Minarelerin doğal titreşim periyotlarının belirlenmesi üzerine önemli bir araştırma yayınlandı

Altınbaş Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyelerinden Prof. Dr. Aykut Erkal ve yüksek lisans öğrencisi Zahraa Husham Ibrahim Hilmi, cami minarelerinin ilk dört doğal titreşim periyotlarını belirlemeye yardımcı olan yeni bağıntılar geliştirdi. Prof. Dr. Aykut Erkal, deprem mühendisliği ve tarihi yapıların korunması alanlarında gelecekte yapılacak çalışmalara ışık tutacak araştırmalarını, uluslararası prestije sahip Elsevier’in "Structures" isimli dergisinde yayımlandığını da belirtti. 

Bilime ve mühendisliğe katkısı önemli

Prof. Dr. Aykut Erkal, bu çalışmalarıyla tarihi ve modern minarelerin malzeme ve geometrik özellikleri ışığında, dinamik davranış parametrelerinin belirlenerek, korunmalarına yönelik önemli bir katkı sağlamayı amaçladıklarını anlattı. Geliştirilen bağıntıların, mühendislerin ve araştırmacıların, minarelerin titreşim özelliklerini hızlı ve etkin bir şekilde belirlemelerine yardımcı olacağını belirtti. 

Minarelerin dinamik davranışları önemli ölçüde değerlendirilebiliyor 

Cami minarelerin, mimari, tarihi, dini ve toplumsal açıdan büyük öneme sahip yapılar olduğunu ifade eden Prof. Dr. Aykut Erkal, ince ve uzun yapısal formları sayesinde uzak mesafelerden bile fark edilebildiklerini söyledi. Özellikle tarihi minarelerin, çoğunlukla tuğla ve kesme taştan inşa edilip, detaylı süslemelerle bezendiklerini anlattı. Ancak bu yapıların, narin formları nedeniyle deprem gibi dinamik yükler altında çeşitli titreşimler yapabildiklerinin altını çizdi. Bir minarenin periyodunun, minarenin titreşim anında bir gidiş geliş süresi olduğunu kaydeden Erkal, bunun da hem mevcut yapıların değerlendirilmesinde hem de yeni inşa edilecek yapıların tasarımında kritik bir parametre olduğunu söyledi. 

Minarelerin periyotlarının belirlenmesi

Altınbaş Üniversitesinden Prof. Dr. Aykut Erkal, bir minarenin doğal titreşim periyodu üç farklı yöntemle belirlenebildiğini aktardı:

1.    Deneysel yöntemler: Yerinde yapılan ölçümlerle periyot belirlenebilir. Ancak bu yöntem, yüksek maliyetli olup, özel ekipman ve resmi izin gerektirdiği için pratik olmayabilir.
2.    Matematiksel modelleme: Bilgisayar destekli modelleme ile periyot hesaplanabilir. Ancak bu yöntem, yüksek işlem gücü olan bilgisayalar, kişisel efor ve zaman gerektirir.
3.    Ampirik formüller: Yaklaşık sonuçlar verse de pratik, ekonomik ve hızlı bir çözüm sunar.

Yeni geliştirilen bağıntılar... 

Prof. Dr. Aykut Erkal ve Zahraa Husham Ibrahim Hilmi’nin araştırmasıyla 189 farklı geometriye ve malzeme özelliklerine sahip minarenin matematik modelini oluşturarak kapsamlı analizler gerçekleştirildi. Akademisyenler, yinelemeli optimizasyon analizi kullanarak, minarelerin ilk dört doğal titreşim periyotlarını veren 5 ve 3 değişkenli 4 bağıntı geliştirdiler. Çalışmada önerilen bağıntılar, daha önce dinamik özellikleri deneysel olarak belirlenmiş 35 farklı minare üzerinde test edildi ve elde edilen sonuçların son derece tatmin edici olduğu görüldü. Özellikle birinci periyodu hesaplayan 5 değişkenli bağıntının, 35 minarenin 28’inde %19’dan çok daha düşük farklarla doğru sonuçlar verdiği tespit edildi. Aykut Erkal, buna göre mühendislerin bu bağıntıları kullanıp minarelerin, olası spesifik bir depremde, riskli olup olmadıkları konusunda yaklaşık bir fikre sahip olabileceklerini iletti.