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

Özet

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.

Abstract

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.