TARİHİ YIĞMA YAPILARIN DEPREM

PERFORMANSININ BELİRLENMESİ

VE

DEPREM ETKİSİ ALTINDAKİ TARİHİ YIĞMA

YAPILARIN ONARIM VE GÜÇLENDİRİLMESİ

(MURAT PAŞA VE HIRKA-İ ŞERİF CAMİİLERİ ÖRNEKLERİ ÜZERİNDE)

AKADEMİK ARAŞTIRMALARI

ORTAK ARA RAPORU

İnşaat Mühendisi - Mimar ÖMER DABANLI

İnşaat Mühendisi – Mimar ABDURRAHMAN HAKAN AKÖZ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

1

1. Yapıların Tanıtılması

1.1. Murat Paşa Camii

1.1.1. Tarihçe

1.1.2 Mimari Özellikleri

1.1.3. Geometrik Özelikleri

1.1.4. Taşıyıcı Sistem ve Malzeme

1.2. Hırka-i Şerif Camii

1.2.1. Tarihçe

1.2.2. Mimari Özellikleri

1.2.3. Geometrik Özelikleri

1.2.4. Taşıyıcı Sistem ve Malzeme

2. Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi

2.1. Uygulamada Kullanılan Test Teknikleri

2.2. Örnek Yapılarda Kullanılan Malzemelerin Özellikleri

2.2.1. Küfeki Taşı

2.2.2. Tuğla

2.2.3. Harç

3. Yapıların Mevcut Durumu

3.1. Rölöve ve Çizimlerin Oluşturulması

3.1.1. Murat Paşa Camii

3.1.2. Hırka-i Şerif Camii

3.2. Hasar Tespiti

3.2.1. Murat Paşa Camii

2.2.2. Hırka-i Şerif Camii

4. Yapıların Modellenmesi

4.1. Modelleme Teknikleri

4.2. Sonlu Elemanlar Metodu

4.3. Örnek Yapıların Modellenmesi

4.3.1. Murat Paşa Camii Sonlu Eleman Modeli

4.3.2. Hırka-i Şerif Camii Sonlu Eleman Modeli

5. Yapıların Analizi

5.1. Tarihi Yığma Yapıların Analiz Yöntemleri

Ara Raporda Gelinen Nokta

5.2. Örnek Yapıların Basit Yaklaşımla Hesabı

5.3. Örnek Yapıların Sonlu Eleman Yöntemiyle Analizi

6. Analiz Sonuçlarının İrdelenmesi, Yöntemlerin Karşılaştırılması

7. İstanbul İçin Belirlenen Senaryo Depremi Altında Örnek Yapıların Deprem Performansının

Belirlenmesi

8. Tarihi Yığma Yapıların Güçlendirilmesi

7.1 Güçlendirme Kavramı

7.2 Güçlendirme Teknikleri

7.3 Örnek Yapıların Güçlendirme Önerileri

9. Sonuç ve Öneriler

2

1. Yapıların Tanıtılması

1.1. Murat Paşa Camii

1.1.1 Tarihçe

Murat Paşa Camii, İstanbul Aksaray’da Fatih Sultan Mehmed’in sadrâzamı Has Murat

Paşa tarafından yaptırılmıştır. Kapının kemer aynasında yer alan Arapça kitâbe 874 (1470)

yılında yapıldığını göstermektedir.

Murat Paşa Camii girişinden görünüş – Kapının kemer aynasında yer alan kitâbe

Câmi, medrese, imâret ve hamamdan müteşekkil külliyenin medresesi Murad Paşa’nın

Otlukbeli seferi sırasında şehid olmasından sonra tamamlanmıştır. Şadırvanı 17. yüzyılda Kara

Davud Paşa tarafından yaptırılmıştır. Harabe halindeki cami 1946 yılında ihya edilerek tekrar

ibadete açılmıştır.

Murat Paşa Camii vaziyet planı – Tarihi caminin eski bir fotoğrafı

Murat Paşa Külliyesi içinde yer alan cami, batısında medrese, doğusunda hamam,

güneyindeki hazire arasında yer alırken 1956 yılında bu yapılar yol yapımı nedeniyle ortadan

kaldırılmıştır. Yine aynı tarihte yıktırılan Oğlanlar Tekkesinin sebil, türbe ve çeşmesi caminin

kuzey avlusuna taşınmıştır. Cami harim kısmı yanlardaki tabhaneli mekanlar ve beş bölümlü son

cemaat yerinden oluşmaktadır.

3

1.1.2. Mimari Özellikleri:

Osmanlı Mimarisinde Tabhaneli (zaviyeli) veya ters T plan şemalı camiler tipinde olan

Murat Paşa Camiinin harim kısmı mihrap ekseninde kare planlı üstü iki kubbeyle örtülmüştür.

Kubbelere geçiş, birinci kubbede basit bir üçgenli kuşakla; ikinci kubbede, köşelerde konsollar

üzerinde oturan kırık baklava ve üçgen şekillerden bir kuşak ile yapılmıştır.

İki büyük kubbenin her biri 12 köşeli kasnağa oturmaktadır. Kasnağı taşıyan beden

duvarları yüksek olduğundan iki büyük kubbeli hacim arasına atılan kemer de yüksekte

kalmıştır.

Murat Paşa Camii plan ve kesiti

Harime giriş kısmından yan tabhane mekanlarına geçiş sağlanır. Tabhane mekanlarını iki

yanda iki kubbe örtmektedir. Kubbeye geçişler mukarnaslarla sağlanmıştır. Ara bölmeleri açık

ve her birinin içinde ocak bulunan tabhanelerde dışarıya açılan harici kapılar da bulunmaktadır.

Son cemaat yeri her biri kubbeli beş gözden müteşekkildir. Caminin kuzey batı

köşesinde muntazam kesme taştan tek şerefeli minare yer alır.

Harim ve tabhane mekanları iki sıra tuğla ve bir sıra kesme küfeki taşından almaşık duvar

tekniğinden meydana gelmiştir. Son cemaat yerinin revak kemerlerinde ise iki renkli taş işçiliği

dikkat çeker.

Murat Paşa camiinin önemli özelliği ise tabhaneli camilerin önemini kaybetmeğe

başladığı bir dönemde bir takım yeniliklerin denenmesidir. Mihrap eksenindeki kubbeli mekanın

tabhane mekanlarından oldukça yüksek olduğu ve bununla hareketli bir cephe ile bol ışık alan bir

mekan oluşturmak amaçlandığı söylenebilir.

Kaidesinde iki güneş saati bulunan minaresi, girişin sağındaki kanada bitişik durumda,

kalınca gövdeli ve istalaktit şerefelidir

1.1.3. Geometrik Özellikleri:

Caminin taban alanı 828 m²’dir. Beden duvar yüksekliği yan kısımlarda 7,9 m orta

kısımda ise 13,95 m olup, orta kısımda bulunan ana kubbenin üst kotu 22,28 m’dir. Büyük

kubbelerin çapları takriben 10.50 m. ölçüsündedir. Kesme taş duvar kalınlığı 110-150 cm’dir.

Yontma taştan yapılan minaresi 38 m yüksekliktedir.

4

1.1.4. Taşıyıcı Sistem ve Malzeme:

Cami, plan olarak giriş – mihrap aksına dik bir eksene göre simetrik olan yığma kâgir

taşıyıcı sistem ile inşa edilmiştir. İki sıra tuğla bir sıra kesme taştan almaşık sistemde oluşturulan

kalın beden duvarları, kemerler, bunlara mesnetlenen kubbe kasnağı, pandantifler ve tuğladan

imal edilmiş kubbelerden meydana gelmiştir.

Beden duvarında tuğla kullanılması, camiyi İstanbul camileri içinde nadir eserlerden biri

haline getirmiştir.

Son cemaat mahalli de aynı şekilde, sütunların taşıdığı kemerlerle taşınan beş kubbeden

oluşmuştur. Buradaki altı adet direkten yanlardakiler pembe Mısır granitinden, ortadakiler yeşil

Eğriboz taşından yapılmıştır.

Camideki on bir kubbenin tamamında taşıyıcı eleman olarak tuğla kullanılmıştır, Caminin

ön cephe duvarı ise tamamen kesme taştan yapılmıştır.

Murat Paşa Camii tuğla taş almaşık örgü duvarı – Son cemaat mahallindeki yeşil eğriboz taşından sütun

5

1.2. Hırka-ı Şerif Camii

1.2.1. Tarihçe

İstanbul'da bilinen iki “Hırka” vardır. Birincisi, Osmanlı Sultanları tarafından büyük bir

tazim ve titizlikle korunan ve 1962'den beri de halkın ziyaretine açık olan Hırka-i Saadet veya

Bürde-i Saadet, Hz. Peygamber (sav)'in Kâ'b bin Züheyr'e hediye ettiği Hırka, mukaddes

emanetlerin en önemlisidir.

Babası ve kardeşleri kendisi gibi şâir olan Ka'b'ın erkek kardeşi Büceyr'in Müslüman

olması akrabalarının hoşuna gitmeyince, onların etkisinde kalan Ka'b, Hz. Peygamber'i hicveder.

Daha sonra yaptıklarından pişmanlık duyan Ka'b gizlice Medine'ye gelip, kendisini tanıtmadan

Hz. Peygamber'in huzuruna çıkar. Af müjdesi alınca kendini tanıtıp, nazmettiği hicviyelere

kefaret olabilecek güzellikte meşhur Kaside-i Bürde adlı kasidesini sunar. Kaside'yi çok beğenen

Hz. Peygamber sırtından hırkasını çıkararak Ka'b'a hediye eder. Bu hırka için Muaviye bin Ebi

Süfyan on bin dirhem teklif ettiyse de Ka'b onu satmaya razı olmaz. Ancak ölümünden sonra

Muaviye yirmi bin dirhem karşılığında veresesinden satın alarak Hırka’ya sahip olur. Sırayla

Emevilere ve Abbâsilere intikal eden Hırka bir müddet Mısır'da muhafaza edilmiş ve Abbâsi

halifeleri tarafından bazı merasimlerde giyilmiştir.

Hırka-i Saadet 1,24 m. boyunda geniş kollu ve siyaha çalan yünlü kumaştan yapılmıştır.

İç kısmı, krem renkli yünden kaba bir kumaşla kaplıdır. Önünde sağ tarafında 23 x 30 cm.

ebadında bir parçası noksandır. Sağ kolunda da eksiklikler olan hırka 57 x 45 x 21 cm. ebadında

üsten açıları çifte kapaklı altın bir çekmece içinde, bohçalara sarılmış olarak muhafaza

edilmektedir.

Osmanlı sultanlarından bazıları çıktıkları seferlerde Hırka-i Saadet’i yanlarında

götürürlerdi. 1596'da Eğri Seferi sırasında III. Mehmet tarafından ordunun bozguna yüz tutması

sonunda giyilmiş ve zafer için dua edilmişti. Ordu daha sonra kendini toparlamış ve Haçova'da

düşman büyük bir yenilgiye uğratılmıştı. Yeni saraylar yapılıp, Padişahlar buralara taşınınca,

Topkapı'da kalan Hırka her Ramazan ayının on beşinci günleri önceden olduğu gibi büyük bir

merasimle ziyaret olunurdu. Bunun için bir kaç gün önceden padişahın da bizzat hizmet ettiği bir

hazırlık yapılırdı. Bütün devlet erkânı Ayasofya'da şeyhülislam ile namaz kıldıktan sonra saraya

gelirler ve arz odasında toplanırlardı. Padişah ve saray erkânının da katılmasıyla Hz.

Peygamber’in (asm) mübarek Hırkaları’nın muhafaza edildiği Hırka-i Saadet odasına gidilirdi.

Hırka-i Şerif’in Deseni

Yedi bohçaya sarılı altından yapılmış sandık padişah tarafından açılırdı. Bu sırada

hafızlar Kuran-ı Kerim okumaya başlarlardı. İlk önce Padişah, başta Şeyhülislâm ve sadrazam

olmak üzere, diğer davetliler protokol sıralarına göre teker teker gelip yüz sürerlerdi. Ayrıca

valide sultanın öncülüğünde harem halkı da ziyaretlerini yapardı. Kur'an kıraati eşliğinde padişah

tarafından açılan Hırka-i Saadet’e ziyaretten sonra, yüz sürülen kısmı Silahtar Ağa altın tas

içinde getirilen su ile yıkar öd ve amber sürerek kuruturdu. Padişah tarafından yenilenen

bohçasına konur ve zikredilen çekmeceye yerleştirilirdi.

6

Ziyaretler bitince sanduka bizzat padişah tarafından kilitlenirdi. Bu merasim büyük bir

vecd ve huşu içinde yapılırdı. Hz. Peygamber’in (asm) -bohçası dışından bile olsa- hırkasına yüz

sürmek herkese büyük bir ruhani haz verirdi.

İkinci “Hırka” ise Hz. Peygamber’in (sav) Üveys el-Karani Hazretlerine gönderdiği sekiz

parçadan oluşan, 1.20 metre uzunluğundaki Hırka-i Şerif adıyla anılan hırkadır. Hırka-i Şerif,

Üveys el-Karani Hazretleri’nden sonra elden ele geçer ve Van civarında hüküm süren İrisan

Beyleri’ne gelir. Hicri 1028, miladi 1617-1618 yılında 2. Osman Han’a hediye edilen nurlu

emanet İstanbul’da heyecanla karşılanır. Halk ona “Hırka-ı Şerif” der, ramazanlarda ziyaret

ederler. O güne kadar muhafaza edilen hırka 17. yüzyıl başlarında, el-Karani sülalesinden olan

Şükrullah Üveysi’den Sultan I. Ahmed`in fermanı ile alınmıştır. Kendisinden sonra miras olarak

çocuklarına intikal eden Hırka-i Şerif’i, uzun süre kendilerine ‘hırka-i şerif şeyhleri’ adı verilen

bu aile Fatih’deki evlerinde muhafaza etmiştir. Söz konusu evin ziyaretler açısından yetersiz

kalması sebebiyle, I. Abdülhamid Han, bugün Hırka-i Şerif Camiinin bulunduğu avluya bir oda

inşa eder ve Hırka-i Şerif 1780 yılından 1851 senesine kadar burada muhafaza edilir. Zamanla bu

oda da yetersiz kalınca, Sultan Abdülmecid Han 1847 senesinde bir cami yaptırmaya karar verir.

1851 yılında cami tamamlandığında, Hırka-i Şerif de cami içindeki hususi makamına nakledilir.

Her yıl Ramazan ayının yarısından itibaren ziyarete açılan emanetin anahtarı Üveys el-Karani

Hazretlerinin 57. kuşak torunu olan Gülay Köprülü’de bulunmaktadır.

Hırka-i Şerif Camii ve Müştemilatı – Perspektif Çizim

Caminin avlusunda köprülü ailesinin ikameti için bir konak yaptırılmış, aile 1960’lı

yıllara kadar bu konakta yaşamıştır. Osmanlı arşivlerinde bulunan, camiye ait 1/50 ölçekli

vaziyet planında, caminin kuzeybatısında dört bölümden oluşan büyük bir ev görülür. Günümüze

ise bu yapılardan sadece cami girişinin karşısındaki bina ulaşmıştır. Konağın arka bahçesinde

binanın hamamı olduğu düşünülen bir yapıya ait kalıntılar mevcuttur.

Cami, İstanbul`un dini kültüründe çok önemli bir yere sahiptir. Hırka-i Şerif, 17. yüzyıl

başlarında, el-Karani sülalesinden olan Şükrullah Üveysi`den Sultan I. Ahmed`in fermanı ile

alınmış, çeşitli yerlerde muhafaza edildikten sonra bu amaçla inşa edilen cami içindeki yerine

konulmuştur. Hırka-i Şerif sadece Ramazan ayının on beşinden Kadir gecesine kadar öğlen ve

ikindi namazları arasında ziyarete açılır. Cami yapılırken civardaki birçok yapı kamulaştırılmış,

caminin yanı sıra Üveysi ailesinin en yaşlı ferdi için bir meşruta, vekil dairesi, muhafızlar için

7

kışla (halen Hırka-i Şerif İlkokulu olarak kullanılan bina), vazifeliler için odalar yapılarak bir

külliye oluşturulmuştur.

1.2.1. Mimari Özellikleri

Fatih semtinde bulunan Hırka-i Şerif Camii’nin sağındaki avlu kapısı üzerinde 1267

(1850) tarihli kitabe ve Abdülmecit tuğrası vardır. Tek şerefeli iki minaresi bulunan sekizgen

biçimindeki cami sekiz pencereli bir tek kubbe ile örtülüdür. Kuzeyinde iki katlı hünkâr dairesi,

güneyinde mihrap duvarına bitişik yine sekizgen planda kubbeli hırka-i şerif dairesi vardır.

Hırka-i Şerif Camii – Sekizgen Kaideye Oturan Kubbenin ve Yardımcı Mekanları Örten Tonozların

Minareden Görünüşü

Hünkâr dairesinin iki köşesindeki minarelerin korent başlık şerefeleri sekiz volütlü ve

korkulukları içe girintilidir. Çok büyük ve geniş pencerelerle aydınlanan camide Hattat Mustafa

İzzet’in 1267 tarihli sekiz adet kitabesi, sekiz levha halinde kubbenin eteğini sarmaktadır.

Camiinin içi baştan başa alçı kabartmalarla doludur.

Hırka-i Şerif Camii – Minareler ve İçeriden Ana Kubbe

Mozayik mermerden mukarnaslı geniş bordürlü mihrap nişi rokokoya çalan bir

üslûptadır. Aynı üslûpta kırmızı somaki mermerden minberin kapısı üzerindeki Kelime-i tevhit,

Ketebehu Abdülmecit bin Mahmut hane sene 1267 tarih ve imzası ile Abdülmecit hattıdır.

8

Hırka-i Şerif Camii – Merkezi Mihrab Aksından İç Görünümü, Dıştan bir görünüm

Hırka-i Şerif dairesine üst kattan, kadınlar mahfilinin iki tarafındaki camekânlı geçitten

girilir. Cami avlusunda bulunan bina ise II. Sultan Mahmut’un 1227’de yaptırdığı eski Hırka-i

saâdet dairesidir.

Cami avlusuna abidevi görünümlü kesme küfeki taştan yapılmış üç kapı ile girilir.

Bahçenin sağındaki kapı üzerinde Sultan Abdülmecid`in tuğrası altında Hattat Kazasker Mustafa

İzzeddin`in hattıyla bir kitabe yer alır. Kubbe altında yine aynı hattata ait 8 ayetin yer aldığı

levhalar sıralanmıştır. Sultan Abdülmecid`in yazarak imzasını attığı 8 levhası minberin üstünde

yer almıştır. Vaiz kürsüsü, mihrabı ve minberi kırmızı somakiden yapılmıştır. Mahfilleri, hünkâr

daireleri, Hırka-i Şerif bulunan camide, mihrap, minber ve kürsü rokoko tarzı işlenmiş mozaik

taştır. Caminin hatları Hattat Mustafa Efendi'nindir.

Camiyi yapan Ermeni Mimar Balyan kardeşlerdir. Barok ve Rokoko tarzıyla inşa edilen

camide erguvan yapraklarının süslediği motifler bulunur.

Alman Mavisi Haritası Pafta No: L9-4 Hırka-i Şerif Camii ve Çevresi (1913)

9

Hırka-i Şerif Camii ve Çevresinin Hava Fotoğrafı (1966)

1.2.3. Geometrik Özellikleri

Taban alanı 750 m² olan Hırka-i Şerif Camii 11 m çapında kubbenin örttüğü harim, 2

katlı sekizgen prizma şeklinde basık kubbeli hırka-i şerif kısmı ve 2 katlı kanat kısmından oluşur.

Harim kısmında hünkâr ve müezzin mahfillerine ait 3 adet çıkıntı mevcuttur. Kubbe yüksekliği

18 m olan cami iki minarelidir. Minare üst kotları 38,50 m ve 38,90 m’dir.

1.2.4. Taşıyıcı Sistem ve Malzeme

Cami, plan olarak giriş – mihrap aksına dik bir eksene göre simetrik olan yığma kâgir

taşıyıcı sistem ile inşa edilmiştir. Kalın taş duvarlar, kemerler, bunlara mesnetlenen kubbeler,

volta döşemeler taşıyıcı sistemi oluşturan elemanlardır. Ön cepheden arka kısımlara geçişi

sağlayan yan koridorların ahşap dikmeler üzerine kurulduğu ve daha sonra birkaç yıl önce çelik

profillerle güçlendirildiği görülmüştür. Cephe elemanlarının dökme demir ile teşkil edildiği,

ahşap döşeme elemanlarının da kullanıldığı tespit edilmiştir.

Caminin beden duvarları kesme taş ile örülmüş olup giriş kısmını Hırka-i Şerif kısmına

bağlayan galeriler ahşap dikmeler üzerine inşa edilmiştir. Üst yapıyı oluşturan kubbe ve tonozlar

tuğla ile örülmüştür. Caminin iki minaresi kesme taştan yapılmıştır.

Yapının duvarları kesme küfeki taşındandır, iç cephesi sıvalı ve boyalıdır. Harim

kısmını iki yandan kaplayan ve hırka-i şerif kısmına geçişi sağlayan galeriler demir camekânlı

olup ahşap dikmelerce taşınmaktadır. Caminin Hırka-i Şerif dairesi hariç olmak üzere tüm

mekânlardaki döşemesi ahşaptır. Üst örtü elemanları olan tuğladan yapılmış kubbe ve tonozlar

kurşun kaplıdır.

Yapının tarihi özelliğinden dolayı taşıyıcı sistem malzemelerinin mukavemet tayinine

yönelik deney yapılmak üzere numune alınamamıştır.

10

2. Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi

2.1. Uygulamada Kullanılan Test Teknikleri

2.1.1. Yapı üzerinde yapılan hasarsız deneyler:

Tarihi yapılarda yapılan araştırmaların yapıya zarar vermemesi çok önemlidir. Bu

maksatla yapılan testler şunlardır:

-Ultrasonik ses deneyi: Yapıya bir noktadan verilen sonik yada ultrasonik titreşimin,

yapının belli bölgelerine yerleştirilen hassas sistometreler ile ölçülmesiyle elde edile kayıtlardan

yararlanılarak yapının temel titreşim frekansları saptanabilmektedir.

-Darbeli çekiç testi: Yapıda kullanılan, taş, tuğla ve harcın basınç mukavemetlerinin

belirlenmesinde kullanılan bir yöntemdir. Dayanım değerleri geniş bir dağılımla elde

edilebileceğinden, mekanik testlerle birlikte ele alınmalıdır. Bu deneyle malzemede yerel olarak

meydana gelen bozulmalar da anlaşılabilir.

2.1.2. Yapı üzerinde yapılan araştırmalar:

Çatlak tespiti: Taşıyıcı sistemdeki bozulmaların dışarıya yansıdığı çatlakların

araştırılmasıyla önemli sonuçlar elde edilebilir:

- Çatlaklar alçı ile sıvanarak gözlenir, alçının kırılması çatlak oluşumunun devam ettiğini

gösterir.

- Cam şeritlerin çatlağın her iki yanına epoksi reçinesiyle tespit edilmesi neticesinde cam

şeritlerin kırılması yine çatlak oluşumunun devam ettiğini gösterir.

- Çatlak üzerine skala yerleştirilmesi ile de hareketin yönü ve değeri ölçülebilir

- Çatlağın iki tarafına tespit edilen lamaların arasının mikrometre ile ölçülmesi 1/1000 mm

hassasiyetinde tespitlere imkân verir.

Endoskopi testi: Duvar üzerinde açılan 30-40 mm çapındaki deliklere endoskopi

cihazları yerleştirilerek, duvarin iç yapısı hakkındaki; malzeme, harç, dolgu, çatlak durumu ile

ilgili önemli bilgilere monitörlerden ulaşılabilir.

2.1.3. Yapıda kullanılan malzemelerinin laboratuar ortamında test edilmesi:

Tarihi yapılarda kullanılan taş ve tuğla gibi yapı malzemelerinin laboratuar ortamında test

edilerek fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi bilgisayar ortamında yapılan analizlerin

gerçeğe yakın sonuçlar vermesi açısından çok önemlidir.

11

2.2. Örnek Yapılarda Kullanılan Malzemelerin Özellikleri

2.2.1 Küfeki Taşı ve Mekanik Büyüklükleri

Ocaktan ilk çıktığında boşluklu, birim hacim ağırlığı γ ≅ 2.2 t/m3 , özgül ağırlığı ρ ≅ 2.5

, porozitesi p ≅ %12-13 , su emmesi w ≅ % 5 (ağırlıkça) ve basınç dayanımı f ≅ f0= 20-30 MPa

olan (15 cm küp) küfeki taşı atmosfer koşullarında bekletildiğinde bünyesine CO2 alarak hızlı

karbonatlaşma süreci ile boşluklarının bir bölümü Kalsiyum bikarbonat Ca(HCO3)2 ile dolar,

porozitesi azalıp dayanımı ve birim hacim ağırlığı artarken, su emmesi de azalır. Sözkonusu

“karbonatlaşma” sonucunda basınç dayanımındaki artışın gelişimi beton ile büyük benzerlik

göstermektedir. Beton ile arasındaki en önemli farklılık betonun t=0 anında f=0 olması , küfeki

taşının ise t=0 anında f= f0 gibi bir ilk dayanıma sahip olmasıdır. Bol kavkılı küfeki taşı

numuneleri üzerinde yapılan deneylerde ocaktan çıktıktan 30 gün sonraki dayanımların fb ≅ 45

MPa olduğu gözlenmiştir.

(Basınç dayanımı / çekme dayanımı) oranı 11-12 olarak belirlenmiştir (Arıoğlu, N,

Arıoğlu,Ergin,1997). Bu değer, enerji yutma kapasitesi yüksek başka bir deyişle “sünek”

malzeme yapısını işaret etmektedir.

Elastik modül / basınç dayanımı ≅ 720 bulunmuştur (Erguvanlı, Ahunbay, 1989).

Yapısında su mevcuttur, bu suyun bir bölümü uçarken bir bölümü de dış çeperlerden

içeriye doğru zamanla gelişen kalınlıkta karbonatlaşmanın sonucunda oluşan katman içinde

hapsolmaktadır. Bünyede suyun varlığı dinamik yükler altında yapının taşıma gücüne önemli

ilave katkı getirmektedir (Tuncel, Arıoğlu,Ergin, 1998).

Mevcut kavkılar gelişigüzel başka bir deyişle üç boyutlu olarak yönlenmiştir ve boy/çap

oranları genellikle büyüktür, bu özelliği ile tipik bir “lifli kompozit malzeme” özelliği

taşımaktadır. Dolayısı ile“bol kavkılı” küfeki taşlarının üç eksenli gerilme altında (deprem

yüklemesi) etkin bir sünek davranış göstereceği söylenebilir. Kavkıların küfeki taşının zaman

içindeki dayanıklılığı açısından matrisin bozulmasını engellemesi yönünde önemli etkisi

mevcuttur.

“Bağımsız boşluklu” bir yapısı mevcuttur ve 0.1μm’dan küçük boşlukların az olduğu türü

dış etkilerden (sıcaklık değişimleri, ıslanma-kuruma, donma-çözülme, endüstriyel emisyonlar,

deniz tuzları vb.) daha az etkilenmektedir.

Matris ve kavkı CaCO3 esaslı olduğundan kavkı-matris ara yüzeyinde mükemmel bir

kimyasal yapışma mevcuttur.

Doğada masif, çatlaksız ve yönlenmemiş yapıda bulunması nedeni ile kaya kütlesinde

boyut etkisi mevcut değildir, diğer bir anlatımla kayacın yerinde basınç dayanımı ile laboratuvar

basınç dayanımı birbirine eşittir.

2.2.2. Tuğla

2.2.3. Harç

12

3. Yapıların Mevcut Durumu

3.1. Rölöve ve Çizimlerin Oluşturulması

Fatih Deprem Odaklı Kentsel Dönüşüm Projesi kapsamında hazırlanmış olan Murat Paşa

ve Hırka-i Şerif camilerine ait rölöve çizimleri, Bimtaş A.Ş’den temin edilmiştir.

Caminin 3 boyutlu ölçümleri lazer tarama cihazı ile yapılmış olup gerçek 3 boyutlu nokta

bulutu modeli elektronik ortamda oluşturulmuştur. Bu model üzerinde yapıyı tanımlayıcı,

özellikle duvar kalınlıklarını ve duvarlarda bulunan boşlukları tanımlayan kotlardan plan

kesitler; düşey doğrultuda istenilen yerden en kesit ve boy kesitler alınarak CAD ortamında

rölöve paftaları çizilmektedir.

Elde edilen nokta bulutları ve ölçüm cihazına kalibre edilmiş yüksek çözünürlüklü

fotoğraf makinesi ile gerçek “ortho-photo”lar kullanılarak fotogrametrik cepheler

hazırlanmaktadır. Oluşturulan fotogrametrik cephe çizimleri CAD ortamına aktarılarak yapıya

ait cepheler elektronik olarak çizilmektedir.

3.1.1. Murat Paşa Camii’ne ait rölöve çizimleri

13

14

15

16

17

18

19

20

3.1.2 Hırka-i Şerif Camii’ne ait rölöve çizimleri

21

22

23

24

25

26

27

28

3.2 Hasar Tespiti

3.2.1. Murat Paşa Camii’ne ait Hasar Tespitleri

Cami yapıldığı tarihten bugüne kadar 1509, 1766, 1894,1999 yıllarında büyük depremler

yaşamıştır. Bu depremlerden sonraki hasar durumu ve tadilat görüp görmediğine dair kaynaklara

dayalı ayrıntılı bir bilgi bulunmamasına karşılık, 1946 yılında ihya edildiği bilinmektedir.

Cephelerdeki düzgün tuğla taş dizisinin ve derzlerin; bu tarihteki çalışmalarda renkli çimento ile

sıvanmak suretiyle teşkil edildiği kaydedilmekle beraber, genel olarak yapının özgün halini

muhafaza ettiği söylenilebilir. Yapının bazı yerlerinde küçük çatlaklar bulunmaktadır, ancak bu

çatlakların taşıyıcı sistem üzerinde ciddi bir hasar oluşturmadığı söylenebilir.

Yapıdaki mevcut bazı çatlaklar

29

3.2.2. Hırka-i Şerif Camii’ne ait Hasar Tespitleri

Caminin bulunduğu bölge genel olarak ön cepheden arka cepheye doğru eğimli olup

arka kısımlarının dolgu zemin üzerinde olma ihtimali mevcuttur. Arka cepheye bakan kısımlarda

Keçeciler Caddesi ve buna dik yol boyunca taş istinat duvarları inşa edilip arkasında dolgu

yapılarak camii bahçesi düzeltilmiştir. Taş duvarların yükseklikleri 5,00 m ile 7,00 m gibi

değerlere ulaşmaktadır.

Yapı 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 depremlerinden etkilenmiş ve taşıyıcı sisteminde

hasarlar meydana gelmiştir.

Yapının ana girişinde sol taraftaki duvarda düşeye yakın diyagonal çatlak ve ayrılma

olduğu, taş duvar örgüsünün uygun yapılmadığı görülmüştür.

Duvarlarda Görülen Diyagonal Çatlaklar

Minarelerin bulunduğu köşelerde, deprem sırasında minelerlerin daha büyük

salınımlar yapması sebebiyle, ana yapıya birleşim bölgelerinde çatlak ve ayrılmalar

belirlenmiştir. Cephede ise çatlak ve ayrılmaların harç ile doldurulduğu görülmüştür.

İki adet merdiven kovalarının köşelerinde, duvarlarla düşey ayrılmalar, basamakla

sehimler, tavanlarında çatlamalar, yer yer sıvalarda dökülmeler tespit edilmiştir.

Bazı duvarlardaki kemerlerin özellikle tepe noktalarında ve kubbelerde çatlak ve

ayrılmalar belirlenmiştir. Ana kubbenin altındaki tek katlı kısımdaki duvarların mermer

kaplamalarında ve büyük pencerelerin alt kısmındaki büyük mermerlerde ayrılmalar, çatlamalar

ve yarılmalar, çökmeler oluştuğu gözlenmiştir. Üst kattaki lavabo ve tuvalet bölümündeki

orijinal mermerlerde çökmeler ve ayrılmalar meydana gelmiştir.

Duvar ile döşemelerin birleşim noktalarında ve pencere üstü kemerlerdeki hasarlar

30

Binanın iki yanında arka kısma ulaşan koridorların dış cephesini teşkil eden döküm

taşıyıcı sistemde farklı oturmalar, çökmeler, düşeyden sapmalar, stabilite bozuklukları olduğu

tespit edilmiştir.

Caminin ön kısmında Keçeciler caddesinde mevcut taş istinat duvarında düşeyde

boydan boya çatlama ve ayrılma meydana geldiği görülmüştür.

Ayrıca yerinde tesbit edilememekle birlikte Marmara depreminden sonra caminin

pencere üstü kemerlerinde de büyük çatlaklar ve yapısal hasarlar meydana geldiği

kaydedilmiştir. Anlaşıldığı kadarıyla cami bir tamirattan geçmiş ve sözkonusu çatlaklar

doldurularak gözden kaybedilmiştir. Bu tamirat çalışmalarında gelişi güzel bir takım

uygulamaların yapıldığı da tesbit edilmiştir. Koruma kurulundaki dosyada bu tamiratlarla ilgili

bir kayıt bulunamamış, yapılan tamiratın niteliği, boyutu ve yöntemi hakkında bilgiye

ulaşılamamıştır. Özgün mimarinin bir kısmının da yapılan bu tamiratta tahrip edildiği

gözlenmiştir.

Tavanlarda meydana gelen hasarlar

Zemin Durumu

Hırka-i Şerif Camii zemini için detaylı bir çalışma Kültür ve Tabiat Varlıklarını Koruma

Kurulu’ndaki dosyada tespit edilmiştir. Muayene kuyuları ve sondajlarla kapsamlı bir zemin

raporu hazırlanmış olup ilerleyen aşamalarda bu raporun önemli kısımları çalışmaya dâhil

edilecektir.

31

4. Yapıların Modellenmesi

4.1. Modelleme Teknikleri

Tarihi yığma yapılar, kalın duvarları, büyük kesitli devasa ayakları, kemerleri ve

kubbeleriyle ağır bir kütleye sahip oldukları için deprem etkisinde genellikle rijit cisim

hareketine benzer bir davranış gösterirler. Bu yapıların kütle ve yükseklikleri nazara alındığında

benzer yükseklikteki çağdaş yapılara göre periyotları oldukça kısadır. Genellikle periyotların T=

0.15 – 0.45 s aralığında değiştiği görülmektedir. [1]

Sözkonusu kısa periyotlarda deprem etkisinin büyük olması ve tarihi yığma yapıların

büyük kütlelerine tesir edecek olan deprem kuvvetlerinin de fazla olduğu düşünülürse, bu

yapıların yer hareketlerinde oldukça büyük riskler taşıdığı söylenebilir. Zamanla taşıyıcı eleman

rijitlikleri ve mukavemetlerinde meydana gelebilecek zayıflıklar, zemine bağlı farklı oturmalar,

çok sayıda deprem etkisine tarih boyunca maruz kalan elemanlar göz önüne alındığında ise riskin

boyutu anlaşılır. Bu risklerin tanımlanıp gerekli inceleme ve araştırmaların yapılarak tarihi

mirasımızın korunması için tedbirler alınması elzemdir.

4.2. Sonlu Elemanlar Metodu (Finite Elements Method)

Sonlu Elemanlar Metodu, genel olarak mühendislikteki sınır değer problemleri için

yaklaşık sonuçlar elde etmeye yarayan bir sayısal hesaplama yöntemidir. [3] Yapı

mühendisliğinde ise Sonlu Elemanlar Metodu (FEM), yapıların 3 boyutlu statik ve dinamik

analizlerine imkân tanıyan, doğrusal ve doğrusal olmayan çözümlemelerin yapılabildiği ve

sonuçların sayısal veya grafik olarak görüntülenebildiği bir analiz metodudur.

Sonlu Elemanlar Metodunun Temel Kavramları

a) Genel bir ф(x,y) değişkeninin bir alanda tanımlanması

b) Alanda üç düğüm noktalı bir üçgen sonlu elemanın tanımlanması c) Üçgen sonlu elemanların birleştirilmesiyle elde edilen alanın sonlu eleman ağı [3]

32

Çubuk eleman kabulünün kullanılamadığı, malzemelerin ve geometrinin çok değişken

olduğu, özellikle eğrilik sahibi elemanların tasarımında ve analiz edilmesinde çok büyük

kolaylıklar sunan sonlu elemanlar metodu, yığma yapıların analizi konusunda da oldukça faydalı,

sıkça kullanılan bir yöntemdir.

Amorf Bir Şeklin Sonlu Elemanlar Yardımıyla İfade Edilmesi

a) Amorf bir şeklin kare 41 adet kare elamanla oluşturulan sonlu eleman ağıyla modellenmesi

b) Sonlu eleman boyutlarını değiştirerek modele yansıtılamayan bölümlerin azaltılması ve modelin hassaslığının artırılması

Sonlu Elemanlar Metodu ile çalışmanın getirdiği kolaylıklar şöyle sıralanabilir:

Eğriliği bulunan, düzgün olmayan geometrilere sahip elemanlar ve amorf yapı elemanları

rahatlıkla modellenebilir.

Elemanlar istenilen boyutta parçalara ayrılarak istenilen hassasiyette sonuçlar elde

edilebilir.

Aynı yapı elemanı içerisinde uygun bir sonlu eleman ağı kullanmak suretiyle farklı

malzeme özellikleri kullanmaya imkân sağlar.

Farklı özelliklere sahip, farklı malzemeden oluşan yapı elemanlarının birleştirilmesine

imkân tanır.

Sınır şartlarını tanımlamak ve kontrol etmek oldukça kolaydır.

Özellikle yığma yapılar gibi birçok elemanın birbirine bağlanması yoluyla oluşturulan

yapı sistemlerinin gerçek yapım tekniğine uygun bir modelleme tekniğidir.

Sonlu Elemanlar Metodu ile yapı sistemlerinin analizinden önce izlenmesi gereken yol

ise genel olarak şöyle sıralanabilir:

Kullanılacak olan sonlu eleman tipleri belirlenir.

Malzeme karakteristikleri tanımlanır.

Sonlu elemanların en, boy, yükseklik ve alan gibi geometrik büyüklükleri belirlenir.

Uygun sonlu eleman ağları oluşturulur.

Sınır şartları tanımlanır.

Yükler tanımlanır [3]

33

Ortasında Boşluk Bulunan Bir Dikdörtgenin Alanın Sonlu Eleman Ağı

Burada modelleme aşaması oldukça kritiktir. Seçilecek sonlu eleman tipleri, büyüklükleri

ve sonlu eleman ağı, problemi iyi tanımlamak zorundadır. Yapı sisteminin davranışını gerçeğe

yakın bir tarzda görmenin yolu, iyi bir sonlu eleman ağı ile taşıyıcı sistemin hesap modelinin

oluşturulmasından geçer. Yoksa yanlış bir model için doğru çözümler yapılmış olabilir.

Sonlu Eleman Ağının Hassasiyeti İle Yaklaşık Sonuçların Yakınsama İlişkisi [3]

Sonlu Eleman Tipleri

Üçgen

Üçgen Eleman

Dörtgen

Dörtgen Eleman

34

Düzgün Dört Yüzlü

3 Boyutlu Dörtyüzlü Eleman

Dörtgen Prizma

Dörtgen Prizma Eleman

Çeşitli Sonlu Eleman Tipleri İle Modellenmiş Bir Şekil

a) Modellenecek alan, b) Üçgen c) Dörtgen ve d) Dörtgen ve Yamuk Elemanlar

35

Hırka-i Şerif Camii – Sonlu Eleman Ağı - Plan

Murat Paşa Camii – Sonlu Eleman Ağı - Plan

36

4.3. Örnek Yapıların Modellenmesi

4.3.1 Murat Paşa Camii Sonlu Eleman Modeli

37

38

39

4.3.2 Hırka-i Şerif Camii Sonlu Eleman Modeli

40

41

42

43

5. Yapıların Analizi

5.1. Tarihi Yığma Yapıların Analiz Yöntemleri

Binaların ve bina türü yapıların deprem hesabında kullanılacak yöntemler; Eşdeğer

Deprem Yükü Yöntemi, Mod Birleştirme Yöntemi ve Zaman Tanım Alanında Hesap

Yöntemleri’dir.

Bu yöntemler tüm binaların ve bina türü yapıların deprem hesabında kullanılabilir.[4]

Tarihi yığma yapıların analiz edilip deprem performansının belirlenmesinden önce

yapının rölövesinin çıkarılması gerekmektedir. Bu mimari rölöve olabileceği gibi sadece

mühendislik hesapları için çıkarılmış olan taşıyıcı sistem rölövesi de olabilir. Fakat yine de her

iki rölöve tekniğinde de yapının taşıyıcı ve taşıyıcı olmayan elemanlarının beraberce gösterilmesi

gerekmektedir. Zira yapının geometrik olarak tanımlanması ve kütlesinin tayin edilmesinde hem

mimari hem de taşıyıcı elemanların tespiti önemlidir.

Yapının geometrik olarak tanımlanmasından sonra taşıyıcı sistemin net olarak tesbit

edilmesi ve geometrisinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu aşamada bazı idealleştirmeler yapmak,

analiz sonuçlarının yorumlanabilmesi ve analizin uygun sonuçlar verebilmesi açısından

kaçınılmaz olmaktadır.

Kullanılan malzemeler, malzemelerin mukavemet değerleri ve çeşitli mühendislik

özelliklerinin de uygun test teknikleri ile belirlenmesi gerekir. Çoğu zaman tarihi yapılarda

numune almak mümkün olmadığı için tahribatsız test tekniklerinin kullanılması uygun

olmaktadır. belirlenebilir.

Yapının geçirmiş olduğu depremlerin ve bu depremlerin neticesinde oluşan hasarların

tespiti de dikkatle izlenmesi gereken noktaları işaret eder. Bu sebeple yapının geçmiş hasar

durumları hakkında bilgi sahibi olmak lazımdır.

Zemin özellikleri de detaylı incelenmesi gereken konulardan birisidir. Yapı – zemin

etkileşimli analiz yapabilmek için zemin parametrelerinin tesbit edilmesi, uygun model

verilerinin araştırılması gerekmektedir. Mümkün ise detaylı bir zemin araştırması için

muayene kuyuları açılması, sondaj yapılması suretiyle zemin özelliklerinin belirlenmesi yoluna

gidilir.

5.1. Tarihi Yığma Yapıların Analiz Yöntemleri

5.2. Örnek Yapıların Basit Yaklaşımla Hesabı

5.3. Örnek Yapıların Sonlu Eleman Yöntemiyle Analizi

6. Analiz Sonuçlarının İrdelenmesi, Yöntemlerin Karşılaştırılması

7. İstanbul İçin Belirlenen Senaryo Depremi Altında Örnek Yapıların Deprem

Performansının Belirlenmesi

8. Tarihi Yığma Yapıların Güçlendirilmesi

7.1 Güçlendirme Kavramı

7.2 Güçlendirme Teknikleri

7.3 Örnek Yapıların Güçlendirme Önerileri

8. Sonuç ve Öneriler

44

9. Kaynaklar

Afet Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, 2007

Aslanapa, Oktay, Türk Sanatı, İstanbul, 1984, s.239

Ayverdi, Ekrem Hakkı, Fatih Devri Mimarisi, İstanbul Fethi Derneği Neşriyatı, İstanbul, 1953, s.

190-192

Celep, Z., Kumbasar N., “Deprem Mühendisliğine Giriş ve Depreme Dayanıklı Yapı Tasarımı”

Fatih Camileri ve Diğer Tarihi Eserler, T.C. Diyanet İşleri Başkanlığı Fatih Müftülüğü, İstanbul

1991, sayfa 125-126

Hutton, D.V., “Fundementals of The Finite Element Analysis” , The Mc-Graw Hill Companies,

2004

Kuran, Aptulla,h İlk Devir Osmanlı Mimarisinde Camii, ODTÜ Mimarlık Fakültesi, Ankara,

1864, s. 90-92.

Tanman, M. Baha Hırka-i Şerif Camii, Dünden Bugüne İstanbul Ansiklopedisi Cilt IV, Kültür

Bakanlığı ve Tarih Vakfı Ortak Yayını, İstanbul 1994, sayfa 68-69

Tanman, M. Baha, Murat Paşa Külliyesi, Dünden Bugüne İstanbul Ansiklopedisi, c.5, Kültür

Bakanlığı ve Tarih Vakfı Ortak Yayını, İstanbul 1994, s. 518-519

Yıldırım, H. T. Öztürk, Hırka-i Şerif Camii’nin Mevcut Durumu Hakkında Ön Teknik Rapor

İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, 2003.02.048 Sayı, 2003