Kule Tipi Yapıların Dinamik Davranışının Belirlenmesi: Kırklareli Hızırbey Camii Minaresi Örneği

Abstract

Yapıların deprem davranışları çeşitli dinamik parametreler kullanılarak belirlenmektedir. Bu parametreler yapının mevcut yapısalözelliklerine, malzeme özelliklerine, sınır şartlarına ve hasar durumuna bağlı olarak elde edilmektedir. Karmaşık yapısal dinamikproblemleri çözmek için modal analiz inşaat mühendisliğinde kullanılan bir yöntemdir. Minare yapıları, uzun ve ince yığma yapılarolduğu için yanal yüklere karşı hassas yapılardır. Narinlik etkisi nedeniyle, şiddetli depremlerde bu yapılarda önemli hasarlarmeydana gelmektedir. Sunulan çalışmada, Kırklareli ili Merkez ilçesinde yer alan ve 1383 yılında inşa edilmiş olan Hızırbey Camiiminaresinin lineer dinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Önceki dönemde restorasyon süreci geçiren Hızırbey Camii’nin, restorasyonraporundan yararlanılarak minare boyutları elde edilmiştir. Yapının duvarlarında kullanılan taş malzemeye yönelik çalışmalarkapsamında malzeme özellikleri belirlenmiştir. Söz konusu yapının tarihi değeri nedeniyle tahribatsız deney yöntemlerindenfaydalanılarak malzeme elastisite modülü tayin edilmiştir. Minarenin dinamik analizi, mod birleştirme yöntemi ile 2007 ve 2018Deprem Yönetmeliklerine (DBYBHY 2007 ve TBDY 2018) göre SAP2000 yazılımı kullanılarak yapılmış ve sonuçlarkarşılaştırılmıştır. Minare yapısı prizmatik çubuk elemanlarla ve kabuk elemanlarla modellenmiş olup modellemelerden elde edilensonuçlar karşılaştırılmıştır. Minarenin temel periyodunun analitik olarak bulunması için ise Rayleigh yöntemini esas alan biryaklaşımda çalışma kapsamında önerilmiştir. Çalışmanın sonunda TBDY 2018 yönetmeliğine göre elde edilen kuvvet ve yerdeğiştirmelerin DBYBHY 2007 yönetmeliğine oranla daha büyük değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca çubuk elemankabulüyle yapılan modellemenin kabuk elemanla modellemeye yakın değerler verdiği gözlenmiştir. Çalışmada önerilen Rayleighyöntemi ile bulunan minarenin hakim periyodu, sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuca çok yakın olarak elde edilmiştir.

Seismic behavior of the structures is determined by using various dynamic parameters. The parameters are obtained depending on the existing structural characteristics of the structures, material properties, boundary conditions and damage condition. Modal analysis is a method used in civil engineering to solve complex structural dynamic problems. Minaret structures, because they are long and thin masonry structures, are sensitive to seismic effects. Due to its slenderness effect, significant damage to the structures occurs in severe earthquakes. In this study, linear dynamic analysis of the minaret of Hızırbey Mosque, which was built in 1383 at Kırklareli, was performed. The mosque is a restored structure, by using structural restoration report of the mosque, the dimensions of the minaret were determined. Studies on the stone-based construction material used on the walls of the structure, were carried out and material properties were determined. Due to the historical value of the mosque, nondestructive testing methods were used and modulus of elasticity of the material was obtained. The dynamic analysis of the minaret was performed in SAP2000 software by using mode superposition method in Turkish Earthquake Codes (TEC 2007 and TEC 2018). Furthermore, the minaret was modelled with prismatic frame elements and obtained results were compared to the results of shell element modeling. Within the scope of this study, an approach based on the Rayleigh method was proposed for the analytical evaluation of the fundamental period of the minaret. At the end of the study, it is seen that the force and displacement obtained according to the TEC 2018 is greater than TEC 2007. In addition, it was observed that modeling with frame elements gave close values to modeling with shell element. The fundamental period of the minaret with the Rayleigh method proposed in the study was found very close to the result obtained by the finite element method.