INVESTIGATION OF DIFFERENT MATERIAL EFFECTS ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF MASONRY TOWER STRUCTURES

Abstract

In this study, the effects of different materials used in the buildings on the earthquake behavior of the masonry carrier system tower structure were investigated. For this purpose, a 3-dimensional finite element model of the masonry tower structure was created in the SAP2000 computer program. Two different models of the building, stone and brick, were created. Modal analysis, static analysis of the structure under its own weight, response spectrum analysis and linear dynamic analysis in the time history analysis were performed on the models. The acceleration records of the Pazarcık and Elbistan earthquakes that occurred recently in Turkey were used for time history analysis. The data obtained as a result of the analyzes and the results of the stone and brick models were compared. As a result of the modal analysis, it was determined that the period value of the brick model was higher. When the maximum horizontal displacement values at the apex of the structure are compared, greater displacement was obtained in the brick model in all analyzes. As a result of the static analysis of the structure under its own weight and seismic analyzes, the stresses in the structure gave greater results in the stone model.

Keywords

• Earthquake
• Masonry
• Material
• Seismic analysis
• Tower

YIĞMA KULE YAPILARININ SİSMİK DAVRANIŞI ÜZERİNDE FARKLI MALZEME ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada yapılarda kullanılan farklı malzemelerin yığma taşıyıcı sistemli kule yapının deprem davranışı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla yığma kule yapısının 3 boyutlu sonlu elemanlar modeli SAP2000 bilgisayar programında oluşturulmuştur. Yapının taş ve tuğla olarak iki ayrı modeli oluşturulmuştur. Modeller üzerinde modal analiz, yapının kendi ağırlığı altında statik analizi, tepki spektrumu analizi ve zaman tanım alanında doğrusal dinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Zaman tanım alanında analiz için Türkiye’de yakın zamanda meydana gelen Pazarcık ve Elbistan depremlerinin ivme kayıtları kullanılmıştır. Yapılan analizler sonucunda elde edilen veriler ile taş ve tuğla modellerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Modal analiz sonucunda tuğla modelin periyot değerinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yapının tepe noktasındaki en büyük yatay yer değiştirme değerleri karşılaştırıldığı zaman yapılan bütün analizlerde tuğla modelde daha büyük yer değiştirme elde edilmiştir. Yapının kendi ağırlığı altında statik analizi ile sismik analizleri neticesinde yapıda oluşan gerilmeler taş modelde daha büyük sonuçlar vermiştir.

Keywords

• deprem
• kule
• malzeme
• sismik analiz
• yığma

References

1. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. Earthquake. Erişim Tarihi: 02.03.2023 https://tadas.afad.gov.tr/
2. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, 2018. Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği. Ankara, Türkiye.
3. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması. Erişim Tarihi: 10.03.2023 https://tdth.afad.gov.tr/TDTH/main.xhtml
4. Avcil, F., Işık, E., Bilgin, H., Özmen, H.B., 2022. TBDY-2018’de Verilen Tasarım Spektrumlarının Anıtsal Yığma Yapı Sismik Davranışına Etkisi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9, (16), 165-177.
5. Erkek, H., 2021. Yığma Yapıların Çevresel Titreşim Verileri Kullanılarak Deprem Davranışının İncelenmesi: Adana Büyük Saat Kulesi Örneği. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 191s., Elâzığ.
6. Güdü, D. 2021. Ahşap Minarelerin Taşıyıcı Sistem Özellikleri ve Deprem Davranışlarının İncelenmesi. Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 83s., Bursa.
7. Işık, E., Antep, B., 2018. Ahlat İlçesinde Yer Alan Tarihi Yığma Minarenin Yapısal Analizi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7, (1), 46-56.
8. Kılıç, İ., Bozdoğan, K. B., Aydın, S., Gök, S. G., Gündoğan, S., 2020. Kule Tipi Yapıların Dinamik Davranışının Belirlenmesi: Kırklareli Hızırbey Camii Minaresi. Politeknik Dergisi, 23, (1), 19-26.

9. Korkmaz, A., 2014. Farklı Yapısal Malzeme Özelliklerinin Yığma Yapı Davranışına Etkisi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3, (1), 69-78.
10. Mutlu, Ö., Şahin, A., 2016. Investigating the Effect of Modeling Approaches on Earthquake Behavior of Historical Masonry Minarets-Bursa Grand Mosque Case Study. Sigma, 7, (2), 123-136.
11. Pekgökgöz, R., Avcil, F., Baltacı, G., Gürel, A., 2022. Yığma Bir Seyir Kulesinin Dinamik Analizi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 35, 455-463.
12. SAP2000. Integrated Finite Element Analysis and Design of Structures Basic Analysis Reference Manual. Computer and Structres Inc., Berkeley, California,
13. Seismosoft, 2023. SeismoMatch 2023-A Computer Program for Spectrum Matching of Earthquake Records.
14. Ural, A., Celik, T., 2018. Dynamic Analyses and Seismic Behavior of Masonry Minarets with Single Balcony. Aksaray University Journal of Science and Engineering, 2, (1), 13-27.
15. Yanık, Y., Türker, T., Çalık, İ., Yıldırım, Ö., 2022. Tarihi Yığma Minarelerde Çevresel ve Zamana Bağlı Etkilerin Titreşim Testi Yardımıyla İncelenmesi. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37, 2, 799-813.