Theses supervised by Doç. Dr. Ali Koçak
10 theses · Yıldız Technical University
Patlama yükünün betonarme ve yığma binalara etkisi
Günümüzde bina ve altyapı tesislerine yönelik çeşitli patlayıcı saldırılar nedeniyle, bu yapıların tasarımı patlamalara karşı yerinden ele alınabilir ve sonuç olarak güvenli hale gelmesi sağlanabilir. Bu saldırılar gönüllü veya istemsiz olabilir. Maalesef, düşmanca veya gönüllü sabotajlar, patlamalar ya da şok, inşa edilen tesislerin hizmet süresi boyunca maruz kalabileceği olağan yük senaryolarının bir parçası haline gelmiştir. Dünya genelinde terörist organizasyonlar tarafından şehir merkezlerine saldırmak için bombalı araç kullanımı son yıllarda oldukça artmıştır. Bir bina dâhilinde ya da yakınlarında meydana gelen bomba patlamasından sonra, ciddi hasar ortaya çıkabilir veya bina tamamen yıkılabilir. Bir patlama, parlak bir ışık ve duyulabilir bir dalga ile nitelenen depolanmış enerjinin ani olarak serbest bırakılmasıdır. Bu enerjinin bir kısmı termal ışıma olarak diğer kısmı ise havaya hava dalgası ve toprağa (yere) radyal genişleyen şok dalgası olarak yayılır. Bir patlayıcının infilak etmesinden kaynaklanan sıcak gazların ani olarak yayılması, havada ilerleyen bir şok dalgası olarak adlandırılan bir basınç dalgasına yol açmaktadır. Bu patlama dalgası aniden çevre basınç değerini atmosfer basıncının üzerine çıkarır. Bu, da patlama kaynağından dışarı doğru genişleyen ve azalan pozitif fazlı bir şok dalgasını işaret eder. Kısa bir sure sonra, cephe gerisindeki basınç ortam basıncının altına düşebilir. Bu negatif faz süresince yerel vakum oluşur ve hava merkeze doğru emilir. Bu da patlama kaynağından uzak mesafelerdeki yıkıntıları sürükleyen yüksek emiş rüzgârına refakat eder. Patlamalar sonrasında görülen en yaygın hasar biçimi, duvarların göçmesi, pencerelerin genişleyip patlaması, taşıyıcı elemanlarda bozulmalar şeklindedir. Bunun yanı sıra doğrudan patlama ve enkaz etkisi, yapısal çökme, yangın ve duman gibi birçok neden yaralanma ve ölümlere yol açabilir. Günümüz teknolojisi ve sonlu elemanlar yazılımları ile patlama yükleri etkisinde bırakılmış olan betonarme ve yığma binaların modellenmesi ve sayısal analizleri rahatlıkla yapılabilmektedir. Ancak bu tarz ticari yazılımlara patlama etkisi durumu için ek bazı yazılımlar yapmak gerekmektedir. Ya da sonlu elemanlar programı ile yapılacak analiz ve modellemelerde patlama etkisinin ne şekilde ele alınacağı çok iyi bilinmelidir. Bu tez çalışmasında Patlama etkisinin betonarme ve yığma binalarda etkisinin irdelenmesi için ele alınan binalar sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmiş, modellere farklı mesafelerden bomba patlaması dikkate alınarak binanın yapısal cevapları elde edilmiştir. Bununla birlikte ele alınan binaların şiddetli dinamik yükleme koşullarını da kapsayan ve/veya yapıya bağlı olan muhtemel tüm etkiler göz önünde bulundurularak tüm yaşamı boyunca yeterli performansı sağlayabilmesi için sürdürülebilir bir tasarım ortaya koymak amaçlanmıştır. Bu amaçla betonarme binanın zemin katında yer alan elemanlar FRP ile güçlendirilmiş, patlama etkisi FRP yapılmayan bina modelinin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Patlama yükleri, betonarme bina, yığma bina, doğrusal olmayan davranış, hasar, sonlu elemanlar yöntemi
Betonarme çerçeveli binalarda ısı etkisinin incelenmesi
Sıcaklık değişimi, çerçeve elemanlarında iç kuvvetlerin azalmasına veya artmasına, genleşme veya daralmaya neden olur. Eğer eleman sıcaklık değişimlerine maruz kalırsa ve sınırlandırılırsa, basınç ve çekme kuvvetleri oluşabilir. Betonarme yapılarda sıcaklık değişimleri, genleşme ve büzülmeye, yani hacim değişikliğine neden olur. Bu genişleme veya daralma tamamen veya kısmen kısıtlanmışsa, yapısal elemanlarda gerilmelere neden olur. Genleşme veya büzülmeye bağlı deformasyonlar önlenirse, yapısal elemanlarda beklenmedik iç kuvvetler oluşur. Gerilmeler betonarme yapılarda kopma veya çatlamaya neden olurlar. Bu nedenle, betonarme yapı elemanlarında sıcaklık dağılımı göz önüne alınarak, sıcaklık farkından dolayı yapısal elemanlarda oluşan gerilme miktarının hesaplanması gerekmektedir. Isı etkisi altındaki yapıların davranışını anlamak önemlidir. Ancak bu, betonarme yapıların tasarımında tartışmalıdır. Analitik modeldeki yapısal tasarım, karmaşık modellerin geliştirilmesinde avantajlar sağlamasına rağmen, gerçek yapısal davranışlar hala ısı etkisi altında gelecekteki araştırmaları gerektirmektedir. Bu çalışmada, kodlara bağlı mevsimsel sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Isı farkının betonarme binalar üzerindeki etkisinin belirlenmesi amacıyla farklı kat ve farklı açıklık sayısına bağlı sayısal modelleri hazırlanmıştır. Plak döşemeli ve betonarme çerçeveli sistem olarak ele alınan sayısal modellere sıcaklık yüklemesi yapılmıştır. Sıcaklık etkileri döşemelere, kolon ve kirişlere ayrı ayrı ve birlikte etki ettirilmiş sonuçlar değerlendirilmiştir. Hesaplar ve değerlendirmeler sonucunda bina merkezinden bina dışına doğru yatay yer değiştirmelerin arttığı ve bunun kat sayısından bağımsız olarak her katta hemen hemen aynı sonucu verdiği ortaya çıkarılmıştır. Düşey yer değiştirme kat adedi ile orantılı olarak artmaktadır. En büyük yer değiştirme tüm elemanlara ve döşeme ve kirişe sıcaklık verilmesi durumunda oluşmuştur. Sıcaklık etkisinden dolayı taşıyıcı elemanlarda meydana gelen kesit tesirleri ise en büyük değerlerine döşeme ve kirişe sıcaklık verilmesi durumunda ulaşmıştır. Tüm elemanlara sıcaklık verilmesi durumu ile döşeme ve kirişe sıcaklık verilmesi durumunda oluşan kesit tesirleri birbirine eşittir. Bu yüzden yalnızca döşeme ve kirişe sıcaklık etkisi verilmesi durumu kesit tesirlerinin incelenmesinde yeterlidir.
Sivas–Ankara arasındaki dayanım esasına göre tasarımı yapılmış demir yolu köprülerinin dinamik karakteristiklerinin ölçülmesi ve performansa dayalı analizi
Mevcut köprülerin deprem güvenliğinin sağlanması ve yeni yapılacak köprülerin modellerinin gerçek davranışa yakın olması olası deprem hasarlarının önüne geçilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu amaçla inşaatı sürmekte olan Sivas-Ankara Hızlı Tren Köprüleri ele alınmış ve ivme ölçer cihazları ile köprülerden çevresel titreşim sinyalleri toplanmıştır. Köprüler üç boyutlu modellenmiş ve dinamik parametreleri hesaplanmıştır. Çevresel titreşim sinyalleri vasıtası ile elde edilen deneysel köprü dinamik parametreleri ile hesap sonucu elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Modal parametreler karşılıklı olarak kontrol edildikten sonra, incelenen köprülerin Türkiye üzerinde ki coğrafi konumuna göre Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına ilişkin Deprem Teknik Yönetmeliği ve DBYYHY'e uyumlu bir şekilde Deprem tepki spektrumları çıkarılmıştır. Zaman Tanım Alanında çözüm için 1992 Erzincan ve 1999 Kocaeli deprem kayıtları kullanılarak hesaplanacak köprüye ait deprem spektrumuna benzeştirilerek benzeştirilmiş deprem kayıtları oluşturulmuştur. Elde edilen veriler paket program aracılığı ile köprüler üzerine yüklenmiş ve çalışılan köprülerin deprem performansları belirlenmiştir.
Sivas–Ankara arasındaki dayanım esasına göre tasarımı yapılmış demir yolu köprülerinin dinamik karakteristiklerinin ölçülmesi ve performansa dayalı analizi
Mevcut köprülerin deprem güvenliğinin sağlanması ve yeni yapılacak köprülerin modellerinin gerçek davranışa yakın olması olası deprem hasarlarının önüne geçilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu amaçla inşaatı sürmekte olan Sivas-Ankara Hızlı Tren Köprüleri ele alınmış ve ivme ölçer cihazları ile köprülerden çevresel titreşim sinyalleri toplanmıştır. Köprüler üç boyutlu modellenmiş ve dinamik parametreleri hesaplanmıştır. Çevresel titreşim sinyalleri vasıtası ile elde edilen deneysel köprü dinamik parametreleri ile hesap sonucu elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Modal parametreler karşılıklı olarak kontrol edildikten sonra, incelenen köprülerin Türkiye üzerinde ki coğrafi konumuna göre Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına ilişkin Deprem Teknik Yönetmeliği ve DBYYHY'e uyumlu bir şekilde Deprem tepki spektrumları çıkarılmıştır. Zaman Tanım Alanında çözüm için 1992 Erzincan ve 1999 Kocaeli deprem kayıtları kullanılarak hesaplanacak köprüye ait deprem spektrumuna benzeştirilerek benzeştirilmiş deprem kayıtları oluşturulmuştur. Elde edilen veriler paket program aracılığı ile köprüler üzerine yüklenmiş ve çalışılan köprülerin deprem performansları belirlenmiştir.
Sivas–Ankara arasındaki dayanım esasına göre tasarımı yapılmış demir yolu köprülerinin dinamik karakteristiklerinin ölçülmesi ve performansa dayalı analizi
Mevcut köprülerin deprem güvenliğinin sağlanması ve yeni yapılacak köprülerin modellerinin gerçek davranışa yakın olması olası deprem hasarlarının önüne geçilmesi açısından oldukça önemlidir. Bu amaçla inşaatı sürmekte olan Sivas-Ankara Hızlı Tren Köprüleri ele alınmış ve ivme ölçer cihazları ile köprülerden çevresel titreşim sinyalleri toplanmıştır. Köprüler üç boyutlu modellenmiş ve dinamik parametreleri hesaplanmıştır. Çevresel titreşim sinyalleri vasıtası ile elde edilen deneysel köprü dinamik parametreleri ile hesap sonucu elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Modal parametreler karşılıklı olarak kontrol edildikten sonra, incelenen köprülerin Türkiye üzerinde ki coğrafi konumuna göre Kıyı ve Liman Yapıları, Demiryolları, Hava Meydanları İnşaatlarına ilişkin Deprem Teknik Yönetmeliği ve DBYYHY'e uyumlu bir şekilde Deprem tepki spektrumları çıkarılmıştır. Zaman Tanım Alanında çözüm için 1992 Erzincan ve 1999 Kocaeli deprem kayıtları kullanılarak hesaplanacak köprüye ait deprem spektrumuna benzeştirilerek benzeştirilmiş deprem kayıtları oluşturulmuştur. Elde edilen veriler paket program aracılığı ile köprüler üzerine yüklenmiş ve çalışılan köprülerin deprem performansları belirlenmiştir.
Yığma duvarların elasto-plastik davranışlarının deneysel ve sayısal olarak araştırılması
Bu çalışmada yığma duvarların elasto-plastik davranışları bir dizi numune deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Çalışmalarda farklı yığma tuğla türleri ve farklı derz kalınlıkları ele alınmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen çeşitli parametreler sayısal modellemelerde kullanılmış, gerek deneyle ve gerekse hesap sonucu belirlenen yük-yer değiştirme eğrileri karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışma için 4 farklı tuğla cinsi, 2 farklı tuğla türü ve 3 değişik harç kalınlığı dikkate alınarak 24 farklı prototip duvar üretilmiştir. Deneysel çalışmaya başlamadan önce tüm malzemelerin mekanik deneyleri yapılmıştır. Seçilen tüm malzemelerin geleneksel yapılarda en yaygın kullanılan türleridir. Sonrasında bu malzemelerle üretilen 24 duvar düşey ve yatay yükler altında teste tabi tutulmuştur. Deney esnasında her duvara 4 ayrı noktadan doğrusal değişken diferansiyel transförmatör (LVDT) yerleştirilmiş, duvara etkiyen yükler ve duvarların yatay yer değiştirmeleri kayıt altına alınmıştır. Ayrıca duvarlardaki tüm hasarlar video kaydına alınmıştır. Deneysel çalışmalarla birlikte tüm duvarlar ABAQUS ver. 2016.1 programıyla modellenmiştir. Modellerde malzemelerin karakteristik değerleri deneylerden elde edilen değerler ele alınarak kullanılmıştır. Duvar modellerinde tuğla ve harçlar ayrı ayrı modellenmiş, tuğla ve harcın birlikte çalışması için kohezif elemanlar tanımlanmıştır. Duvarların hasar durumununu aktarabilmek için Concrete Damage Plastisite (betonun plastisite hasarı) teorisi kullanılmıştır. Ayrıca duvarların plastik davranışları için kullanılan parametreler ayrıntılı olarak incelenmiştir. Sonuçta, deneyler ve sayısal olarak elde edilen hasarlar, yük-yer değiştirme eğrileri duvarların derz kalınlıklarına, malzeme türlerine göre ayrı ayrı kıyaslanmıştır. Bunlara bağlı olarak duvarların sünekliği ve enerji kapasiteleri de incelenmiştir. Kısaca özetlenen bu tez çalışması yedi bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde literatür taraması yapılmıştır. Tezin gelişmesine katkı sağlayacak literatür aktarılmıştır. Tezin hedefi ve orjinalliğine katkısı açıklanmıştır. İkinci bölümde, yığma yapı anlatılmıştır. Yığma yapılarda kullanılan malzemeler ve özelliklerinden bahsedilmiştir. Yığma duvarlar ile yığma duvardaki harcın çalışma şekline değinilmiştir. Üçüncü bölümde, malzemenin mekanik çalışma şekli anlatılmıştır. Modellemelerde kullanılan hasar mekaniği yaklaşımlarına değinilip çalışmada kullanılan hasar mekaniği anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, Sonlu eleman yöntemi ve yığma duvarların modelleme yönteminden bahsedilmiştir. Sonlu elemanlarla modal analiz ilişkisi anlatılmıştır. Ayrıca, modelleme teknikleri ayrıntılı verilmiştir. Beşinci bölümde tezin deneysel süreci anlatılmıştır. Mekanik deneyler ile duvar deney sistemi hakkında bilgi verimiştir. Duvar üretiminde kullanılan malzeme özellikleri ve bu malzemelerin mekanik deney sonuçları analiz edilmiştir. Duvarların hasar durumları analiz edilmiştir. Duvarlara uygulanan deney sonucunda elde edilen veriler yük-yer değiştirme grafiğine bağlı olarak analiz edilmiştir. Duvarlar yük yer değiştirme durumuna bağlı olarak malzeme türüne, derz kalınlığına, süneklik ve enerji kapasitelerine göre kıyaslanmıştır. Altıncı bölümde duvarların sayısal analizde izlenen yöntemden bahsedilmiştir. Duvarın analiz durumuna yer verilmiştir. Duvarların sayısal analiz sonuçları ile deneysel sonuçları karşılaştırılmıştır. Yedinci bölümde çalışma sonuçlandırılmıştır. Buna bağlı olarak öneride bulunulmuştur.
Düzensiz betonarme perde yerleşimine sahip hasarlı bir binanın analizi
Ülkemizdeki yapı stoğu hem mimari hem de statik olarak deprem mühendisliği temel ilkeleri bakımından uygun olmayan tasarımlarla inşaa edilmiş ve bu tip yapılar büyük depremlerde oldukça fazla hasarlar görmüştür. Bu binalar aşırı düzensiz olmalarıyla birlikte düşük dayanım ve sünekliğe sahiptirler. Bu eksiklikler sadece konut tipi yapılarda değil kamu binalarında da görülmektedir. Bu tip binaların deprem güvenilirliği saptanmalı ve güvensiz yapıların hızlı bir şekilde güçlendirilmesi yapılmalıdır. Yatay yük dayanımını artırmada çok faydalı ve pratik bir çözüm olarak taşıyıcı sisteme perde eklenebilir. Birçok çalışma göstermiştir ki perdeler yatay yük taşıma kapasitesini oldukça artırmaktadır. Ancak taşıyıcı sistemde kullanılan perdeler dayanınım ve süneklikte belirli koşulları sağlarsa sistemin davranışı iyileştirilebilecektir. Antalya İl Özel İdaresinin eski hizmet binasının perdelerinden biri sebebi belirsiz bir şekilde aniden göçmüştür. Bu bina 17 katlı olup betonarme perde ve çerçevelerden oluşmaktadır. Binanın mimarisi planda V şeklindedir ve malzeme kalitesi ile taşıyıcı sistem tasarımı açısından oldukça zayıftır. Binada büyük kesitli perdeler olmasına rağmen hasar görmesi önlenememiştir. Herhangi bir deprem olmadığı halde hasar gören bu binanın deprem durumunda nasıl bir davranış göstereceği meçhuldür. Bu çalışmada, hasar gören bu bina SAP 2000 programında analitik olarak modellenerek perdelerin taşıma kapasiteleri ve deprem davranışına katkıları araştırılmıştır. Bu amaçla hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yöntemlerle analizler yapılmış ve perdeler değerlendirilmiştir. Doğrusal yöntemde Mod Birleştirme Yöntemi, doğrusal olmayan yöntemde ise Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap (ZTADOH) kullanılmıştır. Doğrusal olmayan modelde doğrusal olmama durumu taşıyıcı sisteme plastik mafsallar tariflenerek sağlanmıştır. İncelemesi yapılan binada perdede oluşan hasarın kesme hasarı olduğu görülmüştür bu nedenle analitik modelde perdelerde eğilme mafsalı ile birlikte kesme mafsalı da tariflenmiştir. ZTADOH 7 adet deprem ivme kaydı kullanılmış ve bu kayıtlar DBYBHY 2007'de verilen tasarım spektrumuna ölçeklenmiştir. Hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yöntemlerle elde edilen perde kesme kuvvetleri perdelerin kesme kuveti taşıma güçleriyle karşılaştırılmış ve mevcut perdelerin oldukça yetersiz oldukları görülmüştür. Bunun yanında ZTADOH sırasında hasar gören perde analitik olarak ilk kesme hasarına uğramıştır ve kesme hasarı oluştuktan sonra program analize devam edememiştir. Zaten klasik olarak sadece eğilme mafsalı tarifleyerek yapılan bir doğrusal olmayan analiz, özellikle düşük dayanım ve süneklikli yapılarda sonuçların hatalı olmasına sebep olacaktır. Çünkü, eğilmeden önce kesme hasarı oluşması durumunda program bu hasarı algılayamayacak ve sanki perde hasar görmemiş gibi analize devam edecektir. Sonuç olarak düzgün tasarlanmamış perdeler binanın deprem davranışını iyiyleştirmenin aksine daha kötü hale getirebilecektir. Perdelerin doğrusal olmayan modelinde kesme veya eğilme hasarından hangisinin önce gerçekleşeceğinin belirlenmediği durumlarda hem eğilme hem de kesme mafsalını birlikte tariflemek daha uygun olacaktır.
Düzensiz betonarme perde yerleşimine sahip hasarlı bir binanın analizi
Ülkemizdeki yapı stoğu hem mimari hem de statik olarak deprem mühendisliği temel ilkeleri bakımından uygun olmayan tasarımlarla inşaa edilmiş ve bu tip yapılar büyük depremlerde oldukça fazla hasarlar görmüştür. Bu binalar aşırı düzensiz olmalarıyla birlikte düşük dayanım ve sünekliğe sahiptirler. Bu eksiklikler sadece konut tipi yapılarda değil kamu binalarında da görülmektedir. Bu tip binaların deprem güvenilirliği saptanmalı ve güvensiz yapıların hızlı bir şekilde güçlendirilmesi yapılmalıdır. Yatay yük dayanımını artırmada çok faydalı ve pratik bir çözüm olarak taşıyıcı sisteme perde eklenebilir. Birçok çalışma göstermiştir ki perdeler yatay yük taşıma kapasitesini oldukça artırmaktadır. Ancak taşıyıcı sistemde kullanılan perdeler dayanınım ve süneklikte belirli koşulları sağlarsa sistemin davranışı iyileştirilebilecektir. Antalya İl Özel İdaresinin eski hizmet binasının perdelerinden biri sebebi belirsiz bir şekilde aniden göçmüştür. Bu bina 17 katlı olup betonarme perde ve çerçevelerden oluşmaktadır. Binanın mimarisi planda V şeklindedir ve malzeme kalitesi ile taşıyıcı sistem tasarımı açısından oldukça zayıftır. Binada büyük kesitli perdeler olmasına rağmen hasar görmesi önlenememiştir. Herhangi bir deprem olmadığı halde hasar gören bu binanın deprem durumunda nasıl bir davranış göstereceği meçhuldür. Bu çalışmada, hasar gören bu bina SAP 2000 programında analitik olarak modellenerek perdelerin taşıma kapasiteleri ve deprem davranışına katkıları araştırılmıştır. Bu amaçla hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yöntemlerle analizler yapılmış ve perdeler değerlendirilmiştir. Doğrusal yöntemde Mod Birleştirme Yöntemi, doğrusal olmayan yöntemde ise Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap (ZTADOH) kullanılmıştır. Doğrusal olmayan modelde doğrusal olmama durumu taşıyıcı sisteme plastik mafsallar tariflenerek sağlanmıştır. İncelemesi yapılan binada perdede oluşan hasarın kesme hasarı olduğu görülmüştür bu nedenle analitik modelde perdelerde eğilme mafsalı ile birlikte kesme mafsalı da tariflenmiştir. ZTADOH 7 adet deprem ivme kaydı kullanılmış ve bu kayıtlar DBYBHY 2007'de verilen tasarım spektrumuna ölçeklenmiştir. Hem doğrusal hem de doğrusal olmayan yöntemlerle elde edilen perde kesme kuvvetleri perdelerin kesme kuveti taşıma güçleriyle karşılaştırılmış ve mevcut perdelerin oldukça yetersiz oldukları görülmüştür. Bunun yanında ZTADOH sırasında hasar gören perde analitik olarak ilk kesme hasarına uğramıştır ve kesme hasarı oluştuktan sonra program analize devam edememiştir. Zaten klasik olarak sadece eğilme mafsalı tarifleyerek yapılan bir doğrusal olmayan analiz, özellikle düşük dayanım ve süneklikli yapılarda sonuçların hatalı olmasına sebep olacaktır. Çünkü, eğilmeden önce kesme hasarı oluşması durumunda program bu hasarı algılayamayacak ve sanki perde hasar görmemiş gibi analize devam edecektir. Sonuç olarak düzgün tasarlanmamış perdeler binanın deprem davranışını iyiyleştirmenin aksine daha kötü hale getirebilecektir. Perdelerin doğrusal olmayan modelinde kesme veya eğilme hasarından hangisinin önce gerçekleşeceğinin belirlenmediği durumlarda hem eğilme hem de kesme mafsalını birlikte tariflemek daha uygun olacaktır.
Tarihi binalarda titreşim ölçümü ve tarihi binaların sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
Mevcut yapıların özellikle yığma tarzında inşa edilmiş yapıların dış yükler altında ve deprem, ısı, rüzgar vb yükler altında değerlendirilmesinde birçok parametre belirsizdir. Bunun yanı sıra yığma bir duvarın taşıma gücü, basınç ve çekme dayanımlarının tespiti de kolay bir yöntem değildir. Dolayısıyla yapının deprem davranışının, öz değerlerinin, periyotlarının ve mod şekillerinin başlangıçta bilinmesi, gerek yapının modellenmesinde ve gerekse analiz sonuçlarının değerlendirilmesinde doğru sonuçlar elde edilmesi açısından çok önemlidir. Her tarihi yapı kendine özgü duvar ve taşıyıcı özellik taşıdığından yapının taşıma gücü ve diğer parametreleri için başlangıçta bir değer kabul etmek mümkün değildir. Bunun için de duvar deneyleri yapmak masraflı ve zaman alıcıdır. Yapının bu parametrelerinin belirlenmesinde en kolay yöntem ivme ölçerler aracılığı ile yapılan deneysel çalışmadır. Operasyonal Modal Analiz (OMA)' de denilen bu yöntem yapıların serbest ve zorlanmış titreşimlerinin deneysel yollarla bulunup, yapının mod şekillerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. Doğru bir analiz yönteminin ve analizde ele alınan parametrelerin doğru kullanılması açısından OMA çok önemlidir. Bu çalışmada Yıldız Teknik Üniversitesi, Davutpaşa Yerleşkesi' nde bulunan tarihi Otağ-ı Humayun binasının titreşim ölçerlerle bina periyotlarının bulunması ve binanın üç boyutlu nümerik modelinin bilgisayar programı ile hazırlanarak çözülmesi ile elde edilen modların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bina üzerinde İvme ölçerlerle yapılan ölçümler sonucu elde edilen değerler Artemis adlı bilgisayar programına yüklenmesi ile deneysel olarak bina modları elde edilmiştir. Daha sonra üç boyutlu yapı nümerik modeli Etabs programı ile, yapı bileşenlerine uygun malzeme ve yine bu malzeme cinslerine uygun kesit özellikleri kullanılarak çözülmüş ve nümerik modlar elde edilmiştir. Elde edilen deneysel ve nümerik modlar karşılaştırılmış, sonuçlar değerlendirilmiş ve bu modların doğru tayinleri için nümerik modellemede dikkat edilmesi gereken konular rapor olarak sunulmuştur.
Tarihi binalarda titreşim ölçümü ve tarihi binaların sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi
Mevcut yapıların özellikle yığma tarzında inşa edilmiş yapıların dış yükler altında ve deprem, ısı, rüzgar vb yükler altında değerlendirilmesinde birçok parametre belirsizdir. Bunun yanı sıra yığma bir duvarın taşıma gücü, basınç ve çekme dayanımlarının tespiti de kolay bir yöntem değildir. Dolayısıyla yapının deprem davranışının, öz değerlerinin, periyotlarının ve mod şekillerinin başlangıçta bilinmesi, gerek yapının modellenmesinde ve gerekse analiz sonuçlarının değerlendirilmesinde doğru sonuçlar elde edilmesi açısından çok önemlidir. Her tarihi yapı kendine özgü duvar ve taşıyıcı özellik taşıdığından yapının taşıma gücü ve diğer parametreleri için başlangıçta bir değer kabul etmek mümkün değildir. Bunun için de duvar deneyleri yapmak masraflı ve zaman alıcıdır. Yapının bu parametrelerinin belirlenmesinde en kolay yöntem ivme ölçerler aracılığı ile yapılan deneysel çalışmadır. Operasyonal Modal Analiz (OMA)' de denilen bu yöntem yapıların serbest ve zorlanmış titreşimlerinin deneysel yollarla bulunup, yapının mod şekillerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. Doğru bir analiz yönteminin ve analizde ele alınan parametrelerin doğru kullanılması açısından OMA çok önemlidir. Bu çalışmada Yıldız Teknik Üniversitesi, Davutpaşa Yerleşkesi' nde bulunan tarihi Otağ-ı Humayun binasının titreşim ölçerlerle bina periyotlarının bulunması ve binanın üç boyutlu nümerik modelinin bilgisayar programı ile hazırlanarak çözülmesi ile elde edilen modların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bina üzerinde İvme ölçerlerle yapılan ölçümler sonucu elde edilen değerler Artemis adlı bilgisayar programına yüklenmesi ile deneysel olarak bina modları elde edilmiştir. Daha sonra üç boyutlu yapı nümerik modeli Etabs programı ile, yapı bileşenlerine uygun malzeme ve yine bu malzeme cinslerine uygun kesit özellikleri kullanılarak çözülmüş ve nümerik modlar elde edilmiştir. Elde edilen deneysel ve nümerik modlar karşılaştırılmış, sonuçlar değerlendirilmiş ve bu modların doğru tayinleri için nümerik modellemede dikkat edilmesi gereken konular rapor olarak sunulmuştur.