Tarihi batık gemi ahşaplarının ve bağlantılarının, denizel çevresel bozunma altındaki performanslarının incelenmesi
Investigation of historical sunken ship wood and their mountings on their performance under marine environmental degradation
- Tez No: 986951
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKDENİZ NEŞER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Ağaç İşleri, Marine Engineering, Wood Products
- Anahtar Kelimeler: Antik gemi, Biyolojik bozunma-çevresel, Çevresel bozulma, Antique ship, Biodegradation-environmental, Environmental degradation
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, ahşabın, özellikle tarihsel öneme sahip gemi inşaatında kullanılan arkeolojik ahşap malzemelerin suya doygun durumdayken karşılaştığı biyolojik, kimyasal ve fiziksel bozunmaları ele almanın yanında; degradasyon koşulları altında ahşabın korunmasına yönelik konservasyon yöntemleri giriş bilgisi olarak sunulmuştur. Gemi inşaatında denizcilik tarihi boyunca ahşap malzemenin kullanımının geniş bir öğretinin sunulmasının ardından Türkiye ormanlarında yetişen gemi inşaa ağaçlarından Sarıçam (Pinus sylvestris Lipsky), Adi Gürgen (Carpinus betulus L.), Anadolu Kestanesi (Castanea sativa Mill.), Doğu Karadeniz Göknarı (Abies nordmanniana) ve Doğu Kayınından (Fagus orientalis Lipsky) türleri üzerinde durulmuş ve bunlardan üretilen ahşaplar üzerinde temel mekanik analizlerden liflere paralel yönde çekme ve basma gerilmeleri deneysel olarak bulunmuştur. Bir, iki ve dört haftalık hızlandırılmış yaşlandırmanın ardından deneyler tekrarlanmıştır. Böylelikle geleneksel gemi inşaatı ahşabı üzerinde denizel çevrenin etkisi nicel olarak tespit edilebilmiştir. Çalışmada ayrıca gemi inşaatında kullanılan üç ahşap birleştirme yöntemi (pahlı, düzlemsel geçme ve kademeli geçme birleştirme) birbiriyle mukavemetleri temelinde, üretilen numunelere çekme yükü uygulanmak suretiyle karşılaştırılmıştır. Bu numunelere de simüle edilmiş denizel koşullarda hızlandırılmış yaşlandırma uygulanmış ve böylelikle çevresel etmenlerin performans üzerindeki etkisi hakkında günümüz ahşap malzeme uygulamaları tasarımlarına fikir verilmiştir. Bağlantıların sonlu elemanlar yöntemi temelindeki sayısal modeli de oluşturulmuş ve bu model, deney sonuçlarıyla karşılaştırılarak valide edilmiştir. Ahşap, tarih boyunca mühendislik ve denizcilik başta olmak üzere pek çok alanda temel malzeme olarak kullanılmıştır. Organik yapısından dolayı çevresel faktörlere karşı oldukça hassastır. Arkeolojik bağlamda suya doygun halde kalan ahşaplar, anaerobik ortamlarda görece iyi korunabilse de çıkarıldıkları andan itibaren hızla bozulma riski taşımaktadırlar. Bozunmalar özellikle bakteriyel ve fungal saldırılar; oksijen varlığı ile başlayan çürüme süreçleri, yapısını oluşturan maddelerin daha basit bileşiklerine ayrılması; birleştirmelerde kullanılan metallerin korozyonu ve tuzlu suyun etkisi gibi nedenlerle ortaya çıkar. Bozunma sürecinin anlaşılması amacıyla beş farklı yerli ahşap türüne (Sarıçam, Adi Gürgen, Anadolu Kestanesi, Göknar, Doğu Kayını) testler uygulanarak mekanik özellikleri belirlenmiştir. Türkiye'nin farklı kıyı bölgelerinde (Sinop, Çanakkale, Ayvalık, Çeşme) denizel ortama deneysel örnekler bırakılmış, sediment tabakası altı ve üstü koşullarda gözlemlenerek ahşabın bozunma sürecinin izlenmesi amaçlanmıştır. Bırakılan noktalardaki örneklere ulaşılamadığı için saha çalışmalarından sonuç alınamamıştır. Ahşap ve ahşap birleştirme örnekleri tuzlu su sisi, nem ve sıcaklık içeren bir döngüye tabi tutularak hızlandırılmış yaşlandırmaya maruz bırakılmıştır. Böylece, kısa sürede denizel etkilerin yaratacağı hasar modellenmiştir. Antik ahşap gemilerde uygulanan üç geleneksel bağlantı tipi olan pahlı birleştirme, düzlemsel geçme birleştirme ve kademeli geçme birleştirme test edilmiştir. Bu bağlantılar, ahşap kavelalarla birleştirilerek hem fiziksel testlere hem de ANSYS Sonlu Elemanlar Yöntemi ile sayısal analizlere tabi tutulmuştur. Özellikle kademeli geçme bağlantıların, gerilme dağılımı açısından daha avantajlı sonuçlar sunduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This study examines the biological, chemical, and physical deterioration that wood, particularly archaeological wood used in historically important shipbuilding, experiences when saturated with water. In addition to presenting an introductory overview of the use of wood in shipbuilding throughout maritime history, conservation methods for preserving wood under degradative conditions are presented. Following a comprehensive overview of the use of wood in shipbuilding throughout maritime history, the study focuses on the following shipbuilding trees, including Scots pine (Pinus sylvestris Lipsky), common hornbeam (Carpinus betulus L.), Anatolian chestnut (Castanea sativa Mill.), Eastern Black Sea fir (Abies nordmanniana), and Oriental beech (Fagus orientalis Lipsky), which grow in Turkish forests. Basic mechanical analyses were conducted on the wood produced from these trees, and tensile and compressive stresses parallel to the grain were experimentally determined. Experiments were repeated after one, two, and four weeks of accelerated aging. This allowed for a quantitative assessment of the impact of the marine environment on traditional shipbuilding wood. The study also compared three wood joining methods used in shipbuilding (beveled, planar, and stepped joints) based on their strength by applying tensile loads to the manufactured samples. These samples were also subjected to accelerated aging in simulated marine conditions, providing insights into the impact of environmental factors on performance in contemporary wood material design practices. A numerical model of the joints, based on the finite element method, was also created, and this model was validated by comparing it with experimental results. Wood has been used as a primary material throughout history in many fields, particularly engineering and maritime. Due to its organic structure, it is highly sensitive to environmental factors. While wood saturated with water in archaeological contexts can be relatively well preserved in anaerobic environments, it is at risk of rapid deterioration from the moment it is removed. Deterioration occurs primarily due to bacterial and fungal attacks; decay processes initiated by the presence of oxygen; the breakdown of constituent materials into simpler compounds; corrosion of metals used in joints; and the effects of salt water. To understand the decomposition process, tests were applied to five different native wood species (Scots Pine, Common Hornbeam, Anatolian Chestnut, Fir, and Oriental Beech) to determine their mechanical properties. Experimental samples were deposited in the marine environment at various coastal regions of Turkey (Sinop, Çanakkale, Ayvalık, Çeşme) and observed under conditions both above and below the sediment layer to monitor the decomposition process. Field studies were not possible due to the lack of access to the samples at these deposited locations. Wood and wood joint samples were subjected to accelerated aging by cycling saltwater mist, humidity, and temperature. This modeled the damage that would result from marine exposure over a short period. Three traditional joint types used in ancient wooden ships—beveled joints, planar dowel joints, and stepped dowel joints—were tested. These joints were connected using wooden dowels and subjected to both physical tests and numerical analysis using the ANSYS Finite Element Method. It was determined that stepped dowel joints, in particular, provided more advantageous results in terms of stress distribution.
Benzer Tezler
- Yenikapı 6 batığı'nın bozulma nedenlerinin araştırılması ve konservasyon önerisi
Investigation of degradation causes of Yenikapı 6 shipwreck and conservation proposal
TUĞÇE PAMUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Sanat Tarihiİstanbul ÜniversitesiKültür Varlıklarını Koruma ve Onarım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK KOCABAŞ
- Yenikapı Marmaray ve metro kurtarma kazıları buluntuları ışığında İstanbul'un Roma ve Bizans Dönemi deniz ticareti
Istanbul?s Roman and Byzantine sea trade in the light of finds from Yenikapı Marmaray and metro rescue excavations
RAHMİ ASAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
ArkeolojiTrakya ÜniversitesiKlasik Arkeoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜMER ATASOY
- Su altı kültür mirasının korunması ve sunumuÇanakkale savaş alanları Tekke Koyu örneği
Conservation and presentation of underwater cultural heritage Çanakkale battlefields example of Tekke Bay
ERKİN YAŞAR ÇERİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YEGAN KAHYA SAYAR
- Sığ sularda ve yakın mesafelerde çalışacak bir turistik denizaltının kavramsal tasarımı
Conceptual design of a tourist submarine which operates in shallow waters and short distances
FATİH TUNCAY KOLÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR BEJİ
- Sualtı kültürel peyzajının dokümantasyonu ve haritalanması: Likya antik bölgesi - Kaş
Documentation and mapping of underwater cultural landscapes – case study: Ancient Lycia – Kaş
SİNEM GÜREVİN
Doktora
Türkçe
2020
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ÇAĞATAY SEÇKİN