Deprem denilen olay, yer kabuğunun bir yerde kırılması sonucu açığa çıkan enerjinin etrafa dalga olarak yayılması sonucu yer kabuğunda hareket meydana getirmesi olarak tanımlanabilir. Bu hareketin teknik terimi deprem yer hareketidir. İnşaat mühendisliğini ilgilendiren kısmı ise deprem yer hareketinin inşaat mühendislerinin yaptığı yapılarla olan ilişkisi. Depremi de ses gibi düşünebilirsiniz. Ses havada dalgalar vasıtasıyla hareket ediyor, deprem ise zeminde.
Dalgaların Parametreleri
Bu dalgaları tanımlamak ve daha iyi anlamak için yaratılmış birkac parametre bulunuyor. Bunlardan birisi genlik. Genlik tanım olarak tekrarlanan kuvvetlerin maksimum düzeyidir. Yukarıdaki resimde amplitude (ingilizce genlik) olarak gösterilen kısım dalganın genliğini gösteriyor. Bir dalganın frekansını ise, belli bir noktadan bir saniye içinde geçen dalga sayısı olarak tanımlayabiliriz. Sağ resimde (yukarıdan aşağıya) düşükten yükseğe giden frekansa sahip dalgalar gösterilmiş. Yüksek frekansta bir saniye içerisinde aynı noktadan çok daha fazla sayıda dalga geçmesi gerektiği için yüksek frekanslı dalgalar çok daha sık olur.
Frekans, Hız ve Yer Değiştirme İlişkileri
Düşük frekansa sahip dalgaların periyot değerleri yüksek olur. Periyodu bir dalganın salınımı için gereken süre olarak tanımlayabiliriz. Bu ilişkiyi anlatmak için iki örnek dalga tanımlayalım. Birinci dalga saniyede beş salınım yapıyor olsun. Yani bu dalganın periyodu 0.2 sn, o da 5 hz eder. İkinci dalga ise saniyede bir salınım yapıyor olsun, yani 1 sn periyoda ve 1 hz frekansa sahip. Hız sabit tutulduğu zaman yüksek frekansa sahip dalganın salınımını tamamlaması için 0.2 saniyesi var. Oysa ki düşük frekansa sahip dalganın aynı hızda bir salınımı tamamlaması için 1 saniyesi var. Bu durumda düşük frekansa sahip dalga 5 kat daha fazla yol katetmiş yani yer değiştirme meydana getirmiş oluyor.
Aynı mantıkla hızı sabit tutarak ivme ile olan ilişkisini inceleyebiliriz. Birinci dalganın, yani yüksek frekanslının, bir salınımı tamamlarken çok daha az mesafe katettiğini söylemiştik. İki dalganın da hızının eşit olduğunu varsaydığımızda bu hıza ulaşmak için yüksek frekansa sahip dalganın çok daha az bir mesafesi var. Bunun sonucu olarak da bu kısa mesafede verilen hıza ulaşması için ivmesinin ikinci dalgaya göre çok daha yüksek olması gerekiyor.
Sonuç
Yapıların da dalgalar gibi titreşim frekansı ve periyodu bulunur. Rijit yapıların frekansları yüsek, periyotları düşük olur. Yukarıda açıklanan nedenlerden dolayı rijit yapılarda daha çok ivme meydana gelir ve rijit yapılar daha az yer değişimine maruz kalır. Yüksek yapılarda ise durum tam tersi. Yüksek yapılara daha az ivme gelir ve daha çok yer değişimine maruz kalır.
Yukarıdaki görseller Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018’den alınmış elastik ivme ve yer değiştirme spektrumlarıdır. Yatay aksları periyodu, düşey aksları ise tek serbestlik dereceli sistemde meydana gelecek ivme ve yer değiştirme miktarlarını gösteriyor. Bu spektrumlara göre de yüksek frekansa sahip (yani düşük periyot) sistemlerde meydana gelen ivme miktarı yüksek iken yer değiştirme miktarı düşük. Artık bunların neden böyle olduğunu çok daha iyi anlıyorsunuzdur umarım.
Sormak istediğiniz sorular varsa bunları yorumlarda sorabilirsiniz.
Hatırlatma: Yazılan makalelerden haberdar olmak istiyorsanız, sosyal medya hesaplarımızı takip edebilirsiniz.
