Geri Dön

Bir deprem güvenliği sınıflandırma algoritmasının başarısının farklı betonarme taşıyıcı sistemler için irdelenmesi

Evaluation of the success of an earthquake safety classification algorithm for different reinforced concrete structural systems

PDF İndir

  1. Tez No: 958998
  2. Yazar: İLKNUR KARAKUŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ERCAN YÜKSEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Deprem Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Earthquake Engineering, Engineering Sciences, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 187

Özet

Türkiye deprem kuşağında bulunmaktadır ve mevcut yapı stokunun durumu olası depremlere karşı can ve mal güvenliği açısından ciddi bir risk oluşturmaktadır. Özellikle 2000 yılı öncesinde inşa edilen betonarme yapıların önemli bir kısmı, güncel deprem yönetmeliklerinin belirttiği performans seviyelerine ulaşamamaktadır. Son yıllarda meydana gelen yıkıcı depremler, bu tür yapıların yanı sıra, güncel deprem yönetmeliğine göre projelendirilmiş bazı yapıların da yeterli taşıyıcı sistem detaylarına sahip olmadığını ve beklenen düzeyde dayanım ve süneklik sergileyemediğini açıkça ortaya koymuştur. Bu durum mühendislik hizmeti almadan inşa edilen yapıların sayıca fazla olmasıyla daha da kritik hale gelmektedir. Yapıların performans düzeyinin değerlendirilmesi, olası göçme mekanizmalarının ve hasar oluşumlarının önceden öngörülebilmesini sağlamak açısından kritik öneme sahiptir. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018, mevcut binaların performanslarının belirlenmesine yönelik kapsamlı ve mühendislik temelli değerlendirme yöntemlerini sunmaktadır. Ancak bu yöntemlerin uygulanması, saha verilerinin toplanmasını, yapısal modellerin oluşturulmasını ve ileri düzey analizlerin gerçekleştirilmesini gerektirdiğinden, mevcut yapı stoğunun büyüklüğü de göz önünde bulundurulduğunda çok ciddi zaman ve kaynak gerektirmektedir. Buna ek olarak, bazı yapıların arşiv kayıtlarına ulaşılamaması ve proje verilerinin eksikliği de süreci daha karmaşık hale getirmektedir. Bu nedenle, geniş ölçekli risk analizleri ve önceliklendirme çalışmaları için daha pratik yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Afet bölgelerinde veya afete hazırlık yapılan bölgelerde, bina güvenliğinin tespiti amacıyla sadece görsel incelemelere dayalı olarak“teknik rapor”olarak adlandırılan belgeler hazırlanmaktadır. Ancak bu raporlar bilimsel ve mühendislik uygulamaları açısından yeterli düzeyde bir değerlendirme sunmamaktadır. Bu tür belgelerde, yapının depreme dayanıklı olup olmadığına dair bir kanaatin belirtilmesi, teknik geçerliliği bulunmayan ve sorumluluk doğurabilecek bir yaklaşım olarak kabul edilmektedir. Bir yapının deprem güvenliği, sadece TBDY 2018'in 15. Bölümü çerçevesinde gerçekleştirilen Deprem Performans Analizi ile değerlendirilebilir. Bu yöntemin dışında yapılan değerlendirmeler eksik kalacaktır. Riskli yapı tespit süreçleri ise yalnızca yıkım kararı verilmesi amacıyla yürütülmekte, performans değerlendirmesinin yerine kullanılamamaktadır. Bu süreçler sonucunda elde edilen verilerle, yapının sağlam ya da depreme dayanıklı olduğu gösterilememektedir. Deprem güvenliğine ilişkin değerlendirmelerin, yalnızca bilimsel analiz ve yönetmeliklere uygun yöntemlerle gerçekleştirilmesiyle, yapısal güvenliğin doğru biçimde anlaşılması sağlanabilir. Bu kapsamda, hızlı değerlendirme yöntemleri ve görsel incelemelere dayalı ön değerlendirme teknikleriyle, yapıların risk sınıflarına ayrılması mümkün olabilmektedir. Ancak bu tekniklerin güvenilirliğini artırmak ve elde edilen bulguları yönetmelik kapsamında yürütülen sayısal analizlerle uyumlu hale getirmek gerekmektedir. Aksi takdirde, hızlı yöntemler karar vericilere yanıltıcı sonuçlar sunabilir. Bu bağlamda, yürütülen bu tez çalışmasında hızlı değerlendirme yöntemlerinin geçerliliği ve güncel deprem yönetmeliği ile uyumu araştırılmış; örnek yapılar üzerinde hem sayısal performans analizleri hem de hızlı değerlendirme teknikleri uygulanarak karşılaştırmalı değerlendirmeler yapılmıştır. Ayrıca, hızlı değerlendirme yöntemlerinin, farklı özellikteki yapı tiplerinde güvenilir sonuçlar verip vermediği incelenmiştir. Amaç, mevcut yapı stoğunun risk düzeyinin daha kısa sürede ve daha geniş ölçekte belirlenmesine katkı sağlamaktır. Elde edilen sonuçların hem yerel yönetimler hem de mühendislik uygulamaları için yol gösterici olması beklenmektedir. Dört ana bölümden oluşan tez kapsamında, ilk bölümde konu hakkında genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde hem literatür taraması verilmiş hem de tezin altyapısını oluşturan konular sunulmuştur. Üçüncü bölümde ise tez kapsamında yapılan çalışmalar detaylandırılmıştır. Üç farklı yapı üzerinde TBDY 2018 kapsamında, itme ve zaman tanım alanında hesap yöntemleri kullanılarak performans analizi hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlere ait detaylar bu bölümde sunulmuştur. Aynı yapılara ait hızlı değerlendirme yöntemi analiz sonuçları da yine bu bölümde verilmiştir. Sayısal analizler ve hızlı değerlendirme yöntemi analiz sonuçları kıyaslanarak çalışmalar sonuçlandırılmıştır. Elde edilen tüm sonuçların kısa değerlendirmesi ve öneriler ise dördüncü bölümde yer almaktadır.

Özet (Çeviri)

Türkiye is in a seismically active region, and the current condition of its building stock poses a serious risk in terms of life and property safety during potential future earthquakes. In particular, a significant portion of the country's low- to mid-rise reinforced concrete buildings, many of which were constructed prior to the year 2000, fail to meet the performance levels defined by modern seismic codes. Devastating earthquakes in recent years have highlighted structural deficiencies not only in older buildings, but even in those designed according to recent seismic regulations. Many such structures have demonstrated inadequate detailing, insufficient ductility, and lack of structural integrity under seismic loading. The situation is further exacerbated by the high number of buildings constructed without proper engineering oversight. Ensuring seismic safety in buildings, especially in densely populated urban centres that lie directly on active fault lines, is a matter of urgent national importance. Most of these cities contain extensive building stocks that predate the current Turkish Building Earthquake Code 2018 (TBEC 2018), and many of the buildings were designed using outdated standards or were constructed without adherence to any formal structural design process. This makes the evaluation of existing structures' seismic performance both a technical and practical necessity. TBEC 2018 offers a comprehensive engineering framework for evaluating the seismic performance of existing buildings. The code includes advanced analysis methods, including nonlinear pushover and time-history analyses, that provide realistic assessments of expected damage levels and collapse mechanisms. However, the application of these procedures demands substantial resources: field data collection, detailed modelling, and computationally intensive analyses must be carried out for each building. The lack of archival records and structural documentation further complicates this process. Considering the vast scale of the existing building stock in Türkiye, these methods alone are not sufficient for large-scale risk assessment or prioritization efforts. To address this challenge, simplified structural assessment approaches (commonly referred to as rapid assessment methods) have gained prominence. These methods are used extensively in post-disaster environments or in regions undergoing disaster preparedness planning. They rely on visual inspections or simplified evaluations and are often used to classify buildings into risk categories. While such assessments offer practical value for prioritizing more detailed investigations, they fall short of delivering scientifically rigorous or code-compliant results. In fact, any expression of a building's seismic safety based solely on such rapid evaluations, especially if documented in the form of technical reports without supporting analysis, lacks legal and technical validity. Only analyses conducted within the framework of TBEC 2018, specifically as outlined in Chapter 15, can offer a formally recognized seismic performance classification. Moreover, procedures defined under the regulation for identifying“risky buildings”are intended exclusively for demolition decision processes and cannot be substituted for full performance assessments. In this context, there is a growing need for practical but technically sound methods that bridge the gap between rapid evaluation techniques and code-compliant seismic performance assessments. If calibrated carefully and validated against nonlinear analysis results, rapid assessment tools can serve as valuable instruments in screening large building inventories and flagging potentially dangerous structures for further study. However, the reliability of such methods depends on many variables, including structural irregularities, material properties, soil conditions, and occupancy loads. Without proper validation, these methods risk providing misleading information to decision-makers. This thesis investigates the reliability and compatibility of a selected rapid assessment method with the seismic performance levels defined by TBEC 2018. The study includes both nonlinear performance analyses and rapid evaluations conducted on the same sample buildings, allowing for a comparative investigation of the consistency between the two approaches. The main goal is to assess whether rapid evaluation techniques can serve as a trustworthy screening mechanism, particularly when used on low- to mid-rise reinforced concrete buildings. The findings aim to guide both engineering practice and municipal-level decision-making for pre-disaster planning and building stock assessment. The thesis is structured in four main chapters. The first chapter introduces the significance of seismic safety in Türkiye and outlines the challenges related to assessing the existing building inventory. The second chapter presents a detailed literature review and discusses the theoretical foundations of both rapid assessment methods and nonlinear seismic analysis techniques. In the third chapter, the core of the study is presented: nonlinear seismic analyses, including pushover and time-history approaches, are conducted on three distinct building models with varying structural and geotechnical properties. These buildings are then assessed using a rapid evaluation method based on the“critical story approach”developed by Yüksel et al. (2022). The final chapter presents a synthesis of results and offers recommendations. A total of 20 different analysis scenarios were created by altering the seismic hazard level, soil class, material properties, and other structural parameters. The nonlinear analyses were conducted using two software platforms: ETABS and SeismoStruct. ETABS, a well-established tool in the field, allows for detailed control over nonlinear modelling parameters but requires extensive user input. In contrast, SeismoStruct provides a more streamlined interface, facilitating the definition of plastic hinges, material models, and performance limits with greater ease, albeit with fewer output options. Modal analyses were first performed to ensure the accuracy of the structural models. This was followed by pushover and nonlinear time-history analyses using scaled ground motion records. The analysis results were then compared with the outcomes obtained through the selected rapid evaluation method. The buildings examined in the study were selected to represent a wide range of characteristics. First building is in Erenler, Sakarya. This is a low-rise, relatively modern structure with a regular structural layout. However, high seismic hazard, poor soil conditions, low concrete and reinforcement strength, and substantial dead loads create significant performance risks. The second building is in Girne Boulevard in Izmir, this older and taller building shows some structural irregularities. Nonetheless, favourable seismic and soil conditions, along with lower dead loads, positively influence its performance. The third and last building is in Kartaltepe neighbourhood in Bakırköy, Istanbul. This structure features a well-designed wall-dominant system with higher material quality, offering favourable seismic resistance under similar hazard conditions. Comparisons between the nonlinear analyses and the selected rapid evaluation method results showed a high degree of correlation. While some element-level differences were observed (approximately 30% variation in plastic hinge formation between software outputs) the overall damage distribution and performance classification remained consistent across platforms. This validates the potential of the selected rapid evaluation method as a practical tool for estimating building performance under seismic loading. In conclusion, while nonlinear seismic analyses offer unmatched accuracy in capturing true structural behaviour, their high resource demands make them less feasible for large-scale applications. Rapid evaluation techniques, when calibrated and validated as it is done in this study, can provide a valuable alternative. The selected rapid evaluation method (HDR) evaluated in this thesis has shown promising levels of accuracy, particularly for low- and mid-rise buildings. The integration of such methods into regional risk assessments can significantly improve the efficiency and scalability of disaster preparedness initiatives. Moreover, they can support informed, timely decision-making in urban environments characterized by high seismic risk and large, vulnerable building stocks.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    920528

    A data-driven approach to identifying and selecting temporary disaster debris management sites: The case of Istanbul

    Geçici afet moloz yönetim alanlarının belirlenmesi ve seçimi için veri odaklı bir yaklaşım: İstanbul örneği

    BURAK KABAKLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN

  2. Tez No

    854199

    Strategies for seismic risk mitigation by considering economic criteria on a regional basis

    Bölge bazında ekonomik kriterler göz önünde tutularak deprem risklerinin azaltılmasına yönelik stratejiler

    HASAN HÜSEYİN AYDOĞDU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

  3. Tez No

    811525

    Depreme dayanıklı prefabrike betonarme yapıların mimari ve taşıyıcı sistem tasarımı

    Architectural and structural design of earthquake-resistant prefabricated reinforced concrete buildings

    İLKNUR DAĞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    MimarlıkYıldız Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DR. ALİ OSMAN KURUŞCU

  4. Tez No

    695392

    Modeling of the ionosphere's disturbance using deep learning techniques

    İyonosfer bozulmaların derin öğrenme teknikleri kullanılarak modellenmesi

    RAHEM ABRI ZANGABAD

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HARUN ARTUNER

  5. Tez No

    843546

    Sosyal medya izleme ve deprem acil durumlarına hızlı yanıt: Twitter verisi üzerine bir çalışma

    Social media monitoring and rapid response to earthquake emergencies: A study on twitter data

    DİLARA CANDAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAtatürk Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞAH TÜMÜKLÜ ÖZYER

Geri Dön