YEREL ZEMİN ŞARTLARININ TASARIM YER HAREKETİ ÜZERİNDE ETKİLERİ Mustafa KUTANİS 1 , Muzaffer ELMAS 2 kutanis@sakarya.edu.tr , elmas@sakarya.edu.tr Öz: Modern deprem yönetmeliklerinde, depreme dayanıklı yapı tasarımında kullanılacak elastik tasarım ivme spektrumlarının oluşturulmasında, yerel zemin koşullarının göz önünde bulundurulur. Çünkü, kuvvetli yer hareketi parametrelerinin –genlik, frekans, süre– yerel zemin şartlarından etkilenmektedir. Bu etkinin sınırlarının zemin tabakalarının malzeme ve geometrik özelliklerine ve deprem dalgasının karakteristiklerine bağlı olarak değiştiği bilinmektedir. Bu çalışmada, kuvvetli yer hareketi parametrelerine etki eden zemin tabaka kalınlığı, zemin sınıfı ve dinamik zemin parametreleri üzerinde sayısal analiz yapılmıştır. Sonuçlar, büyütme oranlarının frekansla ve ivme spektrumlarının frekansla değişimi şeklinde verilmişitir. Elde edilen sonuçlara bağlı olarak, 17 Ağustos, 1999 Marmara depremi sonrasında Adapazarı'nda ortaya çıkan hasar dağılımı açıklanmaya çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Geoteknik Deprem Mühendisliği, Zemin Büyültmesi Giriş Yerel olarak değişen jeolojik ve zemin şartlarının kuvvetli yer hareketleri ve deprem zararları üzerindeki etkisi uzun yıllardır bilinmekle beraber, son yıllarda geliştirilen kuvvetli yer hareketi ölçüm cihazları ile sayısal verilerle de ispatlanmıştır. Depreme dayanıklı bina tasarımında kullanılacak elastik tasarım ivme spektrumlarının oluşturulmasında, yerel zemin koşullarının göz önünde bulundurulması gereğine pek çok modern deprem yönetmeliklerinde (ATC-3-06, Eurocode 8, Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 1997) yer verilmiştir. Yapılan çalışmalar (Kramer, 1996; Iida, 1998; Hayashi et al., 1999), kuvvetli yer hareketi parametrelerinin –genlik, frekans, süre– yerel zemin şartlarından etkilendiğini göstermektedir. Bu etkinin sınırlarının zemin tabakalarının malzeme ve geometrik özelliklerine ve deprem dalgasının karakteristiklerine bağlı olarak değiştiği teorik, aletsel ve gözleme dayalı olarak tespit edilmiştir. Kullanılan Yöntem Kuvvetli yer hareketleri üzerinde yerel zemin şartlarının etkisi teorik-analitik çözümlerle de desteklenmiştir. Genellikle, ana kayadan yeryüzüne yaklaştıkça, zemin ortamlarının yoğunluğu ve kayma dalgası hızı düşer. Deprem dalgalarının saçılma etkisi ve malzeme sönümü ihmal edilirse, elastik dalga enerjisinin korunumuna göre, sismik dalga genlikleri, genellikle sediment ortamlarda, düşük kütle yoğunluğu ve düşük sismik hızlardan dolayı oldukça büyür. Yerel zemin şartlarının diğer bir karakteristiği, yer hareketini büyültme etkisidir. Bu özelliği ortaya koymak amacıyla, SHAKE (Schnabel et al. 1972) programı ile yapılan bir çalışma yapılmıştır. Şekil 1 de verilen, geometrik özellikleri aynı, zemin kayma dalgası hızları farklı, lineer elastik zemin profillerine ait büyültme fonksiyonlarının frekansa bağlı olarak değişimi incelenmiştir.. Burada, sert zeminler anakaya hareketini yüksek frekanslarda büyültürken, yumuşak zeminler düşük frekanslarda büyüttüğü; A sahası maksimum büyültme faktörü 2.40 Hz’te 10.25, B sahası maksimum büyültme faktörü 10.0 Hz te 4.19 ve C sahası maksimum büyültme faktörü 15.3 Hz te 2.84 değerlerini aldığı görülmüştür. Sonuç olarak, anakaya hareketinin zemin yüzeyindeki etkilerinin farklı rijitlikteki zemin ortamları tarafından değiştirilebileceği anlaşılmıştır. 1 Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Müh. Böl. Adapazari 1208