Deprem Mühendisliğine Giriş. Onur ONAT

Transkript

1 Deprem Mühendisliğine Giriş Onur ONAT

2 İşlenecek Konular Deprem ve depremin tanımı Deprem dalgaları Depremin tanımlanması; zaman, yer büyüklük ve şiddet Dünya ve Türkiye nin sismisitesi Deprem açısından Yapı Dinamiği Dinamik ve Statik Yükler Tek serbestlik dereceli sistemler Sönümsüz serbest titreşim Sönümlü serbest titreşim Sönümsüz zorlanmış titreşim hareketi Sönümlü zorlanmış titreşim hareketi Çok serbestlik dereceli sistemler Deprem yükü hesap yöntemleri Eşdeğer deprem yükü Mod birleştirme yöntemi

3 Sismoloji ve Depremin Tanımı Deprem; yer kabuğundaki ani kırılmalarla ortaya çıkan enerjinin dalgalar halinde yayılarak oluşturduğu yer kabuğu hareketidir. Depremin oluşumu Elastik Geri Sekme Kuramı ile açıklanır.

4 Elastik Geri Sekme Teorisi Bu kurama göre; herhangi bir noktada, zamana bağımlı olarak, yavaş yavaş oluşan birim deformasyon birikiminin elastik olarak depoladığı enerji, kritik bir değere eriştiğinde, fay düzlemi boyunca var olan sürtünme kuvvetini yenerek, fay çizgisinin her iki tarafındaki kayaç bloklarının birbirine göreli hareketlerini oluşturmaktadır.

5 Deprem Türleri Depremler oluş sebeplerine göre; 1. Tektonik 2. Çöküntü 3. Volkanik olarak sınıflandırılır.

6 Fay ve Türleri Deprem esnasındaki yer hareketi fay kırılmaları boyunca oluşur. Fay; levhaların birbirlerine göre hareketi sonucunda birbirine göre dokundukları noktalarda oluşan kırıklardır. 1. Normal fay 2. Ters fay 3. Doğrultu atılımlı fay

7 Fay ve Türleri Normal Fay Ters Fay Atılımlı Fay

8 Deprem Türleri Tektonik depremler; levha hareketleri sonucu oluşan depremlerdir. Çoğunlukla levha sınırlarında oluşurlar. Ülkemizde oluşan depremlerin büyük çoğunluğu ile özellikle Güney Amerika kıtasında oluşan depremler bu türdendir. Çöküntü depremler; yer altındaki boşlukların, tavanlarının çökmesiyle oluşur. Yerel olup pek hissedilmezler. Volkanik depremler; volkanik püskürmelerden dolayı oluşan depremlere denir. Uzak Asya ve Uzak Doğu depremleri bu türdendir. Özellikle Japonya daki depremler bu türdendir.

9 Deprem Dalgaları Depremler oluştuktan sonra dalga dalga ilerlerler. Deprem esnasında 4 çeşit dalga hissedilmeden ardışık bir şekilde oluşur. Bunlar;

10 Deprem Dalgaları P dalgası: Sismometreler tarafından ilk algılanan dalgalardır. Boyuna doğru sıkışarak ilerler. Saniyede 8 km yol alır.

11 Deprem Dalgaları S dalgası: İkinci algılanan dalgadır. Kesme dalgası olarak da bilinir. Kesmeye karşı direnci olmayan sıvılarda ilerlemez. Sadece katı ortamlarda ilerler. Dik, aşağı-yukarı ve sağdan-sola doğru ilerler. İki bileşeni vardır Kuzey-Güney Doğu-Batı

12 Deprem Dalgaları Love ve Rayleight dalgaları; Bu dalgalar hemen hemen aynı hareketi yapar. Hem düşey doğrultuda hem de kesme hareketi yaparak ilerler. Love dalgası Rayleight dalgasından önce görülür, çünkü çok hızlıdır. Rayleight dalgalarının genliği çok büyük olduğu için depremde hissedilen dalgaların çoğu bu dalgalardır.

13 Deprem Parametreleri Depremi açıklayan ve tarif eden bazı parametreler vardır. Bunlar; 1. Odak Noktası (Hiposantr) 2. Dış Merkez (Episantr) 3. Odak derinliği 4. Şiddet 5. Magnitüd (Büyüklük) ODAK NOKTASI (Hiposantr) Depremin enerjisinin ortaya çıktığı noktadır, İç merkez de denir, Pratik olarak nokta olarak kabul edilir

14 Deprem Parametreleri DIŞ MERKEZ (Episantr) Odak noktasına en yakın olan yer yüzündeki noktadır. Depremin en çok hissedildiği ve en fazla hasar yaptığı noktadır. Bir nokta olmaktan çok bir alandır ODAK DERİNLİĞİ Episantr ile Hiposantr arasındaki mesafedir. Odak derinliği depremleri sınıflandırmak için de kullanılır. ODAK DERİNLİĞİNE GÖRE DEPREMLER Sığ depremler; 0-70 km Orta derinlikteki depremler km arasında Derin depremler; >300 km NOT: Bu coğrafyadaki depremler sığ depremlerdir ve genellike km arasında oluşur.

15 Deprem Parametreleri ŞİDDET Herhangi bir noktada olan depremin, yeryüzünde hissedildiği bir noktadaki hasar etkisinin ölçüsüdür. Depremin şiddeti depremin hasar etkisini gösterir Bunun için Şiddet Cetveli kullanılır Başlıca şiddet cetvelleri; 1. Mercalli Şiddet Cetveli 2. Medvedev-Sponheur-Karnik (MSK) Şiddet Cetvelidir.

16 Deprem Parametreleri MAGNİTÜD Depremde ortaya çıkan enerjinin tam ölçüsüdür Richter tarafından 1930 yılında bulunmuştur ve cetveli oluşturulmuştur. Sismograflar ile yapılan kayıtların fay uzunluğu, odak derinliği ve hacim dalgalarına göre hesaplanır. Magnitüd aralığına göre depremler de kendi aralarında ayrılır. Bunlar; Çok büyük depremler M>8 Büyük depremler Orta büyüklükteki depremler Küçük depremler 7<M<8 5<M<7 3<M<5 Çok küçük depremler M<3

17 Anadoludaki Depremler Bu coğrafyadaki depremler genelde Arap yarımadasının sıkıştırmasıyla Anadolu plakasının hareketi ile oluşur.

18 Deprem Mühendisliği Deprem Mühendisliği; yapılarda hasar meydana getirecek kuvvetli yer hareketinin yapılara etkisini inceler. Deprem ile ilgili hesaplamalar yapı dinamiği prensiplerine göre yapılır. Yapı dinamiğine göre yapısal sistemler basitleştirilerek stabil ve mobil sistemler olarak serbestlik derecelerine göre işlem yapılır. Serbestlik Derecesi; uzayda bir kütlenin yerinin belirlenebilmesi için gereken minimum koordinat sayısına serbestlik derecesi denir.