Nonlinear structural modeling of Hagia Sophia in Istanbul

Istanbul'daki Ayasofya, tarihin en ikonik mimarlık ve mühendislik başarılarından biridir. Altıncı yüzyılda inşa edilen yapı, kısmi göçmeler de dahil olmak üzere ciddi hasara yol açan birçok depreme rağmen 1500 yılı aşkın süredir ayakta kalmıştır. Yüksek sismik tehlike bölgesinde yer alması, yapının yapısal performansının değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. 1990'lardan bu yana yapılan çalışmalar, Ayasofya'nın davranışını çoğunlukla lineer analizler ve idealize geometriler kullanarak incelemiş, uzun dönemli deformasyonlar büyük ölçüde göz ardı edilmiştir. Bu tez, yapıdaki mevcut deformasyonların düzey ve kapsamının değerlendirilmesi; idealize değil, gerçek geometriye dayalı bir sonlu eleman modelinin oluşturulması; kalıcı deformasyonların statik ve dinamik yapısal tepkiye katkısının değerlendirilmesi; yapının mevcut ve gelecekteki deprem davranışını anlamak amacıyla doğrusal olmayan statik ve dinamik modellemeler yapılması; ve yapıdaki olası göçme mekanizmalarının değerlendirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Yapının deforme olmuş geometrisi, üç boyutlu lazer tarama ile elde edilmiştir. SAP2000 yazılımında önce ideal geometriye sahip bir model oluşturulmuş, ardından deformasyonları yansıtacak şekilde güncellenmiştir. Deforme olmuş ve olmamış modeller Ansys yazılımına aktarılmıştır ve statik ve dinamik analizlere tabi tutulmuştur. Doğrusal dinamik analizlerde ger¸cek deprem kayıtları kullanılmıştır. Doğrusal olmayan modelleme, 23 Nisan 2025 tarihli Mw 6.1 Silivri depremi kayıtlarına göre kalibre edilen malzeme tanımlamaları ile gerçekleştirilmiştir. Daha sonra hem gerçek hem de sentetik deprem verileri kullanılarak ilave analizler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, yapısal tepki ve göçme mekanizmaları açısından değerlendirilmiş, geometrik deformasyonun etkisi vurgulanmıştır.