Tarihi yapıların sonlu elemanlar yöntemiyle analizinin Bursa Ördekli Hamamı örneğinde incelenmesi
Finite element analyses of historical buildings: case study Bursa Ördekli Bath
Yazar: MUHAMMED BİLAL BAĞBANCI
Danışman: DOÇ. DR. REŞAT ÖZCAN
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Binlerce yıllık kültürel mirasımız olan ve birçok deprem, yangın, savaş ve doğal afet geçirmiş tarihi yapı ve anıtlara yapılacak olan müdahalelerden önce tarihi yapının oluşturulma biçiminin, malzeme özelliklerinin, statik ve dinamik yükler altındaki davranışlarının bilinmesi gerekmektedir. Binlerce yıllık geçmişi olan bu yapıların günümüzden geleceğe aktarılması çok önemlidir. Bu anlamda yapının korunması için yapılacak olan müdahalelerde birçok disiplinin (tarih araştırması, mimarlık ve mühendislik araştırmaları) bir arada çalışması yapının gelecek kuşaklara aktarılmasında bir güvence olacaktır.Bursa Ördekli Hamamı ile ilgili yapılan bu çalışmada öncelikle yapının tarihçesi, uğradığı hasar ve deformasyonlar, taşıyıcı elemanların yük taşıma mekanizmaları, malzeme karakteristikleri ve mukavemetleri, zemin ve geoteknik özellikleri incelenmiştir. Daha sonra tarihi yapının malzeme olarak değişkenlik gösterdiği bölgeler belirlenerek numuneler alınarak yapıda kullanılan malzemelerin (taş, tuğla ve harç) kimyasal, mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenmiş, duvarlarda taş-harç birleşiminden oluşan üst yapıya ait olan eğrisel örtülerde de tuğla-harç birleşiminden oluşan kompozitin mekanik ve fiziksel özellikleri tespit edilmiştir. Daha sonra yapının tümüne ait üç boyutlu katı modeli, Cad çizim programları kullanılarak oluşturulmuştur. Elde edilen Cad model kullanılarak çeşitli analizlerin yapılabilmesi için sonlu eleman modeli hazırlanmıştır.Analiz çalışmalarında ise; yapının kendi ağırlığı altındaki analizleri yapıldıktan sonra yapının A1 türü burulma düzensizliği kontrol edilmiştir. Yapının deprem analizinde doğal titreşim periyotları hesaplandıktan sonra davranış spektrumu yöntemi kullanılarak deprem analizleri yapılmıştır. Ayrıca 2007 Türk Deprem Yönetmeliği kullanılarak duvarların kayma dayanımlarının emniyetli kayma dayanımlarıyla karşılaştırılması yapılacaktır. Oturma varsayımları yapının duvarlarında oluşturulduktan sonra yapının tüm analiz sonuçları değerlendirilerek yapının yıkık bölümlerinin yıkılma nedenleri adım adım araştırılmıştır.Ülkemizin büyük bir kısmının deprem bölgesinde olması tarihi yapılar için yapılacak olan analiz çalışmalarını son derece önemli kılmaktadır. Bu konuda ülkemizde yapılan tarihi yapıların korunmasına ilişkin çalışmaların çoğunda herhangi bir analiz yöntemi kullanılmamaktadır. Tarihi yapıların güçlendirme ve koruma yöntemleri belirlenmeden önce; yapıya ilişkin sayısal analizlerin gerçekleştirilmesi ve elde edilen sonuçlar göz önünde bulundurularak restorasyon çalışmalarının yapılması, yapılacak çalışmaların hiç kuşkusuz daha bilinçli olmasını sağlayacaktır.

Abstract:
Before any attempt to be made for repair of the historical monuments and buildings which exposed lots of earthquakes, fires, wars and hazards from the past to nowadays, how to be formed, material strength, load carrying characteristics should be picked up. Also it is a duty for us to hand on this structures to the future. Many diciplines (historical, architectural and engineering researchs) must working together for conservation or repair of this structures to keep the historical meaning of the structure.In this study which Bursa Ördekli Public Bath is considered; the soil conditions and the geotechnical aspects, material characteristics and mechanical properties of structures will be determined on site and laboratory experiments. Samples will taken from the different spaces and various parts of the structures for determining the chemical, physical and mechanical properties of materials (ruble stone,brick and mortar) which are used in the construction of the Hamam. After the individual tests the composite materials (rubblestone-mortar in walls, brick-mortar in transition elements and domes) physical and mechanical parameters will calculated. Later on with the help of the CAD programs the 3D model of the structure will be formed and for making the various analysis with the CAD model, the finite element model of the structure will be prepared.In the analysis phase, first of all lineer self weight analysis will be performed. After this analyse, torsional irregularity effects during eathquake is investigated. Natural frequencies of the structure will calculate for the dynamic analysis. After all analysis, comparisons will made with the analysis results and the collapse parts of the structure. The results will avaluate and try to find out the collapse mechanism of the structure.The analyses of historical structures are so important because most of our counry is in the eatquake region. The most of the conservation works in our country was applied without using any numerical analysis methods. Before determination the strengthening and conservation methods of the structure, the numerical analysis must have been done and restoration works are made with the conscious on historical structures.