Seismic analysis of Tokat Deveci Inn reinforced with steel buttresses

Abstract

The supporting and retrofitting of the historical buildings with steel buttresses is common in many buildings in our country. The interaction of the two different structures in terms of material properties and mechanical behavior is extremely important and controversial. In this study, the interaction between existing historical structure, Tokat Deveci Inn which had been restored and some parts of which were supported by buttresses, and steel buttresses was studied. To this end, the prototype model which is the certain part of the existing building was modeled using structural analysis program SAP2000. The spectral curve which was generated taking into account the ground and earthquake condition of the region where the structure was constructed, was used in the finite element model. Analyzes shows that, buttresses built to reinforce the historical structure against the possible earthquakes has little effects on decreasing the stresses occurred on structural members and the period of the historical structure.

Keywords

• Seismic analysis,historical masonry structure,steel buttress,strengthening,restoration

Çelik payandalarla güçlendirilmiş Tokat Deveci Hanı’nın sismik analizi

Abstract

Çelik payandalarla tarihi yapıların desteklenmesi ve güçlendirilmesi işlemi ülkemizde birçok yapıda kullanılmaktadır. Malzeme özellikleri ve mekanik davranış bakımından birbirinden farklı iki yapının etkileşimi oldukça önemli ve tartışmalı bir konudur. Bu çalışmada restorasyonu daha önce tamamlanmış ve bir kısmı çelik payandalarla desteklenmiş olan Tokat Deveci Hanı’ndaki uygulamanın mevcut yapı ile etkileşimi incelenmiştir. Çalışmada mevcut tarihi  yapının belli bir bölümünden alınacak prototip model üzerinde yapının bulunduğu bölgenin zemin ve deprem durumu göz önüne alınarak oluşturulan spektrum eğrileri dikkate alınarak yapı sonlu elemanlar metoduyla Sap 2000 programında modellenmiş ve analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre muhtemel depremlere karşı tarihi yapıyı güçlendirmek amacıyla inşa edilen payandaların, yapı elemanlarında oluşan gerilmeler ve yapı periyodunu azaltma noktasında çok küçük bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. 

Keywords

• Sismik analiz,tarihi yapı,çelik payanda,güçlendirme,restorasyon

References

1. Bayraktar, A., Altunisik, A.C., Sevim, B. and Turker, T., Seismic response of a historical masonry minaret using a finite element model updated with operational modal testing, J. Vib. Control, 17(1), 129-149. (2010).
2. Şengül G. Aydıngün, Tarih Boyunca Yaşanan Depremler Sonrası Ayasofya Onarımları, Deprem Sempozyumu, Kocaeli, (2005).
3. Landolfo, R., Portioli, F., Mammana, O. and Mazzolani, F.M., Finite element and limit analysis of the large scale model of Mustafa Pasha Mosque in Skopje, strengthened with FRP, Proc. of the First Asia-Pacific Conference on FRP in Structures APFIS 2007, Hong Kong, 283-288, (2007).
4. Bartolomeo Pantò, Linda Giresini Mauro Sassu and Ivo Caliò, Non-linear modeling of masonry churches through a disc macro-element approach, Earthquakes and Structures, 12(2), 223-236, (2017).
5. Aksulu, B.I., Tokat Deveci Hanı, 9. Milletlerarası Türk Sanatları Kongresi, İstanbul, 1, 65-77, (1991).
6. https://www.flickr.com/photos/caner/23336053251/in/photolist-By8nBH-bS8ZbM, (20.08.2017)
7. Lourenco, P.B., Computations on historic masonry structures, Struct. Eng. Mater., 4(3), 301-319, (2002).
8. Doğangün, A., Acar, R., Sezen, H., and Livaoğlu, R., Investigation of dynamic response of masonry minaret structures, Bulletin of Earthquake Engineering, 6, 505–517, (2008).

9. Toker, S. and Unay, A.İ., Mathematical modeling and finite element analysis of masonry arch bridges, Gazi Univ. J. Sci., 17(2), 129-139, (2004).
10. Seker, B.S., Cakir, F., Dogangun, A. and Uysal, H., Investigation of a masonry domed mosque by experimental tests and numerical analyses, Earthquakes and Structures, 6(4), 335-350, (2014).
11. Aras, F., Krstevka, L., Altay, G., Tashkov, L., Experimental and numerical modal analyses of a historical masonary palace, Construction and Building Materials, 25, 81-91, (2011).
12. Can, H., Joseph, K. and Unay, A.I., Seismic behaviour of historical masonry buildings with irregular geometry, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., 27(3), 679-686, (2012).
13. Betti, M., Vignoli, A., Modelline and Analysis of a Romanesque Church Under Earthquake loading: Assessment of Seismic Resistance, Engineering Structures, 1-16, (2007).
14. Sap 2000, Integrated Structural Analysis and Desing Software, Computers and Structures, Inc., Ver. 15.1.0, Berkeley, California, (2012).
15. Afet bölgelerinde yapılacak yapılar hakkında yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara, (2007).
16. Altunışık, A.C., Bayraktar, A. and Genç A.F., A study on seismic behaviour of masonry mosques after restoration, Earthquakes and Structures, 10(6), 1331-1346, (2016).
17. Sayed Mohammad Motovali Emamia and Majid Mohammadi, Influence of vertical load on in-plane behavior of masonry infilled steel frames, Earthquakes and Structures, 11(4), 609-627, (2016).