A SIMPLIFIED APPROACH FOR STATIC ANALYSIS OF ARCHES

Year 2011, Issue: 024, 35 - 42, 15.04.2011

Taner Uçar , Gökhan Şakar

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] G. K. Usta, A. Usta, Ö. İ. Tuluk, “Anadolu Türk Mimarlığı İçin Görsel Sözlük” Sonhabar Matbaacılık, Trabzon, 2001.
• [2] İ. Ekiz, “Yapı Statiği 1”, Seç Yayın Dağıtım, İstanbul, 1995.
• [3] D. Kuban, “Mimarlık Kavramları”, Yapı-Endüstri Merkezi Yayınları, 6. Baskı, İstanbul, 2002.
• [4] A. Ural, “Tarihi Kemer Köprülerin Sonlu Eleman Metoduyla Analizi”, Deprem Sempozyumu 2005, 408-413, 23-25 Mart, Kocaeli, 2005.
• [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] F. Uluengin, B. Uluengin, M. B. Uluengin, “Osmanlı Anıt Mimarisinde Klasik Yapı Detayları”, YEM Yayınları, İstanbul, 2007.
• [7] L. M. Roth, “Mimarlığın Öyküsü”, Kabalcı Yayınevi, İstanbul, 2000.
• [8] A. Çakıroğlu, E. Çetmeli, “Yapı Statiği”, Cilt I, Beta Basım Yayım Dağıtım A.Ş., İstanbul, 1998.
• [9] H. Can, “Çözümlü Örneklerle Yapı Statiği”, Birsen Yayınevi, İstanbul, 2002.
• [10] Computers and Structures, Inc., SAP2000 Nonlinear, Version 8.2.3, Structural Analysis Program, Berkeley CA, 2000.