Deprem Mühendisliğine Giriş. Yer Hareketinin Karakterizasyonu ve Temel Kavramlar

Benzer belgeler
DEPREMLER - 2 İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ. Deprem Nedir?

ÖN SÖZ... ix BÖLÜM 1: GİRİŞ Kaynaklar...6 BÖLÜM 2: TEMEL KAVRAMLAR... 7

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

DEPREME DAYANIKLI YAPI İNŞAATI SORULAR

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLİĞİ (Yer Hareketi Parametreleri)

DEPREME DAYANIKLI YAPI TASARIMI

Deprem Mühendisliğine Giriş. Onur ONAT

İNM Ders 2.2 YER HAREKETİ PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI. Yrd. Doç. Dr. Pelin ÖZENER İnşaat Mühendisliği Bölümü Geoteknik Anabilim Dalı

Ders. 5 Yer Tepki Analizleri

TDY 2007 YE GÖRE DEPREM ELASTİK TASARIM İVME SPEKTRUMU

DEPREM HESABI. Doç. Dr. Mustafa ZORBOZAN

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİ. Yrd. Doç. Dr Mehmet Alpaslan KÖROĞLU

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

SİSMİK DALGALAR. Doç.Dr. Eşref YALÇINKAYA (4. Ders) Sismogramlar üzerinde gözlenebilen dalgalar sismik dalgalar olarak adlandırılır.

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

ELASTİK DALGA YAYINIMI

KONU: Beton Baraj Tasarım İlkeleri, Örnek Çalışmalar SUNUM YAPAN: Altuğ Akman, ESPROJE Müh.Müş.Ltd.Şti

Data Merkezi. Tunç Tibet AKBAŞ Arup-İstanbul Hüseyin DARAMA Arup- Los Angeles. Tunç Tibet AKBAŞ

Deprem Mühendisliği 1

SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-2 DOÇ.DR.HÜSEYİN TUR

DEPREM ETKİSİNE MARUZ YIĞMA YAPILARIN DÜZLEM DIŞI DAVRANIŞI

İNM Ders 2.1 Dinamik Yükler, Yer Hareketi Parametreleri ve İvme Spektrumları

KONU: KOMİTE RAPORU TAKDİMİ SUNUM YAPAN: SALİH BİLGİN AKMAN, İNŞ. YÜK. MÜH. ESPROJE GENEL MÜDÜRÜ

Neotektonik incelemelerde kullanılabilir. Deformasyon stili ve bölgesel fay davranışlarına ait. verileri tamamlayan jeolojik dataları sağlayabilir.

DEPREMLERİN KAYIT EDİLMESİ - SİSMOGRAFLAR -

7. Self-Potansiyel (SP) Yöntemi Giriş...126

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

İNM Ders 2.1 Dinamik Yükler, Yer Hareketi Parametreleri ve İvme Spektrumları

KUVVETLİ YER HAREKETİ

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

SİSMİK TEHLİKE ANALİZİ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

DİNAMİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

YAPILARIN ZORLANMIŞ TİTREŞİM DURUMLARININ ARAŞTIRILMASI

Yapı Sağlığı İzleme Sistemlerinin Farklı Taşıyıcı Sistemli Uzun Açıklıklı Tarihi Köprülere Uygulanması

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

T.C. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BÖLÜM I GİRİŞ (1.1) y(t) veya y(x) T veya λ. a t veya x. Şekil 1.1 Dalga. a genlik, T peryod (veya λ dalga boyu)

Fizik 101: Ders 7 Ajanda

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

Deprem-Yapı-Zemin Etkileşimine Yönelik. İzmir Yeni Kent Merkezinde Yapılan Jeofizik Çalışmalar

BÖLÜM - 2 DEPREM ETKİSİNDEKİ BİNALARIN TASARIM İLKELERİ (GENEL BAKIŞ)

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

1.2. Aktif Özellikli (Her An Deprem Üretebilir) Tektonik Bölge İçinde Yer Alıyor (Şekil 2).

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

DEPREMLER - 1 İNM 102: İNŞAAT MÜHENDİSLERİ İÇİN JEOLOJİ. Deprem Nedir? Oluşum Şekillerine Göre Depremler

DEPREM BİLİMİNE GİRİŞ. Yrd. Doç. Dr. Berna TUNÇ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

YAPAN: ESKISEHIR G TIPI LOJMAN TARİH: REVİZYON: Hakan Şahin - ideyapi Bilgisayar Destekli Tasarım

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TORNA TEZGAHINDA KESME KUVVETLERİ ANALİZİ

GERÇEK ZAMANLI YAPI SAĞLIĞI İZLEME SİSTEMLERİ

DEPREM BÖLGELERİNDE YAPILACAK YAPILAR HAKKINDA YÖNETMELİK 2007 DEPREME DAYANIKLI BETONARME YAPI TASARIMI İLKELERİ

HOŞGELDİNİZ Mustafa ERGÜN Şevket ATEŞ

İNM Ders 1.2 Türkiye nin Depremselliği

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

AKTİF KAYNAKLI YÜZEY DALGASI (MASW) YÖNTEMINDE FARKLI DOĞRUSAL DIZILIMLERIN SPEKTRAL ÇÖZÜNÜRLÜLÜĞÜ

BÖLÜM 03. Doğrusal Hareket Alt yüzeyi yere paralel olarak yerleştirilmiş, camdan yapılmış

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

DBYYHY 2007 ve DEPREME KARŞI DAYANIKLI YAPI TASARIMI. Onur ONAT Tunceli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

Işıma Şiddeti (Radiation Intensity)

:51 Depremi:

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Hareket Kanunları Uygulamaları

Binaların Deprem Dayanımları Tespiti için Yapısal Analiz

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

DAYANMA YAPILARININ DBYBHY VE TBDY GÖRE TASARIM KURALLARIN KARŞILAŞTIRILMASI VE TESPİTLER. Levent ÖZBERK İnş. Yük. Müh. Analiz Yapı Yazılım Ltd. Şti.

SİSMOTEKTONİK (JFM ***)

Depremler. 1989, Loma Prieta depremi, Mw = 7.2

:51 Depremi:

KONU: BARAJLARDA SİSMİK TEHLİKENİN TAYİNİ - Olasılıksal ve deterministik hesaplar sonrası baraj tasarımında kulanılacak sismik tehlike seviyeleri

BETONARME ÇERÇEVELERİN DEPREM HESABINDA TASARIM İVME SPEKTRUMU UYUMLU DİNAMİK YÖNTEMLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

ÇOK KATLI BİNALARIN DEPREM ANALİZİ

4.1 denklemine yakından bakalım. Tanımdan α = dω/dt olduğu bilinmektedir (ω açısal hız). O hâlde eğer cisme etki eden tork sıfır ise;

Sıvılaşma hangi ortamlarda gerçekleşir? Sıvılaşmaya etki eden faktörler nelerdir? Arazide tahkik; SPT, CPT, Vs çalışmaları

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

2010 DARFIELD VE 2011 CHRISTCHURCH DEPREMLERİ VE SONUÇLARI


Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

V = g. t Y = ½ gt 2 V = 2gh. Serbest Düşme NOT:

Deprem bir doğa olayıdır. Deprem Bilimi ise bilinen ve bilinmeyen parametreleriyle, karmaşık ve karışık teoriler konseptidir

DEPREM YALITIMLI HASTANE TASARIMI UYGULAMASI: ERZURUM SAĞLIK KAMPÜSÜ

EŞDEĞER DEPREM YÜKÜ YÖNTEMİ İLE BETONARME KIZAĞIN DEPREM PERFORMANSININ İNCELENMESİ

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

Bölüm 2. Bir boyutta hareket

10 - BETONARME TEMELLER ( TS 500)

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

UCUZ VE HAFİF ALTERNATİF SİSMİK İZOLASYON TEKNİKLERİ

MOMENT AKTARAN BİRLEŞİMLER YAPI MERKEZİ DENEYSEL ÇALIŞMALARI

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GÜZ YARIYILI

Transkript:

Deprem Mühendisliğine Giriş Yer Hareketinin Karakterizasyonu ve Temel Kavramlar

Yer Hareketindeki Belirsizlikler Yerel Zemin Durumu (Katmanlar) Yapı Altı bileşenli deprem yer hareketinin uzaysal ve zamansal dağılımı Son derece karmaşık belirsiz bir dinamik sistem Jeolojik Yapı Ana Kaya Enerji Boşalım Mekanizması Bu problemdeki belirsizlikler nelerdir?: Zaman ve uzayda depremin oluşması(nerede ve ne zaman?) Depremin enerji mekanizması(fay tipi) Ne kadar şekil değiştirme enerjisinin boşaldığı(kırılma miktarı) Sismik dalgaların iletim yönü Lokal zemin durumu

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Fay Türleri Yanal Atımlı Fay Fay Aynası Normal Fay Graben Ters Fay

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Sismik Dalga Türleri Bünye Dalgaları (Body Waves): İki tür ortam dalgası vardır, 1. Birincil dalgalar, P-dalgaları(basınç dalgası): Katı ve sıvı ortamda ilerleyebilirler. Zemin yüzeyinde duyulabilir düzeyde ses çıkarabilen (frekans > 15 Hz) dalgalardır. Örnek P-dalgası hızları: α= 4.8 km/s (granit) α= 1.4 km/s (su)

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Sismik Dalga Türleri Bünye Dalgaları (Body Waves): 2. İkincil dalgalar, S-dalgaları(Kayma dalgası): Katı ortamı ilerleme yönüne dik doğrultuda kesmeye çalışan dalgalardır. Örnek S-dalgası hızları: P dalgaları, S dalgalarından daha hızlı hareket eder, S-dalgaları P dalgalarından birkaç saniye sonra yapıya ulaşır, Yanal yönde bir hareket olduğundan, yapı hasarına neden olan temel harekettir, Deprem enerjisinin yüksek bölümü büyük genlikli kesme hareketinden kaynaklıdır. β= 3.0 km/s (granit) β= 0.0 km/s (su, G su =0)

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Sismik Dalga Türleri Yüzey Dalgaları(Surface Waves): Bu dalgalar, zemin yüzeyine yakın bir bölgede hareket eder, hareket yüzey bölgesine sıkışmış şekildedir. Dalga genliği, su dalgalarına benzer şekilde, derinlikle birlikte azalır. Love Dalgaları S-dalgaları gibidir, ancak genliği derinlikle birlikte azalır (sadece yatay hareket yapar) Love dalgaları sıvı içinde hareket edemez!

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Sismik Dalga Türleri Rayleigh Dalgaları İlerleme/propagasyonyörüngesi boyunca düşey bir düzlemde, düşey ve yatay yönde hareketi olan dalgalardır (eliptik hareket) http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizatio ns/es1009/es1009page01.cfm?chapter_no=visualization

Rayleigh Dalgaları Animasyonu Hız: P-dalgası > S-dalgası > Lovedalgası > Rayleighdalgası (genellikle)

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Dalga Kırılmaları ve Yansımaları Kırılma Yumuşak kaya Farklı tipte zeminleri ayıran sınır Yansıma Sert kaya

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Zemin Büyütmesi Tek Boyutlu Kayma Kirişi Zemin Büyütmesi Zemin Rijitliği (Üst bölgelerdeki katmanlar rijitlikleri daha az (yumuşak) zeminlerden oluşmakta) Dalga Kırılması Deprem Kaynağı

Dalga Yayılması/Propogasyon Kaya Yumuşak Zemin

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu P- ve S-dalgaları Ulaşma Süreleri Zaman [sn] S-dalgası P-dalgası Mesafe [km]

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Depremin Merkezi Teorik P-dalgası ulaşma süreleri (Hawaii) Eğer farklı deprem istasyonları senkronize ise, depremin yeri sadece P- dalgalarının ulaşma süreleri kullanılarak bulunabilir, Eğer istasyonlar senkronize değilse, bu durumda P-ve S-dalgalarının ulaşma süreleri kullanılarak ve varolan tablo ve grafiklerden deprem merkezin istasyonlara olan uzaklığı bulunur.

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Şiddet Modifiye Mercalli Şiddeti (I MM ): 1902 de İtalyan sismolog G. Mercalli tarafından geliştirilen Mercalli Şiddetinin, 1930 da iki Kaliforniya lı sismolog Wood ve Neuman tarafından adapte edilmiş/değiştirilmiş halidir. Tamamen depremi yaşayanların sübjektif hislerine ve lokal hasar gözlemlerine dayalı bir şiddet skalasıdır, bilimsel bir ölçü değildir; ancak tarihsel depremlerin şiddetlerinin belirlenmesinde kullanışlıdır(aletsel bir ölçüm tekniği değildir).

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Depremin Büyüklüğü Genel olarak Deprem Büyüklüğü (Magnitude): İlk defa 1930 yılında Kaliforniya lı bir sismolog tarafından deprem büyüklüğü konsepti ortaya atılıyor. Buradaki temel fikir şu şekilde özetlenebilir: depremin oluştuğu yerden (epicenter veya odak derinliği) sismografa uzaklık ve deprem kaydının genliği biliniyorsa, depremin total büyüklüğü ile ilgili niceliksel bir değerlendirme yapılabilir.

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Farklı büyüklükler aşağıdaki gibidir: Richter büyüklüğü M L : 1930 yılında C.F. Richter tarafından Kaliforniya depremleri için geliştirilmiştir; ancak adapte edilmiş versiyonları farklı bölgelerdeki deprem şiddetinin ölçümü için kullanılmakta. Bu ölçeğin kullanımını sınırlayan durumlar: (1) Maksimum genlik, deprem büyüklüğü (enerji) ile direkt ilişkilendirilemez, (2) Formülasyonun doğası gereği yüksek büyüklüklü depremlerin, örn.:m L =8, fiziksel ölçümü mümkün olmamaktadır, Mesafe M L Genlik

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Ortam-Dalgaları Büyüklüğü m b : Ortam dalgalarının genlikleri derinlikle değişmediği için derin odaklı depremler için 1945 Gutenberg bu büyüklük ölçeğini geliştiriyor. Bu ölçek, 1 Hz frekanslı P-dalgalarının genlikleri kullanılarak hesaplanır, Derin depremlerin büyüklük oluşturmaktadır, tahminlerinde uygun bir ölçek

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Yüzey-Dalgaları Büyüklüğü - M S : (Gutenberg ve Richter, 1936) <70 km derinlikten daha sığ depremlerin oluşturduğu yüzey dalgalarının (Rayleigh dalgaları) maksimum genliklerini kullanır. Uzak merkez üssüne sahip depremlerin büyüklük hesabında uygun sonuçlar verir. Ölçülen dalganın periyodu 20 sn (0.05 Hz) civarındadır, ve M S > 5 olan 1000 lerce kilometre uzaklıktaki depremlerin büyüklük hesabında kullanılabilir, Ortaya çıkan enerjinin hesabında direkt kullanılabilir.

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Moment büyüklüğü M W : Fay hattının geometrisi ve kayanın kayma modülü ile ilişkilidir. Sismologlar tarafından tercih edilen bir ölçüdür, Deprem büyüklüğünün ölçümünde tutarlı sonuçlar verir, Kırılma yüzeyinin etkisini ve sürtünme kuvvetlerini de sonuca yansıtmaktadır; böylece sismik bir olay sonrası ortaya çıkan toplam enerjinin uygun bir ölçüsüdür, Birimi enerji veya iş birimindedir.

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Farklı Büyüklükler Arasındaki İlişkiler

Yer Hareketinin Sismik Karakterizasyonu Kilometre Büyük faylar büyük deprem oluşturur Bir yılda Dünya genelinde oluşan depremler (ortalama) Büyüklük Saniye Büyüklük Büyük depremler uzun sürer

Yapı Tepkisini Etkileyen Mühendislik Parametreleri Deprem mühendisliğinin kullanılan temel veri, deprem sırasında ölçülen yer ivmesidir, Yer hareketi verisi, yapıların deprem davranışının anlaşılması için son derece gereklidir (Housner, 1970), Kayıt edilmiş yer hareketi, deprem analizi ve tasarımda kullanılan son derece değerli bilgiler içerir, Yapısal hasar genellikle üç sismik parametreye bağlıdır: yer hareketinin maksimum genliği (ivme, hız, yer değiştirme), yer hareketinin frekans içeriği, güçlü yer hareketi süresi.

Yapı Tepkisini Etkileyen Mühendislik Parametreleri Yer Hareketinin Maksimum Genliği Yer hareketinin genliği: Birkaç şekilde karakterize edilebilir: (1) Maksimum yer ivmesi (a max ) -veya hız ve yerdeğiştirme anlık bir ölçüdür, (2) İvmelerin karelerinin toplamının karekökü (RMS), bir tür enerji ölçüsüdür (kümülatif bir ölçü), Bornova 1977 Düzce 1999 Simav 2011 Van 2011 M L 5.3 7.2 (M w ) 5.7 6.7 İstasyon[km] ~10 ~5 ~20 ~30 a max [g] 0.40g (K-G) 0.52g (D-B) 0.08g (K-G) 0.18g (K-G) RMS [g] 0.051g (K-G) 0.087g (D-B) 0.009g (K-G) 0.025g (K-G)

1977 Bornova Depremi KG Bileseni [g] DB Bileseni [g] Dusey Bileseni [g] 0.5 0-0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.5 0-0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.5 0 RMS = 0.051g RMS = 0.022g RMS = 0.014g -0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Zaman [saniye]

1999 Düzce Depremi KG Bileseni [g] DB Bileseni [g] Dusey Bileseni [g] 0.5 0-0.5 0 5 10 15 20 25 30 0.5 0-0.5-1 0 5 10 15 20 25 30 0.2 0-0.2-0.4 0 5 10 15 20 25 30 Zaman [saniye] RMS = 0.084g RMS = 0.087g RMS = 0.056g

2011 Kütahya Depremi KG Bileseni [g] DB Bileseni [g] Dusey Bileseni [g] 0.1 0-0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0.1 0-0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0.1 0 RMS = 0.0085g RMS = 0.0075g RMS = 0.0052g -0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Zaman [saniye]

2011 Van Depremi KG Bileseni [g] DB Bileseni [g] Dusey Bileseni [g] 0.2 0-0.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.2 0-0.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.2 0 RMS = 0.025g RMS = 0.020g RMS = 0.010g -0.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Zaman [saniye]

Yapı Tepkisini Etkileyen Mühendislik Parametreleri Yer Hareketinin Frekans İçeriği Deprem yer ivmesinin frekans içeriği: (1) Deprem hareketindeki toplam döngü miktarı ile ilişkilidir, (2) Yer hareketine ait tepki spektrumu değerleri hesaplanarak frekans içeriği tayin edilebilir(bir seri tek serbestlik dereceli osilatörün ilgili yer ivmesine verdiği maksimum tepki yer değiştirme, hız veya ivme), (3) Yer hareketinin Fourier spektrumu hesaplanarak bulunabilir (farklı periyotlarda titreşen yer hareketinin o periyottaki enerjisinin bir göstergesi).

Yapı Tepkisini Etkileyen Mühendislik Parametreleri Yer Hareketinin Frekans İçeriği Tepki Spektrumu 2 1.8 1.6 Bornova Düzce Kütahya Van 1.4 S pa [g] 1.2 1 0.8 Farklı depremlerin, farklı periyotlardaki (frekanslardaki) enerji dağılımları da yine farklı olmaktadır. 0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 3 4 5 Periyot [sn]

Yapı Tepkisini Etkileyen Mühendislik Parametreleri Yer Hareketinin Frekans İçeriği Fourier Spektrumu Fourier Spekt. [g 2 /Hz] Fourier Spekt. [g 2 /Hz] Fourier Spekt. [g 2 /Hz] Fourier Spekt. [g 2 /Hz] 4 x 108 Bornova 2 0 0 2 4 6 8 10 x 10 9 4 2 K-G Düzce K-G 0 0 2 4 6 8 10 x 10 7 5 Kütahya K-G 0 0 2 4 6 8 10 x 10 8 Van 5 K-G 0 0 2 4 6 8 10 Frekans [Hz] Farklı depremlerin, farklı frekanslardaki enerji dağılımları yine farklı olmaktadır. E D >E V >E B >E K

Yapı Tepkisini Etkileyen Sismik Parametreler Güçlü Yer Hareketi Süresi Güçlü yer hareketi süresi: Depremin merkezikısmıdır ve genellikle yapısal hasar bu süre içinde gerçekleşir, farklı yöntemleri ile belirlenebilir: (1) Yer ivmesinin ilk kez 0.05gve son kez 0.05ggenliklerini geçtiği noktalar arasındaki süredir, (2) Depremin toplam enerjisinin %5 ile %95 iarasında kalan süredir (Arias şiddeti/enerjisi kullanılır Idriss, Dobry ve Ng tarafından 1978 yılında önerilmiştir).

Yapı Tepkisini Etkileyen Sismik Parametreler Güçlü Yer Hareketi Süresi -0.05g / 0.05 g 0.2 0.15 ~20 saniye Van 0.1 X: 22.58 Y: 0.06473 KG Bileseni [g] 0.05 0-0.05-0.1 X: 42.55 Y: -0.05963-0.15-0.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Zaman [saniye] Bornova 1977 (K-G) Düzce 1999 (K-G) Simav 2011 (K-G) Van 2011 (K-G) Güçlü Yer Har. Süresi 1.2 sn 16.3 sn 1.9 sn 20.0 sn

Yapı Tepkisini Etkileyen Sismik Parametreler Güçlü Yer Hareketi Süresi - Arias Şiddeti/Enerji Arias Siddeti 1.5 1 0.5 Bornova Arias Siddeti 15 10 5 Düzce 0 0 2 4 6 8 10 Zaman [Sn] 0 0 10 20 30 Zaman [Sn] Arias Siddeti 0.2 0.15 0.1 0.05 Kütahya 0 0 20 40 60 80 Zaman [Sn] Arias Siddeti 3 2 1 %95 %5 ~19sn Van 0 0 20 40 60 80 100 Zaman [Sn] Bornova 1977 (K-G) Düzce 1999 (K-G) Simav 2011 (K-G) Van 2011 (K-G) Güçlü Yer Har. Süresi 0.7 sn 11.0 sn 13.3 sn 19.3 sn

Yapı Tepkisini Etkileyen Sismik Parametreler Güçlü Yer Hareketi Süresi - Genlik ve Arias Şiddeti Karşılaştırması Farklı yöntemler ile hesaplanmış, güçlü yer hareketi sürelerinin farklı depremler için karşılaştırılması: Yöntem Genlik Tabanlı (0.05g/0.05g) Enerji Tabanlı (Arias Şiddeti) Bornova 1977 (K-G) Düzce 1999 (K-G) Simav 2011 (K-G) Van 2011 (K-G) 1.2 sn 16.3 sn 1.9 sn 20.0 sn 0.7 sn 11.0 sn 13.3 sn 19.3 sn

Azalım İlişkileri Sismik tehlike analizi için gerekli bileşenlerden biri de güçlü yer hareketini sismolojik parametreler kullanarak tahmin etmektir, Bu tahmin, yer hareketi ilişkileri / azalım ilişkileri kullanılarak yapılmaktadır, Yer hareketi ilişkileri, matematiksel bir denklem (model) olup, bir yer hareketi parametresini (maks. yer ivmesi, hız, deplasman, spektral ivme vd.) sismolojik parametreler (deprem kaynağı, dalga yayılım yörüngesi, lokal zemin durumu) ile ilişkilendirmektedir.

Deprem Dalgalarının Yayılımı 1906 San Francisco Depremi San Andreas Fayı Maksimum Yer İvmesi [g] 0.2 sn Periyot Değerinde Spektral İvme [g] 1.0 sn Periyot Değerinde Spektral İvme [g] En Yakın Fay Uzaklığı [km] M W = 7.0 senaryo depremi için 2 km derinlikte yanal atımlı bir fay için kaya üzerinde oluşacak güçlü yer hareketleri (V s30 > 760 m/s)

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar

Deney Videoları ve Motivasyon 7 Katlı Kayma Duvarı UCSD-NEES Testi Test: Orta yükseklikte 7 katlı betonarme perde duvarlı bir yapının sarsma tablası testleri. Amaç: Yapı hali hazırda geçerli olan Amerikan yönetmeliklerinde belirtilen yatay kuvvetlerin oldukça altındaki yatay kuvvetler için tasarlanmıştır ve bu durumdaki performansı araştırılmıştır. 63-0 21 m PT column Gravity columns Flange wall Cantilever web wall 7 katlı bir yapının belirli bir kesiti test edilmiştir. Gövde duvarı ve yanal stabilite için arka duvar. Burulma stabilitesiiçin art-germeli bir kolon sisteme eklenmiştir. Testler (numune, sensörler, tesis kirası ) 1 Milyon $ dan fazla bir miktara gerçekleştirilmiştir. Sarsma tablası üzerinde test edilen en yüksek bina unvanını hala korumaktadır

EQ4: Test EQ4 PGA = 0.93g

EQ4: Test EQ4 PGA = 0.93g

Deney Videoları ve Motivasyon

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar Sabit Referans Ekseni t u () t u() t m Hareket yönü Serbest Cisim Diyagramı m (+) t u&& () t k 2 c k 2 k ut () 2 cut &() k ut () 2 u () t g : yer hareketi Serbest cisim diyagramına Newton un 2. yasası uygulanarak, dinamik denge yazılırsa, yapı dinamiğinin en temel denklemi olan HAREKET DENKLEMİ elde edilir: mut &&() + cut &() + kut () = mu&& () t = p () t 2 d u ut &&() = ut &() = 2 dt du dt g eff : zamana göre 1. ve 2. türevler, sırasıyla ivme ve hız

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar mut &&() + cut &() + kut () = mu&& () t = p () t g eff ut && & && 2 () + 2 ξωut () + ω ut () = ug() t : Hareket denkleminin standart formu Yapının dinamik karakteristikleri (bu denklemdeki parametreler): ω= T k m 2π ω c c ξ = = = c 2mω 2 cr : doğal açısal titreşim frekansı = : doğal titreşim periyodu c km ut &&(), ut &(), ut (): : sönüm oranı u&& (): t g Rölatif (yere göre) ivme, hız ve yer değiştirme vektörleri Deprem yer ivmesi

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar Yapılarda sönüm: Kritik sönüm, Sönüm üstü, Sönüm altı, Deneysel yöntemler ile bulunan sönüm yapının gerçek sönüm özelliğini yansıtmaktadır!

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar Farklı sönüm değerlerinin yapı tepkisine etkisi: Serbest Titreşim

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar Dinamik Serbestlik Derecesi t u () t u() t t u ( t) k 2 c m k 2 k m TSD Osilatör c u () t g u ( t) g ut && & && 2 () + 2 ξωut () + ω ut () = ug() t Tek kütleli, tek dinamik serbestlik dereceli bir yapı modeli ve onun mekanik eşi/benzeri (kütle, yay, sönüm kutusu)!

Deprem Mühendisliği ve Yapı Dinamiğinde Temel Kavramlar ut && ξω& ω && 2 () + 2 ut () + ut () = ug() t Bu denklemin çözülerek, yapının yer hareketine verdiği tepki bulunur. Yapı tepkisini hesaplamanın birkaç yöntemi vardır: 1. Analitik Yöntem: çok basit yapısal sistemler için OK! 2. Zaman Tanım Alanında Çözüm: gerçek hayattaki problemlerin çözümü için tek yol (doğrusal ve/veya doğrusal olmayan sistemler için OK!)