Trabzon'da yer alan tavanlı caminin taşıyıcı sistem analizi
Structural system analysis of tavanli mosque located in Trabzon
Yazar: FATMA NUR ORHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ GÜRBÜZ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: İnşaat mühendisliği = Civil engineering

Özet:
Tarihi mirasın gelecek nesillere aktarılabilmesi amacıyla korunması ve onarılması üzerine günümüzde birçok bilimsel çalışma yapılmaktadır. Tarihi yapıların korunması, disiplinler arası iş birliği gerektiren bir süreç olup, bu sürecin sürdürülebilirliğinin sağlanması kritik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, tarihi yapıların gelecek nesillere aktarılmasında karşılaşılan en büyük risk faktörlerinden biri de depremdir. Türkiye'nin deprem kuşağında yer alması, bu yapıların risk analizlerinin önemini artırmaktadır. Bununla birlikte, tarihi yapıların büyük bir kısmı yığma olarak inşa edilmiş olup, farklı mekanik özelliklere sahip malzemelerin bir arada kullanılması ve belirsiz geometri gibi düzensizlikler, sayısal analizler açısından zorluklar doğurmaktadır. Bu nedenle, analizler sırasında çeşitli kabuller yapılmaktadır.
Bu çalışma kapsamında,  Trabzon'da 1874 yılında inşa edilmiş olan Tavanlı Camii'nin yapısal davranışı detaylı bir şekilde incelenmiştir. Makro modelleme yaklaşımı kullanılarak, sonlu elemanlar yöntemiyle ANSYS yazılımında caminin üç boyutlu modeli oluşturulmuş; düşey yükler altında statik analiz, modal analiz ve mod birleştirme yöntemine dayanan davranış spektrumu analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizlerle, caminin sürekli yükler ve deprem etkisi altında oluşan kuvvet ve gerilmeleri hesaplanmış, bu gerilmelere bağlı oluşan deformasyonlar belirlenmiştir. Cami ana binasında en büyük basınç gerilmesi 0.34 MPa, en büyük çekme gerilmesi 1.99 MPa, öteleme oranı %0.22 bulunmuştur. Minarede ise en büyük basınç gerilmesi 0.66 MPa, en büyük çekme gerilmesi 3.09 MPa, öteleme oranı %0.33 bulunmuştur. Elde edilen gerilme ve sınır değerleri, yönetmelik ve kılavuz şartlarına göre incelenmiş, performans düzeylerine karşılık gelen hesap yöntemleri ve sınır durumlarına göre yapının azaltılmamış deprem yükü etkisinde performans düzeyinin Kontrollü Hasar Durumu olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, tarihi yapıların davranışlarını daha iyi anlayabilmek için malzeme özellikleri ve taşıyıcı sistemleri ayrıntılı bir şekilde ele alınmış; tarihi yığma yapıların analizinde kullanılan çeşitli modelleme teknikleri de detaylı olarak incelenmiştir.

Abstract:
To ensure the transfer of historical heritage to future generations, numerous scientific studies are being conducted on its preservation and restoration. The conservation of historical structures is a process that requires interdisciplinary collaboration, and ensuring the sustainability of this process is of critical importance. In this context, one of the major risk factors encountered in the transfer of historical buildings to future generations is earthquakes. Turkey's location within a seismic zone increases the significance of risk assessments for these structures. Furthermore, a considerable portion of historical buildings are constructed as masonry, which presents challenges in numerical analyses due to the use of materials with different mechanical properties and irregular geometries. Consequently, various assumptions are made during these analyses.
This study comprehensively investigates the structural behavior of the Tavanlı Mosque, built in 1874 in Trabzon. Using a macro modeling approach, a three-dimensional model of the mosque was developed in ANSYS software through the finite element method. Static analysis under vertical loads, modal analysis, and response spectrum analyses based on modal combination methods were conducted. The analyses calculated the forces and stresses induced by sustained loads and earthquake effects, identifying the resultant deformations. In the main building of the mosque, the maximum compressive stress was found to be 0.34 MPa, the maximum tensile stress 1.99 MPa, and the displacement ratio 0.22%. In the minaret, the maximum compressive stress was 0.66 MPa, the maximum tensile stress 3.09 MPa, and the displacement ratio 0.33%. The obtained stress values and limits were evaluated according to regulations and guidelines, revealing that the performance level of the structure under the unreduced seismic load was determined to be Controlled Damage State. Additionally, to better understand the behavior of historical structures, the material properties and load-bearing systems were thoroughly examined, and various modeling techniques used in the analysis of historical masonry structures were detailed.