Deprem Mühendisliği Uygulamalarında Kullanılmak Üzere Açık Kaynaklı Bir Yazılım Geliştirilmesi: DARLA (Versiyon 1.0)

Abstract

Yeni gelişen teknolojilerle beraber deprem mühendisliğindeki uygulamalarda kullanılmak üzere deprem karakteristik özelliklerinin ve mühendislik şiddet parametrelerinin hızlı ve pratik bir şekilde belirlenebilir olması önem arz etmekte olup, yazılımsal olarak parametrelerin entegrasyonu uygulamalarında artış gözlemlenmektedir. Bu çalışmada, Python yazılım dili kullanılarak, belli bir depreme ait, kuvvetli yer hareketi kayıtları zaman serisi kayıtlarından, maksimum ivme (Peak Ground Acceleration (PGA)), maksimum hız (Peak Ground Velocity (PGV)) ve maksimum yerdeğiştirme (Peak Ground Displacement (PGD)) değerleri hesaplanmış; kayıtlara ait hız-ivme-yerdeğiştirme zaman serileri üretilmiş; tepki spektrumları Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde (TBDY-2018) tanımlanmakta olan tasarım spektrumları ile karşılaştırılarak görselleştirilmiştir. Deprem sinyallerinin frekans içerikleri de ayrıca elde edilmiştir (Fourier Amplitude – Frequency grafikleri). Elde edilen çıktılar görselleştirilerek, yorum kolaylığı sağlanması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında geliştirilen açık kaynaklı yazılım (Depremlerin kARakteristik özeLliklerini Ayrıştırma: DARLA v1.0) yardımıyla, deprem meydana geldiği andan itibaren bölge özelinde deprem mühendisliği anlamında yarı-otomatik üretilen bilimsel veriler ışığında hızlı değerlendirme yapılması hedeflenmiştir.

Keywords

• Tepki spektrumları
• Kuvvetli Yer Hareketi Kayıtları
• Python
• Deprem Mühendisliği

Development of Open Source Software for Use in Earthquake Engineering Applications: DARLA (Version 1.0)

Abstract

It is an important issue that earthquake characteristics and engineering intensity parameters can be determined quickly and practically to be used in earthquake engineering applications in the light of new developing technologies. Within this context, an increase is observed in software integration of engineering parameters. In this study, using Python software language, maximum acceleration (PGA), maximum velocity (PGV), and maximum displacement (PGD) values were calculated from time series records of strong ground motions of a certain earthquake; velocity-acceleration-displacement time series of records were produced; response spectra were visualized by comparing them with the design spectra defined in the Turkish Building Earthquake Code (TBDY-2018). Frequency contents of earthquake signals were also obtained (Fourier Amplitude – Frequency plots). It is aimed to provide ease of interpretation by visualizing the outputs obtained. With the help of the open-source software DARLA (ver1.0), which was developed within the scope of this study, it is intended to make a rapid assessment in the light of semi-automatically produced scientific data, in terms of earthquake engineering, specific to the region, from the moment the earthquake occurred.

Keywords

• Response spectra
• Strong ground motion records
• Python
• Eaarthquake Engineering

References

1. [1] Danciu, L. & Tselentis, A. (2007). Engineering Ground-Motion Parameters Attenuation Relationships for Greece. Bulletin of The Seismological Society of America - BULL SEISMOL SOC AMER. 97. 162-183. 10.1785/0120050087.
2. [2] Papazafeiropoulos, G. & Plevris, V. (2018). OpenSeismoMatlab: A new open-source software for strong ground motion data processing. Heliyon. 4. e00784. 10.1016/j.heliyon.2018.e00784.
3. [3] TBDY, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara.
4. [4] Newmark, N. M. (1959), A method of computation for structural mechanics , Journal of Eng. Mechanics, ASCE, 85(EM3), 67-94.
5. [5] Bathe, K.-J. (1996), Finite Element Procedures, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.
6. [6] Van Rossum, G. and Drake, F.L. (2006) Python Reference Manual. http://docs.python.org/ref/ref.htm
7. [7] Matplotlib Development Team. Matplotlib: A comprehensive library for creating static, animated, and interactive visualizations in Python. Comput. Sci. Eng., 21(3):22-30, 2019.
8. [8] Quake.engine (2020). Quake.engine. Retrieved May 26, 2020, from https://quake.engine.org/

9. [9] Kumar, S., & Kijko, A. (2019). Python and OpenQuake-based Toolkit for Analysis of Strong Motions and Interpretation of GMPEs. Seismological Research Letters, 90(4), 1245-1257.doi:10.1785/0220180114 https://github.com/GEMScienceTools/gmpe-smtk (Erişim tarihi :03.02.2023)
10. [10]Boğaziçi Ünv. Kandilli Rast. Ve Deprem Araşt. Enst. Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi (https://doi.org/10.7914/SN/KO ) (BUKRDAE-BDTİM) http://www.koeri.boun.edu.tr/new/ (Last access : 17.02.2022)
11. [11] T.C. İçişleri Bakanlığı, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Deprem Dairesi Başkanlığı Türkiye İvme Veritabanı ve Analiz Sistem (https://doi.org/10.7914/SN/TK), (AFAD-TADAS) https://tadas.afad.gov.tr/ (Last access : 17.02.2022)
12. [12] The Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) https://peer.berkeley.edu/research/data-sciences (Last access : 17.02.2022)
13. [13] Center for Engineering Strong Motion Data (CESMD) https://www.strongmotioncenter.org/ (Last access : 17.02.2022)
14. [14]Türkiye Deprem Tehlike Haritası, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, AFAD (2018) (https://tdth.afad.gov.tr/)
15. [15] Kramer, S.L. (2003) Geoteknik Deprem Mühendisliği, Çeviren: Doç. Dr. Kamil Kayabalı, Gazi Kitabevi.
16. [16] A. Arias A., “A measure of earthquake intensity. In: Hansen RJ (ed) Seismic design for nuclear power plants. MIT Press, Cambridge MA, pp 438–483. (1970).