STANBUL TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

TARH YIMA YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ BELRLENMES

YKSEK LSANS TEZ

HAZRAN 2008

n. Mh. Mimar mer DABANLI

Anabilim Dal: NAAT MHENDSL

Program: YAPI MHENDSL

STANBUL TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

TARH YIMA YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ BELRLENMES

HAZRAN 2008

YKSEK LSANS TEZ n. Mh. Mimar mer DABANLI

(501051099)

Tez Danman : Prof.Dr. Kadir GLER

Dier Jri yeleri Prof.Dr. Zekai CELEP (.T..)

Prof.Dr. Feridun ILI (.T..)

Tezin Enstitye Verildii Tarih: 5 Mays 2008 Tezin Savunulduu Tarih: 11 Haziran 2008

ii

NSZ

ncelikle, bu aratrma srecinde esiz katklarda bulunan, tez danmanlm yrten, almamn nn aydnlatan ve bana k tutan, deerli hocam, Sayn Prof. Dr. Kadir GLERe,

alma boyunca her an desteini grdm deerli dostum A. Hakan AKZe, yorumlaryla katkda bulunan Ferhat PAKDAMARa, arivini cmerte paylaan fotoraf sanats Mustafa YILMAZa,

Cami Rlvelerini temin etmemize yardmc olan, Bimta Genel Mdr Sayn Ahmet AIRMAN nezdinde Bimta A.ye, aratrmay Projem stanbul kapsamnda destekleme karar alan stanbul Bykehir Belediyesine,

Bu srete yanmda olan, adn sayamadm tm arkadalarma ve maddi manevi hibir fedakrlktan ekinmeyen aileme, bilhassa kardeim smail ve abim Abdlkadir DABANLIya teekkrlerimi arz ederim.

Mays, 2008 mer DABANLI

iii

NDEKLER

KISALTMALAR vi TABLO LSTES vii EKL LSTES viii SEMBOL LSTES xii ZET xiii SUMMARY xiv 1. GR 1

1.1. Tarihi Mirasn Korunmas 1 1.1.1 Koruma Kavramna Tarihi Bak 2 1.1.2 Koruma lkeleri 6 1.1.3 Koruma Yntemleri 8

1.3. Tarihi Yaplarda Performans Kavram 11 1.4. Hedefler 14 1.5. Yma Yaplar 16

2. TARH YIMA YAPILARIN DEERLENDRLMES N YAPILAN HAZIRLIK ALIMALARI 19

2.1. Gzlem ve Aratrma 19 2.1.1. Tarihi Aratrmalar 19 2.1.1. Yerinde Gzlem ve ncelemeler 20

2.2. Malzeme zellikleri 22 2.2.1. Har 22 2.2.2. Tula 23 2.2.3. Ta 24 2.2.3. Ahap 28 2.2.4. Kgir Malzeme ve Kompozit Malzeme Tanmlar 28

2.3. Malzeme zelliklerinin Belirlenmesi 32 2.3.1. Yerinde Yaplan Tahribatl Deneyler 33

2.3.1.1. Yerinde Basn Deneyi (Flat-jack Deneyi) 33 2.3.1.2. Yerinde Kayma Deneyi 34

2.3.2. Laboratuar Ortamnda Yaplan Deneyler 35 2.3.2.1. Fiziki Deneyler 35 2.3.2.2. ekme, Basn ve Kayma Deneyi 35 2.3.2.3. Model Deneyleri 39

2.3.3. Tahribatsz Deneyler 39 2.3.3.1. Sertlik Deneyi 39 2.3.3.2. Ultrases Deneyleri 40

2.3.4. Grntleme (Monitoring) Teknikleri 41 2.3.5. Serbest Titreim Deneyi 42

2.4. Zemin Aratrmalar 43 2.4.1. Zemin zelliklerinin Belirlenmesi 43

iv

2.4.1.1. Arazi almalar 44 2.4.1.2. Zemin ndeks zellikleri ve Snflandrma Deneyleri 46

2.4.2. Zeminden Kaynaklanan Hasarlar 47

3. TARH YIMA YAPILARIN MODELLENMES 49 3.1. Modelleme lkeleri ve dealletirmeler 50

3.1.1. Geometrinin dealletirilmesi 50 3.1.2. Malzemenin dealletirilmesi 51

3.2. Modelleme Yntemleri 55 3.2.1. Mikro Modelleme Yntemi 56 3.2.2. Makro Modelleme Yntemi 58 3.2.3. Sonlu Elemanlar Yntemi 58

3.2.3.1. Dorusal Sistemlerde Sonlu Elemanlar Yntemi 62 3.2.3.2. Dorusal Olmayan Sistemlerde Sonlu Elemanlar Yntemi 63

3.3. Yap Elemanlarnn Sonlu Elemanlar Yntemi le Modellenmesi 64 3.3.1. Duvarlarn Modellenmesi 66 3.3.2. Kubbe ve Tonozlarn Modellenmesi 67 3.3.3. Stun ve Ayaklarn Modellenmesi 67 3.3.4. Kemerlerin Modellenmesi 68 3.3.5. Demelerin Modellenmesi 68 3.3.6. Minarelerin Modellenmesi 69

4. TARH YIMA YAPILARIN ANALZ 70 4.1. Ykler 71 4.2. Yma Yap Davran 72

4.2.1. Kubbe, Tonoz ve Kemerlerin Davran 72 4.2.2 Duvarlarn Davran 78

4.3. Sismik Risk 80 4.3.1. Tarihi Depremler 80 4.3.2. stanbul in Deprem Senaryolar 82

4.4. Analiz Yntemleri 84 4.4.1. Dey Ykler Altnda Statik Analiz 86 4.4.2. Dinamik Analiz 86

4.4.2.1. Modal Analiz 86 4.4.2.2. Davran Spektrumu Analizi 87 4.4.2.3. Zaman Tanm Alannda Analiz 88

4.5. Analiz Sonularnn Deerlendirilmesi 88

5. RNEK ALIMA: HIRKA- ERF CAM 89 5.1. Genel Bilgiler 89

5.1.1. Hrka-i erifin Tarihesi 89 5.1.2. Mimari zellikler 90 5.1.3. Geometrik zellikler 93 5.1.4. Tayc Sistem ve Malzeme zellikleri 94 5.1.5 Yapnn Mevcut Durumu 94 5.1.6. Zemin ve Sismik Risk 96

5.1.6.1. Ama ve Kapsam 96 5.1.6.2. klim, Meteoroloji, Su Bilanosu ve Yer Alt Suyu 97 5.1.6.3. Genel Jeoloji 98 5.1.6.4. Hrka-i erif Camii Zemininin Yerel Jeolojisi 100 5.1.6.5. Sondaj almas 100

v

5.1.6.6. Standart Penetrasyon Deneyi 101 5.1.6.7. Sismik Krlma lmleri 101 5.1.6.8. Sismik Parametreler 102 5.1.6.9. Laboratuar Deneyleri 103 5.1.6.10. Zemin Hasar Tespitleri 104 5.1.6.11. Sismik Risk 105 5.1.6.12. Zemin nceleme Sonular ve neriler 105

5.1.7. Yapnn Rlve izimleri 107 5.2. Yapnn Sonlu Elemanlar Modeli 108

5.2.1. Malzeme zellikleri 108 5.2.2. dealletirmeler 108 5.2.3. Model zellikleri 110

5.3. Yapnn Sonlu Elemanlar Analizi 115 5.3.1. aret Uyumu ve Yn Kabulleri 115 5.3.2. 2007 Trk Deprem Ynetmeliinde Yma Yaplar 116 5.3.3. Dey Ykler Altnda Statik Analiz 118 5.3.4. Dinamik Analiz 126

5.3.4.1. Modal Analiz 126 5.3.4.2. Davran Spektrumu Analizi 136

6. SONU 154 7. KAYNAKLAR 158 EKLER 162

EK A: Hrka-i erif Camii Rlve izimleri 162

ZGEM 170

vi

KISALTMALAR

CPT : Cone Penetration Test SPT : Standart Penetration Test ASTM : American Society for Testing and Materials TS : Trk Standard CFRP : Carbon Fibre Reinforced Polymers FRP : Fibre Reinforced Polymers CAD : Computer Aided Design CQC : Complete Quadratic Combination ABS : Absolute Summation SRSS : Square Root of Sum of Squares EC : European Code ASCII : American Standard Code for Information Interchange FEM : Finite Element Method DE : Discrete Element (Ayrk Eleman Metodu)

vii

TABLO LSTES

Sayfa No

Tablo 2.1. Tulalarn Ortalama Mekanik zellikleri ............................................................ 24 Tablo 2.2. Talarn Ortalama Mekanik zellikleri [13]........................................................ 25 Tablo 2.3. Kfekinin Fiziki zellikleri [14] ......................................................................... 27 Tablo 2.4. Kfekinin Mekanik (Tek Eksenli) zellikleri (1-30 gnlk) [15]...................... 27 Tablo 2.5. Birleik Zemin Snflandrmas ............................................................................ 43 Tablo 4.1. stanbulda Yaanan Tarihi Depremler [37] ........................................................ 82 Tablo 4.2. Analiz Tiplerinin Karlatrlmas [30] ............................................................... 86 Tablo 5.1: Modelde kullanlan malzemeler ve zellikleri................................................... 108 Tablo 5.2. Serbest Titreim Periyotlar ve Ktle Katlm Oranlar (U:Yer deitirme,

R:Dnme)........................................................................................................... 128

viii

EKL LSTES

Sayfa No

ekil 1.1: stanbul II. Beyazid Camii Ana Kemerinde Mimar Sinan Tarafndan Yaplan Glendirme ............................................................................................. 3

ekil 1.2. Ayasofyann 1573 ncesi (izim) ve imdiki Halleri [5]..................................... 4 ekil 1.3. Selimiye Camiinin D Avlu Duvarnn Kesindeki Bizans Stunu .................... 5 ekil 1.4. 2007 Trk Deprem Ynetmeliinde Hasar Seviyeleri .......................................... 13 ekil 1.5. Depremler a)S. Francisco, (1906), (b)Messina, (1908) (c)Tokyo, (1923) [19] ..... 17 ekil 1.6. Yma Ta Yaplar a) Moloz ta, b) Kesme ta, c) ri Kesme Ta [20] ................ 17 ekil 1.7. Tula rg Teknikleri a) Basit, b) apraz, c) Flaman [20] .................................. 18 ekil 1.8. Romada Duvar a) Bal b) Yastkl-Ortas Dolgulu c) Tula Yzl-Dolgulu

[12]....................................................................................................................... 18 ekil 1.9. Gz Kamatrc Tarihi Yma aheserler............................................................. 18 ekil 2.1. St. Michele Arcangelo Kilisesinin naat Safhalar [22] ....................................... 20 ekil 2.2. Cephe Dokusundan Yapm Safhalarnn Belirlenmesi [22] .................................. 20 ekil 2.3. Yap Elemanlarnda Hasarlarn Tespiti ve Snflandrlmas [22] ......................... 21 ekil 2.4. Hasar Tiplerinin, atlak Biimlerinin Belirlenmesi [22] ...................................... 21 ekil 2.5. Silindirik Tulann evrimli Basn Deneyi ve Tipik Gerilme-ekil

Deitirme Erisi [19].......................................................................................... 24 ekil 2.6. Talarda Aranan zellikler [15] ............................................................................ 25 ekil 2.7. Kfekinin Statik ve Dinamik Davran [15]......................................................... 27 ekil 2.8. Kfeki ve Beton - Karbonatlamayla Mukavemet Deiimi [15] ......................... 28 ekil 2.9. Yma Numune Tek Eksenli Tekrarl Basn Deneyi [19].................................... 29 ekil 2.10. Yma Malzeme Modelleri, Srasyla Detayl Mikro, Basit Mikro ve

Makro Model [20]................................................................................................ 30 ekil 2.11. Homojen Malzeme Tanm (RVE: Represantative Volume Element) [1]........... 31 ekil 2.12. ki Adml Homojenletirme lemi [1] ............................................................... 31 ekil 2.13. Flat Jack Ekipman le Yerinde Basn Deneyi (d=di iken p=pf)[18].................. 33 ekil 2.14. Flat Jack Deneyi [42]........................................................................................... 34 ekil 2.15: Yerinde Kayma Deneyi [42] ............................................................................... 35 ekil 2.16. Tek Eksenli Basn Deneyi [42] .......................................................................... 36 ekil 2.17. Yma Derzin evrimli Kayma Deneyi ve Gerilme-ekildeitirme Erisi

[19]....................................................................................................................... 36 ekil 2.18. Derz Mukavemeti - Muhtemel Deneyler a), b) Noktadan Eilme c)

Drt Noktadan Eilme d) Derz-Burulma e) Dalma [12] .................................. 37 ekil 2.19. Derz Kayma Mukavemeti - Muhtemel Deneyler a) kili b) l [12] ................ 37 ekil 2.20. Kayma Mukavemetinin Belirlenmesi - Muhtemel Deneyler [1] ......................... 38 ekil 2.21. ekme Mukavemetinin Belirlenmesi - Muhtemel Deneyler [1] ......................... 38 ekil 2.22. Labarotuar Ortamnda Gerekletirilen Model Deneyleri ................................... 39 ekil 2.23. Bir Mermer Stunun Ultrases Deneyi ile ncelenmesi ........................................ 41 ekil 2.24 Ultrases Deneyi [22]............................................................................................. 41 ekil 2.25. ki Stunun Hasar Biimi ve Yatay Kesit Tomografileri [26]............................. 42 ekil 2.26. Muayene ukuru / Galerisi Kesiti ....................................................................... 44 ekil 3.1. Santa Maria del Fiore Modelinde Kullanlan 4 Farkl Analitik Model [7]............ 51 ekil 3.2. Tarih Boyunca Yapsal Analizlerin Doruluklar [20] .......................................... 52 ekil 3.3. Tula, Har ve Yma Eleman - Gerilme-ekil Deitirme Diyagram

[27][28] ................................................................................................................ 53

ix

ekil 3.4. stanbul Ortakydeki Atik Ali Paa Yals in Deneyler ve EC-6 Yardm le Oluturulan Malzeme Modeli[41] .................................................................. 53

ekil 3.5. Basn Altnda Yma Eleman Gerilme ekil Deitirme Diyagram [12]........... 54 ekil 3.6. Yma Malzemelerin Homojenletirilmesi [31]................................................... 54 ekil 3.7. Model Yaklamlar a)Detayl Mikro b)Basit Mikro c)Makro Modelleme

[19]....................................................................................................................... 55 ekil 3.8. Yma Duvarn Mikro Model Analizi a) Kuvvet-Yer deitirme Diyagram

b,c) Maksimum ve Nihai Yklerdeki Deformasyonlar [19] ............................... 57 ekil 3.9. Yma Duvarn Makro Model Analizi a) Kuvvet-Yer deitirme Diyagram

b) Nihai Ykte Deformasyon ekli [19] ............................................................. 58 ekil 3.10. FEM - Temel Kavramlar: a) Genel Bir P(x,y) Deikeni b) gen Sonlu

Eleman c) gen Sonlu Eleman A [23]............................................................ 59 ekil 3.11. Amorf Bir eklin Sonlu Eleman A a)41 Kare Sonlu Eleman b)Eleman

Boyutlarn Deitirerek Hassasiyetin Artrlmas [23] ....................................... 60 ekil 3.12. Sonlu Eleman Says le Yaklak Sonularn Yaknsama likisi [23]............... 60 ekil 3.13. Ortasnda Boluk Bulunan Bir Dikdrtgen Alann Sonlu Eleman A [23]....... 61 ekil 3.14. eitli Sonlu Eleman Modelleri a) Model Alan b) gen c) Drtgen d)

Drtgen ve Yamuk Elemanlar [23]..................................................................... 62 ekil 3.15. Baz Sonlu Elemanlar a) gen b) Drtgen c) 3D Drtyzl d) 3D

Drtgen [23]......................................................................................................... 64 ekil 3.16. Hrka-i erif Camiinin Boyutlu (3D) Sonlu Eleman Modeli ......................... 65 ekil 3.17. Atik Mustafa Paa ve Bodrum Camilerinin Duvar Dokular [7] ........................ 66 ekil 3.18. Zeyrek ve Ayasofyaya Ait Duvar Dokular [7]................................................. 67 ekil 3.19. Basit Volta Deme Kesiti [40].......................................................................... 68 ekil 3.20. Merdivenli Minare Kesiti [27]............................................................................ 69 ekil 4.1. Kemer Davran a) Yeni Yaplan Kemer b) Oturan 3 Mafsall Kemer [2] ......... 73 ekil 4.2. Kemerde tki izgisi ve atlak likisi [2] ........................................................... 74 ekil 4.3. Barlow Modeli Kemer ve tki izgileri [2] .......................................................... 74 ekil 4.4. Zincir Erisi ve Tersinden Elde Edilen Kemerler ................................................. 75 ekil 4.5. Kemerlerde Gme Mekanizmas - tki izgisi likisi [1].................................. 76 ekil 4.6. Kemerlerde Gerginin Etkisi [17] .......................................................................... 76 ekil 4.7. Kubbede Kemer Dilimi [16].................................................................................. 77 ekil 4.8. Kubbede Gerilme Dal ve Bir Kabuk Elemann Dengesi[16].......................... 77 ekil 4.9. Deneylerde Gzlenen Kayma Mekanizmalar [1] ................................................. 78 ekil 4.10. Kayma Etkisi Altnda Duvar-Gme Mekanizmalar ve Gerilme Dalm

[1]......................................................................................................................... 79 ekil 4.11. Yma Duvarlarda Dzlem D Etkiler [11] [16] ............................................... 79 ekil 5.1 Hrka-i erifin Deseni ........................................................................................... 89 ekil 5.2. Hrka-i erif Camii ve Mtemilat Perspektif izim ........................................ 90 ekil 5.3. Hrka-i erif Camii Sekizgen Kaideye Oturan Kubbe ve Tonozlarn

Minareden Grn ........................................................................................... 91 ekil 5.4. Hrka-i erif Camii Minareler ve eriden Ana Kubbe ...................................... 91 ekil 5.5.Hrka-i erif Camii Merkezi Mihrap Aksndan Grnm, Dtan bir

grnm ............................................................................................................... 91 ekil 5.6. Alman Mavisi Haritas Pafta No: L9-4 Hrka-i erif Camii ve evresi

(1913)................................................................................................................... 92 ekil 5.7. Hrka-i erif Camii ve evresinin Hava Fotoraf (1966) .................................... 93 ekil 5.8. Hrka-i erif Camii Zemin ve Birinci Kat Plan .................................................... 93 ekil 5.9. Hrka-i erif Camii n ve Yan Grn ............................................................... 94 ekil 5.10. Duvarlarda Grlen Diyagonal atlaklar ............................................................ 95 ekil 5.11. Duvar ile demelerin birleim noktalarnda ve pencere st kemerlerdeki

hasarlar................................................................................................................. 95 ekil 5.12.Tavanlarda meydana gelen hasarlar ..................................................................... 95 ekil 5.13.Hrka-i erif Camii Zemininde Yaplan Sondaj almas ve Arazi

Deneyleri............................................................................................................ 100

x

ekil 5.14. 3D Sonlu Eleman Modeli eitli Plan Seviyeleri ve Demeler....................... 109 ekil 5.15. 3D Sonlu Eleman Modeli Plan Grn ......................................................... 110 ekil 5.16. 3D Sonlu Eleman Modeli, Sa Yan ve Sol Yan Grn ................................. 111 ekil 5.17. 3D Sonlu Eleman Modelinden eitli Grntler............................................. 112 ekil 5.18.Hekzahedral, Pentahedral ve Tetrahedra Elemanlar........................................... 112 ekil 5.19. 3D Sonlu Eleman Modelleme Aamalar .......................................................... 113 ekil 5.20. 3D Sonlu Eleman Modelinden eitli Grntler............................................. 114 ekil 5.21.8 Noktal Kat Eleman ve Gerilmeler [35] ......................................................... 115 ekil 5.22. Dzlem Kabuk Elemanda Kuvvetler [35] ..................................................... 115 ekil 5.23. Dzlem Kabuk Elemanda Gerilmeler [35] ........................................................ 116 ekil 5.24. Kat Elemanlarn Normal, Kayma ve Asal Gerilmeleri [35] ............................. 116 ekil 5.25. (G + Q) Ana Kubbe Tepe Noktasnda Yer Deitirme: 0.88 mm).................... 119 ekil 5.26. (G + Q) Byk Deme Ortasnda Yer Deitirme (maks: 4 mm) .................. 119 ekil 5.27. (G + Q) Duvarlarda Dzlem D Hareketler (max: 0.24 mm)......................... 120 ekil 5.28. (G + Q) Yapnn ekil Deitirmi 3D Grnts .......................................... 120 ekil 5.30. (G + Q) S22 Gerilmeleri, 10-3 MPa.................................................................. 121 ekil 5.31. (G + Q) S33 Gerilmeleri, MPa ........................................................................ 122 ekil 5.32. (G + Q) SMax Gerilmeleri, 10-3 MPa .............................................................. 122 ekil 5.33. (G + Q) SVmax Gerilmeleri, MPa................................................................... 123 ekil 5.34. (G + Q) Kabuk Elemanlar S11 Normal Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................ 123 ekil 5.35. (G + Q) Kabuk Elemanlar S22 Normal Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................ 124 ekil 5.36. (G + Q) Kabuk Elemanlar S12 Kayma Gerilmeleri, 10-3 MPa ......................... 124 ekil 5.37. Mod 1, T = 1.075 s Minarelerin x dorultusunda yanal hareketi ................... 129 ekil 5.38. Mod 2, T = 1.074 s Minarelerin x ve y dorultusunda yanal hareketi............ 129 ekil 5.40. Mod 4, T = 1.072 sMinarelerin x ve y dorultusunda yanal hareketi.............. 130 ekil 5.41. Mod 5, T = 0.204 sMinarelerin x dorultusunda yanal hareketi ..................... 130 ekil 5.42. Mod 6, T = 0.203 sMinarelerin x ve y dorultusunda yanal hareketi.............. 130 ekil 5.43. Mod 7, T = 0.203 sMinarelerin y dorultusunda yanal hareketi ..................... 131 ekil 5.44. Mod 8, T = 0.202 sMinarelerin x dorultusunda yanal hareketi ..................... 131 ekil 5.45. Mod 9, T = 0.102 sBurulma hareketi (1.Hkim Mod)..................................... 131 ekil 5.46. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda telenme hareketi (2. Hkim Mod) .... 131 ekil 5.47. Mod 11, T = 0.099 s Burulma hareketi........................................................... 132 ekil 5.48. Mod 12, T = 0.093 s Minarelerin alma hareketi .......................................... 132 ekil 5.49. Mod 19, T = 0.079 s Yapnn y dorultusunda hareketi ................................. 132 ekil 5.50. Mod 20, T = 0.072 s Yapnn y dorultusunda hareketi ................................. 132 ekil 5.51. Mod 9, T = 0.102 s Burulma hareketi - nden (1.Hkim Mod)..................... 133 ekil 5.52. Mod 9, T = 0.102 sBurulma hareketi-Plan (1.Hkim Mod) ............................ 133 ekil 5.53. Mod 9, T = 0.102 s Burulma hareketi-Yandan (1.Hkim Mod)...................... 134 ekil 5.54. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda hareket - nden (2.Hkim Mod)........ 135 ekil 5.55. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda hareket - Plan (2.Hkim Mod) ........... 135 ekil 5.56. Mod 10, T = 0.100 s y dorultusunda hareket - Yandan (2.Hkim Mod) ...... 136 ekil 5.57. 2007 Trk Afet Ynetmelii Elastik vme Spektrumu...................................... 137 ekil 5.58. (G + Q + EX) Ana Kubbe Kaidesindeki Yer Deitirme = 1.14 mm ............ 139 ekil 5.59. (G + Q + EX) Cami Harim Duvarlarnda S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ............. 139 ekil 5.60. (G + Q + EX) Sa Hnkr Dairesi Saak Yer Deitirmesi = 0.95 mm ......... 140 ekil 5.61. (G + Q + EX) Sa Hnkr Dairesinin Duvarnda Gerilmeler 10-3 MPa .......... 140 ekil 5.62. (G + Q + EX) S11 Gerilmeleri, MPa............................................................... 141 ekil 5.63. (G + Q + EX) S22 Gerilmeleri, MPa ............................................................... 141 ekil 5.64. (G + Q + EX) S33 Gerilmeleri, MPa ............................................................... 142 ekil 5.65. (G + Q + EX) S12 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 142 ekil 5.66. (G + Q + EX) S13 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 143 ekil 5.67. (G + Q + EX) S23 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 143 ekil 5.68. (G + Q + EX) Kabuk Eleman S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ............................... 144 ekil 5.69. (G + Q + EX) Kabuk Eleman S22 Gerilmeleri, 10-3 MPa ................................. 144 ekil 5.70. (G + Q + EX) Kabuk Eleman S12 Kayma Gerilmeleri, 10-3 MPa................... 145

xi

ekil 5.71. (G + Q + EY) S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 147 ekil 5.72. (G + Q + EY) S22 Gerilmeleri, MPa............................................................... 147 ekil 5.73. (G + Q + EY) S33 Gerilmeleri, MPa............................................................... 148 ekil 5.74. (G + Q + EY) S12 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 148 ekil 5.75. (G + Q + EY) S13 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 149 ekil 5.76. (G + Q + EY) S23 Gerilmeleri, 10-3 MPa ........................................................ 149 ekil 5.77. (G + Q + EY) Kabuk Eleman S11 Gerilmeleri, 10-3 MPa ............................... 150 ekil 5.78. (G + Q + EY) Kabuk Eleman S22 Gerilmeleri, 10-3 MPa ................................. 150 ekil 5.79. (G + Q + EY) S12 Kayma Gerilmeleri, 10-3 MPa............................................ 151 ekil A.1: Hrka-i erif Camii Zemin Kat Plan.................................................................. 162 ekil A.2: Hrka-i erif Camii 1. Normal Kat Plan ............................................................ 163 ekil A.3: Hrka-i erif Camii A-A Kesiti .......................................................................... 164 ekil A.4: Hrka-i erif Camii B-B Kesiti ........................................................................... 165 ekil A.5: Hrka-i erif Camii Kuzey Bat Cephesi ............................................................ 166 ekil A.6: Hrka-i erif Camii Gney Dou Cephesi.......................................................... 167 ekil A.7: Hrka-i erif Camii Gney Bat Cephesi ............................................................ 168 ekil A.8: Hrka-i erif Camii Kuzey Dou Cephesi .......................................................... 169

xii

SEMBOL LSTES

: Birim hacim arl : zktle p : Porozite w : Su emme t : Zaman fb : Basn mukavemeti f : ekme mukavemeti feb : Basn emniyet gerilmesi fbk : Kompozit malzeme basn mukavemeti

0 : atlama Emniyet gerilmesi E : Elastisite modl : Poisson oran : Gerilme

: ekil deitirme

S(T) : Spektrum katsays Rs : Deprem yk azaltma katsays A0 : Etkin yer ivmesi katsays I : Bina nem katsays Pk : Krma (gme) Yk

k : Tula ile har arasndaki srtnme katsays m : Flat-jack testinde gerek gerilme

Km : Flat-jack testi kalibrasyon faktr Ka : Flat-jack testine ait alan katsays d : Flat-jack lm mesafesi

xiii

TARH YIMA YAPILARIN DEPREM PERFORMANSININ

BELRLENMES

ZET

Tarihi ve kltrel mirasmz tekil eden tarihi yma yaplarn korunmas ve gelecek nesillere ulatrlmas, bu yaplar dikkatle incelemek ve problemlerini tespit edip zm nerileri gelitirmek suretiyle ortaya konulacak srdrlebilir ve etkin bir koruma anlayyla mmkn olabilir. zellikle aktif deprem kuanda yer alan lkemizde, tarihi yma yaplarn korunmas iin bu yaplarn deprem performanslarnn belirlenmesi ve gerekli nlemlerin alnmas kanlmazdr. Bu aratrmada, tarihi yma yaplarn gvenlik seviyelerinin belirlenmesinde ve yapsal deerlendirme srecinde izlenmesi gereken metot ve yaklamlar zerinde durulmutur.

Bu almann ilk blmnde koruma kavramna ve tarihi mirasn korunmas konusuna deinilmi, koruma ilkeleri ve hedefler anlatlmtr.

kinci blmde, yapsal deerlendirme ncesi yaplacak almalar ele alnmtr. Tarihi aratrmalar, yerinde gzlem ve lmler, malzeme ve zemin zelliklerinin belirlenmesi balklar incelenmitir.

nc blmde, tarihi yma yaplarn modellenmesi zerinde durulmutur. Bu blmde idealletirmeler, kabuller, modelleme teknikleri ve yma yap elemanlarnn modellenmesi hakknda bilgiler verilmitir.

Drdnc blmde, yma yap davran ve analiz yntemleri zerinde durulmutur.

Beinci blmde rnek yap olarak seilen Hrka-i erif Camii detayl olarak incelenmitir. Bu blmde, camii hakknda yaplan aratrmalara yer verilmi, daha sonra yapnn boyutlu sonlu eleman modeli kurularak statik ve dinamik analizler vastasyla yapsal gvenlii ve deprem performans deerlendirilmitir.

Son blmde analiz sonular deerlendirilmi ve glendirme nerileri zerinde durulmutur.

xiv

DETERMINATION OF THE EARTHQUAKE PERFORMANCE OF

HISTORICAL MASONRY STRUCTURES

SUMMARY

The conservation of historic monuments which form our historical and cultural heritage is possible if only in the case of investigating them in detail, obtaining their problems and improving solution method and techniques. Thus they can be preserved for the next generation with a sustainable and effective approach. Especially, in Turkey which is located in highly seismic activity region, it is an obligation to determine the earthquake performance of historical masonry structures to prevent structural damages and loss of heritage.

In this study, structural assessment and rehabilitation process of historical masonry structures has been investigated. Assessment methodology and different approaches were discussed.

In the first chapter, the concept and the principles of conservation are discussed.

The observations required before structural assessment are the subject of the second chapter. This section includes historical researches and in site observations, determination masonry material properties and soil investigations.

The third section is about the modeling techniques of historical masonry structures. Idealizations, assumptions, different modeling techniques and modeling the elements of masonry structures form the content of this chapter.

In the fourth chapter, behaviors of masonry structures and analysis methods were discussed.

The fifth section covers numerical investigations of Hirka-i Sherif Mosque of Istanbul. The structural system of the mosque was analyzed by using 3D model under static and dynamic loads to determine the earthquake performance of the structure.

In the last chapter, the results of analyses, requirements and suggestions of strengthening and retrofitting of the Hirka-i Sherif Mosque are discussed.

1

1. GR

1.1. Tarihi Mirasn Korunmas

Yzyllar boyunca, eitli tabii afetler, yangnlar, savalar ve olumsuz evre artlar

ile ilgisizlik yznden byk bir blmn kaybettiimiz, bir ksmn da hakkyla

korumaya muvaffak olamadmz tarihi ve kltrel mirasmz tekil eden tarihi

yma yaplar, birok bilim ve sanat dalnn alma konusu iine giren nemli bir

konu olarak nmzde durmaktadr. Tarihi yaplar koruma altna alnm fakat

srdrlen koruma anlay, bu yaplar kaderine terk etmi, etkin ve srdrlebilir

bir koruma uygulamas gelitirilememitir. Bu eksikliin en byk sebeplerinden

birisi, yapsal deerlendirme ve koruma uygulamalarnn, birok zorluklar ve

belirsizlikleri iinde barndran karmak bir mesele olmas ve ok disiplinli bir

alma srecine ihtiya duyulmasdr.

Gvenlik, gvenilirlik, risk ve srdrlebilirlik kavramlar tarihi mirasn

korunmasnda nemli kavramlardr. zellikle deprem riskinin byk olduu

blgelerde, her bir tarihi eserin zel olarak ele alnmas suretiyle, gvenilir bir

yntem vastasyla yapsal gvenliinin belirlenmesi kanlmaz bir ihtiyatr. Bu

deerlendirme sonucunda yaplarn performans seviyeleri belirlenmi, ayrca ihtiya

halinde bu yaplarn mrnn uzatlmas, srdrlebilirlii ve gelecek nesillere

ulatrlmas iin glendirme nerileri gelitirilmi olacaktr [1].

Olduka zengin olan bu miras korumak iin byk bir gayret sarf edilmesi gerektii

de aktr. Bununla birlikte, koruma uygulamalar ve ncesinde yaplacak yapsal

deerlendirmelerin maliyeti ise olduka yksektir. lkemizde yer alan binlerce

eserin szgelimi 50 yl daha sorunsuz olarak yaatlmas iin yaplacak

deerlendirme almalarnn, restorasyon ve glendirme uygulamalarnn maliyeti

ok byk rakamlara ulamaktadr. Hal byleyken, rastgele ve yetersiz bilgilerle bu

eserleri korumaya almak, bilimin ve insan mantnn dndadr. Sistemli ve

planl bir koruma yaklamn yan sra doru ve gereki uygulama yntemlerinin de

gelitirilmesi tartlmaz bir ihtiyac karlayacaktr.

2

lkemizdeki yer alan binlerce mimari eserin korunmas adna yaplan giriimlerin

hz kazand gnmzde, sz konusu eserlerin korunmas ve gelecek nesillere

gvenle ulatrlmas iin pek ok alma yaplmaktadr. Ancak bu almalarn

izlemesi gereken bir standardn bulunmay da nemli bir eksikliktir. 2007 ylnda

yrrle girmi olan Yeni Deprem Ynetmelii de tarihi mirasn korunmasna

ynelik herhangi bir neri ve standart getirmemitir. Bu sebeple, lkemizde, tarihi

yaplarn incelenmesi, deerlendirilmesi, restorasyon ve glendirme uygulamalarn

ada bilimin gereklerine gre kontrol altna alacak bir standart gelitirilmesi

gereklidir.

1.1.1 Koruma Kavramna Tarihi Bak

Koruma kavram, kent dokusunun korunmas ve yap leinde koruma

uygulamalar eklinde iki alt bala ayrlabilir. Kent dokusunun korunmas, bu

ksmda yzeysel olarak anlatlmtr. Yap leinde gerekletirilecek olan koruma

uygulamalar ise her ne kadar baz temel ilkelerde uzlama salansa bile, boyutlar ve

mahiyeti hala tartlmakta olan bir konudur.

Aslnda tarihi eserlerin korunmasnda, gemite yer alan uygulamalar ou kez gz

ard edilmitir. Tarih sayfalarna bakldnda, zellikle Osmanl Devleti

topraklarnda pek ok koruma uygulamas yapld da grlr. Mimari ve

mhendislik dehasyla nl Mimar Sinan, koruma uygulamalar asndan da

devrinin en ndeki ismidir. Bu sebeple Mimar Sinann koruma anlayn

zmlemek, koruma kavramna tarihi bir anlay boyutu kazandrabilir.

Mimar Sinan, bata stanbul olmak zere, imparatorluun birok yerinde koruma ve

onarm faaliyetlerinde bulunmutur. Bunlar arasnda en fazla cami onarmlar gze

arpmaktadr. Mimar Sinann Anadoludaki onarmlar, orumdaki Sultan

Aleddin Camii ve Ktahyadaki Sultan Orhan Camiidir. 1573 ylnda ise

stanbuldaki en nemli yaplardan biri olan Beyazt Caminin glendirilmesini

gerekletirmi, bunu caminin giri-mihrap aksnda yer alan yarm kubbelere oturan

zayf kemerlere, dey yer deitirmesinin dk olmas ile bilinen sivri bir kemer

eklemek suretiyle tayc sistemi glendirerek yapmtr (ekil 1.1). Mimar

Sinann antlarn onarmlar yannda bu eserlerin gerek i ksmlarnn, gerekse

evrelerinin yabanc mdahalelerden arndrlmasna da nem verdii, 1559 ylnda

3

Rumeli Hisarn iine ve evresine yaplan evlerden ve dkknlardan temizledii 16.

yzyla ait belgelerden anlalmaktadr [3].

ekil 1.1: stanbul II. Beyazid Camii Ana Kemerinde Mimar Sinan Tarafndan Yaplan Glendirme

Mimar Sinan, 1572 ylnda, Zeyrek Camii, (Pantokrator Kilisesi), Eski maret

(Pantepoptes Kilisesi), ve Kalenderhane Camiini (Mara-Kiriotissa Kilisesi), i

meknlarna ve d duvarlarna yaplan mdahalelerden arndrma ii ile

grevlendirilmitir. zellikle Zeyrek Camii ile Eski maretin son derece kt

durumda olduu ve bu yaplarn evresine yaplan evlerin cami pencerelerini ve

kaplarn kapad, i meknn kmes ve ahr olarak kullanmnn camiye byk

zarar verdii ifade edilmitir. Sinan bu antlar evresini saran niteliksiz yaplardan

temizleyerek yaplarn cami olarak tekrar kullanma almas salam ve yeni

yaplacak yaplarn bu tr eserlere be arndan fazla yaklamalarn da yasaklamtr.

1 mimar arn 75.8 cme karlk geldii dnlrse, yaklak 4.00 m kadar bir

yaklama mesafesi sz konusudur.

Mimar Sinan, 1573 ylnda Ayasofyann onarmna balad sralarda yap

gecekondu tarznda niteliksiz yerlemelerle sarlm bir durumdayd. Konut sahipleri

yapnn iinde ve dnda, payeleri ve kemerleri oyarak kendilerine ocaklar,

pencereler, dolaplar ve tuvaletler yapmlard. Sinann bilgisi dhilinde alnan bir

kararla, yeni yaplarn Ayasofya ya her iki yandan 35 arndan (26,50 m) fazla

yaklamas yasakland. Bu kararla Osmanl da yeni yaplarn eski yaplara yaklama

mesafesi iin bir snrlama getirilmi oluyordu. Ayasofyann 1573 ylndan nce

yaplm bir tasviri ile bugnk grntsn karlatrdmzda, yapnn bozulmadan

gnmze kadar ulamasnda Sinann yaplar evresiyle birlikte koruma abalarnn

(doku baznda koruma) ne derece nemli olduu anlalmaktadr (ekil 1.2) [5].

4

Mimar Sinan tarafndan Ayasofyaya eklenen, dier iki minareye kyasen olduka

kaln olan minareler, Osmanlnn yapya ekledii byk ve cesametli d

payandalarn arasnda, bu minareleri hem ktleye uygun bir estetik tasarm hem de

yapy glendiren elemanlar olarak dikkat ekmektedir. Mimar Sinann

Ayasofyadaki bu tavr, 1570lerde Sultan II. Selim ve daha sonra Sultan III.

Muradn trbelerinin Ayasofyann yanna ina edilmesi kararyla srdrlmtr.

Ayasofya, Osmanllarn kendilerinden nceki bir kltre ve Hristiyanlk eserlerine

saygyla yaklatklarnn delili olarak, yaptklar ilavelerle hem korunmu, hem de bu

ilavelerin tamamlayc, yceltici, tezyin edici gzelliiyle daha deerli hale

getirilerek gnmze ulamas salanmtr [6].

ekil 1.2. Ayasofyann 1573 ncesi (izim) ve imdiki Halleri [5]

Mimar Sinann koruma anlaynn lek gzetmediini, tek bir yap elemannn

dahi koruma anlaynda ne denli nemli olduunu ortaya koyan bir uygulama,

Edirne Selimiye Cami d avlu duvarnn kesine zenle yerletirdii Bizans

stununda grlmektedir (ekil 1.3). Bu karar, Sinann tm gemi kltrlere sahip

kma anlayn simgeleyen bir uygulama olarak tanmlanmaktadr [5]. Mimar

Sinann buna benzer uygulamalar, dier eserlerinde de mevcuttur. En nl

eserlerinden olan ehzade Camii ve Sleymaniye Camiinin inaat esnasnda,

devletin drt bir yanna haber salarak, ihtiya duyulan stun gibi yap elemanlarn

Msr, Lbnan gibi uzak mesafelerdeki eski tapnaklardan getirtmitir. Ayrca,

Fatihte bulunan nl Kztan da yine yerinden alarak camide kullanmtr. u an

Kzta olarak bilinen ta ise Mimar Sinan tarafndan sonradan konulan bir stundur.

5

ekil 1.3. Selimiye Camiinin D Avlu Duvarnn Kesindeki Bizans Stunu

Mimar Sinan, Osmanlnn mimari, mhendislik ve ehircilik alannda en ok deer

verilen ahsiyeti olduu iin, onun uygulamalar da aslnda Osmanlnn koruma

anlayn yanstyordu. Mimar Sinann ahsnda ve uygulamalar perspektifinden

baktmz zaman tarihi koruma anlaynn u ekilde zetlenebildii grlmektedir.

- ehir dokusunun korunmas, zellikle ehir dokusu ve silueti ile btnlemi

nadide eserlerin korunmas vastasyla gerekletirilmitir. Niteliksiz hibir

yap koruma altna alnmad gibi, imar hareketlerini snrlayacak bir koruma

anlay da grlmemektedir.

- Korunmas gereken antlarn dokusu ve nemi, etrafna sonradan eklenen

yaplar ve mdahalelerden arndrmak suretiyle pekitirilmitir.

- Kullanlamaz durumda olan antlar, onarlarak ve glendirilerek kullanma

almtr.

- Antlarn yakn evresindeki yaplama iin antlara eitli yaklam snrlar

getirilmitir.

- Tek bir yap eleman dahi nemsenerek korunmutur, fakat bu elemanlarn bir

mze yerine nemli yaplarn bnyelerine yerletirilerek, kullanlarak

korunmas da dikkat ekicidir.

- nceki kltrlere ait dini yaplar, slami ibadet meknlar haline getirilerek

yaatlmtr [5].

Gnmzde sit alan ilan edilerek bir blgedeki mevcut btn tarihi yaplarn

korunmas uygulamalarnn da yaygn olduu grlmekteyken, tarihi uygulamalara

baktmz zaman buna benzer bir uygulamayla karlalmamaktadr. Bir ehrin

btnnn veya bir blmnn tamamen korunmas ou zaman mmkn

6

olmamtr. Bunun yerine, Mimar Sinann uygulad gibi ehirle btnlemi,

ehrin karakteri haline gelmi yaplarn ve siluetin korunmas yoluna gidilmesi de

deerlendirmeye alnmas gereken bir yaklam olarak tarihin nmze koyduu bir

gerektir. Aslnda ou zaman ekonomik engeller sit alan koruma uygulamalarn

zorlatrmaktadr. Genellikle, yksek maliyetler sebebiyle yap sahipleri

restorasyondan kanmaktadr. Dolaysyla tarihi mirastan bahsederken, bu mirasn

yaatlmas iin telaffuzu bile zor olan maliyetler karmza kmaktadr ki bu durum

sz konusu eserleri, tarihi bir mirastan ok tarihin yeni nesillerin srtna ykledii

klfetli bir bor haline getirmektedir. Mesela, 1998 ylnda Belikada yaplan bir

aratrmaya gre, lkede yer alan 10.000 adet tescilli yapnn mrlerinin 50 yl daha

uzatlmas iin 2.25 milyar Euro harcanmas gerekmekteydi [1]. Koruma

uygulamalarnn baarya ulamas iin bir ekonomik modelle desteklenmesi

gerektii ortaya kmaktadr. Ekonomik olarak desteklenmi olan koruma

uygulamalarndan ok iyi sonular alnmtr.

Tarihi yaplarn korunmas sz konusu olduunda kanlmaz maliyetler ortaya kar.

Bu maliyetlerin mal sahiplerine braklmas koruma uygulamasn zorlatrmakta,

hatta baz blgelerde imknsz klmaktadr. Koruma blgelerinin tespiti srasnda

blgeye uygun bir ekonomik modelin yerel ynetim ve vatanda ibirliiyle

gelitirilmesi bu sorunu byk lde zebilir. Ekonomik bir modelle

desteklenmeyen koruma uygulamalar eksik kalmakta ve istenen lde baarya

ulaamamaktadr.

1.1.2 Koruma lkeleri

Tarihi yaplarn yapsal deerlendirmesi ile onarm ve glendirme almalarnda iki

nemli soru ile karlalmaktadr:

Bu yaplarn tarihi ve estetik zellikleri ne lde ve nereye kadar korunacaktr?

Sz konusu yaplarn onarm ve glendirme ihtiyalar ne ekilde karlanacaktr?

Aslnda bu sorularn cevab bellidir. Bu tr yaplarn onarm, glendirme ve

restorasyonunda, azami koruma ve asgari mdahale ilkesine gre hareket

edilmelidir. Fakat koruma ve mdahalenin snrndaki belirsizlik ve hatta her yap

7

iin bu snrlarn deikenlik gstermesi, uygulamada ok eitli zorluklar meydana

getirmektedir.

Tarihi yaplara yaplacak mdahalelerin, 1964 tarihli Venedik Tzne uygun

olmas gerekir. 1964 tarihli Venedik Tznn Restorasyon bal altnda

toplanan ilkeleri ksaca u ekilde sralanabilir:

Onarm uzmanlk gerektiren bir itir ve amac antn estetik ve tarihi deerini ortaya karmak ve korumaktr. Onarmda, zgn malzeme kullanlmal,

gvenilir belgelere sayg duyulmal ve bu belgelere bal kalnmaldr.

Restorasyon veya onarm ve glendirme ncesinde detayl bir tarih aratrmas yaplmaldr. Bu aratrmada, yapnn ina edildii tarih, yapm

sreci, gemi hasarlarn boyutu ve emas, gemi onarm ve glendirme

mdahaleleri, yap evresinde yaanm deiiklikler tespit edilmelidir.

Yaplacak onarm ve glendirme mdahalelerinde, geleneksel yntemler yetersiz kalrsa yeterlilii deney ve aratrmalarla ispatlanm ada

yntemler kullanlabilir. Uygunluu kesinlememi yntemler de yapya

zarar vermeden geri dntrlebilir ve sklebilir olmaldr. Bununla

beraber her halkarda zgn malzeme ve yapm teknii tercih edilmelidir.

Deiik dnemlerin yap zerindeki katklar da korunmaldr. Restorasyonun amac yapnn ilk yapld haline evrilmesi deildir. Eksik paralar ve

blmler, yapya, yanl anlamaya neden olmayacak ve zgn yapdan farkl

olduu hissedilecek tarzda birletirilebilir. Restorasyon ilemi srasnda

yaplan tm ilemler detayl bir ekilde belgelenmelidir.

Yukarda, dikkat ekici fakat ok nemsendii sylenemeyen bir ifade vardr.

Venedik tznde, yaplacak onarm ve glendirme mdahalelerinde geleneksel

yntemler yetersiz kalrsa baka bir ynteme bavurulmas nerilmektedir. Fakat

ou zaman geleneksel bir yntem, mdahale alternatifleri arasna bile alnmaz.

Mesela, bir kemerin glendirilmesinde, o kemerin iine yeni bir kemerin ina

edilmesi hi dnlmez. Hlbuki Mimar Sinann Beyazt Camiine uygulad

glendirme yntemi yanl kabul edilemeyecei gibi, gnmzde de tekniine

uygun geleneksel yntem glendirmeleri de yaplabilir.

8

Bunlarn yannda, tarihi yma yaplarn yapsal gvenliklerinin deerlendirilmesi ve

glendirilmesi iin yaplacak deney, analiz ve glendirme uygulamalarnda prensip

olarak aadaki ilkelerin de gz nnde tutulmas gerekmektedir.

Tarihi yma yaplarn sahip olduu yap sistemleri deprem ve dier olumsuz artlara dayankl bir yap sistemidir. Yma yapm teknii, yetersiz, yanl

bir teknik olarak kabul edilmemelidir.

Her yapnn koruma derecesi, maruz kald ykc etkilerin ve riskin boyutuna gre belirlenmelidir.

Orta ve hafif iddetli depremlerde, bu yaplarda en dk seviyede hasarn meydana geldii, yapsal hasarn meydana gelmedii, ancak eleman baznda

yerel baz hasarlarn meydana geldii kabul edilir.

Byk yer hareketlerinde ise yapnn genel olarak dengesinin bozulmayaca veya tamir edilebilir hasarlarn meydana gelecei kabul edilir [7].

1.1.3 Koruma Yntemleri

Her bir yap veya yap grubunun korunmas iin farkl yaklamlar ortaya konabilir,

nk her yapnn ihtiyac olan koruma yaklam farkllklar arz etmektedir. Bu

farkl ihtiyalara cevap olarak nerilmi ve uygulanm olan koruma yntemlerine

dair kavramlar aada ksaca aklanmtr.

Preservation: Yaplar, yap gruplarn zgn niteliinde tutarak zgn detaylarnn,

dekorasyonunun, konumunun, tayc sisteminin, eksiksiz btnletirilmesini

salayarak, olduu gibi, Mze alanlar olarak korunmas n grlen alanlarda

uygulanmaktadr

Conservation: Yaplarn veya yap gruplarnn kullanmn salamak zere karakterin

ve lein korunarak gnn artlarna uyarlanmas, eklentiler yaplmas ve

gelitirilmesi, adalatrlmas gibi kontroll deiimlere imkn vermektedir

Restorasyon: (Orijinal durumun canlandrlmas) yap leinde, bozulan paralarn

yeni malzeme ve yap teknolojileriyle yenilenmesi, tayc sistemin sorunlarnn

giderilmesi, yok olan ksmlarn yerine konmas eklinde yaplan yenileme

mdahalelerini kapsamaktadr. Salamlatrmadan biraz daha ileri bir mdahale

biimi olarak alglanabilir. Yapnn bozulan, yok olan, eskiyen elemanlar

9

deitirilebilecei gibi, yapya fakl bir ilev de verilmesi sz konusu olabilmektedir.

Restorasyonda kullanlan teknikler aada sralanmtr.

Salamlatrma (consolidation): klim, evre artlar, fiziki mdahaleler ve tahribat neticesinde bir yapnn eskiyen paralarnn temizlenmesi, onarlmas

malzeme ve doku dayankllnn artrlmas ve sahip olduu renk, doku,

tayc sistem, bezeme gibi karakterlerin daha uzun sre ayn nitelikte

izlenebilmesi amacyla gerekletirilen bir yenileme trdr. Salamlatrma

tek yap leinde malzemenin, tayc sistemin ve zerinde bulunduu

zeminin salamlatrlmas eklinde olmaktadr.

Btnletirme (reintegration): Farkl bir tanmla btnletirme, bir blm hasar grm ya da yok olmu yap ve yap elemanlarn, ilk tasarmlarndaki

btnle kavuturacak biimde geleneksel ya da ada malzeme kullanarak

tamamlama ilemidir. Btnlemeyi ynlendiren deikenler estetik, ilevsel

ya da yapsal denge kayglardr. Ykk durumda gze ho gelmeyen bir yap

btnletirilerek, hem estetik btnle kavuur, kullanlabilir duruma gelir,

hem de tmyle yok olmaktan kurtarlabilir.

Yenileme (renovation): Bu yntemde yapnn herhangi bir blm, belirli ksmlar yeniletirilerek korunur. Sz konusu bileenler tmden yeni bir

nitelie kavuturulur. rnein, yapda belirli katlarn ya da n cephenin

mimari nitelikleri asndan yenilenmeleri bu nevidendir.

Yeniden yapma (reconstruction): Kltrel varln yok olan nemli bir blmnn ya da tmnn, yapnn zgn durumuna veya kaynaklara,

fotoraflara ve belgelere dayanarak yeniden yaplmas ve eskisinin yerine

konmas yoluyla yaatlmasn amalayan bir tr koruma yntemidir.

Genellikle arkeolojik alanlarda ve kltrel deeri nemli yaplarda uygulanan

bu ynteme, yangn, deprem ya da sava gibi toplu ykmlarla yitirilen ve

yeniden canlandrlmaya allan alanlarda tarihi sreklilii ve milli karakteri

yanstabilmek endiesiyle bavurulmaktadr.

Temizleme (liberation): Antlarn genel etkisini bozan, tarihi ve estetik deer tamayan eklerden arndrlmas ilemidir. Yaplarda bezeme temizlii ve

cephe temizlii eklinde uygulanr.

10

Daha iyi bir evreye tama (reproduction): Bayndrlk etkinlikleri (yol, baraj yapm vb.) jeolojik yap ya da doal afetler, bir antn bulunduu yerde

korunmasn zorlatrabilir, hatta imknsz klabilmektedir. Bu durumda

antn nceden belirlenen uygun bir yere tanmas gereklidir.

Shhiletirme (rehabilitation): Kltrel deeri, gnmz konfor artlarna kavuturmak zere yap donatlarnn ve alt yapsnn iyiletirilmesidir.

Kopyalayarak yaatma (reproduction): Bulunduu konumda evresinden eitli ekillerde zarar gren kltrel varln ya da yapnn daha uygun bir

yere tanmas sonucu, bo kalan yerine kopyasnn yaplarak konmas

yntemidir. Mesela, Floransadaki Signaria Meydanndaki

Michelangelonun Davit Heykelinin mzeye kaldrlarak yerine kopyasnn

konulmas buna bir rnek tekil eder [40].

Restorasyon teknikleri geri dnml ve geri dnmsz olarak

isimlendirilebilecek iki gruba ayrlabilir. Geri dnml restorasyon tekniklerinde,

tatbik edilen teknik, sonraki bir tarihte gerekli grldnde, kolayca

dzeltilebilecek ve yap zerinde ok az etki brakacak, geri dnebilir bir teknik

olmaldr. Tekniin geri dnml olmasnn faydalar ise yle sralanabilir.

- Kullanlan teknik yeterli dayankllk ve performans gsteremezse, yapya

zarar vermeden sklebilir.

- Uygulamadan sonra, daha elverili malzemeler ve teknikler gelitirildiinde

kolayca yeni bir uygulama yaplabilir.

- Yaplarn sanat ve tarihi kalntlar yok edilmemi olur.

Geri dnebilir tekniklere rnek olarak verilebilecek uygulamalar eitli rnekler

verilebilir. Bunlardan, kemerlerin gergilerle glendirilmesi, d payandalarn

kullanlmas, n gerilmeli elik ve lif takviyeli plastik ubuklar kullanlmas,

duvarlarn yatay stabilitesini ve balantsn salayacak, n gerilmeli erit ve diki

elemanlar kullanlmas saylabilir.

Geri dnmsz restorasyon teknikleri, kalc ve yapya zarar vermeden geri

sklemeyecek tekniklerdir. Bunlarn avantajlar da yle sralanabilir. Yapnn

tayc sisteminin btnletirilmesi ve entegrasyonu ile yeniden sistem kurmak sz

konusu olduunda, gerekli grlrse geri dnmsz teknikler kullanlabilir. Geri

11

dnmsz tekniklere rnek olarak, betonlama, yklm olan duvarlarn yeniden

yaplmas, duvarlara diki atlmas, n gerilmeli kablo elemanlar kullanlmas ve

temellerin glendirilmesi saylabilir [16].

1.3. Tarihi Yaplarda Performans Kavram

Tarihi yaplara deer katan zaman faktr, dier bir taraftan tarihi yaplarn baa

kmas gereken bir dmandr. Genel anlamda malzemenin zamanla yalanmas ve

bozulmas, orijinal tasarmn yetersizlii ya da zamanla yetersiz kalmas, kullanm

amacnda zaman ierisinde meydana gelen deiiklikler sebebi ile oluan hasarlar ve

zorlanmalar ya da yapsal mdahaleler ve gemi byk afetler sonras oluan

hasarlar tarihi yaplarn ortak problemleridir. Tarihi yaplarn yapsal gvenliinin

incelenmesinde eitli tanmlanm performans seviyeleri belirlenerek yapsal analiz

ve kontrollerin yaplmas salanabilir. Ancak nemli olan her bir yap iin, o yapnn

eitli d etkilere kar beklenen performansnn tarif edilmesidir. Henz yeni

kullanlan bir kavram olan yap sistemlerinin performans tabanl olarak analizi

yannda tarihi yaplarn incelenmesinde benzer yaklamlarn kullanlmas

uygulamada olduka nadir rastlanan bir durum olup konu ile ilgili kaynaklar da

olduka kstldr. Ancak kstl almalarda rastlanan ortak terminoloji ve tanmlar

erevesinde performans seviyeleri aada verilmitir.

Hasarszlk beklentisi (ND) : Bu performans dzeyinde ihmal edilebilecek kadar az bir yapsal hasara msaade edilebilir. Yap sanatsal deerini

kaybetmemeli ve hem yapsal elemanlarda hem de ihtiva edilen tarihi

deerlerde ancak ok kk ve ihmal edilebilir kayp veya hasar olumaldr.

zel durumlar hari, bu performans beklentisi sk meydana gelen (50 ylda

almas olasl % 20-50 ) depremlerde beklenmelidir.

Kltrel deerin korunmas (CVS) : Bu performans dzeyinde ise tamir edilebilir yapsal hasarlara izin verilir. Tamir, genel gvenlik nlemleri

almay gerektirmemelidir. Blgesel hasarlar kabul edilebilir ancak yapnn

tamamna dalm bir hasar durumu olumamaldr. Yapnn sanatsal

deerinde ve ihtiva edilen tarihi deerlerde kayp kabul edilebilir ancak bu

kayp yok olma boyutuna ulamamaldr. Tamir edilebilmeli veya olduu gibi

kullanlmaya-sergilenmeye devam edilebilmelidir. zel durumlar hari, bu

12

performans beklentisi orta sklkta meydana gelen (50 ylda almas olasl

% 10-20) depremlerde beklenmelidir.

Gmenin engellenmesi (CP) : Yapda genel ya da blgesel gme durumu olumamaldr. Yap sanatsal deerini kaybedebilir ve hem yapsal

elemanlarda hem de ihtiva edilen tarihi deerlerde kayp veya hasar oluabilir

ancak yap ayakta kalmaldr. zel durumlar hari, bu performans beklentisi

ok ender meydana gelen (50 ylda almas olasl % 2-10 ) depremlerde

beklenmelidir [41].

Tanmlanan malzeme modelleri ve yer hareketi parametrelerinden sonra

gerekletirilen analizde yapnn gsterdii performans, ND ve CVS performans

seviyeleri iin yerdeitirmeler (dlim) baznda tanml limitler kontrol edilerek, CP

performans seviyesi iin ise maksimum moment (Mu) yntemi ile belirlenmesi ve

kapasite tahkikleri yaplmas nerilmektedir. Yerdeitirme limitleri iin d

yerdeitirme ve h eleman ykseklii olmak zere elemann deyle yapt ann

tanjant deeri olan d/h iin Hasarszlk performans seviyesinde 0.0005, Kltrel

deerin korunmas performans seviyesinde ise 0.001 deerleri nerilmitir [41].

Tarihi yaplarda malzeme testleri iin numune almann bile ou zaman mmkn

olmad dnlrse, yapnn trne de bal olmak artyla ou zaman hasarszlk

performansn salamas gerektii dnlebilir. zellikle ant eserlerin

korunmasnda hasarszlk performans esas kabul edilebilir. Ancak hedef performans

hasarszlk olduu zaman yapda glendirme ihtiyac ortaya kma ihtimali de

ykselmektedir. Glendirme mdahaleleri ise olduka dikkatli yaplmas gereken

zor almalardr.

Deprem Blgelerinde Yaplacak Binalar Hakkndaki Ynetmelik (2007) tarihi

yaplarn deerlendirilmesini kapsamamaktadr, te yandan ynetmeliin beinci

blmnde yma yaplarn deprem performansnn deerlendirilmesi iin

kullanlacak yntem ve duvar kayma emniyet gerilmelerinden bahsedilmitir. Tarihi

yma yaplar iin bir kyaslama olmak zere bu deerlerden faydalanlabilmek

mmkndr. Bu konu aratrmann 5. Blmnde daha detayl olarak ele alnmtr.

Bu blmde kavram asndan performans snrlar zerinde durulmutur.

Deprem ynetmeliin tanmlarndan yola karak tarihi yma yaplar iin baz

performans kriterleri gelitirilmesi de mmkn olabilir. Ynetmelikte, deprem

13

performans, yaplarn belirlenen bir deprem etkisi altnda, yapda meydana gelmesi

beklenen hasar durumlar ile ilikili olarak tanmlanmtr. Buna gre drt farkl

hasar durumu esas alnarak tanmlanan performans seviyeleri aadaki ekilde

gsterilmitir (ekil 1.4).

ekil 1.4. 2007 Trk Deprem Ynetmeliinde Hasar Seviyeleri

Hasar blgeleriyle balantl olarak, Hemen Kullanm, Can Gvenlii, Gme

ncesi eklinde performans dzeyi tanmlanmtr. Bu dzeylerden tarihi yma

yaplar iin kabul edilemeyecek olan ileri yapsal hasarlarn bulunduu gme

ncesi performans dzeyi kolayca karlabilir. Geriye kalan hemen kullanm ve can

gvenlii performans dzeyleri ise yeniden tanmlanarak tarihi yma yaplar iin de

kullanlabilir.

2007 Deprem Ynetmeliinde, yma binalarn performans seviyesine, bilgi

dzeyine gre yaplan inceleme ve hesap sonucunda karar verilecei belirtilmitir.

Eer yma yapnn her iki dorultudaki tm duvarlarnn kesme dayanm,

uygulanan deprem etkileri altnda oluan kesme kuvvetlerini karlamaya yeterli ise,

yapnn Hemen Kullanm Performans Dzeyini salad sonucuna varlaca

ngrlmtr. Herhangi bir katta uygulanan deprem dorultusunda bu art

salamayan duvarlarn kat kesme kuvvetine katks % 20'nin altnda ise yapnn Can

Gvenlii Performans Dzeyini salad kabul edilecektir. Bu durumda, sadece

yetersiz olan duvarlarn glendirilmesi gerekir. Bunlarn dnda, yapnn Gme

Durumunda olduu kabul edilir [21].

Deprem ynetmeliindeki hemen kullanm performans dzeyi, deprem etkisinin her

hangi bir hasara yol amadan duvarlarn kesme mukavemeti ile tandn kabul

etmektedir. Sadece kesme kuvvetine dayal bir performans belirlemek tarihi yaplar

14

asndan yeterli olmayabilir. Zira duvarlar iin dzlem d hareketler, duvarlar

heterojen malzemeden olutuu iin eitli eilme ve dalma etkileri de zaman

zaman ne kmaktadr. Fakat tm elemanlar hasar durumu asndan gz nne

alndnda, beklenen davran bu performans seviyesinin kapsamyla tam olarak

rtmektedir. Ksaca ifade etmek gerekirse, hemen kullanm performans dzeyinin

deerlendirme kriterleri tarihi yaplar iin yeterli olmamakla birlikte, hasar hedefleri

ve kabulleri tarihi yaplar iin kabul edilebilir bir izgidedir. Bu performans

seviyesinde, kolayca tamir edilebilecek, yapsal olmayan hasarlar, atlaklar kabul

edilmi olur.

Can gvenlii performans seviyesinde ise baz duvarlarn kesme kuvveti tama

kapasitesinin zerinde zorland, kapasitesi alan elemanlarn kat kesme kuvvetine

katks % 20den az olduu kabul edilmitir. Tarihi yma yaplar asndan can

gvenlii performans seviyesinin de uygun olmad anlalr. nk 1/5 orannda

yapsal bir hasar kabul edilmi olur. Hlbuki bu yaplarn korunmasna ve

yaatlmasna ynelik yaklamlar, srdrebilirlik maliyetleri ve mdahale yapmann

gerek korumaclk gerekse malzeme ve yapm teknii asndan barndrd

zorluklar dnldnde, herhangi bir yapsal hasarn kabul edilemeyecei

anlalr.

Bu durumda, tarihi yma yaplar minimum hasar blgesinde kalmaldr. Birok

performans seviyeleri yerine sadece tek bir performans seviyesi kabul edilebilecei

dnlr. Orta ve hafif iddetli depremlerde, bu yaplarda en dk seviyede hasarn

meydana geldii, yapsal hasarn meydana gelmedii, ancak eleman baznda yerel

baz hasarlarn meydana geldii kabul edilir. Byk yer hareketlerinde ise yapnn

genel olarak dengesinin bozulmayaca veya tamir edilebilir hasarlarn meydana

gelecei kabul edilebilir. Bunun yannda meydana gelebilecek yapsal hasarlarn

boyutu genel olarak yapnn genel stabilitesini bozmayacak, yapnn gmesine

sebep olmayacak ve telafi edilebilecek elamanlarda olmaldr. Telafi edilebilecek

elemanlarda gerekleecek hasarlarda ise mhendislik yorumu n plana kacaktr.

1.4. Hedefler

Gemi medeniyetlere ait byk yma antlar, yalanma etkisi, olumsuz hava

artlar, bakmszlk gibi sebeplerle srekli g kaybetmektedir. zellikle deprem

riskinin byk olduu blgelerde ise yer hareketleri nemli ykc etkilerden birisini

15

oluturur. Ekseriyetle yapsal deerlendirmelerin neticesinde, yenileme, onarm ve

glendirme gibi mdahalelerin de yaplmas kanlmaz olmaktadr. Ancak kltrel

miras koruma kavramyla, bu yaplarn yapsal davrann belirlemek zere

yaplacak deerlendirme ve mdahaleler pek de kolay uzlaamamaktadr. Olduka

zor grnen bu problemin kayna ise, yma yap davrannn tam manasyla idrak

edilememesidir. zellikle bu alanda yaplan deerlendirme ve glendirme

almalarnn ncesinde yap davrannn iyice anlalmas ve mdahale

nerilerinin de bu dorultuda gelitirilmesi gerekmektedir.

Yma yaplarn deerlendirilmesi drt temel aamada gerekletirilebilir:

Birinci aamada, yap hakknda detayl bir bilgi toplama almas yaplmaldr. Bu alma, tarihi aratrma, yap sisteminin detayl olarak

incelenmesi, malzeme zellikleri, yapm teknikleri, yerel zemin zellikleri ve

sismik risk balklarnda gerekletirilmelidir.

kinci aamada ise yapnn saysal hesap modelinin kurulmas zerinde allmaldr. Bu hesap modelinin oluturulmas iin gerekli olan geometri,

malzeme ve davran idealletirmeleri, eitli modelleme ilkeleri, uygun

analiz sonularnn alnmas iin dikkate alnmas gereken nemli

balklardr. Bu aamada, hesap modelinin analiz edilecek olan yapy iyi

temsil etmesi iin uygun modelleme tekniinin de belirlenmesi gerekir.

nc aamada, yapy en iyi ekilde temsil edecek ekilde kurulan hesap modeli zerinde, statik ve dinamik analizler yaplr. Analiz almasndan

nce, yma yaplarn ve zellikle incelenecek olan yapnn maruz kald

ykler altnda gsterecei davrann da iyi bilinmesi gerekir. Analiz

ncesinde, gme mekanizmalarn, tipik hasarlar ve hasar grebilecek yap

elemanlarn da tespit etmek, bu elemanlar dikkatle izlemek iyi bir

yntemdir.

Yapnn analizinden sonra, analiz sonular deerlendirilerek, yapnn her hangi bir glendirme mdahalesine ihtiya duyup duymad tespit edilir.

Drdnc aama olarak ifade edilebilecek olan bu safhada, mdahalenin

lei ve yntemi belirlenerek eitli detay nerileri retilir. Daha sonra

takviye edilmi yapnn da tekrar analiz edilmesiyle, yaplan takviyenin

uygunluu da deerlendirilebilir.

16

1.5. Yma Yaplar

nsanolu tarafndan kullanlan btn yap malzemeleri, en yeni teknolojiyle elde

edilenler de dhil olmak zere tabiatta bulunan ham maddelerden elde edilmitir.

Bazen ta, bazen kerpi, bazen de ahap, tabiatta kolayca bulunabildii iin yaygn

olarak kullanlan yap malzemelerinden olmutur. Ta, bu malzemeler arasnda zel

bir yere sahiptir. nsanlar barnma ihtiyalarn karlamak iin ok defa ta

kullanmaya bavurmulardr. Tabiatta bulduklar ta eitli ekillerde ileyerek

binlerce yldr kullana gelmilerdir. Msr, in, Meksika, Roma, Bizans ve

Anadoluda pek ok tarihi eserin yap malzemesi tatr. Tan tabiatndaki g ve

kararllk, onu yzyllara meydan okuyan eserlerin malzemesi yapmtr. Bunun

yannda, ta, bolluktan kaynaklanan ucuzluu sebebiyle hala kullanlan bir yap

malzemesidir. Harcn kullanlmaya balanmas ve tulann kefiyle de tarihi yma

yaplar bu gnlere kadar tayan nemli yap malzemeleri tarihin sayfalarna

kaydolmutur.

Mevcut tarihi mirasn byk bir blmn oluturan yaplarda, yma yap

tekniinden ve ahap malzemelerden faydalanlmtr. Fakat bu malzemeler ve yapm

teknikleri, gnmz inaat mhendislii eitim programnda ok az bahsedilen veya

hi sz konusu olmayana konulardandr. 20. yzyln elik ve betonun temel

mhendislik malzemelerini tekil ettii mhendislik ortamnda, yap mhendisleri

geleneksel yapm teknikleri ve malzemeler hakknda ok az bilgi birikimine sahip

olabilmektedir. Bu bilgi eksiklii, yapsal gvenliin deerlendirilmesinde byk bir

nyarg ve elikiye sebep olmaktadr. Hatta gnmzde, geleneksel teknik ve

malzemeler, tasarmn ilk aamasnda bir alternatif olarak bile akla gelmemektedir.

Ne var ki, geleneksel teknik ve malzemeler, srdrlebilir ve ekonomik yaplar

asndan ilgi ekmeye balayan yeni bir konuyu tekil etmektedir. Yma yaplar,

gnmzdeki modern teknik ve malzemelere gre olduka ekonomiktir. Mesela, bir

yma yap eleman olan tulay retmek iin 2.8 MJ/kg enerjiye ihtiya duyulurken,

beton iin 8.5 MJ/kg ve elik iin ise 43 MJ/kg enerjiye ihtiya vardr. Tulann,

mimari detaylara uyumu, evre artlarna dayankl olmas, durabilitesi ve zamana

kar gsterdii performans ve grn de olduka iyi seenekler sunar. Yma

yaplar ayrca geri dnebilir ve kolaylkla ortadan kaldrlabilir malzemeler ve

tekniklerle ina edilmilerdir [19].

17

Yma yaplarn tasarm prensiplerinin byk bir blm ampirik ve sezgiye

dayanan kriterlerden ve zamann geersiz kld tarzlardaki yaklak hesap

yntemlerinden oluur. Ynetmeliklerin yetersizlii ile keyfi ve denetimsiz

uygulamalar, pek ok depremde insanlar perian eden neticelere yol amtr (ekil

1.5). Son zamanlarda, Avrupada, teknolojik ve mekanik alardan yma yaplar

dzenleyen Eurocode 6 Design of Masonry Structures (EC6) [7] and Eurocode 8

Earthquake Resistant Design of Structures (EC8) standartlar gelitirilmitir.

ekil 1.5. Depremler a)S. Francisco, (1906), (b)Messina, (1908) (c)Tokyo, (1923) [19]

Yma yaplarda tarih boyunca ok farkl yapm teknikleri kullanlmtr. Duvarlarn

tekil edilmesinde, malzemelerin farkl dizilileri, bir arada kullanmlar da farkl

yapm teknikleri eklinde karmza kmtr.

Yma yaplarn, tula ve ta yap birimleri ve bu birimler arasndaki balanty

salayan har gibi malzemelerden oluan, heterojen bir yapm teknii vardr. Yma

yaplarn yapm teknii asndan basit bir snflandrmas aadaki ekillerde

gsterilmitir (ekil 1.6). Farkl yap malzemelerinin bir araya getirildii yma

yapm tekniinde, yma birim ve balaycya bal olan pek ok geometrik, rg

tarz gelitirilmitir (ekil 1.7, 1.8) [20].

ekil 1.6. Yma Ta Yaplar a) Moloz ta, b) Kesme ta, c) ri Kesme Ta [20]

18

ekil 1.7. Tula rg Teknikleri a) Basit, b) apraz, c) Flaman [20]

ekil 1.8. Romada Duvar a) Bal b) Yastkl-Ortas Dolgulu c) Tula Yzl-Dolgulu [12]

Tula ve tan kullanlan harlarla bir araya getirildii, yer yer dolgu malzemeleri,

kenetler ve gergiler gibi balant elemanlarnn da kullanld yma yapm

tekniiyle, bugn hl hayranlkla seyrettiimiz mimari eserler gerekletirilmitir.

Yllara meydan okuyan bu eserler mimari estetii ve duruuyla olduu kadar yapm

teknikleriyle de saygy hak etmektedir (ekil 1.9).

ekil 1.9. Gz Kamatrc Tarihi Yma aheserler

19

2. TARH YIMA YAPILARIN DEERLENDRLMES N YAPILAN

HAZIRLIK ALIMALARI

Tarihi yma yaplarn yapsal deerlendirmesi ncesinde kapsaml bir aratrmaya

ihtiya vardr. Yaplacak aratrmalarn ilk ayan gzlem ve aratrma bal

oluturur. Bu safhada tarihi aratrmalar, yerinde gzlem, tespit ve deerlendirmeler

yaplr.

Sonraki safhada ise yapnn malzeme zellikleri belirlenir. Bu zelliklerin

belirlenmesi iin yaplacak deneysel almalar da bu ikinci safhada deerlendirilir.

nc aamada ise yapnn yer ald evrenin sismik risk byklkleri ve yerel

zemin artlar belirlenir. Yapnn temel sistemi ve zemin davran ilikisi aratrlr.

2.1. Gzlem ve Aratrma

2.1.1. Tarihi Aratrmalar

Tarihi yma yaplar anlamak iin yaplacak olan tarihi aratrmalar, yap hakknda

pek ok noktaya k tutacak birok bilgiyi elde etmeye yardmc olacaktr.

Kronolojik olarak yapy etkileyen hadiseler, tabii afetler ve mdahaleler, tarihi bir

aratrma ile gn yzne karldnda, yapnn pek ok karanlk ve belirsizlikleri

ieren bnyesine derin bir bak kazanlm olur. Bu aamada yaplmas lazm gelen

aratrmalar yle sralamak mmkndr:

Yapnn, arivlerde yer alan, her trl kayt ve belgeleri, planlar, fotoraflar ve her trl izimleri detaylca incelenmeli ve derlenmelidir.

Yapnn ina tarihi, inaatndaki aamalar, duraklamalar, sonradan yaplan ekler ve bunlarn yapm tarihleri, mimarlar tespit edilmelidir (ekil 2.1).

Yapnn tarih boyunca yaad depremler, geirdii onarm ve glendirmeler, farkl dnemlerdeki eitli yapsal mdahaleler ve gemi

hasarlar tespit edilmesi gereken nemli noktalardr.

20

Yapm teknii, zgn yap malzemelerine gnmzde ulaabilme imknlar da aratrlmas gereken nemli konulardan birini tekil eder.

ekil 2.1. St. Michele Arcangelo Kilisesinin naat Safhalar [22]

Yzyllardr ayakta duran bu yaplar birok kez hemen hemen her depremin

arkasndan onarm grmtr. Yma yap dokusundan eitli zamanlarda yaplm

mdahaleler tespit edilebilir. Aadaki resimde bir yma yapnn farkl

dnemlerdeki mdahaleleri yanstan dokusundan yola karak yapm aamalarnn

tespit edilmesine dair bir alma grnmektedir (ekil 2.2).

ekil 2.2. Cephe Dokusundan Yapm Safhalarnn Belirlenmesi [22]

2.1.1. Yerinde Gzlem ve ncelemeler

Bu safhada, yerinde incelemeler ve geometrik olarak gzlemler yaplmaldr. Yerinde

gzlem ve incelemelerde zerinde durulmas gerekli hususlar yle sralanabilir:

Yap malzemelerinde ve yap elemanlarndaki bozulmalarn ve hasarlarn seviyesi, boyutlar ve tipleri kaydedilmelidir.

Grnen atlaklar, hasarlar ve gme biimleri, tayc sistem, duvarlarda meydana gelebilecek deyden sapmalar ve eilmeler basit aletlerle lmler

yaplarak tespit edilmelidir. Bu tespitler fotoraf ve video gibi ortamlara

kaydedilmelidir. Hasar haritalar karlmaldr (ekil 2.3, 2.4).

21

ekil 2.3. Yap Elemanlarnda Hasarlarn Tespiti ve Snflandrlmas [22]

Ayrca, yapnn geometrisinde, boyutlarnda meydana gelmesi muhtemel deiiklikler de tespit edilmelidir.

Uzun vadeli aratrmalar, yap hakknda paha biilmez bilgiler salayabilir. Bu kapsamda, yapnn nem durumu, scaklk deiimleri, atlak

geniliklerindeki deiimler, yapdaki yer deitirmeler, farkl oturmalar ve

evre titreimi lmleri nemli bilgiler salayan almalardandr. Yapda

kritik noktalara yerletirilecek gerilme len aletlerle, istenilen noktadaki

gerilme dalm da tespit edilebilir. Farkl mevsimleri ieren uzun vadeli

aratrmalardan elde edilecek veriler, malzeme bozulmalarn, yapdaki

tayc sistem zayflklarn, scaklk deiimlerinden kaynaklanan

problemlerin etkilerini anlamakta byk fayda salar.

Yapnn tayc sistemi, detayl olarak incelenmeli, yk tama mekanizmas ve yk aktarmnn hangi elemanlar vastasyla gerekletii incelenmelidir.

ekil 2.4. Hasar Tiplerinin, atlak Biimlerinin Belirlenmesi [22]

22

Yapdaki atlaklar al ile svanrsa, aldaki atlamaya gre oturmalar ve yer

deitirmeler sreklilii izlenebilir. Sz konusu atlaklarn her iki yanna

yerletirilecek camlar yardmyla izlenen sre sonunda yapdaki atlak geniliindeki

deiimler tespit edilebilir. Kumpas veya mikrometre ile lmler yaplabilirken

fotoraf teknii de kullanlabilir. atlaklarn geliiminden yapnn zeminindeki

oturmalar hakknda da bilgi sahibi olmak mmkndr [11].

2.2. Malzeme zellikleri

Yap malzemeleri, kullanldklar yaplarn davranlarnda belirleyici bir rol

oynarlar. Tarihi yma yaplarda kullanlan har, tula, ta ve ahap gibi

malzemelerin fiziki ve mekanik zelliklerinin anlalmas, bu yaplar

deerlendirmek zere yaplacak almalarn vazgeilmez bir parasdr. Bu ksmda

tarihi yma yaplarda kullanlan malzemelerin zellikleri incelenmitir.

2.2.1. Har

Yma yaplarda kullanlan har miktar dier malzemelere nazaran ok az olmasna

ramen, bu yaplarn performans byk oranda kullanlan harcn balayc zellii

ve mukavemetine baldr. Basn, ekme ve kayma mukavemetleri ile yma yap

birimleri arasndaki ba (derz) mukavemeti, yma yaplarn nemli yapsal

gstergeleridir. Balayc malzeme, dolgu malzemesi ve suyun belirli oranlarda

karm ile elde edilen, katlama zelliindeki hamurlara har denir. Harlar

iinde bulunan balayclarn niteliine gre isimlendirilirler. Yapda har

kullanmnn temel amac, yap elemanlarn meydana getiren yap birimlerinin

birbirleriyle balantsn salayarak bir btnlk tekil etmektir. Ayrca har, yap

bileenlerinin zerine gelen yklerin datlmasna yardmc olmakla birlikte

bileenin esnemesine, hareket etmesine de yardmc olur. Bunun yannda harlarn,

d hava artlarnn bozucu etkilerinden yapy korumaya yardmc olduu da bilinen

bir gerektir [10,12].

Topraktan elde edilen tula ve kerpicin yap malzemesi olarak kullanlmas, harcn

domasna vesile olmutur. Tarihte ilk olarak balayc malzeme ihtiyac amurla

giderilmi, Romallarla birlikte, kire harc kullanlmaya balanmtr. Kire

harcndan sonra, kum-kire karmnn iine pimi kilin veya puzolan denilen

volkanik tflerin kartrlmas ile suyla reaksiyona giren ve sertleen bir balayc

23

elde edilmitir. Tarihi yma yaplarda, zellikle Seluklu ve Osmanl mimarisinde

ise horasan harc ad verilen balayc kullanlmtr [11].

Horasan yapmnda kire ve tlm tula tozu kullanlr. Horasann mukavemeti

kirecin kalitesine ve tula tozunun inceliine baldr. Bu sebeple eski yaplarda

kullanlm olan horasann kalitesi ve mukavemeti, yerel artlara bal olarak

deikenlik gstermektedir. Horasann sertlemesi ok uzun zaman alr ve gerek

mukavemetine ulamas uzun zaman gerektirir. Eski mimarlar, horasann bu

zelliini bildikleri iin yapnn temellerini ina ettikten sonra uzun bir sre st yap

inaatna devam etmeden beklemilerdir. Horasann bu uzun sren mukavemet

eksikliini telafi etmek iin harcn iine ince akl da katlabilir. Roma kalelerinde

kullanlan horasan harcnn iinde bu trden ince akllar kullanlmtr. Ayrca

rtreyi nlemek maksadyla harca saman da kartrabilir. Horosann muhtevas

yerel artlara gre deimekle birlikte ierisinde, kil, kire, ta tozu, ta krntlar,

mermer tozu, su, kei kl ve hatta yumurta ak bulunduu tarihi kaytlardan

anlalmaktadr [13,11].

Harlarn mukavemeti karmlarndaki maddelerin oranna dayanr. Bununla birlikte

tarihi yaplarda kullanlan harlarn mekanik zelliklerini belirlemek iin deney

yapmakta byk zorluklar vardr. Fakat ayn karm oranlarnda hazrlanacak olan

harlar zerinde deneyler yapmak, bu harlarn mekanik zellikleri hakknda fikirler

verebilir. Bu balamda yaplan bir aratrmada retilen test numunelerinde, yaklak

olarak 5 MPa basn mukavemeti llmtr [12].

Ayasofyada kullanlan har iin yaplan bir aratrmann sonular ise olduka

ilgintir. Gnmz puzolanlar ile retilmi bir harcn ekme mukavemeti, orijinal

puzolan katkl kire harcndan 15 kat daha az ekme mukavemeti gstermitir.

Ayasofya gibi birok yapda kullanlan bu harlara puzolan ekme mukavemeti

kazandrmtr. Ayrca, iinde agrega boyutlarnda tula paralar da bulunan bu

harlarn, kendi dneminin betonu olarak deerlendirilmesinin daha uygun olaca

belirtilmitir [7].

2.2.2. Tula

Roma dneminden ok nceleri kullanlm olan tula, kilin yksek scaklklarda

piirilmesiyle elde edilen bir yap malzemesidir. Tulalar, ebatlar, grnleri ve

ilevlerine gre eitli snflara ayrlrlar. Tarihi yaplarda kullanlan tulalar saf

24

kaolin ve kil karmnn frnlarda yksek ate altnda piirilmesiyle elde edilir. Frn

teknolojisinin bulunmad yerlerde, baz tarihi yaplarda kullanlan tulalarn

dorudan gne ss altnda retilmi olanlarna da rastlanmaktadr [13]. Kerpi ise

piirilmemi tula eleman olarak grlebilir. Tulann iyi piirilmesi nemlidir. Ne

kadar iyi pimise, mukavemeti ve evre artlarna kar direnci de o kadar iyi olur.

ekil 2.5. Silindirik Tulann evrimli Basn Deneyi ve Tipik Gerilme-ekil Deitirme Erisi [19]

Tulann elastisite modl yksek deildir. Tekrarl ykleme ve boaltmalardan

oluan yklemede ekil deitirmelerin elastik olduu grlmektedir (ekil 2.5). En

byk gerilme deerinden sonra elastisite modlnde azalmalar grlrken ilerleyen

atlaklarla mukavemet dmeye balar.

Tula, ahap ve tan zor elde edildii blgelerde, yap malzemesi olarak karmza

kmaktadr. Ayrca yapm kolayl ve ucuz retim sebebiyle geni bir kullanm

alanna sahip olmutur. Tula da ta gibi yapda ancak basn altnda alabilir.

ekme mukavemeti olduka dktr. Aadaki tabloda tulalar iin yaklak

deerler verilmitir (Tablo 2.1).

Tablo 2.1. Tulalarn Ortalama Mekanik zellikleri

Basn Mukavemeti (MPa)

ekme Mukavemeti (MPa)

Elastisite Modl (MPa)

3 10 0.2 0.5 1000 5000

2.2.3. Ta

Doal ta, basnca ok iyi alt halde ekme gerilmelerinde zayf bir malzemedir.

Bu sebeple, tarihi yma yaplarda ta kullanlrken, zellikle kemer, kubbe, tonoz ve

stunlarda ekme gerilmesi almayacak ekilde kullanlmlardr. Bununla beraber,

yapda ekme gerilmesi almasa bile, scaklk deiimleri, donma zlme evrimleri

25

gibi olumsuz evre artlar sebebiyle oluan ekme gerilmeleri, tatan yaplm

elemanlarda atlaklara sebep olabilir.

Ta malzemenin mukavemetinin boyutlarn anlamak iin teorik olarak baz bilgiler

verilmitir. Mesela, ortalama salamlkta bir kum tandan 2 km yksekliinde bir

stn yaplabilir. Kum ta bu uzunluktaki bir stunun zati arln, ezilmeden

tayabilir. Yine teorik olarak bir granit stun da ezilmeden 10 km boyunca ina

edilebilir [2]. Tablo 2.2de baz talarn mekanik zellikleri verilmitir.

Tablo 2.2. Talarn Ortalama Mekanik zellikleri [13]

Basn mukavemeti

Kayma mukavemeti

ekme mukavemeti

Elastisite Modl Tan

cinsi MPa MPa MPa Gpa Granit 30 - 70 14 -33 4 - 7 30 - 55 Mermer 25 - 65 9 - 45 1 - 15 25 - 70 Kire Ta 18 - 35 6 - 20 2 - 6 10 - 55 Kum Ta 5 - 30 2 - 10 2 - 4 13 - 50 Kuvars 10 - 30 3 - 10 3 - 4 15 - 55 Serpantin 7 - 30 2 - 10 6 - 11 23 - 45

Uzun sreli mukavemet ve dayanklln (durabilite) arand abidevi yaplarda

kullanlacak talarn tamas gereken baz zellikler aadaki ekilde toplu halde

sunulmutur (ekil 2.6).

ekil 2.6. Talarda Aranan zellikler [15]

26

Bu ekilden aadaki sonular karlabilir:

Basn mukavemetinin birim hacim arlna oran mmkn mertebe yksek olmaldr. Ayrca ta, ykler altnda ekil deitirme kapasitesini ifade eden snek davran da

gstermelidir. Sneklii karakterize etmek asndan tan temel byklklerinden olan

Elastisite Modl E ve basn mukavemeti fb oran (E/fb) mmkn olduu kadar yksek

olmaldr. Gevrek talarda bu oran yaklak 100-200 aralnda deiir.

Tan iyaps donma-zlme, scaklk farkllklar, slanma-kuruma vb. d etkilerden minimum dzeyde etkilenmelidir.

Tan dayanklln (fiziki, kimyevi ve mekanik byklklerin zaman iindeki deiimini) kontrol eden en nemli zelliklerden biri de tan boluklu fakat geirimsiz bir iyapya

sahip olmasdr. niform dalm, birbirinden bamsz ve 0.1 m den daha byk apl

boluklara sahip bir tata, d etkilerden dolay i yapda oluacak niform gerilme yaylm,

belirli kesitlerdeki gerilme younluklarn ve bu nedenle oluacak mikro atlaklar minimize

ederek yapnn dayankll zerinde olumlu etki yapar.

Mukavemet ve dayankllk zerinde etkin bir dier parametre de tan mikro yaps iinde btnlemi, lif gibi alan boy/ap oran ve elastisite modl yksek kavklarn varldr.

Sz konusu kavklar yapya "sneklik" ve d etkilere dayankllk salamaktadr.

Abidevi yaplarda kullanlan yap talarnda aranan nemli zelliklerden biri de ekonomikliktir. Ocak iletmecilii asndan bakldnda rt tabakas kalnl az ve rezerv-

kapasite byklkleri uyumlu olmaldr. Ocaktan karma ilemi, inaat alanna nakliyenin

kolayl, iilik cretleri, hz gibi faktrler zerinde en etkin faktr ise tan birim arldr.

Hafif, ancak salam ve dayankll yksek talar tarih boyunca antsal yaplarn inaatnda

her zaman tercih edilmitir [15].

Talar arasnda kfeki yma yaplar asndan farkl bir yere sahiptir. Pek ok

yapda kullanlan bu ta, dier talara gre eitli avantajlara sahiptir. En nemli

avantaj ise mukavemet ve birim arl ile ilgilidir. Boluklu yaps sayesinde birim

arl yksek deildir. Ayn zamanda mukavemetini de artran bu boluklar

kfekiyi dier talardan ayran temel zelliklerindin birisidir.

Kfeki, yksek boluk oranna sahip bir kire tadr. Yksek boluk oranna sahip

olmas kfekinin snek davran gstermesini ve hafif olmasn salar. Basn

mukavemetinin ekme mukavemetine oran fb/f = 11-12 civarnda tespit edilmi

olup bu deer kfekinin enerji yutma kapasitesi yksek, snek bir malzeme olduunu

gsterir. Elastisite modlnn basn mukavemetine oran olan E/fb=720 olarak

tespit edilmitir ki bu da gnmzde retilen betonlarla iyi bir uyumu ifade eder [15]

(Tablo 2.3 ve 2.4).

27

Tablo 2.3. Kfekinin Fiziki zellikleri [14]

Birim

Arlk g/cm3

Boluk Oran

%

Arlka Su

Emme %

Hacimce Su

Emme %

Klcallk (3 aylk

numune)

Donma-zlme

Ortalama Arlk Kayb %

2.19

12.6

5.70

11.08

4.93x10-6

0.28

Kimyevi bileimi % 54.37 CaO, % 0.22 Fe2O3, % 0.39MgO, % 0.34SiO2, % 0.11 H2O,

% 43.44 CO2+H2O eklinde olan kfekinin tek eksenli deneyle elde edilmi olan

mekanik zellikleri aada verilmitir (Tablo 2.4).

Tablo 2.4. Kfekinin Mekanik (Tek Eksenli) zellikleri (1-30 gnlk) [15]

Basn

fb MPa

ekme

f MPa

Elastisite Modl

MPa

Yzey Sertlii

R

Ultrasonic

Hz

E / fb

fb / f

33.245.5

3.6

24000

47.750.1

3.885.01

720

1112

Kfekinin yapsnda su mevcuttur. Bu suyun bir blm zamanla buharlarken bir

blm de d eperlerden ieriye doru zamanla gelien kalnlkta karbonatlamann

sonucunda oluan katmann iinde hapsolmaktadr. Bnyede suyun varl dinamik

ykler altnda yapnn tama gcne nemli bir ilave katk getirmektedir. Kfekinin

iinde hapsolan su, mukavemet yannda sneklii de olumlu etkilemektedir [15]

(ekil 2.7).

ekil 2.7. Kfekinin Statik ve Dinamik Davran [15]

Bakrky, Sefaky, Halkal, Hadmky, Sazl Bosna stanbul civarndaki kfekinin

karld yerlerin banda gelmektedir. Ocaktan karld andaki mekanik ve fiziki

28

zellikleri ile 30 gn sonraki zellikleri arasnda farklar grnr. Kfeki, ocaktan

kt andan itibaren hzla karbonatlar ve boluk oran azalrken mukavemeti ve

birim hacim arl da artmaya balar. Betonda karbonatlama olumsuz etkilere yol

aarken, kfekide karbonatlama etkisiyle mukavemet art gzlenmektedir [14]

(ekil 2.8).

ekil 2.8. Kfeki ve Beton - Karbonatlamayla Mukavemet Deiimi [15]

2.2.3. Ahap

Genellikle devlet eliyle gerekletirilen ve zellikle kamu hizmetine sunulmu, cami,

hamam, kpr, medrese vb. yaplar tabiat gl ve salam olan ta malzeme ile

yaplmtr Bu devletin devamll, ferdin ise geicilii ve faniliine ilikin bir

yaklamn eseri de saylabilir. Ahap malzeme ise daha ok konut yaplarnda

kullanlm olmakla birlikte bazen de deme tekilinde karmza kmaktadr.

Ahap, hem ekmeye, hem basnca alabildii iin eilme eleman olarak byk

aklklarn geilmesinde kullanlmtr. Tarihi yma yaplarda da ahap, bu

zelliinden faydalanmak zere deme taycs vazifesini grmtr. Ayrca

duvarlarda hatl eleman olarak kullanlm, saak ve cumba gibi mimari detaylarda

da zaman zaman tercih edilmitir.

2.2.4. Kgir Malzeme ve Kompozit Malzeme Tanmlar

Doal ta veya tulann, bir balayc harla beraber kullanlmas ile oluan yapm

tarzna kgir (yma) malzeme ad verilir. Kgir malzeme ile duvar, payanda, kubbe,

29

tonoz ve kemer gibi monolitik tayc elemanlar ina edilir. Kgir malzeme homojen

bir malzeme olmayp heterojen bir zellie sahiptir. Birim arl 21-22 kN/m2

arasnda deimektedir. D ykler altnda farkl zellikler gsteren bu malzemenin

tama gc, yapmndaki hassasiyete, yap birimi olarak kullanlan ta veya tulann

zelliklerine, harcn zelliklerine ve yapm tekniine baldr. evre artlarna ve

zamann ilerlemesiyle oluan yalanma etkilerine gre de farkl zellikler

gsterebilen kgir malzemenin basnca kar davran iyi saylrken, ekmeye kar

zayftr. Kgir malzemenin mukavemeti, iindeki harcn mukavemetine edeerdir,

zira tula veya ta birimlere kyasla nce zayf halka olan har g tkenmesine

eriir. Kire harc kullanlm bir malzemede emniyet gerilmesi = 0.2-0.6 N/mm2,

horasan iin ise = 1.5-3.0 N/mm2 mertebesindedir [11].

Yma yaplar, farkl malzemelerin birletirilmesinden oluan yapsndaki har

sebebiyle farkl dorultularda farkl davranlar gsterir. Yap birimi ile balayc

har arasndaki ba, yma yaplardaki en zayf balantdr. Yma yaplarn

davrannda en nemli konu, birim malzeme ile har arasndaki ara yzn lineer

olmayan davrandr. Bu ara yzde iki ayr gme modu gerekleir. Birincisi,

ekme kuvvetinden kaynaklanan gme ile ortaya kan ekme modudur. kincisi ise

kayma modudur. Aratrmalardan anlaldna gre, ara yzdeki elastik tesi

davran tamamen plastiktir [19].

ekil 2.9. Yma Numune Tek Eksenli Tekrarl Basn Deneyi [19]

Tula ve ta ile harcn elastik tesi davranlarndaki farkllklar, kompozit

malzemenin gmesinde nclk eder. Tek eksenli ekme gerilmesine tabi tutulan

kompozit numunelerde mukavemet, genellikle birim ile har arasndaki ba

kuvvetine eit olarak ortaya kar. Tek eksenli evrimli basn gerilmesine tabi

tutulan bir numunenin deneyine ait bir gerilmeekil deitirme ilikisi yukarda

30

gsterilmitir (ekil 2.9). En byk gerilmeye eriilen diyagramn tepe noktas

tesinde devam eden ykleme boaltma evrimleri ile rijitlikteki azalmalar ve enerji

snmleme verileri elde edilmeye allmtr. Bu deneyde, en byk gerilme

deerinden nce, byk oranda lineer davran gsteren numune, g tkenmesine

eritii andan sonra, elastisite modl asndan monoton olarak azalan bir eilim

gstermitir.

Yma yapy oluturan tula, ta ve harcn farkl mekanik zelliklerini dikkate

alarak oluturulacak saysal analiz modellerinden ok detayl veriler elde edilebilir.

Bu yntemde, yma yapdaki derzler, sreksiz elemanlar olarak modellenmek

suretiyle yma birimlerden farkl davran gsterecek ekilde modellenebilir. Yma

yap davrannn yerel bazda daha iyi anlalmas iin kullanlan bu yntem, mikro

modelleme adyla bilinen bir yaklamdr. te yandan hesaplardaki yaklaklk

dzeyi ile basitletirme ve idealletirme ihtiyalar, yapy genel olarak

deerlendirme istei, makro modelleme yaklamn gerekli klmaktadr. Makro

modelleme yaklamnda, yma yapy tekil eden btn malzemeler tek bir

kompozit malzeme olarak kabul edilir (ekil 2.10).

ekil 2.10. Yma Malzeme Modelleri, Srasyla Detayl Mikro, Basit Mikro ve Makro Model [20]

lk yaklamda, ta, tula ve harcn elastisite modlleri, poison oranlar, elastik tesi

davranlar ayr ayr dikkate alnr. Dier malzemeden ayrlmas iin balangta

hayali bir rijitlie sahip olacak ekilde modellenen derzler, potansiyel atlama ve

kayma yzeyini tekil eder. Bu model tula veya ta ile harcn beraberce ve ayr ayr

nasl davrandn mercek altna alabilen bir yntemdir.

kinci yaklamda ise her bir balant, birim ile har arasndaki iki ara yz ve derzin

kendisiyle birlikte ortalama tek bir ara yze dntrlr. Yma birimler ise

geometriyi korumak iin genilemi kabul edilir. Bylece yap potansiyel kayma ile

krlma yzeylerini oluturan ara yzler ile birbirlerine balanm elastik bloklardan

oluan bir model ile temsil edilmi olur. Bu basitletirilmi mikro modeli tekil eden

31

malzeme yaklamnda, harcn poison oran dikkate alnamadndan hassasiyet

kaybolur.

nc yaklam ise ta, tula ve har arasnda bir ayrm ve farkllk gzetilmeden

yma yapy homojen bir anizotrop ortam kabulyle modelleme esasna dayanr.

Makro modelleme olarak adlandrlan bu yaklam, daha az zamanda, daha az bir

alma ile kolay ve pratik sonular verebilen bir yaklamdr. Bu yaklam, verim ve

hassasiyet kavramlar uzlatnda, en deerli yntemdir. Kabul edilebilir bir

hassasiyet tanmlanabiliyor ve bu hassasiyet makro modellemeye imkn tanyacak

kompozit malzeme idealletirmesini yapmaya elverili oluyorsa, bundan daha verimli

ve deerli bir yntem yoktur [20].

ekil 2.11. Homojen Malzeme Tanm (RVE: Represantative Volume Element) [1]

Yukardaki ekilde (ekil 2.11) grld gibi; yma duvardan alnan basit bir

hcre incelendiinde, har ve tulann katlm oranlar dikkate alnarak malzeme

parametrelerinde kullanlr ve tek bir malzeme olarak kabul edilebilir. Homojen

malzeme tanmlar dorultuya gre de seilebilir. Aadaki ekilde yatay ve dey

dorultuda yaplm homojenletirme ilemi grlmektedir (ekil 2.12).

ekil 2.12. ki Adml Homojenletirme lemi [1]

32

Loureno, almasnda tula ve har iin elastisite modl bata olmak zere dier

malzeme parametrelerinin hesab iin Ek = (th + tt) / [(th/Eh) + (tt/Et)] k ifadeleriyle verilen banty nermektedir. Bu bantda kullanlan Ek, elde edilen kompozit

malzeme iin edeer elastisite modl, th, har kalnl, tt, tula kalnl, Eh, harcn

elastisite modl, Et, tulann elastisite modldr. k ise tula ile har arasndaki ban, veya aderansn etkinliini ifade eden, 0-1 arasnda deien bir katsay olup

ortalama bir yap iin 0.5 kabul edilebilir.

Ta duvarlar iin de, bu yntemle hesap yaplabildii gibi deiik aratrmaclar

farkl yntemler kullanlmtr. Bu yntemler farkl elemanlarn geometrisi ve

malzeme zelliklerini dikkate alan edeer malzeme zelliklerinin belirlenmesine

dayanmaktadr. Eurocode8de ise tula ve hartan oluan kompozit malzemenin

mukavemeti fbk = K ftula/ta 0.65 fhar 0.25 bants ile verilmitir. Burada K, 0.4 ile

0.6 arasnda 0.05 admlarla deien bir sabiti ifade eder ki bu katsay yma yapnn

morfolojisine baldr. [33]

Ayasofyada yaplan aratrmada, ultrasonik testler neticesinde tulaya, harca ve

ikisinden mteekkil kompozit malzemeye ait elastisite modlleri srasyla Etula=

4200 MPa, Ehar=900 MPa ve Ekompozit=1500 MPa olarak hesaplanmtr. Kompozit

malzemenin elastisite modlnn hesabnda Ekompozit=(2Etula/taEhar)/(Ehar+Etula/ta) bants kullanlmtr. Kk Ayasofya Camiinde gerekletirilen malzeme

deneylerinde ise tula, har ve ta malzemeler iin Etula=9029 MPa, Ehar=8860 MPa

ve Eta=13727 MPa deerleri elde edilmitir. [7]

2.3. Malzeme zelliklerinin Belirlenmesi

Malzeme zelliklerinin tespiti iin birok test teknii gelitirilmitir. Bu deneylerden

maksat, yap elemannn homojenliini kontrol etmek, ta, tula ve har gibi

malzemelerin mukavemet deerlerini, ekil deitirme zelliklerini ve elastisite

modllerini belirlemektir. Ayrca, yap elemanlarnn geirimlilii, boluk yaps,

renk, atlak yaps ve genilikleri ile yzey hasarlarnn belirlenmesi de nemlidir.

Tahribatsz olarak yaplan deneyler, genel olarak kesin bir sonu vermezler. Ancak

yaklak deerler dolayl olarak elde edilebilir. Malzeme zelliklerinin kesin olarak

belirlenmesinde en belirleyici deneyler laboratuar ortamnda yaplan deneylerdir. [7]

33

Tarihi yaplarda numune almann pek ok zorluklar vardr. Bu sebepten tahribatsz

test teknikleri de olduka yaygn olarak kullanlmaktadr. Zaten yapnn analizinde

belirli bir oranda yaklak sonular kabul edilebilmektedir. Kesin bir yapsal analiz

yaplamad iin, malzeme zelliklerinin de yeterince yaklak bir deerinin tespit

edilmesi yeterli olabilmektedir. Burada nemli