A SIMPLIFIED APPROACH FOR STATIC ANALYSIS OF ARCHES

Abstract

In this study, arches, which are known as the first structural system utilized are investigated in point of origin and historical development process. Working principles of arch systems are examined in terms of composed internal forces. Due to curved shape of arches, it is considerably time consuming to model the real geometry of arch in various structural analysis programs, which are commonly used. Also, despite the fact that the determination of internal forces requires an elementary manual calculation, it is quite difficult to obtain displacements because of the curved geometry of aches. In this study, an approach, which simplifies the analysis of arches under vertical loads, and the modeling of them in computer-aided analysis, is presented. In this approach, arches are represented by straight axial fragmented elements. Efficiency of the present approach is investigated by considering three hinged arches, which are commonly used computational models. The values, which are computed in terms of internal forces and displacements for both the real and the idealized cases, are presented in the study and finally these values are compared with each other. 

Keywords

• Historical process of arches,internal forces and displacements in arches,three hinged arches,idealization of arch geometry

KEMERLERİN STATİK ANALİZİ İÇİN BASİTLEŞTİRİLMİŞ BİR YAKLAŞIM

Abstract

Bu çalışmada, yapılarda ilk kullanılan taşıyıcı sistem olarak bilinen kemerlerin çıkış noktaları ve tarihsel süreçteki gelişimleri incelenmiştir. Kemer sistemlerin çalışma prensipleri oluşan iç kuvvetler bakımından irdelenmiştir. Kemerlerin eğri eksenli elemanlar olması nedeniyle günümüzde kullanılan değişik analiz programlarında gerçek kemer geometrisinin tanımlanması oldukça zaman alıcı olmaktadır. Ayrıca elle yapılan hesaplarda kemerlerde iç kuvvetlerin hesaplanması basit olmasına karşılık, yerdeğiştirmelerin hesaplanması kemerin eğri eksenli geometrisinden dolayı zahmetlidir. Bu çalışmada kemerlerin düşey yükler altında çözümünü ve bilgisayarlı analiz programlarında modellenmesini basitleştirebilecek bir yaklaşım sunulmuştur. Bu yaklaşımda kemerler doğru eksenli parçalı elemanlarla temsil edilmiştir. Sunulan yaklaşımın etkinliği kemerlerle ilgili yaygın bir hesap modeli olarak kullanılan üç mafsallı kemerler göz önüne alınarak araştırılmıştır. Gerçek kemer geometrisi ve idealleştirilmiş durumlar için iç kuvvet ve yerdeğiştirme olarak hesaplanan değerler çalışma kapsamında sunulmuş ve karşılaştırmaları yapılmıştır

Keywords

• Kemerlerin tarihsel süreci,kemerlerde iç kuvvetler ve yerdeğiştirmeler,üç mafsallı kemerler,kemer geometrisinin idealleştirilmesi

References

1. [1] G. K. Usta, A. Usta, Ö. İ. Tuluk, “Anadolu Türk Mimarlığı İçin Görsel Sözlük” Sonhabar Matbaacılık, Trabzon, 2001.
2. [2] İ. Ekiz, “Yapı Statiği 1”, Seç Yayın Dağıtım, İstanbul, 1995.
3. [3] D. Kuban, “Mimarlık Kavramları”, Yapı-Endüstri Merkezi Yayınları, 6. Baskı, İstanbul, 2002.
4. [4] A. Ural, “Tarihi Kemer Köprülerin Sonlu Eleman Metoduyla Analizi”, Deprem Sempozyumu 2005, 408-413, 23-25 Mart, Kocaeli, 2005.
5. [5] A. Ural, Ş. Oruç, A. Doğangün, Ö. İ. Tuluk, “Turkish historical arch bridges and their deteriorations and failures”, Engineering Failure Analysis, 15, 43-53, 2008.
6. [6] F. Uluengin, B. Uluengin, M. B. Uluengin, “Osmanlı Anıt Mimarisinde Klasik Yapı Detayları”, YEM Yayınları, İstanbul, 2007.
7. [7] L. M. Roth, “Mimarlığın Öyküsü”, Kabalcı Yayınevi, İstanbul, 2000.
8. [8] A. Çakıroğlu, E. Çetmeli, “Yapı Statiği”, Cilt I, Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş., İstanbul, 1998.

9. [9] H. Can, “Çözümlü Örneklerle Yapı Statiği”, Birsen Yayınevi, İstanbul, 2002.
10. [10] Computers and Structures, Inc., SAP2000 Nonlinear, Version 8.2.3, Structural Analysis Program, Berkeley CA, 2000.