Yığma yapıların çevresel titreşim verileri kullanılarak deprem davranışının incelenmesi: Adana Büyük Saat Kulesi örneği
Investigation of earthquake behavior of masonry structures using ambient vibration test: Adana Great Clock Tower example
Yazar: HAKAN ERKEK
Danışman: PROF. DR. YUSUF CALAYIR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Tarihi yapılar kültürel miras özelliğine sahip korunması gereken yapılardır. Yapısal davranışı birçok değişkene bağlı olan tarihi yapıların sonlu elemanlar yöntemler ile modellenmesinde birçok kabul yapılmakta ve kabuller çoğu zaman yapının gerçek davranışını yansıtmamaktadır. Bu yapıların deprem etkisindeki davranışlarının doğru bir şekilde belirlenebilmesi için deneysel verilere bağlı olarak sonlu elemanlar modellerinin güncellenerek kullanılması önem arz etmektedir. 
Bu çalışmada uygulama örneği olarak seçilen tarihi bir yığma yapı olan Adana Büyük Saat Kulesinin, başlangıç sonlu elemanlar modeli oluşturularak bu modele ait doğal frekanslar ve mod biçimleri belirlenmiştir. Daha sonra Operasyonel Modal Analiz yöntemi kullanılarak bu yapının deneysel ölçümleri yapılmış, mevcut duruma ait doğal frekanslar ve mod biçimleri belirlenmiş, bu deneysel mod ve frekanslara bağlı olarak yapının başlangıç sonlu elemanlar modeli güncellenmiştir. Güncellenen sonlu elemanlar modele ait doğrusal olmayan malzeme parametreleri doğrusal olmayan davranışı yansıtacak şekilde belirlenmiş ve bu modelin statik itme ve deprem etkisindeki zaman tanım alanı analizleri gerçekleştirilmiştir. Zaman tanım alanı analizlerinde kullanılmak üzere dört farklı deprem dikkate alınmış, her bir depremin iki yatay bileşeni, TBDY-2018'de tanımlanan DD2*1.3 ve DD3*1.3 deprem düzeyli tasarım spektrumlarına göre ölçeklendirilmiş ve yapıya uygulanmıştır. Aynı depremin iki yatay bileşen 90°döndürülerek yapıya tekrar uygulanmıştır. Tepki büyüklükleri olarak, tepe yer değiştirmesi ve taban kesme kuvvetinin zamanla değişimleri, güç tükenmesi öncesi yanal yer değiştirmenin yükseklik boyunca değişimi ve hasara bağlı olarak oluşan plastik şekil değiştirme bölgeleri değerlendirilmiştir. Farklı deprem kayıtlarının ve uygulama doğrultularının sonuçlar üzerindeki etkinliği irdelenmiştir.

Abstract:
Historical structures are buildings that have cultural heritage characteristics and should be protected. Many assumptions are made in the finite element modeling of historical buildings, whose structural behavior depend on many variables. However, these assumptions often do not reflect the real behavior of the building. In order to determine the earthquake behavior of these structures accurately, it is important to update and use finite element models based on experimental data. 
In this study, Adana Great Clock Tower, which is a historical masonry structure, was chosen as an application example. For this structure, firstly, initial finite element model was created, and then natural frequencies and modes forms of this model were determined by using the modal analysis method. Next, experimental measurements of this structure were made by using the Operational Modal Analysis method, and natural frequencies and modes forms of the current situation were determined. The initial finite element model of the structure was updated depending on these experimental frequencies and modes. The nonlinear material parameters of the updated finite element model were determined to reflect the nonlinear behavior, and static pushover and time domain earthquake analyses of this model were performed. Four different earthquakes were selected to be used in time domain earthquake analyses, two horizontal components of each earthquake were scaled according to DD2* 1.3 and DD3* 1.3 earthquake level design spectra defined in TBDY-2018 and applied to the structure. Two horizontal components of the same earthquake were applied once again to the structure by rotating 90°. As response quantities, the time variations of the peak displacement and base shear force, the variation of lateral displacement along the height before failure of structure, and the plastic deformation formed due to damage were evaluated. The effectiveness of different earthquake records and application directions on the results has been assessed.