17 AGUSTOS KOCAELİ DEPREMİAtilla M. ANSAL(*)

DEPREMiN DÜŞÜNDÜRDÜKLERİ

1939 tarihinden beri alışılmadık derecede düzen-li bir davranış gösteren Kuzey Anadolu Fay Hattının125 km uzunluğunda bir bölümü tekrar kırılarak,moment manyitüdü 7,4 olarak verilen 17 Ağuslosı999 Kocaeli depremini üretti. Bu uzunca birsüredir beklenen bir depremdi. 1992 Erzincan,1995 Dinar ve 1998 Adana-Ceyhan deprem-lerinden sonra da tartışılmış olan konular yenidengündeme geldi. Yaşanan bu depremle iJgiliherşeyinbütün çıplaklığı ile basına ve televizyonlarayansıması, depremlere karşı ne kadar korumasızolduğumuzu bir kere daha açıkça gösterdi. Hasarınbu kadar büyük olmasının bir sürü nedeni vardı.Depremin büyük bir deprem olması yanı sıra birbakıma toplumumuzun her kesimi farklı oranlardadeprem olayını küçürnsemiş ve yeterli duyarlıdavranmamışü.

Depremlerin meydana gelmeSi karmaşık birdoğa olayı. Geçmişte meydana gelen deprernlerinbüyüklüklerine, konurnlarina ve zaman içindekidağılımlarına bakarak istatistiksel bir yaklaşım ileilerde meydana gelebilecek depremlerin büyüklük-leri ve yerleri konusunda tahminler yapılabilir [3, 4,91. Ama bugünkü bilgi düzeyinde depremlerin nezamarı meydana geleceği konusunda herhangi birtahminde bulunmak son derece zor. Deprernlerinoluş zamanlarının önceden bilinmesi şu aşamadamümkün değil. Deprem zararlarını en aza indir-meniri tek yolu depremlere karşı yeterli dayanımasahip olacak şekilde inşa etmek, diger bir deyişleı997 yılında yürürlüğe giren "Afet BölgelerindeYapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik" kurallarınatam olarak uymak.

Kocaeli depremlerinin önemli diğer bir özelliğide bir kent depremi olması. Son on yıl içinde ülke-mizde yaşamış olduğumuz Erzincan ı992, Dinar1995 \Le bir ölçüde Adana~Ceyhan 1998 depremleri(") Inşaat Mühendisleri Odası Başkanı

de birer kent depremi. Bütün bu depremler bizlereyoğun yerleşim merkezlerinde olabileceklerkonusunda önemli bilgiler vermiş ama bizler buişaretleri anlarnarrus veya anlasak bile önemseme-mişiz. Ülkemizde son yüzyıl içinde olmuş deprem-lerin önemli bir bölümünün kırsal bölgelerde mey-dana gelmiş olması ve bu bölgelerde yapılaşmanınseyrek ve hasar gören yapıların basit kırsal konutlarolması bizi bir ölçüde etkilemiş olabilir. Halbuki1939 da yaşanmış olan ve 32000 insanımızınöldüğü Erzincan depremi, 1994 Northridge depre-mi, ı985 Meksiko City ve daha eskilere gidersek1906 San Francisco depremi yoğun yerleşim vesanayi bölgelerinde büyük bir deprem meydanageldiğinde can ve ınal kaybının ne kadar büyük ola-bileceqini göstermişti.

Yoğun yerleşim bölgelerinde yaşanan büyük birdeprem sadece yapıların depreme dayanıklılığınındeğil, alt yapı ulaşım, haberleşme sistemleri ile kentve bölge planlamasının da çok önemli olduğunu qös-teriyor. Depremlerle doğal bir ilişki yokmuş gibigözüken eğitim ve öğretim süreçlerinin, basın veyayın felsefelerinin, diğer bir deyişle yaşamtarzımızın ve yaşam felsefemizin de depremlerdeortaya çıkan hasarlar ile çok yakın ilişkisinin olduğuartık (umarım) herkes tarafından anlaşılmıştır.

Marmara bölgesi ve Istanbul için olmuş ve ola-bilecek bir depremi değerlendirirken, ortaya çıkmışve çıkabilecek hasarların nedenlerini tartışırkenolayın çok parametreli ve çok boyutlu olduğu göz-den kaçınlmamalı. Aslında bu tür bir çalışmayabaşlarken ne yazık ki tek bir başlangıç noktamız dayok. Bazı olası başlangıç verilerini değerlendiripönceliklerimizi saptayarak bu uzun çalışmanınsağlıklı bir şekilde yürütülmesi mümkün olabilir.Deprem alayında önemli bir başlangıç noktası veyaverisi tektorıik olarak aktif bir sismik bölgede, jeolo-jik açıdan diri fayların yer aldığ: karmaşık bir yer

8 TÜRKIYE MÜHENDisLIK HABERLERI 403- 1999.5

kabuğunun üstünde tarihselolarak yerleşmeyiseçmiş olmamız. Diğer yandan bu bölgedeyerleşirken benimsediqirniz veya kontrolürnüzdışında oluşan kentleşme ve sanayileşme modelidiğer bir başlangıç noktası olabilir. Bir diğerbaşlangıç noktası bu bölgede yapılaşma süreci, bukonudaki bügi ve beceri düzeyimiz ve uygulamaaşamasında karşılaştığımız, bir deprem sonucundaise açıkça ortaya çıkan eksikliklerimiz ve hatalarımız.Bütün bu başlangıç noktaları veya verileri tekbaşlarına pek bir anlam ifade etmeyebilir. Bu neden-le bu verilerden herhangi birini baz olarak alma veonun üzerine bir eylem programı yapmakkarşırnızda duran probleme kalıcı bir çözüm bulmakaçısından yetersiz kalabilir. Depremlerde oluşabile-cek hasarların en aza indirilmesi ana amaç ise, otakdirde çok boyutlu ve çok disiplinli bir çalışmaiçine girilmesi zorunlu. Burada vurgulamak istediğimsadece binalarımızı daha sağlam yaparak veya dahauygun yerlere yaparak sorunu çözebileceğirnizidüşünmenin yeterli olmayacağı. Bu soruna kent-leşme bazında yaklaşırsak biraz daha gerçekçi olabi-liriz. Bugün bulunduğumuz noktada İstanbul veMarmara Bölgesirıdeki yaygın yerleşim, nüfusyoğunluğu, sanayileşme düzeyi, insanlarımızın(mimar ve mühendislerimiz de dahil) kültür ve eğitimdüzeyleri, ekonomik yapımız ve ahşkanlıklanrrnz gözardı edildiğinde kalıcı bir çözüm bulmartuz mümkünolmayacaktır. En temel ve en doğru başlangıç nok-tası insan olmalı. Doğumundan ölümüne kadargeçen süre içinde bir insanı etkileyen bütün olaylarve depremler bir arada düşünrneli ve insan faktörüesas alınarak çözüm aranmalı. Belki bu bile yeterlibir başlangıç noktası olmayabilir. Tarih ve insantoplumların gelişme süreçleri ve bu süreçteki önem-li ögeler belirlenmeye çalışilmali ve depremaçısından hasarı arttıncı olan tarihsel birikimIeri-mizin değiştirilmesi için çaba sarfedilmeli. Maalesefdepremlerde hasarı azaltmak içih bir sayfalık reçete-ler bulunamaz. Olayın sadece inşaat mühendisliğimimarlık, şehir plancıhğı veya yer bilimleri açısındanele alındığı durumlar için bile reçeteler olamaz.Deprem bu bilim dallan ile sınırlı değerlendirildiğizaman bile çok karmaşık bir olay.

Son kırk yıldır Türkiye için benimsenen gelişmemodeli bir zamanların Amerikasında denenmişbaşarılı olup olmadığı tartışılabilecek olan vahşi batı

KOCAEL! DEPREMI

modeli. Veya bizim dilimizde orman kanunlarınıngeçerli olduğu, herkesin ama herkesin sadece kendiyakın dönemli çıkarını düşündüğü. etrafındaki diğerinsanlara önem vermediği bir süreç yaşanması.Kentlerde ve apartmanlarda yaşarkentanımadığımız, ilişki kurmadığımız, hatta saygı dahigöstermediğimiz kornşulanmız bizleri çöken katlararasından çıkarmak için kendi hayatlarını tehlikeyeatlı, yemediler, uyumadılar ve bir insan daha kur-tarabilmek için çaba sarfettiler. Umarım bu acı olay-da gözlemiş olduğumuz bu dayanışma, özveri ve bir-liktelik uzun süreli olur. artık hiç olmaz.sa bu bölge-lerde insanlar günlük hayatlarını yaşarkenetraflarında diğer insanların da bulunduğunudüşünecek, sabahın etken satlerinde arabalarınmkornalarını çalarak bütün mahalleyi uyandırmaya-cak, çöplerini sokağa ve denize boşaltmayacak. ara-balarını trafik akışını engelleyecek şekilde sokağınortasına park edip gitmeyecek, diğer bir deyişle birkentte başkalarıile birlikte yaşadıklarını unulmaya-cak, birbirlerine karşı saygılı olacaklardır.

Konumuzun ana temasının depremler yapılar veinsanlar olduğunu düşünerek gene insanlan bazalırsak eğilim ve öğretim süreçlerinin ne kadarönemli olduğu ortaya çıkar. ilk ve orta öğrenimdedeprem konusunun ihmal edilmiş olması bütüninsanlarımızın bu konuda duyarsız olmasına yol açannedenlerden birini oluşturuyor. Buna ek olarakmühendislik ve mimarlık eğilim süreçlerinde de bukonunun ihmal edilmiş olması deprem mühendisliğiaçısından bir talep oluşmasını engelliyor. Ülkemizde1980 sonrası benimsenen Amerikan eğitim mo-delinde mühendislik eğitimi genelde temel konularınağırlık kazanmasına ve uygulamaya yönelik bilgiler-den uzaklaşılrnasına yol açtı. Bunun arkasında yatanmantık aslında kabul edilebilir bir mantık.Günümüzde teknolojik gelişmelerin hızı çok arttı.Öğrencilere uygulamaya yönelik bilgilerin ve-rilmesinin bu açıdan büyük yararı yok. Bu bilgilerkısa sürede eskiyar. halta eksik ve hatalı olduklarıanlaşılıyor. Amerikan eğitim modelinin Amerika'daçalışmasının nedeni sistemin çok önemli olan diğeryanlarının sürekli eğitim felsefesi ve uzmanlaşmayayönelik çalışmaların benimsenmiş olması. Dört yıllıkeğilim sadece temel bilgilerin verilebildiği bir eğitimmodeli. Bu eğitimi tamamlayan bir kişi, mesleğiniicra etmeye başlamadan uygulamalı bir eğitim veya

TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 403 - 1999.5 1,,".ı;;n;~~~~iZ:!:'~;;::::;~=_aıIillCWi;.iiii~~~ 9

KOCAELI DEPREMI :::ml••••&tii'1ii:cii&?Gt!iiiJS!JiiJlU .."..'

bir staj döneminden sonra mühendis olarak hizmetverebilir [7}. Ülkemizde hala ı938 yılıoda çıkarılmışolan mühendislik ve mimarlık ile ilgili yasa geçerli.Bu yasaya göre mühendislik ve mimarlık eğitiminitamamlayan herkes kendi mühendislik dalındaki hertürlü tasarım ve uygulama işlevlerini üstlenebilir.Günümüzde leknolojik gelişmeler ışığında ortayaçıkan uzmanlaşmanın böyle bir yasa çerçevesindehiç bir yeri bulunmuyor.

Ne yazık ki bulunduğumuz durum ve ı7 Ağustosdepremi sonunda ortaya çıkan, bizi her açıdankötümserliğe itebilir. Ama diğer yarıdan yaşamışolduğumuz bu depremden gerekli dersleri çıkara-bilirsek, daha sağlıklı ve güvenli bir yapılaşma veşehirleşme imkanı da elde ediyoruz. ı7 Ağustosu birdönüm noktası olarak düşünrneliyiz. Bundan 50n-rasını planlarken, depremler ve deprem mühendis-liği kadar şehirleşme, ulaşım, haberleşme, altyapıhizmetleri ve eğitim konularında da duyarlı davran-mamız bilimsel bulgulara ve araştırmalara önemvermemiz, eskiden yapmış olduğumuz hatalarıtekrarlamamamız gerekiyor. Belki de yaşam felse-fernizi tekrar gözden geçirmeli, insan yaşamının nekadar önemli olduğunu, kentlerde diğer insanlarlabirlikte yaşadığımızı hatırlamalıyız.

DEPREM MÜHENDİSLİlii AÇıSıNDAN

Deprem mühendisliği çok disiplinli bir çalışmayıgerektiren bir bilim dalı. Bu çalışma ancak farklımeslekler arasında karşılıklı anlayış, ortak bir !isan veyeterli bilgi düzeyi üzerine kurulabilir. Farklı disiplin-Ierde uzmanlaşmış araştırmacıların birlikteçalışmalarını sağlamak bütün dünyada depremmühendisliği dalında karşılaşılan bir sorun. Ülkemizgibi gelişmekte olan ülkelerde bu sorunun çözülmesidaha da zor. Yapıların deprem kuwetlerine karşıdavranışlarının incelenmesi ve depreme dayanıklıolarak tasarlanması inşaat mühendisliği uzmanlıkalanı içinde. Günümüzde depremlerde hasara yolaçan başlıca etkenler ve alınması gereken karşıönlemler billnmekte. Depreme dayanıklı yapı üreti-minde bu önlemlerin uygulanması için hem tasarımhem de inşaat aşamalarında etkin bir denetimyapılması gerekiyor.

Mühendislik, sayısal verüerin derlenmesini,değerlendirilmesini ve yorumlanmasını gerektiren

10

trM'tWHt ıd 2 'I!i ••••• :i.n~

bir bilim dalı. Derlenen verilerin sadece gözlemselolması ve aletsel -diğer bir deyişle sayısal- olmamasıolayın yorumlanmasını zorlaştırıyor. Bu mühendislikaçısından üretilen çözümlere de yansıyor. Yapılanyorumun veya ortaya çıkan tasanmın kişisel bjlgi vetecrübeye dayanması çok doğaL. Ancak bu yorum vetasarımın daha çok gözleme dayalı olması sonuçtasubjektif bir ürünün ortaya çıkmasına neden oluyor.Halbuki yapılması gereken daha çok sayısal verileredayanan ve olabildiğince objektif olabilen bir tasarımoluşturmak.

Diğer bir konu da araştırmaların uygulamayayansıması. Bunu sağlamarnn bir yolu uygulamadaortaya çıkan sorunların çözümünde araştırmacılarmve uygulamacıların birlikte çılışmaları. Gelişmiş ülke-lerde bile zor sağlanan bu birliktelik ülkemizdemaalesef hiç önemsenmiyor. Özellikle inşaatmühendisliği deprem mühendisliği gibi konulardaülkemizde araştırmaçılar ile uygulamacılar arasındailetişim hemen hemen yok denecek düzeyde.

Mühendisler mevcut bilgilerin ve yaptıklarıaraştırmaların sonucunda elde ettikleri verileri kulla-narak farklı türden yapıları tasarlar ve inşa ederler.Bu tasarım ve yapırn aşamasında bilinmeyen konu-larda güvenli tarafta kaldığı düşünülen bir takımvarsayımlar ve basitleştirmeler yapılır. Ama sonuçtaortaya çıkan yapının büyük bir deprem sırasındanasıl davranaeaqı konusunda yapıya hasar verme-den bir deney yapmak mümkün olmuyor. İşte buaçıdan yerleşim bölgelerini etkileyen büyük birdeprem, mühendislik açısından çok önemli verileriiçeren bir laboratuvar deneyi niteliğinde sayılabilir.Maliyeti çok yüksek olan böyle bir deneyin çokdetaylı incelenmesi, farklı yapısal davranışlarınnedenlerinin araştırılması gerekiyor. Bu konudaçalışacak mühendisler mümkün olduğunca çoksayısal veriye dayanan bilgileri toplamaya ve der-lerneye önem vermeli.

Kocaeli depremi bugüne kadar yerleşim böl-gelerinde yaşanmış depremlere göre farklılıklariçeren bir deprem. Depremi oluşturan fayın yerleşimbölgeleri içinden geçmesi, bu bölgelerde genelolarak zemin tabakalarının davranışlarının yumuşakve gevşek zeminlerden oluşması, depremin süreolarak uzun olması zemin tabakalarınındavranışlarını önemli ölçüde etkilediği, zemintabakalarından binalara gelen deprem özelliklerini

TÜRKIYE MOHENDlsLlK HA8ERLERI4D3 - 1999.5

önemli ölçüde değiştirdiği ve yapısal hasann art-masına neden olduğu görülüyor. Buna ek olarakbinalarda hem tasarım hem de inşaat aşamasındayapılan hatalar hasarın daha da artmasına yol açmış.

Depremlerde yapısal hasara etki eden faktörlerüç grup altında, deprem, yerel zemin ve yapı özel-likleri olarak tanımlanabilir.

Depremler sırasında ortaya çıkan yapısal hasarıbelirleyen en önemli faktörlerden biri de depreminbüyüklüğü, süresi ve frekans içeriği gibi depremözellikleri. Depremler esnasında belirli bir bölgedekiyer hareketi buna sebep olan faylanmanın türü,özellikleri ve oluşan dalgaların içinde yayıldığıortamın özelliklerinden etkilenmektedir. 1932yılından bu yana kaydedilmeye başlayan kuvvetli yerhareketi kayıtları, depremler nedeniyle oluşan yerhareketlerinin umulandan daha karmaşık olduğunugösteriyor. Aynı büyüklükteki depremler, aynıuzaklıkta çok farklı yer hareketi ivmesi oluşturabili-yor. Bu olgu depremin algılandığı alandaki depremi nfrekansı ve süresi için de geçerli. Bunun nedenidepremlerde bir noktada algılanan yer hareket-lerinin bir çok unsura bağımlılığı [1]. Bunlar depremkaynağının kınlma özellikleri, sismik dalgaların geçipgeldikleri ortamın jeolojisi, yapının altındaki zeminyapısı olarak sıralanabilir.

Depremlerde hasan etkileyen diğer bir faktöryerel zemin koşulları [6J. Zemin tabakalarının cins ıkalınlık, yeraltı su seviyesi gibi özelliklerinin kısamesafeler içinde çok değişebiimesi farklı bölgelerdeinşa edilmiş aynı tip yapılarda farklı mertebelerdehasar oluşmasına neden olmakta [22J.

GEOTEKNİK DEPREM MÜHENDİSLiGi

Depremler sırasında zeminlerin zemintabakalarının davranışlarında gözlenmiş farklılıklarve değişkenlik inşaat mühendisliği geateknik bilimdalı içinde yeni bir alt uzmanlık dalı oluşmasına yolaçmıştır. Geeteknik deprem mühendisliği veyazemin dinamiği olarak tanımlanan bu uzmanlıkalanı zemin elemanlarının tekrarlı gerilmeler altındagerilme şekil değiştirme ve mukavemet özelliklerininincelenmesi ve zemin tabakalarının depremlersırasında gösterdikleri davranışlarının analizini kap-samakta [2J.

Deprerne dayanıklı yapılaşma için izlenen

TÜRKIYE MÜHENDIsLIK HABERLERI 403 - 1999.5

KOCAEli DEPREMİ

yaklaşımda, yakın zamana kadar bölgenin deprem-selliği ve kabaca sınıflandırılmış zemin cinsi ileyapıya ait özelliklerin bilinmesi yeterli olarakgörülmekteydi. Oysa ı7 Ağustos ı999 Kocaelidepreminde de açıkça gözlenmiş olduğu gibidepremlerde oluşan hasarlar bir noktadan bir nok-taya büyük farklılıklar göstermekte, bazı bölgelerdehasar çok çok fazla olurken bazı bölgelerde hasarlarçok sınırlı kalabilmektc. Bunun dışında gene 17Ağustos 1999 Kocaeli depreminde de gözlenmişolduğu gibi zemin tabakalarının davranışlarıaçısından da önemli farklılıklar olabilmektc ll].Bütün bu gözlemler ve son depremlerde elde olunanaletseJ veriler ile de açıkça ortaya çıkan bu yerelfarklılıklar yapı üretim sürecinde göz önüne alınmalı.

Zemin tabakaları, içinden geçen deprem dal-galarının özelliklerini etkilediği kadar, deprem dal-gaları, örneğin sıvılaşma ve şev kaymalarındagözlendiği gibi, zemin tabakalarının mukavemet veşekil değiştirme özelliklerini de- etkiler [5,10]. Böyledurumlarda bu tabakalar üzerinde yer alan yapılarsadece zemin özelliklerinin değişmesi sonucu büyükhasar görebilirler. Yerel zemin koşullarının yapılardahasar oluşturacak etkilerini başlıca şu şekildesını flendırabiliriz:

1. Zemin koşullarının deprem özelliklerinibüyütmesi,

2. Zemin tabakalarında göçmeler ve oturmalar.

3. Zemin tabakalarının sıvılaşması

4. Yamaçlarda stabilitenin bozulması

Bütün bu konular ayrı ayrı incelenmeli ve eldeolunan bulgulara dayanarak yapılaşmanın yön-lendirilmesi, olabilecek yapısal hasarın azaltılmasıiçin gerekli.

Bu nedenle sadece sismik verilere ve tektonikyapıya bağlı olarak oluşturulan sismik makro böl-gelemeden (Türkiye Deprem Bölgeleri Haritası) çokdaha detaylı, yerel geoteknik özelliklere ve oluşabile-cek deprem kaynak özelliklerine bağlı bir sismikmikro bölgelerne ve önemli yapılar için noktasalmühendislik uygulamalarına yönelik çalışmalaryapılmalı [2,4~. Bu yaklaşımda inceleme konusu olanbölgede olması beklenen depremin kaynak tasarımkuralları ve buna bağlı olarak yapılaşma yön-lerıdirilmeli, diğer bir deyişle sismik mikro bölgelemeçalışmaları yapılmalı [23, 25]. Bu da yeni yerleşim

11

KOCAELI DEPREMI

alanlarının depremlerden en az hasar görecekşekilde eçilmesini ve en uygun yapı tipinin belirlen-mesini sağlayacaktır. Ayrıca mevcut yerleşim alan-larında yapılacak çalışmalarla da olası bir depremdehasarın ve can kaybının yoğunlaşacağı alanlar belir-lenerek gerekli tedbirlerin alınması yoluna gidilebilir.

Depremler insan yapısı yapılarda yıkılınalara vehasarlara neden olabildiği gibi eğimli alanlardabüyük kayrnalara, zemin tabakalarında yana]hareketlere ve oturmalara da neden olabiliyor.Deprem olasılığına kar i geniş kapsamlı incelemeleryapılmadığı ve gerekJl önlemler alınmadığı zamanmal ve can kaybı büyük olabiliyor. Deprem dalgalarızemin tabakaları içinden geçerken özelliklerinindeğişmesi yanı sıra zemin tabakalarının özellıklerinietkilemekte, bir yumuşama ve mukavemet kaybıoluşmasına yol açabilmektedir. Bu nedenle bir bölgeiçin deprem tasarım özellikleri tanımlanırken, enönemli adımlardan biri o bölgedeki zemintabakalaşması ve bu tabakaları oluşturan zeminleriritekrarlı gerilmeler altındaki davranışlarının belirlen-mesidir [61.[261. Yerel zemin tabakalarının özellikleriarazi ve laboratuvar deneylerine dayanan geniş kap-samlı bir inceleme yardımıyla istenen hassaslıktabulunabilmektir. Aynı şekilde bölgede oluşabilecekbir depremin kaynak özelliklerini de önceden tahminedebilmek için kapsamlı bir çalışma gerekmektedir.Geçmişte olmuş depremler her depremin bötgesellektonik yapıya ve faylanmaya bağlı olarak farklılekil özellikleri olabileceğini de göstermiştir. Yakınmesafelerde alınmış çok sayıda deprem ivme kaydı,bir noktadan bir noktaya deprem özelliklerinindeprem kaynak ve yerel geoteknik özelliklere bağlıolarak önemJi mertebe-lerde farklı olabileceğini degöstermişlir. Ayrıca düşey ölçüm ağlarında alınmışkayıtlar. zemin tabakalaşmasırım ve zemin tabakaözellikler inin zemin yüzeyinde oluşan depremhareketinin özelliklerini önemli ölçüde değiştirdiğinigöstermiştir. 17 Ağustos 1999 Kocaeli depremisonrası yapılan gözlemler, oluşan hasar dağılımı vealınan aletsel kayıtlar bu açıdan önemli bulgular içer-mektedir.

Depremler zemin tabakaları üzerinde düzensiztekrarlı kayma gerilmelerine yol açar. Bu gerilmeleraltında zemin elemanlarının nasıl bir davranışgöstereceklerinin incelenmesi ve buna göre birdeğerlendirme yapılması gerekir [21. Zemin eleman-

larının tekrarlı gerilmeler altında davranışlannıincelerken iki konu önem kazanır. Bunlardan ilkitekrarlı kayma gerilmeleri altında kaymamukaverneü diğeri ise gerilme şekil değiştirme özel-likleridir. Diğer önemli bir inceleme konusu isedeprem sonrası kayma mukavemeti ve gerilme şekildeğiştirme özelliklerinde meydana gelen değişme'lerdir iSı.

Zemin tabakalarından alınmış örselenmemişzemin numuneleri üzerinde yapılan laboratuvardeneylerinden elde edilen sonuçlar zeminlerintekrarlı gerilmeler altında gerilme şekil değiştirmeözelliklerinin değiştiğini göstermektedir.[2]. Budeğişikliği incelerken aralannda benzerliklerolmasına rağmen, gözlenen davranışlardaki önemlifarklılıklar nedeniyle zemin cinslerine (ince danelizeminler, siltler ve killer. kaba daneli zeminler kum-lar ve çakıllar) bağlı olarak değerlendirmeyapılmalıdır. Zeminierin tekrarlı gerilmeler, altındadavranışlarını etkileyen önemli faktörler; birim şekildeğiştirme genliği, efektif çevre basıncı çevrimsayısı veya deprem süresi, suya doygunluk, boşlukoranı, ince danelerin plastisitesi, aşırı konsolidasyonoranı ve meydana gelen deprem titreşimlerininfrekans içeriği olmaktadır.

Zeminlerin tekrarlı gerilmeler altında gerilmeşekil değiştirme özelliklerini tanırnlarken dinamikkayma modülü ve sönüm oranının değişimleri ince-lenir. Zemin davranışlarında diğer inşaatmalzemelerinden farklı olarak gerilme-şekildeğiştirme ve mukavemet davranışlarında farklıeşikleriri bulunduğu gözleniyor [10]. Bu eşiklerin ilkinonlineer davranış eşiği ikincisi ise plastik davranışeşiği olarak tanımlanabilir. Bu eşikler zemin eleman-larının elastik, etastoplastik ve plastik davranışlarıarasındaki sınırları oluşturuyor. Diğer yandan uni-form tekrarlı kayma gerilmeleri altında yapılandeneylerde tekrarlı kayma gerilmesi genliği-birimkayma genllği ilişkisinden çevrim sayısına bağlıolarak bir akma noktası diğer bir deyişle bir dinamikkayma mukavemeti tanımlanabiliyar. Bunun dışındatekrarlı yükleme sonrası veya deprem sonrası kaymamukavemeti ve gerilme-şekil değiştirme özellik-lerinde, efektif gerilmesinin azalması ve daneyapısının bozulması sonucunda bir yumuşama, statikkayma mukavemetinde azalmalar ve ek oturmalarortaya çıkabiliyor.[ZI. Arazide ve laboratuvarda bulu-

_ 12 TÜRKIYE MÜHENDisLIK HABERLERI4Q3 - 1999.5

nan kayma modülü ve sönürn oranlarına etki edenfaktörler: deney yönetimi, zemin cinsi, örselenme,gerilme durumu, numune hazırlama, gerilmegeçmişi, de formasyon geçmişi, suya doygunluk, yük-leme frekans i olarak sıralanabilir [21].

Tekrarlı gerilıneler altında kaba danelizeminlerde karşılaşılan önemli bir olay da sıvılaşmaolarak tanımlanan kayma mukavemetinin kısa birsüre için sıfır olması olayıdır. Tekrarlı gerilmelersonucunda daneler aralarında bulunan suyunbasıncının artması yani boşluk suyu basıncının art-ması danelerin birbirinden uzaklaşmasına ve zeminelemanının kısa bir süre için viskos bir sıvı gibidavranmasına yol açmasıdır [11,12,13J. Sıvılaşmayaetki eden başlıca faktörler, relalif sıkılık. aşırı konsol-idasyon oranı, çökelmeden sonra geçen süre, daneboyutları, dane şekli ve dane dağılımı, numunehazırlama yöntemi, örselenme, ince dane oranı veplastisitesi olarak sıralanabilir [14,15,16].

Geoteknik yerel zemin koşulların n etkisiniincelerken yukarıda özetlenen zemin davranışlarınınyanı sıra arazide mevcut zemin tabakalaşması,anakaya derinliği, jeolojik yapı, yeraltı su seviyesi deönemli olmaktadır. Zemin tabakalarının kalınlığı,kıvam ve esnekliği, plastisit.esi zemin büyütmesiolarak tanımlanan zemin yüzeyindeki deprem özel-liklerinin büyümesine yol açabilen özelliklerdir.Zemin tabakalarının depremler sırasında gösterecek-leri bu etkilerin belirlenmesinde bu faktorierin detaylıbir şekilde incelenmesi gerekli olmaktadır. Arazidezemin tabakalarının özelliklerinin belirJenmesindekayma dalgası hızlarının ölçülmesi, karşıt kuyu, aşaqıkuyu ve kuyu içi yöntemlerle kullanılmakta [19,201.Bu yöntemler uygulanarak ve zemin cinsleri vemühendislik özellikleri yeterli sayıda sondaj ve labo-ratuvar deneyleri ile belirlenerek zemin yüzeyindeoluşacak deprem özellikleri tahmin edilebilir. Böylebir inceleme sonucunda zernin tabakaları üzerindeyer alan veya alacak olan mühendislık yapılarınagelecek deprem kuvveUerinin daha doğru vegerçekçi bir şekilde tahmin edilmesi mümkün.

Deprem kaynak özellikleri, teknotik yapı, raydoğrultusu, fayın yeri ve tipi, kırılma hızı, fay yüzeyipürüzlülüğü, kırılma biçimi, gerilme düşüşü, yönlerı-me etkileri olarak düşünülebilir. Aynı depremdefarklı istasyonlarda alınan ivme kayıtlarında enbüyük değerlerin doğrultuya göre de farklılaşabildiği

TÜRKIYE MÜHENDISLIK HABERLERI 403 • 1999.5

KOCAEU DEPREMI

gözlenmiştir[IJ. Diğer yandan aynı istasyonda benz-er büyüklükteki farklı depremlerde alınmış kayıtlar-dan bulunmuş en büyük ivme değerlerikarşılaştırıldığında da farklılıklar ortaya çıkıyor.Gözlenmiş en büyük ivme değerleri dışmerkezuzaklığına göre de uniforrrn bir azalma göster-meyebilir. Bu gözlemler yerel zemin koşulJan kadardeprem özelliklerinin ve deprem özellikleri ile yerelzemin özelliklerinin karşılıklı etkileşiminin öneminigösteriyor.

İnşaat mühendisliği uygulamalarında depremkuweUerini tanımlamak için en çok kullanılanyaklaşım, ivme kayıtlarırıdan elastik mutlak ivme verelatif hız tepki spekt.rumlarının hesaplanmasıdır. Buspektrumlardan yararlanarak zemin hakim per-yoduve zemin büyütmesi bulunabilir. Diğer yandan farklıbüyüklükteki depremlerin yol açttğı zemin büyütrnesive zemin hakim peryodunu karşılaştırabilrnekamacıyla deprem kaydının tüm bileşenlerine ait rnut-lak ivme spektrumlan o kayda ait en büyük ivmedeğerine oranlanarak boyutsuz ivme tepki spektru-munu veren spektra ivme oranları belirlenebilir.Hesaplanan tepki spekrumları içinkaydedilendepremlerin mutlak ivme spektrumlarına göre belir-lenen zemin hakim peryodları arasında önemli fark-lar olmayabilir. Ama diğer yandan relatif hız spek-trumları incelendiğinde zemin hakim per-yodlarınındaha geniş bir aralıkta değiştiği görülür. Zeminbüyütrnesi açısından spktral ivme oranı spektrumlarıincelendiğinde farklı depremlerde değişik doğrul-tularda kaydedilen ivme kayıtları için önemlifarklılaşmalar da ortaya çıkmaktadır. Bu türkayıtların aynı yerel zemin koşuJlarında, benzerbüyüklükteki depremlerde ve benzer dış merkezuzaklıklarında alındığı durumlarda, bu farklılaşmanınnedeninin deprem özelliklerinden ve deprem ilezemin özelliklerinin karşılıklı etkileşiminden kay-naklandığı kabul edilebilir [L]. Dolayısıyla inşaatmühendisliği uygulamalarında yapıların depremedayanıklı olarak tasarımında yerel zemin koşullarınıngerçekçi bir şekilde belirlenmesinin yanı sıra mey-dana gelebilecek bir depremin özellikleri konusundada kapsamlı bir çalışma yapılması gereği ortayaçıkmaktadır. Bu sonuçlar geniş alanlara yayılmış,jeolojik ve geoteknik açıdan çok farklı koşulları içirenkentlerde güvenilir yapı tasarımı parametrelerininelde edilebilmesi için yerel koşulların daha detaylı

13 _

.KOCAEU DEPREMI _

belirlendiği ve deprem tasarım parametrelerini bun-lara uygun olarak seçildiği sismik mikro bölgelerneyönteminin uygulanmasının, ilerde olabilecek birdepremde yapısal hasarları en aza indirmek içingerekli olduğu açıkça ortadadır. [17, 181.

SONUÇDepremler sırasında oluşan yapısal hasarlarda ve

hasar dağılırnlarında, yapısal özelliklerin yanısıradeprem kaynak özelliklerinin ve yerel geoteknikkoşulların, önemli derecede etkili olduğu görüimek-te. Sadece deprem özelliklerinin incelenmesiyapısal hasarda gözlenen yerel farklılıklan açıkla-makta yeterli olmamakta, tabaka kalınlıklan vezemin tabakalarının dinamik özelliklerine bağlıolarak farklılık gösteren yerel zemin özellikleri hasardağılımında gözlenen farklılıkların nedenlerinden biriolarak ortaya çıkmakta. Bugüne kadar yapılmışçalışmalarda farklı yerlerde bulunan kuvvetli yerhareketi kayıt istasyonlarında kaydedilmiş olandepremlerin ivme-süre kayıtlan ve tepki spektrum-ları incelendiğinde aynı deprem için farklı istasyon-larda alınan kayıtların farklılıklar gösterdiği gibi, aynıistasyonda farklı depremler sırasında alınmışkayıtlarm arasında da önemli farklılıklar olduğugörülüyor. Bu farklılıklar, depremler sırasındayapıların davranışları üzerinde, deprem kaynak özel-likleri ile yerel zemin koşullarının önemli olduğunuaçıkça ortaya koymakta.

KAYNAKLAR1- Ansal, AM. (1999) "Strong Motions and Site

Amp/ificatton", Theme Lecture, Second InternationalConjerence on Earthquake Geotec-hnical Engineering,Lisbotı, Portugal, Balkema Publishers, Rotterdam, Vol. 3,pp.879-894.

2- Arısal, AM. (1998) "Seismic Hazard andEarthquake Charaeteristics for Istanbuın, Keynote Lecture,International Conjererıce on Seismic Safety of Big Cities,Balkema Pub/ishers, Rotterdam, [stanbul.

3· Ansa/, AM. (1998) "Zeminlerin Tekrarlı Geri/melerAltında Davranış/arı ve Deprem/erde Yerel ZeminKoşullarının Etkisi" Hamdi Peynircioğ/u Konuşması,Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Yedinci UlusalKongresi, Yı/dız Teknik Üniversitesi, istanbul

4-Ansal, ·AM., HEyidoğan ve ABarka (1997) İstanbulMetropolünde Güvenli ve Ekonomik Yapı Tasarımı veInşaatı için Deprem Tehlikesinin. Deprem Kuvvetlerinin veÖzelliklerinin Belirlenmesi, Tübitak-IDpt Araştırma ProjesiRaporu

5- Ansal, AM. (1995) "Mühendislik Tasarımında

Depremseitik", Türkiye Mühendislik Haberleri, InşaatMühendisleri Odası, Sayl:379, sf.26-32_

6- A nsal, A. M., Yıldırım, H & Erken, A (1995) " CylicSteress-Straın-Pore Pressure Behaviour of Soiıs", Proc.ofInt. Symposium on 70 Years of Soil Mechanics, Istanbul,VoI.2,pp.43-71

7- Ansal, AM. ve Siyahi, B.G. (1995) 'Effects ofCoup/ing between Source and Site Characteristics duringEortnquokes" 5th SECED Conf on 'Europearı SeismicDesign Practice' Chester, England, Balkema Publishers.Rotterdam, pp 83-92

8- Ansal, AM. (1994) "Effects of Geotechnical Factorsand Behaviour of Soi! Layers During Earthquakes", state-of-the-Art Lecture, 10th European Conjerence onEarthquake Engineering, Balkema Publishers, Rotterdam,Vok.1,pp.467-476.

9- Ansal, AM (1993) "Sertifıkalı Mühendislik veInşaat MühendiSliği Eğitimi", ınşaat Mühendis/eri Odası,Türkiye Mühendislik Haberleri, No.356, s/.52-55.

10- Ansa/, A. M. (1991) "Eualuatıotı of LiquefoctionSusceptibi/ity", 5th International Conjererıce on SollDynamics and Earthquake Eng.,Kalsruhe, Germany, 23-26Eylül, pp.303-312.

11- Ansa!, A.M. (1991) "ıstanbul'da Deprem", inşaatMühendisleri Odası Istanbul Şubesi, Istanbul ve DepremSempozyumu. Istanbul, sf. 7-27.

12- Ansa/, AM. ve Erken, A (1990) "LıqueiacuonPotential of Si/ty Sand Deposırs" Proc. of 9th EuropeanCon]. on Earthquake Engineering, Moskova, Vol. 4-B,pp.71-80.

13- Ansal, AM. & Erken, A. (1989) "UndrainedBehaviour of o CIay Under Cylic Shear Stresses", ASCEJournal of Geotechinical Engineering Di., Vol. 11 5,No. 7,pp. 968-983.

14- Ansal, AM. (1982) "Kumlu Zemin TabakalarındaSıınlaşmo", Deprem Araştırma Enstitüsü BÜıteni, Cilt 9,Sayı 37, s/.21-102.

15- Ansal, AM. ve Ögünç,G.(l981) " "Dınamik ÜçEksenli Sıvı/aşma Deneyleri ve Tekrar Sıvı/aşma", DepremAraştırma Enstitüsü Bülteni, cilt 8, Sayı 35, 51.61-82.

16- Erken, A, Yıldırım,H., Sancar, T. KılıÇ, C. veAnsal, AM. (1995) "Erzincan Ekşisu'da Siltli ZeminlerinDinamik Davranışı", Üçüncü Ulusal Deprem MühendisligiKon/., lMA, Istanbul Sb., sf. 607-614.

17- Erken, A., Alhas, E ve Ansal,A.M. (1994) "SuyaDoygun Sılti! Kumların Depremler SırasındakiDavranışları", Zemin Mekaniği ve Temel MühendislifiiBeşirıcl Ulusal Kongresi, ODTÜ, Ankara, Cilt 1,5/.184/193.

18- Erken, A ve Ansal, AM. (1993) "Dinamik YüklerAltmda Örselenmiş Kumlu Zemin NumunelerinınSıvı/aşması" Türkıye Inşaat Mühendisligı 12.TeknikKongresi, sf.81191, Ankara.

19- Erken A Ansal,AM., Yıldırım, Ülker,R. (1993)"Erzincan Kentinde Yerel Zemin Koşul/arı", 2. UlusalDeprem Mühendisligu Konferansı, sf.355-363, IstanbuL.

2D-Erken, A ve Ansal, AM. (1989) 'Tabii Zemin

•••• 14 TÜRKIYE MÜHENDısLIK HABERLERI4D3 - 1999.5

Tabakalarının Sııniaşması", Türkiye Inşaat Mühendisligi10. Teknik Kongresi, Cilt 2, 5/.317-330.

21- lylsan.R., Ansa/,A., Sezen,A ve Özkan,M. (1997)"Dınar'da Yapılan Mikrotremor Ölçüm Sonuçları,"Dördüncü Ulusal Deprem Mühendisligi Konferansı ODTÜ,Ankara, s/.104-111

22- lyisan, R., Ansal, A ve Kaya., N. (1997) "Sismik veMikrotremor Sonuçlarının Karşılaştırılması", DördüncüUlusal Deprem Mühendisliği Konferansı, ODTÜ, Ankra,sf. 96/103

23- Jylsan,R.(l996) "Zeminlerde Kayma Dalgası Hızı ilePenetrasyon Deney Sonuç/arı Arasındaki Bağırıııtor", IMOTeknik Dergi, yazı 89, s/.1187-1199.

24- Iyisan, R. ue Ansal.A.M. (1995) "Dınamık ZeminÖzelliklerini Belirlemede Ps Logging Yöntemi", ÜçüncüUlusal Deprem Mühendisligi Konferansı, JMO IstanbulŞubesi, sf. 635-644

25- Iylsan.R. ue Ansal,A.M. (l994) "Zemin DinamikÖzelliklerinin Sismik Yöntemlerle Belirlenmesi", ZeminMekanigi ve Temel Mühendisligi BeşinCi Ulusal Kongresi,ODTÜ, Ankara, cm 1 s/.173-183.

26- lvıean.R. ve Ansal, AM.(1993) "Erzirıcan'doDinamik Zemin Özelliklerinin Kuyu Içi SismikYöntemlerle BelirlenmeSi", 2.Ulusal Deprem MühendisliğiKonferansı, sf.372-380, Istanbul.

27- Lav. A., Erken, Iyisan, R ve Ansal, AM. (1993)

unnlN GEe DLMDSINi

TÜRKIYE MÜHENDisLIK HABERLERI 403 - 1999.5

KOCAEU DEPREMl

"Erzincan 'da Yerel Zemin Koşulları ve Yapısat Hasar

Üzerindeki Etkisi", Türkiye Inşaat MühendisHgi 12. TeknikKongresi, Ankara, sf.25-39

28- La», A. lle Ansa/, A.M. (1993) "Erzincan

Depreminde Zemin Büyütülmesi", 2. Ulusal DepremMühündisligi Konferansı, sj.363-372, İstanbul,

29· Laıı,M.A. ve Ansal.AM. (1991) "Deprem KaydınınÖzelliklerindeki Degişkenliğin Zemin Davranış

Spekırumlorı Üzerindeki Etkisi", Türk ınşaat Mühendisliği

XI. Teknik Kongresi, Maçka, Istanbul, Cilt 1, sf.587-596.

30- Siyahi. B.G. ve Ansal, A.M. (1996) "Deprem

Tehlikesi Bulunan Bölgelerde Şev Stabilitesine GöreMikrobölgeleme", Erzincan ve Dinar Deneyimleri Işıgında

Türkiye'nin Deprem Sorunlarına Çözüm Arayışları

TÜBITAK Deprem Sempozyumu. TÜBITAK, Ankara, sf.

123-131.31· Siyah i, B.O ve Ansal, A.M. (1993) "Depremlerde

Sev Kaymalarına Göre Mikrobölgeleme ", 2. UlusalDeprem Mühendisliği Konferansı, sf. 563-573, Istanbul.

32- Yıldırım, H. ve Ansal, A.M. (1987) ''Tekrarlı

Geri/me Genlik ve Frekanslarının Killerin Davranış/arınaEtkıs!", Zemin Mekaniği ve Temel Mühendislit1i 2. U/usal

Kongresi, Istanbul, Cilt 1. sf. 255-271.

Amerika ve İSViçre'de üretilen,

bütün dünyadaki Üniversite ve

Meslek Od,aları'nda kullanılan

orjinal SCRMIDT Hammer beton

test cihaZıarı ile,

•Evinizin, yaztığınızın, lıyerinizin,

apartmanmaın betonarme sistenıini

zedelemeden, kırıp dökmeden,

•Uzman inıaat mühendisleri

tarafından 30 dakikada

test tamamlanır.

15