Doğal sismik yalıtım modeli: "Örme Dikilitaş" yapısı örneğinde inceleme ve uygulamaları
Application and investigation on the sample of the structure of "Walled Obelisk": A model of natural seismic isolator
Yazar: SOYHAN BAL
Danışman: PROF. DR. AZER A. KASIMZADE
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
X. Yüzyılda yapılmış, günümüze gelebilmiş Örme Dikilitaş, SultanahmetMeydanında yer almakta olup kaba kesilmiş taşlardan yapılma, dört köşeli, tepesine doğrugidildikçe incelen 32.77 m'lik bir anıttır. Günümüzde birçok yapı, depreme karşı yeterlidayanım gösteremezken, bu denli eski yapının sağlam olmasının nedeni mühendislikbilgisidir. Bu çalışmada, İstanbul'un Sultanahmet Meydanı'nda bulunan Örme Dikilitaş'ınyapısal analizleri incelenmiştir. (SAP 2000 Advanced 11.0.4, ANSYS 11.0 versiyonundayapı modeli oluşturulup Matlab 6.5 versiyonu ile de Örme Dikilitaş'a ait matematikselmodeli çıkarıldı.)Sistem sırasıyla zaman ve frekans tanım alanındaki güçlü deprem hareketi altında,lineer olmayan kontak çalışmaları yaparak sonlu elemanlar metodu ile modellenmiştir.Anıtın matematiksel modeli elde edilmiş ve incelenmiştir. Elde edilmiş modelde yapınınmesnet kısmının ?lineer olmayan sürtünmeye duyarlı doğal sismik izolatör (NonlinearFrictional Responsive Natural Seismic Isolator -NFRNSI)? işlevini yaptığı vegünümüzdeki kurşun çekirdekli kauçuk izolatörle (LRB-Lead Rubber Bearings) benzerdavranış sergilediği gösterilmiştir. NFRNSI'nın toplam yüksekliği 3.44 metredir. YapınınNFRNSI işlevi gören kısmı, horasan harcı kullanılarak dört kayma yüzeyi oluşturan üçmermer taş ve bir mermer kaidedir. Horasan harcı kullanılarak dört kayma yüzeyinioluşturan üç kat basamak ve mermer kaide, çelik plaka ve sert kauçuk tabakalarındanoluşan kurşun çekirdekli kauçuk izolatörle (LRB- Lead Rubber Bearings) benzer işlevyaptığı anlaşılmaktadır. Masif mermer taşın LRB'deki kurşun silindir çekirdeği ile aynıişlev yaptığı görülür. NFRNSI'nın tam olarak sürtünmeli davranışı LRB'den farklıdır veNFRNSI sıfır-denge durumu civarında değişen deprem eksitasyonu vasıtasıyla dengedurumu halinde olan anıtın üst kısmını tutar. Anıtın taban ankastre modeli yaşam süresi(1000 yıl) boyunca ortaya çıkarılan deprem hareketlerine karşılık veremez. Bukarşılaştırmalı olarak gösterilmiştir. Keşfedilen ve sunulan lineer olmayan sürtünmeyeduyarlı doğal sismik izolatör ( Nonlinear Frictional Responsive Natural Seismic Isolator-NFRNSI) modeli başından tarihsel deneyim geçirdi (1000 yıl). İnşaat için kolay olupherhangi bir özel bakım gerektirmez. Sismik bölgelerde bugünkü yapılarda kullanılabilir.

Abstract:
Walled Obelisk (Column of Constantine Porphyrogenetus) which was build in 10thcentury is a monument located in Sultan Ahmet Square heighted 32.77 m consist of roughcutstone getting thinner to the four-sided hill that prevent itself from all the effects ofnature until today. Today many structures aren?t enough strength against earthquake, butsuch a old structure is so strong which is explained engineering knowledge. In this study,the Walled Obelisk structure in İstanbul?s Sultanahmet Square has been examined.( Model was constituted of version SAP 2000 Advanced 11.0.4, ANSYS 11.0 and in theMatlab, which is version of 6.5, was examined mathematical model for Örme Dikilitaş.)The system is modeled by the finite element method in nonlinear-contact studiesunder strong earthquake action in time and frequency domain respectively. Themathematical model of the monument has been obtained and investigated. It has beenshown that in the obtained model support of the structure undertake a "NonlinearFrictional Responsive Natural Seismic Isolator-NFRNSI" and shows similar behavior likecurrent lead-core rubber isolator (LRB-Lead Rubber Bearings). The total height of theNFRNSI is 3.44 meter. Structure part which is act as a NFRNSI consist of three marblestone and massive marble stone (entablement) that form four sliding surfaces usingHorasan mortar. Three storey steps and massive marble stone that form four slidingsurfaces using Horasan mortar appears as a "similar" function with LRB combined withlayers of steel plates and hard rubber. Massive marble stone appears as a "similar"function with LRB lead cylinder core. NFRNSI shows fully frictional behaviour differentthan the LRB and keeps upper part of the monument around the equilibrium (balance)state by the earthquake excitation which also varies around zero-equilibrium (balance)state. The used fixed base model of the monument cannot reciprocate the recoveredearthquake actions during its lifetime(1000 years). That has been shown comparatively.Discovered and presented model of the "NFRNSI" passed through historical experience(in this monument's example 1000 years), easy for construction, moreover not requiringany special maintenance, and can be usable also in today's structures in seismic regions.