Büyük kütleli tarihi yapıların çevresel etkiler altında yapısal dengesinin analitik yöntemlerle incelenmesi; sinop kalesi örneği
Investigation on structural stability of large scale historical buildings under environmental effects with analytical methods; case study: historical sinop castle
Yazar: RÜYA KILIÇ DEMİRCAN
Danışman: PROF. DR. ALİ İHSAN ÜNAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yenilenemez bir kaynak olan mimari miras ve bu mirasın içerdiği tüm değerlerle gelecek nesillere aktarılması toplumsal bir sorumluluktur. Bu sorumluluk bilinci giderek yaygınlaşmakta ve bu konuda yapılan çalışmalar hız kazanmaktadır. En önemli mimari miras olan tarihi yapıların sürdürülebilir olması gerekli koruma-onarım-güçlendirme çalışmalarının uygulanarak yapısal bütünlüklerini devam ettirebilmeleri ile mümkündür. Bu uygulamalar öncesi mevcut tarihi yapının yapısal davranışının araştırılması, uygulanacak yöntem açısından büyük önem arz etmektedir. Teknolojik gelişmeler ışığında sayısal ortamda yapıların modellenmesi ve analizleri günümüzde önemli derecede kolaylaşırken, analizlerin doğru yorumlanması mühendislik önsezisiyle sağlanabilmektedir. Büyük kütleli, düzgün bir geometriye sahip olmayan sur duvarlarının ve kale burçlarının, çevresel etkiler altındaki yapısal davranışları hakkında yorum yapmak kolay değildir. Bu kapsamda Sinop Kalesi sur duvarları ve burçları çalışma alanı olarak seçilmiştir. Mevcut sur duvarları ve burçların dalga kuvvetleri ve zemin problemleri gibi çevresel etkiler altında aşamalı olarak, bir bütün halde yıkılmasının senaryosu için analitik bir yöntem önerilmiştir. Bu analizler ile özel yükler ya da çevresel etkiler nedeniyle, taş duvar örgüsünde herhangi bir ayrışma ve dağılma olmadan, büyük kütlelerin stabilite sorunlarından dolayı bütün olarak devrilmelerinin nedenleri araştırılmıştır. Hazırlanan sonlu elemanlar modelleriyle kalenin sur duvarları ve burçları literatürden alınan ortalama dalga kuvvetlerine maruz bırakılıp zemin özellikleri yaylar ve izolatörlerle sınırlandırılmıştır. Ayrı ayrı aşamalı yıkım senaryosu seri analizlerle gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda uygulanan yöntem, temel mühendislik ilkelerine göre doğrulanmıştır.

Abstract:
It is a social responsibility to pass on the architectural heritage, which is a non-renewable resource, with all its values to future generations. This sense of responsibility is gradually becoming widespread and studies on this subject are gaining momentum. The sustainability of the historical buildings which are the most important architectural heritage is only possible with the maintenance of the structural unity by the implementation of the necessary conservation-repair-strengthening process. Researching the structural behavior of the existing historical building is of great importance in terms of the method to be used prior to the applications. While modeling the structures in digital platform in the light of technological developments along with its analysis is getting significantly easier today, the interpretation of the analysis in a correct way can only be achieved with engineering foresight. It is not easy to comment on the structural behavior of the city walls and bastions which are massive and do not have uniform geometries under environmental influences. In this context, the city walls and bastions of Sinop Castle were chosen as the study area. An analytical method is proposed for the scenario of a gradual collapse of the existing city walls and bastions as a whole under the environmental effects such as wave forces and soil problems. With these analyses, the reasons why the large masses have been overturned as a whole due to the problems of stability were investigated without any segregation and dispersion likely to be caused by specific loads or environmental effects in the masonry. With the finite element models prepared, the city walls and bastions of the castle were exposed to the average wave forces taken from the literature, and the ground properties were limited by springs and insulators. Severally-gradual collapse scenarios were put into action with serial analyses. As a result of the analyses conducted, the method employed has been verified in accordance with basic engineering principles.