Verification of rapid earthquake risk identification studies with earthquake performance analysis

Abstract

Bu tezde, Türkiye yapı stoğunun depreme karşı hızlı değerlendirilmesi için kullanılan görsel tabanlı hızlı risk değerlendirme yöntemlerinin önemi ve uygulama alanları incelenmiştir. Çalışma kapsamında, literatürde yaygın olarak kullanılan FEMA P-154, Kanadalı Hızlı Tarama, P-25 ve PERA2019 gibi yöntemler referans alınarak özgün bir Hızlı Risk Tespiti (HRT) yöntemi geliştirilmiştir. HRT yöntemi, saha gözlemlerine dayalı hızlı değerlendirme parametrelerinin yanı sıra beton basınç dayanımı, etriye aralığı, kenetlenme boyu, kesit tesirleri (M, N, V) ve doğal titreşim periyodu gibi mühendislik verilerini puanlama sistemine dâhil etmektedir. Bu sayede hem görsel hem de analitik verileri bütünleştiren daha kapsamlı bir risk değerlendirmesi hedeflenmiştir. Geliştirilen HRT sistemi, Türkiye'de bir kamu bankasının 513 şube binasında uygulanmış ve elde edilen sonuçlar detaylı deprem performans analizleri ile doğrulanmıştır. Binaların lineer performans analizlerinden elde edilen spektral talepleri azaltma katsayıları ile HRT puanları arasındaki ilişki regresyon modelleriyle incelenmiş; ikinci derece polinom model için yaklaşık R² = 0.605 gibi anlamlı bir korelasyon değeri elde edilmiştir. Ayrıca, RSRA ? 500 puan eşik değeri "tahliye gerekebilir" kriteri olarak önerilmiş ve bu eşik, ROC (Receiver Operating Characteristic) analizi ile test edilmiştir. Analizler, HRT puanları kullanılarak zayıf binaları tespit etmede %85.7 doğruluk, %91.7 duyarlılık, %81.3 özgüllük sağlamış ve AUC = 0.964 değeri ile yöntemin ayırt ediciliğinin çok yüksek olduğunu göstermiştir. Elde edilen bulgular, HRT metodunun saha gözlemlerine dayalı öngörülerinin yapısal performans analizleriyle tutarlı olduğunu ve büyük ölçekli bina stoklarında hızlı, güvenilir ve maliyet-etkin bir deprem riski tarama aracı olarak kullanılabileceğini ortaya koymaktadır.This thesis examines the significance and application of visual-based rapid seismic risk assessment methods for the swift evaluation of Turkey's building stock. An original Rapid Seismic Risk Assessment (RSRA) method was developed, drawing on several established rapid screening approaches (FEMA P-154, Canadian Seismic Screening, P-25, and PERA2019) as reference points. The RSRA method prioritizes in-situ evaluation of material quality and incorporates engineering-based parameters – such as concrete compressive strength, stirrup spacing, anchorage length, section forces (M, N, V), and fundamental period – into its scoring system. In this way, the method provides a more comprehensive framework that integrates both visual observations and analytical data. The RSRA system was applied to 513 branch buildings of a public bank in Turkey, and its risk predictions were validated against detailed earthquake performance analyses. Linear performance analyses were conducted on simplified analytical models for these buildings, and the resulting spectral demand reduction factors were compared to the RSRA scores. Regression analysis revealed a strong inverse relationship, with a second-degree polynomial fit achieving approximately R² ? 0.605. Furthermore, an RSRA score threshold of 500 (indicating a building may require evacuation) was statistically tested using Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis. The ROC evaluation yielded an Area Under the Curve (AUC) of 0.964, with an overall accuracy of 85.7%, sensitivity of 91.7% (correct identification of weak buildings), and specificity of 81.3% (correct identification of safe buildings) at the proposed threshold. These results confirm that the preliminary risk classification provided by the RSRA method is consistent with structural performance outcomes. In conclusion, the RSRA approach is demonstrated to be a reliable and efficient tool for large-scale seismic risk screening of existing buildings, offering rapid identification of potentially vulnerable structures.