Ufuk HANCILAR, Karin ŞEŞETYAN, Eser ÇAKTI

İstanbul’daki 2000 Yılı Sonrası Binalar İçin Tasarım Depremi Altında Karşılaştırmalı Yapısal Hasar ve Mali Kayıp Tahminleri

2008 yılında İstanbul Büyükşehir Belediyesi (İBB) tarafından cadde/sokak taramaları yoluyla derlenen İstanbul bina envanterinde yaklaşık 1,2 milyon bina bulunmaktadır. Bu binaların %15’i (180.000 civarı) 2000 yılı ve sonrasında inşa edilmiş, 5 ve üzeri katlı, betonarme çerçeve tipi yapılardır. Bu çalışmada, 2000 yılından sonra inşa edilen ve Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (1998)’e [1] göre tasarlandıkları varsayılan bu binalar için, tasarım depremi etkileri altında yapısal hasar ve yapısal hasar kaynaklı mali kayıp tahminleri sunulmaktadır. Bu amaçla, ELER (Earthquake Loss Estimation Routine) [2] yazılımının kapasite spektrumu yöntemini uygulayan Kentsel Deprem Kayıpları Tahmin Modülü (Hancılar vd., 2010) [3] kullanılmıştır. Spektral kapasite bazlı hasar analizlerinde deprem talebi %5 sönümlü elastik ivme spektrumu ile temsil edilirken bina yatay yük taşıyıcı sistemi kapasite eğrisi ile sunulur ve spektral yerdeğiştirmeler cinsinden kırılganlık fonksiyonları yoluyla farklı hasar seviyeleri için hasar olasılıkları hesaplanır. Analizlerde deprem etkileri 50 yılda %10 aşılma olasılığı (475 yıllık yinelenme süresi) için Şeşetyan vd. (2016) [4] tarafından verilen zemin bağımlı spektral ivmeler (0,2s ve 1.0s için) kullanılarak oluşturulan tasarım spektrumları ile dikkate alınmıştır. Hasar analizleri, bina kapasite eğrileri ve kırılganlık fonksiyonları için üç farklı model dikkate alınarak aynı deprem seviyesi altında gerçekleştirilmiştir: i) İstanbul Olası Deprem Kayıp Tahminleri (İBB-2009) [5] çalışmasında kullanılan, geçmiş analitik çalışmalara ve uzman görüşü/yorumuna dayanan yapısal kırılganlık fonksiyonları ile taşıyıcı sistem kapasite eğrileri; ii) Benzer bina sınıfları için HAZUS-MH MR4 (2004) Teknik Kılavuzu’nda [6] verilen kapasite eğrileri ve kırılganlık fonksiyonları; iii) Hancılar ve Çaktı (2015)’te [7] sunulan, yapısal analizlere dayalı kapasite eğrileri ve kırılganlık fonksiyonları. Üç modele ait sonuçlar hasarlı bina sayıları ve dağılımları ile yapısal hasar kaynaklı mali kayıplar cinsinden karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Yapısal hasar, tasarım depremi, deprem riski, ekonomik kayıp, yeni binalar, İstanbul

PDF

___

1. Afet Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik, 1998, T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara.
2. ELER v3.1 - Earthquake Loss Estimation Routine, Technical Manual and Users Guide, Bogazici University, Department of Earthquake Engineering, Istanbul, 2010. (http://www.koeri.boun.edu.tr/Haberler/NERIES%20ELER%20V3.1_6_176.depmuh)
3. Hancılar, U., Tuzun, C., Yenidogan, C., Erdik, M.: ELER software - a new tool for urban earthquake loss assessment, Natural Hazards & Earth System Sciences 2010; 10: 2677-2696.
4. Şeşetyan, K., Demircioglu, M.B., Duman, T.Y., Can, T., Tekin, S., Azak, T.E., Fercan, O.Z.: A probabilistic seismic hazard assessment for the Turkish territory-part I: the area source model, Bull. of Earthquake Eng., September 2016, published online.
5. İBB-2009: İstanbulOlası Deprem Kayıp Tahminleri. İstanbul Büyükşehir Belediyesi, Deprem Risk Yönetimi ve Kentsel İyileştirme Daire Başkanlığı, Deprem ve Zemin İnceleme Müdürlüğü, Ekim 2009.
6. HAZUS-MH MR4: Technical Manual, Federal Emergency Management Agency (FEMA), Washington, DC, USA, 2004.
7. Hancılar, U. Ve Çaktı, E.: Fragility functions for code complying RC frames via best correlated IM-EDP pairs, Bulletin of Earthquake Engineering 2015; 13(11): 3381-3400.
8. Spence R., Coburn A.W., Pomonis, A. 1992. Correlation of ground-motion with building damage: the definition of a new damage-based seismic Intensity scale. 10th World Conference on Earthquake Engineering, pp. 551-556.
9. Sabetta F., Goretti A., Lucantoni A. 1998. Empirical fragility curves from damage surveys and estimated strong ground-motion. 11th European Conference on Earthquake Engineering, Paris, France.
10. Orsini G. (1999): A model for buildings’ vulnerability assessment using the parameterless scale of seismic intensity (PSI). Earthquake Spectra 15(3): 463-483.
11. Rossetto T., Elnashai A. 2003. Derivation of vulnerability functions for European-type RC structures based on observational data. Engineering Structures 25: 1241-1263.
12. Colombi M., Borzi B., Crowley H., Onida M., Meroni F., Pinho R. (2008): Deriving vulnerability curves using Italian earthquake damage data. Bulletin of Earthquake Engineering 6(3): 485-504.
13. Hancılar, U., Taucer F. and Corbane, C. Empirical fragility functions based on remote sensing and field data after the January 12, 2010 Haiti earthquake, Earthquake Spectra 2013; 29(4): 1275-1310.
14. Vacareanu R., Radoi R., Negulescu C., Aldea A. 2004. Seismic vulnerability of RC buildings in Bucharest, Romania. 13thWorld Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada.
15. Borzi B., Crowley H., Pinho R. 2008. The influence of infill panels on vulnerability curves for RC buildings. 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.
16. Erberik M.A. (2008): Fragility-based assessment of typical mid-rise and low-rise RC buildings in Turkey. Engineering Structures 30(5): 1360-1374.
17. Hancılar, U., Cakti, E., Erdik, M., Franco, G., Deodatis, G.: Earthquake vulnerability of school buildings: Probabilistic structural fragility analyses, Soil Dynamics & Earthquake Engineering 2014; 67: 169-178.
18. Hancılar, U., Safak, E. and Cakti, E.: An exercise on the derivation of fragility functions for tall buildings, 16thWorld Conference on Earthquake Engineering, Santiago, Chile, 2017.
19. HAZUS 99: User and technical manuals, Federal Emergency Management Agency (FEMA), Washington D.C., USA, 1999.
20. ATC 40: Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, Applied Technology Council, Redwood City, California, USA, 1996.
21. FEMA 440: Improvement of nonlinear static seismic analysis procedures, Federal Emergency Management Agency, Applied Technology Council, Washington D.C., USA, Rep. no.440,2005.
22. ASCE/SEI 41-06: Seismic rehabilitation of existing buildings, American Society of Civil Engineers, USA, 2006.
23. Erdik, M., Sesetyan, K., Demircioglu, M.B., Hancilar, U., Zulfikar, C., Cakti, E., Kamer, Y., Yenidogan, C., Tuzun, C., Cagnan, Z., Harmandar, E.: Rapid earthquake hazard and loss assessment for Euro-Mediterranean Region, Acta Geophysica 2010; 58(5): 855-892.
24. Corbane, C., Hancilar, U., Ehrlich, D., De Groeve, T.: Pan-European seismic risk assessment: a proof of concept using the Earthquake Loss Estimation Routine (ELER), Bulletin of Earthquake Engineering, 2017; 15(3): 1057-1083.
25. National Institute of Building Sciences - NIBS (1997): HAZUS: Hazards U.S.: Earthquake Loss Estimation Methodology, NIBS Document Numbers 5200-5203, Washington, D.C.
26. Kircher, C.A., Nassar, A.A., Kustu, O., Holmes, W.T.: Development of building damage functions for earthquake loss estimation, Earthquake Spectra 1997; 13(4): 663-682.