ELAZIĞ ŞEHİR MERKEZİ ZEMİNLERİNİN SİSMİK ...kullanılmaktadır. Sismik tehlike analizi,...

12
ELAZIĞ ŞEHİR MERKEZİ ZEMİNLERİNİN SİSMİK DAVRANIŞININ DEĞERLENDİRİLMESİ EVALUATION OF SEISMIC BEHAVIOR OF THE GROUND OF ELAZIĞ CITY CENTER Y. Bülent SÖNMEZER 1 , Abdussamed AKYÜZ 2 , Murat ÇELİKER 3 ABSTRACT The rapidly increasing population in the world increases the need for new settlement areas day by day. The establishment of these new settlement areas can only be realized through a careful urban planning. The planning of the urban structure should take the local ground conditions and the liability of the area to damage associated with earthquakes and other environmental sources into account. Elazığ city center was selected as the study area in this study since it reflects t he ground features of the Eastern Anatolian Fault Zone. Elazığ needs new residential areas with an annual increase of 4.4% in the demand. For this reason, the ground expansion, ground dominance period, 0.2-1 sec periodic spectral acceleration and peak earthquake of the region were determined in the present study to be used in the urban regeneration planning and the regional distribution of the newly constructed areas in the Elazığ city center. The ground response analyses using the results of SPT tests at seismic refraction and 127 sounding points in 170 profiles taken from the grounds were used to specify and map the soil growth period, ground dominant period, peak ground acceleration and 0.2-1 sec periodic spectral acceleration values Key words: Ground Response Analysis, Soil Amplification, Elazığ ÖZET Dünyada hızla artan nüfus, yeni yerleşim alanlarına olan ihtiyacı her geçen gün artırmaktadır. Artan ihtiyaç kentsel yapı planlamasının önemini daha güçlü bir şekilde ortaya koymaktadır. Kentsel yapı planlamasının yerel zemin koşullarını da dikkate alarak yapılması, depremin yapılara verdiği hasarların ve çevresel zararların azaltılması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada gerek zemin özellikleri gerekse Doğu Anadolu Fay Zonuna yakın bir mesafede bulunması sebebiyle çalışma alanı olarak Elazığ şehir merkezi seçilmiştir. Elazığ yıllık % 4.4 lük bir artış ile yeni yerleşim yerlerine ihtiyaç duymaktadır. Bu nedenle zemin büyütmesi, zemin hakim periyodu, 0,2-1 s periyotlu spektral ivme ve pik yer ivmesinin kentsel dönüşüm planlamasında ve yeni yapılaşmadaki etkisinin Elazığ şehir merkezindeki bölgesel dağılımının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla araziden alınan 170 profilde sismik kırılma ve 127 sondaj noktasında SPT testlerine ait sonuçlar kullanılarak yapılan zemin davranış analizleri sonucunda çalışma alanının zemin büyütmesi, zemin hakim periyodu, pik yer ivmesi ve 0,2-1 s periyotlu spektral ivme değerleri bulunup haritalandırılmıştır. Anahtar kelimeler: Zemin Davranış Analizi, Zemin Büyütmesi, Elazığ 1 Yrd. Doç. Dr. İnşaat Müh. Bölümü, Kırıkkale Üniversitesi. E-mail: [email protected] 2 İnş. Müh. İnşaat Müh. Bölümü, Kırıkkale Üniversitesi. E-mail: [email protected] 3 Dr. DSİ 9. Bölge Müdürlüğü, Elazığ E-mail: [email protected] 625 7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

Transcript of ELAZIĞ ŞEHİR MERKEZİ ZEMİNLERİNİN SİSMİK ...kullanılmaktadır. Sismik tehlike analizi,...

  • ELAZIĞ ŞEHİR MERKEZİ ZEMİNLERİNİN SİSMİK

    DAVRANIŞININ DEĞERLENDİRİLMESİ

    EVALUATION OF SEISMIC BEHAVIOR OF THE GROUND OF ELAZIĞ

    CITY CENTER

    Y. Bülent SÖNMEZER1,

    Abdussamed AKYÜZ2, Murat ÇELİKER

    3

    ABSTRACT

    The rapidly increasing population in the world increases the need for new settlement areas day by

    day. The establishment of these new settlement areas can only be realized through a careful urban

    planning. The planning of the urban structure should take the local ground conditions and the

    liability of the area to damage associated with earthquakes and other environmental sources into

    account. Elazığ city center was selected as the study area in this study since it reflects the ground

    features of the Eastern Anatolian Fault Zone. Elazığ needs new residential areas with an annual

    increase of 4.4% in the demand. For this reason, the ground expansion, ground dominance period,

    0.2-1 sec periodic spectral acceleration and peak earthquake of the region were determined in the

    present study to be used in the urban regeneration planning and the regional distribution of the

    newly constructed areas in the Elazığ city center. The ground response analyses using the results

    of SPT tests at seismic refraction and 127 sounding points in 170 profiles taken from the grounds

    were used to specify and map the soil growth period, ground dominant period, peak ground acceleration and 0.2-1 sec periodic spectral acceleration values

    Key words: Ground Response Analysis, Soil Amplification, Elazığ

    ÖZET

    Dünyada hızla artan nüfus, yeni yerleşim alanlarına olan ihtiyacı her geçen gün artırmaktadır.

    Artan ihtiyaç kentsel yapı planlamasının önemini daha güçlü bir şekilde ortaya koymaktadır.

    Kentsel yapı planlamasının yerel zemin koşullarını da dikkate alarak yapılması, depremin

    yapılara verdiği hasarların ve çevresel zararların azaltılması açısından büyük önem

    taşımaktadır. Bu çalışmada gerek zemin özellikleri gerekse Doğu Anadolu Fay Zonuna yakın

    bir mesafede bulunması sebebiyle çalışma alanı olarak Elazığ şehir merkezi seçilmiştir. Elazığ

    yıllık % 4.4 lük bir artış ile yeni yerleşim yerlerine ihtiyaç duymaktadır. Bu nedenle zemin

    büyütmesi, zemin hakim periyodu, 0,2-1 s periyotlu spektral ivme ve pik yer ivmesinin

    kentsel dönüşüm planlamasında ve yeni yapılaşmadaki etkisinin Elazığ şehir merkezindeki

    bölgesel dağılımının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla araziden alınan 170 profilde

    sismik kırılma ve 127 sondaj noktasında SPT testlerine ait sonuçlar kullanılarak yapılan

    zemin davranış analizleri sonucunda çalışma alanının zemin büyütmesi, zemin hakim

    periyodu, pik yer ivmesi ve 0,2-1 s periyotlu spektral ivme değerleri bulunup

    haritalandırılmıştır.

    Anahtar kelimeler: Zemin Davranış Analizi, Zemin Büyütmesi, Elazığ

    1 Yrd. Doç. Dr. İnşaat Müh. Bölümü, Kırıkkale Üniversitesi. E-mail: [email protected] 2 İnş. Müh. İnşaat Müh. Bölümü, Kırıkkale Üniversitesi. E-mail: [email protected] 3 Dr. DSİ 9. Bölge Müdürlüğü, Elazığ E-mail: [email protected]

    625

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • 1.GİRİŞ

    Türkiye gibi deprem kuşağında olan ülkelerde olası depremin yerleşim yerlerine vermesi

    muhtemel hasarların tahmininde ve yeni yerleşim alanları belirlenmesi ve yapıların inşa

    edilmesi aşamalarında zemin özelliklerini dikkate alan planlamaların yapılması büyük önem

    arz etmektedir. Geçmişte 1939 Erzincan depremi Ms=7.9, 1944 Bolu depremi Ms=7.2, 1999

    Gölcük depremi Ms=7.8, 1999 Düzce depremi Mw=7.2 ve yakın tarihte 2011 Van depremi

    Mw=7.2 [1] ciddi can ve mal kayıplarına neden olmuştur. Bu depremler incelendiğinde

    yapılarda, her ne kadar üst yapıdaki projelendirilme hatalarına dikkat çekilse de deprem

    esnasındaki sismik dalgaların farklı zemin tiplerinden geçerken uğradığı değişiklikler hasarı

    etkileyen önemli parametrelerdendir. Depremler esnasında kaynak özellikleri, deprem

    dalgalarının yayıldığı ortamın özellikleri ve yerel zemin koşulları tüm yer hareketi

    parametrelerini etkilemektedir. Bölgesel anlamda yapı planlamasının yer hareketi

    parametreleri ve yerel zemin koşullarını dikkate alarak yapılması önemlidir. Ancak çoğu

    yerde bu çalışmaların yapılmadığı bilinmektedir. Bu eksikliği gidermek için yerel zemin

    koşullarının etkilerini dikkate alan ve “Mikrobölgeleme” olarak adlandırılan çalışmalar

    dünyanın birçok ülkesinde yapılmaktadır. Bu çalışmalardan elde edilen yer hareketi

    parametrelerine ait haritalar yerel zemin koşullarını dikkate alan kentsel yapı planlamaları için

    efektif çözümler sunmaktadır.

    Elazığ şehir merkezi (Belediye sınırları), Türkiye’nin II. derece deprem bölgesinde [2] yer

    alan etrafı Ovacık Fayı, Nazimiye Fayı, Doğu Anadolu Fayı ile çevrili olan bir şehirdir. 2010’

    da Mw=6.1 ve 1905’de Mw=6.8 büyüklüğünde meydana gelen depremler bölgedeki sismik

    aktiviteyi gösteren önemli depremlerdendir. Bu çalışmanın amacı Elazığ şehir merkezinin

    zemin büyütmesi, zemin hakim periyodu pik yer ivmesi ve 0,2-1 s peryotlu spektral ivme

    değerlerinin bölgesel dağılımının belirlenmesidir. Bu amaçla bölgede yapılan 170 profilde

    sismik kırılma ve 127 sondaj noktasında SPT testlerine ait sonuçlardan elde edilen veriler

    ışığında bir boyutlu eşdeğer lineer analiz yapabilen SHAKE 2000 yazılımı kullanılarak zemin

    davranışı karakterize edilmeye çalışılmıştır.

    2. ÇALIŞMA ALANININ TANITIMI

    Elazığ şehir merkezi Doğu-Batı doğrultusunda uzanmaktadır. Şekil 1’de Elazığ şehir

    merkezini etkileyebilecek olan faylar görülmektedir. Bu fayları iki grupta incelemek

    mümkündür. Bunlar plaka sınırlarını oluşturan Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ) ve plaka içi

    yerel faylardır. DAFZ Hatay-Antakya’dan başlayıp Bingöl-Karlıova’ya kadar uzanan

    Türkiye’de faal ve tehdit edici iki ana faydan biridir [3] ve Elazığ merkeze en yakın uzaklığı

    20-25 km dir. Plaka içi faylar ise Elazığ’a 75-80 km uzaklıktaki Malatya ve Ovacık Fayı,

    Elazığ’a 50 km uzaklıktaki Nazimiye Fayı ve Elazığ’a 50 km uzaklıktaki Karakoçan Fayıdır.

    Plaka içi fayların ürettiği depremlerin en belirgin örneklerinden olan 11 Ağustos 2004

    tarihinde Sivrice –Elazığ Mw=5.6 depremi, 9 şubat 2007 tarihinde Sivrice -Elazığ Mw=5.5

    depremi , 21 Şubat 2007 Sivrice –Elazığ Mw=5.7 ve 8 Mart 2010 tarihinde Mw=6.1

    büyüklüğünde meydana gelen Karakoçan depremleri aletsel döneme ait deprem kayıtlarıdır.

    1873 – 1874 – 1875 Elazığ, 1875 Palu depremleri ise tarihsel döneme ait depremler olarak

    bölgedeki sismik aktiviteyi gözler önüne sermektedir.

    626

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • Şeki1 1. Elazığ ve çevresine ait tektonik harita [8]

    3.YÖNTEM

    Bir bölgenin deprem riskinin belirlenmesinde sismik tehlike analizleri sıklıkla

    kullanılmaktadır. Sismik tehlike analizi, yerel veya bölgesel ölçekte yer sarsıntısının sayısal

    olarak tahmin edilmesi olarak tanımlanmaktadır. Sismik tehlike, özel deprem senaryolarını

    dikkate alan deterministik yöntemle veya depremin meydana gelme olasılığı, büyüklüğü,

    etkisi ve yeri ilgili belirsizlikleri dikkate alan olasılıksal yöntemle analiz edilebilmektedir. [4,

    5, 6] Olasılıksal sismik tehlike analizinde çalışma alanını etkileyebilecek tüm sismik

    kaynaklar göz önüne alınmakta ve istenilen aşılma olasılıklarına göre analizler yapılmaktadır.

    Konutlar için ortalama yapı ömrü 50 yıl olarak alındığında ve %10 aşılma olasılığına göre

    analizler yapıldığında yeterli güvenlik sağlanmış olmaktadır [7]. Bu çalışmada Elazığ şehir

    merkezi için geçmiş deprem verileri kullanılarak 50 yılda % 10 aşılma ihtimaline göre

    olasılıksal deprem tehlike analizi yapılmıştır. Belirlenen deprem büyüklüğü değeri ve zemin

    parametreleri kullanılarak farklı azalım ilişkileri ile hedef spektrum belirlenmiştir. Hedef

    spektrumla ölçekli deprem kayıtları kullanılarak farklı noktalarda Shake2000 yazılımı ile

    zemin davranış analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda çalışma alanının pik yer

    ivmesi (PGA) 0,2-1 s periyotlu spektral ivme (Sa), zemin hakim periyodu ve zemin

    büyütmesi gibi yer hareketi parametreleri belirlenmiş ve haritalanmıştır.

    3.1. Sismik Tehlike Analizi

    Sismik tehlike analizlerinin en temel ve önemli girdilerinden biri geçmiş depremlere ait

    verilerdir. Deprem tehlike analizleri için gerekli geçmiş deprem verileri, tarihi deprem

    kayıtlarından elde edilebileceği gibi özellikle son yıllarda gelişen kayıt sistemleri sayesinde

    ulusal ve uluslararası alanda deprem verilerine ulaşmak çok kolay hale gelmiştir. Elazığ’da

    sismik tehlikenin belirlenmesi amacıyla, Deprem Dairesi Başkanlığı (DDB) [2], Boğaziçi

    627

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • Üniversitesi Deprem Tsunami İzleme Merkezi (BDTİM) [1], United States Geological Survey

    (USGS) [9] kayıtları taranarak geçmiş depremler araştırılmıştır. Elazığ şehir merkezi

    çevresinde 100 km yarıçaplı dairesel bir alan içerisinde meydana gelen Mw>4,5 olan

    depremler dikkate alınarak olasılıksal analiz gerçekleştirilmiştir. Kataloglardan alınan farklı

    ölçeklerdeki deprem kayıtlarının tek bir ölçeğe dönüştürülmesi işlemi, Deniz ve Yücemen

    [10] tarafından ülke içerisinde son yüzyılda meydana gelen tüm depremlerden oluşan bir veri

    tabanı kullanılarak elde edilmiş olan eşitlikler kullanılarak moment büyüklük (Mw) ölçeğine

    dönüştürülmüştür. Olasılıksal sismik tehlike analizinde yaygın bir şekilde kullanılan Poisson

    modeli depremlerin gerek mekan, gerekse zaman acısından birbirlerinden bağımsız bir şekilde

    meydana geldikleri varsayımına dayanmaktadır.

    Poisson modelinin gerektirdiği bağımsızlık koşulunu sağlamak için deprem öbekleşmelerinin

    belirlenerek öncü ve artçı depremler (ikincil depremler) sismik veri tabanından çıkartılmıştır

    [11]. Yukarı belirtilenler çerçevesinde Elazığ için gerçekleştirilen olasılıksal deprem tehlike

    analizine veri teşkil eden depremler, Deniz [12] tarafından verilen, öncü ve artçı depremlerin

    ayırt edilmesinde kullanılan zaman ve uzaklık pencerelerinin boyutlarına göre belirlenmiş ve

    Tablo 1’de verilmiştir.

    Deprem büyüklüklerinin olasılık dağılımı, depremlerin oluş sayıları ve büyüklükleri

    arasındaki ilişkiyi veren yineleme bağıntılarından elde edilmektedir. Bu amaca yönelik olarak

    literatürde yaygın bir şekilde Gutenberg-Richter [13, 14, 15] tarafından önerilen ve Eşitlik

    1’de verilen doğrusal büyüklük-oluşum sayısı ilişkisi yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

    log = − (Eşitlik 1) Burada;

    N: Birim zaman içinde büyüklük değeri M’ye eşit yıllık deprem sayısı

    M: Deprem Büyüklüğü

    a ve b: Regresyon katsayıları

    Tablo 1. Sismik tehlike analizinde kullanılan depremler

    No Depremin Oluş

    Tarihi

    Derinlik

    (km) Büyüklük (Mw)

    1 23.06.2011 6,1 5,2

    2 24.03.2010 4,5 5,1

    3 8.03.2010 10 5,6

    4 8.03.2010 12 6,1

    5 21.02.2007 6 5,7

    6 9.02.2007 2,6 5,5

    7 26.01.2007 5,5 4,9

    8 26.11.2005 8,5 5,1

    9 11.08.2004 7,4 5,7

    10 13.07.2003 10 5,6 11 20.12.1998 10 5,3

    12 9.05.1998 10 5,1

    13 6.07.1993 47,4 4,7

    14 7.05.1992 18,3 5,2

    15 20.01.1981 10 5,3

    16 12.09.1979 10 5,1

    17 10.09.1973 33 4,9

    18 4.12.1905 10 6,8

    628

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • Deprem büyüklüklerinin olasılık dağılımı, depremlerin oluş sayıları ve büyüklükleri

    arasındaki ilişkiyi veren yineleme bağıntılarından elde edilmektedir. Bu amaca yönelik olarak

    literatürde yaygın bir şekilde Gutenberg-Richter [13, 14, 15] tarafından önerilen ve Eşitlik

    1’de verilen doğrusal büyüklük-oluşum sayısı ilişkisi yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

    log = − (Eşitlik 1) Burada;

    N: Birim zaman içinde büyüklük değeri M’ye eşit yıllık deprem sayısı

    M: Deprem Büyüklüğü

    a ve b: Regresyon katsayıları

    Sismik dalgalardan kaynaklı zemin davranışının yapılara olan etkileri incelenirken yapının

    kullanım ömrü boyunca meydana gelecek en riskli yer hareketlerinin belirlenmesi

    gerekmektedir. Böyle bir yer hareketine neden olan tasarım depremi, 50 yıllık yapı ömrü

    boyunca %10 aşılma ihtimaline göre veya 475 yıllık bir dönüşüm periyoduna sahip bir

    deprem olarak dikkate alınmaktadır. Elazığ şehir merkezinin etrafında 100 km yarıçaplı

    dairesel bir alan içerisinde kataloglarından elde edilen ve Tablo 1’de gösterilen deprem

    verileri kullanılarak, depremlerin oluş sayısı ve yığınsal frekans değerleri belirlenmiştir. Bu

    değerlerden faydalanarak elde edilen büyüklük-oluşum sayısı grafiği ise Şekil 2’de

    verilmiştir.

    Şekil 2. Büyüklük-oluşum sayısı ilişkisi

    Elazığ’da poisson dağılımı kullanılarak 50 yılda %10 aşılma olasılığına göre yapılan analizde

    tasarım depreminin büyüklüğü Mw 7,7 olarak belirlenmiştir. Deprem bölgelerinde yapılar,

    farklı seviyelerde deprem etkilerine maruz kalmaktadır. Yapıların depreme dayanıklı tasarımı

    için gerekli yer hareketi parametreleri, azalım ilişkileriyle belirlenebilmektedir [4]. Bu

    ilişkiler, sahanın jeolojik şartlarını, deprem kaynak mekanizmasını ve kaynak mesafesini

    dikkate almakta ve kaydedilmiş kuvvetli yer hareket verilerini kullanarak regresyon

    analizleriyle geliştirilmektedir. [16] Kuvvetli yer hareketi literatürüne en son ve önemli

    katkılardan biri “Pacific Eartquake Engineering Research Center (PEER)” tarafından “Next

    Generation Attenuation WEST2 (NGA-WEST2)” [17] olarak adlandırılan proje kapsamında

    üretilen yeni nesil azalım ilişkileridir. Elazığ’da yer hareket parametrelerinin tahmininde

    NGA WEST2 projesi kapsamında son zamanlarda geliştirilen Abrahamson, Silva ve Kamai

    (ASK13) [18] Boore, Stewart, Seyhan ve Atkinson (BSSA13) [19] ve Campbell ve Bozorgnia

    (CB13) [20] azalım ilişkileri kullanılmıştır. Çalışma alanının ana fay olan Doğu Anadolu Fay

    629

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • Zonuna mesafesi yaklaşık 26 km’dir. Azalım ilişkilerinden hedef spektrumun belirlenmesinde

    bu mesafe dikkate alınmıştır. Deprem kayıtlarının elde edilmesinde ve ölçeklenmesinde

    kullanılacak nihai hedef spektrum ASK13, BSSA13 ve CB13 azalım ilişkilerinden elde edilen

    spektrumların geometrik ortalaması alınarak belirlenmiş ve Şekil 3’de gösterilmiştir.

    Belirlenen hedef spektrumla ölçekli deprem kayıtları PEER veri tabanından alınmış ve seçilen

    deprem kayıtlarının hedef spektruma ölçeklenmesi işlemi, PEER web sitesindeki simülasyon

    platformunda bulunan ölçekleme aracı kullanılarak yapılmıştır. Seçilen deprem kayıtlarının

    ivme spektrumu grafiği de Şekil 4’de verilmiştir.

    3.2. Yapılan Çalışmalar

    Kayma dalgası hızı (Vs), dinamik kayma modülü (G), sönüm oranı ve bunların kayma birim

    deformasyonuyla değişimi, zeminlerin dinamik özellikleri olarak dikkate alınmaktadır. Vs,

    geoteknik çalışmalarda sıklıkla kullanılan zeminlerin önemli dinamik özelliklerindendir.

    Vs’nın belirlenmesine yönelik olarak çalışma alanında 170 profilde sismik kırılma ve 127

    sondaj noktasında SPT testleri yapılmıştır.

    Şekil 3. ASK13, BSSA13 ve CB13 azalım ilişkileri ile belirlenen %5 sönüm oranı için hedef

    spektrum grafiği

    Şekil 4. Hedef spektrum ve seçilen kayıtların spektrumu

    630

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • SPT darbe sayısı ve Vs arasındaki ilişkiyi veren literatürde birçok çalışma yapılmıştır [21,

    22]. Elazığ zeminleri için her sondaj noktasında SPT-N değerlerinden kayma dalgası hızını

    belirlemek amacıyla tüm zemin türleri için geçerli olan, İyisan [22] tarafından geliştirilen ve

    Eşitlik 2’da verilen ampirik bağıntı tercih edilmiştir. Analizlerde kullanılan tipik bir zemin

    profili Şekil 5’de verilmiştir.

    =51,5 0,516 (Eşitlik 2)

    Burada;

    Vs: Kayma dalgası hızı (m/s)

    N: SPT darbe sayısı

    Deprem mühendisliği uygulamalarında ivme spektrumları yaygın olarak kullanılmaktadır.

    İvme spektrumları, farklı periyotlardaki tek serbestlik dereceli sistemler üzerine gelen

    maksimum ivmeleri yansıtmaktadır. İvme spektrumlarında belli bir periyottaki ivme değeri,

    sıklıkla spektral ivme (Sa) olarak tanımlanmaktadır. Binalar tek serbestlikli sistem olarak

    düşünüldüğünde ivme spektrumları, farklı periyotlarda binalar üzerine gelen spektral ivme

    (Sa) değerlerini göstermektedir. Zemin davranış analizlerinden elde edilen yüzey spektral

    ivmelerin maksimumum değerini kullanarak yapılan haritalama, ivmelerin hangi periyotlarda

    meydana geldiğini göstermediğinden çok kullanışlı değildir. Ancak 0,2 s (kısa periyot) ve 1,0

    s (uzun periyot) değerlerine göre yapılan haritalamalar daha kullanışlı ve rezonans olayını

    tanımlamada daha aydınlatıcı olmaktadır.

    Rezonans, sismik salınım sırasında zeminin davranışından kaynaklı oluşan periyot değeri ile

    yapının periyot değerinin çakışması sonucu yapılarda ciddi derece hasara sebep

    olabilmektedir. Böyle bir durumda yapı zemin ile birlikte salınım göstermekte ve bu esnada

    ekstra momentler ortaya çıkmakta ve yapı bundan zarar görebilmektedir. Zemin davranış

    analizleri sonucunda elde edilen haritalar bizlere olası deprem esnasında bölgede zemin

    büyütmesi sonucu özellikle 0,2-1 s periyotlardaki ivme, pik yer ivmesi ve zemin hakim

    periyot değerlerini sunarak yapılaşmada hangi bölgelerde çok katlı hangi bölgelerde az katlı

    konutlaşmaya gidileceği konusunda fikir verebilmektedir.

    Şekil 5. Tipik zemin profili ve Vs değişimi

    631

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • Bu amaçla çalışma alanının pik yer ivmesi (PGA), zemin büyütme oranı, zemin hakim

    periyodu ve 0,2 ve 1 s spektral ivme haritaları daha önceki bölümlerde sözü edilen 127

    lokasyonda yapılan zemin davranış analizleri sonucunda hazırlanmış ve sırasıyla Şekil 7, 8, 9,

    10 ve 11’de verilmiştir. Sözü edilen haritaları oluşturmak için zemin davranış analizlerinde,

    seçilen deprem kayıtları içerisinde hedef spektrumla daha uyumlu ve ortalama karesel hata

    oranı en düşük olan, 1972 yılında Sitka-Alaska USA’de Mw =7.68 büyüklüğünde meydana

    gelen depremin “Sitka Observatory” istasyonu kaydı kullanılmıştır. Kullanılan kaydın ivme-

    zaman grafiği Şekil 6’da verilmiştir.

    Şekil 6. 1972 yılı Sitka Alaska USA depremi “Sitka observatory” istasyonu ivme kaydı

    Şekil 7. Elazığ şehir merkezi için Pik Yer(PGA) İvmesi haritası

    Şekil 8. Elazığ şehir merkezi için zemin büyütme haritası

    632

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • Şekil 9. Elazığ şehir merkezi için zemin hakim periyodu haritası

    Şekil 10.: Elazığ şehir merkezi için 0,2 s periyotlu spektral ivme haritası

    Şekil 11.: Elazığ şehir merkezi için 1 s periyotlu spektral ivme haritası

    633

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • 4. SONUÇLAR

    Çalışma alanının da zemin davranış analizlerinden belirlenen PGA değerleri 0,1-0,8 g

    arasında değişmektedir ve yüksek PGA değerleri çalışma alanının kuzeyinde Şahinkaya,

    Üniversite, Fevziçakmak mahalleri arasındaki bölgede gözlenmektedir. Zemin hakim

    periyodu 0,1 ile 0,44 s arasında değişirken, Büyütme oranları ise 1,1 ile 3,97 arasında

    değişmektedir. Yüksek büyütme değerleri Aksaray-Çatalçeşme-İzzetpaşa mahalleleri arasında

    Sanayi merkezli bölgede olduğu görülmektedir. Kısa periyot (0,2 s) spektral ivmeler 0,45 ile

    2,96 arasında değişirken uzun periyotlu (1 s) spektral ivmelerinin 0.1 ile 0.12 arasında

    değişmektedir.

    Tüm bu veriler değerlendirildiğinde çalışma alanında Fevziçakmak, Üniversite, İzzetpaşa ve

    Sanayi mahallelerinde yüksek büyütme değerleri görülmesine (3-3,5) rağmen 1 sn periyotlu

    Sa değerlerinin 0,10-0,12 g gibi düşük seviyelerde kaldığı görülmektedir. Doğukent, Hicret ve

    Sürsürü gibi mahallerde büyütmeler orta seviyelerde (2-2,5) olmasına rağmen, kısa

    periyotlarda (0,20 sn) 0,45-0,6 g arasında değişen nispeten düşük spektral ivme değerleri

    görülürken, Şahinkaya Nailbey ve Sanayi gibi mahallerde ise yüksek spektral ivmeler (1,5-

    2,96) görülmektedir. Bu durum çalışma alanında yapılacak yapılar açısından

    değerlendirildiğinde çalışma alanının genelinde yüksek periyotlara sahip çok katlı yapıların

    düşük (0,10-0,12 g) Sa değerlerine, kısa periyotlara sahip az katlı yapıların ise Doğukent

    Hicret ve Sürsürü gibi mahallerde düşük spektral ivmelere, Şahinkaya Nailbey, Üniversite,

    Fevziçakmak ve Sanayi gibi mahallelerde ise yüksek (1,5-2,96 g) Sa maruz kalacağını

    göstermektedir. Bu sonuçların gerek kentsel dönüşüm gerekse de yeni yapılaşma alanlarında

    ileride olması muhtemel deprem etkilerinden mümkün olduğunca az etkilenmek için önemli

    olduğu ve dikkate alınması gerektiği düşünülmektedir.

    TEŞEKKÜR

    Çalışma alanında verilerin elde edilmesinde yardımlarını esirgemeyen başta AKARE

    Planlama Müş. Mim. Müh. İnş. Ltd. Şti. ve Elazığ Jeoteknik firmalarına teşekkürlerimizi

    sunarız.

    KAYNAKLAR

    [1] Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü Bölgesel

    Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi, İstanbul.

    [2] T.C. Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi Bakanlığı Deprem Dairesi Başkanlığı,

    Ankara. http://www.deprem.gov.tr/tr/kategori/deprem-bolgeleri-haritasi-28841.

    [3] Arpat, E., ve Şaroğlu, F.,” Doğu Anadolu Fayı ile İlgili Bazı Gözlemler ve Düşünceler”

    MTA Enst. Dergisi, Sayı: 78, s. 44-50, 1972.

    [4] Kramer, S.L. 653 pp, (1996) “Geotechnical Earthquake Engineerin” PrenticeHall, Upper

    Saddle River, New Jersey.

    [5] Chen, W.F. , Scawthorn, C. (2002), “Earthquake Engineering Handbook”, CRC Press.

    634

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • [6] Kramer, S.L., CEE 526 (2009) “Geotechnical Earthquake Engineering lecture notes”

    University of Washington, Seattle, WA-USA.

    [7] Gülkan, P., Koçyiğit, A., Yücemen, S.Y., Doyuran, V., Başöz, N., “En son verilere

    dayanan Türkiye deprem bölgeleri haritası”, ODTÜ Deprem Mühendisliği Araştırma

    Merkezi, Rapor No. 93-01. 156s., 1993.

    [8] Perinçek, D., Günay, Y. ve Kozlu, H. “Doğu ve Güneydoğu Anadolu Bölgesindeki yanal

    atımlı faylar ile ilgili yeni gözlemler”Türkiye 7. Petrol Kongresi, 89-103. 6-10 Nisan

    1987

    [9] https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/.

    [10] Deniz, A. ve Yücemen, M.S., (2010), “Magnitude conversion problem for the Turkish

    Earthquake data, Nat. Hazards” v.55 pp. 333–352.

    [11] Yücemen M.S., “Olasılıksal sismik tehlike analizi: Genel bakış ve istatistiksel

    modellemede dikkat edilmesi gerekli hususlar”, 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve

    Sismoloji Konferansı, 11-14 Ekim 2011 – ODTÜ – ANKARA.

    [12] Deniz, A. (2006). “Estimation of Earthquake Insurance Premium Rates for Turkey”,

    M.Sc. Thesis, Dept. of Civil Engineering, METU.

    [13] Gutenberg, B., Richter, C.F., Earthquake Magnitude, “Intensity, Energy and

    Accelaration, Bulletin Seismological Society of America”, 323, 163-191, 1942.

    [14] Gutenberg, B., Richter, C.F., “Frequency of Earthquakes in California, Bulletin of the

    Seismological Society of America”, 34, 185–188, 1944.

    [15] Richter, C. F. “Elementary Seismology, W.H. Freeman and Company”, San Francisco,

    1958.

    [16] Akın M., , "Seismic Microzonation Of Erbaa (Tokat-Turkey) Located Along Eastern

    Segment Of The North Anatolıan Fault Zone (Nafz)”.Aralık 2009

    [17] “NGA-West2 Equations for Predicting Response Spectral Accelerations for Shallow

    Crustal Earthquakes. Pacific Earthquake Engineering Research Center”, University

    of California, PEER Report No: 2013/05, 93s., 2013.

    [18] Abrahamson N.A., Silva W.J., Kamai R., “Update of the AS08 Ground-Motion

    Prediction Equations Based on the NGA-West2 Data Set”, Pacific Earthquake

    Engineering Research Center, University of California, PEER Report No: 2013/04,

    137s., 2013.

    [19] Boore D.M., Stewart J.P., Seyhan E., Atkinson G.M., “NGA-West2 Equations for

    Predicting Response Spectral Accelerations for Shallow Crustal Earthquake” Pacific

    Earthquake Engineering Research Center, University of California,, PEER Report

    No: 2013/05,.

    [20] Campbell K.W. and Bozorgnia Y.,” NGA-West2 Campbell-Bozorgnia Ground Motion

    Model for the Horizontal Components of PGA, PGV, and 5%-Damped Elastic

    Pseudo-Acceleration Response Spectra for Periods Ranging from 0.01 to 10 sec.”

    Pacific Earthquake, Engineering Research Center, University of California, PEER

    Report No: 2013/06, 102s., 2013.Pacific Earthquake Engineering Research.

    [21] Seed, H.B., Idriss, I.M., 1981. “Evaluation of liquefaction potential sand deposits based

    onobservation of performance in previous earthquakes” ASCE National Convention

    (MO), 481-544.

    [22] İyisan, R., “Zeminlerde kayma dalgası hızı ile penetrasyon deney sonuçları arasındaki

    bağıntılar”, İMO Teknik Derg, 7(2): 1187-1199, 1996.

    635

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul

  • 636

    7. Geoteknik Sempozyumu 22-23-24 Kasım 2017, İstanbul