Tarihi Yığma Yapıların Performans Analizi

Tarihi yapıların performans analizi, güçlendirme ve restorasyonunu yapabilmek için bazı ön çalışmalar yapılmalıdır. Bu çalışmalar ile yapının kısmen özgün haline döndürülebilmesi hedeflenir. İlk olarak incelenecek yapının varsa planları elde edilmelidir. Mevcut değilse yapının rölöve planı çıkartılmalıdır. Bununla birlikte yapı için restititüsyon çalışması yapılmalıdır. Bu yapının özgün halinin çıkarılmasını sağlayacaktır. Böylelikle yapının strüktürel ve mimari yapısı ortaya çıkacaktır. Aynı zamanda yapının ömrü süresince hangi amaçlar için kullanıldığı tespit edilecektir.

Tarihi yapıların performans analizi için yapıda yapılan rölöve çalışmalarından sonra yapının taşıyıcı olan yığma duvar ve döşemelerinde kullanılan malzeme özellikleri deneysel çalışmalarla belirlenir. Yapılacak bu deneylerle analizlerde kullanılacak elastisite modülleri, basınç ve kesme dayanımlarını elde etme ve aynı zamanda, yapılacak malzeme takviyelerinde yeni malzemenin mevcut malzeme özelliklerine yakın olması hedeflenir.

Tarihi Yığma Yapıların Performans Analizi ile İlgili Parametreler

Yapıya Etkiyen Yükler

Her yapıya sabit yükler, hareketli yükler, deprem yükleri ve diğer yükler etkimektedir. Sabit yükler yapının kendi özgün ağırlığından meydana gelir. Hareketli yükler, yapıda bulunan makineler, mobilyalar, yapıda bulunması muhtemel insan sayısı gibi faktörlere bağlıdır. Diğer yüklere örnek olarak kar ve rüzgâr yükleri verilebilir. Deprem yükleri, düşey yüklerle birlikte, yığma yapılar için en büyük risk olan yatay yükleri oluşturur. Yığma yapılarda taşıyıcı duvarlar, tuğla, taş vb. malzemelerle ile beraber bağlayıcı malzemelerle oluşur. Taşıyıcı duvarlar basınç etkisinde emniyette iken çekme kuvvetlerine ve yatay kuvvetlere karşı savunmasızdırlar

Sonlu Eleman Modeli

Tarihi yığma binaların analizinde kullanılan birkaç modelleme tekniği bulunmaktadır. Bunlar sırasıyla basit duvar modeli, çapraz çubuk modeli eşdeğer çerçeve modeli sonlu elaman modelidir. Genelde bu yapıların analizinde kullanılan yöntem sonlu elemanlar yöntemidir. Sonlu eleman modeli, yapısal analizlerde, gerilme- deplasman arasında ilişki, mesnet ve başlangıç durumlarını gösteren denklemler kullanılır. Bu analizleri yapan programlar, karışık analizlerin kolaylıkla çözülmesine fırsat verir.

Doğrusal Analiz

Tarihi yığma yapıların analizinin yapılması için birçok yöntem karşımıza çıkar. Genel olarak bunlar, doğrusal ve doğrusal olmayan analiz, zaman tanım alanında doğrusal analizdir. Bunlar arasında en sık kullanılanı doğrusal analiz yöntemidir. Doğrusal analiz kapsamında eşdeğer deprem yükü veya mod birleştirme metodu kullanılabilir. İncelenecek yapının lokasyonuna göre tasarım spektrumu belirlenir ve kullanılacak programa tanımlanarak deprem yükü girilmiş olur. Ardından gerekli deprem azaltma katsayıları kullanılır. Yaklaşık denklemlerle, doğal titreşim periyodu hesaplanarak da deprem kuvveti bulunabilir. Çıkan mod şekillerinden yapının deprem davranışında meydana gelen gerilme-yer değiştirmelerden yapının sıkıntılı kısımları görülebilir. Genelde gerilmeler büyük değerler çıkabilir. Fakat doğrusal olmayan yapı davranışından dolayı çıkan gerilmeler sınırda tutulabilir. Olası gerilmeler azaltılmış deprem yüklerinden, yer değiştirmeler ise azaltılmamış deprem etkilerinden sonuç alınır.

Mod Birleştirme Yöntemi

Yapının belli bir andaki şekil değiştirmiş haline mod denir. Yapının her yer değiştirmede aldığı kuvvet farklıdır. Yapıdaki iç kuvvetler ve yer değiştirmeler, yeterli sayıda mod halleri dikkate alınarak bulunan bu yönteme mod birleştirme yöntemi denir. Mevcut deprem yönetmeliğine göre X ve Y deprem doğrultularında her bir mod için hesaplanan taban kesme kuvveti modal etkin kütlelerinin toplamının bina toplam kütlesinin %95’inden daha az olmaması kuralına göre belirlenecektir.

Mevcut Tarihi Yığma Yapıların Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine Değerlendirilmesi (TBDY, 2018)

Tarihi yığma yapıların değerlendirilmesinde esas alınacak tarihi yapılara özgü bir yönetmelik bulunmadığı için bu yapıların değerlendirilmesi ve analizi Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine göre yapılmaktadır. Mevcut yığma yapılar için Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği’nde belirtilen esaslara göre sırasıyla aşağıdaki aşamalara göre tahkik edilir.

Tarihi Yığma Yapıların Performans Analizi Aşamaları ve Kriterleri

Malzemeler ve Dayanım;

• Duvarların Karakteristik Basınç Dayanımı,
• Duvarların Karakteristik Kesme Dayanımı,
• Elastisite Modülü ve Kayma Modülü,

Taşıma Gücü Yöntemine Göre Hesap

• Yığma Duvarların Basınç Tahkikleri,
• Narinlik Oranlarının Hesaplanması,
• Yığma Duvarların Kesme Tahkikleri,

Diğer Kriterler;

• Kesme Kuvvetleri Etkisindeki Yığma Duvarlarda Uygulanacak Geometrik Şartlar,
• Taşıyıcı Duvarların En Büyük Desteklenmemiş Uzunluğu,
• Taşıyıcı Duvar Boşlukları (TBDY, 2018).

Mevcut yığma yapıların ve yapılacak olan yığma yapıların bu şartları taşıması istenir. Fakat günümüzde çoğu tarihi yığma yapı bu şartları sağlamayacak durumdadır. Tarihi yapılara özgü bir yönetmelik bulunmadığından mecburen bu yapılar bu şartlara tabi tutulmaktadır.

Not: na (2016 )buradan ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar;
Tarihi Yapılar İçin Deprem Risklerinin Yönetimi Kılavuzu, 2016
İhsan Kasım KARATAŞ-BİR EĞİTİM BİNASI ÖZELİNDE MEVCUT YIĞMA BİNALARIN DEPREM DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ