TARİHİ YAPILARDA TAŞIYICI TUĞLA DUVARIN ELASTİSİTE ... · MODULUS OF ELASTICITY OF LOAD-BEARING BRICK WALLS IN HISTORICAL BUILDINGS . Serhan ULUKAYA. 1 ve Nabi YÜZER2

TARİHİ YAPILARDA TAŞIYICI TUĞLA DUVARIN ELASTİSİTE MODÜLÜNÜN DENEYSEL VE

MATEMATİKSEL MODEL İLE BELİRLENMESİ

EXPERIMENTAL AND MATHEMATICAL MODELS FOR DETERMINING MODULUS OF ELASTICITY OF LOAD-BEARING BRICK WALLS IN

HISTORICAL BUILDINGS

Serhan ULUKAYA1 ve Nabi YÜZER2

ÖZET

Mevcut yığma yapılardaki statik elastisite modülünün belirlenmesi için iki farklı yöntem uygulanmaktadır. Bunlardan birinde, yapının yığma duvarlarından büyük bir parça alınarak laboratuvara getirilmekte ve tek eksenli basınç deneyi esnasında oluşan şekil değiştirmeler kaydedilerek elastisite modülü belirlenmektedir. Yapıya bütünüyle zarar vererek örnek alındığı için bu yöntemin tarihi yapılarda uygulanması doğru bir yaklaşım olmayacaktır. Diğer yöntemde ise yığma yapının yatay derzlerindeki harçların bir bölümü kesilerek içerisine yassı-hidrolik krikolar yerleştirilmekte ve yük altında derzler arasındaki şekil değiştirmeler ölçülerek elastisite modülü belirlenmektedir. Literatürde “flatjack yöntemi” olarak adlandırılan bu yöntem, yerinde ölçüme olanak sağlaması ve mevcut durumu yansıtan daha gerçekçi bir yaklaşım olması nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Açıklanan ilk yönteme göre daha az tahribatlı olması ve uygulama kriterleri yönünden bir standardının bulunması da bu yöntemin tarihi yapılarda uygulanabilirliğini arttırmaktadır.

Bu çalışmanın amacı; kompozit elemanlarda yukarıda özetlenen iki yöntem ile deneysel olarak belirlenecek elastisite modülünü, malzeme parametreleri cinsinden ifade etmek ve deney sonuçlarına göre türetilen matematiksel modellerden elde edilecek teorik değerler ile gerçek değerler arasındaki farkı ortaya koymaktır. Deneysel çalışmada, 6 farklı kireç harcı bileşimi ve tek tip harman tuğlası kullanılarak yığma duvar parçaları ve model duvarlar üretilmiştir. Duvar parçaları üzerinde yapılan basınç deneyi neticesinde elastisite modülleri belirlenirken; model duvarların elastisite modülleri, uniform yayılı yük altında uygulanan flatjack yöntemi ile belirlenmiştir. Deneysel çalışma neticesinde, üretilen kompozit elamanların elastisite modüllerini malzeme parametreleri cinsinden ifade eden matematiksel modeller oluşturulmuştur. Söz konusu modeller kullanılarak hesaplanan teorik değerler ile gerçek değerler karşılaştırıldığında, flatjack yönteminden elde edilen sonuçlara göre oluşturulan bağıntının, diğer yönteme göre daha güvenilir sonuçlar verdiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Elastisite modülü, Flatjack yöntemi, Modelleme, Yığma duvar.

ABSTRACT

There are two different methods to determine static modulus of elasticity of existing masonry buildings. In one of these, large fragments are cut from masonry walls and brought to laboratory, and then, the modulus of elasticity is determined by recording the displacements occurring during the uniaxial compression test. Since the sampling is destructive, this method seems as inappropriate approach to perform in historical buildings. In the latter method, some of mortars from horizontal joints of masonry are cut and flat-hydraulic jacks are inserted in this cut mortar joints. Under the loading via these jacks, compressive stresses are induced and the modulus of elasticity was determined by measuring the deformations between the joints. This method known as “flatjack method” in the

1 Dr., Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, [email protected] 2 Prof. Dr., Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, [email protected]

Uluslararası Katılımlı 6. Tarihi Yapıların Korunması ve Güçlendirilmesi Sempozyumu / 2-3-4 Kasım 2017

533

literature is commonly used because it allows for in-situ measurement and is a more realistic approach indicating existing case. The fact that it is much less destructive compared to the first described method and also existence of a published standard about the procedure increase the applicability of this method in historical buildings.

The aim of this study is; to express the modulus of elasticity -to be experimentally determined on the produced composite elements by the two methods summarized above- in terms of constituent material parameters and to show the variation between the theoretical values and the actual values to be obtained from the mathematical models derived from the test results. In the experimental work, the masonry wall fragments and model walls were constructed with 6 different lime-based mortar types for a single type of traditional blend brick. While the moduli of elasticity were determined under the compression tests performed on the wall fragments; the moduli of elasticity of the model walls were determined by flatjack method conducted under uniform distributed loading. As a result of the experimental study, mathematical models were developed which express the modulus of elasticity of the produced composite elements in terms of material parameters. The theoretical values calculated by using these models were compared with the actual values, and it has been concluded that the correlation constituted according to the results obtained from the flatjack method gives more reliable results than the other method.

Keywords: Modulus of elasticity, Flatjack method, Modeling, Masonry wall.

GİRİŞ Yığma yapıların sayısal analizlerinde oluşturulan matematiksel modellemenin amacı yapının tamamının ya da belirli bir bölümünü oluşturan yapı elemanlarının çeşitli yükler veya fiziksel etkiler altında gerçek davranışının gözlenmesini sağlamaktır. Yapının gerçek davranışı genellikle çok karmaşıktır. Bu nedenle, yapıyı modellemek için belirli varsayımlara dayanmak koşulu ile bazı basitleştirmelerin yapılması zorunludur. Yalın ve basit bir model elde etmek için yapı elemanlarını oluşturan malzemenin mekanik özelliklerinin de uygun bir şekilde tanımlanması gereklidir. Yığma yapıların analizi için geliştirilen ve yaygın olarak kullanılan yöntemler aşağıda sıralanmıştır (Kanıt ve Işık, 2007):

• Geometrik yük faktörü yöntemi; • Doğrusal elastik sonlu elemanlar analizi; • Detaylı mikro modelleme (Ayrık elemanlar yöntemi); • Basitleştirilmiş mikro modelleme (Limit bloklu analiz); • Makro modelleme (Doğrusal olmayan elastik-plastik sonlu elemanlar yöntemi).

Tarihi yığma yapılardaki malzeme parametrelerinin belirlenmesi ise yapıdan alınacak örneklerin sınırlı sayıda ve boyutta olması nedeniyle oldukça zordur. Diğer yandan, özellikle makro modellemede oluşturulacak kompozit elemanın sahip olduğu basınç dayanımı, elastisite modülü ve Poisson oranı gibi parametrelerin belirlenmesi için yerinde uygulanan deney yöntemleri tahribatlı ya da kısmen tahribatlıdır. Bu nedenle özellikle tarihi yapıların sayısal analizlerinde seçilecek kompozit parametreleri için daha önce yapılmış çalışmalarda oluşturulan denklemler ya da birtakım sabit değerler kullanılmaktadır.

Bu çalışmanın amacı, tarihi yapılarda karşılaşılan özgün harç içeriğine uygun üretilen harçlar ve satın alma yoluyla temin edilen harman tuğlaları kullanılarak oluşturulacak kompozit elemanlarda, sayısal analizlerde kullanılacak elastisite modülü değerinin deneysel olarak belirlenmesi ve bunların bileşen malzeme parametreleri ile ilişkisinin kurularak matematiksel model oluşturulmasıdır.

DENEYSEL ÇALIŞMA Makro modellemede tanımlanacak tuğla-harç kompozit elemanın sayısal analizlerinde kullanılacak parametrelerden elastisite modülünün belirlenmesi için üretilen model duvarlarda ve duvar parçalarında birtakım deneysel çalışmalar yapılmıştır. Buna uygun olarak Şekil 1’de gösterilen


534

numuneler üretilmiş; bu numunelerden, model duvarlarda flatjack yöntemi kullanılırken, duvar parçalarında tek eksenli basınç deneyleri uygulanmıştır. Üretilen numuneler ve kullanılan malzemeler ile ilgili detaylı bilgiler aşağıda verilmiştir.

Şekil 1. Üretilen model duvar ve duvar parçaları

Kullanılan Malzemeler Model duvarların ve duvar parçalarının üretiminde 6 farklı kireç harcı kullanılmış (Tablo 1) ve bu harçların içerikleri/malzeme miktarları için daha önce yapılmış tarihi yapı çalışmalarından yararlanılmıştır (Ulukaya, 2016). Harçlarda bağlayıcı olarak NHL 3,5 sınıfı doğal hidrolik kireç ve CL 80-S sınıfı sönmüş hava kireci kullanılırken (Tablo 2); ince agrega olarak standart CEN kumu ve tuğla kırıkları/tozu kullanılmıştır. Tüm harç türlerinde bağlayıcı/agrega oranı 1/3 olurken, su miktarı TS EN 1015-2’de belirtilen yayılma çapı (kıvam) değerine göre ön deneyler ile belirlenmiştir. Horasan harçlarını simgeleyen harçlarda kum ve tuğla kısmının agrega bütünü içindeki hacimleri eşit alınmış (Moropoulou vd., 2002), tane yoğunlukları kullanılarak ağırlıkça malzeme oranları hesaplanmıştır.

Tablo 1. Üretilen harçların içerikleri ve ağırlıkça malzeme oranları

Harç Kodu

Hidrolik Kireç

Hava Kireci

Puzolanik Aktivitesi Yüksek

Tuğla Agrega (Ulukaya ve Yüzer, 2016)

Puzolanik Aktivite Göstermeyen Tuğla Agrega (Ulukaya ve Yüzer, 2016)

Kum Su

H1 1,0 - - - 3,0 0,7 H2 1,0 - - 1,5 1,5 1,1 H3 1,0 - 1,5 - 1,5 1,1 H4 - 1,0 1,5 - 1,5 1,4 H5 - 1,0 - - 3,0 1,0 H6 - 1,0 - 1,5 1,5 1,4

Tablo 2. Harç üretiminde kullanılan bağlayıcı malzemelerin kimyasal ve fiziksel özellikleri

Bileşen (%) NHL 3,5 CL 80-S SiO2 11,4 0,8

Al2O3 0,4 0,3 Fe2O3 2,6 1,2 CaO 66,1 69,0 MgO 0,6 1,3 K2O 0,1 0,1 TiO2 < 0,1 < 0,1 Cr2O3 1,3 0,5

Kızdırma Kaybı 17,2 26,6 Yoğunluk (g/cm3) 2,52 2,20

Özgül Yüzey (cm2/g) 2580 3410

Üretilen harçların mekanik özelliklerini belirlemek için TS EN 1015-11’e göre 4x4x16 cm boyutlarında prizma şekilli numuneler ve ϕ10/20 cm boyutlarında silindir şekilli numuneler üretilmiş;


535

standarda uygun olarak kür edilen numunelerin 28. günde eğilme ve basınç deneyleri yapılmıştır. Silindir şekilli numunelerde uygulanan basınç deneyi esnasında numunelerdeki eksenel boy değişimleri ölçülerek harçların birim şekil değiştirmeleri hesaplanmış ve TS EN 13286-43’e uygun olarak elastisite modülleri hesaplanmıştır. Üretilen harçların mekanik özellikleri Tablo 3’te verilmiştir.

Tablo 3. Üretilen harçların ve temin edilen harman tuğlasının mekanik özellikleri

Malzeme Eğilme Dayanımı (MPa)

Basınç Dayanımı (MPa)

Elastisite Modülü (MPa)

H1 0,9 1,5 3864 H2 0,4 1,2 620 H3 1,1 3,1 3091 H4 0,3 0,8 1262 H5 0,5 0,4 1065 H6 0,3 0,5 541

Harman Tuğlası 1,8 6,6* 6085 * TS EN 772-1’e göre standartlaştırışmış basınç dayanımı değeridir.

Deneysel çalışmalarda; satın alma yoluyla temin edilen, boyutları 18 x 8 x 5 cm (uzunluk x genişlik x

yükseklik) olan tek tip harman tuğlası kullanılmıştır. Harman tuğlalarının eğilme ve basınç dayanımlarının belirlenmesi için -sırasıyla- ASTM C67 ve TS EN 772-1 standartları kullanılırken; elastisite modülünün belirlenmesi amacıyla prizma şekilli numuneler için özel olarak üretilen çerçeve kullanılmış (Şekil 2) ve basınç altındaki eksenel boy değişimleri ölçülerek -harçlarda olduğu gibi- elastisite modülleri hesaplanmıştır. Harman tuğlalarının mekanik özellikleri Tablo 3’te verilmiştir.

Şekil 2. Harman tuğlasının mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Duvar Parçalarının ve Model Duvarların Üretimi Duvar parçaları üzerinde yapılan çalışmalarda “yükseklik/genişlik” oranının 2 ile 5 arasında olduğu deney numunelerinin denenmesinin gerçeğe uygun sonuçlar verdiği ifade edilmiştir (Köksal vd., 2004). Buna uygun olarak, boyutları ve şematik gösterimi Şekil 3’te verilen tek sıra duvar parçaları üretilmiştir. Üretilen duvar parçalarında, yatay derzlerdeki harç kalınlığı 4 cm olurken; düşey derzlerdeki harç genişliği 2 cm seçilmiştir. Harç kalınlıklarının seçiminde harcın kompozit eleman içindeki etkisinin belirgin şekilde görülmesi hedeflenirken; bir diğer faktör de özellikle İstanbul’daki önemli Roma, Bizans ve bazı Osmanlı dönemi eserlerinde bu harç kalınlıklarının kullanılmış olmasıdır (Ulukaya, 2016).

Flatjack yöntemi ile elastisite modülünün belirlenmesi için uzunluk x yükseklik x genişlik boyutları 86

x 86 x 8 cm, yatay ve düşey derzlerdeki harç kalınlıkları sırasıyla, 4 ve 2 cm olan tek sıra model duvarlar üretilmiş ve “flatjack” yöntemi ile duvarların elastisite modülleri belirlenmiştir. Altı farklı harç için üretilen 6 duvar parçası ve 6 model duvar olmak üzere toplam 12 numune, harçlarda olduğu gibi TS EN 1015-11’e uygun olarak kür edilmiştir. Buna göre, ilk 1 hafta numuneler nemli örtüler ile kaplanmış; bunu takip eden 21 gün boyunca bağıl nemi %65±5 olan laboratuvar koşullarında bekletilmiş ve 28. günde ilgili deneyler yapılmıştır.


536

Şekil 3. Üretilen duvar parçalarının şematik gösterimi ve boyutları

Duvar Parçalarında Elastisite Modülünün Deneysel Olarak Belirlenmesi Deney öncesinde, alt yüzeyi alçı harcı üzerine oturtulan tüm numunelerin üst yüzeylerine de alçı harcından başlık yapılmıştır. Basınç yükü altında oluşacak yer değiştirmeleri ölçmek için numunelerin “uzunluk x yükseklik” kesitleri üzerine -düşey ve yatay doğrultuda 2’şer adet olmak üzere- toplam 4 adet LVDT (linear variable displacement transformer) takılmıştır (Şekil 4). Deney esnasında yük dağılımının üniform olması için numunelerin alt ve üst yüzeyleri ile basınç makinesinin başlıkları arasına çelik plakalar yerleştirilmiştir. Yükleme hızı, harç basınç deneylerinde olduğu gibi 1 mm/dk seçilmiştir.

Şekil 4. Üretilen duvar parçalarında yapılan basınç deneyi

Yük ve yük altında oluşan yer değiştirmeler, “veri toplayıcı” vasıtasıyla eşzamanlı olarak kaydedilmiş ve her bir duvar parçası türü için “gerilme ve eksenel birim şekil değiştirme” eğrisi çizilmiştir (Şekil 5). Her bir numune için hazırlanan gerilme-birim şekil değiştirme eğrisinin başlangıç noktasından maksimum gerilmenin %30’una tekabül eden noktaya bir teğet çizilmiş, teğetin eğimi belirlenerek elastisite modülü hesaplanmıştır (Tablo 4).

H1 H2

H3

H4

H5

H6

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055

Eksenel Birim Şekil Değiştirme

Ger

ilme (

MPa

)

Şekil 5. Üretilen duvar parçalarının gerilme-birim şekil değiştirme eğrileri


537

Tablo 4. Üretilen numunelerin deneysel olarak belirlenen elastisite modülleri

Kullanılan Harç

Duvar Parçasında Elastisite Modülü

(MPa)

Model Duvarda Elastisite Modülü

(MPa) H1 3858 2685 H2 1317 1086 H3 4774 3790 H4 672 727 H5 480 524 H6 148 377

Model Duvarlarda Elastisite Modülünün Deneysel Olarak Belirlenmesi Gerçek duvar davranışına benzer şekilde sabit düşey yük altında gerçekleştirilen ikili flatjack deneyinde; standartta belirtildiği şekilde duvara yerleştirilen plakalar vasıtasıyla uygulanan basınç yükü ve bu yük altında kompozit elemanda oluşan şekil değiştirmeler değerlendirilmiştir (ASTM C1197, 2014). Üretilen duvarlar, rijit betonarme bir zemine oturtulurken; deney öncesinde duvarların üst yüzeyine -duvar parçalarında olduğu gibi- alçı harcından başlık yapılmıştır. Duvarların üzerine uygulanan uniform yayılı sabit düşey yük değerleri; bağlayıcısı doğal hidrolik kireç olan H1-H3 duvarlarında 110 kN iken, bağlayıcısı hava kireci olan H4-H6 duvarlarında 55 kN’dur. Uygulanan düşey yükler, hava kireci esaslı harçların basınç dayanımının nispeten daha düşük olması nedeniyle farklılık gösterirken; söz konusu değerler, daha önce tarihi yapılarda yapılan tekli flatjack uygulamalarından adapte edilen değerlerdir (Yüzer, 2015). Basınç yükü, plakalara bağlı olan hidrolik pompa ile sağlanırken; şekil değiştirme ölçümleri ise model duvarın her iki yüzeyine yerleştirilen LVDT’ler yardımıyla yapılmıştır (Şekil 6).

Şekil 6. Üretilen model duvarlarda ikili flatjack uygulaması

“Veri toplayıcı” vasıtasıyla kaydedilen yük ve şekil değiştirme değerleri ile her bir model duvarın anlık gerilme-birim şekil değiştirme noktaları işaretlenmiş; yapılan lineer regresyon analizi neticesinde noktaların arasından geçirilen doğrunun eğimi belirlenerek (Şekil 7) model duvarların elastisite modülleri hesaplanmıştır (Tablo 4).

H2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 0,0002 0,0004 0,0006 0,0008 0,001 0,0012 0,0014


Ger

ilme

(MPa

)

H4

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 0,0007 0,0008 0,0009


Ger

ilme

(MPa

)

Şekil 7. Model duvarların ikili flatjack yöntemi ile belirlenen gerilme-birim şekil değiştirme ilişkisi


538

Deneysel Sonuçların Değerlendirilmesi ve Matematiksel Modellerin Oluşturulması Yığma yapı elemanının elastisite modülünü etkileyen faktörler öncelikle yığma yapı biriminin ve harcın elastisite modülüdür. Buna karşın yığma yapıların elastisite modülü için genellikle (1) ve (2)’de olduğu gibi tek değişkenli denklemler kullanılmaktadır: )1971,Sahlin(750 ,tcyy fE = (1) )1986Klinger, veCheema()1000~500( ,tcyy fE = (2) Denklemlerdeki simgelerden:

Eyy: Yığma yapının elastisite modülünü; fc,t: Tuğlanın basınç dayanımını göstermektedir. Bunların dışında, hem yığma birimin hem de harcın özelliklerini dikkate alan aşağıdaki (3) numaralı denklem yaygın olarak kullanılmaktadır:

1993) vd.,Drysdale()]/([1)]/([

1

h

htt

t

httyy

Ehhh

Ehhh

E+−

++

= (3)

Denklemdeki değişkenlerden: Et ve Eh: Tuğla ve harcın elastisite modüllerini; ht ve hh: Tuğla ve yatay derzdeki harç kalınlığını göstermektedir. Drysdale vd. (1993) tarafından önerilen (3) numaralı denklem, kompozit malzemeler mekaniğinde yer alan yaklaşımlardan seri fazlı (eş gerilmeli) modelden türetilmiştir ve hem tuğla hem de harçta üniform gerilme dağılımı oluştuğu kabulüne dayanmaktadır (Chaimoon ve Attard, 2007).

Bu çalışma kapsamında, kompozit elemanın elastisite modülü ile bileşenlerin elastisite modülü arasındaki ilişki araştırılırken paralel fazlı (eş şekil değiştirmeli) model de sorgulanmış; ancak sonuçların gerçek kompozit davranışını yansıtmadığı görülmüştür. Bu nedenlerden ötürü, hem duvar parçalarından hem de model duvarlardan elde edilen elastisite modülleri ile kullanılan malzemelerin elastisite modülleri arasında matematiksel model oluşturabilmek amacıyla STATISTICA (2001) adlı bilgisayar programı kullanılarak bağıntılar geliştirilmiştir. Duvar parçalarından elde edilen sonuçlar dikkate alındığında aşağıdaki (4) numaralı denklem geliştirilmiştir:

ht

yy

EE

E 25,112

+= (4)

Bu denkleme göre hesaplanan teorik elastisite modülü değerleri ile gerçek değerler karşılaştırılmış ve iki değer arasında %80’e varan sapmalar görülmüştür (Şekil 8). Benzer şekilde, literatürde yer alan tek değişkenli ve çift değişkenli modellerden de yüksek korelasyonlu bir ilişki elde edilememiştir. Model duvarlarda flatjack yöntemi ile belirlenen elastisite modülü sonuçları dikkate alındığında aşağıdaki (5) numaralı denklem geliştirilmiştir:

)84,1(

11,0 35,1

th

thyy EE

EEE+

= (5)

(5) numaralı denkleme göre hazırlanan “teorik elastisite modülü-gerçek elastisite modülü” grafiğine göre önerilen denklem ile deneysel sonuçlar arasında yüksek korelasyonlu sayılabilecek bir ilişki (R=0,875) bulunmaktadır (Şekil 9). Ayrıca, grafik üzerindeki bir nokta hariç tüm noktalar, (5) denklemini temsil eden doğruya göre %40’lık sapma doğrularının içerisinde kalmaktadır.


539

y = x

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000

Teorik Elastisite Modülü (MPa)

Den

eyse

l Ela

stisi

te M

odül

ü (M

Pa)

(4) Numaralı Denklem

%10'luk Sapma

%40'lık Sapma

%80'lik Sapma

Şekil 8. (4) numaralı denkleme göre hesaplanan teorik elastisite modülleri ile gerçek elastisite

modülleri arasındaki ilişki

y = x

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 1000 2000 3000 4000


Den

eyse

l Ela

stis

ite M

odül

ü (M

Pa)

(5) Numaralı Denklem

%20'lik Sapma

%40'lık Sapma

%40'lık Sapma

Şekil 9. (5) numaralı denkleme göre hesaplanan teorik elastisite modülleri ile gerçek elastisite

modülleri arasındaki ilişki

Drysdale vd.’nin (1993) önerdiği denkleme göre hesaplanan teorik elastisite modülleri ile model duvar deneylerinden elde edilen gerçek elastisite modülleri grafik üzerinde işaretlendikten sonra yapılan lineer regresyon analizi neticesinde noktaları temsil eden yüksek korelasyonlu doğrunun, tarafımızca önerilen (5) denklemini temsil eden doğrudan ~%35 oranında saptığı görülmektedir (Şekil 10).

y = xR2 = 0,77

y = 0,63xR 2 = 0,73

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 1000 2000 3000 4000 5000


Den

eyse

l Ela

stisi

te M

odül

ü (M

Pa)

(5) Denklemi

Drysdale vd. (1993)

Şekil 10. Drysdale vd. (1993) tarafından önerilen elastisite modülü denkleminin (5) numaralı denklem

ile karşılaştırılması


540

SONUÇLAR VE ÖNERİLER Makro-model yaklaşımı ile yapılacak sayısal analizlerde kullanmak üzere bileşen malzemelerin elastisite modülünün değişken olarak yer aldığı kompozit eleman modelleri oluşturulmuştur. Bu modeller, duvar parçası ve model duvarlar üretilerek yapılan deney sonuçlarının ayrı ayrı değerlendirilmesi ile elde edilmiştir. Flatjack yöntemi ile belirlenen kompozit eleman elastisite modülleri ile bileşen malzemelerin elastisite modülleri arasında oluşturulan modelin gerçeğe daha yakın sonuçlar verdiği görülmüştür.

Tarihi yapıların mevcut durumdaki elastisite modülü, basınç dayanımı gibi mekanik özelliklerinin belirlenmesi için büyük boyutlu örneklerin yapıdan kesilerek alındığı görülmektedir. Söz konusu uygulama ile hem tarihi yapıya zarar verilmekte hem de kesim esnasında örnek içerisinde çatlak vb. kusurlar oluşabilmektedir. Yapılan deneysel çalışma sonuçlarına göre bu yöntem ve flatjack yöntemi ile belirlenen mekanik özellikler arasında önemli sapmalar olduğu belirlenmiştir. Buna göre; uygulamanın kısmen tahribatlı olması (yapıya çok daha az zarar vermesi) ve zâti yük altında yapılması göz önüne alındığında tarihi yapı analizleri için gerekli kompozit eleman verilerinin belirlenmesinde flatjack yönteminin kullanılması önerilmektedir.

Teşekkür “Tarihi Yapıların Tuğla Duvar Özgün Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi ve Yük Altında Davranışının Model Deneylerle Araştırılması” başlıklı, 111M568 no.lu araştırma projemizi destekleyen TÜBİTAK’a ve “Tarihi Yapıların Özgün Malzeme Özelliklerine Uygun Harç Üretimi” başlıklı, 2011-05-01-DOP01 no.lu araştırma projemizi destekleyen Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü’ne teşekkür ederiz.

KAYNAKLAR ASTM C67 (2014) Standard test methods for sampling and testing brick and structural clay tile,

ASTM International, USA ASTM C1197 (2014) Standard test method for in situ measurement of masonry deformability

properties using the flatjack method, ASTM International, USA Chaimoon K and Attard MM (2007) “Modeling of unreinforced masonry walls under shear and

compression”, Engineering Structures, 29(9): 2056–2068 Cheema TS and Klinger RE (1986) “Compressive Strength of Masonry Prisms”, ACI Journal, 83(1):

88–97 Drysdale RG, Hamid AA and Baker LR (1993) Masonry Structures Behavior and Design, 2nd Ed.,

Prentice-Hall, New Jersey. Kanıt R ve Işık NS (2007) “Tuğla kemerlerin deneysel davranışı ve bilgisayar modeli analizleri”, Gazi

Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22(1): 13–20 Köksal E, Köksal HO ve Yıldırım H (2004) “Eksenel Basınç Altında Beton Briket Yığma Prizmaların

Sonlu Eleman Analizi”, İMO Teknik Dergi, 218: 3249–3265 Moropoulou A, Cakmak AS, Biscontin G, Bakolas A and Zendri E (2002) “Advanced Byzantine

cement based composites resisting earthquake stresses : the crushed brick/ lime mortars of Justinian’s Hagia Sophia”, Construction and Building Materials, 16: 543–552

Sahlin S (1971) Structural Masonry, Prentice-Hall, New Jersey STATISTICA (2001) Data Analysis Software System, Ver. 6, StatSoft Inc. TS EN 1015-11 (2000) Kâgir harcı-Deney metotları-Bölüm 11: Sertleşmiş harcın basınç ve eğilme

dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara TS EN 1015-2 (2000) Kâgir harcı-Deney metotları-Bölüm 2: İmalatta kullanılan harç yığınlarından

numune alma ve deney için hazırlama, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara TS EN 772-1:2011+A1 (2015) Kâgir birimler-Deney yöntemleri-Bölüm 1: Basınç dayanımının tayini,

Türk Standartları Enstitüsü, Ankara


541

TS EN 13286-43 (2004) Bağlayıcısız ve hidrolik bağlayıcılı karışımlar-Bölüm 43: Deney metodu-Hidrolik bağlayıcılı karışımların elâstiklik modülünün tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara

Ulukaya S (2016) Tarihi Kireç Harcı Özelliklerine Uygun Yeni Malzemelerin Üretimi ve Sayısal Analiz İçin Malzeme Parametrelerinin Belirlenmesi, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul

Ulukaya S ve Yüzer N (2016) “Assessment of pozzolanicity of clay bricks fired at different temperatures for use in repair mortar”, ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, 28(8)

Yüzer N (2015) “Tarihi Yapıların Tuğla Duvar Özgün Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesi ve Yük Altında Davranışının Model Deneylerle Araştırılması”, TÜBİTAK 111M568 No.lu Proje Sonuç Raporu, İstanbul


542

Documents

TARİHİ YAPILARDA TAŞIYICI TUĞLA DUVARIN ELASTİSİTE ... · MODULUS OF ELASTICITY OF LOAD-BEARING BRICK WALLS IN HISTORICAL BUILDINGS . Serhan ULUKAYA. 1 ve Nabi YÜZER2