tc süleyman demirel üniversitesi fen bilimleri enstitüsü uzak ve yakın bölge depremleri altında ...

104 Pages·2011·7.44 MB·Turkish

T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

UZAK VE YAKIN BÖLGE DEPREMLERİ ALTINDA
DÜZENSİZ YIĞMA BİR BİNA DAVRANIŞININ
İNCELENMESİ

Yağmur DİKİCİAŞIK

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Zeki AY

YÜKSEK LİSANS TEZİ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ISPARTA-2011

i
i i
İÇİNDEKİLER
Sayfa
İÇİNDEKİLER.............................................................................................................i
ÖZET...........................................................................................................................ii
TEŞEKKÜR................................................................................................................iv
ŞEKİLLER DİZİNİ......................................................................................................v
ÇİZELGELER DİZİNİ...............................................................................................ix
SİMGELER VE KISALTMALAR..............................................................................x
1. GİRİŞ.......................................................................................................................1
2. KAYNAK ÖZETLERİ............................................................................................3
3. MATERYAL VE YÖNTEM...................................................................................8
3.1. Materyal................................................................................................................8
3.1.1. Deprem hareketi.................................................................................................8
3.1.2. Deprem kaydından magnitüdün hesaplanması...................................................9
3.1.3. Sismik dalgalar ve kayıtlar...............................................................................10
3.1.4. Dalga yayılımı ve dalga çeşitleri......................................................................11
3.1.5. Deprem dalgaları..............................................................................................12
3.1.6. Depremde zemin etkileri..................................................................................14
3.1.7. Marmara depremi.............................................................................................15
3.1.8. Yakın ve uzak bölge depremi özellikleri........................................................17
3.1.9. Deprem hesap yöntemleri...............................................................................28
3.1.10. Deprem etkisi altında yığma yapı davranışı...................................................32
3.2. Yöntem................................................................................................................41
3.2.1. Sayısal model...................................................................................................41
3.2.2. Yüklemeler ve kombinasyonlar.......................................................................43
3.2.3. Yapı elemanlarının malzeme özellikleri..........................................................43
3.2.4. Marmara depremi istasyon verileri..................................................................45
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA....................................................50
5. SONUÇLAR..........................................................................................................79
KAYNAKLAR..........................................................................................................80
EKLER.......................................................................................................................84
ÖZGEÇMİŞ...............................................................................................................92

i
ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

UZAK VE YAKIN BÖLGE DEPREMLERİ ALTINDA DÜZENSİZ YIĞMA
BİR BİNA DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Yağmur DİKİCİAŞIK

Süleyman Demirel Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü
İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Zeki AY

Bu çalışmada Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı’ndan alınan farklı deprem
verilerinin değişik istasyonlardaki karakteristiklerinin değişimleri baz alınarak
düzensiz bir yığma yapı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yığma binaların sonlu
elemanlar yöntemiyle yapılan hesaplarında modelleme aşaması çok önemlidir.
Ölçüler sayısal olarak bilgisayara yüklenecektir. Analiz için SAP2000 programı
kullanılmıştır. Elde edilen verilerin bilgisayar ortamına aktarılmasıyla binanın uzak
ve yakın bölge depremlerinden meydana gelecek sismik dalgalar altındaki davranışı,
bu dalgaların mesafelere oranla karakteristik değişimleri de dikkate alınarak ortaya
konulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Deprem ivmeleri, yığma duvar, deprem zorlaması, deprem
riski, yığma yapı, dinamik davranış.

2011, 92 sayfa

i i
ABSTRACT

M.Sc. Thesis

EARTHQUAKE RESPONSE OF IRREGULAR A MASONRY BUILDING
UNDER THE NEAR AND FAR FIELD EARTHQUAKES

Yağmur DİKİCİAŞIK

Süleyman Demirel University
Graduate School of Applied and Natural Sciences
Civil Engineering Department

Supervisor: Asst. Prof. Dr. Zeki AY

In this thesis, effects on irregular a masonry building was studied based on changes
of characteristic in other stations of different earthquake datas that were taken from
Disaster and Emergency Management Presidency. Modelising stage is very
important in analysis that were done by masonry buildings ‘finite element method’.
Measurements will be loaded to the computer numerically. To analyze, SAP2000
programme will be used. After loading datas to computer that have already obtained
buildings movements that happened exposed via taking into consideration in
characteristic changes in proportion to distances.

Key Words: Seismic accelerations, masonry walls, seismic, vulnerability, masonry
structure, dynamic behaviour.

2011, 92 pages

ii i
TEŞEKKÜR

Akademik kariyerimin ilk basamağını çıkarken elimden tutan, derin bilgisiyle
araştırma ufkumu geliştiren, beni yönlendiren, karşılaştığım zorlukları bilgi ve
tecrübesi ile aşmamda yardımcı olan değerli Danışman Hocam Yrd. Doç. Dr. Zeki
AY’a sonsuz teşekkürlerimi borç bilirim. Tez çalışmam süresince desteklerinden
dolayı değerli hocam Uzm. Devran ÇELİK’e teşekkürlerimi sunarım.

Yağmur DİKİCİAŞIK
ISPARTA, 2011

iv
ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 3.1. Deprem tipleri için odak derinlikleri (Gioncu ve Mazzolani, 2002).................8
Şekil 3.2. Deprem mekanizması üzerinde kaynak karakteristikleri, yayılma yolu
etkileri, bölgesel zemin etkileri, yapı etkileri (Gioncu ve Mazzolani, 2002)..9
Şekil 3.3. Deprem dalgası kaydından magnitüd saptama (Gioncu ve Mazzolani, 2002)..9
Şekil 3.4. Sismogram (www.wowturkey.com).................................................................11
Şekil 3.5. Yüzey dalgaları ve cisim dalgaları (www.13kasim.k12.tr)..............................12
Şekil 3.6. P,S, Rayleigh, Love dalgaları ve dalga cepheleri (www.depremtakvim.com) 12
Şekil 3.7. Dalgaların ilerlemesi ve etkileri (www.deprembilgi.com)...............................14
Şekil 3.8. Marmara depremi bilgileri (www.wikipedia.org).............................................16
Şekil 3.9. Kırılma (kopma) bölgesi ve yönü (Gioncu ve Mazzolani, 2002)....................18
Şekil 3.10. Deprem sınıflamasında episantral alan, yakın alan, orta alan ve uzak alan
(Gioncu ve Mazzolani, 2002).........................................................................19
Şekil 3.11. Yakın, orta ve uzak alanlar için yer hareketi (Gioncu ve Mazzolani, 2002).20
Şekil 3.12. P ve S dalga hareketi (Gioncu ve Mazzolani, 2002).....................................21
Şekil 3.13. Episantral uzaklığın fonksiyonu olarak pik yer ivmesinin zayıflaması
((a)Yatay zayıflama (b)Düşey zayıflama) (Ambraseys ve Bommer, 1991)..22
Şekil 3.14. Maksimum yatay ve dikey ivmeler (Kudo, 1992)..........................................23
Şekil 3.15. Yakın alan ve uzak alan depremlerinin karakteristik özellikleri (Gioncu ve
Mazzolani, 2002)............................................................................................24
Şekil 3.16. Yakın alan ve uzak alan depremlerinde yapı davranışları (Gioncu ve
Mazzolani, 2002)............................................................................................26
Şekil 3.17. Eşdeğer yanal kuvvet yöntemi (Gioncu ve Mazzolani, 2002).....................28
Şekil 3.18. Mod birleştirme yöntemi (Gioncu ve Mazzolani, 2002)................................29
Şekil 3.19. Doğrusal elastik zaman tanım alanında çözüm yöntemi (Gioncu ve
Mazzolani, 2002).............................................................................................29
Şekil 3.20. Plastik hesap yöntemi (Gioncu ve Mazzolani, 2002).....................................30
Şekil 3.21. Statik itme (pushover) hesap yöntemi (Gioncu ve Mazzolani, 2002)............31
Şekil 3.22. Elastik olmayan zaman tanım alanında çözüm yöntemi (Gioncu ve
Mazzolani, 2002).............................................................................................31
Şekil 3.23. Yığma yapıların deprem kuvvetleri altındaki genel davranışı (Çöğürcü
ve Kamanlı, 2007)...........................................................................................33
Şekil 3.24. Yığma binanın dinamik davranışı (Kanıt vd., 2005)......................................34
Şekil 3.25. Dış yükler; temel oturmaları, farklı sünme, nem nedeniyle oluşan çökme
ya da depremden kaynaklanır (Arun, 2005)...................................................35
v
Şekil 3.26. (a): Duvarların birleşim yerlerinde oluşan düşey ya da diyagonal çatlaklar
(Arun, 2005) (b): Kapı ve pencere boşluğu olmayan uzun duvarlarda duvar
düzlemine dik kuvvetler altında bölgede oluşan yatay çatlaklar ile duvar
birleşimlerinde düşey ya da diyagonal çatlaklar (Arun, 2005)......................36
Şekil 3.27. Depreme maruz yığma duvarların düzlem içi ve düzlem dışı yüklenmesi)
(Kanıt vd., 2005)..............................................................................................37
Şekil 3.28. düzlem içi deprem zorlamaları ve etkileri (Kanıt vd., 2005)..........................37
Şekil 3.29. X yönünde deprem hareketi altında B duvarında düzlem dışı sismik
kuvvetlerin oluşumu (Kanıt vd., 2005)..........................................................38
Şekil 3.30. A duvarı üzerinde oluşan deprem kuvvetleri ve kesme kuvvet Diyagramı
(Kanıt vd., 2005)..............................................................................................38
Şekil 3.31. B duvarında oluşan düzlem dışı ivme (Kanıt vd., 2005)................................39
Şekil 3.32. Depreme maruz yığma binanın ötelenme profili (Kanıt vd., 2005)..............39
Şekil 3.33. Yığma binanın tek serbestlik dereceli modeli (Kanıt vd., 2005)...................40
Şekil 3.34. Yığma binanın matematik modeli ve tepki ivmeleri (Kanıt vd., 2005).........40
Şekil 3.35. İncelenen örnek yapı........................................................................................41
Şekil 3.36. İncelenen örnek yapının plan görünümü.........................................................42
Şekil 3.37. İncelemeye esas yapının SAP 2000 ile hazırlanmış modeli...........................43
Şekil 3.38. Solid elemanda S gerilmeleri.......................................................................44
11
Şekil 3.39. Solid elemanda S gerilmeleri........................................................................44
21
Şekil 3.40. Solid elemanda S gerilmeleri........................................................................45
13
Şekil 3.41. Solid elemanda S gerilmeleri........................................................................45
22
Şekil 3.42. Kocaeli-Gebze istasyonu .............................................................................47
Şekil 3.43. Kocaeli istasyonu.............................................................................................47
Şekil 3.44. Bursa-İznik istasyonu….. ................................................................................47
Şekil 3.45. İstanbul istasyonu............................................................................................47
Şekil 3.46. İstanbul-Küçükçekmece istasyonu.. .............................................................47
Şekil 3.47. Sakarya istasyonu............................................................................................47
Şekil 3.48. Bursa istasyonu….. .........................................................................................47
Şekil 3.49. Düzce istasyonu...............................................................................................47
Şekil 3.50. Bolu-Göynük istasyonu ............................................................................48
Şekil 3.51. Kütahya istasyonu............................................................................................48
Şekil 3.52. Tekirdağ Marmara Ereğlisi istasyonu ...........................................................48
Şekil 3.53. Balıkesir istasyonu...........................................................................................48
Şekil 3.54. Afyon istasyonu….. .........................................................................................48
Şekil 3.55. Manisa istasyonu..............................................................................................48
v i
Şekil 3.56. Uşak istasyonu….. ...........................................................................................48
Şekil 3.57. Çanakkale istasyonu........................................................................................48
Şekil 3.58. Denizli istasyonu .......................................................................................49
Şekil 3.59. Aydın istasyonu...............................................................................................49
Şekil 3.60. İzmir-Bornova istasyonu….. ..........................................................................49
Şekil 3.61. Kastamonu-Tosya istasyonu............................................................................49
Şekil 3.62. Tokat istasyonu….. .........................................................................................49
Şekil 3.63. Adana-Ceyhan istasyonu.................................................................................49
Şekil 4.1. X yönü depremde X yönlü maksimum taban kesme kuvveti...........................60
Şekil 4.2. X yönü depremde X yönlü minimum taban kesme kuvveti.............................60
Şekil 4.3. X yönü depremde Y yönlü maksimum taban kesme kuvveti...........................60
Şekil 4.4. X yönü depremde Y yönlü minimum taban kesme kuvveti.............................61
Şekil 4.5. Y yönü depremde X yönlü maksimum taban kesme kuvveti...........................61
Şekil 4.6. Y yönü depremde X yönlü minimum taban kesme kuvveti.............................61
Şekil 4.7. Y yönü depremde Y yönlü maksimum taban kesme kuvveti...........................62
Şekil 4.8. Y yönü depremde Y yönlü minimum taban kesme kuvveti.............................62
Şekil 4.9. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum X deplasmanı grafiği..62
Şekil 4.10. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum X deplasmanı grafiği...63
Şekil 4.11. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum X deplasmanı grafiği 63
Şekil 4.12. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum X deplasmanı grafiği...63
Şekil 4.13. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum Y deplasmanı grafiği 64
Şekil 4.14. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum Y deplasmanı grafiği...64
Şekil 4.15. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum Y deplasmanı grafiği 64
Şekil 4.16. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum Y deplasmanı grafiği...65
Şekil 4.17. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum Z deplasmanı grafiği.65
Şekil 4.18. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum Z deplasmanı grafiği...65
Şekil 4.19. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum Z deplasmanı grafiği.66
Şekil 4.20. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum Z deplasmanı grafiği...66
Şekil 4.21. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum X deplasmanı grafiği 66
Şekil 4.22. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum X deplasmanı grafiği...67
Şekil 4.23. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum X deplasmanı grafiği 67
Şekil 4.24. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum X deplasmanı grafiği...67
Şekil 4.25. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum Y deplasmanı grafiği 68
Şekil 4.26. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum Y deplasmanı grafiği...68
vi i
Şekil 4.27. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum Y deplasmanı grafiği 68
Şekil 4.28. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum Y deplasmanı grafiği...69
Şekil 4.29. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum Z deplasmanı grafiği.69
Şekil 4.30. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum Z deplasmanı grafiği...69
Şekil 4.31. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum Z deplasmanı grafiği.70
Şekil 4.32. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum Z deplasmanı grafiği...70
Şekil 4.33. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum S gerilme grafiği....70
11
Şekil 4.34. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum S11 gerilme grafiği.....71
Şekil 4.35. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum S11 gerilme grafiği...71
Şekil 4.36. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum S11 gerilme grafiği.....71
Şekil 4.37. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum S22 gerilme grafiği...72
Şekil 4.38. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum S22 gerilme grafiği.....72
Şekil 4.39. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum S22 gerilme grafiği...72
Şekil 4.40. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum S22 gerilme grafiği.....73
Şekil 4.41. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum S12 gerilme grafiği...73
Şekil 4.42. 1.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum S12 gerilme grafiği.....73
Şekil 4.43. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum S12 gerilme grafiği...74
Şekil 4.44. 1.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum S12 gerilme grafiği.....74
Şekil 4.45. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum S11 gerilme grafiği...74
Şekil 4.46. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum S11 gerilme grafiği.....75
Şekil 4.47. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum S11 gerilme grafiği...75
Şekil 4.48. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum S11 gerilme grafiği.....75
Şekil 4.49. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum S22 gerilme grafiği...76
Şekil 4.50. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum S22 gerilme grafiği.....76
Şekil 4.51. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum S22 gerilme grafiği...76
Şekil 4.52. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum S22 gerilme grafiği.....77
Şekil 4.53. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında maksimum S12 gerilme grafiği...77
Şekil 4.54. 2.kat için X yönü deprem kuvveti altında minimum S12 gerilme grafiği.....77
Şekil 4.55. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında maksimum S12 gerilme grafiği...78
Şekil 4.56. 2.kat için Y yönü deprem kuvveti altında minimum S12 gerilme grafiği.....78

vi ii