İlker KAZAZ, İrfan KOCAMAN, Dilek OKUYUCU

Tarihi Yapı Malzeme Özelliklerinin Belirlenmesinde Yeni Bir Yöntem Önerisi: Lala Paşa Camii Örneği

Sismik olarak dünyanın en aktif bölgelerinden birisi olan Anadolu yarımadası pek çok medeniyetin izlerini taşıyan tarihi yığma yapılara ev sahipliği yapmaktadır. Mimari kültür mirasımızın depremlerin yıkıcı etkilerinden korunabilmesi için bu yapıların dinamik davranışları gerçekçi yaklaşımlarla belirlenmelidir. Yığma yapılarda malzeme mekanik özelliklerinin tespitindeki zorluk ve belirsizlikler bilgisayar ortamında kurgulanan yapısal modelleri her zaman sorgulanır kılmaktadır. Bu çalışmada Erzurum il merkezinde yer alan Lala Mustafa Paşa Camii’nin taşıyıcı eleman malzeme özelliklerini belirlemek için literatürde mevcut yığma malzeme modelleri incelenerek teorik bir yaklaşım ortaya konulmuştur. Yapının sonlu eleman modeli oluşturularak teorik modal analizi, Operasyonal Modal Analiz yöntemiyle de deneysel modal analizi gerçekleştirilmiştir. Teorik ve deneysel olarak belirlenen modal parametreler irdelenerek yapının malzeme özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen sonlu eleman modelinde, 1992 Erzincan Depremi ivme kayıtları kullanılarak gerçekleştirilen dinamik analizler neticesinde yapının göçme mekanizması araştırılmıştır.

Determination of Material Properties of Historical Masonry Structures with Dynamic Parameters: Lala Pasha Mosque Example

Being one of the most active seismic zones of the earth; Anatolian peninsula hosts historic masonry structures which carry traces of numbers of civilizations. Dynamic behavior of these structures should be estimated with realistic approaches in order to protect our architectural historic heritage from destructive effects of earthquakes. Difficulties and uncertainties in determination of mechanical properties of masonry structures make their computer models questionable. In this study, a theoretical approach is presented for determination of material properties for structural elements of Lala Mustafa Pasha Mosque located in Erzurum. Theoretical modal analysis was realized over finite element model of the structure; experimental modal analysis was realized by operational modal analysis method. Material properties of the structure were finally defined by evaluating theoretical and experimental modal parameters. Collapse mechanism of the structure was investigated by realizing dynamic analysis of finite element model using 1992 Erzincan earthquake acceleration records.

PDF

___

Durukal, E., Cimilli S., Erdik M., Dynamic Response of Two Historical Monuments In İstanbul Deduced From The Recordingsof Kocaeli and Duzce Earthquakes, Bulletin of The Seismological Society of America, 93(2), 694-712, 2003.
[2] Gentile, C., Saisi, A., Ambient Vibration Testing of Historic Masonry Towers For Structural Identification and Damage Assessment, Construction and Building Materials, 21, 1311-1321, 2007.
[3] Bayraktar, A., Altunisik, A.C., Sevim, B., Türker, T., Akköse, M., Çoşkun, N., Modal Analysis, Experimental Validation, and Calibration of A Historical Masonry Minaret. Journal of Testing and Evaluation, 36(6), 516-24, 2008.
[4] Bayraktar A., Türker T., Sevim B., Altunışık A.C., Yıldırım F., Modal Parameter Identification of Hagia Sophia Bell-Tower Via Ambient Vibration Test, Journal of Nondestructive Evaluation, 28 (1), 37-47, 2009.
[5] Ramos, L.F., Marques, L., Lourenço, P.B., De Roeck, G., Campos-Costa, A., Roque, J., Monitoring Historical Masonry Structures With Operational Modal Analysis: Two Case Studies, Mechanical Systems and Signal Processing, 24, 1291-1305, 2010.
[6] Şeker, B.Ş., Mimar Sinan Camilerinin Statik ve Dinamik Yükler Etkisinde Davranışlarının İncelenmesi, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, 2011.
[7] Mustafaraj, E., Yardım, Y., Canditional Assessment of Historical Structures: Earthquake Performance of Naziresha Mosque, International Students Conference of Civil Engineering, Tirana, Albania, 2012.
[8] Şeker, B.Ş., Doğangün, A., Çakır, F., Merzifonlu Kara Mustafa Paşa Cami Taşıyıcı Sistemi Üzerine İrdeleme, SDU International Technologic Science, 5, 112-120, 2013.
[9] Koseoglu, G.C., Canbay, E., Assessment and Rehabilitation of The Damaged Historic Cenabı Ahmet Pasha Mosque, Engineering Failure Analysis, 57, 389-398, 2015.
[10] Boru, E.O., Kutanis, M., Çevrel Titreşim Kayıtları Kullanılarak Yapı Dinamik Parametrelerinin Belirlenmesi, SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, 19(1), 59-66, 2015.
[11] Çalık, İ., Bayraktar, A., Türker, T., Betonarme Kubbeli Taş Yığma Duvarlı Camilerin Dinamik Davranışına Etkisinin Çevresel Titreşim Yöntemiyle İncelenmesi, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31(3), 621-630, 2016.
[12] Cakir, F., Uysal, H., Acar, V., Experimental Modal Analysis of Masonry Arches Strengthened With Graphene Nanoplatelets Reinforced Prepreg Composites, Measurement, 90, 233-241, 2016.
[13] Torres, W., Almazán, J.L., Sandoval, C., Boroschek, R., Operational Modal Analysis and FE Model Updating of The Metropolitan Cathedral of Santiago, Chile, Engineering Structures, 143, 169-188, 2017.
[14] Yenişehirlioğlu, F., Madran, E., Mimar Sinan Yapıları. Türk Tarih Kurumu Basım Evi, Ankara, 1989.
[15] Gündogdu H.,. Erzurum: History and Civilization. Writers Union of Turkey, Erzurum 2011 Series -1, Ankara-Turkey, 2011.
[16] Konyalı I.H., History of Erzurum With Monuments and Inscription. Ercan Matbaası, Istanbul, Turkey, 1960.
[17] Bozal M., Erzurum Lala Paşa Cami Rölöve Restorasyon Restitüsyon Projesi, Envar Mimarlık, Ankara, 2015.
[18] Çamlıbel, N., Sinan Mimarlığında Yapı Strüktürünün Analitik İncelenmesi. Doçentlik Tezi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1998.
[19] Bayülke, N., Yığma Yapılar, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı- Afet İşleri Genel Müdürlüğü. Deprem Araştırma Dairesi Başkanlığı, Ankara, 1992.
[20] DemirC.,IlkiA.,CharacterizationofMaterialsUsedInTheMulti-LeafMasonryWalls of Monumental Structures In İstanbul, Turkey. Construction and Building Materials, 64, 398-413, 2014.
[21] Tsoutrelis C.E. ve Exadaktylos G.E., Effect of Rock Discontinuities on Certain Rock Strength and Fracture Energy Parameters Under Uniaxial Compression, Geotech Geol Eng, 11(2), 81-105, 1993.
[22] Tomazevic M., Earthquake Resistant Design of Masonry Buildings, Singapore: Imperial College Press, 268, 1999.
[23] Binda L., Pina-Henriques J., Anzani A., Fontana A., Lourenco P.B., A Contribution For The Understanding of Load-Transfer Mechanisms In Multi-Leaf Masonry Walls: Testing and Modelling, Engineering Structure. 28(8), 1132-1148, 2006.
[24] Eurocode 6: Design of Masonry Structures. Part 1.1: General Rules For Reinforced and Unreinforced Masonry Structures, European Committee For Standardization, ENV 1996-1-1:1995, 1995.
[25] Solidworks, Modeling Software, 2013.
[26] ANSYS V.16.0, Swanson Analysis System, 2015.
[27] Willam K.J. and Warnke E.D., Constitutive Model For The Triaxial Behavior of Concrete, International Association For Bridge and Structural Engineering, 19, 1975.
[28] Rainieri, C. and Fabbrocino, G., Operational Modal Analysis for the Characterization of Heritage Structures, GEOFIZIKA , 28, pp.109-126, 2011.
[29] Zhang, L., Brincker, R., Andersen, P., An Overview of Operational Modal Analysis:Major Development and Issues, Proc. Of the International Modal Analysis Conference, Copenhangen, Denmark, 26-27, April, 2005.
[30] Bendat, J.S. and Piersol, A.G., Random data: analysis and measurement procedures. John Wiley & Sons, 1986.
[31] Brincker, R., Zhang, L., Andersen P., Modal Identification from Ambient Responses using Frequency Domain Decomposition. Proceedings 18th International Modal Analysis, Texas, USA, 625-630, 2000.
[32] Brincker, R., Zhang, L., Andersen, P., Output-only Modal Analysis by Frequency Domain Decomposition. in: Proceedings of the ISMA25 Noise and Vibration Engineering, Leuven, Belgium; 2000.
[33] Svibs. ARTeMIS, Ambient Response Testing and Modal Identification Software, Versiyon Modal 5.1, 2016.
[34] Bayraktar, A., Altunişik, A.C., Sevim, B., Türker T., Akköse, M., Çoşkun, N., Modal Analysis, Experimental Validation, and Calibration of a Historical Masonry Minaret, Journal of Testing and Evaluation, 36(6), 2008.
[35] Erzurum Çevre Durum Raporu, Erzurum Valiliği Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü, Erzurum, 2011.
[36] Kazaz İ., Yakut A., Gülkan P., Numerical Simulation of Dynamic Shear Wall Tests: A Benchmark Study, Computers & Structures, 84(8-9), 549-562, 2006.
[37] T.C.BaşbakanlıkAfetveAcilDurumYönetimiBaşkanlığıDepremDairesiBaşkanlığı, Sayısal Veriler, Http://Kyh.Deprem.Gov.Tr/Ftpt.Htm Erişim Tarihi Ocak 30, 2013.
[38] Bayülke, N., Yapıların Onarımı ve Güçlendirilmesi. İnşaat Mühendisliği Odası İzmir Şubesi, 15, 1999.
[39] T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı. “Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik”. Afet İşleri Genel Müdürlüğü, 2007.