, the capacity of the structure is compared with earthquake demand in Acceleration Displacement Response Spectra (ADRS) format by Capacity Spectrum Method (CSM) and the performance of the structure is estimated. The results of the analyses show that the applied static, dynamic and pushover analysis are compatible with each other and rehabilitation procedure applied to the moderately damaged structure in Adana city is satisfactorily effective in response to an earthquake excitation. The added shearwalls increase the lateral stiffness and strength considerably. The deformation capacity of structure is also improved. 104