Tarihi Yapıların Davranış Biçimleri
Giriş
Geçmişten günümüze miras olan tarihi yapıların taşıyıcı elemanları taş ve tuğladan oluşmaktadır. Birleşim yerlerinde bağlayıcı özelliği fazla olan harçlar ve horasan harcı kullanılmıştır. Ahşap elemanları ya da demir kenetlerle de çekme gerilmeleri karşılanmaya çalışılmıştır.
Tarihi yapıların çoğu basınç gerilmesine çalışan yığma yapı niteliğindedir. Yığma yapılarda iskelet sistemi bulunmadığı için yapının statik ve dinamik yükleri perde duvarlar tarafından karşılanır. Taşıyıcı sistemde mafsal teşkil edecek hayati noktalar olmadığı için iç kuvvetler belirli bir noktada yoğunlaşmazlar. Dolayısıyla gerilme dağılımı oldukça düzgün bir biçimde meydana gelir. Bu avantajların yanında yığma yapıların birçok dezavantajı bulunmaktadır. Sistemde çubuk eleman bulunmadığı için yığma yapıların modellenmesi nispeten zorlaşır. Bunu çözmek adına sistemde bir takım basitleştirmeler yapılır. Yığma kagir yapılar genellikle gevrek malzemelerle inşa edilir. Kullanılan malzemeden ve tüm duvarların taşıyıcı olmasından dolayı yapı ağırlaşır ki bu durumda yapıda oturma hasarları meydana gelmesi muhtemeldir.
Heterojen dağılıma sahip bu yapılarda basınca çalışan yığma birimleriyle kesmeye çalışan harç arasındaki aderans çok önemlidir. Çünkü kesme kırılması genellikle aderansın iyi olmamasından kaynaklanır. Basınç kırılmasıysa tuğlanın ezilmesiyle meydana gelir. Tuğlanın basınç dayanımı, toprağın cinsine, porozitesine, pişirilme ısısına, üretim biçimine bağlıdır. Kullanılan malzemelerin kaliteli olması her dönemde önem arz etmektedir. Yapılan bir araştırmada Ayasofya’da kullanılan harcın günümüz puzolanlarından üretilmiş harçtan 15 kat daha fazla çekme mukavemetine sahip olduğu bulgusuna ulaşılmıştır.
Deprem, sel, elemanlardaki fiziksel ve kimyasal bozulmalar ve yangın gibi dış etmenler tarihi yapıların sistemlerini ve görünümlerini olumsuz etkilemiştir. Bununla birlikte taşıyıcı sistem tasarım hataları ve yanlış restorasyon müdahaleleri yeni hasarlara kapı açmıştır. Bu yüzden tarihi yapıları güçlendirirken mutlaka yapının restorasyon öyküsü incelenmeli, oturduğu zemin ve taşıyıcı sistemi iyi analiz edilmelidir.
Yapının Statik ve Dinamik Yükler Altında Davranışları
Statik Yükler
Yapılar statik olarak eksenel basınç, eksenel çekme, eğilme ve kayma gerilmelerine maruz kalırlar. Basınç gerilmeleri yığma yapıların strüktürel formlarından kaynaklanmaktadır. Uygulanan eksenel basınç kuvveti sonrasında harçta çekme kuvveti meydana gelir. Harçtaki yatay deformasyonlardan dolayı düşey yönlü çatlamalar meydana gelir.
Yığma yapıların gevrek olmasından dolayı çekme dayanımı önemlidir. Eğilmeye yatkın kubbe, kemer, tonoz ve pandantif elemanlarda çekme kırılmaları oluşması muhtemeldir. Aynı eksende birbirine ters yönde yüklemelere maruz kalan elemanlarda kayma etkisi oluşur. Kayma etkisi harç ve yığma birim arasındaki etkileşime bağlıdır.
Dinamik Yükler
Yığma yapılara etki eden en önemli dinamik etki deprem kuvvetleridir. Özellikle kalitesiz harç kullanımı harç ve yığma birim arasındaki aderansın iyi olmamasına sebebiyet verir. Planda düzensiz yerleşim, pencere ve kapı boşluklarının gereğinden fazla büyük olması da hasara neden olabilmektedir. Yığma yapılarda deprem hasarına uğrama olasılığı en fazla olan kısımlar kapı ve pencere boşluklarıdır. Bunun nedeni bu bölgelerde oluşan gerilme yığılmalarıdır.
