NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ

Elif Toplu; Osman Kırtel

TR EN

NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Bu çalışmada, 23 Kasım 2022 Mw 6,0 Gölyaka (Düzce) Depremi’ne ait kuvvetli yer hareketi kayıtları kullanılarak, NGA-West2 kapsamında yer alan ASK14, BSSA14, CB14 ve CY14 yer hareketi tahmin denklemlerinin (GMPE) spektral şekil temsili ve genlik tahmin başarıları yerel zemin koşullarına (Vs30) bağlı olarak değerlendirilmiştir. Modellerden elde edilen teorik spektrumlar ile gözlemsel veriler arasındaki uyum, regresyon analizi ve standart rezidüel hesaplamaları ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, GMPE performansının zemin özelliklerine duyarlı olduğunu göstermektedir. Kaya zemin niteliğindeki istasyonlarda (Vs30 = 914 m/s) modeller yüksek korelasyon katsayıları (R² ≈ 0,76–0,90) ve düşük sistematik sapma ile iyi uyum sergilemiştir. Buna karşılık, düşük Vs30 değerlerine sahip yumuşak ve orta yumuşak zeminlerde uyum belirgin şekilde azalmış (R² ≈ 0,11–0,29) ve rezidüel saçılım artmıştır. Kısa periyot aralığında (0,1–0,4 s) zemin amplifikasyonu etkileri gözlenirken, uzun periyotlarda (T > 2 s) bazı modellerin yer hareketini sistematik olarak eksik tahmin ettiği belirlenmiştir. Bulgular, GMPE performansının yalnızca büyüklük ve mesafeye değil, yerel zemin koşullarına da güçlü biçimde bağlı olduğunu ve Vs30 parametresinin tek başına yerel zemin etkilerini tam olarak temsil etmekte yetersiz kalabileceğini ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

EVALUATION OF SPECTRAL SHAPE REPRESENTATION AND AMPLITUDE PREDICTION PERFORMANCE OF NGA-WEST2 GROUND MOTION MODELS BASED ON SITE CONDITIONS

Öz

This study evaluates the spectral shape representation and amplitude prediction performance of NGA-West2 ground-motion prediction equations (GMPEs), namely ASK14, BSSA14, CB14, and CY14, using strong ground-motion records from the 23 November 2022 Mw 6.0 Gölyaka (Düzce) earthquake. The compatibility between theoretical response spectra obtained from the models and observed data was assessed through regression analysis and standardized residual calculations, considering local site conditions (Vs30). The results indicate that GMPE performance is strongly influenced by site characteristics. At rock sites (Vs30 = 914 m/s), the models exhibited high correlation coefficients (R² ≈ 0.76–0.90) and low systematic bias, demonstrating good agreement with observations. In contrast, at soft and medium-soft soil sites with lower Vs30 values, model compatibility decreased significantly (R² ≈ 0.11–0.29), accompanied by increased residual scatter. Site amplification effects were observed in the short-period range (0.1–0.4 s), while at long periods (T > 2 s) some models systematically underpredicted ground-motion amplitudes. Overall, the findings highlight that GMPE performance is not solely controlled by magnitude and distance parameters but is also highly sensitive to local site conditions. Moreover, the results suggest that Vs30 alone may not be sufficient to fully capture local site amplification effects in regional seismic hazard assessments.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Abrahamson, N. A., Silva, W. J., & Kamai, R. (2014). Summary of the ASK14 ground motion relation for active crustal regions. Earthquake Spectra, 30(3), 1025–1055. https://doi.org/10.1193/070913EQS198M
Abrahamson, N., & Silva, W. (2008). Summary of the Abrahamson & Silva NGA ground-motion relations. Earthquake Spectra, 24(1), 67–97. https://doi.org/10.1193/1.2924360
Akkar, S., Duman, T. Y., Ergintav, S., Fahjan, Y., Kartal, R. F., & Tekin, S. (2014). Türkiye sismik tehlike haritası proje dokümanı. T.C. Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı (AFAD), Deprem Dairesi Başkanlığı, Ankara.
Bommer, J. J., Douglas, J., Scherbaum, F., Cotton, F., Bungum, H., & Fäh, D. (2010). On the selection of ground-motion prediction equations for seismic hazard analysis. Seismological Research Letters, 81(5), 783–793. https://doi.org/10.1785/gssrl.81.5.783
Boore, D. M., & Atkinson, G. M. (2008). Ground-motion prediction equations for the average horizontal component of PGA, PGV, and 5%-damped PSA at spectral periods between 0.01 s and 10.0 s. Earthquake Spectra, 24(1), 99–138. https://doi.org/10.1193/1.2830434
Boore, D. M., Stewart, J. P., Seyhan, E., & Atkinson, G. M. (2014). NGA-West2 equations for predicting PGA, PGV, and 5% damped PSA for shallow crustal earthquakes. Earthquake Spectra, 30(3), 1057–1085. https://doi.org/10.1193/070113EQS184M
Bozorgnia, Y., Abrahamson, N. A., Al Atik, L., Ancheta, T. D., Atkinson, G. M., Baker, J. W., Baltay, A., Boore, D. M., Campbell, K. W., Chiou, B. S. J., Darragh, R., Day, S., Donahue, J., Graves, R. W., Gregor, N., Hanks, T., Idriss, I. M., Kamai, R., Kishida, T., … Youngs, R. (2014). NGA-West2 research project. Earthquake Spectra, 30(3), 973–987. https://doi.org/10.1193/072113EQS209M
Bykova, V. V. (2016). On the selection of ground motion prediction equations during the assessment of seismic hazard in stable continental regions. Seismic Instruments 2016 52:2, 52(2), 135–143. https://doi.org/10.3103/S074792391602002X

Campbell, K. W., & Bozorgnia, Y. (2008). NGA ground motion model for the geometric mean horizontal component of PGA, PGV, PGD and 5% damped linear elastic response spectra for periods ranging from 0.01 to 10 s. Earthquake Spectra, 24(1), 139–171. https://doi.org/10.1193/1.2857546
Chiou, B. S. J., & Youngs, R. R. (2008). An NGA model for the average horizontal component of peak ground motion and response spectra. Earthquake Spectra, 24(1), 173–215. https://doi.org/10.1193/1.2894832
Chiou, B. S. J., & Youngs, R. R. (2014). Update of the Chiou and Youngs NGA model for the average horizontal component of peak ground motion and response spectra. Earthquake Spectra, 30(3), 1117–1153. https://doi.org/10.1193/072813EQS219M
Cotton, F., Scherbaum, F., Bommer, J. J., & Bungum, H. (2006). Criteria for selecting and adjusting ground-motion models for specific target regions: Application to central Europe and rock sites. Journal of Seismology, 10(2), 137–156. https://doi.org/10.1007/S10950-005-9006-7
Idrissa, I. M. (2014). An NGA-West2 Empirical Model for Estimating the Horizontal Spectral Values Generated by Shallow Crustal Earthquakes. Earthquake Spectra, 30(3), 1155–1177. https://doi.org/10.1193/070613EQS195M
Kale, Ö., & Akkar, S. (2012). A method to determine the appropriate GMPEs for a selected seismic prone region. In Proceedings of the 15th World Conference on Earthquake Engineering (15WCEE), Lisbon, Portugal.
Kowsari, M., Halldorsson, B., Hrafnkelsson, B., Snaebjörnsson, J. T., Ólafsson, S., & Rupakhety, R. (2017). On the selection of ground-motion prediction equations for seismic hazard assessment in the South Iceland Seismic Zone. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 100, 436–449. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2017.06.013
Nguyen, H. P., Pham, T. T., Nguyen, T. H., & Bui, C. Q. (2025). Urban seismic risk assessment and loss estimation for Hanoi City. Bulletin of Earthquake Engineering, 1–32. https://doi.org/10.1007/s10518-025-02172-3
Salic, R., Sandikkaya, M. A., Milutinovic, Z., Gulerce, Z., Duni, L., Kovacevic, V., Markusic, S., Mihaljevic, J., Kuka, N., Kaludjerovic, N., Kotur, N., Krmpotic, S., Kuk, K., & Stanko, D. (2017). BSHAP project strong ground motion database and selection of suitable ground motion models for the Western Balkan Region. Bulletin of Earthquake Engineering, 15(4), 1319–1343. https://doi.org/10.1007/s10518-016-9950-3
Scherbaum, F., Delavaud, E., & Riggelsen, C. (2009). Model Selection in Seismic Hazard Analysis: An Information-Theoretic Perspective. Bulletin of the Seismological Society of America, 99(6), 3234–3247. https://doi.org/10.1785/0120080347
Shoja-Taheri, J., Naserieh, S., & Hadi, G. (2009). A test of the applicability of NGA models to the strong ground-motion data in the Iranian Plateau. Journal of Earthquake Engineering, 14(2), 278–292. https://doi.org/10.1080/13632460903086051
Sotiriadis, D., & Margaris, B. (2023). Evaluation of the predictive performance of regional and global ground motion predictive equations against Greek strong motion data. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 165. https://doi.org/10.1016/J.SOILDYN.2022.107656
Vacareanu, R., Pavel, F., & Aldea, A. (2013). On the selection of GMPEs for Vrancea subcrustal seismic source. Bulletin of Earthquake Engineering, 11(6), 1867–1884. https://doi.org/10.1007/s10518-013-9515-7

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

İnşaat Mühendisliği (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Elif Toplu ^*
0000-0001-8019-560X
Türkiye

Osman Kırtel
0000-0001-6451-0323
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

3 Haziran 2026

Gönderilme Tarihi

14 Kasım 2025

Kabul Tarihi

2 Mart 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 29 Sayı: 2

IZ

https://izlik.org/JA55KF45WF

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Toplu, E., & Kırtel, O. (2026). NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(2), 617-628. https://izlik.org/JA55KF45WF

AMA

1.Toplu E, Kırtel O. NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026;29(2):617-628. https://izlik.org/JA55KF45WF

Chicago

Toplu, Elif, ve Osman Kırtel. 2026. “NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 (2): 617-28. https://izlik.org/JA55KF45WF.

EndNote

Toplu E, Kırtel O (01 Haziran 2026) NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 2 617–628.

IEEE

[1]E. Toplu ve O. Kırtel, “NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ”, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy 2, ss. 617–628, Haz. 2026, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA55KF45WF

ISNAD

Toplu, Elif - Kırtel, Osman. “NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/2 (01 Haziran 2026): 617-628. https://izlik.org/JA55KF45WF.

JAMA

1.Toplu E, Kırtel O. NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026;29:617–628.

MLA

Toplu, Elif, ve Osman Kırtel. “NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy 2, Haziran 2026, ss. 617-28, https://izlik.org/JA55KF45WF.

Vancouver

1.Elif Toplu, Osman Kırtel. NGA-WEST2 AZALIM MODELLERİNİN SPEKTRAL ŞEKİL TEMSİLİ VE GENLİK TAHMİN BAŞARISININ ZEMİN KOŞULLARINA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Haziran 2026;29(2):617-28. Erişim adresi: https://izlik.org/JA55KF45WF