Tarihi kalelerin sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmesi

Abstract

Kültürel kimliğimiz olan tarihi yapılar geçmişimiz ve geleceğimiz arasında rehberlik ettikleri için önemleri büyüktür. Zaman içinde gerek insan faktöründen gerekse doğal etkilerden yıpranmaya yüz tutmuşlardır. Tarihi yapıların geleceğe aktarılmasını sağlamak için ulusal ve uluslararası disiplinler doğrultusunda çalışmalar yapılmaktadır. Özellikle ülkemiz aktif deprem kuşağında yer aldığı için tarihi yapıların deprem etkisindeki davranışı bilinmeli ve buna göre gerekli önlemler alınması gerekmektedir. Bu çalışmalar farklı disiplinler tarafından işbirliği içinde titizlikle yürütülmelidir. Bu çalışma kapsamında tarihi yapıları daha iyi tanımak için, tarihi yapıların malzeme özellikleri ve taşıyıcı sistemleri hakkında bilgi verilmiştir. Tarihi yapılarda meydana gelebilecek hasar türleri ve bu hasarlar için önerilen onarım ve güçlendirme metotları ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Yığma yapıların analizinde kullanılan modelleme teknikleri hakkında bilgi verilmiştir. Çalışma kapsamında ele alınan Tarihi Sinop Kalesi sur duvarları ve burçları hakkında genel bilgiler verildikten sonra Tarihi Sinop Kalesi'nin 4. bölge 10 nolu burç kısmı SAP2000 V20 paket programı kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmiştir. Tarihi Kale SOLID eleman olarak modellenmiş, statik ve modal analizleri çeşitli yük kombinasyonlarına göre TBDY 2018'e uygun olarak yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda yapıda meydana gelebilecek maksimum gerilmeler ve yer değiştirmeler belirlenmiştir. Oluşabilecek en büyük gerilmelerin burcun köşe noktalarında meydana geldiği tespit edilmiştir. Elde edilen basınç gerilmesinin maksimum değeri 729,495x10^(-3) MPa olup sınır basınç gerilmesi olan 2,4 MPa 'ı aşmadığı gözlemlenirken, bulunan çekme gerilmesinin maksimum değeri 557,376x10^(-3) MPa 'ın sınır çekme gerilmesi olan 0,15'i aştığı görülmüştür. Buna ek olarak X-Y düzleminde meydana gelen maksimum kayma gerilmesi 163,061x10^(-3) MPa 'ın sınır kayma gerilmesi olan 1,05 değerini aşmıştır.

Historical buildings which are our cultural identity, are of great importance as they guide us between our past and our future. They have begun to wear out from both human factor and natural effects in time. In order to ensure that historical buildings are transferred to the future, studies are carried out in line with national and international disciplines. Especially since our country is located in an active earthquake zone, the behavior of historical buildings under the influence of earthquakes should be known and necessary precautions should be taken accordingly. These studies should be carried out meticulously by different disciplines in cooperation. Within the scope of this study information is given about the material properties and carrier systems of historical buildings in order to get to know the historical buildings better. The types of damage that may occur in historical buildings and the repair and strengthening methods recommended for these damages are discussed in detail. Information is given about the modeling techniques used in the analysis of masonry structures. Within the scope of the study, general information about the historical Sinop Castle city walls and bastions is given. Then, the 4th district 10th bastion part of the Historical Sinop Castle was analyzed with the finite element method using the SAP2000 V20 package program. The historical castle was modeled as a SOLID element and its static and modal analyzes were carried out in accordance with TBDY 2018 according to various load combinations. As a result of the analysis, the maximum stresses and displacements that may occur in the structure were determined. It has been determined that the greatest stresses can occur at the corner points of the bush. The maximum value of the obtained compressive stress is 729,495x 10^(-3) MPa and it has been observed that it does not exceed the limit pressure stress of 2.4 MPa. It has been observed that the maximum value of the tensile stress is 557,376x 10^(-3) MPa and exceeds the limit tensile stress of 0.15 MPa. In addition, the maximum shear stress occurring in the X-Y plane exceeded the limit shear stress of 163,061 x 10^(-3) MPa of 1.05 MPa.