Tarihi yığma yapılarda deneysel modal analiz yöntemiyle dinamik karakteristiklerin belirlenmesi, sonlu eleman model iyileştirmesi ve hasar tespiti
Determination of dynamic characteristics, finite element model updating and damage detection at historical masonry structures by experimental modal analysis method
Yazar: ALİ FUAT GENÇ
Danışman: PROF. DR. AHMET CAN ALTUNIŞIK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında tarihi yığma yapıların deneysel dinamik özelliklerinin belirlenmesi, sonlu eleman modellerinin oluşturulması, sonlu eleman model güncelleme ve hasar tespit çalışmalarının yapılması amaçlanmıştır. Çalışma; mevcut yapılar üzerinde gerçekleştirilen çalışmalar (I) ve laboratuvar modeli üzerinde gerçekleştirilen çalışmalar (II) olmak üzere iki kısma ayrılmaktadır. Mevcut tarihi yapılardan Cephanelik Binası (Trabzon), Çorum Saat Kulesi, Yavuz Selim Okul Binası (Trabzon), İskenderpaşa Camii ve Minaresi (Trabzon), Santa Maria Kilisesi ve Misafirhanesi (Trabzon), Yeniköy Köprüsü (Trabzon) ele alınmış, Deneysel Modal Analiz testleri gerçekleştirilmiş, sonlu eleman modelleri oluşturulmuş ve sonlu eleman model güncelleme işlemleri sunulmuştur. Çalışmanın ikinci kısmında hasar tespit yöntemlerinin uygulanabilmesi amacıyla Karadeniz Teknik Üniversitesi, Yapı Sağlığı İzleme Laboratuvarı'nda ölçekli olarak inşa edilmiş tek açıklıklı taş kemer köprü üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Köprü modeli üzerinde mesnet çökmesi, köprü ayaklarında malzeme boşalması ve deprem hasarı durumları gerçekleştirilmiş ve Deneysel Modal Analiz testleri yardımıyla hasar tespitleri gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Ayrıca basit onarım ve enjeksiyon uygulamaları ile köprü modeli onarılmış ve onarım etkinliği araştırılmıştır. Tez çalışması neticesinde, titreşim testleri ile elde edilen frekans ve mod şekilleri verilerinin hasarın varlığını belirlemede oldukça uygun bir yöntem olduğu belirlenmiştir. Ancak yapılardaki hasarın yerlerinin belirlenmesi konusunda deneysel verilerin tek başına yetersiz kaldığı, sayısal modellere ve daha fazla deneysel ölçüm noktalarına ihtiyaç duyulduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In the scope of this thesis, it is aimed to determine the experimental dynamic characteristics, to create finite element models, to perform finite element model updating and damage assessment studies of historical masonry structures. The study is divided into two parts: (I) studies on existing structures and (II) studies on laboratory model. Among the existing historical structures, the Armory Building (Trabzon), Çorum Clock Tower, Yavuz Selim School Building (Trabzon), İskenderpaşa Mosque and Minaret (Trabzon), Santa Maria Church and Guest House (Trabzon), Yeniköy Bridge (Trabzon) were examined, Experimental Modal Analysis tests and finite element models were created and finite element model updating processes were presented. In the second part of the study, studies were carried out on a single span stone arch bridge built to scale in the Structural Health Monitoring Laboratory of Karadeniz Technical University in order to apply the damage dedection methods. Support settlement on the bridge model, material discharge at the bridge piers and earthquake damage cases were applied by shaking table tests and damage detections were made with the help of Experimental Modal Analysis tests. In addition, the bridge model was repaired with simple repair and injection applications and the repair efficiency was investigated. As a result of the thesis study, it has been determined that the frequency and mode shapes data obtained by vibration tests are a very suitable method for determining the presence of damage. However, it has been determined that the experimental data alone are insufficient to determine the location of the damage in the structures, and that numerical models and more experimental measurement points are needed.