Yakın fay yer hareketleri ve performansa dayalı tasarıma uyarlanmaları
Near fault ground motions and their incorporation in performance based design
Yazar: NECMETTİN GÜNEŞ
Danışman: DOÇ. DR. ZÜLFÜ ÇINAR ULUCAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering
Dizin: Performans esaslı tasarım = Performance based design ; Yakın alan = Near field ; Yer hareketleri = Ground motions

Özet:
Performansa dayalı tasarımın temel amacı yer hareketine maruz yapılarda yapısal talebin belirlenebilmesidir. Yapısal talebin doğru belirlenebilmesi, yer hareketi özelliklerinin ve bunlarla yapısal talep arasındaki ilişkinin doğru tanımlanabilmesini gerektirmektedir. Son yıllarda faylara yakın bölgelerde elde edilen kayıtların diğer kayıtlara göre önemli farklılıklar içerdiği görülmüştür. İleri doğrultu ve ötelenme etkileri bu yer hareketlerini farklılaştıran ve hasar potansiyellerini arttıran temel özelliklerdir.Bu çalışmada yakın fay yer hareketlerinin performansa dayalı tasarıma uyarlanmaları yapılmıştır. Bu amaçla 307 adet yer hareketi kullanılarak uzak ve yakın fay yer hareketlerinin temel özellikleri ile tasarım spektrumu sınır periyotları arasında ilişki belirlenmiştir. Ayrıca atım içeren yakın fay, atım içermeyen yakın fay ve uzak mesafe yer hareketi parametrelerinin yapısal talep üzerindeki etkinliği tespit edilmiştir.İleri doğrultu etkisi fayın kırılma yüzeyine normal yönde meydana gelir ve bu yer hareketlerin hasar potansiyelleri yüksektir. Ancak her kayıtın faya normal ve paralel yönlerini belirleyebilmek bazen, fiziki imkansızlıklar nedeniyle, mümkün olmamaktadır. Bu nedenle etkili yönlerin belirlenebilmesi önemlidir. Maksimum hız yönü önerilen etkili yönlerden biridir. Bu çalışmada iki farklı etkili yeni yön tespit edilmiştir.Performansa dayalı tasarımın önemli aşamalarından biri elastik deplasmanlarla inelasik deplasmanların elde edilmesidir. Bu amaçla uygulanan inelastik deplasman oranı ifadelerinin yakın mesafe yer hareketlerinde kullanılamayacağı gösterilmiş ve yeni bir inelastik deplasman oranı ifadesi elde edilmiştir. Ayrıca yakın fay yer hareketlerinde elastik deprem yükü azaltma faktörlerinin, atım periyoduna bağlı olarak, küçük oldukları tespit edilmiş ve mevcut kuvvet azaltma faktörlerinin uygulanmasının gerçekçi olmayan sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Literatürde geçen kuvvet azaltma faktörlerinin yakın fay yer hareketleri için uygulanabilirliği incelenmiş ve bu amaçla iki ifade yakın fay yer hareketleri için geliştirilmiştir.

Abstract:
The main objective of Performance Based Design is determining the structural demands for earthquake loadings. For a good estimation of structural demands, the relation between ground motion parameters and structural demands must be known. Near fault ground motions are significantly different from far field ground motions. Depending on the fault mechanism, ground motions may contain distinct pulse in velocity and permanent displacement in displacement records. These are increase the near fault ground motions damage potential.In this thesis the incorporating of near fault ground motion in performance based design was studied. For this purpose the relation between ground motion characteristics and the shift periods of response spectrum were obtained by using 307 records.Forward directivity occurs in faults normal direction. But for all records, it is not possible to determine the fault-normal direction. To overcome this complexity the maximum velocity direction has been proposed. In this thesis in addition to maximum velocity direction two new directions were determined which are very effective as fault-normal direction.The main stage of performance based design is to estimate the inelastic displacements by inelastic modification factors. This study reveals that most inelastic modification factors are not applicable for near fault ground motions and a new empirical formula was developed. In this study, it was shown that the strength reduction factors are related to pulse periods and in acceleration sensitive region these factors are very small than codes strength reduction factors. When the codes factors are used in near fault, the unconservative results are inevitable. For near fault ground motions two well known strength reduction formulas was modified by nonlinear regression analysis.