Yığma Kemer ve Duvarların Doğrusal Olmayan Sonlu Elemanlar Analizi
Nonlinear finite element analysis of masonry arches and walls
Yazar: AHMET AKYÜREK
Danışman: PROF. DR. ŞEREF DOĞUŞCAN AKBAŞ
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Türkiye'nin bulunduğu coğrafya tarihten bugüne kadar binlerce medeniyete ev sahipliği yapmıştır. Bu medeniyetlerden günümüze kadar ayakta durmayı başaran birçok tarihi yapı bulunmaktadır. Bu tarihi yapıların türleri incelendiğinde büyük bir kısmının yığma yapı olduğu görülmektedir. Ayrıca bu yapıların çoğunda görülen, binlerce yıllık tarihi olan ve farklı geometrilerde görebildiğimiz hafifletme kemeri sistemini anlamak, tarih boyunca kullanılan bu sistemin yığma yapılardaki faydasını statik ve dinamik koşullar altında incelemek, bu sistemlerin anlaşılması açısından bizlere fayda sağlayacaktır. Tarihi yapıların korunmasında yığma yapıların statik ve dinamik koşullar altındaki davranışlarının incelenmesi, bu yapıların gelecek nesillere aktarılmasında önem arz etmektedir. Özellikle Marmara Bölgesinde beklenilen depremin bu tarihi yapılara zarar verebileceği düşünülürse gerekli önlemlerin alınması, yığma yapıların deprem etkisi altındaki davranışlarının incelenmesiyle mümkündür.
Bu amaç ile çalışmada farklı türde ve sayıda boşluk içeren yığma duvar modellerinin, statik yükler altında hem doğrusal hem de doğrusal olmayan analizleri ve doğrusal olmayan dinamik analizleri incelenmiştir. Modellenen yığma duvarlar olarak düz duvar modeli, tek pencereli duvar modeli, iki pencereli duvar modeli, tek kemerli pencere modeli ve iki kemerli pencere modelleri üzerinde çalışma gerçekleştirilmiştir. Modeller oluşturulurken basitleştirilmiş mikro modelleme tekniği kullanılmıştır. Çalışma boyunca incelenen parametreler; yer değiştirme, Von-Mises gerilmesi ve şekil değiştirme enerjisi olarak belirlenmiştir. İnceleme, karşılaştırmalı analiz biçiminde gerçekleştirilmiştir. Ansys sonlu elemanlar paket programının Static Structural, Trasient Structural, Explicit Dynamics ve LS-DYNA modülleri kullanılmış olup sonuçları irdelenmiş ve yorumlanmıştır.

Abstract:
The geographical location of Turkey has hosted numerous civilizations throughout history. Among the historical structures that have stood the test of time, a significant portion consists of masonry constructions. Furthermore, examining the types of these historical structures reveals that a large number of them incorporate the system of discharging arches, which has a history spanning thousands of years and can be observed in various geometries. Understanding this arch system, which has been utilized throughout history, and investigating its benefits in masonry structures under static and dynamic conditions can provide valuable insights for comprehension. The examination of the static and dynamic behaviors of masonry structures under the influence of discharging arches is crucial for the preservation of historical buildings, especially considering the potential damage that an expected earthquake in the Marmara Region may inflict on these structures. Taking necessary precautions involves understanding the seismic behavior of masonry structures.
By this purpose, the present study explores the linear and nonlinear static analyses, as well as linear and nonlinear dynamic analyses, of masonry wall models featuring different types and quantities of voids under static loads. The studied masonry wall models include a plain wall model, a single-window wall model, a double-window wall model, a single-arch window model, and a double-arch window model. The simplified micro-modelling technique was employed in creating the models. Throughout the study, the parameters investigated were displacement, Von-Mises stress, and strain energy. The examination was conducted in a comparative analysis format. The results were analyzed and interpreted using the Static Structural, Transient Structural, Explicit Dynamics, and LS-DYNA modules of the Ansys finite element analysis software package.