Tarihi Davutpaşa Kışlası'nın dinamik ölçüm destekli, yatay ve düşey yükler altında analizi
Analysis of historical Davutpasa Barracks supported by dynamic measurement under horizontal and vertical loads
Yazar: EMRE GANİ
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KOÇAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tarihi yapıların yapısal davranışlarının belirlenmesi, yapıların korunması, güçlendirilmesi, restorasyon çalışmaları ve mühendislik açısından oldukça önemlidir. Yapı davranışının ortaya konması, mevcut hasar nedenlerinin açıklanabilmesini sağlayabilir veya yapının ileride karşılaşacağı herhangi bir depremde oluşacak muhtemel hasarların tahmin edilip gerekli önlemlerin alınmasına imkan verebilir. Ayrıca bu sayede, benzer özelliklere sahip farklı yapılar için de bazı tahminlerde bulunulabilir. Bu nedenle, tarihi yapıların ele alınarak statik ve dinamik yükler altında analizlerinin yapılması gerekmektedir. Tez çalışmasında, inşası 1831-1832 yıllarında tamamlanmış olan, günümüzde Yıldız Teknik Üniversitesi bünyesinde Fen-Edebiyat Fakültesi olarak kullanılan ancak yakın zamana kadar askeri kışla olarak hizmet vermiş tarihi bir yığma binanın statik ve dinamik yükler altındaki yapısal analizi konu alınmıştır. Öncelikle, alanda yapılan geometrik ölçümler sonrası röleveler hazırlanmıştır. Ardından, sonlu elemanlar programı ile tarihi binanın üç boyutlu-3D başlangıç analitik modeli oluşturularak mod şekilleri ve yapısal davranışı elde edilmiştir. Modellemede, bina duvarlarının homojen malzeme özelliklerine sahip olduğu kabulü yapılarak makro modelleme tekniği kullanılmıştır. Malzeme parametreleri, ilgili standartlarla belirtilmiş değerlere göre seçilmiştir. Yapılan ilk nümerik analiz sonuçlarına göre yerleştirilen tek ve çift eksenli ivme ölçerlerle toplanan titreşim kayıtları ile operasyonel modal analiz (OMA) uygulanarak tarihi binanın dinamik parametreleri elde edilmiştir. Başlangıçta oluşturulan nümerik model, OMA verileri ile doğrulanarak tarihi kışla binasının doğrusal elastik analizi yapılmıştır. Tarihi binada, gerilmelerin fazla olduğu bölgelerde TDY2007 yönetmeliğine göre kesme hesabı yapılarak, analiz sonuçlarına göre hasar öngörülen bina kısımları belirlenmiştir. Nümerik analiz sonuçlarının gösterdiği hasarlar ile binanın mevcut hasar durumları arasında yapılan karşılaştırmalarda oldukça uyumlu sonuçlar elde edildiği gözlemlenmiştir. Tarihi binanın analitik modeli doğrulanarak, binanın düşey ve yatay yükler altındaki davranışı incelenmiştir.

Abstract:
Determining the structural behavior of historical structures has great importance in terms of protection, strengthening, restoration actions and engineering perspective. Revealing of the structure behavior may allow explanations of the causes of existing damages or may allow to provide necessary precautions by estimating the possible damages in case of future earthquakes. Besides, general estimations can be derived for different buildings with similar characteristics. Therefore, it is necessary to analyze historical structures under static and dynamic loads. In the thesis study, structural analysis under static and dynamic loads of a historical masonry building constructed in 1831-1832 and used as military barracks until a few decades ago which is used as Faculty of Science and Letters in Yıldız Technical University at the present time. At first, the relievos were prepared after the geometric measurements in the field. Afterwards, three dimensional-3D model of historical building was created by finite element program and mode shapes and structural behavior were obtained. In the modeling, a macro modeling technique is used by assuming that the walls of the building have homogeneous material properties. The material parameters are selected according to the values specified in the relevant standards. The dynamic parameters of the historical building were obtained by applying operational modal analysis (OMA) with the vibration records collected by uniaxial and biaxial axis accelerometers placed according to results of the first numerical analysis. The initial numerical model was verified by OMA rresults and a linear elastic analysis of the historic barrack building was performed. In the historical buildings, shear controls is performed according to Turkish Earthquake Regulation (2007) and the wall elements foreseen to be damaged (exceeding the allowable stresses) with regard to the analysis results are determined. In the comparison between the damage of the numerical analysis and the existing damage cases of the building, quite consistent results were obtained. The behavior of the building under seismic and vertical loads was investigated by way ofthe experimentally and numerically validation of the model and results were interpreted.