$V_{S30}$ değerine bağlı koherans modeli: İstanbul modeli

Depremlerin yol açtığı kuvvetli yer hareketi uzun yapıların her yerinde aynı olmayacaktır. Yer hareketindeki bu farklılığın, uzunyapıların tasarımı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Depreme dayanıklı tasarımın, son yüzyıllarda deprem yer hareketinindeğişkenliğini araştırmada etkisi olmuştur. Bu çalışmada, koherans adı verilen frekans tanım alanı yönünden deprem yerhareketlerinin değişkenliği ele alınmıştır. Bugüne kadar genelde, zemin etkisi dikkate alınmadan çeşitli koherans modellerioluşturulmuştur. Bu bağlamda, 30 m derinliğin üstündeki ortalama kayma dalgası hızına ($V_{S30}$) bağlı olarak deprem yer hareketininmekansal değişimi analiz edilmiştir. İlk olarak, koherans değerleri İstanbul Deprem Acil Müdahale Sistemi tarafından kaydedilen altıdepremin verileri kullanılarak hesaplanmıştır. Koherans modelini elde etmek için duraklamalı koherans verileri dikkate alınmıştır.Modelin kayıtlı verilerde en iyi sağlaması için doğrusal olmayan regresyon analizi kullanılmıştır. İkili istasyon gruplarının $V_{S30}$ değerlerine dayanarak bir katsayı tanımlanmıştır. Bu $V_{S30}$katsayısına bağlı koherans modeli; EW, NS ve dikey bileşenler içinoluşturulmuştur. Beklendiği üzere, frekans ve istasyonlar arası mesafesinin artmasıyla koherans fonksiyonunun azaldığı gözlenmiştir.$V_{S30}$ katsayısındaki azalma, koherans değerlerinde azalmaya neden olmuştur. Bunun nedeni, zemindeki heterojenliğin depremdalgalarında saçılıma neden olduğudur. EW ve NS bileşenleri için üretilen koherans modelleri arasındaki fark oldukça küçüktür.Düşey bileşen için üretilen model yatay için üretilenden farklıdır. Gelecekteki çalışmalarda, elde edilen koherans modeli mekansalgeniş yapıların depreme dayanıklı tasarımı için mekansal değişen yer hareketlerini simüle etmek için kullanılır.

$V_{S30}$-based Coherency Model: Istanbul case

Strong ground motion caused by earthquakes at every point of extended structures would not be same. This difference in ground movement has an important effect on the design of these types of structures. Meanwhile, the seismic resistant design has been lead toinvestigate the variability of earthquake ground motion over last decades. In this study, frequency domained variability namedcoherency is considered. Several coherency models have been proposed without considering soil effect. In this context, spatialvariation of seismic ground motion based on the average shear wave velocity over the upper 30 m of depth, $V_{S30}$ is analyzed. Initially,coherency values are calculated using data triggered during six earthquakes recorded by the Istanbul Earthquake Rapid ResponseSystem. Lagged coherency data is considered in the process to get the coherency model. Nonlinear regression analysis is used for themodel to obtain a good-fit to observed data. A coefficient is defined based on $V_{S30}$ values of the station-pairs. The cohereny model based on this coefficient of $V_{S30}$ is derived for EW and NS components. It is expected that coherency function decreases with theincrease of frequency and separation distance. The decrease in the coefficient of $V_{S30}$ causes decrease in coherency. The reason is thatthe heterogenity in soil causes the scattering of the earthuqke waves. The variance in the coherency model between EW and NScomponents is small. This coherency model is used to simulate spatial variable ground motion for the accurate seismic design ofextended structures for the future studies.

___

  • Abrahamson, N. A., Schneider, J. F., & Stepp, J. C. (1991). Empirical Spatial Coherency Functions for Applications to Soil-Structure Interaction Analyses. Earthq Spectra, 7, 1-27.
  • Abrahamson, N. A. (1992). Generation of Spatially Incoherent Strong Motion Time Histories. Proc Tenth World Conf Earthq Eng, Madrid, Spain.
  • Abrahamson, N. A. (1993). Spatial Variation of Multiple Support Inputs. Proc the First U.S. Semin Seism Eval Retrofit Steel Bridges, San Francisco.
  • Abrahamson, N. A. (2005). Effect of Local Site Condition on Spatial Coherency. Electric Power Research Institute, Rpt. No.RP2978-05.
  • Bayrak, E. (2019). Doğu Anadolu Bölgesi için En Büyük Yer İvmesi Tahmini. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 676-681.
  • Cacciola, P., & Deodatis, G. (2011). A method for generating fully non-stationary and spectrum-compatible ground motion vector processes. Soil Dyn Earthq Eng, 2011; 31: 351-360.
  • Conte, J. P., Pister, K. S., & Mahin, S. A. (1992). Non-Stationary ARMA Modeling of Seismic Ground Motions. Soil Dyn Earthq Eng, 11, 411-426.
  • Der Kiureghian, A. (1996). A coherency model for spatially varying ground motions. Earthq Eng Struct Dyn, 25, 99-111.
  • Dilmaç, H. & Demir, F. (2019). Earthquake Vulnerability Assessment of RC Structures with Variable Infill Wall Properties. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 176- 189.
  • Ellis, G. W., & Cakmak, A. S. (1991). Time Series Modeling of Strong Ground Motion from Multiple Event Earthquakes. Soil Dyn Earthq Eng, 10, 42-54.
  • Fenton, G. A., & Vanmarcke, E.H. (1990). Simulations of Random Fields via Local Average Subdivision. J Eng Mech, 116, 1733-1749.
  • Hao, H, Oliveira, C. S., & Penzien, J. (1989). Multiple-Station Ground Motion Processing and Simulation based on SMART-1 Array Data. Nuclear Eng Des, 111, 293-310.
  • Harichandran, R. S., & Vanmarcke, E. (1986). Stochastic Variation of Earthquake Ground Motion in Space and Time. J Eng Mech ASCE, 112, 154-174.
  • Harichandran, R. S. (1988). Local Spatial Variation of Earthquake Ground Motion, in: Von Thun, J. L. (editor), Earthquake Engineering and Soil Dynamics II - Recent Advances in Ground-Motion Evaluation. American Society of Civil Engineers, New York, 203-217.
  • Harichandran, R. S. (1991). Estimating the Spatial Variation of Earthquake Ground Motion from Dense Array Recordings. Struct Saf, 10, 219-233.
  • Harmandar, E., Durukal, E., Erdik, M., & Özel, O. (2006a). Spatial Variation Strong Ground Motion in Istanbul: Preliminary Results based on Data from the Istanbul Earthquake Rapid Response System. European Geosciences Union (EGU) General Assembly, Vienna, Austria.
  • Harmandar, E., Durukal, E., Erdik, M., & Ozel, O. (2006b). Spatial Variation of Strong Ground Motion in Istanbul. First European Conf Earthq Eng Seism, Geneva.
  • Harmandar, E., Durukal, E., & Erdik, M. (2012). A method for spatial estimation of peak ground acceleration in dense arrays. Geophys J Int, 191, 1272-1284.
  • Loh, C. H., & Yeh, Y. T. (1988). Spatial Variation and Stochastic Modeling of Seismic Differential Ground Movement. Earthq Eng Struct Dyn, 16, 583-596.
  • Loh, C. H., & Lin, S. G. (1990) Directionality and Simulation in Spatial Variation of Seismic Waves. Eng Structs, 12, 134- 143.
  • Luco, J., & Wong, H. (1986) Response of a rigid foundation to a spatially random ground motion. Earthq Eng Struct Dyn, 14:891–908.
  • Mignolet, M. P., & Spanos, P. D. (1992) Simulation of Homogeneous Two-Dimensional Random Fields: Part I— AR and ARMA Models. J Appl Mech, 59, 260-269.
  • Novak, M. (1987). Discussion on Stochastic Variation of Earthquake Ground Motion in Space and Time by R. S. Harichandran and E. H. Vanmarcke. J Eng Mech Div, 113, 1267-1270.
  • Oliveira, C. S., Hao, H., & Penzien, J. (1991). Ground Motion Modeling for Multiple-Input Structural Analysis. Struct Saf, 10, 79-93.
  • Ramadan, O., & Novak, M. (1993). Coherency Functions for Spatially Correlated Seismic Ground Motions. Geotechnical Research Center Report No. GEOT-9-93, University of Western Ontario, London, Canada.
  • Ramadan, O., & Novak, M. (1994). Simulation of Multidimensional Anisotropic Ground Motions. J Eng Mechs, 120, 1773-1785.
  • Rice, S. O. (1944). Mathematical Analysis of Random Noise. Bell Syst Technical J, 23, 282-332.
  • Schneider, J., Stepp, J., Abrahamson, N., (1992). The spatial variation of earthquake ground motion and effects of local ite conditions, Proceedings of the Tenth World Conference on Earthquake Engineering, A. A. Balkema, Rotterdam, 2, 967-972.
  • Shinozuka, M. (1972). Monte Carlo Solution of Structural Dynamics. Computers and Structs, 2, 855-874.
  • Yamamoto, Y. (2011). Stochastic model for earthquake ground motion using wavelet packets, PhD Thesis, Stanford University.
  • Zerva, A., & Harada, T. (1997). Effect of surface layer stochasticity on seismic ground motion coherence and strain estimates. Soil Dyn Earthq Eng, 16, 445-57.
  • Zerva, A., & Zhang, O. (1997). Correlation Patterns in Characteristics of Spatially Variable Seismic Ground Motions. Earthq Eng Struct Dyn, 1997, 26, 19-39.
  • Zerva, A., & Katafygiotis, L. S. (2000). Selection of Simulation Scheme for the Nonlinear Seismic Response of Spatial Structures. Proc Fourth Int Colloq Computation of Shell and Spatial Structs, Chania, Greece.
  • Zerva, A. (2009). Spatial Variation of Seismic Ground Motions: Modeling and Engineering Applications. New York CRC Press.
  • Zerva, A., & Zervas, V. (2002). Spatial Variation of Seismic Ground Motions: An Overview. Appl Mech Rev, 55 (3), 271-297.
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Muhasebe Meslek Mensuplarının Kurumsal Yönetim ile İlgiliKavramlara İlişkin Düşünceleri: Borsa İstanbul’da Bir Uygulama

Fatih FAYDALI, Emin YÜREKLİ

Serebral Palsili Çocukların Yürüme Karakteristiğinin BiyomekanikDeğerlendirmesi

Yunus Ziya ARSLAN

Nesnelerin Kuyruk Yönetimi: Nesnelerin İnternetine Özel Kuyruk Yönetim Yaklaşımı

Kerem AYTAÇ, Ömer KORÇAK

Lifli Çay Atıklarından Çay Özütü Eldesinde Yanıt Yüzey Metodolojisi ile Ekstraksiyon Parametrelerinin Optimizasyonu

Mustafa MORTAS, Nour AWAD

Katener-Pantograf Etkileşimi İçin Elektrikli Tren Uygulama Çalışması

Mehmet Sait CENGİZ, Muhsin Tunay GENÇOĞLU, Şakir PARLAKYILDIZ

CAN-bus Verileri Kullanarak Agresif Sürüş Tespiti için Temel Sınıflandırma Algoritmalarının Performans Değerlendirmesi

Haluk EREN, Murat KARABATAK, Berat KARABULUTER, Özgür KARADUMAN

Yüksek Dereceli Glial Tümörlerin Radyoterapisinde VMAT Tekniğiİle IMRT Tekniğinin Karşılaştırılması

Hazım Orhan KIZILKAYA, Deniz ARSLAN, Yonca Yahşi ÇELEN, Ayşe OKUMUŞ

Ağır Akut Solunum Yolu Yetersizliği Sendromu Koronavirüsü 2 (SARS-CoV-2) Dünya Çapındaki Analizi ve Gelecekteki Durumu

Mete YAĞANOĞLU, Mehmet Bilge Han TAŞ

Hastane Hizmetlerinin İyileştirilmesinde Kalite Fonksiyonu Göçerimi(KFG) Yönteminin Kullanılması ve Nesnelerin İnternetiTeknolojisiyle Model Önerisi

Tahsin ÇETİNYOKUŞ, Muhsine Nur NARALAN NURSAÇAN

HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn KatalizörününHidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması

Duygu ELMA KARAKAŞ