Determination of Mechanical Properties of Historical Masonry Structures Using in-situ Flat-Jack Test

Tarihi eserlerde ve aynı zamanda yeni yapılarda, yapıda gerçekleştirilecek müdahalenin kapsamını ve sınırlarını belirleyecek olan en önemli parametrelerden birisi taşıyıcı elemanların dayanımıdır. Dayanımın ise dış yükler etkisiyle ortaya çıkan içi kuvvetten daha büyük olması sağlanmalıdır. Bu sebeple taşıyıcı elemanların dayanımının makul bir yaklaşım ve yaklaşıklıkla belirlenmesi gerekmektedir. Ancak, bazı durumlarda ülkemizdeki tarihi yapı uygulamalarında, yapıyı oluşturan duvar, kemer, tonoz gibi elemanların basınç dayanımı, kayma dayanımı, elastisite modülü gibi mekanik parametreler belirlenmeden, bazı kabullere dayalı hesaplamalar yapılmaktadır. Bu kabuller, yapıya gereğinden fazla yapısal müdahale yapılmasına neden olabileceği gibi, bazen yetersiz müdahalelere de sebep olabilmektedir. Bu makalede tarihi yığma yapıların basınç dayanımı, elastisite modülü ve poisson oranı gibi mekanik parametrelerin belirlenmesi amacıyla yapı üzerinde gerçekleştirilen ve literatürde hafif tahribatlı veya yarı tahribatlı olarak tanımlanan ve yapıda kolayca tamir edilebilir nitelikte hafif bir hasar oluşturan flat-jack deneyi ve ülkemizdeki bir tarihi camide uygulanması ve sonuçları hakkında bilgiler verilmektedir.The strength of the structural elements is very important parameter to determine the limits and extent of structural interventions in both historical and modern buildings. It have to be provided that, the strength must be greater than internal forces as a result of external loads. For this reason, the strength of structural elements has to be obtained with a reasonable approach and precision. However, in some implementations of historical structures in our country, the interventions are going on with some hypothesis but without any determination of the mechanical parameters of structural elements such as walls, arches and vaults. Furthermore, sometimes the hypothesis about the mechanical properties of structures causes over intervention or inadequate intervention problems. The paper gives information about flat-jack test which is named as semi-destructive test to determine the compressive strength, modulus of elasticity and poisson ratio of historical masonry structures. Also the paper discusses the results of a flat-jack test results of a case study in Turkey and compares the with laboratory test results

Rehabilitation of heavily earthquake damaged masonry building using steel straps

WOS: 000261812000001The purpose of this study is to develop a rehabilitation technique for heavily earthquake damaged masonry buildings. A full scale one storey masonry building with window and door openings was manufactured and tested on the shock table by applying increased amplitude free vibration up to the point where heavy earthquake damage was observed. Damaged test building was rehabilitated with vertical and diagonal steel straps and then tested again. The effectiveness of improvements obtained by the rehabilitation technique was investigated. Steel straps improved the lateral strength and stiffness of masonry walls and limited the lateral displacement of building. Stability of the masonry walls were also improved by the steel straps. Steel straps reduced the natural period of the earthquake damaged masonry building and prevented the failure of the building at the same amplitude of free vibration.Ministry of Public Works and Settlement, Turkey, Ankara; Arslan Tugla INC.; Kadir BASOGLUThe authors wish to thank the support given by The Ministry of Public Works and Settlement, Turkey, Ankara, where the experiments were held. In addition, the support and help by the Arslan Tugla INC. and Kadir BASOGLU are appreciated by the authors

Donatısız Yığma Bina Örneklerinin 2019 Türkiye Bina Deprem Yönetmeliğine Göre Tasarımı ve Mevcut Bina Değerlendirmesi

2019 yılı başındayürürlüğe giren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, yığma yapıların analizini vetasarımını konu alan bölümde oldukça kapsamlı değişiklikler ile birlikteyayımlanmıştır. İlgili bölüm artık donatısız yığma yapıların yanı sıra, donatıiçeren üç yeni yığma yapı türü için de tasarım esaslarını barındırmaktadır.Buna ilave olarak 2007 Deprem Yönetmeliğinde kullanılan emniyet gerilmesiyönteminin yerine, daha önce yönetmeliğin diğer bölümlerinde yer alan taşımagücü yöntemi bu yapılar için de kullanılmaya başlanmıştır. Bu yapı türlerinin depremhesabı için kullanılacak spektral ivme katsayısı ve deprem yükü azaltma faktörügibi önemli parametrelerle ilgili de birtakım değişiklikler yer almıştır. Sunulanbildiride Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği TBDY-2019’un ilgili hükümlerideğerlendirilmiştir. Ayrıca bir önceki yönetmelik kurallarına göre tasarlanan vedeğerlendirilen yığma bina örneklerinin bu defa TBDY-2019 ile yeniden tasarımı vedeğerlendirmesi yapılarak, ulaşılan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Değerlendirmesonucunda, TBDY-2019 yönetmelik kurallarına göre ivme değeri 0.10g düzeyiüzerindeki deprem kuvvetleri altında donatısız yığma bina tasarımı yapmanın,duvar kesitleri büyütülse bile, mümkün olmadığı görülmüştür. 2007 yönetmeliğinegöre tasarlanan mevcut donatısız yığma binalar da TBDY-2019 hükümlerine göre kesmekuvveti güvenliğini sağlamamaktadır. Ayrıca, mevcut yığma binalarda da 0.10g veüzerinde ivme düzeyine karşılık gelen deprem kuvvetleri altında da yeterlideprem güvenliği sağlanamamaktadır.</p

Experimental out-of-plane damage limits of historical stone masonry walls

In stone masonry buildings, failure under strong ground motions usually occurs in the form of out-of-plane overturning of the walls before reaching their in-plane strength, as the walls have long unsupported spans perpendicular to their plane and the lack of slabs ensuring a diaphragm effect. Post-earthquake damage obser-vations reveal this specific weakness of the historic masonry walls. Experimental determination of the out-of -plane damage limits of these walls, emerges as a need for use, especially during numerical evaluations. This article presents the results of static and dynamic testing of double-and three-leaf large-scale U-shaped masonry wall specimens. For this purpose, nondestructive material characterization was conducted on a reference his-torical masonry structure. Large-scale wall specimens were designed considering these findings and material tests performed on mortar samples. Quasi-static cyclic tests and ambient vibration tests for both initial and damaged conditions were performed on these specimens to capture the damage evolution and the corresponding drift limits. Damage limits are suggested to be used in performance-based evaluations of other territorial structures

TARİHİ TAŞ YIĞMA DUVARLARIN DÜZLEMDIŞI TESTLERİ VE HASAR DURUMU-ÖTELENME LİMİTLERİ İLİŞKİSİ

Kültürel mirasın önemli bir bölümünü oluşturan tarihi yığma yapıların korunması ve geleceknesillere güvenle aktarılması hayati değerdedir. Depremler sonrası tarihi yığma binalardagerçekleştirilen hasar gözlemleri, bu yapıların düzlemdışı doğrultudaki zayıflığını ortayakoymaktadır. Çeşitli duvar türleri için düzlemdışı ötelenme-hasar ilişkisi kullanılarak binalarınhasar görebilirliğinin şekil değiştirme esaslı bir yaklaşımla belirlenmesi mümkün olabilir. Sunulançalışmada, Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü ve Vakıflar Genel Müdürlüğü işbirliğiyle tamamlanan büyük ölçekli yığma duvar testlerinin sonuçları paylaşılmıştır. Duvarnumuneleri, referans alınan bir tarihi yapının özellikleri göz önünde bulundurularak iki ve üçtabakalı kuru ve harç birleşimli olarak tasarlanmış ve inşa edilmiştir. Düzlemdışı yarı-statikçevrimsel yükler altında test edilen U şekilli numunelerin hasar durumları ve karşılık gelen ötelenmelimitleri incelenmiş ve deneysel ötelenme oranları literatüre önerilmiştir.&nbsp;The preservation and safely transfer to future generations of historical masonry structures, whichconstitute an important part of cultural heritage, is crucial. Damage observations of historicalmasonry buildings after earthquakes revealed the weakness of these structures in the out-of-planedirection. It may be possible to assess the vulnerability of buildings with a displacement-basedapproach by using the out-of-plane drift-damage relationship for various wall types. In thepresented study, the results of large-scale masonry tests completed in cooperation with Dokuz EylulUniversity Civil Engineering Department and The General Directorate of Foundations are shared.The wall specimens were designed and constructed as a combination of two and three leaves of dryand mortar jointed walls, taking into account the characteristics of a reference historical building.The damage states and the corresponding drift limits of U-shaped specimens, tested under out-ofplane quasi-static cyclic loads, were examined and suggested to the literature.</p