Marmara Bölgesi için deprem yer hareketlerinin simülasyonu
Simulation of ground motions of earthquake for Marmara Region
Yazar: NAZİFE ÖZGE ZÜLFİKAR
Danışman: DOÇ. DR. SADIK ÖZTOPRAK ; DR. A.CAN ZÜLFİKAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering

Özet:
Türkiye sismik açıdan oldukça aktif bir coğrafya üzerinde olup deprem riskiyle sürekli karşı karşıya kalmaktadır. Gerek Kuzey Anadolu Fay hattı (KAF) gerekse de Doğu Anadolu Fay hattı (DAF), aktif sismisiteye sahip olup sıklıkla deprem üretmektedirler. Bilinen ve tecrübe edilen deprem riskine rağmen, son yıllarda meydana gelen büyük manyitüdlü 1992 Erzincan, 1999 Kocaeli, 1999 Düzce ve 2011 Van depremlerinde can ve mal kaybı oldukça yüksek oranlarda gözlemlenmiştir. Depreme bağlı can ve mal kaybını en aza indirmek ve mühendislik açısından güvenli ve maliyeti uygun yapılar tasarlamak için son yıllarda deprem mühendisliğinde performansa dayalı tasarım kavramı ortaya çıkmıştır. Bu kavram, nümerik analiz yöntemleri kullanılarak modellenen yapılarda meydana gelen hasarı tespit ederek, hasarı ve riski göz önünde bulundurarak uygun maliyetle, hasar limitlerine göre belirlenen güvenli tasarımın yapılmasını hedeflemektedir. Bu bağlamda deprem riski göz önünde bulundurulduğunda kuvvetli yer hareketi kayıtlarının mevcut olmadığı veya yetersiz kaldığı afet riski yüksek olan bölgelerde, sentetik yer hareketi üretim yöntemleri, depremden bölgesel olarak etkilenebilecek bölgelerin belirlenmesinde ve performansa dayalı tasarımda büyük önem kazanmıştır. Sentetik yer hareketi üretim yöntemleri gerçek kuvvetli yer hareketi kayıtlarının bölgeye özel olarak belirlenmiş tasarım spektrumuna ölçeklenmesini ve kuvvetli yer hareketi simülasyon yöntemlerini kapsamaktadır. Fakat bu konudaki en büyük problem performansa dayalı tasarım kriteri içn gereken deprem ivme kayıtlarının seçimi aşamasında tasarım şartnamelerinde verilen önerilerinde yetersiz kalması ve yalnızca üst yapılara yönelik bilgi içermesidir. Mevcut çalışmalar incelendiğinde yalnızca üst yapılar için deprem ivme kaydı seçimi ve sentetik kayıt üretiminin anlatıldığı görülmektedir. Literatürdeki bu eksikliği gidermek adına, tez kapsamında çalışma bölgesi olarak belirlenen Tekirdağ yöresinde iki adet geoteknik problem seçilerek, sentetik kayıt üretimi ve seçiminin geoteknik tasarıma etkisi çalışılmıştır. Sentetik kayıt üretimi, gerçek ivme kayıtlarının Tekirdağ yöresi için belirlenen tasarım spektrumuna ölçeklenmesi ve yüksek frekanslı kuvvetli yer hareketi simülasyon yöntemi kullanılarak üretilen simülatif ivme kayıtlarının aynı şekilde tasarım spektrumuna ölçeklenmesi ile üretilmiştir. Üretilen sentetik kayıtlar çelik ve betonarma liman kazıkları ve gömülü çelik boruların dinamik analizinde kullanılmış, deplasman ve kesit tesirlerine etkisi tartışılmıştır.

Abstract:
Turkey is located on a highly seismically active region that exposed frequently to earthquake risk. Both North Anatolian Fault (NAF) zone and East Anatolian Fault (EAF) zone have active seismicity and frequently produce earthquakes. Despite the well-known and experienced earthquake risk,  it is observed that large magnitude earthquakes that occurred in recent years such as  1992 Erzincan, 1999 Kocaeli, 1999 Düzce and 2011 Van Earthquakes caused heavy devastation and serious loss of life and property. In order to minimize the eathquake induced loss of life and property and design cost-effective structures, the concept of Performance-Based Design has been recently developed in earthquake engineering. This concept aims of achieving  the most safe and cost-effective design taking into account the damage and the risk by determining  the damage of a modeled structure using numerical analysis methods. In this context, when the earthquake risk is considered, because of the absence or inadequate strong motion records in highly disaster risk areas, synthetic ground motion generation methods gained great importance in terms of the determination of the regions affected by the earthquake and performance-based design. Synthetic ground motion generation method includes the scaling of real strong motion records to site-specific design spectrum and strong motion simulation methods. But the most challenging problem in this issue occurs at the stage of selecting earthquake acceleration records for performance based design criteria, because the design guidlines have incapable suggestion and contain information for only upper structures. When the current studies reviewed, it is observed that the selection of earthquake acceleration records for only upper structures is described in terms of generation of synthetic records. In order to overcome this deficiency in the literature, two geotechnical problems  are selected in Tekirdağ study region and the effect of syntetic record generation and selection on geotechnical design is studied. Synthetic records are generated by scaling real recorded accelerograms with determied design spectrum for Tekirdağ region and by scaling the same way of simulative acceleration records generated by using high frequency strong ground  motion simulation method. The generated synthetic records are used in the analysis of steel and reinforced concrete quay wall piles and buried steel pipeline, and its effect on displacement and sectional force is discussed.