Zemin Sınıfları (ZA–ZF) ve Yerel Zemin Etkisi

Özet

TBDY 2018, zemin profilini altı sınıfa (ZA–ZF) ayırır. Zemin sınıfı; üst 30 m'nin ortalama kayma dalgası hızı $V_{S30}$, standart penetrasyon deneyi vuruş sayısı $N_{60,30}$ ve drenajsız kayma mukavemeti $c_{u,30}$ esas alınarak belirlenir. Sınıflandırma, temel alt kotundan itibaren aşağıya doğru en üst 30 m zemin profili için uygulanır. Zemin sınıfı, Tablo 2.1 ve 2.2'deki yerel zemin etki katsayıları üzerinden tasarım spektral ivme katsayıları $S_{DS}$ ve $S_{D1}$'i doğrudan değiştirir; örneğin ZA yerine ZD alındığında $S_{D1}$ %112,5–200 artar. Bu değişim deprem yüklerini, spektrum köşe periyotlarını ($T_A$, $T_B$) ve $S_{DS}$'ye bağlı Deprem Tasarım Sınıfını etkiler. Yerel zemin sınıfları TBDY 2018 Bölüm 16'ya göre yapılan zemin araştırmalarıyla belirlenir (Madde 16.4.1).

1. Zemin Sınıflandırma Tablosu (TBDY 2018 Tablo 16.1)

TBDY 2018 Madde 16.3.7 ve 16.4.2, yerel zemin sınıfının belirlenmesi için üç parametre tanımlar: ortalama kayma dalgası hızı $V_{S30}$, ortalama SPT darbe sayısı $\overline{N_{60}}$ ve kohezyonlu zeminler için ortalama drenajsız kayma dayanımı $\overline{c_u}$. Bu parametrelerden biri veya birkaçı kullanılabilir; parametreler farklı sınıf gösterdiğinde güvenli tarafta kalmak için daha elverişsiz (daha yumuşak) sınıfın esas alınması önerilir.

Not: TBDY 2018 Md. 16.4.2 uyarınca Tablo 16.1'deki parametreler temel veya kazık başlığı alt kotundan itibaren en üst 30 m için belirlenir ve Denk.(16.2)'nin payı 30 m'dir. Sondaj bu derinliğe ulaşmıyorsa eksik bölüm kayma dalgası hızı ölçümüyle (ör. MASW) ya da daha derin sondajla tamamlanmalı; veri olmadan yapılan alt tabaka kabulleri geoteknik raporda gerekçesiyle belirtilmelidir. Yüzeysel temellerde temel taban kotu ile kaya üst kotu arasında 3 m'den kalın zemin varsa ZA ve ZB sınıfı verilmez (Md. 16.4.3).

ZF Zemin Koşulları (TBDY 2018 Md. 16.4.1 ve Tablo 16.1)

Aşağıdaki durumlardan biri mevcutsa zemin ZF olarak sınıflandırılır ve sahaya özel analiz zorunludur:

1. Deprem etkisi altında çökme ve potansiyel göçme riski taşıyan zeminler (sıvılaşabilir zeminler, yüksek derecede hassas killer, göçebilir zayıf çimentolu zeminler)
2. Toplam kalınlığı 3 metreden fazla turba ve/veya organik içeriği yüksek killer
3. Toplam kalınlığı 8 metreden fazla yüksek plastisiteli ($PI>50$) killer
4. Çok kalın (> 35 m) yumuşak veya orta katı kil tabakaları

Dikkat: $V_{S30}$, $(N_{60}{)}_{30}$ veya $(c_u{)}_{30}$ ölçütüne göre ZE çıkan bir profil, yukarıdaki koşullardan birini de sağlıyorsa ZF sınıfındadır; bu nedenle ZE sonucu elde edilen profillerde ZF koşulları ayrıca kontrol edilmelidir. PI > 20 ve w > %40 koşullarını sağlayan, toplamda 3 m'den kalın yumuşak kil ($c_u$ < 25 kPa) içeren profiller ise Tablo 16.1'de ZE tanımına girer.

Saha Notu: Türkiye'deki sanayi bölgeleri, deltalar ve nehir taşkın ovaları (Gediz, Menderes, Sakarya havzaları) ile büyük şehirlerin alüvyal dolgu zeminleri büyük çoğunlukla ZE veya ZF sınıfına girmektedir. İzmir (Bayraklı bölgesi), Adapazarı, İzmit körfezi kıyıları, Kocaeli alüvyon ovaları bu duruma örnek verilebilir. 1999 Kocaeli depreminde Adapazarı'ndaki yıkımların büyük bölümü ZE/ZF sınıfı zemine bağlı amplifikasyon ve sıvılaşmadan kaynaklanmıştır.

2. $V_{S30}$ (Ortalama Kayma Dalgası Hızı) Hesabı

2.1 Temel Formül

Zeminlerin $i=1$'den $N$'ye kadar numaralandırıldığı tabaka modelinde $V_{S30}$ aşağıdaki harmonik ortalama formülü ile hesaplanır (TBDY 2018 Madde 16.4.2):

$$V_{S30}=\frac{30}{\sum _{i=1}^N\frac{h_i}{V_{Si}}}$$

Burada:

• $h_i$: $i$'nci tabakanın kalınlığı (m); $\sum h_i=30$ m (temel veya kazık başlığı alt kotundan itibaren üst 30 m)
• $V_{Si}$: $i$'nci tabakanın kayma dalgası hızı (m/s)

Dikkat: $V_{S30}$ aritmetik ortalama değil harmonik ortalama ile hesaplanır. Hız değerleri yerine direnç süresi $(h_i/V_{Si})$ değerleri toplanır. Bu yaklaşım, sismik dalganın yavaş (zayıf) katmanlarda daha uzun süre geçirmesini doğru yansıtır.

2.2 Ortalama SPT Vuruş Sayısı $(N_{60}{)}_{30}$

$$\overline{N_{60}}=\frac{30}{\sum _{i=1}^N\frac{h_i}{N_{60,i}}}$$

Denk.(16.2)'de pay her üç parametre için 30 m'dir; tabakalar temel alt kotundan itibaren üst 30 m'yi kapsar (eksik derinlik için Bölüm 1'deki nota bakınız).

2.3 Ortalama Drenajsız Kayma Mukavemeti $(c_u{)}_{30}$

$$\overline{c_u}=\frac{30}{\sum _{i=1}^N\frac{h_i}{c_{u,i}}}$$

TBDY 2018 Madde 16.3.7'ye göre $c_u$ ölçütü kohezyonlu zeminler için kullanılabilir; kumlu ve çakıllı tabakaların ağırlıkta olduğu profillerde sınıf $V_{S30}$ ya da $(N_{60}{)}_{30}$ ile belirlenmelidir.

3. $V_{S30}$ Ölçüm Yöntemleri

Kayma dalgası hızının arazide belirlenmesinde kullanılan başlıca yöntemler aşağıdadır. Zemin ve Temel Etüdü Uygulama Esasları ve Rapor Formatına Dair Tebliğ (RG 09.03.2019/30709) ekinde sismik kırılma için ASTM D5777, crosshole için ASTM D4428/D4428M, downhole için ASTM D7400 standartları ile MASW ve ReMi yüzey dalgası yöntemleri tanımlanır:

Kategori 1 etütleri: Zemin ve Temel Etüdü Uygulama Esasları ve Rapor Formatına Dair Tebliğ (Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, RG 09.03.2019/30709; değişiklik: RG 17.02.2021/31398) ekinin 7.1 maddesine göre Kategori 1 etütlerinde, araştırma çukurlarında kaya birimi gözlenemezse zemin sınıfı sismik yöntemler, sondaj veya sondalama ve arazi deneyleriyle de belirlenir; jeofizik profillerin birbirini çapraz kestiği en az 2 adet sismik ölçü (MASW, sismik kırılma, ReMi ve benzeri) ile $V_{S30}$ hızının 360 m/sn'den büyük olduğu gösterilmelidir. Kategori 1; en çok 1 bodrumlu ve bodrum hariç en çok 2 katlı, BKS = 3 olan küçük ve basit konut tipi yapıların sağlam kaya, ayrışmış zayıf kaya ya da sert kil sahalarındaki etütlerini kapsar (Tebliğ eki 5.1).

Saha Notu: Zemin ve Temel Etüdü Uygulama Esasları ve Rapor Formatına Dair Tebliğ ekinin 7.2.2.2 (a) maddesine göre (RG 17.02.2021/31398 değişikliği) temel taban alanı 300 m²'den az ve tek bloktan oluşan yapılarda en az 3 adet sondaj yapılmalı, taban alanının her 300 m² artışında bir sondaj ilave edilmelidir; taban alanı 1000 m²'yi geçen binalarda köşelerde birer ve ortada bir olmak üzere en az beş sondaj planlanabilir. TBDY 2018 Ek 16A (Madde 16A.1.2) uyarınca sondaj sayısı, zemin koşullarının değişkenliği, yapının taban alanı ve aktardığı yükler dikkate alınarak her 300 m² taban alanı için en az bir adet olacak şekilde belirlenir; Bina Yükseklik Sınıfı BYS ≤ 3 olan binaların inşa edileceği alanlarda sondaj sayısı üçten, taban alanı 1000 m²'yi aşan binalarda (köşelerde ve ortada) beşten az olamaz. DTS = 1, 1a, 2 ve 2a olan binalarda Tablo 16.1'e göre ZD, ZE veya ZF grubuna giren, sürekli tabaka ya da kalın mercek hâlindeki kumlu zeminlerde (Madde 16.6.6'daki durumlar dışında) sıvılaşma potansiyelinin incelenmesi ve raporlanması zorunludur (Madde 16.6.1).

4. SPT N₆₀ Düzeltme Faktörleri

4.1 Düzeltme Formülü

Sahada ölçülen ham SPT değerleri ($N_{arazi}$), tokmağın ilettiği enerji teorik serbest düşme enerjisinin %60'ına karşılık gelecek biçimde düzeltilerek $N_{60}$ değerine dönüştürülür. TBDY 2018 Ek 16B, Denk.(16B.1) aynı katsayıları derinlik düzeltmesi $C_N$ ile birlikte kullanarak $N_{1,60}$ değerini tanımlar; katsayılar Tablo 16B.1'de verilir:

$$N_{60}=C_E\cdot C_R\cdot C_B\cdot C_S\cdot N_{arazi}$$ $$N_{1,60}=C_N\cdot N_{60}$$

Burada $N_{1,60}$, deney derinliğindeki efektif düşey gerilmeye göre de düzeltilmiş değerdir: $C_N=9,78\sqrt{1/{\sigma }_{vo}^{\prime }}\le 1,70$ (${\sigma }_{vo}^{\prime }$ kN/m², Denk. 16B.2). TBDY 2018 $C_N$ katsayısını kohezyonsuz zeminler için tanımlar.

Dikkat: Tokmak tipi ve düşürme yöntemine göre $C_E$ değerleri önemli ölçüde farklılaşır (Tablo 16B.1'de güvenli tokmak 0,60–1,17; halkalı tokmak 0,45–1,00; otomatik darbeli tokmak 0,90–1,60). Enerji ölçümü yapılmadıysa seçilen $C_E$ değeri ve gerekçesi raporda belirtilmelidir. TBDY 2018 Madde 16.6.5'e göre potansiyel olarak sıvılaşabilir zeminlerde düzeltilmiş $N_{1,60}$ değeri 30 darbe/30 cm'den küçükse sıvılaşma tetiklenme değerlendirmesi yapılır.

Saha Notu: Ham SPT değeri (N) ile düzeltilmiş değerlerin ($N_{60}$, $N_{1,60}$) karıştırılması sınıflandırmayı değiştirebilir. Tablo 16.1'deki ölçüt $(N_{60}{)}_{30}$ olduğundan zemin sınıflandırmasında $N_{60}$ kullanılmalı; raporda uygulanan düzeltme katsayıları açıkça belirtilmelidir.

5. Yerel Zemin Etki Katsayıları

5.1 Kısa Periyot Bölgesi Yerel Zemin Etki Katsayısı $F_S$ (TBDY 2018 Tablo 2.1)

5.2 1,0 Saniye Periyot Bölgesi Yerel Zemin Etki Katsayısı $F_1$ (TBDY 2018 Tablo 2.2)

TBDY 2018 Madde 2.3.3.1'e göre tablolarda harita spektral ivme katsayılarının ara değerleri için doğrusal enterpolasyon yapılabilir. ZF sınıfındaki zeminler için sahaya özel zemin davranış analizi 16.5'e göre yapılır (Madde 2.3.3.2).

5.3 Tasarım Spektral İvme Katsayılarının Hesabı

Yerel zemin etki katsayıları kullanılarak tasarım spektral ivme katsayıları belirlenir (TBDY 2018 Denklem 2.1):

$$S_{DS}=S_S\cdot F_S$$ $$S_{D1}=S_1\cdot F_1$$

Burada:

• $S_S$: Kısa periyot (0,2 s) harita spektral ivme katsayısı (TDTH'den)
• $S_1$: 1,0 saniye periyot harita spektral ivme katsayısı (TDTH'den)
• $F_S$: Tablo 2.1'den okunan yerel zemin etki katsayısı
• $F_1$: Tablo 2.2'den okunan yerel zemin etki katsayısı

Elastik tasarım spektrumunun köşe periyotları:

$$T_A=0,2\cdot \frac{S_{D1}}{S_{DS}}{T}_B=\frac{S_{D1}}{S_{DS}}$$

Saha Notu: $S_S$ ve $S_1$ harita spektral ivme katsayıları, Türkiye Deprem Tehlike Haritaları kapsamında dört deprem yer hareketi düzeyi için tanımlanır (TBDY 2018 Madde 2.3.2.1); koordinata göre değerler AFAD'ın Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulamasından (tdth.afad.gov.tr) alınabilir. DD-2, 50 yılda aşılma olasılığı %10 ve tekrarlanma periyodu 475 yıl olan standart tasarım deprem yer hareketidir (Madde 2.2.2). Bölüm 4 kapsamındaki binaların dayanıma göre tasarımı DD-2 etkisi altında yapılır (Madde 4.1.4.1); DTS = 1a ve 2a olan BYS = 2 ve 3 binalarda DD-1 ve DD-3 değerlendirmeleri de gerekir (Madde 4.1.4.2).

6. ZF Zemin Sınıfı: Sahaya Özel Zemin Davranış Analizi

ZF sınıfı için TBDY 2018 Bölüm 16.5 kapsamında sahaya özel zemin davranış analizi zorunludur. Bu analiz, taban kayasında tanımlanan deprem yer hareketinin zemin tabakaları boyunca değişimini ve zemin yüzeyindeki tasarım spektrumunu belirler.

Sahaya özel zemin davranış analizi prosedürü:

1. Zemin profili modellenmesi: Sondaj ve jeofizik verileri esas alınarak yatay tabakalı zemin modeli oluşturulur.
2. Deprem yer hareketi seçimi: Zemin modeli tabanından etki ettirilmek üzere, 2.3.4 veya 2.4.1'e göre tanımlanan elastik ivme spektrumu ile uyuşumlu en az on bir deprem kaydı 2.5.3'e göre tanımlanır (TBDY 2018 Md. 16.5.2.4).
3. 1B (tek boyutlu) veya 2B/3B analiz: Bina temeli ve yakın çevresinde zemin yaklaşık yatay tabakalardan oluşuyorsa tek boyutlu yatay tabakalı serbest zemin modeli (ör. DEEPSOIL, SHAKE) kullanılabilir; aksi durumlarda iki veya üç boyutlu zemin modelleri kullanılır (TBDY 2018 Md. 16.5.1.2). Analiz zaman tanım alanında doğrusal olmayan yöntemle ya da, kayma birim şekildeğiştirmesi %1'i aşmıyorsa, frekans tanım alanında eşdeğer doğrusal yöntemle yapılır (Md. 16.5.2.2); sıvılaşma potansiyeli olan zeminlerde eşdeğer doğrusal yöntem kullanılmaz (Md. 16.5.2.6).
4. Mühendislik taban kayası: Tablo 16.1'e göre ZA veya ZB sınıfındaki tabaka mühendislik taban kayası alınır; bu tabakanın bina temelinden derinliği en büyük bina genişliğinin üç katından ve kazıklı sistemlerde en uzun kazık boyundan az olamaz. Taban kayası çok daha derindeyse model ZC veya ZD tabakasıyla sonlandırılabilir (Md. 16.5.2.3).
5. Yüzey spektrumu: Her kayıt için yüzey ve taban kayası spektral ivmelerinin oranı hesaplanır; bu oranların en az on bir kayıt ortalaması ilgili periyodun yerel zemin etki katsayısıdır ve taban kayası spektrumuyla çarpılarak yüzey spektrumu bulunur. ZF dışındaki zeminlerde bu spektrumun ordinatları, Tablo 2.1 ve 2.2'ye göre bulunan spektral ivmelerden küçük alınamaz (Md. 16.5.2.5).

Dikkat: Türkiye'de özellikle körfez kıyıları ve nehir taşkın ovalarında ZF zemin koşulları sıkça karşılaşılmaktadır. Şubat 2023 Kahramanmaraş depremlerinde Adıyaman, Hatay (Antakya) ve İslahiye düzlüklerinde gözlemlenen yıkım yoğunluğunun bir bölümü, bu alanlardaki ZE/ZF zemin koşullarına bağlı amplifikasyonla ilişkilendirilmektedir.

8. Zemin Sınıfının Tasarıma Etkisi

Değerler Tablo 2.1 ve 2.2'deki katsayı oranlarıdır; aralığın üst ucu düşük $S_S$ / $S_1$ sütunlarına, alt ucu yüksek sütunlara karşılık gelir.

Bu farklılıklar yapısal tasarımı doğrudan etkiler:

• Deprem yükü (V): Plato bölgesinde ($T_A\le T\le T_B$) $V_{tE}=S_{DS}\cdot W/R_a(T)$ bağıntısında $S_{DS}=S_S\cdot F_S$ doğrudan çarpandır. ZE ile ZA arasındaki $F_S$ oranı $S_S\le 0,25$ için 2,4/0,8 = 3 iken $S_S\ge 1,50$ için 0,8/0,8 = 1'dir; zemin büyütmesi düşük ivmeli bölgelerde daha belirgindir.
• Spektrum köşe periyotları: $T_B=S_{D1}/S_{DS}$ olduğundan yumuşak zeminlerde $F_1$'in $F_S$'den daha fazla artması $T_A$ ve $T_B$'yi büyütür (Problem 3'te ZD için 0,667 s, ZE için 0,862 s); plato bölgesi uzar ve periyodu bu aralığa giren yapılar en yüksek spektral ivmeyle tasarlanır.
• Deprem Tasarım Sınıfı ve BYS: DTS, DD-2 düzeyindeki $S_{DS}$ ve Bina Kullanım Sınıfına göre belirlenir (Tablo 3.2); zemin sınıfının $S_{DS}$'yi değiştirmesi DTS'yi, dolayısıyla BYS aralıklarını (Tablo 3.3), taşıyıcı sistem seçimini (Tablo 4.1) ve Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi'nin uygulanabilirliğini (Tablo 4.4) etkileyebilir.

Saha Notu: Türkiye'nin batı kıyılarındaki (İzmir, İstanbul Avrupa yakası alüvyon alanları) ve Orta Anadolu ovalarının (Konya, Aksaray) zemin koşulları ağırlıklı olarak ZD–ZE aralığındadır. Kars, Erzurum gibi yüksek irtifa kentlerinde ise kaya ortam (ZA–ZB) sıklıkla görülmektedir.

9. Türkiye'ye Özgü Saha Koşulları

9.1 Yaygın Zemin Tipleri

9.2 Yasal Gereksinimler

• Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği Madde 57(6): Statik proje, mimari projeye ve zemin ve temel etüdü raporuna uygun olarak hazırlanır; 3194 sayılı İmar Kanunu Madde 22 yapı ruhsatı başvurusuna statik projenin eklenmesini ister.
• 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun Madde 2 (dördüncü fıkra, a bendi): Yapı denetim kuruluşu, proje müelliflerince hazırlanan zemin ve temel raporları ile uygulama projelerini ilgili mevzuata göre incelemekle yükümlüdür; Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği Madde 5(2) zemin etüdü raporunun mevzuata ve zemin ve temel etüdü raporunun hazırlanmasına ilişkin esaslara uygunluğunun kontrolünü ister.
• TBDY 2018 Madde 16.2.1.1 ve 16.4.1: Zemin koşullarının belirlenmesi için arazi ve laboratuvar çalışmalarını içeren zemin araştırmaları yapılır; tasarım spektrumunda esas alınacak yerel zemin sınıfı bu araştırmalarla belirlenir.
• 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu Madde 10: İşveren, sondaj dahil yürüttüğü işler için iş sağlığı ve güvenliği yönünden risk değerlendirmesi yapmak veya yaptırmakla yükümlüdür.

9.3 Yaklaşık Birim Fiyatlar (2025–2026)

Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı birim fiyat listeleri (2025) ve güncel piyasa verileri baz alınmıştır. Fiyatlar bölgeye, derinliğe ve zemin koşuluna göre önemli ölçüde değişebilir.

Dikkat: Zemin etüdü maliyetini azaltmak amacıyla sondaj sayısını veya derinliğini minimize etmek, yapı tasarımında çok daha büyük güvenlik ve ekonomi kayıplarına neden olmaktadır.

10. Zemin Sınıfı Belirleme Örnek Problemleri

Problem 1

Veriler:

• Zemin türü: SW-SM (kum)
• Temel derinliği: $d_f=2,2\text{ m}$
• Sondaj derinliği: 32,2 m (temel altından 30 m)
• Tabaka verileri (derinlikler zemin yüzünden; tabakalar temel alt kotundan başlar):

İstenen: TBDY 2018 Tablo 16.1'e göre yerel zemin sınıfını belirleyiniz.

Çözüm:

Adım 1: Temel alt kotundan itibaren incelenen derinlik: $32,2-2,2=30,0\text{ m}$ (TBDY 2018 Md. 16.4.2)

Adım 2: Her tabaka için $h_i/V_{Si}$ hesaplanır:

$$\sum \frac{h_i}{V_{Si}}=\frac{0,8}{174}+\frac{0,7}{201}+\frac{1,3}{213}+\frac{1,5}{228}+\frac{1,7}{234}+\frac{1,8}{237}+\frac{6,0}{242}+\frac{16,2}{245}$$ $$=0,0046+0,0035+0,0061+0,0066+0,0073+0,0076+0,0248+0,0661=0,12654\text{ s/m}$$

Adım 3: Vs30 hesabı (TBDY 2018 Denk. 16.2):

$$V_{S30}=\frac{30}{0,12654}=237,1\text{ m/s}$$

Sonuç: $180<V_{S30}=237,1<360\text{ m/s}$ → ZD Zemin Sınıfı

Kontrol: ZD sınıfı kriterleri: $V_{S30}\in [180,360)$ m/s; ZF özel koşulları yok.

Problem 2

Veriler:

• Temel derinliği: $d_f=2,2\text{ m}$; Sondaj derinliği: 32,2 m (temel altından 30 m)
• Tablodaki değerler, TBDY 2018 Tablo 16B.1 katsayılarıyla ($C_E$, $C_R$, $C_B$, $C_S$) düzeltilmiş $N_{60}$ değerleridir
• SPT-N60 katman verileri (temel altından):

İstenen: TBDY 2018 Tablo 16.1'e göre SPT-N60 parametresinden zemin sınıfını belirleyiniz. Vs30 ile karşılaştırma yapınız.

Çözüm:

Adım 1: Temel alt kotundan itibaren incelenen derinlik: $32,2-2,2=30,0\text{ m}$

Adım 2: Her katman için $h_i/N_{60,i}$ hesabı:

Adım 3: Ortalama N60 hesabı (TBDY 2018 Denk. 16.2):

$$\overline{N_{60}}=\frac{30}{2,4106}=12,4\text{ darbe/30 cm}$$

Adım 4: TBDY 2018 Tablo 16.1'e göre: $\overline{N_{60}}=12,4<15$ → ZE Zemin Sınıfı

Vs30 kontrolü (ek veri): Aynı zemin için $V_{S30}=169,5\text{ m/s}<180\text{ m/s}$ → ZE (tutarlı)

Sonuç: Her iki parametreden de ZE sonucu elde edilmiştir. CH tabakasının kalınlığı 9,5 m > 8 m olduğundan, laboratuvar deneylerinde $PI>50$ bulunursa profil Tablo 16.1'e göre ZF sınıfına girer ve sahaya özel zemin davranış analizi gerekir (TBDY 2018 Md. 16.5.1.3).

Kontrol: CH tabakası için ayrıca Tablo 16.1'deki ZE tanımı (PI > 20, w > %40 ve $c_u$ < 25 kPa koşullarını sağlayan, toplamda 3 m'den kalın yumuşak kil) ve ZF koşulları laboratuvar sonuçlarıyla denetlenir.

Problem 3

Veriler:

• Konum: Sismik açıdan aktif bir bölge, DD-2 depremi
• Harita spektral ivme katsayıları (TDTH'den): $S_S=0,75\text{ g}$; $S_1=0,30\text{ g}$
• Zemin sınıfı: ZD ($V_{S30}=270\text{ m/s}$; $N_{60,30}=28$)
• Yapı: BKS=3 (konutlar, $I=1,0$), 5 katlı betonarme çerçeve, $W=3.000\text{ kN}$
• $R=8$, $D=3$ (süneklik düzeyi yüksek çerçeve sistemi)
• Yapı periyodu: $T=0,6\text{ s}$

İstenen:

(a) $F_S$ ve $F_1$ katsayılarını belirleyiniz (interpolasyonlu). (b) $S_{DS}$ ve $S_{D1}$ değerlerini hesaplayınız. (c) $T_A$, $T_B$ köşe periyotlarını bulunuz. (d) Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi ile taban kesme kuvvetini hesaplayınız. (e) Zemin sınıfı ZE olsaydı ($V_{S30}=155\text{ m/s}$) taban kesme kuvvetini karşılaştırınız.

Çözüm:

Adım 1: FS belirleme (TBDY 2018 Tablo 2.1 — ZD, Ss = 0,75)

TBDY 2018 Tablo 2.1'den ZD satırı, $S_S=0,75$: $F_S=1,2$

$$S_{DS}=S_S\cdot F_S=0,75\times 1,2=0,90\text{ g}$$

Adım 2: F1 belirleme (TBDY 2018 Tablo 2.2 — ZD, S1 = 0,30)

TBDY 2018 Tablo 2.2'den ZD satırı, $S_1=0,30$: $F_1=2,0$ (tablodaki tam değer)

$$S_{D1}=S_1\cdot F_1=0,30\times 2,0=0,60\text{ g}$$

Adım 3: Köşe periyotları (TBDY 2018 Denklem)

$$T_B=\frac{S_{D1}}{S_{DS}}=\frac{0,60}{0,90}=0,667\text{ s}$$ $$T_A=0,2\cdot T_B=0,2\times 0,667=0,133\text{ s}$$

Adım 4: Deprem yükü azaltma katsayısı Ra (TBDY 2018 Denk. 4.1; R ve D Tablo 4.1)

Yapı periyodu $T=0,6\text{ s}\le T_B=0,667\text{ s}$ olduğundan Denk.(4.1b) kullanılır:

$$R_a(T)=D+\left(\frac{R}{I}-D\right)\frac{T}{T_B}=3+(8-3)\times \frac{0,6}{0,667}=7,50$$

Adım 5: Taban kesme kuvveti (TBDY 2018 Denk. 4.8 ve 4.19)

$T_A\le T\le T_B$ olduğundan $S_{ae}(T)=S_{DS}=0,90$ (Denk. 2.2):

$$V_{tE}=\frac{S_{ae}(T)\cdot W}{R_a(T)}=\frac{0,90\times 3.000}{7,50}=360,0\text{ kN}$$

Adım 6: ZE karşılaştırması

ZE için $S_S=0,75$ → Tablo 2.1: $F_S=1,3$

$$S_{DS,ZE}=0,75\times 1,3=0,975\text{ g}$$

ZE için $S_1=0,30$ → Tablo 2.2: $F_1=2,8$

$$S_{D1,ZE}=0,30\times 2,8=0,84\text{ g}$$ $$T_{B,ZE}=\frac{0,84}{0,975}=0,862\text{ s}$$

$T_{A,ZE}=0,2\times 0,862=0,172\text{ s}$ ve $T_{A,ZE}\le T=0,6\text{ s}\le T_{B,ZE}=0,862\text{ s}$ olduğundan yapı yine plato bölgesindedir: $S_{ae}(T)=S_{DS,ZE}=0,975\text{ g}$ ve $R_a(T)=3+(8-3)\times 0,6/0,862=6,48$.

$$V_{tE,ZE}=\frac{S_{ae}(T)\cdot W}{R_a(T)}=\frac{0,975\times 3.000}{6,48}=451,4\text{ kN}$$

Sonuç karşılaştırması:

Kontrol: Alt sınır (TBDY 2018 Md. 4.7.1.1, Denk. 4.19): $V_{min}=0,04\cdot I\cdot S_{DS}\cdot W=0,04\times 1\times 0,90\times 3.000=108\text{ kN}\le 360,0\text{ kN}$

Yorum: ZD → ZE geçişinde taban kesme kuvveti yaklaşık %25 artmaktadır; artışın kaynağı $S_{DS}$'deki %8,3'lük büyüme ile $T_B$'nin uzamasıyla küçülen $R_a(T)$ katsayısıdır. Gerçekte ZE olan bir zeminde ZD kabulü, bu örnekte deprem yükünü yaklaşık %20 düşük hesaplatır.

11. Sık Yapılan Hatalar

Kaynaklar

1. TBDY 2018 — AFAD / T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. Resmî Gazete — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (18.03.2018)
2. TS 500:2000 — TSE — Türk Standardları Enstitüsü. Türk Standardları Enstitüsü (tse.org.tr)
3. TBDY 2018 tam metni (PDF) — T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. ÇŞİDB (webdosya.csb.gov.tr)
4. FHWA GEC 6: Shallow Foundations (FHWA-SA-02-054) — Federal Highway Administration, 2002 (SPT enerji düzeltmesi). FHWA (fhwa.dot.gov)
5. FHWA GEC 5: Geotechnical Site Characterization (FHWA-NHI-16-072) — Federal Highway Administration, 2017 (jeofizik yöntemler). FHWA (fhwa.dot.gov)
6. 4708 sayılı Yapı Denetimi Hakkında Kanun ve Yapı Denetimi Uygulama Yönetmeliği — Mevzuat Bilgi Sistemi (mevzuat.gov.tr)
7. Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği — Mevzuat Bilgi Sistemi (mevzuat.gov.tr)
8. 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu — Mevzuat Bilgi Sistemi (mevzuat.gov.tr)
9. Zemin ve Temel Etüdü Uygulama Esasları ve Rapor Formatına Dair Tebliğ — Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, RG 09.03.2019/30709; değişiklik RG 17.02.2021/31398. Resmî Gazete (resmigazete.gov.tr)

Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartların yürürlükteki sürümüne başvurunuz.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• Zemin Taşıma Gücü Hesaplama
• SPT N30 Düzeltme Hesaplama

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

yapidan (2026). Zemin Sınıfları (ZA–ZF) ve Yerel Zemin Etkisi. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/dp/zemin-siniflari-za-zf-yerel-zemin-etkisi