İzmir Metropol Alanı İçin de Yapılan Tübitak Destekli KAMAG 106G159 Nolu Proje Ve Diğer Çalışmalar Sonucunda Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı İçin Statik ve Dinamik Yükler Dikkate Alınarak Saptanan Zemin Özellikleri ve Modelleri 1. İzmir Metropol Alanının Genel Özellikleri 1.1. Dünya Standartlarına Göre 1. Derece Deprem Bölgesi İçinde Yer Alıyor (Şekil 1a. - c.). 1.2. Aktif Özellikli (Her An Deprem Üretebilir) Tektonik Bölge İçinde Yer Alıyor (Şekil 2). 1.3. Genel Yerleşim Özelliklerine Bakıldığında İzmir Körfezi Çöküntü Alanı İçinde Yerleşim Alanlarının Yüzdesi Daha Fazladır (Şekil 3). 1.4. Yakın Zamana Kadar Aktif Olarak Etkili Olan Çok Sayıda Akarsu Etkisinde Kalmış Birikim Alanlarına Sahiptir (Şekil 4). 1.5. Yakın Çevresinin Depremselliği Çok Yüksektir (Şekil 5). 1.6. Geçmişte M=7 Büyüklüğünde Depremi Yaşamış Bir Bölge İçindedir. 1.7. Son Yıllarda, Yapılan Statik Yükleri ve Yükseklikleri Fazla Olan Yapıların Hiç Biri M>6 Büyüklüğündeki Deprem Etkisinde Kalmamıştır. 1.8. Yer bilimleri temel tanımına göre yer altı yatay, yarı sonsuz, homojen ve izotrop katmanlardan oluşmamıştır. 1.9. Ayrıca, İzmir Metropol Alanı içindeki her noktanın zemin özelliklerinin birbirinden bağımsız olarak değişme olasılığı yüksektir.
Şekil 1a. Avrupa-Akdeniz Sismik Tehlike Haritasına Bakıldığında İzmir Metropol Alanı En Yüksek Riske Sahip Bölge Konumundadır.
Şekil 1.b. Türkiye Deprem Bölgeleri Haritasına Bakıldığında İzmir Metropol Alanı I. Derece Deprem Bölgesi İçindedir.
Şekil 1.c. Türkiye 30 m Ortalama S-Dalga Hızı Dağılım Haritası (www.usgs.gov). Şekle Bakıldığında İzmir Metropol Alanı 300-350 m/sn Hız Değerine Sahiptir.
Şekil 2. İzmir Metropol Alanı ve Yakın Çevresi Aktif Tektonik Haritası (www.mta.gov.tr)
Şekil 3. İzmir Körfezi ve Çevresinin Morfolojik Konumu. Şekle Bakıldığında Yerleşimin Çöküntü Alan İçinde Baskın Olduğu Gözlenmektedir.
Şekil 4. İzmir Metropol Alanı ve Yakın Çevresine Ait 2000-2013 Yılları Arasındaki Farklı Büyüklüklerdeki Deprem Odak Dağılım Haritası (www.usgs.gov, Özdağ 2013). Şekle Bakıldığında Metropol Alanı Çevresinde Özellikle Güneyinde Yoğun Deprem Aktivitesi Gözlenmektedir.
Şekil 5. İzmir Metropol Alanı Zeminini Oluşturan Akarsu Dağılım Haritası. Şekilden İzlendiği Gibi Yeni Yerleşim Alanlarının Akarsu Birikim Alanları İçinde Yer Almaktadır.
2. Bina Statik Yükünden Etkilenecek ve 0-50 m. Kalınlık İçin Tanımlanması Gereken Zemin Özelliklerine Ait Sonuçlar 2.1. Bina Statik yüklerine karşılık zeminde etkilenecek olan 0-50 m arasındaki zemin taşıma gücü, emniyet gerilmesi değerleri yanal ve düşey yönlü on metreler ölçeğinde oldukça değişken bir yapıdadır. 2.2. Bu sonuca göre zemin taşıma gücüne ait bu parametre değişimlerinin metre bazında araştırılıp 2 ve 3 boyutlu olarak haritalanması gerekir (Şekil 6 ve 7). 2.3. Körfezin kuzey, doğu ve güneyinde, yer altı su seviyesinde mevsimsel olarak değişimler (mevsim, denizel etki, jeotermal aktivite) olmaktadır. 2.4. Bu değişimler nedeniyle, statik yüklerden etkilenecek olan zemin parametre değerleri stabil olmayıp zamana bağlı olarak ta değişim gösterme olasılığı bulunmaktadır. 2.5. Bunun anlamı; yapı projeleri tasarlanırken bu parametrelerin yerinde (in-situ) yapılacak çalışmalarla ve zamana bağlı olarak (monitoring) bu değişimlerin izlenip yorumlanması gerekir. 2.6. Ancak bu çalışmaların sonucunda; yapı statik tasarımın da ve bina yüküne bağlı olarak araştırılması ve tanımlanması gereken zemin parametreleri gerekli güvenlik sınırları (min., max. değerler) içinde tanımlanmış olacaktır.
Ortak Etki Alanı Şekil 6. Bina Statik Yüklerine ve Zemin Özelliklerine Bağlı Olarak Oluşan Etkilenme Alanları (Şekilden Görüldüğü Gibi A,B ve C Binalarının Her Birinin Statik Yükü Hem Birbirinden Bağımsız Hem de Birbirine Bağlı Olarak Zemin Özelliklerini Değiştirmektedir. Binalar Birbirine Yaklaştıkça Ortak Etki Artar, Uzaklaştıkça Bağımsız Etki Geçerli Olur.)
Şekil 7. İzmir Metropol Alanı Vs30 Hız ve Pik Periyot (T 0 ) Dağılım Haritası. Şekilde Görüldüğü Gibi Vs30 Hız Değerleri İle Beraber To Değerleri Dikkate Alındığında Elde Edilen Ortak Sonuçlara Göre Eurocode8 Yönetmeliğinde Zemin Sınıfı S1-S2 Olur. (Akgün vd. 2013)
3. Deprem Sırasında Yapıları Dinamik Yük Olarak Etkileyecek Olan Yanal Yönlü Deprem Kuvvetini Ön kestirmek İçin Tanımlanması Gereken Zemin Özelliklerine Ait Sonuçlar 3.1. İzmir Metropol Alanı genelinde Pik Periyot (To) Değerleri T 0 > 1 sn (Metropol alanındaki bazı bölgelerde bu değer daha da artarak 8 sn değerlerine kadar ulaşmaktadır) olarak saptanmıştır. 3.2. Bu To değerlerine göre olası bir depremde oluşacak olan zemin tepki fonksiyon deplasman etkili olacaktır. 3.3. Diğer bir tanımla olası bir depremde bu alanlarda (To>1 sn) zemin yüzeyindeki davranışlarda yer değiştirmeler etkili olacaktır. 3.4. İzmir Metropol Alanı zeminlerinde depreme dayanıklı yapı tasarlanırken PGA değerleri ile beraber DAF (Dynamic Amplification Factor) değerlerinin de irdelenmesi gerekir. 3.5. DAF değerleri hesaplanırken kullanılacak olan senaryo depreminde ana kaya sönüm oranı ön kestirimi yapılırken 1200 m. derinliklerden sonra gözlenen Vs>3000 m/sn. değişimleri dikkate alınmalıdır. 3.6. İzmir Metropol Alanı geneli için zemin transfer spektrumları tanımlanırken S dalga hızı değişimleri ile beraber P dalga hızı değişimleri de irdelenmelidir. 3.7. Çünkü; metropol alanının genelinde deprem dalgaları üzerinde etkili olan zemin-ana kaya sınırı 1000-1200 m derinlikten itibaren başlamaktadır. 3.8. Yapılan çalışma sonuçlarından elde edilen zemin transfer spektrumları 1000-1200 m kalınlıktaki zemin modellerine ihtiyaç duyulduğunu göstermiştir (Akgün vd.2013, Şekil 8, 9, 10, 11 ve 12). 3.9. Yapılan mikrogravite, SPAC ve mikrotremor ortak sonuçlarına göre tek bir nokta için ve 0-1200 m arasındaki bu model yanal yönde yatay, yarı sonsuz ve homojen dağılım göstermemektedir. Özellikle tabaka kalınlıkları ve S-Hızı değerleri İzmir Metropol Alanı içinde değişim göstermektedir. Bunun anlamı, elde edilen genelleştirilmiş model doğrudan zemin transfer fonksiyon hesaplamalarında kullanılmamalıdır.
Şekil 8. İzmir Metropol Alanı İçin Dinamik Yükler Dikkate Alınarak Elde Edilen Genelleştirilmiş Zemin Kolon Kesiti. (Şekilden Görüldüğü Gibi Zemin Yüzeyindeki Depreme Bağlı Dinamik Yükü Oluşturacak Olan Deprem Dalgalarının 1200-1300 M Derinlikten İtibaren Değişime Uğrama Olasılığı Vardır. Bunun Anlamı; Zemin Dinamik Analizleri Yapılırken Bu Model Kullanılmalıdır. Ayrıca Tabakalar Arasındaki S-Dalga Hız Değerlerine Bakıldığında Deprem Dalgalarındaki Değişimlerin 1200 m lik Sınırdan İtibaren Başlayacağı Belirgin olarak İzlenmektedir).
Şekil 9. İzmir Metropol Alanı genelinde saptanan T 0 > 1 sn sonucu deplasmana duyarlı periyot bölgesini tanımlamaktadır. Bunun anlamı; mevcut ve yeni yapılacak yapılarda yüksek deplasman (yer değiştirme) etkisi beklenmelidir. Bu sonuca göre yapı rijitliği ve yüksekliği tasarlanırken bu olgu dikkate alınmalıdır.
Şekil 10. Körfezin Güneyinde yer alan (Balçova) zeminlerin dinamik büyütme etkisi. 1200 m lik zemin kolon kesiti dikkate alındığında (T 0 0,1-10 Sn) elde edilen DAF değeri. Senaryo depremi Şekil 4 te verilen odak dağılım haritası dikkate alınarak hazırlanmıştır.
Şekil 11. Körfezin Güneyinde yer alan (Alsancak) zeminlerin dinamik büyütme etkisi. Şekilde Sol Tarafta İzlenen A koşulunda 1200 m lik zemin kolon kesiti dikkate alındığında (T 0 0,1-10 Sn) elde edilen DAF değeri, sağ tarafta izlenen B koşulunda yaklaşık 50 m lik zemin kolon kesiti dikkate alındığında (T 0 0,1-1 Sn) elde edilen DAF değeri görülmektedir. Senaryo depremi Şekil 4 te verilen odak dağılım haritası dikkate alınarak hazırlanmıştır.
Şekil 12. Körfezin Kuzeyinde yer alan (Mavişehir) zeminlerin dinamik büyütme etkisi. 1200 m lik zemin kolon kesiti dikkate alındığında (T 0 0,1-10 Sn) elde edilen DAF değeri, Senaryo depremi Şekil 4 te verilen odak dağılım haritası dikkate alınarak hazırlanmıştır.
Şekil 13. Yukarıdaki Şekil Genelleştirilmiş Zemin Kolon Kesitinin Yanal Yönde Zemin Modelini Temsil Etmediğini Göstermektedir.