ANTALYA BÖLGESİ DEPREM RİSKİ ANALİZİ VE MEVCUT YAPILARIN DEĞERLENDİRİLMESİ

Transkript

1 ANTALYA BÖLGESİ DEPE İSKİ ANALİZİ VE EVCUT YAPILAIN DEĞELENDİİLESİ Nejat ÇETİNKAYA*, Ali KOÇAK* ve urat TONAOĞLU* *YTÜ İnş. üh. Böl. İstanbul ÖZET Depremlerin çoğu yerkabuğundaki deformasyonlardan olup, tektonik kaynaklıdır. Günümüz teknolojisinde tektonik hareketler plaka tektoniği ile açıklanılmaya çalışılmakta olup, bu depremler fay hatları boyunca oluşan kaymalar ile aktive olmaktadırlar. Türkiye, jeolojik konumu dolayısıyla dünyada en sık deprem oluş peryoduna sahip, deprem riski yüksek ülkelerden biridir. Türkiye Alp-Himalaya deprem kuşağının üzerinde, en aktif bölgesinde ve depremselliğin en karmaşık olduğu kesimde yer almaktadır. Günümüze kadar yapılan çalışmalarda bu karmaşıklık çözülmeye, riskler belirlenmeye çalışılmıştır [,, 3, 4]. Bu çalışmada Antalya Bölgesi nde yer alabilecek yapıların projelendirilmesinde deprem açısından göz önüne alınması gereken tahmini agnitüd ve Yer İvmesi kriterleri tahmini yapılmış; analizlerde istatistik (Velicangil,97) [] ve risk analizi (Tezcan ve diğ., 99) [6] methodlarından yararlanılmıştır. Belirlenen risklere ve olası deprem büyüklüğüne bağlı olarak mevcut yapılar değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Antalya, Deprem iski, evcut Yapılar ANTALYA EGİON EATHQUAKE HAZAD ANALYS AND EXİTİNG BUİLDİNG EVALUATİON ABSTACT ost of the earthquakes take place as a result of the deformations at the earth crust and are tectonical. In today s technology, the tectonical movements are explained using the plate tectonics theory, and the earthquakes are activated by the slides along the fault lines. Turkey, due to its geological position, possesses high earthquake risk and takes place at ne of the most complicated places from the earthquake point of view at the Alp-Himalaya earthquake zone.

2 In this study, the probable magnitud and ground acceleration criteria that might be taken into consideration in the design of the constructions at the Antalya egion have been estimated and in the analyses, statistics and risk analysis methods have been made use of. The existing buildings have been evaluated according to the risks and the magnitudes estimated. Keywords: Antalya, Earthquake isk, Existing Construction. GİİŞ Antalya Bölgesindeki sismik zonu çok eski zamanlardan beri aktif bir sismisitiye sahiptir. Bu bölgede ve her yerde gelecekte meydana gelebilecek depremler belirsizlikler içinde olup, ancak geçmiş yıllarda oluşmuş deprem parametrelerinin ihtimal hesapları ile analiz edilmesi ile, tahminler yapılabilmektedir. Bu konuda birçok çalışmada literatürde yer almaktadır [7, 8, 9,, ]. Ancak zeminlerin ve yapıların dinamik yüklere responsunda ve zemin-yapı etkileşim modunda belirsizlikler hala mevcudiyetlerini korumaktadır. Bu güçlüğe rağmen olasılık hesapları ile bazı yaklaşımlarda bulunmak mümkündür. Bu çalışmada Akdeniz Bölgesi ve çevresinin son yüzyılda meydana gelen depremlerin tarihsel gelişimi incelenmiş, elde edilen verilerden yola çıkılarak bölgenin deprem riski analizi yapılmıştır. Çalışmanın sonucunda bu bölgedeki yapıların projelendirilmesinde deprem açısından göz önüne alınması gereken tahmini en düşük magnitüd ve yer ivmesi değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası nın değişimi ile birlikte bölgede yer alan mevcut yapıların deprem riski de irdelenmiştir.. GUBEL YILLIK EKSTE DEĞELE ETHODUNUN ANTALYA BÖLGESİ SİSOTEKNİK YÖESİNE UYGULANIŞI Gumbel, 98 [] tarafından tavsiye edilen Yıllık Ekstrem Değerler etodu na göre, yıllık maksimum deprem magnitüdleri aşağıdaki şekilde ifade edilebilmektedir: G () = e -α.exp(-β) () Bu ifade de, deprem magnitüdü, α ve β regrasyon katsayıları, G() ise bir yıl içinde magnitüdleri den büyük olan depremlerin aşılmama olasılığıdır. Diğer taraftan magnitüdfrekans ilişkisi için Gutenberg-ichter, 96 [3], deprem magnitüdünü yıl içinde meydana gelen toplam deprem sayısına bağlayan şu ifadeyi tavsiye etmişlerdir: Log N = a- b () Bağıntı () de a ve b regrasyon katsayılarını, N ise bir yıl içinde magnitüdü veya daha büyük olan deprem sayısını göstermektedir. Yukarıdaki ifadeler arasındaki aşağıdaki bağıntılar mevcuttur. α= a a = log α (3) β=b /log e b= β log e (4)

3 N= α* e -β = -ln G () Sismik aktivitenin zaman içinde dağılımının üniform olduğunu kabul ederek; N= α T r e -β (6) N= -ln G= -ln e - α Tr exp(-β) (7) Bu bağıntıdaki T r : agnitüdü belli bir depremin yıl olarak tekrar periyodunu göstermektedir. egrasyon katsayılarının hesaplanabilmesi için, yıllık en şiddetli deprem magnitudlarının faydalanılmakta olup, regresyon ve korelasyon analizleri gerekmektedir.antalya Bölgesi için, N N enlemleri ile, 8.00 E E boylamları arasında kalan bölge, istatistiksel açıdan bütün Akdeniz Bölgesi nin depremselliği gözönüne alınmak suretiyle, sismoteknik yöre olarak kabul edilmiştir. Bahsi geçen bölgede, yılları arasında oluşmuş depremlerin maksimum magnitudları tespit edilmiş [4] ve Log N- dispersiyon diyagramı şekil- de görüldüğü şekilde elde edilmiştir. egrasyon doğrusu denklemi Log N= a- b = 3,77-0,77 (8)

4 olarak tespit edilmiş olup, Pearson- Bravais korelasyon katsayısı r = (-) hesaplanmıştır ve ileri derecede- tam bağıntıyı göstermektedir. α=96.6 ve β=.78 olup, Antalya Sismoteknik Yöresi deprem magnitudlarının dağılımı, G = e - α. e β = e -96,6 e,78 (9) bağıntıları ile ifade edilebilmektedir. Bu bağıntılar bir yıllık baz süre içindir. İlaveten,. Yıllık maksimum agnitudların ortalaması; = min + = =4.6 () β. 78. En sık meydana gelen yıllık agnitud; α 96.6 max =ln = ln =4.88 odal ax denir. T r = yıldır. () β T r =99 yıl içinde meydana gelebilecek maksimum magnitüd; Log N= a- b + LogT r N= α + LogT max = r b olarak hesaplanmıştır Log99 = (). Yıllık risk, - seçilen magnitüdünde veya daha büyük bir depremin yıl içinde aşılabilme ihtimali- Gumbel Dağılımının den farkı olup, β α exp =-G =- e (3) Denklemi ile ifade edilmektedir. T r agnitüdü belli bir denklemin yıl olarak tekrar periyodu- yıllık riskin tersi olup, bu riske tekabül eden magnitüd şu şekilde hesaplanabilir: = ln[ ] β α (4) ln( )

5 Akdeniz Bölgesi sismoteknik yöresi yıllık risk değerleri Tezcan ve diğerlerinin, 99 [6] tavsiye ettiği yıllık risk değerlerine göre hazırlanmış olup, Şekil de sunulmaktadır. 3. NİN UZAKLIĞININ DEĞİŞİİ Zemin ivmesinin uzaklıkla değişimi konusunda literatürde çok çeşitli ampirik ifadeler mevcuttur. Bu konuda deprem dalgalarının kaya içinde nasıl azaldığının tespiti ve sonra da taban kaya ile zemin yüzeyi arasındaki yumuşak zemin içinde büyültme analizleri gerekmektedir. Schnabel ve Seed, 973 [] tarafından tavsiye edilen kayada ivme- mesafe eğrileri ile Newmark-osenblueth, 97 [6] tarafından tavsiye edilen, a 0.8 = 30e ( + 3) () = Deprem agnitüdü = Episantr Uzaklığı (km) Bağıntısı ile hesaplanan deprem maksimum yer ivmeleri, Çizelge.a,.b,.c,.d,.e,.f ve.g de sunulmaktadır. Bu çizelgelerde episantrdan 0 km, 40 km, 60km, 80 km, 0 km, 0 km ve 40 km uzaklıklarda kaya yüzeyinde ve taban kayada görülebilecek deprem yer ivmeleri için tahminler verilmektedir. Bahsi geçen ivmeler, kayma dalgası 700 m/sn den büyük zeminler için geçerlidir. Yumuşak zeminlerde zemin büyültme analizleri yapılmalıdır.

6 Çizelge.a. Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 0 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] g 0.6g 0.g ÖNELİ YAPILA 0.g 0.34g 0.4g 0.7g 0.33g 0.37g NÜKLEE SANTAL g 0.40g Çizelge.b Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 40 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] g 0.g ÖNELİ YAPILA 0.08g 0.3g 0.8g 0.3g 0.9g 0.g NÜKLEE SANTAL g 0.g Çizelge.c Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 60 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] g ÖNELİ YAPILA 0.04g 0.07g 0.09g 0.07g 0.g 0.4g NÜKLEE SANTAL g 0.7g

7 Çizelge.d Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 80 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] 6. ÖNELİ YAPILA 0.04g 0.06g 0.06g 0.09g NÜKLEE SANTAL g 0.g Çizelge.e Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 0 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] 6. ÖNELİ YAPILA 0.04g 0.04g 0.07g NÜKLEE SANTAL g 0.08g Çizelge.f Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 0 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] 6. ÖNELİ YAPILA 0.04g NÜKLEE SANTAL g

8 Tablo.g Antalya Sismoteknik Yöresi Yıllık isk, agnitüd ve aksimum İvme Değerleri (, Episantr Uzaklığı= 40 km) YAPI CİNSLEİ Seed, 973 [] ichter, 96 [3] 6. ÖNELİ YAPILA NÜKLEE SANTAL ANTALYA BÖLGESİ İÇİN TAHİN EDİLEN DEPE BÜYÜKLÜĞÜ VE İVESİ Antalya Bölgesi Sismoteknik Yöresi olarak kabul edilen enlem ve boylamlar arasında yapılan deprem risk analizleri sonucunda, yıllık maksimum magnitüdların ortalaması 4.6, en sık meydana gelen yıllık magnitüd 4.88 ve 99 içinde meydana gelebilecek maksimum magnitüd 7.4 olarak tahmin edilmiştir. Normal yapılar için % risk değerine tekabül eden magnitüd olup, A.B.D kabullerine göre % risk için 6. dir. Önemli yapılar için kabul edilen % yıllık risk için tahmini magnitüd olarak, diğer taraftan % ve % yıllık risk değerleri için de sırasıyla ve tahmin edilmiştir. Nükleer santraller için ise, % 0. yıllık risk kabulü ile tahmini magnitüd değeri 7.68 olarak tespit edilmiştir. Kaya yüzeyler için tahmini zemin ivmesinin uzaklıkla değişimi sunulmuş olup, yapıların projelendirilmesinde tavsiye edilen bütün kriterlere ilaveten, fay hattına uzak olan zonlarda küçük ivmeli fakat yüksek periyotlu deprem dalgaları için ayrıca analiz gerekmektedir. Newmark-osenblueth (97) tarafından episantrda zemin ivmesine bir üst limit tespit etmenin zor olduğu belirtilmiştir. Bu konuda Honsner (96), maksimum ivmenin episantrda 0.g yi geçemeyeceğini belirtmiştir. Newmark-osenblueth (97) bu değerin, en az.0g, hatta.g ye (yaklaşık.00 cm/sn ) yükseltilmesi gereğini bildirmiştir; aynı yazarlar ayrıca episantrdaki ivmenin magnitüde göre değişme ihtimaline işaret etmektedirler. Bu çalışmada analizler episantr uzaklığı 0 km den başlatılmış olup, daha yakın mesafeler için yapılacak tahminlerin çok zor olduğu düşünülmektedir. Yukarıda saptanan değerlere göre olası bir deprem büyüklüğü -7 agnitüd arasında, beklenen deprem ivmesinin ise.0 g civarında olabileceği sonucu ortaya çıkmaktadır.

9 . ANTALYA BÖLGESİ EVCUT YAPILAININ DEĞELENDİİLESİ Antalya Bölgesi nin önemli bir kısmı 97 yılında yürürlüğe gire Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası na göre 3 0 ve 4 0 deprem bölgesine alınmıştır. 996 yılında yürürlüğe gire yeni bölge haritasına göre bu bölgeler 0 ve 0 deprem bölgesine alınmıştır. Bir başka deyişle tasarım deprem katsayıları yükseltilmiştir. Halen Antalya Bölgesi nin % 46 lık yüzölçümü ve yaklaşık % 64 lük nüfusu I. ve II. Derece Deprem Bölgesi nde yer almaktadır. Buradan hareketle Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik (998) inde değişimini dikkate alırsak basit bir hesapla [7]; 97 Deprem Yönetmeliği ne göre [8]; F=C.W=Co*K*S*I* W (6) F=0.****W=0.*W ( 0 Deprem Bölgesi) F=0.08****W=0.08*W ( 0 Deprem Bölgesi) 998 Deprem Yönetmeliği ne göre [9]; Vt=W.A(T)/=Ao*I*S(T)/*W (7) Vt=0.4**./8=0.*W ( 0 Deprem Bölgesi) Vt=0.3**./8 0.*W ( 0 Deprem Bölgesi) Hesaplarda deprem bölge katsayısı Co; 0 Deprem Bölgesi için 0., 0 Deprem Bölgesi için 0.08, K katsayısı betonarme çerçeveli yapı olarak, yapı önem katsayısı I:, deprem bölge katsayısı Ao; 0 Deprem Bölgesi için 0.4, 0 Deprem Bölgesi için 0.3, yapı önem katsayısı I:, süneklik katsayısı :8 olarak ele alınmıştır. Yapılan hesaplar sonucunda aynı peryodlu, aynı kütleye, aynı sünekliğe ve spektrum değerlerine sahip bir yapıyı ele alırsak, eski (97) ve yeni yönetmelik (998) arasında yatay eşdeğer yük farkı % artmıştır. Bununla birlikte yeni yönetmelik değerlerine göre 0 ve 0 deprem bölgesi yatay yük farkı % 33 dür. Ayrıca 97 Deprem Yönetmeliği ne göre 0 deprem bölgesinde olan bir yapı, yeni yönetmelikte 0 deprem bölgesi olarak ele alınırsa yatay yüklerde % 6 oranında artış olacaktır. 6. SONUÇ Gelişmiş ülkelerde mevcut yapıları veya hesap tarzını etkileyecek herhangi bir yönetmelik değişikliğinde tüm yapılar tekrar değerlendirilmektedir. Ülkemizde ne yazık ki mevcut yapı kalitesinin kötü olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte mevcut deprem risklerinin yeniden düzenlenmesi, yönetmeliklerin daha çağdaş ve daha gerçekçi yaklaşımlar sergileyecek şekilde değiştirilmesi sonucunda mevcut yapıların yeniden değerlendirilmesi gerekmektedir. Antalya Bölgesi deprem bölge derecesinin arttırılması yukarıda yapılan istatistiki değerlendirmelere göre olumlu bir yaklaşımdır ve aynı şekilde Deprem Yönetmeliği nin de değişimi geç kalınmış bir zorunluluktur. Tüm bu nedenlerden dolayı mevcut yapıların olabildiğince hızlı ve doğru bir yaklaşımla yeniden değerlendirilmesi gerekmektedir.

10 SEBOLLE a : egrasyon Katsayısı b : egrasyon Katsayısı G() : Bir yıl içinde magnitüdleri den büyük olan depremlerin aşılmama olasılığı : ichter Skalası deprem magnitüdü N : Bir yıl içinde magnitüdü veya daha büyük olan deprem sayısı : Yıllık risk değeri r : Pearson-Bravais korelasyon katsayısı α : egrasyon Katsayısı β : egrasyon Katsayısı : Fay hattına olan uzaklık KAYNAKÇA [] Ergin, K., Güçlü, U. ve Uz, Z., 967, Türkiye Civarının Deprem Kataloğu, İ.T.Ü aden Fakültesi Arz Fiziği Enstitüsü yayınları, No.4. [] Ketin, İ.,97, Türkiye nin Deprem Durumu ve Başlıca Deprem Bölgeleri, Deprem Paneli I, Türkiye nin Deprem Durumu ve Etki alanları, İ.T.Ü. [3] Okamoto, S., Tabban, A. Ve Tanuma, T.,970, Türkiye Deprem Şiddetleri Kataloğu, Deprem araştırma enstitüsü Başkanlığı, Ankara. [4] Tabban, A., 970, Türkiye nin Sismisitesi, Deprem Araştırma Enstitüsü Başkanlığı, Ankara. [] Velicangil, S., 97, İstatistik etotları, Sermet atbaası, İstanbul. [6] Tezcan, S., Acar, Y. ve Çivi, A., 99, İstanbul İçin Deprem iski Analizi, TOB İnşaat ühendisleri Odası İstanbul ve Deprem Sempozyumu, İ.T.Ü, İstanbul. [7] Koçak, A., 003, Antalya ve Yakın Çevresinin Deprem iski, eslek İçi Eğitim Semineri, İnşaat ühendisleri Odası, Antalya. [8] Çetinkaya, N.N., 993, Karadeniz Bölgesi Deprem iski Analizi,.Ulusal Deprem ühendisliği Konferansı, TOB İnşaat ühendisleri Odası- İstanbul Şubesi, Deprem ühendisliği Türkiye illi Komitesi, İ.T.Ü Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma merkezi, -3 art 993, Sayfa 47-4, İstanbul. [9] Çetinkaya, N.N., Durgunoğlu, H.T., Kulaç, H.F. ve Karadayılar, T., 993, Ankara, İstanbul ve İzmir Bölgeleri Deprem iski Analizi Karşılaştırmaları,.Ulusal Deprem ühendisliği Konferansı, TOB İnşaat ühendisleri Odası İstanbul Şubesi, Deprem ühendisliği Türkiye illi Komitesi İ.T.Ü Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma merkezi, -3 art 993, Sayfa 39-46, İstanbul. [] Durgunoğlu,H.T., Çetinkaya, N.N., ve Çivi, A.,98, Ege Bölgesi Deprem iski Analizi, B.Ü Dergisi, Vols.-3, 98-98, sayfa -34, İstanbul. [] Tezcan, S.S., 988, armara Bölgesi aksimum Yer ivmesi Tahminleri, Deprem Araştırma Bülteni, Sayı 6, Sayfa 4-60, Ankara. [] Gumbel, E.J, 98, Ekstrem Değerler İstatistiği, Columbia Universty Press, N.Y., (İngilizce). [3] Gutenberg, B. ve ichter, C.F, 96, Deprem agnitüdü, Şiddeti, Enerjisi ve İvmesi, Bull.Seism. Soc. Of America, Vol. 3, No. 3, (İngilizce). [4] Aslan, E., Tezuçan, L. ve Bath., 97, Türkiye için Yıllarına Ait Deprem Katoloğu, eport NO. 7-7, Kandilli Observatory Seismological Department, İstanbul Seismological Institute, Uppsala, (İngilizce)

11 [] Schnable, P., ve Seed, H.B., 973, Batı Amerika daki Depremler İçin Kaya ivmeleri, Bull. Seism. Soc. Amer., 63, Sayfa 0-6, (İngilizce). [6] Newmark, N.. ve osenblueth, E., 97, Deprem ühendisliği Esasları, Prentice- Hall, Inc., Englewood Cliffs, N.J., (İngilizce). [7] Celep, Z. ve Kumbasar, N., 98, Örneklerle Yapı Dinamiği ve Deprem ühendisliğine Giriş, Akademisyen eklam, Sema atbaacılık, İstanbul. [8] Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik, 97, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara [9] Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkındaki Yönetmelik, 996, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara