Japon yönetmeliği

Japonya‟daki 1995 Hyokogen – Nanbu depreminden sonra özellikle boru hatlarında çok büyük hasarlar meydana gelebildiği görülmüĢtür. Deprem sonrası yaĢananlar ve gözlenen hasarlar sonrası mühendisler aynen yerüstü yapıları gibi altyapılardaki borularla ilgili olarak da Ģartnamelere ve yönetmeliklere ihtiyaç olduğunu tespit ettiler [33]. Bu ihtiyacın gerekliliği üzerine yapılan yeni çalıĢmalarla sismik kapasite bu yapıların depreme dayanıklılıklarını artırmak üzerine çalıĢmalar baĢladı. Japonlar bu çalıĢmalarını 2 temel deprem çeĢidine göre oluĢturdular. Bunlar seviye 1 yer hareketi ve seviye 2 yer hareketi olarak adlandırdılar [34]. Özetle aĢağıdaki değiĢiklikler yapılmıĢtır.

Seviye 1 hareketleri Kobe depremine kadar olağan olarak kullanılan ve yapıyı kullanımda olduğu süre içinde bir veya birkaç kere etkileyen deprem hareketleridir. Esas olarak, seviye 2 hareketleri muhtemel fay hareketlerini gözönüne alarak senaryo depremleri ilke tespit edilir. Bu yer hareketleri tahmini tasarım depremine göre ve Ģiddetli deprem derecesine göre iliĢkilendirildi. ġiddetli deprem derecesi acil durumlar veya süneklik dereceli deprem olarak kabul edilmiĢtir. 2. Seviye yer hareketi boru elemanlarında plastik deformasyonları oluĢturmaya yeterlidir. ġu an ki sismik tasarım yaklaĢımı 2. Yer hareketi seviyesi elastik tepki kabulüne uygun olacak Ģekilde direk olarak uygulanmayabilir. Bu durumda sadece 1. Seviye yer hareketleri için değil, aynı zamanda 2. Seviye yer hareketleri içinde gömülü boru hatlarında yeni geliĢtirilmiĢ basit tasarım formüllerine ihtiyaç olacaktır [34].

Tasarım yöntemi Ģekil değiĢtirme esaslıdır ve deprem sırasındaki Ģekil değiĢtirmelerin, eleastik limit aĢmasına izin verilmektedir. Gömülü boru hatlarının düz kısımlarında, boruda oluĢan Ģekil değiĢtirmeler zemin ve boru arasındaki kayma nedeni ile oluĢmaktadır. Boru hattının dirsek ve /veya T bağlantı gibi bağlantı bölgelerindeki Ģekil değiĢtirmeler ise boruya etkiyen deprem kuvvetleri ile oluĢmaktadır. Zeminin uniform olan veya olmayan bölgelerinde, boru hattında oluĢan Ģekil değiĢtirmelere ayrı ayrı değerlendirilmektedir. Özetle borularda Ģekil değiĢtirmelerin bu yönetmelikte tanımlanan sınırlar içinde kalması istenir. ġekil değiĢtirmeyle ilgili olarak yönetmeliklerde yer alan bir takım ampirik bağıntı aĢağıda verilmektedir.

(2.1)

L

Bu Bağıntıdaki dalga boyu L, 2.2 ile hesaplanır.

L= VT (2.2) 1.000 800 100 10 0.1 0.25 1 10 ġekil 2.10 : Sismik Dalga Hızı [33].

Dalga hızı V ise Ģekil 2.10‟da verilen grafik yardımıyla bulunur. Zeminin doğal periyodu T‟nin hesabı bağıntısında verilmektedir.

Zeminin yer değiĢtirmesi Uh ise (2.3) kullanılarak hesaplanmaktadır. Bu bağıntıda

yer alan diğer değiĢkenlerin hesabı da (2.4), (2.5) ve (2.6) bağıntıları, Çizelge 2.6 ve ġekil 2.11 kullanılarak yapılmaktadır.

Uh= T.Sv.Koh.cos (2.3)

z : Boru hattı derinliği (m) T : Zeminin doğal periyodu Sv : Spektral hız (cm/s)

Sismik Dalga Hızı (m/s)

1.000 150 100 25 10 0.1 0.6 10 ġekil 2.11 : Hız Spektrumu [33]. Koh = 0.15 ν1. ν2 (2.4)

ν1 : Önem katsayısı(ġehir içi yollarda gömülü borular 1.0, diğer yerler 0.8)

ν2 : Sismik bölge katsayısı

Çizelge 2.6 : Sismik bölge katsayısı (ν2) [33].

Bölge Sınıflandırması Özel A Bölgesi A Bölgesi B veya C Bölgesi

Sismik Bölge Katsayısı (ν2) 1.0 0.8 0.7

T = (2.5)

Vs= (2.6)

H : Yüzey tabakasının derinliği (m) Vs : Kayma dalgası hızı (m/s)

Yüzey tabakasının derinliğinin bulunması için yapılacak çalıĢmada SPT değerinin 50‟den büyük olması veya kayma dalgası hızının 300 m/s‟den büyük olması olması

Hız Spektrumu (cm/s) Doğal Periyot T (s) 4 H Vs Σ Vs1H1 H

aranır. Ana kayanın boru hattının geçtiği bölgede eğimli olması durumunda zemin Ģekil değiĢtirmesi (2.7) bağıntısı ile hesaplanır.

εG2=

√

εG3= K tanθ cos (2.8)

εG3 : Iki noktanın farklı yer değiĢtirmesi nedeni ile oluĢan Ģekil değiĢtirme

K: Zemin doğal periyoduna bağlı katsayı T 0.3 s K= 405 T

T 0.3 s K= 122

θ: Ana kayanın eğim açısı

Zemin Ģekil değiĢtirmesinin bulunmasının sonrasında, Ģekil değiĢtirmenin boru hattı üzerinde meydana getireceği Ģekil değiĢtirme, düz boru hatlarında uniform zemin olması durumunda ise (2.9), eğimli kaya olması durumunda ise (2.10) bağıntıları ile hesaplanır.

Uniform Zemin εν1= α.εG1 (2.9)

Eğimli ana kaya εν3= α.εG3 (2.10)

ġekil değiĢtirme transfer katsayısı α, (2.11) bağıntısı ile hesaplanmaktadır.

α = q = q α0 (2.11)

q = Boru ve zemin arasındaki kayma azalma katsayısı

λ1 = =

√

K1 : Eksenel yönde zemin yay katsayısı

Kaynaklı birleĢimlerin olduğu boru bölümlerinde (2.9) ve (2.10) bağıntıları ile verilen Ģekil değiĢtirme değerlerinin iki katı dikkate alınır. Yönetmelikte boru hattının düz kısımlarında izin verilen boru Ģekil değiĢtirmesi:

Koh πz

VS 2 H

1+ (2π/λ1L)2

ε=0.01 veya

t : et kalınlığı (cm) D : boru çapı (cm) n : 0.11

değerlerinden küçük olanıdır. Güvenlik katsayısı olarakda 1.25 kullanılmaktadır. Ayrıca sıvılaĢma etkisiyle oluĢan kalıcı yer değiĢtirme gözüne alınmak zorundadır. Performansa dayalı tasarım ve yönetim kapsamlı olarak benimsenmiĢtir. Yapıların ve tesislerin önem derecesi değiĢik kategorilere bölünmüĢ ve istenilen deprem performansı, yer hareketleri seviyeleri ile bunların oluĢma ihtimalleri arasında iliĢkiler tanımlanır. 2. seviye depremler için tasarımda esas olarak yapıların ve zemin yapıların plastik deformasyon ve taĢıma gücünün tahmin edilmesi gerekir [8]. Ayrıca Japon Yönetmeliği‟ne göre;

Su temininde anti-sismik tedbirlerin geliĢtirilmesinden önce, ilk olarak aĢağıdaki temel planlar dikkate alınır:

- Deprem meydana geldikten sonra oluĢabilecek uygun hasar tahminleri, ve alınabilecek önlemlerde bu tahminlere dayandırılmaktadır.

- Depremden hemen sonra alınması gereken acil önlem planlarına giriĢilir ve afet önleme tedbirleri etkili acil önlem bakım iĢlerini içerecek Ģekilde planlanır.

- Kalıcı restorasyon iĢleri uygulamaları organizasyonlar detaylı olarak planlanmalıdır.

Japon Yönetmeliği‟ne göre planlama, tasarım ve uygulamalarla ilgili olarak; planlamada değiĢik Ģartlardaki depremlere göre yeterli önem verilmelidir. Yapıların rasyonel olarak tasarımı yapılırken önemli tesisler için yeterli önem verilmelidir. Ayrıca su servisinin deprem sonrasında iyi kapasiteyle devamının sağlanabilmesi için su temini sistemi korunabilmek üzere yönetmelikler iyileĢtirilmiĢtir [33].