4.Tarihi Eserlerin Güçlendirilmesi ve Geleceğe Güvenle Devredilmesi Sempozyumu, 2013, İTÜ, İstanbul Ahşap Minarelerin Taşıyıcı Sistemleri ve Zıbıncı Camii Örneği Mehmet Selim Ökten Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Yapı Mühendisliği Anabilim Dalı Meclis-i Mebusan Cad. No:24 Fındıklı 34427 İstanbul Tel: (0212) 252 16 00 E-Posta: msokten@msgsu.edu.tr Burcu Balaban Ökten Fatih Sultan Mehmet Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü Sütlüce Mah. Karaağaç Cad. No:12 Beyoğlu, İstanbul Tel: (0212) 369 81 62 E-Posta: burcuokten@fsm.edu.tr Cem Haydaroğlu Arup Mühendislik ve Müşavirlik Ltd. Şti. Barbaros Blv. Morbasan Sok. Koza İş Mrk. B Blok Kat:7 Balmumcu, Beşiktaş, İstanbul Tel: (0212) 318 63 00 E-Posta: cem.haydaroglu@arup.com Bahadır Bozdağ Bozdağ Mimarlık Dekorasyon Ltd. Şti. Tepecik Mh. Feridun Özbay Cd. Açıkyol İşhanı Kat:1 İzmit, Kocaeli Tel: (0262) 321 82 83 E-Posta: bahadirbozdag@gmail.com Öz 19. yüzyılın başlarında yaygın olarak rastlanılan ahşap minarelerin çoğu yangın ve bakımsızlık gibi sebeplerden dolayı günümüze kadar ulaşamamıştır. Ahşap minarelerin kolay ve hızlı inşa edilebilmesi, malzemenin hafifliği, yerel malzeme kullanımı ve estetik güzelliği bu yapıların yapıldıkları dönem itibariyle tercih sebebi olmasını sağlamıştır. Türkiye de değişen inşaat anlayışı sonucu strüktürel üretimin betonarmeye yoğunlaşmasıyla birlikte ahşap yapı üretimi de azalmıştır. Bu çalışmada ahşap minarelerin strüktürel özellikleri, günümüze ulaşan az sayıdaki örnekler dikkate alınarak incelenmiştir. Kocaeli ili, İzmit ilçesinde bulunan Zıbıncı Camii nin rekonstrüksiyon projesi kapsamında, ahşap minaresi sınıflandırılmış, mevcut durumu değerlendirilmiş ve yapısal analizi yapılmıştır. Yapısal analiz sırasında kaplama elemanı olan kontrplağın göreli ötelenmeleri 14 kata kadar azalttığı tespit edilmiştir. Anahtar sözcükler: Ahşap minare, Tarihi yapı, Minare tipolojisi, Yapısal analiz, Rijitlik. Giriş Ana taşıyıcı sistemi yığma veya ahşap olan camilerde ahşap minareler imalat kolaylığı ve yerel malzeme kullanımı dikkate alınarak tercih edilmiştir. Günümüze ulaşan tarihi ahşap minareler genelde 1800 lü yılların ikinci yarısında ve 1900 lü yılların ilk yarısında inşa edilmişlerdir. Daha önce inşa edilen ahşap minareler, atmosferik dış etkiler ve zamandan dolayı taşıyıcı sistem malzemesinde oluşan çürümeler ve büyük yangınlar gibi sebeplerle günümüze kadar ulaşamamışlardır. İstanbul daki birçok
caminin ahşap minarelerinin yıllar içerisinde yerlerini yığma ve betonarme minarelere bıraktığı bilinmektedir. Bu çalışmada 4 Ekim 1807 yılında inşa edilip günümüze ulaşan ve Kocaeli ili sınırları içerisinde yer alan Zıbıncı Camii minaresinde, restitüsyon projesine göre tekrar inşa edilmesi kararına bağlı olarak yapılan yapısal incelemeler aktarılmıştır. Mevcut ahşap minare 1.47m çapında ve külah başlangıcına kadar 9.5m yüksekliğindedir. Yeni minarenin yapısal projesi hazırlanmadan önce mevcut yapısal sistemle beraber Kuzguncuk Üryanizade Camii, Üsküdar Ahmet Çelebi Camii, Kumkapı Tavaşi Süleyman Ağa Camii ve İzmit Hacı Ayvaz Mescidi minarelerinin yapısal sistemleri detaylı olarak incelenmiştir. Yapılan incelemelerde iki tür yapısal sistemle karşılaşılmış olup bunlar; merkezinde ahşap dikmeli minareler ve dolu kesitli ahşap basamaklı minarelerdir. Zıbıncı Camii minaresi merkezinde ahşap dikmeli bir minare olup yapısal sistemini üç ana eleman grubu oluşturmaktadır. Bunlardan ilki minarenin kapladığı daire çevresine belirli aralıklarla yerleştirilen yan dikmeler, dairenin merkezinde yer alan dairesel ana dikme (seren direği) ve basamaklara dik olarak konumlandırılmış baskıç kirişleridir. Baskıç kirişleri yapısal sistem içerisinde önemli rol oynamakta olup minare çevresindeki yan dikmeler ile merkezdeki ana dikmenin yatay yükler etkisinde birlikte çalışmasını sağlamaktadır. Zıbıncı Camii minaresinin yapısal analiz modeli oluşturularak yapıya yatay ve düşey yükler uygulanmıştır. Düşey ve yatay yükler etkisi altında minarenin ahşap taşıyıcılarının tasarımları yapılmıştır. Sonuç olarak bu çalışma kapsamında ahşap minarelerin mimari ve yapısal açıdan özellikleri araştırılmıştır. Ahşap Minarelerin Tarihçesi Ahşap minareler ile ilgili yazılı belgeler İstanbul un fethine kadar dayanmaktadır. Fetih in ardından camiye dönüştürülen Ayasofya nın güneybatı köşesinde, Fatih in (1451-1481) ahşap bir minare yaptırdığı, ancak II. Selim zamanında bunun yıktırılarak yerine tuğla minare yaptırıldığı ileri sürülmektedir (Akgündüz, 2005). Ayasofya Mütevellisinin 19 Nisan 1573 tarihli arzında da, Ayasofya nın mevcut payandalarının tamire muhtaç olduğu belirtilerek, yeni payandalar ile takviye edilmesi gerektiği ve (Fatih döneminden kalma) mevcut ahşap minarenin harap durumda olduğu bildirilerek bunun tuğla ile yapılması gerektiği ifade edilmiştir (Diker, 2010). Genellikle küçük mescitlerde kullanılan ahşap minarelerden günümüze çok az örnek kalmıştır. Bütün olarak ahşap malzemeyle yapılan minareler sayılıdır. Yapı malzemesinin taş ve tuğla kadar uzun ömürlü olmaması, yangına ve suya dayanıksızlığı nedeniyle özgün olarak günümüze gelen ahşap minare çok azdır. Onarımlarla günümüze ulaşan Eski Yağkapanı Mescidi Minaresi (Makbül İbrahim Paşa Camii), Karagümrük- Karabağ Mescidi Minaresi, Beşiktaş Muradiye Camii Minaresi (Şekil 1), Üsküdar- Ahmet Çelebi Mescidi Minaresi, Kuzguncuk-Üryanizade Mescidi Minaresi, Teşvikiye Raif Ağa Mescidi Minaresi örneklerinde de görüldüğü gibi ahşap minareler, genellikle ayrı özel bir kaideden değil, doğrudan cami beden duvarının içinden yükselmektedir. Bu planlama ahşap malzemenin kâgir malzemeye göre hafif olması ve ek yük getirmemesinden kaynaklanmaktadır (Kuşüzümü, 2010). 2
Şekil 1 Beşiktaş Muradiye Camii minaresi (Kuşüzümü, 2010). Ahşap minare iç sisteminde; kâgir minarelerde petek kısmında son basamaktan sonra başlayan seren direği, ahşap minarelerde ilk basamağa kadar ana çekirdek olarak devam etmektedir. Seren direği bir bütün olarak gövde ile birlikte basamakları ve külahı taşır. Yukarıdan gelen ağırlığı aşağıya iletir. Ahşap minareler tek şerefeli olarak inşa edilmişlerdir. Ahşap minarelere genellikle caminin üst mahfelindeki kapıdan girilmektedir. Minareye ait ayrı bir kaide bulunmamaktadır. Minarede tüm öğeler çekirdek, basamaklar, dış duvar ahşap malzemeden yapılmaktadır. Basamaklar, seren direği ve duvardaki ahşap direklere mesnetlenmektedir (Kuşüzümü, 2010). Çalışmanın konusu olan Zıbıncı Camii tipik mahalle mescidi öğelerini içinde barındırmaktadır. Ana mekân harim, kadın mahfili, müezzin mahfili, mihrap, minber, minare yapıda bulunan tamamlayıcı öğelerdir. Yapının yapım yılı, İzmit te Türk Eserleri (Ürkmez, 2007) adlı kitapta yapının eski harim giriş kapısı üzerinde bulunan bir kitabe okunarak öğrenilmiştir. Kitabede 15 Şaban 1222 (4 Ekim 1807) tarihi kazınmıştır. Günümüzde bu kapı mevcut değildir (Altınkaya, 2010). Mescidin minaresi, mescidin özgün halinde ahşap taşıyıcılı ve ahşap kaplamalıdır. Mevcut ahşap dikme ve zemin katta bulunan çift cidarlı ahşap kaplamalar bunu kanıtlamaktadır. 1960 lı yıllarda minarenin ahşap kaplamasının sökülerek çinko ile kaplandığı tahmin edilmektedir. Zemin katta mevcutta bulunan ahşap kaplamalar ve kaplamaların birleşim yerlerini kapatan profilli ahşap çıtalar restitüsyon projesinde minarenin özgün kaplamasının formunu belirlemiştir. Kocaeli Dokümantasyon Merkezi nden temin edilen 1934 yılına ait bir fotoğrafta minarenin şerefe, petek ve alemi görünmektedir. Minarenin şerefe, petek ve külah kısımlarının özgün formu fotoğraflardan tam olarak anlaşılmamakla birlikte, petek/gövde oranı, şerefe yüksekliği ve külahın kubbe formlu olduğu anlaşılabilmektedir (Şekil 2). 3
Şekil 2 Zıbıncı Camii görünüşleri (Kocaeli Dökümantasyon Merkezi, 1934). Ahşap Minarelerin Sınıflandırılması ve Mevcut Örnekler Zıbıncı mescidinin yapılan restitüsyon projesi kapsamında mescidin minaresinin özgün formuna ulaşabilmek için ahşap minareli mescit yapıları ve ahşap minareler hakkında araştırma yapılmıştır. Zıbıncı mescidinin minaresinin özgün yapısını kaybetmiş olması, benzer mescit örneklerinin de özgün halini koruyamamaları restitüsyon projesi oluşturulurken böyle bir araştırmayı zorunlu kılmıştır. İstanbul Minareleri adlı kitapta (Eyice, 1963) ahşap minareli mescitlerden günümüze dek gelebilenler incelenmiş ve ahşap minare tipolojisi çalışması yapılarak Zıbıncı mescidinin özgün minaresinin formu, bulunan örnekler üzerinden mevcut veriler dikkate alınarak sentezlenmeye çalışılmıştır. Eyice (1963) te yapılan sınıflandırmaya göre dört tip ahşap minare tanımlaması yapılmıştır. Bunlar baca biçiminde ahşap minareler, cumba biçiminde asma ahşap minareler, dıştan merdivenli minber-minare ve büyük minarelerin taklidi ahşap minarelerdir. Araştırma sonucunda Eyice (1963) te belirtilen ahşap minarelerden mevcut olanlar yerinde incelenmiştir. Üryanizade Cami-Kuzguncuk, Ahmet Çelebi Cami Üsküdar bu örnekler içinde kalan iki mescittir. Kitapta bahsedilmeyen Tavaşi Süleyman Ağa Camii- Kumkapı, dolu ahşap kesitli minaresi bulunan bir yapıdır. Çalışma kapsamında bu üç örnek yapı yerinde incelenmiş, minare formu ve yapı elemanları (gövde, petek, şerefe, külah, alem) fotoğraflanmıştır (Tablo 1). Zıbıncı mescidi minaresi özgün formu, yapılan üç adet ahşap minareli cami incelemesi sonucu ortaya çıkmıştır. Yapılan minare tipolojisi ve araştırması sonucunda Zıbıncı mescidinin minaresinin Büyük minarelerin taklidi orta dikmeli ahşap minareler sınıfına girdiği tespit edilmiştir (Şekil 3). 4
Tablo 1 Ahşap Minare Formları ve Yapı Elemanları. Cami İsimleri Şerefe, Petek, Külah ve Alem Orta Dikme ve Basamaklar Üryanizade Camii Minaresi (Merkezinde ahşap dikmeli minare) Ahmet Çelebi Camii Minaresi (Merkezinde ahşap dikmeli minare) Tavaşi Süleyman Ağa Camii Minaresi (Dolu kesitli ahşap basamaklı minare) 9.5m 1.5m Orta Dikme Baskıç Kirişleri Şekil 3 Zıbıncı Camii minaresi mevcut durumu. 5
Yapısal Analiz Söz konusu minareye ait mevcut rölöve ölçüleri kullanılarak minarenin üç boyutlu bilgisayar modeli yapılmıştır. Modellemelerde geometrik ve mekanik özelliklere bağlı olarak herhangi bir yapının değişik bölümlerinde farklı tipte elemanlar kullanılması gerekebilmektedir. Minare modelinde 264 adet çubuk (frame) eleman kullanılmıştır. Çubuk elemanlar seren direği (orta dikme), yan dikmeler, payandalar ve baskıç kirişlerinin modellemesinde kullanılmıştır. Model 211 adet düğüm noktasına sahiptir ve Sap2000 V.15.1.0 bilgisayar programı kullanılarak sonlu eleman yöntemi ile düşey, deprem ve rüzgâr yükleri altında incelenmiştir. Minarede yalıtım amacıyla külahın üzerini örten kurşun kaplama düşey yük olarak taşıyıcı sisteme uygulanmıştır. Temele bağlantıda çubuk elemanların üç global eksene göre (x, y ve z) ötelenmelerinin tutulduğu düşünülmüştür. Minarenin cami beden duvarının içinden yükseldiği kotta ise çubuk elemanların iki global eksene göre (x ve y) ötelenmeleri sınırlandırılmıştır (Şekil 4). Beden duvarı mesnet noktası Temel mesnet noktası Şekil 4 Minarenin yapısal modeli. Modelde kullanılan dairesel kesitli orta dikmenin çapı 270mm olup bu dikme temelden külah ucuna kadar uzanmaktadır. Minarenin planı on altıgendir ve orta dikmenin etrafında, yaklaşık 740mm yarıçapta dairesel olarak sıralanan 40mmx60mm kesitli yan dikmeler bulunmaktadır. Orta dikme yan dikmelere, 280mm arayla spiral şeklinde yükselerek dönen ve merdiven basamaklarını taşıyan 60mmx60mm kesitindeki baskıç kirişleriyle bağlanmaktadır. Şerefeyi taşıyan payandalar 50mmx80mm boyutlarındadır. Deprem hesabı spektral analiz ile yapılmıştır. Minarede hem x hem de y yönlerinde 0.4g ivmeye sahip iki ayrı deprem için bir tasarım depremi oluşturulmuştur. Tasarım depremine temel olan spektrum eğrisi Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (2007) den alınmıştır. Aynı yönetmelik göz önüne alınarak, minare insanların kısa süreli ve yoğun olarak bulunduğu binalar kapsamına giren dini 6
yapıların bir parçası olduğundan bina önem katsayısı (I) 1.2 olarak kabul edilmiştir. Yapı malzemesinin elastik olarak davranan ahşap olması ve yapının düşey konsol olarak davranmasından dolayı yapının taşıyıcı sistem davranış katsayısı (R) 2 olarak alınmıştır. Minarenin bulunduğu yerel zemin sınıfı Z2 dir. Yapısal analiz sonucunda yan dikmelerin ve payandaların kesitlerinin arttırılması gerekli görülmüş olup rekonstrüksiyonda kullanılan iç ve dış kontrplak kaplama 78 adet kabuk (Shell) eleman kullanılarak modele dâhil edilmiştir. Yan dikmeler 80mmx100mm, payandalar 80mmx80mm, kontrplak kalınlığı ise 24mm seçilmiştir (Şekil 5). Arttırılmış kesit boyutları aynı zamanda bağlantı detaylarının da rahat olarak yapılabilmesini mümkün kılmaktadır. Şekil 5 Tipik minare kesiti. Minarenin rekonstrüksiyonun I.sınıf çam kullanılarak yapılacağı düşünülmüştür. Hesaplarda göz önüne alınan malzeme karakteristik değerleri Error! Reference source not found. de verilmiştir. Tablo 2 Rekonstrüksiyon Modelinde Kullanılan Malzeme Özellikleri. Malzeme Özellikleri Birimi I.Sınıf Çam Liflere Paralel Elastisite Modülü E P MPa 10000 Liflere Dik Elastisite Modülü E d MPa 300 Eğilme f b MPa 13 Lifler Doğrultusunda Çekme f t MPa 10.5 Liflere Dik Doğrultuda Basınç f p MPa 2 Lifler Doğrultusunda Basınç f c MPa 11 Lifler Doğrultusunda Makaslama f s MPa 0.9 Liflere Dik Doğrultuda Makaslama f s MPa 2.7 7
Minarenin dinamik analiz sonucunda ilk iki periyodu 0.173sn. (y doğrultusunda) ve 0.169sn. (x doğrultusunda) olarak elde edilmiştir. Minarenin planı simetrik olduğu için beklendiği gibi periyod değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Oluşan fark minarenin ve şerefenin giriş kapılarının oluşturduğu asimetriden kaynaklanmaktadır. Rekonstrüksiyona ait yapısal model, kontrplak elemanlar dikkate alınmadan analiz edildiğinde minarenin şerefe kotunda oluşan göreli ötelenmelerin 14 kata kadar arttığı görülmüştür. Bu durumda göreli ötelenme sınırı aşılmaktadır. Dolayısıyla kontrplak kaplamaların yapısal eleman olarak kullanılması uygun görülmektedir. Taşıyıcı sistem, emniyet gerilmeleri yöntemine göre incelenmiş olup taşıyıcı sistem elemanlarının güvenli olduğu görülmüştür. Ahşap dikmelerin betonarme temele bağlantısı çelik köşebentlerle teşkil edilmiş olup ahşap elemanlar arasında vidalı birleşimler kullanılmıştır. Sonuçlar Zıbıncı Camii ahşap minaresinin mimari ve yapısal değerlendirilmesi sonucu elde edilen sonuçlar aşağıda sıralanmıştır: Yapılan araştırmalar sonucunda Zıbıncı Camii ahşap minaresinin Büyük minarelerin taklidi orta dikmeli ahşap minareler sınıfına girdiği belirlenmiştir. Ahşap minarelerde orta dikme ile yan dikmeleri birbirine bağlayan baskıç kirişlerinin yapısal sistemin monolitik şekilde çalışması ve bütünlüğü açısından oldukça önemli olduğu görülmüştür. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Yapılar Hakkında Yönetmelik (2007) kapsamında ahşap yapılar ile ilgili bir bilgi bulunmamasına rağmen ahşap malzemenin elastik olarak davranması ve minarenin düşey konsol olarak çalışmasından dolayı yapının taşıyıcı sistem davranış katsayısı (R) 2 olarak kabul edilmiştir. Rekonstrüksiyon projesinde uygulanması düşünülen iç ve dış kontrplak kaplama yapı rijitliğini büyük oranda arttırmakta ve göreli ötelenmeleri azaltmaktadır. Mevcut ahşap minare elemanlarında yeterli dayanımın sağlanması için zorunlu olarak arttırılmış kesit alanları, vidalı birleşimler için gerekli olan aralıklar ve kenar uzaklıklara ait alt sınır değerlerin üzerinde güvenli birleşimler yapılabilmesine olanak sağlamıştır. 8
Kaynaklar Akgündüz, A., Öztürk, S. ve Baş,Y. (2005) Üç Devirde Bir Mabed Ayasofya, Osmanlı Araştırmaları Vakfı / Tarih Dizisi, İstanbul, Türkiye. Altınkaya, Ö. (2010) Sanat Tarihi Raporu. Kocaeli İli, İzmit İlçesi, Veliahmet Mahallesi Zıbıncı Mescidi Sanat Tarihi Raporu, Mayıs, İstanbul. DBYBHY (2007) Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Ankara. Diker, H. F. (2010), Belgeler Işığında Ayasofya nın Geçirdiği Onarımlar. Doktora Tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul. Eyice, S. (1963) İstanbul un Minareleri, MSGSÜ Yayınları, İstanbul, Türkiye. Kocaeli Dökümantasyon Merkezi (1934), Kocaeli Fotoğrafları, Kocaeli, Türkiye. Kuşüzümü, K. H. (2010) İstanbul Minarelerinin Geleneksel Yapım Teknikleri ve Günümüzde Restorasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. SAP 2000 Structural Analysis Program v.15.1.0, Computers and Structures Inc., Berkeley, California. State University of New York at Buffalo, U.S.A. Ürkmez, E. (2007) İzmit te Türk Eserleri, Kocaeli Büyükşehir Belediyesi Yayınları, Kocaeli, Türkiye. 9