Güçlendirilmiş tarihi bir yapının doğrusal olmayan analiz yöntemi ile incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, Uşak ilinde bulunan tarihi yığma Ulu Cami ve minaresinin doğrusal ve doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizler neticesinde, seçilmiş olan tarihi yığma yapıların deprem yükü altında dinamik davranışları incelenmiştir. Tez çalışması on bölüme ayrılmıştır. Birinci bölümde, tarihi yığma yapıların ne amaçla inşa edildiği, nasıl inşa edildiği, hangi malzemelerin kullanıldığı, tarihi yapıların toplumdaki önemi, tarihi yapıları ayakta tutmak için yapılmış, literatürde yer alan çalışmalardan bahsedilmiştir. İkinci bölümde, Uşak Ulu Cami'nin 600 yıllık tarihinden söz edilmiştir. Üçüncü bölümde, Uşak Ulu Cami'nin taşıyıcı mimari özellikleri hakkında genel bilgiler verilmiştir. Dördüncü bölümde, tarihi yığma yapılarda kullanılan malzemelerden söz edilmiştir. Beşinci bölümde tarihi yapıların yapısal özelliklerin belirlenmesinde kullanılan yöntemler, yığma yapılarda kullanılan malzemelerin özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan yöntemler, malzeme modelleme teknikleri, modelleme ve malzeme idealleştirmelerinden ve tarihi yapılarda kullanılan malzemelerin mekanik özelliklerinden söz edilmiştir. Yığma yapıların deprem etkisi altında dinamik davranışlarını belirlemek için kullanılan deneysel ve sayısal modal analiz yöntemlerine ve dinamik formülasyonlara yer verilmiştir. Son olarak yığma yapıların doğrusal olmayan analizinde yaygın bir şekilde kullanılan metotlar hakkında bilgiler sunulmuştur. Altıncı bölümde, Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) hakkında bilgiler verilmiştir. Yedinci bölümde cami ve minarenin geometrik özelliklerinden, Sonlu elemanlar analizine başlamadan önce yapılması gerekenlerden, kullanılan malzemelerin özelliklerinden ve analizde kullanılacak olan 1999 Kocaeli depremi ivme kayıtları hakkında bilgi verilmiştir. Cami ve minarenin ayrı ayrı katı modelleri oluşturulmuştur. Yerinde keşiflerle yapıların mesnet şekilleri araştırılmıştır. Böylece sonuçların daha gerçekçi olduğu düşünülmüştür. Yapıların doğrusal olmayan zaman tanım alanı analizlerinde ise Beton Hasar Plastisite (CDP) modeli kullanılmıştır. Sekizinci bölümde, Uşak Ulu Cami ve Uşak Ulu Cami minaresinin sayısal analizlerine yer verilmiştir. Doğrusal olmayan analizlerden elde edilen sonuçlara yer verilmiştir. Dokuzuncu bölümde Çelik Kumaş Takviyeli Beton Karışım (ÇKTBK) ile güçlendirilen minarenin güçlendirilmemiş minare ile olan karşılaştırması yapılmıştır. Onuncu bölümde sonuç ve önerilere yer verilmiştir. Bu bölümde kaynaklar ve özgeçmişe de yer verilmiştir. Çalışmada, analiz sonuçlarının röleve çalışmalarında işaretlenen çatlak bölgeleri ile uyumlu olduğu görülmüştür.

In this thesis, linear and non-linear time history analyzes of the historical masonry Ulu Mosque and its minaret in Uşak were carried out. As a result of the analysis, the dynamic behavior of the selected historical masonry structures under earthquake load has been examined.The thesis work is divided into ten chapters. In the first part, the purpose of the historical masonry buildings, how they were built, what materials were used, the importance of historical buildings in society, the studies in the literature that were made to keep the historical buildings alive are mentioned. In the second part, the 600-year history of Uşak Ulu Mosque is mentioned. In the third chapter, general information about the carrier architectural features of Uşak Ulu Mosque is given. In the fourth chapter, the materials used in the historical masonry buildings are mentioned. In the fifth chapter, the methods used to determine the structural properties of historical buildings, the methods used to determine the properties of materials used in masonry structures, material modeling techniques, modeling and material idealizations, and mechanical properties of materials used in historical buildings are mentioned. Experimental and numerical modal analysis methods and dynamic formulations used to determine the dynamic behavior of masonry structures under the influence of earthquakes are given. Finally, information about the commonly used methods in the nonlinear analysis of masonry structures is presented. In the sixth chapter, Information is given about the Finite Elements Method (FEM). In the seventh chapter, information is given about the geometric properties of the mosque and minaret, the things to be done before starting the finite element analysis, the properties of the materials used and the 1999 Kocaeli earthquake acceleration records to be used in the analysis. Solid models of the mosque and minaret were created separately.The support shapes of the structures were investigated with on-site explorations. Thus, the results were considered to be more realistic. Concrete Damage Plasticity (CDP) model was used for non-linear time history analysis of the structures. In the eighth chapter, numerical analyzes of Uşak Ulu Mosque and Uşak Ulu Mosque minaret are given. The results obtained from non-linear analyzes are included. In the ninth chapter, the comparison of the minaret strengthened with Steel Fabric Reinforced Concrete Mixture (ÇKTBK) with the non-reinforced minaret is made. In its section, conclusions and recommendations are given. References and curriculum vitae are also included in this section. In the study, it was seen that the results of the analysis were compatible with the crack regions marked in the survey studies.