A seismic vulnerability analysis procedure for urban loss assessment

Abstract

The assessment of seismic vulnerability of buildings in seismically active urban areas is of great importance in terms of engineering, economical and social aspects. In this study an analytical procedure has been developed in order to obtain the vulnerability functions of existing buildings. The building information included over all geometry of the structure, as-built dimensions and configuration of the structural members, complete with reinforcement details of beams and columns, which are extracted from the design dossiers available in the Bolu municipality archives. Totally 120 buildings, 20 from each class, are classified depending on their number of stories ranging from 2 to 7 story and nonlinear response history analysis has been performed in order to obtain damage distributions by using 20 spectrum compatible ground motions.In the first chapter a brief explanation of the role of loss estimation studies in urban planning, urban disaster management and mitigation has been given. In the second chapter, existing building vulnerability relationships have been evaluated and particular examples of studies that have made important contribution to the development are briefly cited. In the third chapter, basic steps of a standard derivation of analytical vulnerability functions are identified and the importance of each step in the process has been explained. In the fourth chapter, the procedure based on real building data has been explained in detail including the ground motion characterization, properties of building data, analytical methods used in the analysis, damage definition and quantification, statistical process and the determination of the vulnerability parameters. Results are presented in the form of log-normal vulnerability curves with respect to spectral acceleration or spectral displacement. In the fifth chapter, the conclusions are presented and the contribution of the study to the existing knowledge in the field has been evaluated

Yüksek sismik aktivitenin meydana geldiği bölgelerde bulunan büyük şehirlerdeki yapıların deprem tehlikesi hem mühendislik, hem sosyolojik hem de ekonomik olarak bütük önem taşımaktadır. Bu çalışmada kentsel deprem hasar tahmini için bir yöntem önerilmektedir. Bu çalışmada mevcut yapı soğunun depremde hasargörebilirliğinin belirlenemesi amacı ile analitik bir yöntem uygulanmıştır. Bu çalışmanın en önemli özelliği söz konusu bileşenlerden bina envanterinin Bolu ili merkezindeki gerçek betonarme binalardan oluşmasıdır. Söz konusu çalışmada toplam 120 adet bina kat adetlerine dayalı olarak 2 ile 7 katlı, her sınıfta 20 adet olmak üzere, sınıflara ayrılmıştır. Binalarda meydana gelen hasar dağılımı deprem yönetmeliğinde tanımlanan spektruma uygun spektruma sahip 20 adet yer hareketi kullanarak elde edilmiştir. Analiz sonucu elde edilen hasar dağılımına uygulanan istatistiksel işlemler sonucunda her bir bina sınıfına iat hasargörebilirlik paramatreleri elde edilmiştir. Söz konusu hasar görebilirilik eğrileri her bir yapı sınıfının hakim periyoduna karşılık gelen spekral ivme ve spektral deplasmana gore çizilmiştir.Çalışmanın birinci bölümünde deprem hasar kaybı tahmin çalışmalarının kenstel planlama, kentsel afet yönetimi ve kentsel afet zararlarını azaltma çalışmalarındaki rolü üzerinde durulmuştur. İkinci bölümde literatürde bulunan temel hasargörebilirlik yöntemleri açıklanmış ve ilgili konuya önemli katkıda bulunan çalışmalardan kısaca söz edilmiştir. Üçüncü bölümde ise standart analitik hasargörebilirlik analizi yönteminin her bir bileşeni olan sismik aktivitenin belirlenmesi, bina stoğunun oluşturulması, kullanılan analiz yöntemi, hasar düzeylerinin tanımlanması ve hasargörebilirlik parametrelerinin belirlenmesi detaylı olarak açıklanmıştır. Dördüncü bölümde ise bina deprem hasargörebilirlik yöntemi için önerilen yöntem her bir bileşen için detaylı olarak açıklanmıştır. Elde edilen sonuçlar aynı bölüm kapsamında log-normal dağılımın uygulandığı hasargörebilirlik eğrileri spektral ivme ve deplasman şeklinde sunulmuştur. Beşinci bölümde ise elde edile sonuçlar ve literatürde mevcut hasargörebilirlik çalışmalarına katkısı değerlendirilmiştir.