Yığma yapıların deprem direnci üzerinde payanda formunun etkisi ve Süleymaniye Camisi'nin payanda sisteminin irdelenmesi
The effect of buttress form on seismic resistance of masonry buildings and examination of the buttress system of the Suleymaniye Mosque
Yazar: RABİA İZOL
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET ARİF GÜREL
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan analiz = Nonlinear analysis ; Payanda = Strut ; Süleymaniye Camii = Süleymaniye Mosque ; Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Bu tez çalışmasında ilk olarak tarihi yığma yapılarda payanda formunun sismik dirence etkisi incelenmiştir. Tarihi yığma yapı mimarisine ayrıntılı bir bakış bu yapılardaki payandaların şaşırtıcı bir form çeşitliliğine sahip olduğunu göstermektedir. Çalışmaya tarihi yığma yapılarda en yaygın rastlanan payanda formlarından uçan payandalara kadar, payanda formları örneklerle sunularak başlanmıştır. Daha sonra yığma payandalar konusunda yapılan çalışmalar hakkında kapsamlı bir literatür incelemesi verilmiştir. Payandaların form ve boyutlarının deprem direncine etkisini görebilmek için payandalara sahip iki yapı düşünülmüştür. Bunlardan birincisi Antalya' nın Alanya ilçesinde yer alan Şarapsa Han' dır. Han, beşik tonozla örtülü, oldukça sade ve düzenli bir plan ve boy kesit şekline sahip bir yapıdır. 14 farklı payanda formu dikkate alınıp, Han' ın bu payandalarla desteklenen modelleri üzerinde analizler yapılarak, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Modellerin bir mekanizma durumuna dönüşmeleri için yanal atalet kuvveti kademeli olarak artırılıp, her modelin dayanabileceği en büyük yatay yer ivmesini temsil eden maksimum deprem katsayısı belirlenmiştir. Modeller üzerinde iki grup analiz yapılmıştır. Birinci grupta payandaların hacimleri eşit tutulmuş, ikinci grupta ise taban derinlikleri ve kalınlıkları eşit olarak alınmıştır. Bu analizler sonucunda her model için elde edilen toplam taban kesme kuvvetleri karşılaştırılarak payanda formunun yapının sismik dayanımı üzerindeki etkinliği belirlenmiş ve değerlendirilmiştir. Birinci grup hesaplarda yapıya en yüksek direnci eğrisel iç bükey payandanın sağladığı görülmüşken, ikinci grup hesaplarda formun yine etkisinin olduğu ancak ilk grup hesaplardaki kadar büyük olmadığı tespit edilmiştir. Çalışmada ikinci kısım olarak Süleymaniye Camisi' nin payanda sistemi irdelenmiştir. Bu kapsamda yapının mevcut payandalı hali ile azaltılmış boyutlardaki payandalı halleri üzerinde doğrusal olmayan statik itme analizleri yapılıp, sonuçlar karşılaştırılmıştır. Analizlerden elde edilen kapasite eğrileri değerlendirildiğinde Cami' nin payandasız haliyle dahi oldukça yüksek bir yatay yük kapasitesine sahip olduğu görülmüştür. Yapının mevcut payanda boyutlarıyla sınırlı performans kriterini sağladığı, buna karşılık azaltılmış payanda boyutlarıyla kontrollü hasar bölgesi içine girdiği belirlenmiştir. Hem Şarapsa Han' ın hem de Süleymaniye Camisi' nin sonlu eleman modeli ve hesaplamaları Abaqus programında ve makro modelleme yaklaşımı kullanılarak yapılmıştır. Doğrusal olmayan malzeme tanımı için ise Abaqus programında yer alan Beton Hasar Plastisite modeli benimsenmiştir. Çalışmanın sonunda elde edilen sonuçlar sunulmuş ve yığma yapılar üzerinde gelecekte yapılabilecek çalışmaşlar ile ilgili fikirler verilmiştir.

Abstract:
In this thesis, first of all, the effect of buttress form on the seismic resistance of historical masonry buildings was investigated. A detailed look at historical masonry architecture shows that the buttresses in these buildings have an astonishing variety of forms. The study began by presenting examples of buttress forms, ranging from the most common form of buttresses to flying buttresses in historical masonry structures. Afterwards, a comprehensive literature review about the studies on masonry buttresses is given. In order to see the effect of the form and dimensions of the buttresses on the earthquake resistance, two structures with buttresses are considered. The first of these is Sarapsa Han, located in the Alanya district of Antalya. The inn is a structure covered with a barrel vault, with a very simple and regular plan and cross-sectional shape. Considering 14 different buttress forms, analyzes were made on Han's models supported by these buttresses, and the results were compared. In order for the models to turn into a mechanism, the lateral inertia force was gradually increased and the maximum earthquake coefficient representing the maximum horizontal ground acceleration that each model could withstand was determined. Two groups of analyzes were performed on the models. In the first group, the volumes of the buttresses were kept equal, in the second group, the base depths and thicknesses were taken as equal. As a result of these analyzes, the total base shear forces obtained for each model were compared and the effectiveness of the pier form on the seismic resistance of the structure was determined and evaluated. While it was seen that the curvilinear concave buttress provided the highest resistance to the structure in the first group calculations, it was determined that the form had an effect in the second group calculations, but not as big as in the first group calculations. As the second part of the study, the buttress system of the Süleymaniye Mosque was examined. In this context, non-linear static pushover analyzes were performed on the existing state and the reduced sized buttressed states of the building, and the results were compared. When the capacity curves obtained from the analyzes are evaluated, it is seen that the Mosque has a very high lateral load capacity even without buttresses. It has been determined that the building meets the limited performance criteria with the existing buttress dimensions, but enters the controlled damage zone with its reduced buttress dimensions. The finite element model and calculations of both Sarapsa Han and Süleymaniye Mosque were made using the Abaqus program and macro modeling approach. For the nonlinear material definition, the Concrete Damage Plasticity model in the Abaqus program was adopted. At the end of the study, the results obtained are presented and ideas about future studies on masonry structures are given.