Bursa tarihi minarelerinin dinamik davranışlarının ve performanslarının incelemesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: CAVİT SERHATOĞLU

Danışman: Ramazan Livaoğlu

Özet:

Geçmişte defalarca insanoğluna ve inşa ettikleri yapılara zarar veren deprem, gelecekte de çok kez tekrar edecek en yıkıcı doğal afetlerin başında gelmektedir. Bu yüzden depremlere rağmen ayakta kalabilmiş tarihi yapılarımızı geleceğe güvenle aktarmak inşaat mühendisliğinin başlıca görevleri arasında yer almaktadır. Bu araştırmada, geçmişte birçok medeniyetin hüküm sürdüğü ve Osmanlı Devletine yıllarca başkentlik yapmış Bursa'daki 15 adet tarihi minare incelemeye alınmıştır. Tüm bu gerekliliklerin yanında tarihi minarelerin alışılagelmiş yapı tarzından farklı olarak uzun, narin, yığma yapı karakterleri ve bundan dolayı yatay yük taşıma kapasitelerinin düşük olması yapısal davranışlarının tespitinde inşaat mühendislerinin işini oldukça zorlaştırmaktadır. Tarihi minarelerin yapısal sağlık takibi ve performans değerlendirmesi için dinamik karakteristiklerinin belirlenmesi oldukça zahmetli olmasına karşın önemli bir gerekliliktir. Tarihi minarelerin rijitliğinin tespitindeki zorluklar, heterojen malzeme özellikleri, gözlemsel olarak belirlenmesi oldukça güç olan ana yapıyla ilişkisi ve buna bağlı mesnet koşulları durumu daha da zorlaştırmaktadır. Bu amaçla, araştırmada minarelerin dinamik karakteristiklerini belirlemek için minarelere çevresel titreşim testi uygulanmış ve yukarıda ifade edilmeye çalışılan tüm zorluklar lineer sınırlar içerisinde tespit edilmeye çalışılmıştır. Söz konusu bu testler sırasında modal parametrelerin belirlenebilmesi için klasik frekans alanlı yöntem kullanılmıştır. Tarihi minarelerin inşa edildiği malzemelerin mekanik özellikleri yerinde ultrases testi, laboratuvarda ise birim hacim ağırlık ve özgül ağırlık testleri yapılarak elde edilmiştir. Tarihi minarelerin yapısal davranışını temsil edecek matematiksel modeller, üç boyutlu sonlu elemanlar yaklaşımıyla oluşturulmuş ve modal testten elde edilen veriler sayesinde kalibrasyonları gerçekleştirilebilmiştir. Kalibrasyon neticesinde sayısal modellerin modal analiz sonuçları ile modal test arasındaki hata oranı çoğunlukla %10'un altında tutularak, incelenen tarihi minarelerin dinamik davranışları mümkün olduğunca mevcut yapı davranışına yakın temsil edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışmalara ek olarak, incelenen tarihi minarelerin birinci mod periyotları ile periyota etkiyen parametreler arasında ilişki kurularak regresyon analizi yapılmıştır. Bahsedilen ilişkilere idealleştirmeler yapılarak tarihi minarelerin birinci mod periyotlarının, tespiti veya tahmini kolay olabilecek bazı parametreler sayesinde, ampirik bir formülle tahmin edilebileceği kanaatine varılmıştır. Son olarak incelenen beş minareye doğrusal olmayan itme analizi uygulanarak talep ve kapasite diyagramları elde edilmiş ve deprem performansları değerlendirilmiştir. Bunun sonucunda tarihi minarelerdeki deprem hasarlarının çoğunlukla minare elemanlarının birleşim bölgelerinde oluştuğu görülmüştür. En çok hasarın ise en kesit ve malzeme değişiminden dolayı geçiş elemanı ile gövde arasındaki birleşim bölgesinde meydana geldiği tespit edilmiştir.