Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorAldemir, Alper
dc.contributor.authorCoşkun, Onur
dc.date.accessioned2024-10-14T12:46:17Z
dc.date.issued2023-12-30
dc.date.submitted2023-12-27
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/35931
dc.description.abstractThe majority of earthquake-related losses are associated with fully collapsed buildings. So, the determination of the seismic risk of buildings is essential for building occupants located in active earthquake zones. Unfortunately, the existing techniques employed to assess the risk status of extensive building inventories lack the requisite speed and precision for dependable decision-making. Furthermore, post-catastrophe risk categorizations of structures heavily rely on the expertise of engineering teams. Consequently, the decision on risk distributions of building stocks before and after hazards requires more sustainable and precise methodologies that include other means of technological advancement. In this study, using a database consisting of 4,356 masonry buildings provided by the Ministry of Environment, Urbanization and Climate Change (general directorate of geographical information systems), Engineering Firms and Gazi University, the building properties were determined, and detailed static analyzes were made. Then, for the first time in the literature, a new, fast and accurate seismic evaluation method has been proposed, which is associated with detailed evaluation results of structures with the help of machine learning algorithms. Within the scope of the study, the data set was subjected to data preprocessing methods (Synthetic Minority Oversampling Technique (SMOTE), Backward Feature Elimination and Forward Feature Selection, Feature Importance, and Feature Correlation methods). First, fifteen parameters obtained from detailed seismic analysis results, building drawings and building photographs were selected by applying data preprocessing and reduced to six parameters with the highest success impact. To achieve this, size reduction methods were used and considering some selected parameters from the street walking. In addition, the minority data classes were reproduced synthetically with the Synthetic Minority Oversampling Technique Method (SMOTE) during the training phase, and the success rate for test data was maximized. In this study, nine machine learning algorithms, namely; Logistic Regression, Decision Tree, Random Forest, Multivariate Adaptive Regression Spline, Support Vector Machine, K-Nearest Neighbor, Gradient Boosting Algorithm, Extreme Gradient Boosting Algorithm, LightGBM Algorithm and where all these algorithms work together with Voting Classifier Method are used. The risk layers of the buildings were estimated by creating risk classes according to the ratio of the floor shear force of the risky walls to the total floor shear force (Ve/Vr = RVS) or the damage detection level.. At the end of the study, this vulnerability assessment method that creates the risk layers of existing buildings in the literature and can determine the most dangerous or non-risk buildings class has been proposed. This is important for deciding the starting point of urban transformation and assessing the seismic vulnerability of buildings in different regions. As a result of the analysis of the algorithms in the study, the correct prediction rates of the three-tier risk class (RVS values) for the learning database (i.e., 3,484 buildings) and the test database (i.e., 872 buildings) of the proposed method were determined as approximately 99.19% and 86.58%, respectively. High success rates were also obtained in the estimation of RVS values with two and four layers. The parameter selections of the proposed method in the study were determined in a way that can be obtained from the photographs of the buildings with the Convolutional Neural Network structures. Therefore, without the need for technical personnel and without entering the building, with the automation methods of the structures, after the parameter selection, the estimations of the RVS values using machine learning methods can be made with high accuracy. This process is employed to identify, catalog, and prioritize the buildings at highest risk of sustaining damage in designated regions during an upcoming earthquake.. For this reason, this method is of great importance in order to determine and strengthen Turkey's weak structures and minimize the loss of life and property.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectSeismic risk estimations
dc.subjectMasonry structures
dc.subjectMachine learning
dc.subjectSeismic risk classification
dc.subjectDeep Learning
dc.subjectPre-Trained Convolutional Neural Networks
dc.subjectDimension Reduction
dc.subjectSMOTE
dc.titleMachine Learning-Adapted Rapid Visual Screening Method For Prioritizing Seismic Risk States of Masonry Structurestr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetDepremlerden kaynaklanan kayıpların çoğu, tamamen çökmüş binalarla ilişkilidir. Bu nedenle, aktif deprem bölgelerinde bulunan bina kullanıcıları için binaların sismik riskinin belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Ne yazık ki, büyük bina stoklarının risk durumunu tahmin etmek için kullanılan mevcut yöntemler, güvenilir, hızlı ve doğru karar vermek için yetersizdir. Ayrıca binaların büyük doğal afetler sonrası risk sınıflandırmaları tamamen mühendislerden oluşan teknik ekibin tecrübesine bağlıdır. Bu nedenle, bina stoklarının tehlikelerden önceki ve sonraki risk dağılımlarına ilişkin karar, diğer teknolojik ilerleme araçlarını içeren daha sürdürülebilir ve doğru yöntemler gerektirir. Bu çalışmada Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Mühendislik Firmaları ve Gazi Üniversitesi tarafından sağlanan 4356 adet yığma binadan oluşan veri tabanı kullanılarak bina özellikleri belirlenmiş ve detaylı statik analizleri yapılmıştır. Daha sonra literatürde ilk kez, yapıların ayrıntılı değerlendirme sonuçlarının makine öğrenmesi algoritmaları yardımıyla ilişkilendirildiği yeni, hızlı ve doğru bir sismik değerlendirme yöntemi önerilmiştir. Çalışma kapsamında veri seti veri ön işleme yöntemlerine (Sentetik Azınlık Yüksek Örnekleme Tekniği (SMOTE), Geriye Özellik Eleme ve İleriye Özellik Seçimi, Özellik Önemi ve Özellik Korelasyon yöntemleri) tabi tutulmuştur. Öncelikle ayrıntılı sismik analiz sonuçları, bina çizimleri ve bina fotoğraflarından elde edilen on beş parametre veri ön işleme uygulanarak seçilmiş ve sonunda başarı etkisi en yüksek altı parametreye indirgenmiştir. Bunu başarmak için boyut küçültme yöntemleri kullanılmış ve sokaktan elde edilebilecek verilerin olması göz önünde bulundurulmuştur. Ayrıca eğitim aşamasında Sentetik Azınlık Yüksek Örnekleme Tekniği Yöntemi (SMOTE) ile azınlık veri sınıfları sentetik olarak yeniden üretilmiş ve test verilerinin başarı oranı en üst düzeye çıkarılmıştır. Bu çalışmada dokuz makine öğrenmesi algoritması; Lojistik Regresyon, Karar Ağacı, Rastgele Orman, Çok Değişkenli Uyarlanabilir Regresyon Spline, Destek Vektör Makinesi, K-En Yakın Komşu, Gradyan Artırma, Aşırı Gradyan Artırma, Hafif Gradyan Artırma Algoritmaları ve tüm bu algoritmaların birlikte çalıştığı Oylama Sınıflandırma Yöntemi kullanıldı. Çalışmada riskli duvarların kat kesme kuvvetinin toplam kat kesme kuvvetine (Ve / Vr =RVS) oranına veya hasar tespit seviyesine göre risk sınıfları oluşturularak binaların risk katmanları tahmin edilmiştir. Çalışma sonunda literatürde mevcut binaların risk katmanlarını oluşturan ve en tehlikeli veya risksiz bina sınıfını tespit edebilen bir yöntem önerilmiştir. Bu, kentsel dönüşümün başlangıç noktasının belirlenmesi açısından önemlidir. Çalışmadaki algoritmaların analizi sonucunda, önerilen yöntemin öğrenme veri tabanı (yani 3.484 bina) ve test veri tabanı (yani 872 bina) için üç katmanlı risk sınıfının RVS değerlerini doğru tahmin oranları sırasıyla yaklaşık %99,19 ve %86,58 olarak belirlenmiştir. İki ve dört katmanlı RVS değerlerinin tahmininde de yüksek başarı oranları elde edilmiştir. Çalışmada önerilen yöntemin parametre seçimleri Evrişimli Sinir Ağı yapıları ile binaların fotoğraflarından elde edilebilecek yöntemlere uygun olması da sağlanmıştır. Sonuç olarak, tez kapsamında en çok başarı yüzdesi elde edilen birleşik öğrenme ve tahmin etme yöntemi, teknik personele ihtiyaç duymadan ve binaya girmeden, yapıların otomasyon yöntemleri ile entegre olabilen, sokaktan yapılacak parametre seçimine uygun olarak RVS değerlerinin tahminleri yüksek doğrulukta yapılabilmektedir. Prosedür, belirli bir bölgede olabilecek bir deprem sırasında hasar görebilecek en savunmasız binaları tespit etmek, envanterini çıkarmak ve risk sıralamasını yapmak için uygulanır. Türkiye'nin zayıf yapılarının tespiti ve güçlendirilmesi bu nedenle can ve mal kaybının en aza indirilmesi için bu yöntem büyük önem taşımaktadır.tr_TR
dc.contributor.departmentİnşaat Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2024-10-14T12:46:17Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster