Upload
andy-garcia
View
248
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
spectrum
Citation preview
STANBUL TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS
TARH YIMA YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ BELRLENMES
YKSEK LSANS TEZ
HAZRAN 2008
n. Mh. Mimar mer DABANLI
Anabilim Dal: NAAT MHENDSL
Program: YAPI MHENDSL
STANBUL TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS
TARH YIMA YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ BELRLENMES
HAZRAN 2008
YKSEK LSANS TEZ n. Mh. Mimar mer DABANLI
(501051099)
Tez Danman : Prof.Dr. Kadir GLER
Dier Jri yeleri Prof.Dr. Zekai CELEP (.T..)
Prof.Dr. Feridun ILI (.T..)
Tezin Enstitye Verildii Tarih: 5 Mays 2008 Tezin Savunulduu Tarih: 11 Haziran 2008
ii
NSZ
ncelikle, bu aratrma srecinde esiz katklarda bulunan, tez danmanlm yrten, almamn nn aydnlatan ve bana k tutan, deerli hocam, Sayn Prof. Dr. Kadir GLERe,
alma boyunca her an desteini grdm deerli dostum A. Hakan AKZe, yorumlaryla katkda bulunan Ferhat PAKDAMARa, arivini cmerte paylaan fotoraf sanats Mustafa YILMAZa,
Cami Rlvelerini temin etmemize yardmc olan, Bimta Genel Mdr Sayn Ahmet AIRMAN nezdinde Bimta A.ye, aratrmay Projem stanbul kapsamnda destekleme karar alan stanbul Bykehir Belediyesine,
Bu srete yanmda olan, adn sayamadm tm arkadalarma ve maddi manevi hibir fedakrlktan ekinmeyen aileme, bilhassa kardeim smail ve abim Abdlkadir DABANLIya teekkrlerimi arz ederim.
Mays, 2008 mer DABANLI
iii
NDEKLER
KISALTMALAR vi TABLO LSTES vii EKL LSTES viii SEMBOL LSTES xii ZET xiii SUMMARY xiv 1. GR 1
1.1. Tarihi Mirasn Korunmas 1 1.1.1 Koruma Kavramna Tarihi Bak 2 1.1.2 Koruma lkeleri 6 1.1.3 Koruma Yntemleri 8
1.3. Tarihi Yaplarda Performans Kavram 11 1.4. Hedefler 14 1.5. Yma Yaplar 16
2. TARH YIMA YAPILARIN DEERLENDRLMES N YAPILAN HAZIRLIK ALIMALARI 19
2.1. Gzlem ve Aratrma 19 2.1.1. Tarihi Aratrmalar 19 2.1.1. Yerinde Gzlem ve ncelemeler 20
2.2. Malzeme zellikleri 22 2.2.1. Har 22 2.2.2. Tula 23 2.2.3. Ta 24 2.2.3. Ahap 28 2.2.4. Kgir Malzeme ve Kompozit Malzeme Tanmlar 28
2.3. Malzeme zelliklerinin Belirlenmesi 32 2.3.1. Yerinde Yaplan Tahribatl Deneyler 33
2.3.1.1. Yerinde Basn Deneyi (Flat-jack Deneyi) 33 2.3.1.2. Yerinde Kayma Deneyi 34
2.3.2. Laboratuar Ortamnda Yaplan Deneyler 35 2.3.2.1. Fiziki Deneyler 35 2.3.2.2. ekme, Basn ve Kayma Deneyi 35 2.3.2.3. Model Deneyleri 39
2.3.3. Tahribatsz Deneyler 39 2.3.3.1. Sertlik Deneyi 39 2.3.3.2. Ultrases Deneyleri 40
2.3.4. Grntleme (Monitoring) Teknikleri 41 2.3.5. Serbest Titreim Deneyi 42
2.4. Zemin Aratrmalar 43 2.4.1. Zemin zelliklerinin Belirlenmesi 43
iv
2.4.1.1. Arazi almalar 44 2.4.1.2. Zemin ndeks zellikleri ve Snflandrma Deneyleri 46
2.4.2. Zeminden Kaynaklanan Hasarlar 47
3. TARH YIMA YAPILARIN MODELLENMES 49 3.1. Modelleme lkeleri ve dealletirmeler 50
3.1.1. Geometrinin dealletirilmesi 50 3.1.2. Malzemenin dealletirilmesi 51
3.2. Modelleme Yntemleri 55 3.2.1. Mikro Modelleme Yntemi 56 3.2.2. Makro Modelleme Yntemi 58 3.2.3. Sonlu Elemanlar Yntemi 58
3.2.3.1. Dorusal Sistemlerde Sonlu Elemanlar Yntemi 62 3.2.3.2. Dorusal Olmayan Sistemlerde Sonlu Elemanlar Yntemi 63
3.3. Yap Elemanlarnn Sonlu Elemanlar Yntemi le Modellenmesi 64 3.3.1. Duvarlarn Modellenmesi 66 3.3.2. Kubbe ve Tonozlarn Modellenmesi 67 3.3.3. Stun ve Ayaklarn Modellenmesi 67 3.3.4. Kemerlerin Modellenmesi 68 3.3.5. Demelerin Modellenmesi 68 3.3.6. Minarelerin Modellenmesi 69
4. TARH YIMA YAPILARIN ANALZ 70 4.1. Ykler 71 4.2. Yma Yap Davran 72
4.2.1. Kubbe, Tonoz ve Kemerlerin Davran 72 4.2.2 Duvarlarn Davran 78
4.3. Sismik Risk 80 4.3.1. Tarihi Depremler 80 4.3.2. stanbul in Deprem Senaryolar 82
4.4. Analiz Yntemleri 84 4.4.1. Dey Ykler Altnda Statik Analiz 86 4.4.2. Dinamik Analiz 86
4.4.2.1. Modal Analiz 86 4.4.2.2. Davran Spektrumu Analizi 87 4.4.2.3. Zaman Tanm Alannda Analiz 88
4.5. Analiz Sonularnn Deerlendirilmesi 88
5. RNEK ALIMA: HIRKA- ERF CAM 89 5.1. Genel Bilgiler 89
5.1.1. Hrka-i erifin Tarihesi 89 5.1.2. Mimari zellikler 90 5.1.3. Geometrik zellikler 93 5.1.4. Tayc Sistem ve Malzeme zellikleri 94 5.1.5 Yapnn Mevcut Durumu 94 5.1.6. Zemin ve Sismik Risk 96
5.1.6.1. Ama ve Kapsam 96 5.1.6.2. klim, Meteoroloji, Su Bilanosu ve Yer Alt Suyu 97 5.1.6.3. Genel Jeoloji 98 5.1.6.4. Hrka-i erif Camii Zemininin Yerel Jeolojisi 100 5.1.6.5. Sondaj almas 100
v
5.1.6.6. Standart Penetrasyon Deneyi 101 5.1.6.7. Sismik Krlma lmleri 101 5.1.6.8. Sismik Parametreler 102 5.1.6.9. Laboratuar Deneyleri 103 5.1.6.10. Zemin Hasar Tespitleri 104 5.1.6.11. Sismik Risk 105 5.1.6.12. Zemin nceleme Sonular ve neriler 105
5.1.7. Yapnn Rlve izimleri 107 5.2. Yapnn Sonlu Elemanlar Modeli 108
5.2.1. Malzeme zellikleri 108 5.2.2. dealletirmeler 108 5.2.3. Model zellikleri 110
5.3. Yapnn Sonlu Elemanlar Analizi 115 5.3.1. aret Uyumu ve Yn Kabulleri 115 5.3.2. 2007 Trk Deprem Ynetmeliinde Yma Yaplar 116 5.3.3. Dey Ykler Altnda Statik Analiz 118 5.3.4. Dinamik Analiz 126
5.3.4.1. Modal Analiz 126 5.3.4.2. Davran Spektrumu Analizi 136
6. SONU 154 7. KAYNAKLAR 158 EKLER 162
EK A: Hrka-i erif Camii Rlve izimleri 162
ZGEM 170
vi
KISALTMALAR
CPT : Cone Penetration Test SPT : Standart Penetration Test ASTM : American Society for Testing and Materials TS : Trk Standard CFRP : Carbon Fibre Reinforced Polymers FRP : Fibre Reinforced Polymers CAD : Computer Aided Design CQC : Complete Quadratic Combination ABS : Absolute Summation SRSS : Square Root of Sum of Squares EC : European Code ASCII : American Standard Code for Information Interchange FEM : Finite Element Method DE : Discrete Element (Ayrk Eleman Metodu)
vii
TABLO LSTES
Sayfa No
Tablo 2.1. Tulalarn Ortalama Mekanik zellikleri ............................................................ 24 Tablo 2.2. Talarn Ortalama Mekanik zellikleri [13]........................................................ 25 Tablo 2.3. Kfekinin Fiziki zellikleri [14] ......................................................................... 27 Tablo 2.4. Kfekinin Mekanik (Tek Eksenli) zellikleri (1-30 gnlk) [15]...................... 27 Tablo 2.5. Birleik Zemin Snflandrmas ............................................................................ 43 Tablo 4.1. stanbulda Yaanan Tarihi Depremler [37] ........................................................ 82 Tablo 4.2. Analiz Tiplerinin Karlatrlmas [30] ............................................................... 86 Tablo 5.1: Modelde kullanlan malzemeler ve zellikleri................................................... 108 Tablo 5.2. Serbest Titreim Periyotlar ve Ktle Katlm Oranlar (U:Yer deitirme,
R:Dnme)........................................................................................................... 128
viii
EKL LSTES
Sayfa No
ekil 1.1: stanbul II. Beyazid Camii Ana Kemerinde Mimar Sinan Tarafndan Yaplan Glendirme ............................................................................................. 3
ekil 1.2. Ayasofyann 1573 ncesi (izim) ve imdiki Halleri [5]..................................... 4 ekil 1.3. Selimiye Camiinin D Avlu Duvarnn Kesindeki Bizans Stunu .................... 5 ekil 1.4. 2007 Trk Deprem Ynetmeliinde Hasar Seviyeleri .......................................... 13 ekil 1.5. Depremler a)S. Francisco, (1906), (b)Messina, (1908) (c)Tokyo, (1923) [19] ..... 17 ekil 1.6. Yma Ta Yaplar a) Moloz ta, b) Kesme ta, c) ri Kesme Ta [20] ................ 17 ekil 1.7. Tula rg Teknikleri a) Basit, b) apraz, c) Flaman [20] .................................. 18 ekil 1.8. Romada Duvar a) Bal b) Yastkl-Ortas Dolgulu c) Tula Yzl-Dolgulu
[12]....................................................................................................................... 18 ekil 1.9. Gz Kamatrc Tarihi Yma aheserler............................................................. 18 ekil 2.1. St. Michele Arcangelo Kilisesinin naat Safhalar [22] ....................................... 20 ekil 2.2. Cephe Dokusundan Yapm Safhalarnn Belirlenmesi [22] .................................. 20 ekil 2.3. Yap Elemanlarnda Hasarlarn Tespiti ve Snflandrlmas [22] ......................... 21 ekil 2.4. Hasar Tiplerinin, atlak Biimlerinin Belirlenmesi [22] ...................................... 21 ekil 2.5. Silindirik Tulann evrimli Basn Deneyi ve Tipik Gerilme-ekil
Deitirme Erisi [19].......................................................................................... 24 ekil 2.6. Talarda Aranan zellikler [15] ............................................................................ 25 ekil 2.7. Kfekinin Statik ve Dinamik Davran [15]......................................................... 27 ekil 2.8. Kfeki ve Beton - Karbonatlamayla Mukavemet Deiimi [15] ......................... 28 ekil 2.9. Yma Numune Tek Eksenli Tekrarl Basn Deneyi [19].................................... 29 ekil 2.10. Yma Malzeme Modelleri, Srasyla Detayl Mikro, Basit Mikro ve
Makro Model [20]................................................................................................ 30 ekil 2.11. Homojen Malzeme Tanm (RVE: Represantative Volume Element) [1]........... 31 ekil 2.12. ki Adml Homojenletirme lemi [1] ............................................................... 31 ekil 2.13. Flat Jack Ekipman le Yerinde Basn Deneyi (d=di iken p=pf)[18].................. 33 ekil 2.14. Flat Jack Deneyi [42]........................................................................................... 34 ekil 2.15: Yerinde Kayma Deneyi [42] ............................................................................... 35 ekil 2.16. Tek Eksenli Basn Deneyi [42] .......................................................................... 36 ekil 2.17. Yma Derzin evrimli Kayma Deneyi ve Gerilme-ekildeitirme Erisi
[19]....................................................................................................................... 36 ekil 2.18. Derz Mukavemeti - Muhtemel Deneyler a), b) Noktadan Eilme c)
Drt Noktadan Eilme d) Derz-Burulma e) Dalma [12] .................................. 37 ekil 2.19. Derz Kayma Mukavemeti - Muhtemel Deneyler a) kili b) l [12] ................ 37 ekil 2.20. Kayma Mukavemetinin Belirlenmesi - Muhtemel Deneyler [1] ......................... 38 ekil 2.21. ekme Mukavemetinin Belirlenmesi - Muhtemel Deneyler [1] ......................... 38 ekil 2.22. Labarotuar Ortamnda Gerekletirilen Model Deneyleri ................................... 39 ekil 2.23. Bir Mermer Stunun Ultrases Deneyi ile ncelenmesi ........................................ 41 ekil 2.24 Ultrases Deneyi [22]............................................................................................. 41 ekil 2.25. ki Stunun Hasar Biimi ve Yatay Kesit Tomografileri [26]............................. 42 ekil 2.26. Muayene ukuru / Galerisi Kesiti ....................................................................... 44 ekil 3.1. Santa Maria del Fiore Modelinde Kullanlan 4 Farkl Analitik Model [7]............ 51 ekil 3.2. Tarih Boyunca Yapsal Analizlerin Doruluklar [20] .......................................... 52 ekil 3.3. Tula, Har ve Yma Eleman - Gerilme-ekil Deitirme Diyagram
[27][28] ................................................................................................................ 53
ix
ekil 3.4. stanbul Ortakydeki Atik Ali Paa Yals in Deneyler ve EC-6 Yardm le Oluturulan Malzeme Modeli[41] .................................................................. 53
ekil 3.5. Basn Altnda Yma Eleman Gerilme ekil Deitirme Diyagram [12]........... 54 ekil 3.6. Yma Malzemelerin Homojenletirilmesi [31]................................................... 54 ekil 3.7. Model Yaklamlar a)Detayl Mikro b)Basit Mikro c)Makro Modelleme
[19]....................................................................................................................... 55 ekil 3.8. Yma Duvarn Mikro Model Analizi a) Kuvvet-Yer deitirme Diyagram
b,c) Maksimum ve Nihai Yklerdeki Deformasyonlar [19] ............................... 57 ekil 3.9. Yma Duvarn Makro Model Analizi a) Kuvvet-Yer deitirme Diyagram
b) Nihai Ykte Deformasyon ekli [19] ............................................................. 58 ekil 3.10. FEM - Temel Kavramlar: a) Genel Bir P(x,y) Deikeni b) gen Sonlu
Eleman c) gen Sonlu Eleman A [23]............................................................ 59 ekil 3.11. Amorf Bir eklin Sonlu Eleman A a)41 Kare Sonlu Eleman b)Eleman
Boyutlarn Deitirerek Hassasiyetin Artrlmas [23] ....................................... 60 ekil 3.12. Sonlu Eleman Says le Yaklak Sonularn Yaknsama likisi [23]............... 60 ekil 3.13. Ortasnda Boluk Bulunan Bir Dikdrtgen Alann Sonlu Eleman A [23]....... 61 ekil 3.14. eitli Sonlu Eleman Modelleri a) Model Alan b) gen c) Drtgen d)
Drtgen ve Yamuk Elemanlar [23]..................................................................... 62 ekil 3.15. Baz Sonlu Elemanlar a) gen b) Drtgen c) 3D Drtyzl d) 3D
Drtgen [23]......................................................................................................... 64 ekil 3.16. Hrka-i erif Camiinin Boyutlu (3D) Sonlu Eleman Modeli ......................... 65 ekil 3.17. Atik Mustafa Paa ve Bodrum Camilerinin Duvar Dokular [7] ........................ 66 ekil 3.18. Zeyrek ve Ayasofyaya Ait Duvar Dokular [7]................................................. 67 ekil 3.19. Basit Volta Deme Kesiti [40].......................................................................... 68 ekil 3.20. Merdivenli Minare Kesiti [27]............................................................................ 69 ekil 4.1. Kemer Davran a) Yeni Yaplan Kemer b) Oturan 3 Mafsall Kemer [2] ......... 73 ekil 4.2. Kemerde tki izgisi ve atlak likisi [2] ........................................................... 74 ekil 4.3. Barlow Modeli Kemer ve tki izgileri [2] .......................................................... 74 ekil 4.4. Zincir Erisi ve Tersinden Elde Edilen Kemerler ................................................. 75 ekil 4.5. Kemerlerde Gme Mekanizmas - tki izgisi likisi [1].................................. 76 ekil 4.6. Kemerlerde Gerginin Etkisi [17] .......................................................................... 76 ekil 4.7. Kubbede Kemer Dilimi [16].................................................................................. 77 ekil 4.8. Kubbede Gerilme Dal ve Bir Kabuk Elemann Dengesi[16].......................... 77 ekil 4.9. Deneylerde Gzlenen Kayma Mekanizmalar [1] ................................................. 78 ekil 4.10. Kayma Etkisi Altnda Duvar-Gme Mekanizmalar ve Gerilme Dalm
[1]......................................................................................................................... 79 ekil 4.11. Yma Duvarlarda Dzlem D Etkiler [11] [16] ............................................... 79 ekil 5.1 Hrka-i erifin Deseni ........................................................................................... 89 ekil 5.2. Hrka-i erif Camii ve Mtemilat Perspektif izim ........................................ 90 ekil 5.3. Hrka-i erif Camii Sekizgen Kaideye Oturan Kubbe ve Tonozlarn
Minareden Grn ........................................................................................... 91 ekil 5.4. Hrka-i erif Camii Minareler ve eriden Ana Kubbe ...................................... 91 ekil 5.5.Hrka-i erif Camii Merkezi Mihrap Aksndan Grnm, Dtan bir
grnm ............................................................................................................... 91 ekil 5.6. Alman Mavisi Haritas Pafta No: L9-4 Hrka-i erif Camii ve evresi
(1913)................................................................................................................... 92 ekil 5.7. Hrka-i erif Camii ve evresinin Hava Fotoraf (1966) .................................... 93 ekil 5.8. Hrka-i erif Camii Zemin ve Birinci Kat Plan .................................................... 93 ekil 5.9. Hrka-i erif Camii n ve Yan Grn ............................................................... 94 ekil 5.10. Duvarlarda Grlen Diyagonal atlaklar ............................................................ 95 ekil 5.11. Duvar ile demelerin birleim noktalarnda ve pencere st kemerlerdeki
hasarlar................................................................................................................. 95 ekil 5.12.Tavanlarda meydana gelen hasarlar ..................................................................... 95 ekil 5.13.Hrka-i erif Camii Zemininde Yaplan Sondaj almas ve Arazi
Deneyleri............................................................................................................ 100
x
ekil 5.14. 3D Sonlu Eleman Modeli eitli Plan Seviyeleri ve Demeler....................... 109 ekil 5.15. 3D Sonlu Eleman Modeli Plan Grn ......................................................... 110 ekil 5.16. 3D Sonlu Eleman Modeli, Sa Yan ve Sol Yan Grn ................................. 111 ekil 5.17. 3D Sonlu Eleman Modelinden eitli Grntler............................................. 112 ekil 5.18.Hekzahedral, Pentahedral ve Tetrahedra Elemanlar........................................... 112 ekil 5.19. 3D Sonlu Eleman Modelleme Aamalar .......................................................... 113 ekil 5.20. 3D Sonlu Eleman Modelinden eitli Grntler............................................. 114 ekil 5.21.8 Noktal Kat Eleman ve Gerilmeler [35] ......................................................... 115 ekil 5.22. Dzlem Kabuk Elemanda Kuvvetler [35] ..................................................... 115 ekil 5.23. Dzlem Kabuk Elemanda Gerilmeler [35] ........................................................ 116 ekil 5.24. Kat Elemanlarn Normal, Kayma ve Asal Gerilmeleri [35] ............................. 116 ekil 5.25. (G + Q) Ana Kubbe Tepe Noktasnda Yer Deitirme: 0.88 mm).................... 119 ekil 5.26. (G + Q) Byk Deme Ortasnda Yer Deitirme (maks: 4 mm) .................. 119 ekil 5.27. (G + Q) Duvarlarda Dzlem D Hareketler (max: 0.24 mm)......................... 120 ekil 5.28. (G + Q) Yapnn ekil Deitirmi 3D Grnts .......................................... 120 ekil 5.30. (G + Q) S22 Gerilmeleri, 10-3 MPa.................................................................. 121 ekil 5.31. (G + Q) S33 Gerilmeleri, MPa ........................................................................ 122 ekil 5.32. (G + Q) SMax Gerilmeleri, 10-3 MPa .............................................................. 122 ekil 5.33. (G + Q) SVmax Gerilmeleri, MPa................................................................... 123 ekil 5.34. (G + Q) Kabuk Elemanlar S11 Normal Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................ 123 ekil 5.35. (G + Q) Kabuk Elemanlar S22 Normal Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................ 124 ekil 5.36. (G + Q) Kabuk Elemanlar S12 Kayma Gerilmeleri, 10-3 MPa ......................... 124 ekil 5.37. Mod 1, T = 1.075 s Minarelerin x dorultusunda yanal hareketi ................... 129 ekil 5.38. Mod 2, T = 1.074 s Minarelerin x ve y dorultusunda yanal hareketi............ 129 ekil 5.40. Mod 4, T = 1.072 sMinarelerin x ve y dorultusunda yanal hareketi.............. 130 ekil 5.41. Mod 5, T = 0.204 sMinarelerin x dorultusunda yanal hareketi ..................... 130 ekil 5.42. Mod 6, T = 0.203 sMinarelerin x ve y dorultusunda yanal hareketi.............. 130 ekil 5.43. Mod 7, T = 0.203 sMinarelerin y dorultusunda yanal hareketi ..................... 131 ekil 5.44. Mod 8, T = 0.202 sMinarelerin x dorultusunda yanal hareketi ..................... 131 ekil 5.45. Mod 9, T = 0.102 sBurulma hareketi (1.Hkim Mod)..................................... 131 ekil 5.46. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda telenme hareketi (2. Hkim Mod) .... 131 ekil 5.47. Mod 11, T = 0.099 s Burulma hareketi........................................................... 132 ekil 5.48. Mod 12, T = 0.093 s Minarelerin alma hareketi .......................................... 132 ekil 5.49. Mod 19, T = 0.079 s Yapnn y dorultusunda hareketi ................................. 132 ekil 5.50. Mod 20, T = 0.072 s Yapnn y dorultusunda hareketi ................................. 132 ekil 5.51. Mod 9, T = 0.102 s Burulma hareketi - nden (1.Hkim Mod)..................... 133 ekil 5.52. Mod 9, T = 0.102 sBurulma hareketi-Plan (1.Hkim Mod) ............................ 133 ekil 5.53. Mod 9, T = 0.102 s Burulma hareketi-Yandan (1.Hkim Mod)...................... 134 ekil 5.54. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda hareket - nden (2.Hkim Mod)........ 135 ekil 5.55. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda hareket - Plan (2.Hkim Mod) ........... 135 ekil 5.56. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda hareket - Yandan (2.Hkim Mod) ...... 136 ekil 5.57. 2007 Trk Afet Ynetmelii Elastik vme Spektrumu...................................... 137 ekil 5.58. (G + Q + EX) Ana Kubbe Kaidesindeki Yer Deitirme = 1.14 mm ............ 139 ekil 5.59. (G + Q + EX) Cami Harim Duvarlarnda S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ............. 139 ekil 5.60. (G + Q + EX) Sa Hnkr Dairesi Saak Yer Deitirmesi = 0.95 mm ......... 140 ekil 5.61. (G + Q + EX) Sa Hnkr Dairesinin Duvarnda Gerilmeler 10-3 MPa .......... 140 ekil 5.62. (G + Q + EX) S11 Gerilmeleri, MPa............................................................... 141 ekil 5.63. (G + Q + EX) S22 Gerilmeleri, MPa ............................................................... 141 ekil 5.64. (G + Q + EX) S33 Gerilmeleri, MPa ............................................................... 142 ekil 5.65. (G + Q + EX) S12 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 142 ekil 5.66. (G + Q + EX) S13 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 143 ekil 5.67. (G + Q + EX) S23 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 143 ekil 5.68. (G + Q + EX) Kabuk Eleman S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ............................... 144 ekil 5.69. (G + Q + EX) Kabuk Eleman S22 Gerilmeleri, 10-3 MPa ................................. 144 ekil 5.70. (G + Q + EX) Kabuk Eleman S12 Kayma Gerilmeleri, 10-3 MPa................... 145
xi
ekil 5.71. (G + Q + EY) S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 147 ekil 5.72. (G + Q + EY) S22 Gerilmeleri, MPa............................................................... 147 ekil 5.73. (G + Q + EY) S33 Gerilmeleri, MPa............................................................... 148 ekil 5.74. (G + Q + EY) S12 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 148 ekil 5.75. (G + Q + EY) S13 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 149 ekil 5.76. (G + Q + EY) S23 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 149 ekil 5.77. (G + Q + EY) Kabuk Eleman S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ............................... 150 ekil 5.78. (G + Q + EY) Kabuk Eleman S22 Gerilmeleri, 10-3 MPa ................................. 150 ekil 5.79. (G + Q + EY) S12 Kayma Gerilmeleri, 10-3 MPa............................................ 151 ekil A.1: Hrka-i erif Camii Zemin Kat Plan.................................................................. 162 ekil A.2: Hrka-i erif Camii 1. Normal Kat Plan ............................................................ 163 ekil A.3: Hrka-i erif Camii A-A Kesiti .......................................................................... 164 ekil A.4: Hrka-i erif Camii B-B Kesiti ........................................................................... 165 ekil A.5: Hrka-i erif Camii Kuzey Bat Cephesi ............................................................ 166 ekil A.6: Hrka-i erif Camii Gney Dou Cephesi.......................................................... 167 ekil A.7: Hrka-i erif Camii Gney Bat Cephesi ............................................................ 168 ekil A.8: Hrka-i erif Camii Kuzey Dou Cephesi .......................................................... 169
xii
SEMBOL LSTES
: Birim hacim arl : zktle p : Porozite w : Su emme t : Zaman fb : Basn mukavemeti f : ekme mukavemeti feb : Basn emniyet gerilmesi fbk : Kompozit malzeme basn mukavemeti
0 : atlama Emniyet gerilmesi E : Elastisite modl : Poisson oran : Gerilme
: ekil deitirme
S(T) : Spektrum katsays Rs : Deprem yk azaltma katsays A0 : Etkin yer ivmesi katsays I : Bina nem katsays Pk : Krma (gme) Yk
k : Tula ile har arasndaki srtnme katsays m : Flat-jack testinde gerek gerilme
Km : Flat-jack testi kalibrasyon faktr Ka : Flat-jack testine ait alan katsays d : Flat-jack lm mesafesi
xiii
TARH YIMA YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ
BELRLENMES
ZET
Tarihi ve kltrel mirasmz tekil eden tarihi yma yaplarn korunmas ve gelecek nesillere ulatrlmas, bu yaplar dikkatle incelemek ve problemlerini tespit edip zm nerileri gelitirmek suretiyle ortaya konulacak srdrlebilir ve etkin bir koruma anlayyla mmkn olabilir. zellikle aktif deprem kuanda yer alan lkemizde, tarihi yma yaplarn korunmas iin bu yaplarn deprem performanslarnn belirlenmesi ve gerekli nlemlerin alnmas kanlmazdr. Bu aratrmada, tarihi yma yaplarn gvenlik seviyelerinin belirlenmesinde ve yapsal deerlendirme srecinde izlenmesi gereken metot ve yaklamlar zerinde durulmutur.
Bu almann ilk blmnde koruma kavramna ve tarihi mirasn korunmas konusuna deinilmi, koruma ilkeleri ve hedefler anlatlmtr.
kinci blmde, yapsal deerlendirme ncesi yaplacak almalar ele alnmtr. Tarihi aratrmalar, yerinde gzlem ve lmler, malzeme ve zemin zelliklerinin belirlenmesi balklar incelenmitir.
nc blmde, tarihi yma yaplarn modellenmesi zerinde durulmutur. Bu blmde idealletirmeler, kabuller, modelleme teknikleri ve yma yap elemanlarnn modellenmesi hakknda bilgiler verilmitir.
Drdnc blmde, yma yap davran ve analiz yntemleri zerinde durulmutur.
Beinci blmde rnek yap olarak seilen Hrka-i erif Camii detayl olarak incelenmitir. Bu blmde, camii hakknda yaplan aratrmalara yer verilmi, daha sonra yapnn boyutlu sonlu eleman modeli kurularak statik ve dinamik analizler vastasyla yapsal gvenlii ve deprem performans deerlendirilmitir.
Son blmde analiz sonular deerlendirilmi ve glendirme nerileri zerinde durulmutur.
xiv
DETERMINATION OF THE EARTHQUAKE PERFORMANCE OF
HISTORICAL MASONRY STRUCTURES
SUMMARY
The conservation of historic monuments which form our historical and cultural heritage is possible if only in the case of investigating them in detail, obtaining their problems and improving solution method and techniques. Thus they can be preserved for the next generation with a sustainable and effective approach. Especially, in Turkey which is located in highly seismic activity region, it is an obligation to determine the earthquake performance of historical masonry structures to prevent structural damages and loss of heritage.
In this study, structural assessment and rehabilitation process of historical masonry structures has been investigated. Assessment methodology and different approaches were discussed.
In the first chapter, the concept and the principles of conservation are discussed.
The observations required before structural assessment are the subject of the second chapter. This section includes historical researches and in site observations, determination masonry material properties and soil investigations.
The third section is about the modeling techniques of historical masonry structures. Idealizations, assumptions, different modeling techniques and modeling the elements of masonry structures form the content of this chapter.
In the fourth chapter, behaviors of masonry structures and analysis methods were discussed.
The fifth section covers numerical investigations of Hirka-i Sherif Mosque of Istanbul. The structural system of the mosque was analyzed by using 3D model under static and dynamic loads to determine the earthquake performance of the structure.
In the last chapter, the results of analyses, requirements and suggestions of strengthening and retrofitting of the Hirka-i Sherif Mosque are discussed.
1
1. GR
1.1. Tarihi Mirasn Korunmas
Yzyllar boyunca, eitli tabii afetler, yangnlar, savalar ve olumsuz evre artlar
ile ilgisizlik yznden byk bir blmn kaybettiimiz, bir ksmn da hakkyla
korumaya muvaffak olamadmz tarihi ve kltrel mirasmz tekil eden tarihi
yma yaplar, birok bilim ve sanat dalnn alma konusu iine giren nemli bir
konu olarak nmzde durmaktadr. Tarihi yaplar koruma altna alnm fakat
srdrlen koruma anlay, bu yaplar kaderine terk etmi, etkin ve srdrlebilir
bir koruma uygulamas gelitirilememitir. Bu eksikliin en byk sebeplerinden
birisi, yapsal deerlendirme ve koruma uygulamalarnn, birok zorluklar ve
belirsizlikleri iinde barndran karmak bir mesele olmas ve ok disiplinli bir
alma srecine ihtiya duyulmasdr.
Gvenlik, gvenilirlik, risk ve srdrlebilirlik kavramlar tarihi mirasn
korunmasnda nemli kavramlardr. zellikle deprem riskinin byk olduu
blgelerde, her bir tarihi eserin zel olarak ele alnmas suretiyle, gvenilir bir
yntem vastasyla yapsal gvenliinin belirlenmesi kanlmaz bir ihtiyatr. Bu
deerlendirme sonucunda yaplarn performans seviyeleri belirlenmi, ayrca ihtiya
halinde bu yaplarn mrnn uzatlmas, srdrlebilirlii ve gelecek nesillere
ulatrlmas iin glendirme nerileri gelitirilmi olacaktr [1].
Olduka zengin olan bu miras korumak iin byk bir gayret sarf edilmesi gerektii
de aktr. Bununla birlikte, koruma uygulamalar ve ncesinde yaplacak yapsal
deerlendirmelerin maliyeti ise olduka yksektir. lkemizde yer alan binlerce
eserin szgelimi 50 yl daha sorunsuz olarak yaatlmas iin yaplacak
deerlendirme almalarnn, restorasyon ve glendirme uygulamalarnn maliyeti
ok byk rakamlara ulamaktadr. Hal byleyken, rastgele ve yetersiz bilgilerle bu
eserleri korumaya almak, bilimin ve insan mantnn dndadr. Sistemli ve
planl bir koruma yaklamn yan sra doru ve gereki uygulama yntemlerinin de
gelitirilmesi tartlmaz bir ihtiyac karlayacaktr.
2
lkemizdeki yer alan binlerce mimari eserin korunmas adna yaplan giriimlerin
hz kazand gnmzde, sz konusu eserlerin korunmas ve gelecek nesillere
gvenle ulatrlmas iin pek ok alma yaplmaktadr. Ancak bu almalarn
izlemesi gereken bir standardn bulunmay da nemli bir eksikliktir. 2007 ylnda
yrrle girmi olan Yeni Deprem Ynetmelii de tarihi mirasn korunmasna
ynelik herhangi bir neri ve standart getirmemitir. Bu sebeple, lkemizde, tarihi
yaplarn incelenmesi, deerlendirilmesi, restorasyon ve glendirme uygulamalarn
ada bilimin gereklerine gre kontrol altna alacak bir standart gelitirilmesi
gereklidir.
1.1.1 Koruma Kavramna Tarihi Bak
Koruma kavram, kent dokusunun korunmas ve yap leinde koruma
uygulamalar eklinde iki alt bala ayrlabilir. Kent dokusunun korunmas, bu
ksmda yzeysel olarak anlatlmtr. Yap leinde gerekletirilecek olan koruma
uygulamalar ise her ne kadar baz temel ilkelerde uzlama salansa bile, boyutlar ve
mahiyeti hala tartlmakta olan bir konudur.
Aslnda tarihi eserlerin korunmasnda, gemite yer alan uygulamalar ou kez gz
ard edilmitir. Tarih sayfalarna bakldnda, zellikle Osmanl Devleti
topraklarnda pek ok koruma uygulamas yapld da grlr. Mimari ve
mhendislik dehasyla nl Mimar Sinan, koruma uygulamalar asndan da
devrinin en ndeki ismidir. Bu sebeple Mimar Sinann koruma anlayn
zmlemek, koruma kavramna tarihi bir anlay boyutu kazandrabilir.
Mimar Sinan, bata stanbul olmak zere, imparatorluun birok yerinde koruma ve
onarm faaliyetlerinde bulunmutur. Bunlar arasnda en fazla cami onarmlar gze
arpmaktadr. Mimar Sinann Anadoludaki onarmlar, orumdaki Sultan
Aleddin Camii ve Ktahyadaki Sultan Orhan Camiidir. 1573 ylnda ise
stanbuldaki en nemli yaplardan biri olan Beyazt Caminin glendirilmesini
gerekletirmi, bunu caminin giri-mihrap aksnda yer alan yarm kubbelere oturan
zayf kemerlere, dey yer deitirmesinin dk olmas ile bilinen sivri bir kemer
eklemek suretiyle tayc sistemi glendirerek yapmtr (ekil 1.1). Mimar
Sinann antlarn onarmlar yannda bu eserlerin gerek i ksmlarnn, gerekse
evrelerinin yabanc mdahalelerden arndrlmasna da nem verdii, 1559 ylnda
3
Rumeli Hisarn iine ve evresine yaplan evlerden ve dkknlardan temizledii 16.
yzyla ait belgelerden anlalmaktadr [3].
ekil 1.1: stanbul II. Beyazid Camii Ana Kemerinde Mimar Sinan Tarafndan Yaplan Glendirme
Mimar Sinan, 1572 ylnda, Zeyrek Camii, (Pantokrator Kilisesi), Eski maret
(Pantepoptes Kilisesi), ve Kalenderhane Camiini (Mara-Kiriotissa Kilisesi), i
meknlarna ve d duvarlarna yaplan mdahalelerden arndrma ii ile
grevlendirilmitir. zellikle Zeyrek Camii ile Eski maretin son derece kt
durumda olduu ve bu yaplarn evresine yaplan evlerin cami pencerelerini ve
kaplarn kapad, i meknn kmes ve ahr olarak kullanmnn camiye byk
zarar verdii ifade edilmitir. Sinan bu antlar evresini saran niteliksiz yaplardan
temizleyerek yaplarn cami olarak tekrar kullanma almas salam ve yeni
yaplacak yaplarn bu tr eserlere be arndan fazla yaklamalarn da yasaklamtr.
1 mimar arn 75.8 cme karlk geldii dnlrse, yaklak 4.00 m kadar bir
yaklama mesafesi sz konusudur.
Mimar Sinan, 1573 ylnda Ayasofyann onarmna balad sralarda yap
gecekondu tarznda niteliksiz yerlemelerle sarlm bir durumdayd. Konut sahipleri
yapnn iinde ve dnda, payeleri ve kemerleri oyarak kendilerine ocaklar,
pencereler, dolaplar ve tuvaletler yapmlard. Sinann bilgisi dhilinde alnan bir
kararla, yeni yaplarn Ayasofya ya her iki yandan 35 arndan (26,50 m) fazla
yaklamas yasakland. Bu kararla Osmanl da yeni yaplarn eski yaplara yaklama
mesafesi iin bir snrlama getirilmi oluyordu. Ayasofyann 1573 ylndan nce
yaplm bir tasviri ile bugnk grntsn karlatrdmzda, yapnn bozulmadan
gnmze kadar ulamasnda Sinann yaplar evresiyle birlikte koruma abalarnn
(doku baznda koruma) ne derece nemli olduu anlalmaktadr (ekil 1.2) [5].
4
Mimar Sinan tarafndan Ayasofyaya eklenen, dier iki minareye kyasen olduka
kaln olan minareler, Osmanlnn yapya ekledii byk ve cesametli d
payandalarn arasnda, bu minareleri hem ktleye uygun bir estetik tasarm hem de
yapy glendiren elemanlar olarak dikkat ekmektedir. Mimar Sinann
Ayasofyadaki bu tavr, 1570lerde Sultan II. Selim ve daha sonra Sultan III.
Muradn trbelerinin Ayasofyann yanna ina edilmesi kararyla srdrlmtr.
Ayasofya, Osmanllarn kendilerinden nceki bir kltre ve Hristiyanlk eserlerine
saygyla yaklatklarnn delili olarak, yaptklar ilavelerle hem korunmu, hem de bu
ilavelerin tamamlayc, yceltici, tezyin edici gzelliiyle daha deerli hale
getirilerek gnmze ulamas salanmtr [6].
ekil 1.2. Ayasofyann 1573 ncesi (izim) ve imdiki Halleri [5]
Mimar Sinann koruma anlaynn lek gzetmediini, tek bir yap elemannn
dahi koruma anlaynda ne denli nemli olduunu ortaya koyan bir uygulama,
Edirne Selimiye Cami d avlu duvarnn kesine zenle yerletirdii Bizans
stununda grlmektedir (ekil 1.3). Bu karar, Sinann tm gemi kltrlere sahip
kma anlayn simgeleyen bir uygulama olarak tanmlanmaktadr [5]. Mimar
Sinann buna benzer uygulamalar, dier eserlerinde de mevcuttur. En nl
eserlerinden olan ehzade Camii ve Sleymaniye Camiinin inaat esnasnda,
devletin drt bir yanna haber salarak, ihtiya duyulan stun gibi yap elemanlarn
Msr, Lbnan gibi uzak mesafelerdeki eski tapnaklardan getirtmitir. Ayrca,
Fatihte bulunan nl Kztan da yine yerinden alarak camide kullanmtr. u an
Kzta olarak bilinen ta ise Mimar Sinan tarafndan sonradan konulan bir stundur.
5
ekil 1.3. Selimiye Camiinin D Avlu Duvarnn Kesindeki Bizans Stunu
Mimar Sinan, Osmanlnn mimari, mhendislik ve ehircilik alannda en ok deer
verilen ahsiyeti olduu iin, onun uygulamalar da aslnda Osmanlnn koruma
anlayn yanstyordu. Mimar Sinann ahsnda ve uygulamalar perspektifinden
baktmz zaman tarihi koruma anlaynn u ekilde zetlenebildii grlmektedir.
- ehir dokusunun korunmas, zellikle ehir dokusu ve silueti ile btnlemi
nadide eserlerin korunmas vastasyla gerekletirilmitir. Niteliksiz hibir
yap koruma altna alnmad gibi, imar hareketlerini snrlayacak bir koruma
anlay da grlmemektedir.
- Korunmas gereken antlarn dokusu ve nemi, etrafna sonradan eklenen
yaplar ve mdahalelerden arndrmak suretiyle pekitirilmitir.
- Kullanlamaz durumda olan antlar, onarlarak ve glendirilerek kullanma
almtr.
- Antlarn yakn evresindeki yaplama iin antlara eitli yaklam snrlar
getirilmitir.
- Tek bir yap eleman dahi nemsenerek korunmutur, fakat bu elemanlarn bir
mze yerine nemli yaplarn bnyelerine yerletirilerek, kullanlarak
korunmas da dikkat ekicidir.
- nceki kltrlere ait dini yaplar, slami ibadet meknlar haline getirilerek
yaatlmtr [5].
Gnmzde sit alan ilan edilerek bir blgedeki mevcut btn tarihi yaplarn
korunmas uygulamalarnn da yaygn olduu grlmekteyken, tarihi uygulamalara
baktmz zaman buna benzer bir uygulamayla karlalmamaktadr. Bir ehrin
btnnn veya bir blmnn tamamen korunmas ou zaman mmkn
6
olmamtr. Bunun yerine, Mimar Sinann uygulad gibi ehirle btnlemi,
ehrin karakteri haline gelmi yaplarn ve siluetin korunmas yoluna gidilmesi de
deerlendirmeye alnmas gereken bir yaklam olarak tarihin nmze koyduu bir
gerektir. Aslnda ou zaman ekonomik engeller sit alan koruma uygulamalarn
zorlatrmaktadr. Genellikle, yksek maliyetler sebebiyle yap sahipleri
restorasyondan kanmaktadr. Dolaysyla tarihi mirastan bahsederken, bu mirasn
yaatlmas iin telaffuzu bile zor olan maliyetler karmza kmaktadr ki bu durum
sz konusu eserleri, tarihi bir mirastan ok tarihin yeni nesillerin srtna ykledii
klfetli bir bor haline getirmektedir. Mesela, 1998 ylnda Belikada yaplan bir
aratrmaya gre, lkede yer alan 10.000 adet tescilli yapnn mrlerinin 50 yl daha
uzatlmas iin 2.25 milyar Euro harcanmas gerekmekteydi [1]. Koruma
uygulamalarnn baarya ulamas iin bir ekonomik modelle desteklenmesi
gerektii ortaya kmaktadr. Ekonomik olarak desteklenmi olan koruma
uygulamalarndan ok iyi sonular alnmtr.
Tarihi yaplarn korunmas sz konusu olduunda kanlmaz maliyetler ortaya kar.
Bu maliyetlerin mal sahiplerine braklmas koruma uygulamasn zorlatrmakta,
hatta baz blgelerde imknsz klmaktadr. Koruma blgelerinin tespiti srasnda
blgeye uygun bir ekonomik modelin yerel ynetim ve vatanda ibirliiyle
gelitirilmesi bu sorunu byk lde zebilir. Ekonomik bir modelle
desteklenmeyen koruma uygulamalar eksik kalmakta ve istenen lde baarya
ulaamamaktadr.
1.1.2 Koruma lkeleri
Tarihi yaplarn yapsal deerlendirmesi ile onarm ve glendirme almalarnda iki
nemli soru ile karlalmaktadr:
Bu yaplarn tarihi ve estetik zellikleri ne lde ve nereye kadar korunacaktr?
Sz konusu yaplarn onarm ve glendirme ihtiyalar ne ekilde karlanacaktr?
Aslnda bu sorularn cevab bellidir. Bu tr yaplarn onarm, glendirme ve
restorasyonunda, azami koruma ve asgari mdahale ilkesine gre hareket
edilmelidir. Fakat koruma ve mdahalenin snrndaki belirsizlik ve hatta her yap
7
iin bu snrlarn deikenlik gstermesi, uygulamada ok eitli zorluklar meydana
getirmektedir.
Tarihi yaplara yaplacak mdahalelerin, 1964 tarihli Venedik Tzne uygun
olmas gerekir. 1964 tarihli Venedik Tznn Restorasyon bal altnda
toplanan ilkeleri ksaca u ekilde sralanabilir:
Onarm uzmanlk gerektiren bir itir ve amac antn estetik ve tarihi deerini ortaya karmak ve korumaktr. Onarmda, zgn malzeme kullanlmal,
gvenilir belgelere sayg duyulmal ve bu belgelere bal kalnmaldr.
Restorasyon veya onarm ve glendirme ncesinde detayl bir tarih aratrmas yaplmaldr. Bu aratrmada, yapnn ina edildii tarih, yapm
sreci, gemi hasarlarn boyutu ve emas, gemi onarm ve glendirme
mdahaleleri, yap evresinde yaanm deiiklikler tespit edilmelidir.
Yaplacak onarm ve glendirme mdahalelerinde, geleneksel yntemler yetersiz kalrsa yeterlilii deney ve aratrmalarla ispatlanm ada
yntemler kullanlabilir. Uygunluu kesinlememi yntemler de yapya
zarar vermeden geri dntrlebilir ve sklebilir olmaldr. Bununla
beraber her halkarda zgn malzeme ve yapm teknii tercih edilmelidir.
Deiik dnemlerin yap zerindeki katklar da korunmaldr. Restorasyonun amac yapnn ilk yapld haline evrilmesi deildir. Eksik paralar ve
blmler, yapya, yanl anlamaya neden olmayacak ve zgn yapdan farkl
olduu hissedilecek tarzda birletirilebilir. Restorasyon ilemi srasnda
yaplan tm ilemler detayl bir ekilde belgelenmelidir.
Yukarda, dikkat ekici fakat ok nemsendii sylenemeyen bir ifade vardr.
Venedik tznde, yaplacak onarm ve glendirme mdahalelerinde geleneksel
yntemler yetersiz kalrsa baka bir ynteme bavurulmas nerilmektedir. Fakat
ou zaman geleneksel bir yntem, mdahale alternatifleri arasna bile alnmaz.
Mesela, bir kemerin glendirilmesinde, o kemerin iine yeni bir kemerin ina
edilmesi hi dnlmez. Hlbuki Mimar Sinann Beyazt Camiine uygulad
glendirme yntemi yanl kabul edilemeyecei gibi, gnmzde de tekniine
uygun geleneksel yntem glendirmeleri de yaplabilir.
8
Bunlarn yannda, tarihi yma yaplarn yapsal gvenliklerinin deerlendirilmesi ve
glendirilmesi iin yaplacak deney, analiz ve glendirme uygulamalarnda prensip
olarak aadaki ilkelerin de gz nnde tutulmas gerekmektedir.
Tarihi yma yaplarn sahip olduu yap sistemleri deprem ve dier olumsuz artlara dayankl bir yap sistemidir. Yma yapm teknii, yetersiz, yanl
bir teknik olarak kabul edilmemelidir.
Her yapnn koruma derecesi, maruz kald ykc etkilerin ve riskin boyutuna gre belirlenmelidir.
Orta ve hafif iddetli depremlerde, bu yaplarda en dk seviyede hasarn meydana geldii, yapsal hasarn meydana gelmedii, ancak eleman baznda
yerel baz hasarlarn meydana geldii kabul edilir.
Byk yer hareketlerinde ise yapnn genel olarak dengesinin bozulmayaca veya tamir edilebilir hasarlarn meydana gelecei kabul edilir [7].
1.1.3 Koruma Yntemleri
Her bir yap veya yap grubunun korunmas iin farkl yaklamlar ortaya konabilir,
nk her yapnn ihtiyac olan koruma yaklam farkllklar arz etmektedir. Bu
farkl ihtiyalara cevap olarak nerilmi ve uygulanm olan koruma yntemlerine
dair kavramlar aada ksaca aklanmtr.
Preservation: Yaplar, yap gruplarn zgn niteliinde tutarak zgn detaylarnn,
dekorasyonunun, konumunun, tayc sisteminin, eksiksiz btnletirilmesini
salayarak, olduu gibi, Mze alanlar olarak korunmas n grlen alanlarda
uygulanmaktadr
Conservation: Yaplarn veya yap gruplarnn kullanmn salamak zere karakterin
ve lein korunarak gnn artlarna uyarlanmas, eklentiler yaplmas ve
gelitirilmesi, adalatrlmas gibi kontroll deiimlere imkn vermektedir
Restorasyon: (Orijinal durumun canlandrlmas) yap leinde, bozulan paralarn
yeni malzeme ve yap teknolojileriyle yenilenmesi, tayc sistemin sorunlarnn
giderilmesi, yok olan ksmlarn yerine konmas eklinde yaplan yenileme
mdahalelerini kapsamaktadr. Salamlatrmadan biraz daha ileri bir mdahale
biimi olarak alglanabilir. Yapnn bozulan, yok olan, eskiyen elemanlar
9
deitirilebilecei gibi, yapya fakl bir ilev de verilmesi sz konusu olabilmektedir.
Restorasyonda kullanlan teknikler aada sralanmtr.
Salamlatrma (consolidation): klim, evre artlar, fiziki mdahaleler ve tahribat neticesinde bir yapnn eskiyen paralarnn temizlenmesi, onarlmas
malzeme ve doku dayankllnn artrlmas ve sahip olduu renk, doku,
tayc sistem, bezeme gibi karakterlerin daha uzun sre ayn nitelikte
izlenebilmesi amacyla gerekletirilen bir yenileme trdr. Salamlatrma
tek yap leinde malzemenin, tayc sistemin ve zerinde bulunduu
zeminin salamlatrlmas eklinde olmaktadr.
Btnletirme (reintegration): Farkl bir tanmla btnletirme, bir blm hasar grm ya da yok olmu yap ve yap elemanlarn, ilk tasarmlarndaki
btnle kavuturacak biimde geleneksel ya da ada malzeme kullanarak
tamamlama ilemidir. Btnlemeyi ynlendiren deikenler estetik, ilevsel
ya da yapsal denge kayglardr. Ykk durumda gze ho gelmeyen bir yap
btnletirilerek, hem estetik btnle kavuur, kullanlabilir duruma gelir,
hem de tmyle yok olmaktan kurtarlabilir.
Yenileme (renovation): Bu yntemde yapnn herhangi bir blm, belirli ksmlar yeniletirilerek korunur. Sz konusu bileenler tmden yeni bir
nitelie kavuturulur. rnein, yapda belirli katlarn ya da n cephenin
mimari nitelikleri asndan yenilenmeleri bu nevidendir.
Yeniden yapma (reconstruction): Kltrel varln yok olan nemli bir blmnn ya da tmnn, yapnn zgn durumuna veya kaynaklara,
fotoraflara ve belgelere dayanarak yeniden yaplmas ve eskisinin yerine
konmas yoluyla yaatlmasn amalayan bir tr koruma yntemidir.
Genellikle arkeolojik alanlarda ve kltrel deeri nemli yaplarda uygulanan
bu ynteme, yangn, deprem ya da sava gibi toplu ykmlarla yitirilen ve
yeniden canlandrlmaya allan alanlarda tarihi sreklilii ve milli karakteri
yanstabilmek endiesiyle bavurulmaktadr.
Temizleme (liberation): Antlarn genel etkisini bozan, tarihi ve estetik deer tamayan eklerden arndrlmas ilemidir. Yaplarda bezeme temizlii ve
cephe temizlii eklinde uygulanr.
10
Daha iyi bir evreye tama (reproduction): Bayndrlk etkinlikleri (yol, baraj yapm vb.) jeolojik yap ya da doal afetler, bir antn bulunduu yerde
korunmasn zorlatrabilir, hatta imknsz klabilmektedir. Bu durumda
antn nceden belirlenen uygun bir yere tanmas gereklidir.
Shhiletirme (rehabilitation): Kltrel deeri, gnmz konfor artlarna kavuturmak zere yap donatlarnn ve alt yapsnn iyiletirilmesidir.
Kopyalayarak yaatma (reproduction): Bulunduu konumda evresinden eitli ekillerde zarar gren kltrel varln ya da yapnn daha uygun bir
yere tanmas sonucu, bo kalan yerine kopyasnn yaplarak konmas
yntemidir. Mesela, Floransadaki Signaria Meydanndaki
Michelangelonun Davit Heykelinin mzeye kaldrlarak yerine kopyasnn
konulmas buna bir rnek tekil eder [40].
Restorasyon teknikleri geri dnml ve geri dnmsz olarak
isimlendirilebilecek iki gruba ayrlabilir. Geri dnml restorasyon tekniklerinde,
tatbik edilen teknik, sonraki bir tarihte gerekli grldnde, kolayca
dzeltilebilecek ve yap zerinde ok az etki brakacak, geri dnebilir bir teknik
olmaldr. Tekniin geri dnml olmasnn faydalar ise yle sralanabilir.
- Kullanlan teknik yeterli dayankllk ve performans gsteremezse, yapya
zarar vermeden sklebilir.
- Uygulamadan sonra, daha elverili malzemeler ve teknikler gelitirildiinde
kolayca yeni bir uygulama yaplabilir.
- Yaplarn sanat ve tarihi kalntlar yok edilmemi olur.
Geri dnebilir tekniklere rnek olarak verilebilecek uygulamalar eitli rnekler
verilebilir. Bunlardan, kemerlerin gergilerle glendirilmesi, d payandalarn
kullanlmas, n gerilmeli elik ve lif takviyeli plastik ubuklar kullanlmas,
duvarlarn yatay stabilitesini ve balantsn salayacak, n gerilmeli erit ve diki
elemanlar kullanlmas saylabilir.
Geri dnmsz restorasyon teknikleri, kalc ve yapya zarar vermeden geri
sklemeyecek tekniklerdir. Bunlarn avantajlar da yle sralanabilir. Yapnn
tayc sisteminin btnletirilmesi ve entegrasyonu ile yeniden sistem kurmak sz
konusu olduunda, gerekli grlrse geri dnmsz teknikler kullanlabilir. Geri
11
dnmsz tekniklere rnek olarak, betonlama, yklm olan duvarlarn yeniden
yaplmas, duvarlara diki atlmas, n gerilmeli kablo elemanlar kullanlmas ve
temellerin glendirilmesi saylabilir [16].
1.3. Tarihi Yaplarda Performans Kavram
Tarihi yaplara deer katan zaman faktr, dier bir taraftan tarihi yaplarn baa
kmas gereken bir dmandr. Genel anlamda malzemenin zamanla yalanmas ve
bozulmas, orijinal tasarmn yetersizlii ya da zamanla yetersiz kalmas, kullanm
amacnda zaman ierisinde meydana gelen deiiklikler sebebi ile oluan hasarlar ve
zorlanmalar ya da yapsal mdahaleler ve gemi byk afetler sonras oluan
hasarlar tarihi yaplarn ortak problemleridir. Tarihi yaplarn yapsal gvenliinin
incelenmesinde eitli tanmlanm performans seviyeleri belirlenerek yapsal analiz
ve kontrollerin yaplmas salanabilir. Ancak nemli olan her bir yap iin, o yapnn
eitli d etkilere kar beklenen performansnn tarif edilmesidir. Henz yeni
kullanlan bir kavram olan yap sistemlerinin performans tabanl olarak analizi
yannda tarihi yaplarn incelenmesinde benzer yaklamlarn kullanlmas
uygulamada olduka nadir rastlanan bir durum olup konu ile ilgili kaynaklar da
olduka kstldr. Ancak kstl almalarda rastlanan ortak terminoloji ve tanmlar
erevesinde performans seviyeleri aada verilmitir.
Hasarszlk beklentisi (ND) : Bu performans dzeyinde ihmal edilebilecek kadar az bir yapsal hasara msaade edilebilir. Yap sanatsal deerini
kaybetmemeli ve hem yapsal elemanlarda hem de ihtiva edilen tarihi
deerlerde ancak ok kk ve ihmal edilebilir kayp veya hasar olumaldr.
zel durumlar hari, bu performans beklentisi sk meydana gelen (50 ylda
almas olasl % 20-50 ) depremlerde beklenmelidir.
Kltrel deerin korunmas (CVS) : Bu performans dzeyinde ise tamir edilebilir yapsal hasarlara izin verilir. Tamir, genel gvenlik nlemleri
almay gerektirmemelidir. Blgesel hasarlar kabul edilebilir ancak yapnn
tamamna dalm bir hasar durumu olumamaldr. Yapnn sanatsal
deerinde ve ihtiva edilen tarihi deerlerde kayp kabul edilebilir ancak bu
kayp yok olma boyutuna ulamamaldr. Tamir edilebilmeli veya olduu gibi
kullanlmaya-sergilenmeye devam edilebilmelidir. zel durumlar hari, bu
12
performans beklentisi orta sklkta meydana gelen (50 ylda almas olasl
% 10-20) depremlerde beklenmelidir.
Gmenin engellenmesi (CP) : Yapda genel ya da blgesel gme durumu olumamaldr. Yap sanatsal deerini kaybedebilir ve hem yapsal
elemanlarda hem de ihtiva edilen tarihi deerlerde kayp veya hasar oluabilir
ancak yap ayakta kalmaldr. zel durumlar hari, bu performans beklentisi
ok ender meydana gelen (50 ylda almas olasl % 2-10 ) depremlerde
beklenmelidir [41].
Tanmlanan malzeme modelleri ve yer hareketi parametrelerinden sonra
gerekletirilen analizde yapnn gsterdii performans, ND ve CVS performans
seviyeleri iin yerdeitirmeler (dlim) baznda tanml limitler kontrol edilerek, CP
performans seviyesi iin ise maksimum moment (Mu) yntemi ile belirlenmesi ve
kapasite tahkikleri yaplmas nerilmektedir. Yerdeitirme limitleri iin d
yerdeitirme ve h eleman ykseklii olmak zere elemann deyle yapt ann
tanjant deeri olan d/h iin Hasarszlk performans seviyesinde 0.0005, Kltrel
deerin korunmas performans seviyesinde ise 0.001 deerleri nerilmitir [41].
Tarihi yaplarda malzeme testleri iin numune almann bile ou zaman mmkn
olmad dnlrse, yapnn trne de bal olmak artyla ou zaman hasarszlk
performansn salamas gerektii dnlebilir. zellikle ant eserlerin
korunmasnda hasarszlk performans esas kabul edilebilir. Ancak hedef performans
hasarszlk olduu zaman yapda glendirme ihtiyac ortaya kma ihtimali de
ykselmektedir. Glendirme mdahaleleri ise olduka dikkatli yaplmas gereken
zor almalardr.
Deprem Blgelerinde Yaplacak Binalar Hakkndaki Ynetmelik (2007) tarihi
yaplarn deerlendirilmesini kapsamamaktadr, te yandan ynetmeliin beinci
blmnde yma yaplarn deprem performansnn deerlendirilmesi iin
kullanlacak yntem ve duvar kayma emniyet gerilmelerinden bahsedilmitir. Tarihi
yma yaplar iin bir kyaslama olmak zere bu deerlerden faydalanlabilmek
mmkndr. Bu konu aratrmann 5. Blmnde daha detayl olarak ele alnmtr.
Bu blmde kavram asndan performans snrlar zerinde durulmutur.
Deprem ynetmeliin tanmlarndan yola karak tarihi yma yaplar iin baz
performans kriterleri gelitirilmesi de mmkn olabilir. Ynetmelikte, deprem
13
performans, yaplarn belirlenen bir deprem etkisi altnda, yapda meydana gelmesi
beklenen hasar durumlar ile ilikili olarak tanmlanmtr. Buna gre drt farkl
hasar durumu esas alnarak tanmlanan performans seviyeleri aadaki ekilde
gsterilmitir (ekil 1.4).
ekil 1.4. 2007 Trk Deprem Ynetmeliinde Hasar Seviyeleri
Hasar blgeleriyle balantl olarak, Hemen Kullanm, Can Gvenlii, Gme
ncesi eklinde performans dzeyi tanmlanmtr. Bu dzeylerden tarihi yma
yaplar iin kabul edilemeyecek olan ileri yapsal hasarlarn bulunduu gme
ncesi performans dzeyi kolayca karlabilir. Geriye kalan hemen kullanm ve can
gvenlii performans dzeyleri ise yeniden tanmlanarak tarihi yma yaplar iin de
kullanlabilir.
2007 Deprem Ynetmeliinde, yma binalarn performans seviyesine, bilgi
dzeyine gre yaplan inceleme ve hesap sonucunda karar verilecei belirtilmitir.
Eer yma yapnn her iki dorultudaki tm duvarlarnn kesme dayanm,
uygulanan deprem etkileri altnda oluan kesme kuvvetlerini karlamaya yeterli ise,
yapnn Hemen Kullanm Performans Dzeyini salad sonucuna varlaca
ngrlmtr. Herhangi bir katta uygulanan deprem dorultusunda bu art
salamayan duvarlarn kat kesme kuvvetine katks % 20'nin altnda ise yapnn Can
Gvenlii Performans Dzeyini salad kabul edilecektir. Bu durumda, sadece
yetersiz olan duvarlarn glendirilmesi gerekir. Bunlarn dnda, yapnn Gme
Durumunda olduu kabul edilir [21].
Deprem ynetmeliindeki hemen kullanm performans dzeyi, deprem etkisinin her
hangi bir hasara yol amadan duvarlarn kesme mukavemeti ile tandn kabul
etmektedir. Sadece kesme kuvvetine dayal bir performans belirlemek tarihi yaplar
14
asndan yeterli olmayabilir. Zira duvarlar iin dzlem d hareketler, duvarlar
heterojen malzemeden olutuu iin eitli eilme ve dalma etkileri de zaman
zaman ne kmaktadr. Fakat tm elemanlar hasar durumu asndan gz nne
alndnda, beklenen davran bu performans seviyesinin kapsamyla tam olarak
rtmektedir. Ksaca ifade etmek gerekirse, hemen kullanm performans dzeyinin
deerlendirme kriterleri tarihi yaplar iin yeterli olmamakla birlikte, hasar hedefleri
ve kabulleri tarihi yaplar iin kabul edilebilir bir izgidedir. Bu performans
seviyesinde, kolayca tamir edilebilecek, yapsal olmayan hasarlar, atlaklar kabul
edilmi olur.
Can gvenlii performans seviyesinde ise baz duvarlarn kesme kuvveti tama
kapasitesinin zerinde zorland, kapasitesi alan elemanlarn kat kesme kuvvetine
katks % 20den az olduu kabul edilmitir. Tarihi yma yaplar asndan can
gvenlii performans seviyesinin de uygun olmad anlalr. nk 1/5 orannda
yapsal bir hasar kabul edilmi olur. Hlbuki bu yaplarn korunmasna ve
yaatlmasna ynelik yaklamlar, srdrebilirlik maliyetleri ve mdahale yapmann
gerek korumaclk gerekse malzeme ve yapm teknii asndan barndrd
zorluklar dnldnde, herhangi bir yapsal hasarn kabul edilemeyecei
anlalr.
Bu durumda, tarihi yma yaplar minimum hasar blgesinde kalmaldr. Birok
performans seviyeleri yerine sadece tek bir performans seviyesi kabul edilebilecei
dnlr. Orta ve hafif iddetli depremlerde, bu yaplarda en dk seviyede hasarn
meydana geldii, yapsal hasarn meydana gelmedii, ancak eleman baznda yerel
baz hasarlarn meydana geldii kabul edilir. Byk yer hareketlerinde ise yapnn
genel olarak dengesinin bozulmayaca veya tamir edilebilir hasarlarn meydana
gelecei kabul edilebilir. Bunun yannda meydana gelebilecek yapsal hasarlarn
boyutu genel olarak yapnn genel stabilitesini bozmayacak, yapnn gmesine
sebep olmayacak ve telafi edilebilecek elamanlarda olmaldr. Telafi edilebilecek
elemanlarda gerekleecek hasarlarda ise mhendislik yorumu n plana kacaktr.
1.4. Hedefler
Gemi medeniyetlere ait byk yma antlar, yalanma etkisi, olumsuz hava
artlar, bakmszlk gibi sebeplerle srekli g kaybetmektedir. zellikle deprem
riskinin byk olduu blgelerde ise yer hareketleri nemli ykc etkilerden birisini
15
oluturur. Ekseriyetle yapsal deerlendirmelerin neticesinde, yenileme, onarm ve
glendirme gibi mdahalelerin de yaplmas kanlmaz olmaktadr. Ancak kltrel
miras koruma kavramyla, bu yaplarn yapsal davrann belirlemek zere
yaplacak deerlendirme ve mdahaleler pek de kolay uzlaamamaktadr. Olduka
zor grnen bu problemin kayna ise, yma yap davrannn tam manasyla idrak
edilememesidir. zellikle bu alanda yaplan deerlendirme ve glendirme
almalarnn ncesinde yap davrannn iyice anlalmas ve mdahale
nerilerinin de bu dorultuda gelitirilmesi gerekmektedir.
Yma yaplarn deerlendirilmesi drt temel aamada gerekletirilebilir:
Birinci aamada, yap hakknda detayl bir bilgi toplama almas yaplmaldr. Bu alma, tarihi aratrma, yap sisteminin detayl olarak
incelenmesi, malzeme zellikleri, yapm teknikleri, yerel zemin zellikleri ve
sismik risk balklarnda gerekletirilmelidir.
kinci aamada ise yapnn saysal hesap modelinin kurulmas zerinde allmaldr. Bu hesap modelinin oluturulmas iin gerekli olan geometri,
malzeme ve davran idealletirmeleri, eitli modelleme ilkeleri, uygun
analiz sonularnn alnmas iin dikkate alnmas gereken nemli
balklardr. Bu aamada, hesap modelinin analiz edilecek olan yapy iyi
temsil etmesi iin uygun modelleme tekniinin de belirlenmesi gerekir.
nc aamada, yapy en iyi ekilde temsil edecek ekilde kurulan hesap modeli zerinde, statik ve dinamik analizler yaplr. Analiz almasndan
nce, yma yaplarn ve zellikle incelenecek olan yapnn maruz kald
ykler altnda gsterecei davrann da iyi bilinmesi gerekir. Analiz
ncesinde, gme mekanizmalarn, tipik hasarlar ve hasar grebilecek yap
elemanlarn da tespit etmek, bu elemanlar dikkatle izlemek iyi bir
yntemdir.
Yapnn analizinden sonra, analiz sonular deerlendirilerek, yapnn her hangi bir glendirme mdahalesine ihtiya duyup duymad tespit edilir.
Drdnc aama olarak ifade edilebilecek olan bu safhada, mdahalenin
lei ve yntemi belirlenerek eitli detay nerileri retilir. Daha sonra
takviye edilmi yapnn da tekrar analiz edilmesiyle, yaplan takviyenin
uygunluu da deerlendirilebilir.
16
1.5. Yma Yaplar
nsanolu tarafndan kullanlan btn yap malzemeleri, en yeni teknolojiyle elde
edilenler de dhil olmak zere tabiatta bulunan ham maddelerden elde edilmitir.
Bazen ta, bazen kerpi, bazen de ahap, tabiatta kolayca bulunabildii iin yaygn
olarak kullanlan yap malzemelerinden olmutur. Ta, bu malzemeler arasnda zel
bir yere sahiptir. nsanlar barnma ihtiyalarn karlamak iin ok defa ta
kullanmaya bavurmulardr. Tabiatta bulduklar ta eitli ekillerde ileyerek
binlerce yldr kullana gelmilerdir. Msr, in, Meksika, Roma, Bizans ve
Anadoluda pek ok tarihi eserin yap malzemesi tatr. Tan tabiatndaki g ve
kararllk, onu yzyllara meydan okuyan eserlerin malzemesi yapmtr. Bunun
yannda, ta, bolluktan kaynaklanan ucuzluu sebebiyle hala kullanlan bir yap
malzemesidir. Harcn kullanlmaya balanmas ve tulann kefiyle de tarihi yma
yaplar bu gnlere kadar tayan nemli yap malzemeleri tarihin sayfalarna
kaydolmutur.
Mevcut tarihi mirasn byk bir blmn oluturan yaplarda, yma yap
tekniinden ve ahap malzemelerden faydalanlmtr. Fakat bu malzemeler ve yapm
teknikleri, gnmz inaat mhendislii eitim programnda ok az bahsedilen veya
hi sz konusu olmayana konulardandr. 20. yzyln elik ve betonun temel
mhendislik malzemelerini tekil ettii mhendislik ortamnda, yap mhendisleri
geleneksel yapm teknikleri ve malzemeler hakknda ok az bilgi birikimine sahip
olabilmektedir. Bu bilgi eksiklii, yapsal gvenliin deerlendirilmesinde byk bir
nyarg ve elikiye sebep olmaktadr. Hatta gnmzde, geleneksel teknik ve
malzemeler, tasarmn ilk aamasnda bir alternatif olarak bile akla gelmemektedir.
Ne var ki, geleneksel teknik ve malzemeler, srdrlebilir ve ekonomik yaplar
asndan ilgi ekmeye balayan yeni bir konuyu tekil etmektedir. Yma yaplar,
gnmzdeki modern teknik ve malzemelere gre olduka ekonomiktir. Mesela, bir
yma yap eleman olan tulay retmek iin 2.8 MJ/kg enerjiye ihtiya duyulurken,
beton iin 8.5 MJ/kg ve elik iin ise 43 MJ/kg enerjiye ihtiya vardr. Tulann,
mimari detaylara uyumu, evre artlarna dayankl olmas, durabilitesi ve zamana
kar gsterdii performans ve grn de olduka iyi seenekler sunar. Yma
yaplar ayrca geri dnebilir ve kolaylkla ortadan kaldrlabilir malzemeler ve
tekniklerle ina edilmilerdir [19].
17
Yma yaplarn tasarm prensiplerinin byk bir blm ampirik ve sezgiye
dayanan kriterlerden ve zamann geersiz kld tarzlardaki yaklak hesap
yntemlerinden oluur. Ynetmeliklerin yetersizlii ile keyfi ve denetimsiz
uygulamalar, pek ok depremde insanlar perian eden neticelere yol amtr (ekil
1.5). Son zamanlarda, Avrupada, teknolojik ve mekanik alardan yma yaplar
dzenleyen Eurocode 6 Design of Masonry Structures (EC6) [7] and Eurocode 8
Earthquake Resistant Design of Structures (EC8) standartlar gelitirilmitir.
ekil 1.5. Depremler a)S. Francisco, (1906), (b)Messina, (1908) (c)Tokyo, (1923) [19]
Yma yaplarda tarih boyunca ok farkl yapm teknikleri kullanlmtr. Duvarlarn
tekil edilmesinde, malzemelerin farkl dizilileri, bir arada kullanmlar da farkl
yapm teknikleri eklinde karmza kmtr.
Yma yaplarn, tula ve ta yap birimleri ve bu birimler arasndaki balanty
salayan har gibi malzemelerden oluan, heterojen bir yapm teknii vardr. Yma
yaplarn yapm teknii asndan basit bir snflandrmas aadaki ekillerde
gsterilmitir (ekil 1.6). Farkl yap malzemelerinin bir araya getirildii yma
yapm tekniinde, yma birim ve balaycya bal olan pek ok geometrik, rg
tarz gelitirilmitir (ekil 1.7, 1.8) [20].
ekil 1.6. Yma Ta Yaplar a) Moloz ta, b) Kesme ta, c) ri Kesme Ta [20]
18
ekil 1.7. Tula rg Teknikleri a) Basit, b) apraz, c) Flaman [20]
ekil 1.8. Romada Duvar a) Bal b) Yastkl-Ortas Dolgulu c) Tula Yzl-Dolgulu [12]
Tula ve tan kullanlan harlarla bir araya getirildii, yer yer dolgu malzemeleri,
kenetler ve gergiler gibi balant elemanlarnn da kullanld yma yapm
tekniiyle, bugn hl hayranlkla seyrettiimiz mimari eserler gerekletirilmitir.
Yllara meydan okuyan bu eserler mimari estetii ve duruuyla olduu kadar yapm
teknikleriyle de saygy hak etmektedir (ekil 1.9).
ekil 1.9. Gz Kamatrc Tarihi Yma aheserler
19
2. TARH YIMA YAPILARIN DEERLENDRLMES N YAPILAN
HAZIRLIK ALIMALARI
Tarihi yma yaplarn yapsal deerlendirmesi ncesinde kapsaml bir aratrmaya
ihtiya vardr. Yaplacak aratrmalarn ilk ayan gzlem ve aratrma bal
oluturur. Bu safhada tarihi aratrmalar, yerinde gzlem, tespit ve deerlendirmeler
yaplr.
Sonraki safhada ise yapnn malzeme zellikleri belirlenir. Bu zelliklerin
belirlenmesi iin yaplacak deneysel almalar da bu ikinci safhada deerlendirilir.
nc aamada ise yapnn yer ald evrenin sismik risk byklkleri ve yerel
zemin artlar belirlenir. Yapnn temel sistemi ve zemin davran ilikisi aratrlr.
2.1. Gzlem ve Aratrma
2.1.1. Tarihi Aratrmalar
Tarihi yma yaplar anlamak iin yaplacak olan tarihi aratrmalar, yap hakknda
pek ok noktaya k tutacak birok bilgiyi elde etmeye yardmc olacaktr.
Kronolojik olarak yapy etkileyen hadiseler, tabii afetler ve mdahaleler, tarihi bir
aratrma ile gn yzne karldnda, yapnn pek ok karanlk ve belirsizlikleri
ieren bnyesine derin bir bak kazanlm olur. Bu aamada yaplmas lazm gelen
aratrmalar yle sralamak mmkndr:
Yapnn, arivlerde yer alan, her trl kayt ve belgeleri, planlar, fotoraflar ve her trl izimleri detaylca incelenmeli ve derlenmelidir.
Yapnn ina tarihi, inaatndaki aamalar, duraklamalar, sonradan yaplan ekler ve bunlarn yapm tarihleri, mimarlar tespit edilmelidir (ekil 2.1).
Yapnn tarih boyunca yaad depremler, geirdii onarm ve glendirmeler, farkl dnemlerdeki eitli yapsal mdahaleler ve gemi
hasarlar tespit edilmesi gereken nemli noktalardr.
20
Yapm teknii, zgn yap malzemelerine gnmzde ulaabilme imknlar da aratrlmas gereken nemli konulardan birini tekil eder.
ekil 2.1. St. Michele Arcangelo Kilisesinin naat Safhalar [22]
Yzyllardr ayakta duran bu yaplar birok kez hemen hemen her depremin
arkasndan onarm grmtr. Yma yap dokusundan eitli zamanlarda yaplm
mdahaleler tespit edilebilir. Aadaki resimde bir yma yapnn farkl
dnemlerdeki mdahaleleri yanstan dokusundan yola karak yapm aamalarnn
tespit edilmesine dair bir alma grnmektedir (ekil 2.2).
ekil 2.2. Cephe Dokusundan Yapm Safhalarnn Belirlenmesi [22]
2.1.1. Yerinde Gzlem ve ncelemeler
Bu safhada, yerinde incelemeler ve geometrik olarak gzlemler yaplmaldr. Yerinde
gzlem ve incelemelerde zerinde durulmas gerekli hususlar yle sralanabilir:
Yap malzemelerinde ve yap elemanlarndaki bozulmalarn ve hasarlarn seviyesi, boyutlar ve tipleri kaydedilmelidir.
Grnen atlaklar, hasarlar ve gme biimleri, tayc sistem, duvarlarda meydana gelebilecek deyden sapmalar ve eilmeler basit aletlerle lmler
yaplarak tespit edilmelidir. Bu tespitler fotoraf ve video gibi ortamlara
kaydedilmelidir. Hasar haritalar karlmaldr (ekil 2.3, 2.4).
21
ekil 2.3. Yap Elemanlarnda Hasarlarn Tespiti ve Snflandrlmas [22]
Ayrca, yapnn geometrisinde, boyutlarnda meydana gelmesi muhtemel deiiklikler de tespit edilmelidir.
Uzun vadeli aratrmalar, yap hakknda paha biilmez bilgiler salayabilir. Bu kapsamda, yapnn nem durumu, scaklk deiimleri, atlak
geniliklerindeki deiimler, yapdaki yer deitirmeler, farkl oturmalar ve
evre titreimi lmleri nemli bilgiler salayan almalardandr. Yapda
kritik noktalara yerletirilecek gerilme len aletlerle, istenilen noktadaki
gerilme dalm da tespit edilebilir. Farkl mevsimleri ieren uzun vadeli
aratrmalardan elde edilecek veriler, malzeme bozulmalarn, yapdaki
tayc sistem zayflklarn, scaklk deiimlerinden kaynaklanan
problemlerin etkilerini anlamakta byk fayda salar.
Yapnn tayc sistemi, detayl olarak incelenmeli, yk tama mekanizmas ve yk aktarmnn hangi elemanlar vastasyla gerekletii incelenmelidir.
ekil 2.4. Hasar Tiplerinin, atlak Biimlerinin Belirlenmesi [22]
22
Yapdaki atlaklar al ile svanrsa, aldaki atlamaya gre oturmalar ve yer
deitirmeler sreklilii izlenebilir. Sz konusu atlaklarn her iki yanna
yerletirilecek camlar yardmyla izlenen sre sonunda yapdaki atlak geniliindeki
deiimler tespit edilebilir. Kumpas veya mikrometre ile lmler yaplabilirken
fotoraf teknii de kullanlabilir. atlaklarn geliiminden yapnn zeminindeki
oturmalar hakknda da bilgi sahibi olmak mmkndr [11].
2.2. Malzeme zellikleri
Yap malzemeleri, kullanldklar yaplarn davranlarnda belirleyici bir rol
oynarlar. Tarihi yma yaplarda kullanlan har, tula, ta ve ahap gibi
malzemelerin fiziki ve mekanik zelliklerinin anlalmas, bu yaplar
deerlendirmek zere yaplacak almalarn vazgeilmez bir parasdr. Bu ksmda
tarihi yma yaplarda kullanlan malzemelerin zellikleri incelenmitir.
2.2.1. Har
Yma yaplarda kullanlan har miktar dier malzemelere nazaran ok az olmasna
ramen, bu yaplarn performans byk oranda kullanlan harcn balayc zellii
ve mukavemetine baldr. Basn, ekme ve kayma mukavemetleri ile yma yap
birimleri arasndaki ba (derz) mukavemeti, yma yaplarn nemli yapsal
gstergeleridir. Balayc malzeme, dolgu malzemesi ve suyun belirli oranlarda
karm ile elde edilen, katlama zelliindeki hamurlara har denir. Harlar
iinde bulunan balayclarn niteliine gre isimlendirilirler. Yapda har
kullanmnn temel amac, yap elemanlarn meydana getiren yap birimlerinin
birbirleriyle balantsn salayarak bir btnlk tekil etmektir. Ayrca har, yap
bileenlerinin zerine gelen yklerin datlmasna yardmc olmakla birlikte
bileenin esnemesine, hareket etmesine de yardmc olur. Bunun yannda harlarn,
d hava artlarnn bozucu etkilerinden yapy korumaya yardmc olduu da bilinen
bir gerektir [10,12].
Topraktan elde edilen tula ve kerpicin yap malzemesi olarak kullanlmas, harcn
domasna vesile olmutur. Tarihte ilk olarak balayc malzeme ihtiyac amurla
giderilmi, Romallarla birlikte, kire harc kullanlmaya balanmtr. Kire
harcndan sonra, kum-kire karmnn iine pimi kilin veya puzolan denilen
volkanik tflerin kartrlmas ile suyla reaksiyona giren ve sertleen bir balayc
23
elde edilmitir. Tarihi yma yaplarda, zellikle Seluklu ve Osmanl mimarisinde
ise horasan harc ad verilen balayc kullanlmtr [11].
Horasan yapmnda kire ve tlm tula tozu kullanlr. Horasann mukavemeti
kirecin kalitesine ve tula tozunun inceliine baldr. Bu sebeple eski yaplarda
kullanlm olan horasann kalitesi ve mukavemeti, yerel artlara bal olarak
deikenlik gstermektedir. Horasann sertlemesi ok uzun zaman alr ve gerek
mukavemetine ulamas uzun zaman gerektirir. Eski mimarlar, horasann bu
zelliini bildikleri iin yapnn temellerini ina ettikten sonra uzun bir sre st yap
inaatna devam etmeden beklemilerdir. Horasann bu uzun sren mukavemet
eksikliini telafi etmek iin harcn iine ince akl da katlabilir. Roma kalelerinde
kullanlan horasan harcnn iinde bu trden ince akllar kullanlmtr. Ayrca
rtreyi nlemek maksadyla harca saman da kartrabilir. Horosann muhtevas
yerel artlara gre deimekle birlikte ierisinde, kil, kire, ta tozu, ta krntlar,
mermer tozu, su, kei kl ve hatta yumurta ak bulunduu tarihi kaytlardan
anlalmaktadr [13,11].
Harlarn mukavemeti karmlarndaki maddelerin oranna dayanr. Bununla birlikte
tarihi yaplarda kullanlan harlarn mekanik zelliklerini belirlemek iin deney
yapmakta byk zorluklar vardr. Fakat ayn karm oranlarnda hazrlanacak olan
harlar zerinde deneyler yapmak, bu harlarn mekanik zellikleri hakknda fikirler
verebilir. Bu balamda yaplan bir aratrmada retilen test numunelerinde, yaklak
olarak 5 MPa basn mukavemeti llmtr [12].
Ayasofyada kullanlan har iin yaplan bir aratrmann sonular ise olduka
ilgintir. Gnmz puzolanlar ile retilmi bir harcn ekme mukavemeti, orijinal
puzolan katkl kire harcndan 15 kat daha az ekme mukavemeti gstermitir.
Ayasofya gibi birok yapda kullanlan bu harlara puzolan ekme mukavemeti
kazandrmtr. Ayrca, iinde agrega boyutlarnda tula paralar da bulunan bu
harlarn, kendi dneminin betonu olarak deerlendirilmesinin daha uygun olaca
belirtilmitir [7].
2.2.2. Tula
Roma dneminden ok nceleri kullanlm olan tula, kilin yksek scaklklarda
piirilmesiyle elde edilen bir yap malzemesidir. Tulalar, ebatlar, grnleri ve
ilevlerine gre eitli snflara ayrlrlar. Tarihi yaplarda kullanlan tulalar saf
24
kaolin ve kil karmnn frnlarda yksek ate altnda piirilmesiyle elde edilir. Frn
teknolojisinin bulunmad yerlerde, baz tarihi yaplarda kullanlan tulalarn
dorudan gne ss altnda retilmi olanlarna da rastlanmaktadr [13]. Kerpi ise
piirilmemi tula eleman olarak grlebilir. Tulann iyi piirilmesi nemlidir. Ne
kadar iyi pimise, mukavemeti ve evre artlarna kar direnci de o kadar iyi olur.
ekil 2.5. Silindirik Tulann evrimli Basn Deneyi ve Tipik Gerilme-ekil Deitirme Erisi [19]
Tulann elastisite modl yksek deildir. Tekrarl ykleme ve boaltmalardan
oluan yklemede ekil deitirmelerin elastik olduu grlmektedir (ekil 2.5). En
byk gerilme deerinden sonra elastisite modlnde azalmalar grlrken ilerleyen
atlaklarla mukavemet dmeye balar.
Tula, ahap ve tan zor elde edildii blgelerde, yap malzemesi olarak karmza
kmaktadr. Ayrca yapm kolayl ve ucuz retim sebebiyle geni bir kullanm
alanna sahip olmutur. Tula da ta gibi yapda ancak basn altnda alabilir.
ekme mukavemeti olduka dktr. Aadaki tabloda tulalar iin yaklak
deerler verilmitir (Tablo 2.1).
Tablo 2.1. Tulalarn Ortalama Mekanik zellikleri
Basn Mukavemeti (MPa)
ekme Mukavemeti (MPa)
Elastisite Modl (MPa)
3 10 0.2 0.5 1000 5000
2.2.3. Ta
Doal ta, basnca ok iyi alt halde ekme gerilmelerinde zayf bir malzemedir.
Bu sebeple, tarihi yma yaplarda ta kullanlrken, zellikle kemer, kubbe, tonoz ve
stunlarda ekme gerilmesi almayacak ekilde kullanlmlardr. Bununla beraber,
yapda ekme gerilmesi almasa bile, scaklk deiimleri, donma zlme evrimleri
25
gibi olumsuz evre artlar sebebiyle oluan ekme gerilmeleri, tatan yaplm
elemanlarda atlaklara sebep olabilir.
Ta malzemenin mukavemetinin boyutlarn anlamak iin teorik olarak baz bilgiler
verilmitir. Mesela, ortalama salamlkta bir kum tandan 2 km yksekliinde bir
stn yaplabilir. Kum ta bu uzunluktaki bir stunun zati arln, ezilmeden
tayabilir. Yine teorik olarak bir granit stun da ezilmeden 10 km boyunca ina
edilebilir [2]. Tablo 2.2de baz talarn mekanik zellikleri verilmitir.
Tablo 2.2. Talarn Ortalama Mekanik zellikleri [13]
Basn mukavemeti
Kayma mukavemeti
ekme mukavemeti
Elastisite Modl Tan
cinsi MPa MPa MPa Gpa Granit 30 - 70 14 -33 4 - 7 30 - 55 Mermer 25 - 65 9 - 45 1 - 15 25 - 70 Kire Ta 18 - 35 6 - 20 2 - 6 10 - 55 Kum Ta 5 - 30 2 - 10 2 - 4 13 - 50 Kuvars 10 - 30 3 - 10 3 - 4 15 - 55 Serpantin 7 - 30 2 - 10 6 - 11 23 - 45
Uzun sreli mukavemet ve dayanklln (durabilite) arand abidevi yaplarda
kullanlacak talarn tamas gereken baz zellikler aadaki ekilde toplu halde
sunulmutur (ekil 2.6).
ekil 2.6. Talarda Aranan zellikler [15]
26
Bu ekilden aadaki sonular karlabilir:
Basn mukavemetinin birim hacim arlna oran mmkn mertebe yksek olmaldr. Ayrca ta, ykler altnda ekil deitirme kapasitesini ifade eden snek davran da
gstermelidir. Sneklii karakterize etmek asndan tan temel byklklerinden olan
Elastisite Modl E ve basn mukavemeti fb oran (E/fb) mmkn olduu kadar yksek
olmaldr. Gevrek talarda bu oran yaklak 100-200 aralnda deiir.
Tan iyaps donma-zlme, scaklk farkllklar, slanma-kuruma vb. d etkilerden minimum dzeyde etkilenmelidir.
Tan dayanklln (fiziki, kimyevi ve mekanik byklklerin zaman iindeki deiimini) kontrol eden en nemli zelliklerden biri de tan boluklu fakat geirimsiz bir iyapya
sahip olmasdr. niform dalm, birbirinden bamsz ve 0.1 m den daha byk apl
boluklara sahip bir tata, d etkilerden dolay i yapda oluacak niform gerilme yaylm,
belirli kesitlerdeki gerilme younluklarn ve bu nedenle oluacak mikro atlaklar minimize
ederek yapnn dayankll zerinde olumlu etki yapar.
Mukavemet ve dayankllk zerinde etkin bir dier parametre de tan mikro yaps iinde btnlemi, lif gibi alan boy/ap oran ve elastisite modl yksek kavklarn varldr.
Sz konusu kavklar yapya "sneklik" ve d etkilere dayankllk salamaktadr.
Abidevi yaplarda kullanlan yap talarnda aranan nemli zelliklerden biri de ekonomikliktir. Ocak iletmecilii asndan bakldnda rt tabakas kalnl az ve rezerv-
kapasite byklkleri uyumlu olmaldr. Ocaktan karma ilemi, inaat alanna nakliyenin
kolayl, iilik cretleri, hz gibi faktrler zerinde en etkin faktr ise tan birim arldr.
Hafif, ancak salam ve dayankll yksek talar tarih boyunca antsal yaplarn inaatnda
her zaman tercih edilmitir [15].
Talar arasnda kfeki yma yaplar asndan farkl bir yere sahiptir. Pek ok
yapda kullanlan bu ta, dier talara gre eitli avantajlara sahiptir. En nemli
avantaj ise mukavemet ve birim arl ile ilgilidir. Boluklu yaps sayesinde birim
arl yksek deildir. Ayn zamanda mukavemetini de artran bu boluklar
kfekiyi dier talardan ayran temel zelliklerindin birisidir.
Kfeki, yksek boluk oranna sahip bir kire tadr. Yksek boluk oranna sahip
olmas kfekinin snek davran gstermesini ve hafif olmasn salar. Basn
mukavemetinin ekme mukavemetine oran fb/f = 11-12 civarnda tespit edilmi
olup bu deer kfekinin enerji yutma kapasitesi yksek, snek bir malzeme olduunu
gsterir. Elastisite modlnn basn mukavemetine oran olan E/fb=720 olarak
tespit edilmitir ki bu da gnmzde retilen betonlarla iyi bir uyumu ifade eder [15]
(Tablo 2.3 ve 2.4).
27
Tablo 2.3. Kfekinin Fiziki zellikleri [14]
Birim
Arlk g/cm3
Boluk Oran
%
Arlka Su
Emme %
Hacimce Su
Emme %
Klcallk (3 aylk
numune)
Donma-zlme
Ortalama Arlk Kayb %
2.19
12.6
5.70
11.08
4.93x10-6
0.28
Kimyevi bileimi % 54.37 CaO, % 0.22 Fe2O3, % 0.39MgO, % 0.34SiO2, % 0.11 H2O,
% 43.44 CO2+H2O eklinde olan kfekinin tek eksenli deneyle elde edilmi olan
mekanik zellikleri aada verilmitir (Tablo 2.4).
Tablo 2.4. Kfekinin Mekanik (Tek Eksenli) zellikleri (1-30 gnlk) [15]
Basn
fb MPa
ekme
f MPa
Elastisite Modl
MPa
Yzey Sertlii
R
Ultrasonic
Hz
E / fb
fb / f
33.245.5
3.6
24000
47.750.1
3.885.01
720
1112
Kfekinin yapsnda su mevcuttur. Bu suyun bir blm zamanla buharlarken bir
blm de d eperlerden ieriye doru zamanla gelien kalnlkta karbonatlamann
sonucunda oluan katmann iinde hapsolmaktadr. Bnyede suyun varl dinamik
ykler altnda yapnn tama gcne nemli bir ilave katk getirmektedir. Kfekinin
iinde hapsolan su, mukavemet yannda sneklii de olumlu etkilemektedir [15]
(ekil 2.7).
ekil 2.7. Kfekinin Statik ve Dinamik Davran [15]
Bakrky, Sefaky, Halkal, Hadmky, Sazl Bosna stanbul civarndaki kfekinin
karld yerlerin banda gelmektedir. Ocaktan karld andaki mekanik ve fiziki
28
zellikleri ile 30 gn sonraki zellikleri arasnda farklar grnr. Kfeki, ocaktan
kt andan itibaren hzla karbonatlar ve boluk oran azalrken mukavemeti ve
birim hacim arl da artmaya balar. Betonda karbonatlama olumsuz etkilere yol
aarken, kfekide karbonatlama etkisiyle mukavemet art gzlenmektedir [14]
(ekil 2.8).
ekil 2.8. Kfeki ve Beton - Karbonatlamayla Mukavemet Deiimi [15]
2.2.3. Ahap
Genellikle devlet eliyle gerekletirilen ve zellikle kamu hizmetine sunulmu, cami,
hamam, kpr, medrese vb. yaplar tabiat gl ve salam olan ta malzeme ile
yaplmtr Bu devletin devamll, ferdin ise geicilii ve faniliine ilikin bir
yaklamn eseri de saylabilir. Ahap malzeme ise daha ok konut yaplarnda
kullanlm olmakla birlikte bazen de deme tekilinde karmza kmaktadr.
Ahap, hem ekmeye, hem basnca alabildii iin eilme eleman olarak byk
aklklarn geilmesinde kullanlmtr. Tarihi yma yaplarda da ahap, bu
zelliinden faydalanmak zere deme taycs vazifesini grmtr. Ayrca
duvarlarda hatl eleman olarak kullanlm, saak ve cumba gibi mimari detaylarda
da zaman zaman tercih edilmitir.
2.2.4. Kgir Malzeme ve Kompozit Malzeme Tanmlar
Doal ta veya tulann, bir balayc harla beraber kullanlmas ile oluan yapm
tarzna kgir (yma) malzeme ad verilir. Kgir malzeme ile duvar, payanda, kubbe,
29
tonoz ve kemer gibi monolitik tayc elemanlar ina edilir. Kgir malzeme homojen
bir malzeme olmayp heterojen bir zellie sahiptir. Birim arl 21-22 kN/m2
arasnda deimektedir. D ykler altnda farkl zellikler gsteren bu malzemenin
tama gc, yapmndaki hassasiyete, yap birimi olarak kullanlan ta veya tulann
zelliklerine, harcn zelliklerine ve yapm tekniine baldr. evre artlarna ve
zamann ilerlemesiyle oluan yalanma etkilerine gre de farkl zellikler
gsterebilen kgir malzemenin basnca kar davran iyi saylrken, ekmeye kar
zayftr. Kgir malzemenin mukavemeti, iindeki harcn mukavemetine edeerdir,
zira tula veya ta birimlere kyasla nce zayf halka olan har g tkenmesine
eriir. Kire harc kullanlm bir malzemede emniyet gerilmesi = 0.2-0.6 N/mm2,
horasan iin ise = 1.5-3.0 N/mm2 mertebesindedir [11].
Yma yaplar, farkl malzemelerin birletirilmesinden oluan yapsndaki har
sebebiyle farkl dorultularda farkl davranlar gsterir. Yap birimi ile balayc
har arasndaki ba, yma yaplardaki en zayf balantdr. Yma yaplarn
davrannda en nemli konu, birim malzeme ile har arasndaki ara yzn lineer
olmayan davrandr. Bu ara yzde iki ayr gme modu gerekleir. Birincisi,
ekme kuvvetinden kaynaklanan gme ile ortaya kan ekme modudur. kincisi ise
kayma modudur. Aratrmalardan anlaldna gre, ara yzdeki elastik tesi
davran tamamen plastiktir [19].
ekil 2.9. Yma Numune Tek Eksenli Tekrarl Basn Deneyi [19]
Tula ve ta ile harcn elastik tesi davranlarndaki farkllklar, kompozit
malzemenin gmesinde nclk eder. Tek eksenli ekme gerilmesine tabi tutulan
kompozit numunelerde mukavemet, genellikle birim ile har arasndaki ba
kuvvetine eit olarak ortaya kar. Tek eksenli evrimli basn gerilmesine tabi
tutulan bir numunenin deneyine ait bir gerilmeekil deitirme ilikisi yukarda
30
gsterilmitir (ekil 2.9). En byk gerilmeye eriilen diyagramn tepe noktas
tesinde devam eden ykleme boaltma evrimleri ile rijitlikteki azalmalar ve enerji
snmleme verileri elde edilmeye allmtr. Bu deneyde, en byk gerilme
deerinden nce, byk oranda lineer davran gsteren numune, g tkenmesine
eritii andan sonra, elastisite modl asndan monoton olarak azalan bir eilim
gstermitir.
Yma yapy oluturan tula, ta ve harcn farkl mekanik zelliklerini dikkate
alarak oluturulacak saysal analiz modellerinden ok detayl veriler elde edilebilir.
Bu yntemde, yma yapdaki derzler, sreksiz elemanlar olarak modellenmek
suretiyle yma birimlerden farkl davran gsterecek ekilde modellenebilir. Yma
yap davrannn yerel bazda daha iyi anlalmas iin kullanlan bu yntem, mikro
modelleme adyla bilinen bir yaklamdr. te yandan hesaplardaki yaklaklk
dzeyi ile basitletirme ve idealletirme ihtiyalar, yapy genel olarak
deerlendirme istei, makro modelleme yaklamn gerekli klmaktadr. Makro
modelleme yaklamnda, yma yapy tekil eden btn malzemeler tek bir
kompozit malzeme olarak kabul edilir (ekil 2.10).
ekil 2.10. Yma Malzeme Modelleri, Srasyla Detayl Mikro, Basit Mikro ve Makro Model [20]
lk yaklamda, ta, tula ve harcn elastisite modlleri, poison oranlar, elastik tesi
davranlar ayr ayr dikkate alnr. Dier malzemeden ayrlmas iin balangta
hayali bir rijitlie sahip olacak ekilde modellenen derzler, potansiyel atlama ve
kayma yzeyini tekil eder. Bu model tula veya ta ile harcn beraberce ve ayr ayr
nasl davrandn mercek altna alabilen bir yntemdir.
kinci yaklamda ise her bir balant, birim ile har arasndaki iki ara yz ve derzin
kendisiyle birlikte ortalama tek bir ara yze dntrlr. Yma birimler ise
geometriyi korumak iin genilemi kabul edilir. Bylece yap potansiyel kayma ile
krlma yzeylerini oluturan ara yzler ile birbirlerine balanm elastik bloklardan
oluan bir model ile temsil edilmi olur. Bu basitletirilmi mikro modeli tekil eden
31
malzeme yaklamnda, harcn poison oran dikkate alnamadndan hassasiyet
kaybolur.
nc yaklam ise ta, tula ve har arasnda bir ayrm ve farkllk gzetilmeden
yma yapy homojen bir anizotrop ortam kabulyle modelleme esasna dayanr.
Makro modelleme olarak adlandrlan bu yaklam, daha az zamanda, daha az bir
alma ile kolay ve pratik sonular verebilen bir yaklamdr. Bu yaklam, verim ve
hassasiyet kavramlar uzlatnda, en deerli yntemdir. Kabul edilebilir bir
hassasiyet tanmlanabiliyor ve bu hassasiyet makro modellemeye imkn tanyacak
kompozit malzeme idealletirmesini yapmaya elverili oluyorsa, bundan daha verimli
ve deerli bir yntem yoktur [20].
ekil 2.11. Homojen Malzeme Tanm (RVE: Represantative Volume Element) [1]
Yukardaki ekilde (ekil 2.11) grld gibi; yma duvardan alnan basit bir
hcre incelendiinde, har ve tulann katlm oranlar dikkate alnarak malzeme
parametrelerinde kullanlr ve tek bir malzeme olarak kabul edilebilir. Homojen
malzeme tanmlar dorultuya gre de seilebilir. Aadaki ekilde yatay ve dey
dorultuda yaplm homojenletirme ilemi grlmektedir (ekil 2.12).
ekil 2.12. ki Adml Homojenletirme lemi [1]
32
Loureno, almasnda tula ve har iin elastisite modl bata olmak zere dier
malzeme parametrelerinin hesab iin Ek = (th + tt) / [(th/Eh) + (tt/Et)] k ifadeleriyle verilen banty nermektedir. Bu bantda kullanlan Ek, elde edilen kompozit
malzeme iin edeer elastisite modl, th, har kalnl, tt, tula kalnl, Eh, harcn
elastisite modl, Et, tulann elastisite modldr. k ise tula ile har arasndaki ban, veya aderansn etkinliini ifade eden, 0-1 arasnda deien bir katsay olup
ortalama bir yap iin 0.5 kabul edilebilir.
Ta duvarlar iin de, bu yntemle hesap yaplabildii gibi deiik aratrmaclar
farkl yntemler kullanlmtr. Bu yntemler farkl elemanlarn geometrisi ve
malzeme zelliklerini dikkate alan edeer malzeme zelliklerinin belirlenmesine
dayanmaktadr. Eurocode8de ise tula ve hartan oluan kompozit malzemenin
mukavemeti fbk = K ftula/ta 0.65 fhar 0.25 bants ile verilmitir. Burada K, 0.4 ile
0.6 arasnda 0.05 admlarla deien bir sabiti ifade eder ki bu katsay yma yapnn
morfolojisine baldr. [33]
Ayasofyada yaplan aratrmada, ultrasonik testler neticesinde tulaya, harca ve
ikisinden mteekkil kompozit malzemeye ait elastisite modlleri srasyla Etula=
4200 MPa, Ehar=900 MPa ve Ekompozit=1500 MPa olarak hesaplanmtr. Kompozit
malzemenin elastisite modlnn hesabnda Ekompozit=(2Etula/taEhar)/(Ehar+Etula/ta) bants kullanlmtr. Kk Ayasofya Camiinde gerekletirilen malzeme
deneylerinde ise tula, har ve ta malzemeler iin Etula=9029 MPa, Ehar=8860 MPa
ve Eta=13727 MPa deerleri elde edilmitir. [7]
2.3. Malzeme zelliklerinin Belirlenmesi
Malzeme zelliklerinin tespiti iin birok test teknii gelitirilmitir. Bu deneylerden
maksat, yap elemannn homojenliini kontrol etmek, ta, tula ve har gibi
malzemelerin mukavemet deerlerini, ekil deitirme zelliklerini ve elastisite
modllerini belirlemektir. Ayrca, yap elemanlarnn geirimlilii, boluk yaps,
renk, atlak yaps ve genilikleri ile yzey hasarlarnn belirlenmesi de nemlidir.
Tahribatsz olarak yaplan deneyler, genel olarak kesin bir sonu vermezler. Ancak
yaklak deerler dolayl olarak elde edilebilir. Malzeme zelliklerinin kesin olarak
belirlenmesinde en belirleyici deneyler laboratuar ortamnda yaplan deneylerdir. [7]
33
Tarihi yaplarda numune almann pek ok zorluklar vardr. Bu sebepten tahribatsz
test teknikleri de olduka yaygn olarak kullanlmaktadr. Zaten yapnn analizinde
belirli bir oranda yaklak sonular kabul edilebilmektedir. Kesin bir yapsal analiz
yaplamad iin, malzeme zelliklerinin de yeterince yaklak bir deerinin tespit
edilmesi yeterli olabilmektedir. Burada nemli