Investigation of the Earthquake Behavior of Historical Erzincan Çadırcı Bath and the Reasons for Its Persistence Until Today

Yıl 2024, Cilt: 27 Sayı: 6, 2069 - 2078

Arzu Güncü , Asena Soyluk , Alper Çelik , Erkan Okay Mutlu

https://doi.org/10.2339/politeknik.1407217

Cited By: 1

Öz

In this study, the earthquake behaviour of the historical Çadırcı Bathhouse in Erzincan, which is located on the North Anatolian Fault, the most active fault line of Turkey, was investigated. This historical masonry structure has preserved its structural integrity despite being exposed to two earthquakes of magnitude 7.8 in 1939 and 6.7 in 1992. In accordance with the architectural survey studies, the historical building was modelled in 3D in two different types according to shell and solid modelling techniques. According to the results of response spectrum analysis, stress and displacement distributions and modal characteristic parameters of the structure were evaluated. When the analysis results of the models created with the solid model technique and the shell model technique are compared, it is concluded that the shell modelling technique is safe in such studies, considering the analysis time and modelling difficulty. According to the results of the analyses, considering the stress distribution in the historical building elements, it is seen that the configuration characteristics of historical masonry structures are important in earthquake resistance like other building systems.

Anahtar Kelimeler

Historical bath, masonry building, dynamic behavior, finite element analysis, building configuration

Tarihi Erzincan Çadırcı Hamamı'nın Deprem Davranışının İncelenmesi ve Günümüze Kadar Ulaşmasının Sebepleri

Öz

Bu çalışmada Türkiye'nin en aktif fay hattı olan Kuzey Anadolu Fayı üzerinde yer alan Erzincan'daki Tarihi Çadırcı Hamamı'nın deprem davranışı incelenmiştir. Bu tarihi yığma yapı, 1939'da 7,8 (Mw) ve 1992'de 6,7 (Mw) büyüklüğünde iki depreme maruz kalmasına rağmen yapısal bütünlüğünü korumuştur. Çalışmaya konu olan tarihi yapı mimari rölöve çalışmalarına uygun olarak kabuk ve katı modelleme tekniklerine göre iki farklı tipte 3 boyutlu olarak modellenmiştir. Tepki spektrumu analizi sonuçlarına göre yapıya ait gerilme ve yer değiştirme dağılımları ve modal karakteristik parametreler değerlendirilmiştir. Katı model tekniği ve kabuk model tekniği ile oluşturulan modellere ait analiz sonuçları karşılaştırıldığında, analiz süresi ve modelleme zorluğu da dikkate alındığında bu tür çalışmalarda kabuk modelleme tekniğinin güvenli olduğu sonucuna varılmıştır. Analiz sonuçlarına göre tarihi yapı elemanlarındaki gerilme dağılımı incelendiğinde, tarihi yığma yapıların konfigürasyon özelliklerinin diğer yapı sistemleri gibi depreme dayanıklılıkta önemli olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Tarihi hamam, yığma yapı, dinamik davranış, sonlu elemanlar analizi, bina konfigürasyonu

Kaynakça

• [1] Kanetaki, E., “The still existing ottoman hamams in the Greek territory” METU Journal of the Faculty of Architecture, (2004).
• [2] Reyhan, K., “Architectural characteristics and construction techniques of domes in a group of Ottoman baths”, (PhD Thesis), Izmir Institute of Technology (2011).
• [3] Reyhan, K., “Construction techniques and materials of the Ottoman period baths in Seferihisar-Urla Region”, (Master Thesis), Izmir Institute of Technology (2004).
• [4] Reyhan, K. and B. İpekoğlu, “Investigation of Construction Techniques and Material in a Group of Ottoman Baths”, Structural Analysis of Historical Construction, New Delhi, (2006).
• [5] Reyhan, K., B. İpekoğlu, and H. Böke, “Construction techniques of domes in some Ottoman baths”. “Journal of Cultural Heritage”, 14(3): p. e35-e40, (2013).
• [6] Apak, K. “Structural Specifications of Turkish Bath’s and Collapse Analysis Scenario of Ismail Bey Bath”, in ATINER's Conference Paper Series ARC2014-1343, Athens Institute for Education and Research, (2015).
• [7] Apak, K., “Construction techniques of Ottoman bath’s From 13th to 16th century in seismic areas”, Politecnico di Milano, (2015).
• [8] Apak, K. and G.M. Roberti, “Seismic precautions in Ottoman Baths: Focus on architectural design and construction detailing, in Structural Analysis of Historical Constructions” Anamnesis, Diagnosis, Therapy, CRC Press. p. 1443-1450 (2016).
• [9] Katakalos, K.V., I.A. Arnaoutis, and G.C. Manos, “Identification of failure mechanism of the ottoman bath (hamam) at apollonia (pazarouda) exploiatation of historical data”, Case Studies in Construction Materials, 14: p. e00475, (2021).
• [10] Nelaj, M., “Structural analysis of the Hammam of Krujë”, (2015).
• [11] Rossetto, T. and N. Peiris, “Observations of damage due to the Kashmir earthquake of October 8, 2005 and study of current seismic provisions for buildings in Pakistan”, Bulletin of Earthquake Engineering, 7(3): p. 681-699, (2009).
• [12] Zhao, B., F. Taucer, and T. Rossetto, “Field investigation on the performance of building structures during the 12 May 2008 Wenchuan earthquake in China”, Engineering Structures, 31(8): p. 1707-1723, (2009).
• [13] Altınbilek, M., “Planlama Sorunları Açısından Erzincan’ın Şehir Coğrafyası”, in Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü (PhD Thesis), Erzurum, Atatürk University, (1997).
• [14] Governorate, E., “Deprem ve Erzincan”, İstanbul: Mega Yayıncılık, (1992).
• [15] Governorate, E., “1967 Erzincan İl Yıllığı”, Ayyıldız Press, (1968)
• [16] Kılıç Demircan, R., & Ünay, A., Büyük Kütleli Tarihi Kale ve Sur Duvarlarının Çevresel Etkiler Altında Yapısal Dengesinin Analitik Yöntemlerle Değerlendirilmesi”, Politeknik Dergisi, 25(2), 545-555, (2022).
• [17] Onat, O., Yön, B., “Adopted Material Properties of Historical Masonry Structures for Finite Element Models: Mosques and Bridges”, Turkish Journal of Science and Technology, 13(1), 69-75, (2018).
• [18] Kumbasaroğlu, A., & Çelik, A., “Eşdeğer Deprem Yükü Yöntemi Kullanılarak Tarihi Bir Yığma Yapının Sismik Performans Düzeyinin Belirlenmesi”, Erzincan University Journal of Science and Technology, 12(3),1590-1600, (2019).
• [19] Demir, C., Comert, M., Ilki, A., & Celik, P. O., “Seismic assessment and rehabilitation of the XVth century Küçük Mustafa Paşa Bath. In Insights and Innovations in Structural Engineering”, Mechanics and Computation pp. 1982-1987 CRC Press, (2016).
• [20] Lorenzoni, F., Valluzzi, M. R., & Modena, C., “Seismic assessment and numerical modelling of the Sarno Baths”, Pompeii. Journal of Cultural Heritage, 40, 288-298, (2019).
• [21] Inc, C.a.S., SAP2000., Berkeley, USA, (2000).
• [22] Kalkan, E., K. Adalier, and A. Pamuk. “Near source effects and engineering implications of recent earthquakes in Turkey”, in Fifth International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering, New York, NY. (2004).
• [23] Haçin, İ., “1939 Erzincan Büyük Depremi”, Atatürk Araştırma Merkezi Dergisi, 30(88): p., (2014)
• [24] Historic Worldwide Earthquakes. Available from: https://earthquake.usgs.gov/, (2018)
• [25] Gürsoy, H., et al., “New observations on the 1939 Erzincan Earthquake surface rupture on the Kelkit Valley segment of the North Anatolian Fault Zone”, Turkey. Journal of Geodynamics, 65: p. 259-271, (2013).
• [26] Gürsoy, H., et al., “1939 Erzincan depremi yüzey kırığı haritalama çalışmaları (Reşadiye batısı-Koyulhisar arası)”: ilk gözlemlere ait bulgular, ATAG-10, İzmir, Türkiye (2006).
• [27] Eyidoğan, H., “13 mart 1992 erzincan depreminin ana şok ve art sarsinti özellikleri üzerine bir tartişma”. Jeofizik, 6(2): p. 103-112., (1992).
• [28] Naldan, F., “Erzincan’da Osmanlı Dönemi Hamamları”. Belleten, 83(297): p. 585-604, (2018).
• [29] Kaya, E., Şehre tanıklık edenler: Erzincan: sözlü tarih çalışması II. (2012).
• [30] Koşar, H., “Eski Erzincan Şehrinde Günümüze Kadar Gelmiş Bazı Eserler (Çadırcı Hamamı)”, Erzincan Mengüceli Dergisi : p. 3, (1981).
• [31] Tarihi Yapılar İçin Deprem Risklerinin Yönetimi Kılavuzu, Ankara: Vakıflar Genel Müdürlüğü Yayınları, (2017).https://cdn.vgm.gov.tr/organizasyon/organizasyon12_030619/kilavuz.pdf
• [32] Turkish Seismic Code, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, (2018).
• [33] Turkey Earthquake Hazard Maps Interactive Web Application, Available from: tdth.afad.gov.tr, (2018)